Metoda detekce vysokonapěťové izolace a řešení polovodičového relé

Význam zkoušení vysokonapěťové izolace

Nová energetická vozidla, nabíjecí hromady, fotovoltaické skladování energie atd. jsou typické aplikace stejnosměrného vysokého napětí. Za abnormálních podmínek, jako je stárnutí a poškozené kabely, vnikání vody do konektorů, poškození konstrukce atd., může vést ke snížení izolace a elektrifikovaných krytů. Když se sníží izolace mezi kladným pólem a záporným pólem vysokonapěťového systému, vysokonapěťový systém vytvoří vodivý obvod skrz plášť a zem, což způsobí akumulaci tepla v kontaktním bodě a dokonce způsobí požár. v těžkých případech. Monitorování izolačního výkonu vysokonapěťového systému v reálném čase má proto velký význam pro vysokonapěťové výrobky a osobní bezpečnost.

Co je to izolační odpor?

Za určitých podmínek odpor izolačního materiálu mezi dvěma vodiči. U elektrických vozidel má dobrá izolace mezi kabelovými svazky důležitý dopad na bezpečnost vozidla. Hlavním ukazatelem pro měření izolačního výkonu elektrických vozidel je izolační odpor.

Příslušné standardní požadavky na elektrická vozidla

Čínský standard:

GB/T 18384.1-2015

Bezpečnostní požadavky na elektrická vozidla, Část 1: Palubní dobíjecí systém ukládání energie (REESS)

GB/T 18384.2-2015

Bezpečnostní požadavky na elektrická vozidla Část 2: Provozní bezpečnost a zabezpečení proti poruchám

GB/T 18384.3-2015

Bezpečnostní požadavky na elektrická vozidla Část 3: Ochrana personálu před úrazem elektrickým proudem

GB/T 18384-2020

Bezpečnostní požadavky na elektrická vozidla (nahrazuje GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3)

QC/T 897-2011

Zahraniční standardy:

UN GTR č. 20 (Globální technický předpis č. 20)

Poranění člověka způsobené úrazem elektrickým proudem se dělí na úraz elektrickým proudem a úraz elektrickým proudem. Poraněním elektrickým proudem se rozumí přímé nebo nepřímé poranění povrchu lidského těla elektrickým proudem ve formě popálenin (popálení), poranění elektrickým proudem, pokovení kůže atd. Úraz elektrickým proudem označuje poranění vnitřních orgánů lidské tělo (např. srdce atd.), když proud prochází lidským tělem. Je to nejnebezpečnější úraz elektrickým proudem.

Lidské tělo je „dirigent“. Při kontaktu s vodičem pod napětím, pokud protéká proud 40-50mA a trvá 1s, způsobí poškození lidského těla elektrickým proudem. Model odporu lidského těla je složitý. Když moje země formuluje příslušné normy a předpisy pro návrh uzemnění, rozsah odporu lidského těla je 1000-1500 Ohm. Špičková hodnota střídavého proudu, kterou lidské tělo vydrží, nepřesahuje 42,4 V a stejnosměrné napětí nepřesahuje 60 V.

Elektrický šok se dělí na přímý elektrický šok a nepřímý elektrický šok. Přímý elektrický šok se týká elektrického šoku způsobeného přímým kontaktem s normálním živým vodičem elektrického zařízení. Základní izolační provedení DC nabíjecích bodů tomu brání. Nepřímým úrazem elektrickým proudem se rozumí úraz elektrickým proudem způsobený poruchou vnitřní izolace elektrického zařízení a nechráněné vodivé části, jako jsou kovové pláště, které se za normálních podmínek nenabíjejí, nesou nebezpečné napětí. Stejnosměrná nabíjecí hromada je zařízení třídy I, které může účinně zabránit nepřímému elektrickému kontaktu na AC straně.

Jak měřit izolační odpor

Včetně přímé metody, srovnávací metody, metody samovybíjení. Přímou metodou je přímé měření stejnosměrného napětí U aplikovaného na izolační odpor a proudu I protékajícího izolačním odporem a jeho výpočet podle R=U/I. Podle typu měřicího přístroje se dělí na ohmmetr, galvanometr a vysokoodporový měřič. Srovnávací metoda se týká srovnání se známým standardním odporem a běžně se používá můstková metoda a metoda současného porovnání. Metoda můstku je běžně používaná metoda u stejnosměrných nabíjecích pilot. Metodou samovybíjení je nechat svodový proud přes izolační odpor nabít standardní kondenzátor a měřit dobu nabíjení a napětí a nabíjení na obou koncích standardního kondenzátoru. Metoda samovybíjení je podobná metodě vstřikování signálu.

