局部放电检测仪ST4200
高压继电器盒SW2001
助力高效、可靠的电机生产
2025年2月20日，HIOKI日置正式发售局部放电检测仪ST4200和高压继电器盒SW2001，旨在提高电机测试的精度与效率。
随着电动汽车(EV)和工业应用的迅速发展，市场对可靠的变频器驱动电机需求不断增长，这两款产品应运而生。
ST4200可精准高效地识别局部放电(PD)现象。它拥有交流局部放电测试和脉冲局部放电测试双模式功能，能够在生产阶段检测出潜在的绝缘不良，并降低出货后的故障风险。它还配备了高频电流互感器(CT)，在干扰严重的生产环境中，也能确保准确地检测局部放电。与SW2001的集成简化了系统布线，降低线缆复杂度，提高测量精度，使测试流程更加流畅。
SW2001凭借其灵活、可扩展的架构，且提供多种通道选择，能够同时对多台电机进行测试，显著提高工作效率。其高度可靠的多路复用设计减少了故障停机时间，使其成为大批量电机制造的理想解决方案。
局部放电检测仪ST4200（左）高压继电器盒SW2001（右）
研发背景
1、全球向碳中和的转变
全球向碳中和的转变加速了电动汽车（EV）和节能型工业系统的普及。2024年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车的全球销量同比飙升25.6%，仅12月就达到190万辆*1。
2、高效电机需求的不断增长
在欧洲等地区，相关法规已强制要求使用能效等级为IE4*2及以上的高效电机。国际电工委员会（IEC）将电机能效等级划分为IE1至IE4，其中IE4等级的电机能效最高，与较低等级的电机相比，能耗更低，运营成本也更低。这类电机通常由变频器驱动系统控制，由于这使它们承受更高的浪涌电压，因此增加了绝缘故障的风险。
3、先进功率半导体技术的崛起
碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）功率半导体能够实现高速、高压开关，但会使电机承受比其额定工作电压高2到3倍的浪涌电压，这可能导致潜在缺陷演变为严重故障。据预测，SiC 和 GaN 市场规模将从 2024 年的 14.1 亿美元增长到 2034 年的 110.8 亿美元，年平均增长率（CAGR）为 22.9%*3。
变频器驱动电机系统中浪涌电压与局部放电现象示意图，重点展示绝缘应力及潜在故障风险
4、局部放电（PD）测试的重要性
PD测试对于在电机发生故障前检测出潜在的绝缘不良至关重要。尽管传统的50/60 Hz交流高压测试一直是行业标准，但PD测试通过模拟真实工况能更有效地识别绝缘薄弱点。
5、干扰严重环境下的挑战
尽管 PD 测试具有诸多优势，但在干扰严重的环境（如生产线）下仍面临着巨大挑战，传统的电磁波检测方法在这种环境下难以保证测试结果的可重复性。此外，现代的生产线需要在高低压测量之间频繁切换，大大增加了系统集成与控制的复杂度。
产品特点
1、双模式局部放电检测
ST4200具备两种局部放电检测模式：交流局部放电（AC PD）测试和脉冲局部放电（Surge PD）测试*4，可有效识别潜在绝缘不良，将诸如火灾等严重故障的发生几率降至最低。其中交流局部放电（AC PD）测试，是评估相间绝缘以及各相和铁芯间绝缘的首选方法，但在中性点闭合的相间结构中存在局限性，在这种情况下，就需要采用脉冲局部放电（Surge PD）测试。
该图表展示了电机定子中三种主要的局部放电测试类型：
匝间（turn-to-turn）、相间（phase-to-phase）与各相和铁芯间（phase-to-core）着重突出了评估绝缘完整性的关键路径
