Метод обнаружения изоляции высокого напряжения и решение для твердотельного реле

Значение испытаний изоляции высокого напряжения

Транспортные средства на новой энергии, зарядные станции, накопители фотоэлектрической энергии и т. д. являются типичными применениями высокого напряжения постоянного тока. Аномальные условия, такие как старение и повреждение кабелей, попадание воды в разъемы, структурные повреждения и т. д., могут привести к снижению изоляции и электрификации корпуса. Когда изоляция между положительным и отрицательным полюсами высоковольтной системы снижается, высоковольтная система образует проводящую цепь через корпус и землю, вызывая накопление тепла в точке контакта и даже вызывая пожар. в тяжелых случаях. Поэтому мониторинг в режиме реального времени характеристик изоляции высоковольтной системы имеет большое значение для высоковольтной продукции и личной безопасности.

Что такое сопротивление изоляции?

При определенных условиях сопротивление изоляционного материала между двумя проводниками. В электромобилях хорошая изоляция между жгутами проводов оказывает важное влияние на безопасность автомобиля. Основным показателем для измерения изоляционных характеристик электромобилей является сопротивление изоляции.

Соответствующие стандартные требования к электромобилям

Китайский стандарт:

ГБ/Т 18384.1-2015

Требования безопасности электромобилей. Часть 1. Бортовая система хранения перезаряжаемой энергии (ПЭАС).

ГБ/Т 18384.2-2015

Требования безопасности к электромобилям Часть 2. Эксплуатационная безопасность и отказоустойчивость.

ГБ/Т 18384.3-2015

Требования безопасности электромобилей. Часть 3. Защита персонала от поражения электрическим током

ГБ/Т 18384-2020

Требования безопасности для электромобилей (заменяет GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3)

КК/Т 897-2011

Иностранные стандарты:

ГТП ООН № 20 (Глобальный технический регламент № 20)

Травмы человека, вызванные поражением электрическим током, подразделяются на электротравму и поражение электрическим током. Под электротравмой понимается прямое или косвенное повреждение поверхности тела человека электрическим током в виде ожога (ожога), электротравмы, металлизации кожи и т.п. Под электротравмой понимается поражение внутренних органов человека. тело человека (например, сердце и т. д.), когда ток проходит через тело человека. Это самая опасная травма от поражения электрическим током.

Человеческое тело является «проводником». При контакте с проводом под напряжением, если протекает ток силой 40-50 мА и длится 1 с, это может привести к повреждению тела человека электрическим током. Модель сопротивления человеческого тела сложна. Когда в моей стране разрабатываются соответствующие стандарты и правила проектирования заземления, диапазон сопротивления тела человека составляет 1000-1500 Ом. Пиковое значение переменного тока, которое может выдержать организм человека, не превышает 42,4 В, а напряжение постоянного тока не превышает 60 В.

Поражение электрическим током подразделяется на прямое поражение электрическим током и непрямое поражение электрическим током. Под прямым поражением электрическим током понимается поражение электрическим током, вызванное прямым контактом с нормальным проводом электрооборудования, находящимся под напряжением. Базовая конструкция изоляции точек зарядки постоянного тока предотвращает это. Косвенным поражением электрическим током называется поражение электрическим током, вызванное повреждением внутренней изоляции электрооборудования, а открытые проводящие части, такие как металлические корпуса, которые не заряжаются в нормальных условиях, несут опасное напряжение. Блок зарядки постоянного тока представляет собой устройство класса I, которое может эффективно предотвращать непрямой электрический контакт со стороны переменного тока.

Как измерить сопротивление изоляции

В том числе прямой метод, сравнительный метод, метод саморазряда. Прямой метод заключается в непосредственном измерении напряжения постоянного тока U, приложенного к сопротивлению изоляции, и тока I, протекающего через сопротивление изоляции, и расчета его по формуле R=U/I. По типу измерительного прибора его разделяют на омметр, гальванометр и измеритель высокого сопротивления. Метод сравнения относится к сравнению с известным эталонным сопротивлением, обычно используются мостовой метод и метод сравнения тока. Мостовой метод является широко используемым методом в батареях зарядки постоянным током. Метод саморазряда заключается в том, чтобы позволить току утечки через сопротивление изоляции заряжать стандартный конденсатор, измерять время зарядки, напряжение и заряжать оба конца стандартного конденсатора. Метод саморазряда аналогичен методу инжекции сигнала.

Метод обнаружения балансного моста

Как показано на рисунке ниже, где Rp — сопротивление положительного электрода к земле, Rn — сопротивление отрицательного электрода к земле, R1 и R2 имеют то же значение сопротивления, что и большой токоограничивающий резистор, а R2 и R3 имеют то же значение сопротивления, что и небольшой резистор обнаружения напряжения.