Metoda detekce vyváženého mostu

Jak je znázorněno na obrázku níže, kde Rp je kladná impedance mezi elektrodou a zemí, Rn je záporná impedance mezi elektrodou a zemí, R1 a R2 mají stejnou hodnotu odporu jako velký odpor omezující proud a R2 a R3 mají stejnou hodnotu odporu jako malý detekční odpor napětí.

Když je systém normální, Rp a Rn jsou nekonečné a detekční napětí V1 a V2 jsou stejné. Anodové napětí lze vypočítat dělením napětí mezi R1 a R2, a tak lze vypočítat celkové napětí sběrnice Vdc_link.

Když nastane kladná porucha izolace, hodnota odporu Rp se sníží a Rp a (R1 R2) vytvoří paralelní odpor. V tomto okamžiku se kladný dělič napětí snižuje, to znamená, že V1 je menší než V2. Podle současného Kirchhoffova zákona lze v tuto chvíli použít V1 a V2. Hodnota izolačního odporu Rp, vztah je následující.

Algoritmus je stejný, když záporný izolační odpor selže.

Z výše uvedeného je vidět, že metoda vyváženého mostu je vhodná pro poruchu jednoho pólu. Když dojde k poruše izolačního odporu kladného a záporného pólu současně, nelze v tuto chvíli nijak rozlišit hodnotu izolačního odporu a může se stát, že detekci izolace nebude možné zjistit včas. Fenomén.

metoda detekce nevyváženého mostu

Metoda nevyváženého můstku používá dva vnitřní uzemňovací odpory se stejnou hodnotou odporu a elektronické spínače S1 a S2 se otevírají a zapínají odlišně, aby se během detekce změnil odpovídající přístupový odpor, aby se vypočítala kladná a záporná impedance pólu k zemi. .

Když jsou spínače S1 a S2 sepnuty současně, lze napětí sběrnice Vdclink vypočítat jako u metody vyváženého můstku.

Když je spínač S1 sepnutý a S2 rozpojený, (R1 R2) je zapojen paralelně s Rp a poté zapojen do série s Rn, aby vytvořil smyčku, podle Kirchhoffova současného zákona.
Když je spínač S1 otevřen a S2 je sepnut, (R3 R4) je zapojen paralelně s Rn a poté tvoří sériový obvod s Rp podle Kirchhoffova současného zákona.

Hodnoty izolačního odporu uzemnění Rp a Rn lze tedy vypočítat pomocí vypínací a zapínací sekvence výše uvedených tří spínačů. Tato metoda vyžaduje, aby naměřená data byla přesná poté, co je napětí sběrnice stabilní. Zároveň se při sepnutí spínače změní napětí sběrnice na kostru, což vyžaduje určitý časový interval, takže rychlost detekce je o něco pomalejší. Metoda nevyváženého můstku se běžně používá při detekci vysokého napětí. metoda, zde je další metoda detekce izolace.

Detekce na principu unikajícího proudu

Tato metoda detekce sdílí bod vzorkování napětí a bod vzorkování je třeba nastavit samostatně pro napětí sběrnice Vdclink a lze použít stávající vzorkovací signál systému.

Přečtěte si parametry Vdclink prostřednictvím systému.

Sepněte spínače S1 a S3 a otevřete spínač S2. V tomto okamžiku je Rp zapojen paralelně s (R1 R3 R4) a poté zapojen do série s Rn, aby vytvořil smyčku, podle Kirchhoffova současného zákona.

Sepněte spínače S2 a S3 a otevřete spínač S1. V tomto okamžiku je RN zapojen paralelně s (R2 R3 R4) a poté zapojen do série s RP, aby vytvořil smyčku, podle Kirchhoffova současného zákona.

Hodnoty izolačního odporu uzemnění Rp a Rn lze tedy vypočítat úpravou sekvence vypínání a zapínání výše uvedených tří spínačů.

Polovodičové relé SSR pro detekci izolace

Jako polovodičové zařízení má polovodičové relé SSR výhody malé velikosti, žádné rušení magnetickým polem, nízký řídicí signál, žádné vibrace kontaktů, žádné mechanické stárnutí, vysoká spolehlivost atd. Je široce používán na bezpečnostním trhu, jako je např. pasivní infračervená detekce, dveřní zámek, alarm Panely, dveřní a okenní senzory atd. A monitorování inteligentních elektroměrů, včetně aktivního výkonu, jalového výkonu, přepínání úkolů, výstupu alarmu, prováděcí jednotky, limitu spotřeby energie atd. Je vhodný i pro vysoké -detekce izolace napětí, vzorkování a vyvážení napětí jako elektronický spínač.

Část produktové řady polovodičových relé, pracovní napětí je 400-800V, primární strana využívá budicí signál optočlenu 2-5mA a sekundární strana používá antisériový MOSFET. Lze použít AC i DC zátěže a izolační výdržné napětí je 3750-5000V, aby bylo dosaženo dobrého. Sekundární testovací izolace.