局部放電檢測儀ST4200

高壓繼電器盒SW2001

助力高效、可靠的電機生產(chǎn)

2025年2月20日，HIOKI日置正式發(fā)售局部放電檢測儀ST4200和高壓繼電器盒SW2001，旨在提高電機測試的精度與效率。

隨著電動汽車(EV)和工業(yè)應(yīng)用的迅速發(fā)展，市場對可靠的變頻器驅(qū)動電機需求不斷增長，這兩款產(chǎn)品應(yīng)運而生。

ST4200可精準高效地識別局部放電(PD)現(xiàn)象。它擁有交流局部放電測試和脈沖局部放電測試雙模式功能，能夠在生產(chǎn)階段檢測出潛在的絕緣不良，并降低出貨后的故障風(fēng)險。它還配備了高頻電流互感器(CT)，在干擾嚴重的生產(chǎn)環(huán)境中，也能確保準確地檢測局部放電。與SW2001的集成簡化了系統(tǒng)布線，降低線纜復(fù)雜度，提高測量精度，使測試流程更加流暢。

SW2001憑借其靈活、可擴展的架構(gòu)，且提供多種通道選擇，能夠同時對多臺電機進行測試，顯著提高工作效率。其高度可靠的多路復(fù)用設(shè)計減少了故障停機時間，使其成為大批量電機制造的理想解決方案。

局部放電檢測儀ST4200（左）高壓繼電器盒SW2001（右）

研發(fā)背景

1、全球向碳中和的轉(zhuǎn)變

全球向碳中和的轉(zhuǎn)變加速了電動汽車（EV）和節(jié)能型工業(yè)系統(tǒng)的普及。2024年，純電動汽車和插電式混合動力汽車的全球銷量同比飆升25.6%，僅12月就達到190萬輛*1。

2、高效電機需求的不斷增長

在歐洲等地區(qū)，相關(guān)法規(guī)已強制要求使用能效等級為IE4*2及以上的高效電機。國際電工委員會（IEC）將電機能效等級劃分為IE1至IE4，其中IE4等級的電機能效最高，與較低等級的電機相比，能耗更低，運營成本也更低。這類電機通常由變頻器驅(qū)動系統(tǒng)控制，由于這使它們承受更高的浪涌電壓，因此增加了絕緣故障的風(fēng)險。

3、先進功率半導(dǎo)體技術(shù)的崛起

碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）功率半導(dǎo)體能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高壓開關(guān)，但會使電機承受比其額定工作電壓高2到3倍的浪涌電壓，這可能導(dǎo)致潛在缺陷演變?yōu)閲乐毓收稀?jù)預(yù)測，SiC 和 GaN 市場規(guī)模將從 2024 年的 14.1 億美元增長到 2034 年的 110.8 億美元，年平均增長率（CAGR）為 22.9%*3。

變頻器驅(qū)動電機系統(tǒng)中浪涌電壓與局部放電現(xiàn)象示意圖，重點展示絕緣應(yīng)力及潛在故障風(fēng)險

4、局部放電（PD）測試的重要性

PD測試對于在電機發(fā)生故障前檢測出潛在的絕緣不良至關(guān)重要。盡管傳統(tǒng)的50/60 Hz交流高壓測試一直是行業(yè)標準，但PD測試通過模擬真實工況能更有效地識別絕緣薄弱點。

5、干擾嚴重環(huán)境下的挑戰(zhàn)

盡管 PD 測試具有諸多優(yōu)勢，但在干擾嚴重的環(huán)境（如生產(chǎn)線）下仍面臨著巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的電磁波檢測方法在這種環(huán)境下難以保證測試結(jié)果的可重復(fù)性。此外，現(xiàn)代的生產(chǎn)線需要在高低壓測量之間頻繁切換，大大增加了系統(tǒng)集成與控制的復(fù)雜度。

產(chǎn)品特點

1、雙模式局部放電檢測

ST4200具備兩種局部放電檢測模式：交流局部放電（AC PD）測試和脈沖局部放電（Surge PD）測試*4，可有效識別潛在絕緣不良，將諸如火災(zāi)等嚴重故障的發(fā)生幾率降至最低。其中交流局部放電（AC PD）測試，是評估相間絕緣以及各相和鐵芯間絕緣的首選方法，但在中性點閉合的相間結(jié)構(gòu)中存在局限性，在這種情況下，就需要采用脈沖局部放電（Surge PD）測試。

該圖表展示了電機定子中三種主要的局部放電測試類型：

匝間（turn-to-turn）、相間（phase-to-phase）與各相和鐵芯間（phase-to-core）著重突出了評估絕緣完整性的關(guān)鍵路徑