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電気製品のための高電圧試験の説明
工場から出荷されるすべての低電圧製品には隠れた約束があります：それは、その電気回路といつかパネルに触れる手との間の絶縁が機能することです。組立ライン上でこの約束を保証するものは、数秒間の試験電圧の印加だけです。トルク、ビジョン、温度、磁気の試験は製品が動作するかどうかを示しますが、絶縁耐力試験だけが故障時に製品が安全かどうかの情報を提供します。本ガイドでは、絶縁耐力試験が果たす機能、製品ファミリーごとの電圧、試験台の構造、生産工程での試験台の使用、良品が不良になる理由や誤って良品と判定される理由、そして今後10年間性能を維持するための機械の要件について説明します。.
絶縁耐力試験（高電圧試験、hi-potとも呼ばれる）は、製品の通電部とアクセス可能な表面間、導電極間、開放接点間に高い交流または直流電圧を印加し、所定の時間保持し、漏れ電流を測定することを目的としています。漏れ電流が許容レベル以下で絶縁破壊が発生しなければ、絶縁システムは試験に合格します。.
高電圧試験で証明されることは何か？
の 高電圧試験 回路遮断器が正常に動作するか、どれだけ速く遮断するか、どれだけの電流を遮断できるかを評価するものではありません。実際には、製品の一部である絶縁システムが、その製品の寿命中に遭遇する電圧よりもはるかに高い電圧に耐えられるかどうかを検証するだけです。.
この狭い範囲の理由は、以下の3種類の欠陥が全工程を通じて検出されず、この段階で認識されるためです：
– リベットの金属片や接触溶接からの銀の剥離などの導電性異物
– ハウジングに吸収された湿気やフラックス、洗浄液などの水分や残留物
– バリアが正しく設置されていなかったり、リベットが壁を突き抜けているなどの組立ミス
これらの欠陥はいずれも外部からは検出できません。これらの欠陥を持つ装置は生産ラインを出る時点では見た目は良好で、初めて通電した時やその後数ヶ月間も正常に動作します。.
型式試験と定期試験
型式試験と定期試験の両方が可能とされる製品を購入した場合でも、後になって実際にはできないことが判明することは珍しくありません。.
型式試験は、製品を認証するために少数のサンプルを用いて実験室で実施されます。機械の試験は標準に従って行われ、定格電圧が印加され、製品は1分間試験され、試験品は調整され、校正された高精度の機器で結果が測定され、後の参照用に報告書が発行されます。定期試験は、時に生産試験または hi-pot試験と呼ばれます。 – は、製造されたすべてのアイテムに対して100%の頻度で実施され、数秒の速度で、オペレーターが一度の動作で装着する治具の助けを借りて行われます。.
ラボの機械は測定の精度に重点を置いている一方で、生産機械は効率に重点を置いています。したがって、両方のタイプのテストに対応する装置は、どちらの目的にも完全には機能しないことが多いです。価格を決定する前に、どのタイプのプロセスを実施するかを明確にすることが重要です。.
製品ファミリー別の試験電圧
各種製品の電磁電圧は、単に決められているわけではありません。ほとんどの低圧製品では、宣言された電圧レベルによって設定された特性に基づき、IECの特定のサブカテゴリーで規定されています。以下の表は、特定の製品の製造に使用する試験電圧のレベルに関する情報を提供することを目的としています。.
