11210 – Тестер изоляции элементов аккумуляторных батарей

Бренд:Chroma

Прибор для точного измерения тока утечки (LC) и сопротивления изоляции (IR) аккумуляторных батарей с рулонной скруткой / сухих гальванических элементов, а также различных изоляционных материалов.
По запросу
Заказать товар
Задать вопрос
Мы свяжемся с вами для уточнения формы оплаты и способа доставки заказа
Прибор для проверки изоляции элементов аккумуляторных батарей Chroma представляет собой прибор, который используется для точного измерения тока утечки (LC) и сопротивления изоляции (IR) аккумуляторных батарей с рулонной скруткой / сухих гальванических элементов, а также различных изоляционных материалов. В дополнение к стандартным измерениям тока утечки (LC) и сопротивления изоляции (IR), модель 11210 обладает уникальной функцией, которая обнаруживает частичный разряд (ЧР) или пробой, которые могли возникнуть внутри изоляционного материала во время процесса проверки изоляции под высоким напряжением. Благодаря обнаружению частичных разрядов внутреннего состояния аккумулятора перед заливкой электролита, дефектные изделия могут быть отбракованы перед переходом на следующий этап производства, что способствует предотвращению потенциально опасных ситуаций, которые могут возникнуть в полевых условиях. В отличие от традиционных методов проверки изоляции, в модели Chroma 11210 предлагается совершенно новая концепция проверки и оценки качества аккумуляторных батарей.

С помощью модели 11210, которая обладает достаточным зарядным током, можно легко выполнять высокоскоростное тестирование с автоматическим выполнением последовательности испытания. Последовательность регулярной проверки изоляции для целевого применения имеет следующий вид - «Зарядка → Выдержка → Испытание → Разрядка». Данная последовательность может быть автоматически выполнена за 20 мс или меньше для одного ИУ (испытательного устройства). Это означает, что количество проверок, проводимых на производственной линии, может достигать скорости 50 шт./с и выше.
С помощью модели Chroma 11210 можно проводить измерения тока утечки (LC) в широком диапазоне: от 10 пА до 20 мА с применением 7 диапазонов измерения тока для повышения точности. Также доступна функция автоматического выбора диапазона для быстрой и простой работы на новом ИУ.

Благодаря специальной схеме, используемой в модели Chroma 11210, для обнаружения частичных разрядов не требуется дополнительное время. Как измерения тока утечки/сопротивления изоляции, так и испытания на обнаружение частичных разрядов могут выполняться одновременно, а результаты обоих испытаний будут выдаваться автоматически. Таким образом, высокоскоростное тестирование (<20 мс) для каждого ИУ возможно даже при проведении испытаний для проверки тока утечки/сопротивления изоляции и ЧР.

В случае стандартной проверки изоляции решающее значение для надежности полного испытания имеет проверка контактов. Отсутствие контакта с ИУ, скорее всего, будет рассматриваться как «выполненный» тест, в то время как настоящий тест изоляции еще не проводился на этом испытательном устройстве. Таким образом, может возникнуть ложное состояние исправности, и нерабочее ИУ может быть признано исправным. Это будет особенно верным, если сопротивление изоляции ИУ очень велико. В функции проверки контактов Chroma 11210 используется передовая технология для мгновенного обнаружения тех контактов, которые не являются безопасными во время тестирования. Для тщательной проверки контактов до и/или после измерения требуется всего 5 мс.

Основные характеристики:
  • Испытательное напряжение: до 1 кВ (пост. тока)
  • Зарядный ток: макс. 50 мА. 
  •  Широкий диапазон измерения тока утечки (LC) (10 пА ~ 20 мА) 
  • Обнаружение частичного разряда/пробоя для проверки возможных внутренних коротких замыканий (опция A112100)
  • Отображение уровня частичных разрядов и количества регистраций 
  • Мониторинг событий частичного разряда и формы сигнала V/I 
  • Программируемая настройка предельного уровня частичного разряда 
  • Регистрация сигналов частичных разрядов и V/I (опция A112101) 
  • Встроенная надежная проверка контактов 
  • Автоматический тест с последовательностью: зарядка-выдержка-испытание-разрядка 
  • Высокоскоростное тестирование (20 мс/мин.) 
  • Полноцветный дисплей 480x272 пикселей и сенсорная панель для удобного управления 
  • Стандартный обработчик, USB, интерфейсы RS-232, Ethernet
Применение:
  • Проверка изоляции элементов («банок») литий-ионной батареи (LIB) (тестирование на блоке с сухими элементами) 
  • Испытания изоляции для различных типов конденсаторов или любых изоляционных материалов

Проблемы техники безопасности для литий-ионного аккумулятора

Последствия возгорания или взрыва литий-ионных батарей (англ. LIB) вызывают все большую озабоченность. По мере развития технологий энергетическая плотность литий-ионные батареи увеличиваются в объеме, что создает дополнительный риск для потребителей. Для исключения риска возгорания или взрыва, необходимо устранить основную причину и отбраковать неисправные устройства, прежде чем они попадут на потребительский рынок. Недавние исследования показали, что внутренние короткие замыкания между положительным электродом (алюминий) и материалом, нанесенным на отрицательный электрод (анод) внутри элемента, являются основной причиной возгорания или взрыва [Рис. 1]. Заусенцы на металлических электродах или загрязненные частицы внутри сепаратора могут привести к такому внутреннему короткому замыканию. [Рис. 2].

chroma 11210.jpg

Рис. 1 – Повышение температуры при различных сценариях внутреннего короткого замыкания.
Рис. 2 – Заусенец, выступающий из положительного электрода, может коснуться материала, нанесенного на отрицательный электрод, и в конечном итоге привести к аварийной ситуации.


