Qu'est-ce que le test Hi-Pot ?

Concernant les systèmes d'alimentation électrique, les moteurs électriques, les transformateurs et les stations de recharge pour voitures électriques, ils subissent un processus de test appelé “ test hi-pot ” avant de quitter l'usine de production. Peu d'acheteurs peuvent être conscients de ce que consiste le test hi-pot, nous allons donc clarifier ce que cela signifie réellement. Hi-pot est l'abréviation de test de haute tension, qui, dans son sens basique, est un autre nom pour le test de tenue diélectrique. En d'autres termes, cela implique d'appliquer une tension considérablement plus élevée que la tension utilisée du produit, et de vérifier si l'isolation peut supporter cette tension ou non.

Dans une procédure de test de haute tension ou de tenue diélectrique, l'isolation électrique et la haute tension sont testées pendant 60 secondes. Le test est réalisé avec l'application d'une très haute tension allant de 1 000 à 3 000 volts A.C. ou entre 1 500 et 4 200 volts D.C. Le processus consiste à envoyer un courant entre la partie sous tension du produit testé et les surfaces mises à la terre ou les surfaces à l'intérieur du produit. Le flux de courant à travers l'isolation est surveillé. Le test est censé confirmer si l'isolation testée est capable de supporter des pics de tension excessifs sans provoquer de défaillances de l'isolation.

Qu'est-ce qu'un test Hi-Pot ?

Un test hi-pot fait référence à l'examen de sécurité électrique à haute tension, qui évalue la tension pratique dépassant la tension de fonctionnement normale du système d'isolation de l'appareil. La première étape de l'examen consiste à déterminer si l'isolation est capable d'empêcher le passage du courant électrique des circuits sous tension vers toute surface, comme un châssis ou d'autres conducteurs. Le terme lui-même trouve son origine dans “ haute tension ” — ce qui reflète la haute tension utilisée lors du processus de test.

Pourquoi est-il nécessaire de réaliser un test à une tension supérieure à celle spécifiée lors de la fabrication des équipements électriques ? Le fait est que l'électricité crée toutes sortes de perturbations — par exemple la foudre, les commutations et les défauts du réseau, qui entraînent des pics de tension courts dépassant plusieurs fois la tension standard spécifique. Ainsi, l'isolation qui réussit le test hi-pot à ce stade peut présenter certaines imperfections de fabrication comme des défauts de fabrication ou des dommages subis lors de la fabrication de l'isolation. Par conséquent, réaliser l'examen électrique hi-pot signifie créer une certaine tension excessive et vérifier que l'isolation tient, ce qui permet d'éliminer les défauts à un stade précédant la mise sur le marché du produit.

Le test hi-pot est un test dit de réussite/échec qui n'attribue aucun point et qui est utilisé lors des phases de test et de fabrication de l'appareil pour garantir la sécurité du produit final.

Comment cela fonctionne : Le principe

L'idée de base est d'appliquer une haute tension entre deux points qui doivent être isolés, puis de mesurer le courant de fuite traversant l'isolation. Les deux points peuvent être l'un des suivants :

• Entrée d'alimentation et terre
• Circuits primaire et secondaire
• Circuit et châssis ou partie métallique exposée
• Plans d'alimentation et de masse dans un circuit imprimé

Le processus de test complet se compose de quatre étapes :

• Montée en tension : en partant de zéro volt, la tension augmente progressivement jusqu'à la tension cible selon une rampe contrôlée (généralement, ce processus dure jusqu'à la première partie du test mais peut aussi se faire instantanément (lors du test des dispositifs de fabrication).
• Maintien : la tension reste constante pendant la durée souhaitée – cela signifie 60 secondes pour le test des appareils ; tandis que pour le test des dispositifs, cela sera de 1 à 2 secondes à une tension plus élevée de 20%.
• Surveillance : pendant la phase de maintien, l'appareil surveille constamment le courant de fuite dans l'isolation. Une isolation parfaite signifie que la tension ne laisse passer aucun courant de fuite ; tandis qu'une isolation endommagée utilise trop de courant ou échoue complètement.
• Prise de décision : si le courant de fuite ne dépasse pas la limite et qu'aucune défaillance ne se produit, le produit est considéré comme correct ; dans le cas contraire, le produit est considéré comme défectueux.

