Hipot-Test ist die Kurzbezeichnung für Hochspannungsprüfung und wird auch als Durchschlagfestigkeitstest bezeichnet. Ein Hipot-Test prüft auf „gute Isolation“.
Der Hipot-Test stellt sicher, dass kein Strom von einem Punkt zu einem anderen Punkt fließt.
Der Hipot-Test ist das Gegenteil eines Durchgangstests.
Der Durchgangstest prüft, ob der Strom leicht von einem Punkt zu einem anderen Punkt fließt, während der Hipot-Test prüft, ob der Strom nicht von einem Punkt zu einem anderen Punkt fließt (und dreht die Spannung wirklich hoch, um sicherzustellen, dass kein Strom fließt).
Bedeutung der HIPOT-Prüfung
Die Hipot-Prüfung ist eine zerstörungsfreie Prüfung, die die Angemessenheit der elektrischen Isolierung für die normalerweise auftretende Überspannungstransiente bestimmt. Dabei handelt es sich um einen Hochspannungstest, der für eine bestimmte Zeit auf alle Geräte angewandt wird, um sicherzustellen, dass die Isolierung nicht abgenutzt ist.
Hipot-Tests sind hilfreich, um eingekerbte oder gequetschte Isolierungen, verirrte Litzen oder Abschirmgeflechte, leitfähige oder korrosive Verunreinigungen um die Leiter herum, Probleme mit Klemmenabständen und Toleranzfehler in Kabeln zu finden. Unzureichende Kriech- und Luftstrecken, die während des Herstellungsprozesses eingeführt wurden.
Der Produktionslinien-Hipot-Test ist jedoch ein Test des Herstellungsprozesses, um festzustellen, ob die Konstruktion eines Produktionsgeräts in etwa mit der Konstruktion des Geräts übereinstimmt, das dem Typentest unterzogen wurde. Einige der Prozessfehler, die durch einen Produktionslinien-Hipot-Test erkannt werden können, sind zum Beispiel ein Transformator, der so gewickelt wurde, dass Kriech- und Luftstrecke reduziert wurden.
Ein solcher Fehler könnte durch einen neuen Bediener in der Wicklungsabteilung entstehen.
Andere Beispiele sind das Erkennen eines Pinhole-Fehlers in der Isolation oder das Auffinden eines vergrößerten Lötstellenabdrucks.
Nach IEC 60950 ist die Grundprüfspannung für den Hipot-Test das 2X (Betriebsspannung) + 1000 V
Der Grund für die Verwendung von 1000 V als Teil der Grundformel ist, dass die Isolierung in jedem Produkt normalen, alltäglichen transienten Überspannungen ausgesetzt sein kann.
Experimente und Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Überspannungen bis zu 1000 V betragen können.
Video: HIPOT-Test nach der Reparatur eines Generators
Prüfverfahren für den HIPOT-Test
Hipot-Tester verbinden üblicherweise eine Seite der Versorgung mit der Sicherheitserde (Erdung). Die andere Seite der Speisung wird mit dem zu prüfenden Leiter verbunden. Bei dieser Art des Anschlusses gibt es zwei Möglichkeiten, einen bestimmten Leiter anzuschließen: Hochspannung oder Erde.
Wenn Sie mehr als zwei Kontakte für den Hipot-Test haben, schließen Sie einen Kontakt an die Hochspannung an und verbinden alle anderen Kontakte mit der Erde. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Kontakt von allen anderen Kontakten isoliert ist.
Wenn die Isolierung zwischen den beiden ausreichend ist, dann würde das Anlegen einer großen Spannungsdifferenz zwischen den beiden durch den Isolator getrennten Leitern zum Fließen eines sehr kleinen Stroms führen. Obwohl dieser kleine Strom akzeptabel ist, darf weder die Luft- noch die Feststoffisolierung durchschlagen werden. Daher ist der Strom von Interesse, der das Ergebnis einer Teilentladung oder eines Durchschlags ist, und nicht der Strom aufgrund kapazitiver Kopplung.
Zeitdauer für HIPOT-Test
Die Testdauer muss mit der verwendeten Sicherheitsnorm übereinstimmen. Für die meisten Normen, einschließlich der Produkte, die unter IEC 60950 fallen, beträgt die Testdauer 1 Minute.
Eine typische Faustregel ist 110 bis 120% von 2U + 1000 V für 1-2 Sekunden.
Stromeinstellung für HIPOT-Test
Die meisten modernen Hipot-Tester erlauben dem Benutzer die Einstellung der Stromgrenze. Wenn jedoch der tatsächliche Leckstrom des Produkts bekannt ist, kann der Hipot-Teststrom vorhergesagt werden.
