Høyspenningsisolasjonsdeteksjonsmetode og Solid State-reléløsning

Betydningen av høyspenningsisolasjonstesting

Nye energikjøretøyer, ladehauger, fotovoltaisk energilagring osv. er typiske bruksområder for DC høyspenning. Under unormale forhold, som for eksempel aldrende og skadede kabler, vanninntrengning i koblinger og strukturelle skader, etc., kan det føre til redusert isolasjon og elektrifiserte hus. Når isolasjonen mellom den positive polen og den negative polen til høyspenningssystemet reduseres, vil høyspentsystemet danne en ledende krets gjennom skallet og bakken, forårsake varmeakkumulering ved kontaktpunktet, og til og med forårsake brann i alvorlige tilfeller. Derfor er sanntidsovervåking av isolasjonsytelsen til høyspenningssystemet av stor betydning for høyspentprodukter og personlig sikkerhet.

Hva er isolasjonsmotstand?

Under visse forhold, motstanden til et isolerende materiale mellom to ledere. I elektriske kjøretøy har god isolasjon mellom ledningsnettene en viktig innvirkning på kjøretøysikkerheten. Hovedindeksen for å måle isolasjonsytelsen til elektriske kjøretøy er isolasjonsmotstanden.

Relevante standardkrav for elbiler

Kinesisk standard:

GB/T 18384.1-2015

Sikkerhetskrav for elektriske kjøretøy Del 1: Oppladbart energilagringssystem om bord (REESS)

GB/T 18384.2-2015

Sikkerhetskrav for elektriske kjøretøy Del 2: Driftssikkerhet og feilsikker

GB/T 18384.3-2015

Sikkerhetskrav for elektriske kjøretøy Del 3: Personell beskyttelse mot elektrisk støt

GB/T 18384-2020

Sikkerhetskrav for elektriske kjøretøy (erstatter GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3)

QC/T 897-2011

Utenlandske standarder:

UN GTR NO.20 (Global Technical Regulation No. 20)

Den menneskelige skaden forårsaket av elektrisk støt er delt inn i elektrisk skade og elektrisk støt. Elektrisk skade refererer til direkte eller indirekte skade på overflaten av menneskekroppen av elektrisk strøm, i form av brannskader, elektrisk merkevare, hudmetallisering osv. Elektrisk støt refererer til skade på indre organer i menneskekroppen (som hjertet osv.) når strømmen går gjennom menneskekroppen. Det er den farligste elektriske støtskaden.

Menneskekroppen er en "dirigent". Når den kommer i kontakt med en strømførende leder, hvis en strøm på 40-50mA flyter og varer i 1s, vil det forårsake elektrisk støtskader på menneskekroppen. Menneskekroppens motstandsmodell er kompleks. Når landet mitt formulerer de relevante standardene og forskriftene for jordingsdesign, er området for menneskekroppens motstand 1000-1500 Ohm. AC-toppverdien som menneskekroppen tåler, overstiger ikke 42,4V, og likespenningen overstiger ikke 60V.

Elektrisk støt er delt inn i direkte elektrisk støt og indirekte elektrisk støt. Direkte elektrisk støt refererer til elektrisk støt forårsaket av direkte kontakt med den normale strømførende lederen til elektrisk utstyr. Den grunnleggende isolasjonsdesignen til DC-ladepunkter forhindrer dette. Indirekte elektrisk støt refererer til elektrisk støt forårsaket av den interne isolasjonsfeilen til elektrisk utstyr, og de utsatte ledende delene som metallskall som ikke lades under normale forhold har farlig spenning. DC-ladebunken er en klasse I-enhet, som effektivt kan forhindre indirekte elektrisk kontakt på AC-siden.

Hvordan måle isolasjonsmotstand

Inkludert direkte metode, komparativ metode, selvutladningsmetode. Den direkte metoden er å måle likespenningen U direkte over isolasjonsmotstanden og strømmen I som går gjennom isolasjonsmotstanden, og beregne den i henhold til R=U/I. I henhold til typen måleinstrument er det delt inn i ohmmeter, galvanometer og høymotstandsmåler. Sammenligningsmetoden refererer til sammenligningen med den kjente standardmotstanden, og brometoden og den nåværende sammenligningsmetoden er ofte brukt. Brometoden er en vanlig metode i DC-ladepeler. Selvutladingsmetoden er å la lekkasjestrømmen gjennom isolasjonsmotstanden lade standardkondensatoren, og måle ladetiden og spenningen og ladningen i begge ender av standardkondensatoren. Selvutladingsmetoden ligner på signalinjeksjonsmetoden.

Balansert brodeteksjonsmetode

Som vist i figuren nedenfor, hvor Rp er den positive elektrode-til-jord-impedansen, Rn er den negative elektrode-til-jord-impedansen, R1 og R2 har samme motstandsverdi som en stor strømbegrensende motstand, og R2 og R3 har samme motstandsverdi som en liten spenningsdeteksjonsmotstand.

