電動汽車（EV）等搭載的逆變器驅動電機，因開關動作會產生瞬時高電壓。若繞組部分長期發(fā)生局部放電，將導致絕緣劣化，可能引發(fā)短路、絕緣擊穿甚至起火等重大事故。在制造階段，通過絕緣電阻測量確認絕緣性能，并通過耐壓測試（耐壓測試）驗證是否存在絕緣擊穿。此外，局部放電測試能夠檢測潛在絕緣不良，從而提升電機的質量與安全性。為滿足車載部件的高品質化需求，電機繞組在制造階段實施的檢測工序至關重要，而出貨前不良品檢出檢測系統更是不可或缺。

逆變器驅動電機的局部放電測試的必要性

驅動電機的逆變器電壓一種以高速重復進行開關動作的波形。每次開關動作都會產生相當于開關電壓約兩倍的浪涌電壓，導致電機繞組間承受瞬時高電壓。這種浪涌電壓的反復作用會加速繞組絕緣的劣化。

通常，當絕緣不良的繞組承受超過350V的電壓時，就會發(fā)生局部放電。若電機繞組存在絕緣性能下降的部位，局部放電會持續(xù)發(fā)生，導致絕緣劣化加速。這種由局部放電引發(fā)的絕緣劣化最終可能演變?yōu)槎搪坊蚪^緣擊穿，進而造成起火等重大事故。局部放電測試能夠在產品出廠前檢測出此類潛在缺陷并加以排除。而傳統的絕緣電阻測量、耐壓測試及雷電沖擊測試（脈沖測試）無法在絕緣尚未擊穿時發(fā)現這些隱性故障。

若要將局部放電測試追加到現有測試系統中并獲得可靠的測試結果，目前仍存在若干技術障礙。此外，產線負責人還需在綜合考慮投資成本、測試時間及設備維護等因素的基礎上，搭建出適合的測試系統。

測試的可重復性和噪聲的影響

在生產線上進行局部放電（PD）測試時，容易受到環(huán)境噪聲的影響，導致測量結果的可重復性降低。常規(guī)的電磁波檢測方式易受噪聲影響，特別是在噪聲繁多的產線環(huán)境中問題尤為突出。

在致力于提升電機檢測效率的生產線中，當采用將多個測試集中在一處進行的布局時，測試系統內部的布線復雜度會顯著增加，這使得系統較以往更容易受到環(huán)境噪聲的干擾。在進一步實現高效化的生產線上，多臺電機并行檢測已成為常規(guī)操作模式，由此產生的復雜化系統設計方案，使得噪聲對檢測結果的影響變得更為突出。

為檢測電機定子內存在的潛在不良，需實施交流局部放電（AC PD）測試與脈沖局部放電（脈沖PD）測試兩種檢測方法。在AC PD測試中，使用耐壓測試儀與專用局部放電檢測電路，對檢測到的局部放電進行定量評估。此外，為減少環(huán)境噪聲的影響，常采用帶通濾波器（Band-pass Filter）。在脈沖PD測試中，通過脈沖線圈測試儀模擬逆變器浪涌電壓，評估絕緣對瞬態(tài)高電壓的耐受能力。盡管兩種局部放電測試的檢測方法等細節(jié)由IEC標準規(guī)定，但由于其檢測的潛在絕緣不良類型不同，同時實施兩種測試可更全面地評估。在產線等高噪聲環(huán)境中進行脈沖PD測試時，采用高頻CT的局部放電檢測方式，較傳統電磁波檢測方式能顯著提升測量穩(wěn)定性。

在最新的電機檢測生產線中，局部放電測試會與其他測試整合到同一個測量階段，有時還會對多臺電機同時進行測試。繼電器盒通過切換高壓測試與低壓測試模式，實現對多種測試的整合控制。然而，為實現檢測設備間的安全切換與精準測量，繼電器盒的設計需要經過縝密考量。為最大限度抑制漏電流與噪聲干擾，并實現高可靠性與安全性的切換操作，必須從材料選擇、硬件結構強化及線路優(yōu)化三方面入手。此外，高電壓繼電器的耐用性涉及到頻繁更換操作對生產效率的負面影響，因此需納入重點考量范圍。選擇符合嚴格絕緣要求且耐久性強的高壓繼電器，是減少設備停機時間的有效手段。

支持多樣的系統構成

通過組合使用局部放電檢測儀ST4200與高壓繼電器盒SW2001，可構建能夠安全切換多種測試項目與測試對象的自動化檢測系統。SW2001內部集成交流局部放電（AC PD）與脈沖局部放電（脈沖PD）兩種檢測傳感器，實現簡潔的系統配置。測量對象不僅包括定子繞組，還可擴展至溫度傳感器。雖然可沿用客戶現有測量設備，但統一采用HIOKI測量儀器能獲得涵蓋測量與校準的全方位技術支持。我們將根據客戶需求的測試項目、電機連接端子數量及溫度傳感器配置數量，提供最優(yōu)化的系統構成方案。

局部放電檢測儀 ST4200

ST4200是一款可獨立執(zhí)行交流局部放電（AC PD）測試與脈沖局部放電（脈沖PD）測試的局部放電檢測儀。該設備通過耐壓測試儀及脈沖線圈測試儀施加測試電壓，并利用PD傳感器實現局部放電檢測。其搭載帶通濾波器功能，同時采用高頻電流互感器（CT）技術，顯著提升了抗干擾能力。ST4200嚴格遵循IEC標準進行局部放電檢測，并可測量多種放電參數。設備支持數值與波形的實時觀測，所有測量數據可直接存儲至內部存儲器。

交流局部放電（AC PD）測量：IEC 60270、IEC 60034-27-1

? PDIV、PDEV*及IEC標準規(guī)定的其它項目

* 僅在與耐壓測試儀3153聯動時適用

脈沖局部放電（脈沖PD）測量：IEC 61934、IEC 60034-27-5

? RPDIV、RPDEV、PDIV、PDEV及IEC標準規(guī)定的其它項目

顯示功能

? 電壓波形、PD脈沖監(jiān)視器

保存功能

? 自動存儲：數據序列、SBS格式圖形圖像

? 數據可存儲至：SSD、USB、 SD

高壓繼電器盒 SW2001

SW2001是一款高壓繼電器盒，不僅支持絕緣電阻測試、耐壓測試、層間短路測試等測試項目，還可實現4端子低電壓輸入的繞線電阻測量與電感測量，是一款可集成6種檢測功能的高壓繼電器盒。其搭載保護放電功能，可在高壓測試與低壓測試之間安全切換，有效防止測量儀器與DUT的損壞。

通道數（測試對象連接端子數量）

? SW2001-04（4通道），SW2001-08（8通道），SW2001-16（16通道），SW2001-24（24通道）

輸入額定

? 耐壓測試儀：AC 5 kV rms、DC 5 kV、7.071 kV peak

? 脈沖測試儀：8 kV peak

? 低電壓4端子輸入：AC 30 V rms、DC 60 V、42.4 V peak

允許最大脈沖電流：100 A peak

繼電器壽命：開關次數500萬次以上（參考值）

對測量精度的影響

? 絕緣電阻測量的精度影響：±2%（1 MΩ～1 GΩ）

? 交流局部放電（AC PD）測量的影響量：≤40 pC（施加3 kV時）