| 製品ファミリー | 適用されるIEC規格 | 典型的な生産用耐電圧試験 | ライン計画のための注意事項 |
|---|---|---|---|
| MCB（ミニチュアサーキットブレーカー） | IEC 60898-1 | おおよそ1,500～2,000 V AC、約1秒間の保持 | 通電部からケース表面および開放接点間に印加；通常はON-OFFの導通チェックと組み合わせて実施。. |
| MCCB（モールドケースサーキットブレーカー） | IEC 60947-2 | 2,000 V AC以上、約1秒間の保持 | 宣言された絶縁およびインパルス定格に応じて値が変動；大型フレームはより高い出力と優れた治具クリアランスが必要。. |
| RCCB / RCBO | IEC 61008-1 / IEC 61009-1 | MCBレベルに相当 | 残留動作回路および電子部品は、損傷を避けるために試験中に定義された接続状態が必要。. |
| ACB（エアサーキットブレーカー） | IEC 60947-2 | より高いレベルで、通常は最初に絶縁抵抗を測定 | 大きなクリープ距離と太い導体により、治具設計が制限要因となり、電源ではない。. |
| ACコンタクタ | IEC 60947-4-1 | 約2,500 V ACまでプログラム可能 | コイル回路から主接点への経路が重要；試験は通常、投入電圧および遮断電圧のチェックとまとめて実施。. |
| 絶縁スイッチおよび切替スイッチ | IEC 60947-3 | MCCBレベルに相当 | サイクルタイムを許容範囲に保つために、通常は四極同時接触が必要。. |
| サージ保護装置 | IEC 61643-11 | 単なる過電圧ストレスではなく、動作電圧での絶縁抵抗および漏れ電流 | 従来の耐電圧試験シーケンスはバリスタを破壊する可能性があるため、試験ルーチンはブレーカーからコピーするのではなく製品に合わせて作成する必要がある。. |
| 電力量計 | IEC 62052-11 | 約2 kV ACおよびインパルス要件 | 電子部品は試験中に定義された接地および端子の短絡が必要。. |
| ソリッドステートリレー | IEC 62314および製品仕様 | 宣言された絶縁電圧での入力から出力への絶縁チェック | 試験の目的は制御側と負荷側のガルバニック分離。. |
これらの数値は計画の指針としてのみ扱い、製品および市場に適用される条項の最新版に基づき、正確な電圧、保持時間および許容限界を確認してください。. 版が変更されることがあり、インド、ブラジル、サウジアラビア、EUの国別差異が時に追加要件を加えることがあります。.
高電圧試験台の構成要素
性能が年々一貫しているか、品質保証部門と生産部門の間で議論になるかを決定する6つのサブコンポーネントがあります： 高電圧試験機 は、
- 高電圧源とその制御。出力は負荷変動時および電源電圧低下時に安定している必要があります。無制御の電源は何の測定値も提供しません。.
接触システム。誤解の多くはここから発生します。プローブ圧力、接触材料などは、電気的パラメータよりも漏れ電流に大きく影響します。.
漏れ電流測定とアーク検出。電流閾値は絶縁破壊を検出し、アーク検出は非常に短い絶縁破壊を捕捉可能です。.
チャンバーとインターロック。試験室は閉鎖されており、チャンバーが開いている間は電気回路に通電できません。.
制御手順とレシピ。各モデルのパラメータを保存するHMI付きPLCは、オペレーターのミスを排除するのに役立ちます。.
データキャプチャ。電圧、漏れ電流、試験時間などが記録され、USBまたはMESに転送可能です。. 
低電圧製品群における高電圧試験
ベンロングオートメーションは 高電圧試験装置 を、低電圧電気工場で製造されるすべての製品ファミリー向けに、単独の試験台から完全な組立ラインに組み込まれたステーションまで構築しています。 試験台プロジェクトの範囲は 以下をカバーしています。.
MCB
ミニチュアサーキットブレーカーの場合、耐電圧試験はほぼ常に他の装置と組み合わせられます。 MCB自動磁気トリップ試験およびON-OFFと高電圧試験機は、定格電流の5～10倍の電流で瞬時トリップをチェックし、試験中に機械的ON-OFFと導通を検証し、PLC制御された一連の装置で2.5秒以下のサイクルで最大4,000ボルトACの耐電圧試験を行います。3つの機能を統合することで、別々の試験台に比べて試験フロア面積を約40％削減します。上流では、 熱調整前にバイメタル特性を設定し、 半自動熱トリップキャリブレーションベンチ and the 長時間熱キャリブレーションベンチ MCB高電圧試験機がユニットを検査します。絶縁不良で拒否されたブレーカーは、すでに高価なプロセスの一部を消費しています。 MCCB MCCBは、典型的なカタログで7つ以上のフレームサイズがあり、歴史的に7つの治具としばしば7つの試験台が使用されてきました。.
