PID 절연시험기(TOS7210S)는 절연저항시험기(TOS7200)를 기반으로 태양전지 모듈의 PID(Potential Induced Degradation) 현상 평가를 정확하게 효율적으로 수행할 수 있도록 설계된 시험기입니다.

극성 전환 기능이 있어 2000V까지의 출력 능력과 nA 분해능을 가진 전류계를 탑재하고 있기 때문에 PID 평가뿐만 아니라 고감도 측정을 필요로 하는 절연물의 평가 시험에도 사용할 수 있습니다.

외부에서 호출 가능한 패널 메모리, RS232C 인터페이스를 표준 탑재하고 있기 때문에 자동화 시스템에도 유연하게 대응할 수 있습니다.

Main Features

^●  50Vdc~2000Vdc(분해능 1V) 범위에서 설정 가능

^●  인가 전압 극성을 패널면의 스위치로 순식간에 전환 가능

^●  출력은 접지 전위로부터 플로팅.측정 포인트간에 흐르는 전류만을 측정 가능

^●  전류 측정값 또는 저항 측정값으로 표시 전환 가능

PID현상이란

PID 현상이란 태양전지 셀과 프레임 사이에 장시간 고전압이 인가되면 셀의 발전량이 현저히 저하되는 현상입니다.

인가되는 전압이 높을수록, 또한 고온·다습 환경일수록 열화가 진행된다고 생각됩니다.

예를 들어, 결정 실리콘계 태양전지 모듈의 출력 전압이 수십 V라고 해도 직렬 접속하는 매수가 증가하면 스트링 내 전위차는 매우 높아집니다.

한편, PCS(파워 컨디셔너)는 교류 전원으로서 계통 시스템에 접속되지만 접지 형태는 PCS에 따라 다릅니다.

입력측이 플로팅(극측을 접지[접지]에 접속할 수 없음)으로 운용되는 트랜스리스 방식도 최근에는 증가하고 있습니다.

이러한 경우는 셀과 접지(어스) 사이에 높은 전위차가 발생합니다.

결정 실리콘계 태양전지 모듈에서는 프레임(접지[접지])에 대해 음극 전위가 높은 셀이 PID 현상을 일으키기 쉬운 것으로 나타났습니다(그림 1 참조).

현재 일본 국내에서는 최대 시스템 전압을 600V, 유럽에서는 1000V로 하여 태양전지 모듈을 운용하고 있습니다만, 

사업용 메가솔라에서는 스트링 수의 삭감, PCS의 총수 삭감, 발전 효율 향상의 관점에서 최대 시스템 전압을 올리는 경향이 있습니다.

그림 2는 결정계 실리콘 태양전지 모듈이 고전위차에 노출된 상황을 모의하고 있습니다.

프레임이 양극 전위, 모듈 회로가 음극 고전위에 노출된 상황이 됩니다.결정계 실리콘 태양전지 모듈의 PID 현상은 백판 강화유리 내 나트륨 이온이 셀 쪽으로 이동하여 열화를 일으키고 있는 것으로 사료됩니다.

(박막계 태양전지 모듈에서도 PID 현상이 확인되었지만 열화의 메커니즘은 결정계 실리콘 태양전지 모듈과는 다릅니다.) 현재 다양한 연구기관에 의해 PID 현상의 원인 규명 실험·연구가 진행되고 있습니다.

출력 전압을 임의 설정

피시험물에 인가하는 시험전압을 50Vdc~2000Vdc(분해능 1V)의 범위에서 설정할 수 있습니다.태양광 발전의 시스템 전압을 1000V 이상으로 상정했을 경우의 평가 등에 대응할 수 있습니다.

또, 전기·전자 부품, 전기·전자 기기의 절연 저항 시험에 있어서 JIS C 1302:1994로 규정되는 전압 이외의 시험도 가능합니다.50V~1000V 범위에서는 출력 특성은 JIS C 1302:1994에 준거하고 있습니다.

아날로그 출력 단자

저항 표시 모드에서는 저항 측정치에 따른 전압을 로그 압축하여 0V~4V로 출력했습니다.

전류 표시 모드에서는 전류 측정치 및 측정 레인지(4 레인지)에 따라 리니어 스케일로 출력하고 있습니다.

데이터로거 등의 외부기록장치를 이용하면 피시험물의 변화나 열화상황을 해석할 수 있습니다.

극성 전환 기능

본체 패널의 스위치로 간단히 출력 극성을 전환할 수 있습니다.PID 열화는 가역성 현상으로, 역 바이어스 전압을 인가하면 회복되는 경우가 있습니다.

극성 전환은 피시험물까지의 배선 변경이 필요 없어 편리한 기능입니다.또, RS232C 인터페이스에 의한, 외부 컨트롤로부터의 전환도 가능합니다.

출력은접지(접지)에서플로팅

출력 단자는 접지 전위(접지 전위)로부터 플로팅되어 있습니다*1.또한 출력 케이블(TL51-TOS)에 실드 케이블을 사용하고 있습니다.

따라서 피시험물과 대지간에 흐르는 전류는 측정하지 않고 시험 포인트간에 흐르는 전류만을 측정할 수 있으므로 고감도로 정확한 평가시험을 수행할 수 있습니다.

*1: 극성이 양극으로 설정되어 있는 단자의 대접지전압(±1000Vdc), 극성이 음극으로 설정되어 있는 단자의 대접지전압(+1000Vdc 및 －3000Vdc）