Исследование также показывает, что материал, нанесенный на отрицательный электрод (обычно графит), расширяется во время зарядки, увеличиваясь до 24% или более при повторении цикла зарядки/разрядки. Он может расширяться до тех пор, пока заусенцы на алюминиевой пластине, наконец, не коснутся графита, нанесенного на отрицательный электрод, что приведет к возгоранию [Рис. 3]. Обычно на заводе-изготовителе аккумуляторные батареи проходят несколько циклов зарядки/разрядки перед отгрузкой. Давайте рассмотрим пример, когда на производственной линии имеются два случая дефектных элементов, и каждый имеет один заусенец разной высоты или длины на алюминиевой пластине [случай 1 и случай 2 на рис. 4]. Случай 1 будет обнаружен во время второго цикла зарядки на заводе, так как заусенец тогда соприкоснется с анодом. Однако второй случай, скорее всего, не будет обнаружен до тех пор, пока не пройдет еще много циклов зарядки, что, скорее всего, произойдет после того, как он дойдет до потребителя.

chroma 11210-2.jpg

Рис. 3 – В лабораторных экспериментах было показано, что увеличение количества графитового материала (покрытия на отрицательном электроде) на 24% может произойти всего после 10 циклов зарядки/разрядки.
Рис. 4 – Два заусенца (случай 1 и случай 2) разной высоты, выступающие из алюминиевого положительного электрода, могут в разное время привести к внутреннему короткому замыканию.

Функция обнаружения и измерения ЧР

С помощью функции обнаружения частичного разряда (ЧР) прибора Chroma 11210 можно обнаружить эти дефекты внутри аккумуляторных элементов на стадии «сухих» элементов до их заполнения электролитом. При наличии заусенцев на металлическом листе электрода или дефектов (частиц примесей) внутри изоляционного слоя (пластина сепаратора) в «сухих» элементах изоляционное расстояние между ними сокращается, но не закорачивается. В большинстве случаев они не могут быть обнаружены с помощью обычных испытаний изоляции тока утечки (LC) и сопротивления изоляции (IR), поскольку во время проведения испытаний внутреннее короткое замыкание не происходит. Модель 11210 является единственным прибором, с помощью которого вы можете обнаружить возможные короткие замыкания на самой ранней стадии, до возникновения каких-либо сбоев. При правильной подаче испытательного напряжения и установке надлежащего порогового уровня частичного разряда прибор 11210 может помочь вам «измерить» «эффективное расстояние» слева между отрицательным электродом и графитовым материалом (см. уравнение и пояснение, приведенные ниже).

   E = V/d , Eмакс = Vмакс/d Максимальная изоляционная способность определенного материала - это максимальное электрическое поле, которое он может выдержать, которое представляет собой отношение напряжения к расстоянию. Таким образом, с известной характеристикой (Eмакс.) определенного изоляционного материала и приложенным напряжением мы узнаем оставшееся расстояние внутри материала.

С помощью прибора для проверки изоляции аккумуляторных элементов Chroma 11210 можно обнаружить любые частичные разряды или пробои, которые могут возникнуть внутри аккумуляторных элементов. В модели 11210 используются две фазы обнаружения с разными схемами. Первая фаза находится в режиме ПТ (постоянный ток), когда устройство 11210 питает ИУ постоянным током, который указал пользователь. В этом режиме прибор 11210 будет контролировать уровень напряжения и его угол наклона. Любые отклонения в наклоне напряжения или любые неожиданные изменения наклона будут обнаруживаться прибором и сообщаться как о возникновении частичных разрядов (показано как  ). Вторая фаза находится в режиме ПН (постоянное напряжение). В этом режиме должен существовать только стабильный ток утечки. Таким образом, любые необычные и выделяющиеся импульсы на форме кривой тока обычно являются результатом аномального разряда (напр., частичного разряда или пробоя), который также будет обнаружен и передан как возникновение частичного разряда (показано как  ). С прибором Chroma 11210 можно не только обнаруживать, но и приблизительно измерять величину импульсов частичных разрядов во время использования данных режимов (Примечание *1). [См. рис. 5 для иллюстрации].

chroma 11210-pict.jpg

Рис. 5 – Обнаружение частичного разряда / пробоя как в режиме ПТ (зарядка), так и ПН (измерение)
Рис. 6 – Частичные разряды, обнаруженные в режиме ПТ и ПН, и отображающиеся на дисплее прибора.

