电池行业解决方案
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引言
在多数生产现场,人们通过耐压测试(绝缘耐力测试)确认产品能够安全承受高电压,从而预防触电等安全事故。然而,当测试不合格(NG)时,操作者往往难以准确识别故障的具体类型,例如“是否为突发性绝缘击穿”或“漏电流是否逐步增加”等实际情况。
传统的耐压测试仪仅能通过判定是否超过设定的电流阈值,而给出“合格”或“不合格”的结果,如要进行详细的波形分析,则需借助示波器、高压探头及电流探头等辅助设备。这种配置不仅抬高设备成本 , 拉长调试准备时间,短暂异常“复测合格”的情况下,还会大幅增加无法做出明确判定的风险。

直流耐压绝缘电阻测试仪 ST5680A 配备波形显示功能,有效解决了相关技术难题。无需额外加装设备,即可在现场采集并查看测试结束前一刻的电压·电流波形,使得生产线和品保流程中的故障分析更为精准,高效。其结果加快了向设计与制造部门的反馈速度,进而促进了整体测试成本的降低。
背景
在电气部件、电池及车用相关产品的生产线上,为确认出货前的绝缘完好,通常会进行耐压测试。由于制造偏差等原因,偶尔会发生 NG(不合格)结果,此时需进行复测及原因调查,防止复发及获取向客户说明的证据资料。
但传统的测试仪器仅关注“施加电流是否低于阈值”,至于
· 是否为急剧的绝缘击穿(电流尖峰)
· 是否为逐步增加的漏电流
这两种典型故障模式之间的差异,则无法判别。此外,像
· 实际上并未发生致命性故障,但由于电流接近阈值,形式上被判定为不良
这样“因测试条件引起的误判”的情况,也无法区分。这种“无法看到 NG 内部状况”的现象,延长了故障原因定位的时间,并使得对策的准确性与说明依据变得不明确。
区分两种故障模式的意义
当出现 NG 时,能否准确区分“急剧发生的绝缘击穿”与“逐步增加的漏电流”,将对后续应采取的措施产生重大影响。
例如,在确认发生急剧的绝缘击穿时,主要原因通常是使用的绝缘材料出现局部劣化,或因制造工序中异物混入及加工划伤等导致耐电压不足。在此情况下,材料选择和结构设计的重新评估、异物管理以及特定批次、工序的验证,均有助于设计和生产过程的优化。

另一方面,若漏电流随时间逐步增加,除材料的长期老化外,温度和湿度等环境条件的变化极有可能对其产生影响。在此情况下,重新评估对部件及成品的储存,老化条件,以及测试环境(温湿度)的管理等,以优化运行条件和环境因素是十分重要的。

此外,在阈值附近电流稳态流动即判定为不合格的情况下,不仅测试对象本身可能存在问题,还必须考虑设定阈值及施加条件是否存在不合理的可能性。通过确认波形,重新评估包括允许漏电流值、施加时间及上升特性等测试条件的合理性,可有效抑制过度的不良判定。

即便判定结果同为 NG,是否能判别
· 是发生了急剧的绝缘击穿
· 还是漏电流逐渐增加
· 或是因阈值设置及测试条件引起
判别与否将显著影响故障原因的确定精度及后续对策的方向。 通过将绝缘故障的表现以波形形式“可视化”,客观地解析 NG 判的具体内涵,对于
· 在生产线上快速定位故障
· 对上游工序进行精准反馈
· 为出货后的投诉处理环节提供佐证资料
这类场景中的品保工作十分有功效。
现场面临的问题
· 由于波形无法观察,无法有把握地判断绝缘故障的性质
· 每次判定为 NG 时启动额外测量设备,产生较高的成本和操作负担
· 即使准备了示波器和专用探头,重新测试时仍常出现判定合格的情况,导致时间浪费
· 向上游工序的反馈也容易变得模糊不清
· 处理客诉时,由于缺乏波形记录,难以证明原始检测结果的有效性
综上所述,现场面临的主要难题在于缺乏能够客观说明“当时到底发生了什么”的数据。
解决方案 :耐压测试中波形的“即时可视化”
ST5680A 的波形显示功能能够记录测试停止前最多 260,000 个采样点(约 0.5 秒,采样间隔 2μs)的数据。该功能可准确捕捉故障发生时的电压及电流变化,当场明确区分是绝缘击穿现象还是漏电流增加。
· 无需额外配备示波器、高压探头和电流探头
· 操作者仅凭 ST5680A 本体即可完成波形的分析

直流耐压绝缘电阻测试仪 ST5680A
由此,可获得
· 故障原因的判别过程显著加快
· 可有效减少无谓的重复测试次数
· 在处理客诉时,除了判定值外还可提供实际波形作为客观证据
等诸多优势。
实际测量案例
针对 10MΩ 的模拟负载,采用 0.5mA 的阈值设置,执行了 1,000V 直流耐压测试。 此处故意并联接入 1MΩ 电阻,以模拟绝缘击穿。
连接前 :电流约为 0.1mA
连接后 :电流上升至 1mA,超过阈值,判定为 UPPER FAIL
从采集的波形中,可以清晰确认电流的急剧增加过程。

图1 模拟绝缘击穿的趋势数据
通过放大图 1 的趋势能够更加清晰地凸显出电流上升瞬间的变化。
通过这些实测例,可以确认 ST5680A 实现了对传统测试仪器中仅表现为“数值不合格”的现象的动态可视化。 因此,ST5680A 可以成为电池及各类零部件量产线以及生产设备中,高效推动质量保证的有力工具。

图2放大图更加明确地显示了电流的剧烈变化
HIOKI 解决方案配置
ST5680A 为内置波形记录显示功能的直流耐压绝缘电阻测试仪。作为独立设备,涵盖以下测试内容,助力生产与质量保证部门提升工作效率。
· 各类直流耐压绝缘电阻测试
· 符合 CE、UKCA、CSA 等国际安全标准
· 最大 260,000 点高分辨率波形采集
· 在主机屏幕上进行简易分析
尤其是在电池、汽车等领域,确认高电压下的安全至关重要。迅速把握故障原因,直接关系到以下两个方面 :
· 降低成本
· 提升产品在市场上的信誉
总结
通过将波形测量功能直接集成至耐压测试流程中,ST5680A 实现了以下多项功能 :
· 测量系统结构简洁,无需额外设备
· 故障分析时间显著缩短
· 提供可用于内部改进及向客户说明的详实数据
由此,有助于提升生产效率,降低因复测造成的损耗,增强检测结果在内部及外部的可信度,最终推动更安全、更高质量电气产品的供应。
有关产品的更多信息,请查看 HIOKI 官网的产品页面。
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HIOKI 致力于提出兼顾品保高效化与成本控制的务实解决方案。