En termes de reproduction physique, le test soumet les isolations à une force électrique. En conséquence, s'il y a un micro-trou, une section fine, une contamination ou une distance de fuite incorrecte dans les isolations, la force électrique détectera la zone de faiblesse et commencera à y circuler.

Normes et leur application

Pour la majorité des lecteurs, les normes importantes incluent IEC 62368-1 (électronique grand public, IT), IEC 60601-1 (médical), IEC 61010-1 (mesure en laboratoire/industrielle) et IEC 60204-1 (machines — cette norme concerne exclusivement les processus de fabrication tels que les stations de test automatisées pour disjoncteurs). Si vous construisez des machines électriques ou des équipements de test, comprendre ces tests fait partie des critères d'acceptation — la même discipline qui régit les tests automatisés dans notre analyse des tests automatisés vs manuels.

Comment la tension de test est calculée

La tension appliquée pendant le test n'est pas arbitraire, car elle correspond à des formules standard liées à la tension de service (la tension efficace maximale présente dans l'isolation pendant le fonctionnement normal) et à la classe d'isolation :

Tension de test AC par rapport à DC : lors de l’application d’une tension DC pour correspondre à la valeur crête de la tension AC, il est nécessaire d’utiliser le facteur √2 — par exemple, 1 500 V AC correspond à environ 2 121 V DC. Le DC est plus fréquemment utilisé dans les processus de production en raison de sa simplicité d’utilisation lorsqu’il y a de fortes charges capacitives dans la ligne ; l’AC est utilisé pour les tests réglementaires en raison de sa capacité à tester l’isolation dans les polarités positive et négative, similaire aux conditions réelles.

Il faut se rappeler que la tension de test ne doit jamais dépasser la tension nominale des parties du circuit comme les condensateurs Y ou les optocoupleurs, etc., car ils pourraient échouer lors du processus.

Critères de réussite/échec : Qu’est-ce qui compte comme une lecture réussie ?

Un test hi-pot est réussi lorsque aucune défaillance ne se produit et que le courant de fuite reste en dessous de la limite de la norme. Limites typiques :

Les trois indications suivantes signalent un échec :

• Pic de courant de fuite – le courant peut être mesuré de microampères à milliampères.
• Échec de la tension de test – circuit ouvert, l’isolation n’est plus intacte et devient conductrice.
• Présence de signes visuels ou acoustiques, tels que des étincelles, de la fumée ou un bruit soudain.

Il est nécessaire d’expliquer clairement la différence importante entre un petit courant de fuite capacitif stable qui survient progressivement (avec stabilisation lors de la montée en tension) et une défaillance qui se produit soudainement. Les lectures typiques pour ces dispositifs indiquent des valeurs de microampères à faibles milliampères — cela signifie qu’elles sont bien en dessous du seuil et que l’instrument affiche des lectures stables pendant le temps de maintien.

Testeur Hi-Pot vs Megger : Quelle est la différence ?

Ces deux instruments sont souvent confondus, mais ils mesurent des choses différentes :

Pour simplifier, un mégohmmètre indique l'efficacité de l'isolation (une résistance pouvant être surveillée dans le temps) tandis qu'un testeur hi-pot montre si l'isolation est suffisamment bonne pour supporter une surtension spécifique (réussite/échec). En fabrication, le test hi-pot est le test de sécurité obligatoire tandis que la maintenance repose sur les tests mégohmmètre — les deux font partie d'un processus complet de test d'isolation.

Types de tests Hi-Pot et applications

• Test hi-pot AC : la norme pour les tests de type — implique une sollicitation constante de l'isolation dans deux polarités, ce qui est le plus proche de la pratique.
• Test hi-pot DC : largement utilisé sur les lignes de production, il est plus rapide que le hi-pot AC et ne crée pas de courant réactif pendant le processus ; cependant, il sollicite toute l'isolation uniquement dans une polarité.
• Test de type (certification) : implique le test à la tension standard pendant soixante secondes pour les échantillons représentatifs du produit certifié.
• Test de routine : doit être effectué pour chaque unité pendant 1 à 2 secondes, testant à une tension environ 20 % plus élevée afin d'éliminer les défauts de fabrication (fuites de soudure, fils pincés, etc.) sans ralentir la ligne.

