Перейти к содержанию

Частичные разряды

Пробой изоляции редко случается сразу: сначала внутри неё появляются местные разряды в пустотах и на дефектах. Их ловят чувствительным испытанием — каждый изолятор и оптопару на производстве проверяют повышенным напряжением и измеряют кажущийся заряд разрядов.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Частичный разряд (partial discharge, PD) — местный электрический разряд в изоляции между всеми выводами одной стороны барьера и всеми выводами другой (TI SLLA353). Разряд не пробивает изоляцию насквозь, но говорит о её дефекте: TI называет частичный разряд показателем целостности изоляционного материала (SLYY063). Величину разряда оценивают кажущимся зарядом qpd в пикокулонах (ISO7741, табл. 5.6, сноска 5).

Как испытывают

Изолятор превращают в двухвыводной прибор: соединяют вместе выводы каждой стороны и подают напряжение между сторонами. Сначала — кратковременное высокое напряжение, затем напряжение измерения, при котором считают разряды. В даташите ISO774x — по два варианта методов a и b (SLLSEP4K, табл. 5.6):

ИспытаниеНачальное напряжениеИзмерениеПредел
Метод a, после испытаний безопасностиVIOTM, 60 с1,2·VIORM, 10 с≤ 5 пКл
Метод a, после климатических испытанийVIOTM, 60 с1,6·VIORM, 10 с≤ 5 пКл
Метод b1, каждый прибор при выпуске1,2·VIOTM, 1 с1,875·VIORM, 1 с≤ 5 пКл
Метод b2, каждый прибор при выпуске1,2·VIOTM, 1 сто же 1,2·VIOTM, 1 с≤ 5 пКл

Для варианта с основной изоляцией ISO7741B множители меньше: 1,3·VIORM после климатических испытаний и 1,5·VIORM при выпуске по методу b1. По нашему расчёту, у ISO774x в корпусе DW-16 (VIORM 2121 В пик.) напряжение измерения при выпуске — около 3980 В пик.

Зачем это в даташите

Испытание на частичные разряды подтверждает, что барьер без внутренних дефектов выдерживает повторяющееся напряжение VIORM и кратковременное VIOTM — эти строки объясняет термин «Напряжение изоляции». Множители для усиленной изоляции больше, чем для основной.

Но TI оговаривает: связь между этим испытанием и долговременной стойкостью изоляции не установлена. Поэтому рабочее напряжение подтверждают ещё и ускоренными испытаниями на пробой со временем — см. термин «Срок службы изоляции» (SLYY063).

Не путать

С электрической прочностью — напряжённостью, при которой диэлектрик пробивается целиком, и с испытанием VISO, где проверяют, что барьер не пробьётся за минуту. Частичные разряды измеряют при напряжениях ниже пробивного. Подробнее о строках изоляции — в статье «Гальваническая развязка».

Частые вопросы

Что значит qpd ≤ 5 пКл в даташите?

Что при испытательном напряжении кажущийся заряд частичных разрядов внутри изоляции не превысил 5 пикокулон. У ISO7741 этот предел стоит во всех вариантах испытаний: при сертификации и при выпуске каждого прибора (SLLSEP4K, табл. 5.6).

Каким напряжением проверяют частичные разряды у изолятора?

Выше рабочего. У ISO774x при выпуске каждый прибор сначала выдерживают 1 с при 1,2·VIOTM, затем измеряют разряды 1 с при 1,875·VIORM — при VIORM 2121 В пик. это около 3980 В пик. (наш расчёт). При сертификации измерение ведут 10 с при 1,2 или 1,6·VIORM (SLLSEP4K, табл. 5.6).

Гарантирует ли отсутствие частичных разрядов долгую службу изоляции?

Нет. TI пишет, что связь между испытанием на частичные разряды и долговременной стойкостью не установлена; поэтому рабочее напряжение усиленной изоляции подтверждают ещё и ускоренными испытаниями на пробой со временем (SLYY063). Частичные разряды выявляют дефекты, а срок службы оценивают отдельно.

Источники

  1. Texas Instruments. Isolation Glossary (SLLA353A, October 2014, revised September 2017) — с. 4: частичный разряд — местный электрический разряд в изоляции между всеми выводами первой стороны и всеми выводами второй стороны
  2. Texas Instruments. ISO774x Reinforced and Basic Quad-Channel Digital Isolators (SLLSEP4K, revised August 2026) — табл. 5.6, строка qpd (кажущийся заряд, сноска 5 — заряд от частичного разряда): метод a после подгруппы испытаний безопасности — Vini = VIOTM 60 с, затем Vpd(m) = 1,2·VIORM 10 с; метод a после климатических испытаний — Vpd(m) = 1,6·VIORM 10 с (ISO774x), 1,3·VIORM (ISO7741B); метод b при выпуске каждого прибора — Vini = 1,2·VIOTM 1 с, Vpd(m) = 1,875·VIORM 1 с (ISO774x) или 1,5·VIORM (ISO7741B); везде ≤ 5 пКл; VIORM 2121 В пик. (DW-16)
  3. Texas Instruments. High-voltage reinforced isolation: definitions and test methodologies (SLYY063, white paper) — частичный разряд — местный разряд внутри изоляционного материала, показатель её целостности; метод A при сертификации (VIOTM 60 с, затем 1,6·VIORM 10 с) и B1 в производстве (VIOTM 1 с, затем 1,875·VIORM 1 с); TI отмечает, что связь между испытанием на частичные разряды и долговременной стойкостью не установлена, поэтому новая редакция VDE 0884-10 добавила ускоренные испытания на ресурс

Нашли ошибку?

Смотрите также