Как в режиме ПТ, так и в режиме ПН, данный прибор может определять количество регистраций таких событий частичного разряда до 99 раз [Рис. 7]. В качестве порогового уровня для критериев «выполнено / не выполнено» можно задать либо величину, либо количество регистраций, либо одновременно и то, и другое, что очень полезно при тестировании различных устройств с разными характеристиками на производственной линии.

Примечание *1: Измерение количества разряда в импульсах частичных разрядов является наиболее точным, когда длительность импульса составляет меньше 100 мкс, а временной интервал между последовательными импульсами составляет более 300 мкс.

Благодаря превосходным способностям в области обнаружения и измерения частичных разрядов, прибор Chroma 11210 может выполнять задачи, недоступные обычному измерителю токов утечки/сопротивления изоляции  или устройству для высоковольтных испытаний. Обычный измеритель токов утечки/сопротивления изоляции  или устройство для высоковольтных испытаний может измерять только среднее значение тока утечки в течение определенного временного интервала, но не может выполнять контроль для каждой области кривой напряжения и тока. Кроме того, в модели 11210 обеспечивается сверхстабильное к пульсациям и шуму испытательное напряжение всего в несколько мини-вольт, что позволяет ему выявлять очень незначительные выбросы на кривой напряжения или тока. На [рис. 7] показано, что без детального изучения кривой напряжения незначительные частичные разряды или пробои внутри испытательного устройства не могут быть обнаружены.

chroma 11210-pict7.jpg

Рис. 7 – Не вдаваясь в подробности кривой сигнала напряжения (левый рисунок), мы не видим ничего необычного. В случае проведения  детального тестирования с использованием прибора Chroma 11210 можно наблюдать два события частичного разряда, одно в режиме постоянного тока, и рядом другое - в режиме постоянного напряжения (рисунок справа).

В случае, если персоналу требуется выполнить проверку фактической формы сигнала напряжения и тока на неисправном ИУ (отказ из-за частичного разряда) после завершения испытаний, в устройстве Chroma 11210 имеется расширенная опция, которая может сохранять кривые сигналов, как напряжения, так и тока для каждого отдельного устройства. Функции масштабирования позволяют пользователям легко просматривать детальную информацию для сигналов  частичного разряда. А поскольку для данных сигналов проводится фиксация и регистрация, то дополнительный анализ и исследования могут выполняться отделами НИОКР и/или контроля качества.

Применения для тестирования конденсаторов с использованием модели 11210

Прибор Chroma 11210 – это новое поколение и усовершенствованная версия своего предшественника, конденсаторного измерителя токов утечки/сопротивления изоляции модели 11200. Прибор Chroma 11210 включает в себя более универсальные функции с более высокой точностью, однако сохраняет все основные функции и возможности измерителя 11200. Таким образом, прибор 11210 также является усовершенствованным вариантом измерителя токов утечки/сопротивления изоляции для всех типов конденсаторов [Рис. 8].

На производственной линии с помощью устройства 11210 можно выполнять тестирование конденсаторов на очень высокой скорости (~ 20 мс на тестируемое устройство) с соответствующими приспособлениями. Кроме того, он имеет очень широкий диапазон высокоточного измерения тока утечки /сопротивления изоляции. Прибор Chroma 11210 представляет собой новый стандартный прибор для проверки и испытания изоляции на всех этапах производства конденсаторов.

Несмотря на то, что функция обнаружения частичных разрядов специально разработана для проверки изоляции «сухих» элементов аккумуляторной батареи, она также дает четкое представление о том, что происходит внутри конденсатора во время испытаний. А с данными, собранными с помощью устройства 11210, пользователи могут еще больше улучшить или усилить качество изоляции для достижения высочайшего качества изоляции.

Как упоминалось ранее, при типичном испытании изоляции последовательно выполняются 4 фазы: «Зарядка → Выдержка → Испытание → Разрядка» [Рис. 9]. При использовании Chroma 11210  пользователи могут устанавливать интервал времени, необходимый для первых 3 фаз соответственно. Каждый может быть установлен в диапазоне от 5 мс до 9,999 с. Этап «Выдержка» является особенно важным. Для больших и чисто резистивных устройств или конденсаторов с большой емкостью, но с низким сопротивлением изоляции, пользователь должен обеспечить достаточное время «выдержки», прежде чем будет выполнено фактическое измерение. Длительное время «выдержки» необходимо, чтобы зарядный ток стабилизировался и не влиял на измерение тока утечки. Устройство 11210 обладает большой многофункциональностью в области установке этих параметров и может автоматически выполнять эти 4 фазы последовательно. Прибор оснащен самыми новыми функциями, созданными на основе последних знаний и технологий, для помощи клиентам в организации надежного тестирования, встроенного в производственную линию, или предоставления комплексного варианта для тестирования конденсаторов, выполняемого «под ключ».

chroma 11210-pict8-9.jpg

Рис. 8 – Схема измерения токов утечки/ сопротивления изоляции с помощью модели 11210 для ИУ конденсаторов
Рис. 9 – Временной этап и последовательность стандартных испытаний изоляции

Заказать товар
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Характеристики

Производитель Chroma
Тип оборудования Тестеры изоляции батарей
Цена По запросу

Документы

11210-rus Размер: 381.2 Кб