Quel est le principe de l’
La sécurité des dispositifs électroniques constitue la partie la plus importante parmi les divers facteurs qui déterminent leur qualité. Les paramètres de sécurité comprennent les paramètres suivants : haute tension CA/CC, haute résistance d’isolement en courant continu (ou résistance d’isolement), résistance de mise à la terre, courant de fuite, haute tension impulsionnelle, haut courant impulsionnel, etc. Depuis la première publication, en 1952, de la norme IEC 65 intitulée « Exigences de sécurité applicables aux appareils électroniques et aux équipements connexes à usage domestique et similaire, destinés à un usage général et alimentés par le réseau électrique », ainsi que ses cinq éditions et sept révisions, deux grands systèmes mondiaux de normes de sécurité, à savoir les normes de sécurité IEC et les normes de sécurité UL, se sont progressivement constitués.
Essai de tenue en tension
Essai de tenue en tension, également appelé essai haute tension ou essai de rigidité diélectrique, est probablement l’essai de sécurité en cours de fabrication le plus connu et le plus couramment utilisé. Il est effectivement mentionné dans toutes les normes de sécurité, ce qui souligne son importance.
L’essai de tenue en tension est un essai non destructif utilisé pour évaluer la capacité d’isolation des produits soumis à des surtensions transitoires fréquentes. Il consiste à appliquer une haute tension à l’équipement testé pendant une durée déterminée afin de garantir que les performances d’isolation de cet équipement sont suffisamment robustes. Une autre raison de réaliser cet essai est qu’il permet également de détecter certains défauts dès la première phase, tels qu’une distance de fuite insuffisante ou un écartement électrique inadéquat survenus au cours du processus de fabrication.
Principe
Le premier vérificateur de tension n’était qu’un simple transformateur et régulateur, qui convertissait l’alimentation secteur en la tension d’essai requise et l’appliquait à l’échantillon à tester. Toutefois, en raison des fluctuations de la tension secteur, les utilisateurs doivent parfois régler la tension de sortie à un niveau 20 % supérieur à la valeur réellement requise afin d’éviter d’éventuelles variations de la tension d’entrée. Par ailleurs, de nombreuses normes de sécurité exigent expressément que le vérificateur de tension utilisé ait une puissance nominale de 500 VA ou plus, afin de garantir que ce dernier conserve une tension de sortie suffisante même lorsque l’échantillon présente un courant de fuite important. Cependant, avec l’évolution technologique, cette exigence est devenue obsolète. Tous les nouveaux vérificateurs de tenue diélectrique disposent désormais d’une régulation suffisante de la tension par résonance série et d’une régulation de charge adéquate ; seules certaines anciennes normes de sécurité maintiennent encore cette exigence. En réalité, de nombreuses nouvelles normes ne mentionnent plus la puissance nominale de 500 VA comme critère obligatoire pour les vérificateurs de tension. Du point de vue de l’utilisateur, la puissance nominale de 500 VA du vérificateur de tension constitue en fait un risque pour l’opérateur.
En raison de normes d’essai différentes, des essais à grande échelle sur les chaînes de montage et d’une sensibilisation croissante aux performances en matière de sécurité électrique, il est exigé que les fonctionnalités des dispositifs d’essai de tenue diélectrique soient améliorées en conséquence. Les fonctionnalités des instruments d’essai de tenue diélectrique de type variateur de tension sont limitées, tandis que de nouveaux instruments d’essai de tenue diélectrique, reposant entièrement sur des technologies électroniques programmables et sur l’électronique de puissance, gagnent en popularité. À l’heure actuelle, on distingue principalement deux types d’instruments d’essai de tenue diélectrique : le premier utilise une microcommande comme centre de surveillance et la synthèse numérique d’ondes + un amplificateur de puissance linéaire pour réaliser la résonance série de l’essai ; une autre approche consiste à utiliser une microcommande comme centre de surveillance ainsi qu’un générateur d’impulsions SPWM (modulation de largeur d’impulsion sinusoïdale) + un amplificateur kilométrique à impulsions IGBT (transistor bipolaire à grille isolée) pour réaliser la résonance série de l’essai.
La structure de cet appareil de mesure de tension est relativement complexe, et sa capacité à résister aux interférences ainsi que sa fiabilité dépendent de la conception globale de l’appareil et de la qualité des composants électroniques. La distorsion de la forme d’onde de sortie est faible, la fréquence de sortie est variable, la plage de réglage de la tension de sortie est étendue et la précision de commande est élevée. La tension de sortie reste stable dans la plage de puissance et n’est pas affectée par les variations de charge. La puissance de sortie de la série de tests en résonance peut généralement atteindre 500 W ; l’instrument protège automatiquement contre les sorties à forte puissance, et la tension de sortie est paramétrée en l’absence de tension de sortie. Il offre une bonne sécurité et permet de détecter facilement les risques potentiels liés aux performances d’isolation de l’échantillon testé, tels que les arcs électriques, les courants de fuite (crépage) et les claquages superficiels (flashover). La méthode de sortie de tension peut satisfaire plusieurs exigences normatives via un logiciel, par exemple l’augmentation progressive par paliers, l’augmentation temporelle ou l’augmentation à vitesse constante. Il permet d’effectuer une analyse de claquage et dispose d’une vitesse de protection contre le claquage très rapide. La résolution d’affichage du courant de fuite peut atteindre le niveau du nanoampère (nA), ce qui le rend particulièrement adapté aux essais électriques ou aux essais de composants exigeant des normes élevées. Pendant son fonctionnement, il génère une interférence minimale sur le réseau électrique, et l’étalonnage peut être effectué soit à l’aide de boutons, soit via des interfaces de communication, facilitant ainsi la connexion à un ordinateur pour les essais, les statistiques et le tri. Il permet de tester en continu les échantillons.
Le testeur de tension est principalement composé d’une alimentation électrique à haute tension alternative, d’un contrôleur temporel, d’un circuit de détection, d’un circuit d’indication et d’un circuit d’alarme. Le principe de fonctionnement de base consiste à comparer le courant de fuite généré par la sortie haute tension du testeur de tension avec le courant de jugement prédéfini. Si le courant de fuite détecté est inférieur à la valeur prédéfinie, l’appareil réussit le test. Lorsque le courant de fuite détecté est supérieur au courant de jugement, la tension de test est immédiatement coupée et une alarme sonore et visuelle est émise afin de déterminer la résistance à la tension du composant testé.