MCCB半自動高電圧試験台は
125Aから1,250Aまでを1つのプラットフォームでカバーします。研究室作業用には、 磁気トリップ、熱調整、長時間熱試験を組み合わせ、 電流ベースの特性を処理します。 MCCBラボ統合試験ベンチ RCCBおよびRCBO 手動式磁気トリップ試験台 and the 長時間熱キャリブレーションベンチ 残留電流装置は追加のトリップ回路の機能を提供し、慎重に扱う必要があります。.
RCBO半自動総合試験台は
残留トリップ電流と時間測定を絶縁チェックと連続して行い、電圧印加時に電子回路が定義された状態にあることを保証します。 ACB 絶縁チェックとともに残留漏電電流および時間の測定を順次行い、電圧が印加されるときに電子機器が定義された状態になるようにします。.
ACB
エアサーキットブレーカーは少量でテストされますが、重大な結果をもたらします。したがって、ACB総合試験台はループ抵抗、絶縁、電流特性および消費電力を一つのステーションに統合できます。.
コンテクターは、絶縁試験をコイルの動作と共に読み取る必要があります。なぜなら、両者は同じ故障原因を共有しているからです。 交流接触器総合試験機 は、接点ギャップとオーバートラベル、接点同期、絶縁耐力、ピックアップおよびドロップアウト電圧を単一の自動化ステーションで測定します。.
アクセサリー、絶縁スイッチおよび完全なライン
同じ原則は補助および信号接点ブロック、切替および絶縁スイッチ、アクセサリーサブアセンブリにも適用されます。量が正当化される場合、これらのステーションはベンチではなくなり、 自動高電圧試験ラインの一部となります。 その中で校正、トリップ試験、絶縁試験、マーキングおよび仕分けが一連の流れとして実行されます — これは当社のガイドで説明されているアーキテクチャです。 MCCB自動組立・検査ライン. ソリッドステートリレーのようなコンポーネントの場合、強度破壊から入力と出力間のガルバニック絶縁へと重点が移ります。これは当社の ソリッドステートリレーの試験方法に関するノートで説明されています。.
注目の機械：半自動MCCB高電圧試験台
この試験台はマルチフレーム設計の価値を最も明確に示しています。フレームサイズごとに専用テスターを用意する代わりに、クイックチェンジアダプターを備えた一つのプラットフォームでMCCBカタログ全体をカバーします。これが理由で、 このタイプのMCCB高電圧試験台は通常、6台または7台の単目的テスターを置き換えます。 このタイプのものは通常、6台または7台の単機能テスターに置き換わります。.
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| 試験タイプ | 高電圧耐圧（絶縁強度）試験、相間および相対地間、漏れ電流測定付き |
| 対応フレームサイズ | 125 A、250 A、400 A、630 A、800 A、1,000 A、1,250 A |
| サイクルタイム | モデルおよびフレームにより通常5～10秒の試験時間 |
| 結果出力 | OK / NG表示、緑および赤ランプ、ライブHMI読み出し付き |
| 自動化 | 半自動：タッチスクリーン操作のクイッククランプ治具 |
| 切替 | フレームサイズ間の切替は5分未満、手動再固定では15～30分 |
| 制御 | オムロンPLC、MCGSタッチスクリーンHMI、Entai高電圧テスター |
| 寸法および電源 | 1,800 x 1,500 x 1,900 mm、380 V 50 Hz |
| 安全性 | ドアインターロックおよび非常停止付きの密閉試験エリア |
| 納期 | 製造30～45日、工場での事前FAT、現地設置およびSAT |
MCCB半自動高電圧試験台の製品ページには、完全な仕様、ビデオ、およびあるメーカーが6台のテスターを単一プラットフォームに置き換えた事例が掲載されています。 MCCB半自動高電圧試験台の製品ページ.
