电动汽车高压系统的 “隐形杀手”：局部放电为何成为不可忽视的安全雷区？

前言

随着全球能源转型的加速，电动汽车（EV）正经历从技术验证到规模化普及的关键阶段。2024年，全球纯电动和插电式混合动力汽车的销量增长了四分之一，超过1700万辆。这一发展趋势不仅推动了电池技术、高压系统和电力电子器件的革新，也暴露出传统燃油车时代未曾遇到的安全挑战。

潜在的绝缘不良，会引发重大事故

在电动汽车的电机驱动系统中，变频器通过生成高频 PWM（脉冲宽度调制）开关波形驱动电机运行。当功率开关器件（如IGBT）进行高频通断切换时，会在电机绕组端产生电压反射效应，导致绕组间承受超过直流母线电压2-3倍的瞬态浪涌电压。

这种重复的变频浪涌电压，会在绕组绝缘层内部形成局部放电现象，持续冲击漆包线绝缘层的介质耐电强度。长期作用下，绝缘材料将因电老化效应出现裂纹、碳化等劣化现象，最终导致绕组匝间短路或对地绝缘失效，严重威胁电机运行可靠性，甚至导致重大事故（如火灾等）。

局部放电测试必不可少

一般来说，对没有做过恰当绝缘处理的绕组施加超过350V的电压时，就会发生局部放电。当电机绕组中存在绝缘性能较低的部位时，便会发生局部放电，长此以往会加速绝缘的老化。

而传统的绝缘电阻测量与耐压试验，旨在发现电机绕组绝缘层的显性缺陷，然而，这类基于静态电阻值或瞬时耐压能力的测试方法，本质上属于“结果性检测”，难以捕捉到绝缘介质内部的潜伏性隐患，与此形成技术互补的是，局部放电测试能够精准定位绝缘结构中的早期劣化迹象。这种“过程性检测”模式，有效弥补了传统测试对绝缘老化早期阶段的监测盲区，为电机绝缘系统的全寿命周期管理提供了关键的预判依据。

如何准确检出局部放电？

答案是：选择可准确检出局部放电的施加波形

由于匝间测试是针对变频器浪涌的耐受测试，所以要使用脉冲波形进行脉冲局部放电测试。对于相间以及各相与定子铁芯间的测试，理想的做法是进行反复施加高压的交流局部放电(ACPD)测试。但是，在中性点闭合的相间测试中，由于无法进行交流局部放电(ACPD)测试，因此会使用脉冲波形。

HIOKI日置推荐在定子的局部放电测试中，根据情况选择交流局部放电(交流PD)测试或脉冲局部放电(脉冲PD)测试。而一台“局部放电检测仪ST4200”即可进行上述的2种局部放电检测。

通过耐压测试仪、脉冲绕组测试仪施加测试电压，并用局部放电传感器检测局部放电情况。将局部放电检测传感器内置在高压继电器盒SW2001中，能够实现局部放电的准确检出。

为什么非“它”不可？

局部放电检测仪ST4200搭配高压继电器盒SW2001，强化了局部放电检测能力，即使是在产线上（干扰大），依然能够实现高精度的局部放电检出。

优势① 双模式局部放电检测

交流局部放电(ACPD)测试

符合标准：IEC 60270、IEC 60034-27-1。

用于确认内部放电情况，以及因绕组之间距离过小而产生的沿面放电和异物混入情况。

脉冲局部放电(脉冲PD)测试

符合标准：IEC 61934、IEC 60034-27-5。

用于确认对变频器快速上升时所伴随的浪涌电压的耐受能力。

优势② 产线上的高精度测试

采用高频CT（电流互感器），实现抗干扰能力强的局部放电检测

使用高频CT进行局部放电测试可减少生产线上使用微波天线进行局部放电测试时的噪声干扰，以及环境因素对测量结果的影响。这种测试方法还可用于成品电机的脉冲PD测试。

搭配使用SW2001，在复合检测系统中也能实现稳定的

为了最大限度地减少复杂测试环境中的干扰影响，搭载ST4200的局部放电测试系统可组装SW2001构建多路切换的基础。这种设计通过集成多个输入信号，大幅降低布线的复杂性，将布线和互连的影响控制在最小程度。有效减少电磁干扰 (EMI)、接地回路和电容耦合等潜在干扰源，从而实现更精确、更可靠的测量。

六项测试一体化，电机生产效率大提升

各类电机定子测试仪器均可通过SW2001进行集成，可根据检查所需的通道数量选择4通道、8通道、16通道、24通道的不同机型。

搭建高可靠性检测系统，大幅减少产线停工，采用使用寿命长且可靠性高的多路切换设计。

电动汽车的发展本质上是一场能源与电力技术的革命。从400V到800V的电压跃迁、从液态电池到固态电池的材料革新，每一步都伴随着局部放电风险的升级。而局部放电检测技术的进步，不仅是保障车辆安全的 “防火墙”，更是推动行业向更高性能、更低成本演进的关键支撑。HIOKI日置局部放电检测方案集合6大特点于一身，是您局部放电测试的优选：

• 强化局部放电检测能力，发现潜在不良
• 借助丰富的数据分析功能，查明局部放电现象
• 在产线上也能实现高可靠性的局部放电测试
• 采用简单的系统设计，降低干扰影响
• 将六项测试集成于一台继电器盒，提升生产效率
• 能够构建大幅减少生产线停工的高可靠性检测系统