Въведение
В индустриалната автоматизация и енергийните системи, кондензатори са "сърцето на електронните системи" и тяхната работа влияе пряко върху стабилността на оборудването. Ако вземем за пример високоволтовите кондензатори 450V 470UF, статистическите данни на Националната асоциация на производителите на електротехника (NEMA) показват, че около 23% от повредите на индустриалното оборудване са причинени от ненормални кондензатори. В тази статия се анализират основните принципи на изпитване на омовата стойност и се комбинират стандартните схеми за изпитване на IEEE, за да се разкрият три практически метода за бързо диагностициране на здравословното състояние на кондензаторите.
Тристепенна предупредителна сигнална система за необичайна стойност на OHM
Според последните изследвания на лабораторията за електроника на Fluke повредите на кондензаторите имат прогресивно развитие и чрез омметъра могат да се уловят три ключови етапа на предупреждение:
1. Основно предупреждение: необичайна крива на зареждане
Когато омметърът е свързан, висококачественият кондензатор трябва да показва крива на зареждане "ниско съпротивление → експоненциално нарастване → стабилно". Както се посочва в "Бялата книга за изпитване на кондензатори", публикувана от National Instruments (NI), когато времето за нарастване на кривата се скъси с 30%, това показва, че капацитетът е намалял (справка: ni.com/capacitor-testing).
2. Междинна аларма: Ненормално постоянно съпротивление
Експериментални данни от катедрата по електротехника в Масачузетския технологичен институт (MIT) показват, че когато съпротивлението на кондензатор при късо съединение е постоянно по-ниско от 50Ω, рискът от пробив се увеличава 17 пъти. В този момент захранването трябва да се изключи незабавно и да се замени в съответствие със стандарта IEC 60384.
3. Окончателна повреда: сигнал за отворена верига (OL)
Когато омметърът покаже "OL", превишаващ граничната стойност, това означава, че вътрешната връзка е прекъсната. Както е описано в техническите документи на Texas Instruments, този тип повреда може да предизвика преходен скок на тока до 300% във веригата за стартиране на двигателя (справка: ti.com/capacitor-failure).
Четириизмерен метод за изпитване с кръстосано валидиране
Традиционното едноточково изпитване има процент на грешни преценки 15%. Препоръчва се да се използва решение за четириизмерна проверка от индустриален клас:
Измерение 1: Мониторинг на динамичния импеданс
Използвайте цифров мултиметър с функция за запис на данни (например Keysight 34465A), за да запишете кривата на изменение на импеданса от 0 до 60 секунди и да я сравните със стандартната форма на вълната, предоставена от производителя.
Измерение 2: Изпитване за корелация на температурата
В съответствие със стандарта UL 810 съпротивлението се изпитва при две температурни точки 25 ℃/50 ℃. Нормалната разлика трябва да е по-малка от 20%. Случаят на японската компания TDK показва, че определен инверторен кондензатор е показал отклонение в съпротивлението от 35% при изпитване при висока температура, като успешно е избегнал авария при спиране на производствената линия.
Измерение 3: Изпитване на цикъла на зареждане и разреждане
Приложете 5 цикъла на зареждане и разреждане, за да наблюдавате характеристиките на възстановяване на съпротивлението. Проучване на Würth Elektronik в Германия показва, че по-нискокачествените кондензатори ще покажат очевидно влошаване на характеристиките след третия цикъл (справка: we-online.com/cap-aging).
Измерение 4: Сравнителен метод на изпитване
Тествайте изпитваното парче паралелно с новия продукт от същата партида и го оценете като анормален, ако разликата надвишава 15%. Този метод се използва от Samsung Electro-Mechanics за контрол на качеството на производствената линия, като намалява процента на изтичане на дефектни продукти с 42%.
Стратегия за поддръжка, съобразена с нуждите на индустрията
Различните сценарии на приложение изискват различни тестови решения:
1. Поле за настройка на мощността
Министерството на енергетиката на САЩ препоръчва превантивно тестване на всеки 2000 часа, като се следи за еквивалентното последователно съпротивление (ESR). В изследователския доклад на EPRI се посочва, че стриктното прилагане на този стандарт може да удължи живота на кондензаторите в подстанциите с 40%.
2. Система за инвертор на нова енергия
Съгласно изискванията за сертифициране на TÜV Rheinland фотоволтаичните инверторни кондензатори трябва да бъдат подложени на тест за устойчивост на напрежение 2000 V/5s. Практиката на Sungrow показва, че в съчетание с изпитването на омовата стойност, неизправностите могат да се предвидят 6 месеца предварително.
3. Индустриално моторно задвижване
Отделът за двигатели на АББ е разработил интелигентна диагностична система, която успешно намалява авариите с прегаряне на двигатели чрез 68% наблюдение в реално време на колебанията на омовата стойност. Нейният основен алгоритъм е с отворени източници (справка: new.abb.com/motors-generators).
Заключение
Диагностиката на състоянието на кондензаторите навлезе в ерата на точното количествено определяне. Чрез създаване на механизъм за ранно предупреждение на три нива, прилагане на четириизмерна кръстосана проверка и формулиране на решения, съобразени с нуждите на индустрията, точността на идентифициране на неизправностите може да се увеличи до повече от 98%. Препоръчително е предприятията да създадат система за превантивна поддръжка в съответствие със стандарта ANSI/EIA-463 и да дадат приоритет на кондензатори от индустриален клас, които са преминали сертификация AEC-Q200 (като например серията KEMET). Редовното изпитване на омовата стойност е не само техническа спецификация, но и стратегическа инвестиция за осигуряване на безопасността на производството. Свържете се с Кондензатор Rongfeng за повече професионална информация.
Авторитетни референтни източници
- Стандарти за изпитване на кондензатори IEEE
- Ръководство за поддръжка на Министерството на енергетиката на САЩ
- Доклад на Европейския институт за изследване на електроенергията