注目の機械：ACコンテクター総合試験機
1 ACコンテクター高電圧試験 絶縁試験だけでは品質の問題の半分しか答えられません。絶縁試験は、接触器のほとんどの絶縁問題がコイルや接点の問題と同じ根本原因を持つという事実を考慮していません。コイル巻線中の汚染、アーマチュアの動きの不良な整列、運転中の接点からの銀の堆積などの問題は、同様の絶縁故障を引き起こします。機器の耐電圧試験をコイル試験から別々に行うことは、取り扱いに不必要な変動を加えます。.
| パラメータ | 仕様 |
|---|---|
| テスト関数 | 接点ギャップとオーバートラベル、接点同期、耐電圧絶縁強度、ピックアップ電圧、ドロップアウト電圧、過電圧および低電圧適応性 |
| 耐電圧試験出力 | 最大2,500 V ACまでプログラム可能で、滞留時間調整可能 |
| 接点ギャップ精度 | 線形エンコーダによるプラスマイナス0.01 mm |
| 同期タイミング精度 | プラスマイナス0.1 ms |
| ピックアップおよびリリース電圧精度 | 読み取り値のプラスマイナス1パーセント |
| サイクルタイム | 選択された試験数に応じて接触器あたり15～30秒 |
| 製品範囲 | 標準で9 A～95 AのAC接触器、オプションで最大400 A |
| 切替 | クイックチェンジツーリングと保存されたレシピを使用して5分未満 |
| 制御とデータ | Siemens PLCとHMI、50以上のモデルレシピ、USBまたはOPC UAやModbus TCP経由でMESへエクスポート可能 |
| 電源 | 380 Vプラスマイナス10パーセント、50 Hz、耐電圧回路220 V |
仕様、試験シーケンスの詳細、および4ステーションと3オペレーターが1台の機械と1オペレーターに削減された欧州のケーススタディは AC接触器総合試験機の製品ページにあります.
ライン内での試験の位置付け
試験設備の配置方法は業界で一般的に3つあり、選択された方法は試験機器の特性よりも生産の経済面に影響を与えます。.
インライン試験は最も広く使われている方法で、MCCBやMCBの生産における品質管理を可能にします。すべての製品は製品のシリアル番号にリンクされた徹底的な試験を受けます。すべての不良品は未完成品の特別な場所に送られます。この方法の問題は、この段階で検出された欠陥がすでに以前に行われたすべての組立作業のコストを負っていることです。インライン試験は重要な組立の一部が完了した後に行われます。これは、この方法の利点が選択時に考慮されなければならないことを意味します。オフライン方式は、さまざまなモデルの少量生産により適しています。オフラインは品質検査室での使用に適し、低量、多品種生産、購入部品の受入検査、研究開発の検証に適しています。この実践については、当社の記事でさらに説明しています。 MCB試験ラボが行うこと.
この方法の計量経済学的原理は単純です：インラインテストは労働コストではなく、不良品の発生防止によって自己回収します。したがって、同一製品を数千台製造する工場は、1年以内にインラインテストを導入することが非常に有益であると判断するでしょう。一方、様々なモデルを1日200台生産する企業は、半自動テスト装置を使用する方が効率的と考えるかもしれません。.