Cette technologie est appliquée dans les alimentations et adaptateurs, les appareils électroménagers, moteurs et pompes, transformateurs, dispositifs médicaux et dispositifs de véhicules électriques, panneaux de machines industrielles, assemblages de circuits imprimés, connecteurs, câbles et produits d'éclairage. Dans le monde de la fabrication, le test hi-pot est une station standard sur les lignes d'assemblage et de test automatisées — le même type d'équipement de test intégré utilisé dans la production de disjoncteurs, couvert dans notre fabrication automatisée de disjoncteurs aperçu, ainsi que le guide de test des disjoncteurs pour le côté basse tension du même système qualité.

Équipements et outils

Le montage de test hi-pot nécessite les éléments suivants :

• Testeur hi-pot (testeur de tenue diélectrique) : c'est le système qui fournit la tension nécessaire pour le test et quantifie toute fuite. Il faut rechercher un modèle capable de fournir une tension de sortie d'au moins le double de la tension de fonctionnement de l'appareil testé. La plupart des tests sont effectués à 5 kV et plus.
• Câbles de test et accessoires : les câbles doivent être classés pour haute tension ; en plus, un chargeur isolé doit être présent.
• Sécurité : le système doit disposer d'un mécanisme de démarrage à deux mains et d'une liaison de mise à la terre de sécurité.
• Système de décharge : il est nécessaire pour les testeurs DC afin de dissiper la charge de l'appareil après le test.
• Calibration : il est essentiel que les testeurs soient régulièrement calibrés.

Procédure de test étape par étape

• Dégagez l'appareil sous test (DUT) de toute source d'alimentation et déchargez-le – séparez-le du réseau et videz les capacités pour garantir une lecture de zéro tension résiduelle sur l'appareil.
• Connectez le testeur – une borne au châssis, et la seconde au circuit d'alimentation (souvent une prise est prévue pour cette connexion sur le testeur).
• Programmez les réglages de l'appareil – la quantité de tension appliquée (en utilisant la formule d'ingénierie standard), la durée de la mesure (minimum 60 secondes pour les tests de 60 secondes, 1-2 secondes pour les appareils), la limite de fuite acceptable, et la vitesse de montée de la tension.
• Si vous allez effectuer un test en courant continu, assurez-vous de sélectionner la valeur nécessaire du temps de décharge.
• Effectuez le contrôle : la tension augmente, se maintient et l'appareil mesure le courant de fuite. Enregistrez le résultat.
• Documentez : la ligne de fabrication enregistre chaque historique de production basé sur le même système d'évaluation piloté par les données, mis en œuvre avec une conception de ligne automatique.

Lors du premier test, il faut les évaluer sur au moins un échantillon connu bon, ainsi qu’un échantillon défectueux pour vérifier indépendamment l’échec du test — si un testeur ne signale jamais une sortie défectueuse, alors il est peu fiable.

Pourquoi un test Hi-Pot échouerait-il ?

Pour le département de fabrication, un échec hi-pot est une occurrence favorable – il détecte une propriété défectueuse du produit. La réponse du département d’ingénierie doit être de traiter la cause racine du problème plutôt que d’ajuster le processus de test.

Sécurité et bonnes pratiques

• Considérez toujours une station de test hi-pot comme dangereuse. Elle génère des milliers de volts et peut transmettre un courant dangereux. Un tel équipement ne peut être utilisé que par des personnes qualifiées.
• Veillez à utiliser des dispositifs de verrouillage : opération à deux mains et verrouillages de l’enceinte de sécurité, ainsi que des signaux d’alarme visibles sur les appareils de test.
• Ne touchez pas les DUT pendant un test et déchargez les appareils testés en courant continu avant de les manipuler.
• Assurez-vous de bien mettre à la terre tout : appareil de test, dispositif de test et zone de travail de l’opérateur.
• Évitez les conditions humides (40-60 % HR recommandé) afin d’écarter les défauts erronés dus à l’influence de l’humidité.
• Veillez à calibrer l’appareil de test hi-pot au moins une fois par an et à le vérifier avec des points de référence.
• Il est important de sauvegarder les résultats des tests ainsi que les numéros de série des équipements afin de pouvoir suivre le déroulement du processus de test.
• Veillez à inclure dans votre document les spécifications du test telles que la tension, la durée, les limites de mesure et la norme correspondante.