Der beste Weg, die Auslöseschwelle zu ermitteln, ist, einige Produktproben zu testen und einen durchschnittlichen Hipot-Strom zu ermitteln. Wenn dieser Wert erreicht ist, sollte der Auslösepegel für den Ableitstrom auf einen etwas höheren Wert als den Durchschnittswert eingestellt werden.
Der Stromauslösepegel des Hipot-Testers sollte hoch genug eingestellt werden, um unerwünschte Ausfälle durch Leckstrom zu vermeiden, und gleichzeitig niedrig genug, um einen echten Durchbruch der Isolierung nicht zu übersehen.
Prüfspannung für die HIPOT-Prüfung
Die meisten Sicherheitsnormen erlauben die Verwendung von Wechsel- oder Gleichspannung für eine Hipot-Prüfung.
Bei der Verwendung von Wechselspannung wird die betreffende Isolierung am stärksten belastet, wenn die Spannung an ihrem Scheitelpunkt liegt, d.h., entweder am positiven oder negativen Scheitelpunkt der Sinuswelle.
Beispielsweise wäre bei einer 1500-V-Wechselspannung die äquivalente Gleichspannung zur Erzeugung der gleichen Beanspruchung der Isolation 1500 x 1,414 oder 2121 V dc.
Vor- und Nachteile der Verwendung einer Gleichspannung für die Hipot-Prüfung
Einer der Vorteile der Verwendung einer Gleichspannung ist, dass der Ableitstromauslöser auf einen viel niedrigeren Wert als bei einer Wechselspannung eingestellt werden kann. Dies würde es einem Hersteller ermöglichen, jene Produkte herauszufiltern, die eine geringe Isolierung aufweisen, die von einem Wechselstrom-Prüfgerät bestanden worden wären.
Bei der Verwendung eines Gleichstrom-Hipot-Testers könnten die Kondensatoren im Stromkreis hoch aufgeladen sein, weshalb ein Gerät oder eine Einrichtung zur sicheren Entladung erforderlich ist. Es ist jedoch eine gute Praxis, immer sicherzustellen, dass ein Produkt entladen ist, unabhängig von der Prüfspannung oder seiner Art, bevor es gehandhabt wird.
Es legt die Spannung schrittweise an. Durch die Überwachung des Stromflusses bei steigender Spannung kann ein Bediener einen möglichen Isolationsdurchbruch erkennen, bevor er auftritt. Ein kleiner Nachteil des Gleichstrom-Hipot-Testers ist, dass die Kosten eines Gleichstrom-Testers etwas höher sind als die eines Wechselstrom-Testers, da Gleichstrom-Prüfspannungen schwieriger zu erzeugen sind.
Sie kann bei höheren Pegeln angelegt werden, ohne dass die gute Isolierung gefährdet oder verletzt wird. Dieses höhere Potenzial kann buchstäblich weit mehr lokale Defekte „herausfegen“.
Der einfache Serienschaltpfad eines lokalen Defekts wird durch den Gleichstrom-Ableitstrom leichter verkohlt oder im Widerstand reduziert als durch Wechselstrom, und je niedriger der Widerstand des Fehlerpfads wird, desto mehr erhöht sich der Ableitstrom, wodurch ein „Schneeballeffekt“ entsteht, der zu dem kleinen sichtbaren dielektrischen Einstich führt, der normalerweise beobachtet wird. Da der Gleichstrom frei von kapazitiver Teilung ist, ist er effektiver bei der Erkennung von mechanischen Schäden sowie von Einschlüssen oder Bereichen im Dielektrikum, die einen geringeren Widerstand aufweisen.
Vor- und Nachteile der Verwendung von Wechselspannung für den Hipot-Test
Einer der Vorteile eines Wechselstrom-Hipot-Tests ist, dass er beide Spannungspolaritäten prüfen kann, während ein Gleichstromtest die Isolierung nur in einer Polarität auflädt. Dies kann bei Produkten, die im Normalbetrieb mit Wechselspannung arbeiten, ein Problem darstellen. Ein kleiner Nachteil des Wechselstrom-Hipot-Testers ist, dass, wenn der zu prüfende Stromkreis große Werte an Y-Kondensatoren aufweist, der Wechselstrom-Tester je nach Stromauslösungseinstellung des Hipot-Testers einen Fehler anzeigen könnte. Die meisten Sicherheitsnormen erlauben es dem Anwender, die Y-Kondensatoren vor der Prüfung abzuschalten oder alternativ einen Gleichstrom-Hipot-Tester zu verwenden.