良品が不合格となり、不良品が合格する理由
どの工場でも 耐電圧試験 を大量に実施している場合、いずれかの時点で機械が正しく動作しているかどうかについて議論が生じることがよくあります。主な議論の原因は以下の4つです：
まず湿度です。ナイロンや熱硬化性樹脂のケースは水分を吸収し、表面漏れ電流が増加します。そのため、2月に合格したロットが、製品自体に変更がなくても7月のモンスーン時に不合格になることがあります。次に治具の摩耗です：プローブの先端が酸化し、バネが緩み、接触抵抗の変動が漏れ電流の変動として現れます。3つ目は試験の順序に関するものです：電圧を徐々にではなく瞬時に印加すると、正しく絶縁された製品では起こらない過渡応答が発生する可能性があります。4つ目は受入限界自体に関するもので、これは導入時に一度だけ設定され、その後調整されていないことが多いです。.
対策はより厳しい限界値を設定することではありません。漏れ電流値を記録し、記録することです。数値を記録する試験台は、限界値を超える数週間前から分布の変化を品質エンジニアリングが確認できるのに対し、合否のみを記録する試験台では、工程の問題と測定の問題を区別できません。.
安全性は妥協してはならない度合いです
数千ボルトの高電圧を、シフト中に何百回も単調な作業を行う作業者の手に扱わせる危険性は、問題や工程に対する慣れによって増大します。安全違反は、完全に囲まれた作業エリア、開口前に高電圧回路を無効化するインターロックシステム、アクセス前に試験回路の放電、作業者の手の届く位置にある緊急停止ボタン、回路内の電流存在を示す明確な視覚表示などの形で現れます。.
インターロックシステムを無視したことによる死亡事故の事例は、安全規則による時間の損失が一時的な生産量増加のためのサイクル短縮を正当化しないことを示しています。作業者は機械の操作訓練を受け、定期的にスケジュールに従って試験され、その成績は安全維持プロセスの重要な一部として記録されるべきです。.
データ、トレーサビリティおよび監査
公共事業、政府入札、その他のOEMクライアントに供給するメーカーは、試験報告書には商業的側面があることを念頭に置かなければなりませんが、技術的側面も重要です。監査機関やクライアントは3つの重要な質問を始めます：特定のシリアル番号に関する所見を確認できましたか、結果取得時に機械が校正されていることを証明しましたか、製造プロセス全体でパラメータが変更されていないことを示しましたか。.
これらの質問への回答は、製造されたすべてのユニットとその製造時間の記録を持ち、レシピ駆動制御システムを使用し、パスワード保護されたパラメータへのアクセスを提供し、測定機器の校正（認証）を証明し、MESを製造プロセスに接続することを前提としています。この測定面—校正間隔、不確かさ、ラボの選択—は当社のガイドでカバーされています。 MCCB校正機の性能.
ベンチの仕様方法：RFQチェックリスト
回路遮断器の高電圧試験を実施するための見積もりの変動は 最大で3倍にもなり、多くの場合、それは利益上乗せよりも仕様の誤解によるものです。問い合わせの具体的内容には以下を含めるべきです： ①製品グループ、試験対象の特定モデル、および極構成。
適用される規格と市場、もし逸脱がある場合。.
②試験電圧、試験時間、および最大許容漏れ電流または試験サンプルとデータシートの要件。.
③必要なサイクルタイムとシフトあたりの出力、これにより半自動または全自動運転が示唆されます。.
④切り替え率、例：1時間に2回モデルを切り替える工場は速度よりも高速ワークフローを求めるべきです。.
⑤同じ作業ステーションで他の試験を行う必要がありますか？どの試験ですか？.
⑥ログファイル、USB転送、リアルタイムシステム統合のいずれかの情報要件。
⑦物流：供給電圧、周波数、圧縮空気システム、使用可能な床面積および天井高。.
⑧受け入れプロトコルにはFATおよびSATの範囲、研修日数、保証条件が含まれます。.
⑨問い合わせ段階でサンプルが利用可能であることを確認してください。対象モデルの3台の供給ほどプロセスを加速するものはありません—治具設計は通常プロジェクトのボトルネックです。.
コスト、リターンおよび総所有コスト.