Когда система нормальна, Rp и Rn бесконечны, а напряжения обнаружения V1 и V2 равны. Анодное напряжение можно рассчитать путем деления напряжения между R1 и R2, и, таким образом, можно рассчитать общее напряжение шины Vdc_link.

При возникновении положительного повреждения изоляции значение сопротивления Rp уменьшается, и Rp и (R1 R2) образуют параллельное сопротивление. В это время делитель положительного напряжения уменьшается, то есть V1 меньше V2. Согласно действующему закону Кирхгофа, в это время можно использовать V1 и V2. Величина сопротивления изоляции Rп, зависимость следующая.

Алгоритм тот же, что и при выходе из строя отрицательного сопротивления изоляции.

Из вышеизложенного видно, что метод сбалансированного моста подходит для выхода из строя одного полюса. Когда отказ сопротивления изоляции положительного и отрицательного полюсов происходит одновременно, в это время невозможно различить значение сопротивления изоляции, и может случиться так, что обнаружение изоляции не может быть обнаружено вовремя. Феномен.

метод обнаружения несбалансированного моста

В методе несбалансированного моста используются два внутренних заземляющих резистора с одинаковым значением сопротивления, а электронные переключатели S1 и S2 открываются и закрываются по-разному, чтобы изменить соответствующее сопротивление доступа во время обнаружения, чтобы рассчитать положительное и отрицательное сопротивление между полюсом и землей. .

Когда переключатели S1 и S2 замкнуты одновременно, напряжение шины Vdclink можно рассчитать, как в методе балансного моста.

Когда переключатель S1 замкнут, а S2 разомкнут, (R1 R2) подключается параллельно Rp, а затем последовательно с Rn, образуя петлю в соответствии с действующим законом Кирхгофа.
Когда переключатель S1 разомкнут, а S2 замкнут, (R3 R4) подключается параллельно Rn, а затем образует последовательную цепь с Rp, согласно закону тока Кирхгофа.

Следовательно, значения сопротивления изоляции заземления Rp и Rn можно рассчитать через последовательность размыкания и замыкания трех вышеуказанных выключателей. Этот метод требует, чтобы измеренные данные были точными после стабилизации напряжения на шине. В то же время напряжение шины изменится на землю при переключении переключателя, что требует определенного интервала времени, поэтому скорость обнаружения немного медленнее. Метод несбалансированного моста обычно используется при обнаружении высокого напряжения. метод, вот еще один метод обнаружения изоляции.

Обнаружение на основе принципа тока утечки

Этот метод обнаружения использует общую точку выборки напряжения, и точку выборки необходимо установить отдельно для напряжения шины Vdclink, и можно использовать существующий сигнал выборки системы.

Считайте параметры Vdclink через систему.

Замкните переключатели S1 и S3 и разомкните переключатель S2. В это время Rp подключается параллельно с (R1 R3 R4), а затем последовательно с Rn, образуя петлю, согласно действующему закону Кирхгофа.

Замкните переключатели S2 и S3 и разомкните переключатель S1. В это время RN подключается параллельно с (R2 R3 R4), а затем последовательно с RP, образуя петлю, согласно действующему закону Кирхгофа.

Следовательно, значения сопротивления изоляции заземления Rp и Rn можно рассчитать, регулируя последовательность размыкания и замыкания трех вышеуказанных выключателей.

Твердотельное реле обнаружения изоляции SSR

Как полупроводниковое устройство, твердотельное реле SSR обладает преимуществами небольшого размера, отсутствия помех от магнитного поля, низкого управляющего сигнала, отсутствия вибрации контактов, отсутствия механического старения, высокой надежности и т. д. Оно широко используется на рынке безопасности, например пассивное инфракрасное обнаружение, дверной замок, панели сигнализации, датчики дверей и окон и т. д. И интеллектуальный мониторинг счетчиков, включая активную мощность, реактивную мощность, переключение задач, выход тревоги, исполнительный привод, ограничение энергопотребления и т. д. Он также подходит для высоких - Обнаружение изоляции напряжения, выборка и баланс напряжения в качестве электронного переключателя.

Входит в серию твердотельных реле, рабочее напряжение составляет 400–800 В, на первичной стороне используется сигнал управления оптопарой 2–5 мА, а на вторичной стороне используется встречно-последовательный МОП-транзистор. Можно использовать нагрузки как переменного, так и постоянного тока, а выдерживаемое напряжение изоляции составляет 3750–5000 В для достижения хорошего значения. Вторичная тестовая изоляция.