F435Ⅱ?qū)Π雽?dǎo)體工廠的電壓暫降監(jiān)測與分析應(yīng)用

當(dāng)代的電力供應(yīng)已經(jīng)變得很可靠，長時(shí)間的電力中斷非常少見，但隨著設(shè)備變得更加敏感，電壓暫降問題越來越受關(guān)注。現(xiàn)在工業(yè)界面臨的最大電能質(zhì)量問題是電壓暫降事件，據(jù)美國電科院統(tǒng)計(jì)，電壓暫降占據(jù)了超過92%的電能質(zhì)量事件，工廠無法事先得到即將到來的電壓暫降的警告。雷擊、短路故障和大電機(jī)啟動(dòng)都是引起電壓暫降的主要原因，其他如大風(fēng)、下雪、車禍、建筑施工、挖掘機(jī)挖斷電纜、動(dòng)物觸線、線路切換、配電裝置故障等也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生電壓暫降。因此無論電力公司花多少代價(jià)來改善電網(wǎng)，但是還是無法避免電壓暫降或暫升等電力品質(zhì)問題的發(fā)生，給電力用戶帶來不良影響。

現(xiàn)代化的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備對(duì)電力品質(zhì)問題非常敏感，相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)來說，半導(dǎo)體，LCD制造具有超微細(xì)加工及高潔凈度生產(chǎn)環(huán)境要求的特點(diǎn)，除需要有極其純凈而且穩(wěn)定的供水、供氣等等之外，對(duì)供電質(zhì)量的要求也非常之高，僅僅是瞬間的電壓暫降都可以使產(chǎn)線停機(jī)并導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

停機(jī)的概念在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中只是生產(chǎn)暫時(shí)的中斷，而對(duì)半導(dǎo)體，LCD生產(chǎn)來說就是一次災(zāi)難。因?yàn)榘雽?dǎo)體，LCD生產(chǎn)設(shè)備的停機(jī)會(huì)造成大量直接損失和間接損失。

這些損失包括：

· 直接損失：半導(dǎo)體產(chǎn)品硅片損壞和浪費(fèi)、設(shè)備壽命縮短甚至損壞、清理產(chǎn)線的人工成本等。

· 間接的損失：重新啟動(dòng)生產(chǎn)線需要的時(shí)間、降低產(chǎn)品品質(zhì)、延誤交貨時(shí)間等。

每一次停機(jī)所造成的經(jīng)濟(jì)損失在半導(dǎo)體行業(yè)不是以千元萬元計(jì)算而是以幾十萬、幾百萬甚至上千萬計(jì)算。所以電壓暫降已上升為影響半導(dǎo)體制造廠最為重要的電能質(zhì)量問題，加強(qiáng)對(duì)電壓暫降等電壓事件的監(jiān)測與分析就具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)際上在半導(dǎo)體行業(yè),有專門針對(duì)工藝設(shè)備電壓暫降容限的標(biāo)準(zhǔn)SEMI F47。SEMI F47標(biāo)準(zhǔn)是由半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)制定的，它對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備能承受的電壓暫降等級(jí)的通用免疫能力作出了定義。該標(biāo)準(zhǔn)要求此類設(shè)備在遭遇電壓暫降時(shí)在紅色曲線上方能夠正常工作。半導(dǎo)體設(shè)備要求按照此標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

由于電壓暫降的定義是指在工頻下，電壓的有效值短時(shí)間內(nèi)下降，然后再很短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。典型的電壓暫降值為額定電壓的90%~1%，持續(xù)時(shí)間為0.5個(gè)周期到幾秒。電壓暫降的兩個(gè)基本指標(biāo)是壓降幅值和持續(xù)時(shí)間，電壓暫降事件的測算方法（半周期刷新RMS）和偶然性使得普通儀器無法準(zhǔn)確測量記錄，因此一款高精度、高采樣率、能夠長期監(jiān)測的記錄分析儀器顯得尤為重要。

福祿克公司最新推出的F435Ⅱ高級(jí)電能質(zhì)量分析儀提供了最新的測量技術(shù)來幫助監(jiān)測電壓暫降事件以查明故障原因，它具有以下特點(diǎn)：

· 電壓暫降的測算符合IEC 61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)的要求

· 電壓測量準(zhǔn)確度達(dá)到0.1%（IEC 61000-4-30 A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）

· 采樣率高達(dá)25kHz（500個(gè)采樣點(diǎn)/周期）

· 電壓暫降記錄內(nèi)容包括：事件發(fā)生的時(shí)間、持續(xù)的時(shí)間、電壓幅值

· 記錄形式：事件有效值趨勢圖和波形圖

· 內(nèi)存高達(dá)8G，支持長期記錄

· 電池運(yùn)行時(shí)間超過8h

· 具有行業(yè)內(nèi)最高的安全等級(jí)600V CAT IV/1000V CAT III

以下就是使用F435Ⅱ在上海某半導(dǎo)體工廠針對(duì)產(chǎn)線發(fā)生的電壓暫降事件的測試記錄：

客戶使用F435Ⅱ對(duì)于單相生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行了長達(dá)1周的電壓暫降事件捕捉（使用“暫降與暫升”功能），期間有發(fā)生設(shè)備無故停機(jī)，隨即趕到測試點(diǎn)查看F435Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了記錄了1次事件（EVENTS）。

右下角“EVENTS”一欄中出現(xiàn)了數(shù)字1，說明發(fā)生了1次事件。

按下對(duì)應(yīng)的F4按鈕，出現(xiàn)了右圖所顯示的事件列表，從中可以看出在09:29:56:214發(fā)生了一次DIP事件（電壓暫降事件），并列明了最低電壓幅值（164.6V）和持續(xù)時(shí)間（270ms）

首先查看波形，按下對(duì)應(yīng)的F1按鈕（WAVE EVENTS），可以看到事件發(fā)生時(shí)的電壓波形。

按下上下鍵可以縮放波形，按下左右鍵可以移動(dòng)黑色光標(biāo)線，一邊可以觀察波形數(shù)據(jù)，一邊可以移動(dòng)記錄的波形，進(jìn)而查看電壓暫降事件結(jié)束時(shí)的波形。

通過按向右鍵，可以查看到電壓暫降事件結(jié)束時(shí)的波形。

然后返回事件列表，按下F2按鈕（RMS EVENTS）查看電壓暫降事件有效值趨勢圖。

另外可以通過Powerlog3.X的分析軟件把事件數(shù)據(jù)下載到電腦，并使用Powerlog3.X軟件來具體觀察事件波形和RMS趨勢圖，對(duì)于分析事件原因和制做報(bào)告非常有幫助。

通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，此次電壓暫降事件持續(xù)時(shí)間為270ms，電壓幅值降到額定電壓的71.6%，導(dǎo)致了生產(chǎn)設(shè)備的停機(jī)，對(duì)照SEMI F47曲線（持續(xù)時(shí)間和電壓百分比），證明此設(shè)備不符合SEMI F47標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，F(xiàn)435Ⅱ高級(jí)電能質(zhì)量分析儀非常適合監(jiān)測半導(dǎo)體工廠的電壓暫降/暫升事件。