このカテゴリの設備の資本コストは、必要なフレームサイズの数、自動化レベル、利用可能なデータシステム、および使用されるテスターのブランドに影響されます。収益性計算に決定的な影響を与える3つの主な要因があります。
このカテゴリの機器の資本コストは、必要なフレームサイズの数、自動化のレベル、利用可能なデータシステム、および使用されるテスターのブランドによって影響を受けます。.
統合は主要な要因です。1つのマルチフレームプラットフォームが6台または7台の専用テスターに取って代わり、設備予算と工場の規模の両方に大きな変化をもたらします。また、確立された工場でスペースが使用されない限り、追加コストは発生しません。切り替え時間は2番目のパラメータです。製品の切り替えが30分から5分に短縮されると、1つの作業シフトで3回行われる場合、毎日1時間以上の生産能力が回復されます。3番目で最も定量化が難しい要因は、現場での故障回避であり、これは同時に最も重要な故障です。顧客によって特定された誘電破壊は保証問題につながり、一部の業界では深刻な問題と見なされています。.
一方で、所有に伴う明らかな費用も存在し、これらは詳細な見積もりではあまり示されません：校正、予備部品の交換、予備テスターモジュール、そして人員の再訓練です。.
よくある質問
ハイポットテストと絶縁抵抗テストの違いは何ですか？
ハイポットテストは、高電圧を一定時間印加し、その後絶縁材料が破壊されるかどうかを判定し、合格または不合格の結果を得るテストです。一方、絶縁抵抗テストは低い直流電圧を使用して行われ、抵抗値を取得し、時間経過で追跡可能にします。多くのテストベンチは両方のテストを実施可能であり、抵抗測定は材料の緩やかな劣化を示し、耐圧試験は即時の安全性を確認します。.
テストには交流（AC）と直流（DC）のどちらを使用すべきですか？
低電圧製品の規格は通常、交流で動作する機器には交流でのテストを推奨しています。これは絶縁が実際に動作する条件を模倣するためです。もし交流での測定に容量性電流が干渉する場合は直流を使用すべきです。ただし、最も便利な方法を追求するのではなく、適用される規格の指針に従うべきです。.
1台のベンチで複数の製品ファミリーをテストできますか？
同じベンチで異なるタイプの製品をテストするのは、それらが同じ製品ファミリーに属する場合のみ可能です。したがって、マルチフレームMCCBコンセプトが広く使われています。異なるファミリーの製品をテストすることは悪い慣行とされており、治具の形状、接触方法、テストシーケンスの違いにより、汎用機械の使用は非常に非効率的です。.
テスターはどのくらいの頻度で校正すべきですか？
年1回の校正がトレーサブルな標準を用いた校正の基準とされています。連続稼働、過酷な環境、または顧客の指定がある場合は頻繁な校正が必要です。多くの企業は予防措置として、基準サンプルを用いた日次または週次の機能チェックを実施し、潜在的な故障を検出しています。.
高電圧試験は被試験製品を損傷しますか？
適切な電圧レベルで正しいルーチンテストが適用される場合、通常は欠陥のない製品の劣化を引き起こしません。ただし、同じ対象物に対してルーチンタイプのテストを何度も繰り返したり、電圧レベルをゆっくりと上げたりすると、そのような行為は絶縁損傷の原因となる可能性があります。.
次のテストベンチの指定
Benlong Automationは2008年から低電圧電気製品メーカー向けに組立、校正、溶接および試験装置を製造しており、インド、ブラジル、トルコ、サウジアラビア、イラン、東南アジアに設置実績があります。製品サンプル、目標サイクルタイム、適用される規格をお送りいただければ、当社のエンジニアリングチームが治具コンセプト、サイクルタイム見積もり、投資回収計算を含む構成提案をお返しします。 テストベンチの全ラインナップをご覧ください, 、 装置FAQを確認し、, 、 または チームに直接お問い合わせください xsb@benlongkj.cnまで。.
