[UL2580]절연 내전압 시험이란? (Dielectric Voltage Withstand Test, 배터리, BMS)

 

목차

 

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절연 내전압 시험이란?

 

절연 내전압 시험(DVWT)은 전기 에너지 저장 장치(EESA, Electrical Energy Storage Assembly)의 절연 성능을 평가하는 중요한 테스트 중 하나로, 고전압 회로와 접근 가능한 금속 부품 간의 절연 품질을 확인하는 절차입니다. 본 시험을 통해 절연 파괴 여부를 검증하여, 전기적 안전성을 확보하는 것이 목적입니다. 전기차 및 기타 전기 저장 장치에서 절연 결함으로 인한 감전 위험을 방지하기 위해 필수적으로 수행됩니다.

 

1. 시험의 목적

이 시험의 주요 목적은 전기적 간격 및 절연 성능을 확인하여, 감전 및 절연 파괴로 인한 사고를 예방하는 것입니다. 특히, 60V DC 이상의 전압이 걸리는 전기 시스템에서 절연 성능이 적절히 유지되는지를 확인하는 것이 중요합니다.

 

이를 통해 다음과 같은 사항을 검증할 수 있습니다.

 

• 고전압 회로와 접근 가능한 부품 간 절연 품질이 충분한지 확인
• 절연재(Insulation Material)의 성능이 요구 수준을 충족하는지 검토
• 충전 단자 및 인클로저(Enclosure)에서 전압 누설 여부를 확인하여 감전 사고를 예방

 

 

2. 시험 적용 대상 및 조건

본 시험은 전기차 배터리 팩 및 기타 전기 에너지 저장 장치(EESA)에 적용되며, 특히 60V DC 이상을 사용하는 고전압 회로가 포함된 시스템은 반드시 본 시험을 수행해야 합니다.

 

시험 전압의 설정

• DC 시스템: 정격 전압의 1.414배 x 2에 해당하는 DC 전압을 적용
• AC 시스템(60Hz 정현파): 정격 전압의 2배에 해당하는 AC 전압을 적용

 

일반적으로 반도체 부품 및 민감한 전자 장치는 고전압에 의해 손상될 가능성이 있기 때문에, 시험 중 이러한 부품을 보호하기 위한 적절한 우회 조치가 필요합니다.

 

 

3. 시험 방법

절연 내전압 시험은 고전압 회로와 접근 가능한 금속 부품 사이의 절연 상태를 평가하는 방식으로 수행됩니다. 주요 절차는 다음과 같습니다.

 

시험 전압 인가 위치

• 위험 전압 회로와 접근 가능한 금속 부품 사이
• 충전 포트 및 인클로저 사이
• 절연재가 덮인 접근 가능한 금속 부품이 있는 경우, 해당 부품 표면에 금속 포일을 부착하여 시험

 

시험 절차

• 시험 장치를 통해 설정된 시험 전압을 1분간 지속적으로 인가
• 시험 중 전류 누설 여부 및 절연 파괴 여부를 모니터링
• 양극(+)과 음극(-) 각각에 대해 개별적으로 테스트를 진행

 

절연재 테스트

• 절연재(Insulation Material)가 사용된 부품의 경우, 해당 부품 표면에 금속 포일을 부착한 후 시험을 수행
• 금속 포일을 사용함으로써 절연재 표면을 통한 전기적 절연 성능을 평가할 수 있음

 

 

 

4. 합격 기준

절연 내전압 시험의 합격 기준은 절연 파괴(Dielectric Breakdown)가 발생하지 않는 것입니다. 구체적인 합격 조건은 다음과 같습니다.

 

시험 중 절연 파괴가 발생하지 않아야 함

• 절연재가 손상되거나, 전압이 누설되지 않아야 함
• 시험 장비에서 절연 파괴 경고 신호가 감지되지 않아야 함

 

전압을 인가하는 동안 전류 누설이 허용된 범위를 초과하지 않아야 함

• 지나친 전류 흐름이 감지될 경우, 절연 성능이 부족한 것으로 간주됨

 

시험 후 정상적인 작동 유지

• 시험이 완료된 후에도 제품이 정상적으로 작동해야 하며, 절연 성능이 변형되거나 손상되지 않아야 함

 

 

 

5. 시험의 중요성

절연 내전압 시험은 전기차 및 기타 배터리 기반 전자장치에서 필수적으로 요구되는 시험 중 하나입니다. 만약 절연 품질이 저하되면 감전 사고, 절연 열화, 화재 발생 등의 위험이 증가할 수 있기 때문입니다. 따라서 고전압을 사용하는 모든 전기 시스템에서는 정기적인 절연 내전압 시험을 수행하여 안전성을 유지해야 합니다.

 

이 시험을 통과한 전기 에너지 저장 장치는 절연 성능이 충분히 검증된 것으로 간주되며, 이후 실사용 환경에서도 안정적인 전기 절연 상태를 유지할 수 있습니다

 

 

 

절연 내전압 시험 가능 장비

 

팜테크에서 제공하는  Sinexcel의 배터리 테스트 시스템은 배터리 셀, 모듈 및 팩의 절연 내전압 시험(Dielectric Voltage Withstand Test, DVWT)을 수행할 수 있는 고성능 장비를 제공합니다. 이 장비는 5V에서 최대 2000V까지의 광범위한 전압 범위를 지원하여 다양한 전력 저장 장치의 절연 성능을 정밀하게 평가할 수 있습니다.

 

특히, ±0.05% F.S. 수준의 고정밀 전압 및 전류 제어 기능을 제공하여 CE 및 UL과 같은 국제 인증 기준을 충족하며, 전기적 안전성을 확보할 수 있도록 설계되었습니다. 시험 과정에서 발생하는 데이터를 빠르게 처리하기 위해 16kHz 샘플링 속도와 1ms 기록 속도를 지원하여 미세한 절연 특성 변화를 실시간으로 분석할 수 있습니다.

 

이 시스템은 CC, CV, CP, DCIR, Pulse 등 다양한 테스트 모드를 제공하여 절연 내전압 시험뿐만 아니라 배터리의 전기적 특성을 종합적으로 평가할 수 있습니다. 또한, 에너지 회생 기능(효율 ≥95%)을 통해 시험 중 발생하는 전력을 공장 내 다른 장비에 재활용할 수 있어 에너지 절약 효과도 뛰어납니다.

 

SiC(실리콘 카바이드) 기반의 고효율 전력 변환 기술이 적용되어 고전압 환경에서도 안정적인 성능을 유지하며, 절연 시험의 신뢰성을 높여줍니다. 또한, 장비에는 BTS 소프트웨어가 탑재되어 있어 실시간 데이터 모니터링 및 분석이 가능하며, 자동으로 보고서를 생성하여 시험 결과를 체계적으로 관리할 수 있습니다.

 

팜테크에서 제공하는 Sinexcel의 모든 제품은 ISO9001, ISO14001, ISO45001, IATF16949 등의 국제 품질 및 환경 경영 인증을 획득하여 최고 수준의 품질과 안정성을 보장하는 절연 내전압 시험 장비를 제공합니다.

 

 

해당 내용과 관련해서 팜테크에서 시스템 솔루션을 제공하고 있습니다.  관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

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