Der Gleichstrom-Hipot-Tester würde auch bei hohen Y-Kondensatoren nicht den Ausfall eines Gerätes anzeigen, da die Y-Kondensatoren zwar die Spannung sehen, aber keinen Strom durchlassen.
Schritte für die HIPOT-Prüfung
- Nur elektrisch qualifiziertes Personal darf diese Prüfung durchführen.
- Öffnen Sie Leistungsschalter oder Schalter, um den Stromkreis oder das Kabel zu isolieren, das mit dem Hipot-Test geprüft werden soll.
- Stellen Sie sicher, dass alle Geräte oder Kabel, die nicht geprüft werden sollen, vom zu prüfenden Stromkreis isoliert sind.
- Die begrenzte Annäherungsgrenze für dieses HIPOT-Verfahren bei 1000 Volt beträgt 1,53 m (5 ft.), stellen Sie also Barrieren um die Endpunkte der zu prüfenden Kabel und Geräte auf, um zu verhindern, dass unqualifizierte Personen diese Grenze überschreiten.
- Schließen Sie das Erdungskabel des HIPOT-Testers an eine geeignete Gebäudeerde oder einen Erdungselektrodenleiter an. Schließen Sie die Hochspannungsleitung an einen der Phasenleiter des isolierten Stromkreises an.
- Schalten Sie den HIPOT-Tester ein. Stellen Sie das Messgerät auf 1000 Volt oder eine vordefinierte Gleichspannung ein. Drücken Sie die Taste „Test“ am Messgerät und beobachten Sie nach einer Minute den Widerstandswert. Notieren Sie den Messwert als Referenz.
- Am Ende des einminütigen Tests schalten Sie den HIPOT-Tester vom Hochspannungstestmodus in den Spannungsmessmodus um, um zu bestätigen, dass der Phasenleiter des Stromkreises und die Spannung des HIPOT-Testers nun Null Volt anzeigen.
- Wiederholen Sie diesen Testvorgang für alle Phasenleiter des Stromkreises und testen Sie jede Phase gegen Erde und jede Phase gegen jede Phase.
- Nach Abschluss der Prüfung trennen Sie den HIPOT-Tester von den zu prüfenden Stromkreisen und vergewissern Sie sich, dass die Stromkreise wieder angeschlossen und unter Spannung gesetzt werden können.
- Um den Test zu bestehen, muss das Gerät oder das zu prüfende Kabel einer Mindestspannung von 1 Minute ausgesetzt werden, ohne dass es zu einem Durchschlag kommt. Bei Geräten mit einer Gesamtfläche von weniger als 0,1 m2 darf der Isolationswiderstand nicht weniger als 400 MΩ betragen. Bei Geräten mit einer Gesamtfläche von mehr als 0,1 m2 darf der gemessene Isolationswiderstand mal der Fläche des Moduls nicht weniger als 40 MΩ⋅m2 betragen.
Sicherheitsvorkehrungen während des HIPOT-Tests
Während eines HIPOT-Tests kann ein gewisses Risiko bestehen. Um das Verletzungsrisiko durch einen elektrischen Schlag zu minimieren, sollten Sie sicherstellen, dass die HIPOT-Ausrüstung die folgenden Richtlinien befolgt:
- Die Gesamtladung, die Sie bei einem Schlag erhalten können, sollte 45 uC nicht überschreiten.
- Die gesamte Hipot-Energie sollte 350 mJ nicht überschreiten.
- Der Gesamtstrom sollte 5 mA Spitze (3,5 mA rms) nicht überschreiten.
- Der Fehlerstrom sollte nicht länger als 10 mS anliegen.
- Wenn das Prüfgerät diese Anforderungen nicht erfüllt, stellen Sie sicher, dass es über ein Sicherheitsverriegelungssystem verfügt, das gewährleistet, dass Sie das Kabel nicht berühren können, während es mit Hipot getestet wird.
Für Kabel:
- Überprüfen Sie die korrekte Funktion der Sicherheitsschaltungen im Gerät bei jeder Kalibrierung.
- Berühren Sie das Kabel nicht während des Hipot-Tests.
- Warten Sie den Abschluss des Hipot-Tests ab, bevor Sie das Kabel entfernen.
- Tragen Sie isolierende Handschuhe.
- Erlauben Sie Kindern nicht, das Gerät zu benutzen.
- Wenn Sie elektronische Implantate haben, benutzen Sie das Gerät nicht.