Når systemet er normalt, er Rp og Rn uendelige, og deteksjonsspenningen V1 og V2 er like. Anodespenningen kan beregnes ved å dele spenningen mellom R1 og R2, og dermed kan den totale bussspenningen Vdc_link beregnes.

Når den positive isolasjonsfeilen oppstår, synker motstandsverdien til Rp, og Rp og (R1 R2) danner en parallell motstand. På dette tidspunktet avtar den positive spenningsdeleren, det vil si at V1 er mindre enn V2. I henhold til Kirchhoffs gjeldende lov kan V1 og V2 brukes på dette tidspunktet. Verdien av isolasjonsmotstanden Rp, forholdet er som følger.

Algoritmen er den samme når den negative isolasjonsmotstanden svikter.

Det kan sees fra ovenstående at den balanserte brometoden er egnet for svikt i en enkelt stang. Når isolasjonsmotstandssvikten til de positive og negative polene oppstår samtidig, er det ingen måte å skille isolasjonsmotstandsverdien på på dette tidspunktet, og det kan forekomme at isolasjonsdeteksjonen ikke kan bli funnet i tide. Fenomenet.

ubalansert brodeteksjonsmetode

Den ubalanserte brometoden bruker to interne jordingsmotstander med samme motstandsverdi, og de elektroniske bryterne S1 og S2 åpnes og lukkes forskjellig for å endre den tilsvarende tilgangsmotstanden under deteksjon, for å beregne den positive og negative pol-til-jord-impedansen .

Når bryterne S1 og S2 lukkes samtidig, kan bussspenningen Vdclink beregnes som i balansert brometode.

Når bryteren S1 er lukket og S2 er åpen, kobles (R1 R2) parallelt med Rp, og kobles deretter i serie med Rn for å danne en sløyfe, i henhold til Kirchhoffs gjeldende lov.
Når bryteren S1 åpnes og S2 lukkes, kobles (R3 R4) parallelt med Rn, og danner da en seriekrets med Rp, i henhold til Kirchhoffs gjeldende lov.

Derfor kan verdiene til jordingsisolasjonsmotstanden Rp og Rn beregnes gjennom åpnings- og lukkesekvensen til de tre ovennevnte bryterne. Denne metoden krever at de målte dataene er nøyaktige etter at bussspenningen er stabil. Samtidig vil bussspenningen endres til bakken når bryteren byttes, noe som krever et visst tidsintervall, så deteksjonshastigheten er litt lavere. Den ubalanserte brometoden brukes ofte i høyspenningsdeteksjon. metode, her er en annen isolasjonsdeteksjonsmetode.

Deteksjon basert på lekkasjestrømprinsipp

Denne deteksjonsmetoden deler et spenningssamplingspunkt, og samplingspunktet må settes separat for bussspenningen Vdclink, og det eksisterende samplingssignalet til systemet kan brukes.

Les Vdclink-parametere gjennom systemet.

Lukk bryterne S1 og S3, og åpne bryteren S2. På dette tidspunktet er Rp koblet parallelt med (R1 R3 R4), og deretter koblet i serie med Rn for å danne en sløyfe, i henhold til Kirchhoffs gjeldende lov.

Lukk bryterne S2 og S3, og åpne bryteren S1. På dette tidspunktet er RN koblet parallelt med (R2 R3 R4), og deretter koblet i serie med RP for å danne en sløyfe, i henhold til Kirchhoffs gjeldende lov.

Derfor kan verdiene for jordingsisolasjonsmotstand Rp og Rn beregnes ved å justere åpnings- og lukkesekvensen til de tre ovennevnte bryterne.

Isolasjonsdeteksjon solid state relé SSR

Som en halvlederenhet har solid state relé SSR fordelene med liten størrelse, ingen forstyrrelser fra magnetfelt, lavt kjøresignal, ingen kontaktvibrasjon, ingen mekanisk aldring, høy pålitelighet, etc. Det er mye brukt i sikkerhetsmarkedet, som f.eks. passiv infrarød deteksjon, dørlås, alarmpaneler, dør- og vindussensorer osv. Og smart målerovervåking, inkludert aktiv effekt, reaktiv effekt, oppgavebytte, alarmutgang, utførelsesstasjon, strømforbruksgrense osv. Den egner seg også for høy -deteksjon av spenningsisolasjon, prøvetaking og spenningsbalanse som elektronisk bryter.

En del av solid state-reléproduktserien, arbeidsspenningen er 400-800V, primærsiden bruker et optokobler-drivsignal på 2-5mA, og sekundærsiden bruker en anti-serie MOSFET. Både AC- og DC-belastninger kan brukes, og isolasjonsmotstandsspenningen er 3750-5000V for å oppnå en god en. Sekundær testisolasjon.