Foire aux questions

Quelle est une lecture réussie pour un test HI POT ?

Un test hi-pot peut être considéré comme réussi tant qu'aucune défaillance ne se produit et que le courant de fuite ne dépasse pas la limite acceptable pendant toute la durée du test — c’est-à-dire jusqu’à 3,5 mA (AC) ou 2 mA (DC) pour l’isolation de base selon les normes IEC 60950/62368, jusqu’à 0,25 mA pour l’isolation renforcée, jusqu’à 0,1 mA pour les équipements médicaux avec isolation de type BF selon la norme IEC 60601, et jusqu’à 1 mA pour les équipements automobiles selon la norme ISO 16750. En pratique, la majorité des bons produits présentent une valeur bien plus faible (en microampères) avec une valeur stable, ne laissant ainsi aucune indication de défaillance.

Quelle est la différence entre un mégohmmètre et un hipot ?

Le mégohmmètre mesure la résistance d’isolation en mégohms à basse tension continue (250–1 000 V) — une valeur de plus en plus utilisée dans le domaine et les activités de maintenance. Le testeur hi-pot fonctionne à haute tension (1 000 V et plus) et mesure le courant de fuite par rapport à un seuil de réussite/échec. En résumé, mégohmmètre = efficacité de l’isolation ; hi-pot = capacité à supporter la surtension.

Pourquoi un test hi-pot échouerait-il ?

Un échec du test hi-pot se produit lorsque le courant de fuite est dépassé ou que l’isolation est endommagée, le plus souvent en raison de : soudure ou saleté conductrice sur le PCB, fils pincés ou isolation endommagée, distance insuffisante de cheminement/espacement, composants (comme les condensateurs Y) ayant une tension seuil inférieure à la tension du test, présence d’eau dans le produit, ou isolation endommagée des enroulements du transformateur/moteur. Une configuration incorrecte du testeur (tension trop élevée ou limites trop basses) peut également entraîner des résultats incorrects — vérifiez toujours la configuration par rapport à la norme.

Quel est un autre nom pour le test hi-pot ?

Le test hi-pot est également connu sous le nom de test de tenue diélectrique (terme technique utilisé dans diverses normes), test haute tension, test haute potentielle, et était historiquement appelé test d’éclair ou test de pression. “ Hi-pot ” est un terme courant utilisé dans l’industrie pour désigner le test haute potentielle et la même méthode sous différents noms dans les manuels, normes et conversations en production.

Références

• Vitrek — Exigences et configuration du test hi-pot IEC 60950
• Capel — Qu’est-ce qu’un test hi-pot (formules de tension, limites de fuite)
• HiPot Tester — Guide de test d’isolation hi-pot
• JC PCBA — Limites de courant de fuite hi-pot et jugement de défaillance
• IEC 60950-1 / IEC 62368-1 / IEC 60601-1 — normes de sécurité
• UL & IEEE — exigences du test de tenue diélectrique

Conclusion

Le test Hi-pot fait référence à une procédure par laquelle un équipement électrique alimenté subit un test avant de pouvoir être déclaré sûr ; la technique consiste à faire passer une très haute tension à travers l'isolation afin de mesurer le courant de fuite qui indique si l'isolation remplit sa fonction. Les formules peuvent être exprimées comme suit : la tension opérationnelle multipliée par 2, plus 1 kg de tension correspondant à l'isolation de base selon les exigences, multipliée par 1,6 kg pour l'isolation renforcée selon les mêmes directives, et encore plus strictement pour les dispositifs médicaux ; si l'équipement réussit le test, cela signifie qu'aucune défaillance n'a été détectée pendant le test.

Le test Hi-pot et certains autres processus impliqués dans le cours du processus de production sont importants pour les fabricants puisque toutes les unités fabriquées subissent un test en seulement quelques secondes et tous les problèmes sont identifiés : chute de soudure, fil court ou intervalle incorrect. Le test Hi-pot est cependant quelque chose qui devrait être connu uniquement des ingénieurs et des acheteurs car ils doivent connaître le test Hi-pot et le test méga afin que les résultats puissent être lus correctement et acceptés convenablement. C'est la réflexion derrière les solutions de production automatisées modernes: tests de sécurité réalisés correctement, chaque unité, à chaque fois.