F435Ⅱ對半導體工廠的電壓暫降監測與分析應用

當代的電力供應已經變得很可靠，長時間的電力中斷非常少見，但隨著設備變得更加敏感，電壓暫降問題越來越受關注。現在工業界面臨的最大電能質量問題是電壓暫降事件，據美國電科院統計，電壓暫降占據了超過92%的電能質量事件，工廠無法事先得到即將到來的電壓暫降的警告。雷擊、短路故障和大電機啟動都是引起電壓暫降的主要原因，其他如大風、下雪、車禍、建筑施工、挖掘機挖斷電纜、動物觸線、線路切換、配電裝置故障等也會導致產生電壓暫降。因此無論電力公司花多少代價來改善電網，但是還是無法避免電壓暫降或暫升等電力品質問題的發生，給電力用戶帶來不良影響。

現代化的半導體生產設備對電力品質問題非常敏感，相對于傳統工業來說，半導體，LCD制造具有超微細加工及高潔凈度生產環境要求的特點，除需要有極其純凈而且穩定的供水、供氣等等之外，對供電質量的要求也非常之高，僅僅是瞬間的電壓暫降都可以使產線停機并導致巨大的經濟損失。

停機的概念在傳統產業中只是生產暫時的中斷，而對半導體，LCD生產來說就是一次災難。因為半導體，LCD生產設備的停機會造成大量直接損失和間接損失。

這些損失包括：

· 直接損失：半導體產品硅片損壞和浪費、設備壽命縮短甚至損壞、清理產線的人工成本等。

· 間接的損失：重新啟動生產線需要的時間、降低產品品質、延誤交貨時間等。

每一次停機所造成的經濟損失在半導體行業不是以千元萬元計算而是以幾十萬、幾百萬甚至上千萬計算。所以電壓暫降已上升為影響半導體制造廠最為重要的電能質量問題，加強對電壓暫降等電壓事件的監測與分析就具有十分重要的現實意義。

實際上在半導體行業,有專門針對工藝設備電壓暫降容限的標準SEMI F47。SEMI F47標準是由半導體工業協會(SEMI)制定的，它對半導體設備能承受的電壓暫降等級的通用免疫能力作出了定義。該標準要求此類設備在遭遇電壓暫降時在紅色曲線上方能夠正常工作。半導體設備要求按照此標準來進行設計。

由于電壓暫降的定義是指在工頻下，電壓的有效值短時間內下降，然后再很短的時間內恢復正常。典型的電壓暫降值為額定電壓的90%~1%，持續時間為0.5個周期到幾秒。電壓暫降的兩個基本指標是壓降幅值和持續時間，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確測量記錄，因此一款高精度、高采樣率、能夠長期監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高級電能質量分析儀提供了最新的測量技術來幫助監測電壓暫降事件以查明故障原因，它具有以下特點：

· 電壓暫降的測算符合IEC 61000-4-30標準的要求

· 電壓測量準確度達到0.1%（IEC 61000-4-30 A級標準）

· 采樣率高達25kHz（500個采樣點/周期）

· 電壓暫降記錄內容包括：事件發生的時間、持續的時間、電壓幅值

· 記錄形式：事件有效值趨勢圖和波形圖

· 內存高達8G，支持長期記錄

· 電池運行時間超過8h

· 具有行業內最高的安全等級600V CAT IV/1000V CAT III

以下就是使用F435Ⅱ在上海某半導體工廠針對產線發生的電壓暫降事件的測試記錄：

客戶使用F435Ⅱ對于單相生產設備進行了長達1周的電壓暫降事件捕捉（使用“暫降與暫升”功能），期間有發生設備無故停機，隨即趕到測試點查看F435Ⅱ記錄的數據，發現了記錄了1次事件（EVENTS）。

右下角“EVENTS”一欄中出現了數字1，說明發生了1次事件。

按下對應的F4按鈕，出現了右圖所顯示的事件列表，從中可以看出在09:29:56:214發生了一次DIP事件（電壓暫降事件），并列明了最低電壓幅值（164.6V）和持續時間（270ms）

首先查看波形，按下對應的F1按鈕（WAVE EVENTS），可以看到事件發生時的電壓波形。

按下上下鍵可以縮放波形，按下左右鍵可以移動黑色光標線，一邊可以觀察波形數據，一邊可以移動記錄的波形，進而查看電壓暫降事件結束時的波形。

通過按向右鍵，可以查看到電壓暫降事件結束時的波形。

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據下載到電腦，并使用Powerlog3.X軟件來具體觀察事件波形和RMS趨勢圖，對于分析事件原因和制做報告非常有幫助。

通過數據分析發現，此次電壓暫降事件持續時間為270ms，電壓幅值降到額定電壓的71.6%，導致了生產設備的停機，對照SEMI F47曲線（持續時間和電壓百分比），證明此設備不符合SEMI F47標準。

綜上所述，F435Ⅱ高級電能質量分析儀非常適合監測半導體工廠的電壓暫降/暫升事件。