Metoda detekcije visokonaponske izolacije i rješenje poluprovodničkog releja

Značaj ispitivanja izolacije visokog napona

Nova energetska vozila, gomile za punjenje, fotonaponska pohrana energije itd. tipične su primjene istosmjernog visokog napona. U nenormalnim uvjetima, kao što su starenje i oštećeni kabeli, ulazak vode u konektore i strukturna oštećenja itd., mogu dovesti do smanjene izolacije i elektrificiranja kućišta. Kada se izolacija između pozitivnog pola i negativnog pola visokonaponskog sustava smanji, visokonaponski sustav će formirati vodljivi krug kroz ljusku i zemlju, uzrokujući nakupljanje topline na kontaktnoj točki, pa čak i požar u teškim slučajevima. Stoga je praćenje performansi izolacije visokonaponskog sustava u stvarnom vremenu od velike važnosti za visokonaponske proizvode i osobnu sigurnost.

Što je izolacijski otpor?

Pod određenim uvjetima, otpor izolacijskog materijala između dva vodiča. U električnim vozilima dobra izolacija između kabelskih snopova ima važan utjecaj na sigurnost vozila. Glavni pokazatelj za mjerenje izolacijskih svojstava električnih vozila je izolacijski otpor.

Relevantni standardni zahtjevi za električna vozila

Kineski standard:

GB/T 18384.1-2015

Sigurnosni zahtjevi za električna vozila, 1. dio: Ugrađeni sustav za pohranu energije s mogućnošću punjenja (REESS)

GB/T 18384.2-2015

Sigurnosni zahtjevi za električna vozila 2. dio: Radna sigurnost i sigurnost od kvara

GB/T 18384.3-2015

Zahtjevi za sigurnost električnih vozila, dio 3: Zaštita osoblja od strujnog udara

GB/T 18384-2020

Sigurnosni zahtjevi za električna vozila (zamjenjuje GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3)

QC/T 897-2011

Strani standardi:

UN GTR NO.20 (Globalni tehnički propis br. 20)

Ozljede ljudi uzrokovane strujnim udarom dijele se na strujne ozljede i strujne udare. Električna ozljeda se odnosi na izravnu ili neizravnu ozljedu površine ljudskog tijela električnom strujom, u obliku opekotine (opekotine), strujnog žigosanja, metalizacije kože itd. Strujni udar označava ozljedu unutarnjih organa ljudsko tijelo (kao što je srce itd.) kada struja prolazi kroz ljudsko tijelo. To je najopasnija ozljeda strujnim udarom.

Ljudsko tijelo je "dirigent". Kada dođe u dodir s vodičem pod naponom, ako struja od 40-50mA teče i traje 1s, to će izazvati strujni udar u ljudskom tijelu. Model otpora ljudskog tijela je složen. Kada moja zemlja formulira relevantne standarde i propise za dizajn uzemljenja, raspon otpora ljudskog tijela je 1000-1500 Ohma. Izmjenična vršna vrijednost koju ljudsko tijelo može podnijeti ne prelazi 42,4 V, a istosmjerni napon ne prelazi 60 V.

Električni udar se dijeli na izravni električni udar i neizravni električni udar. Izravni električni udar odnosi se na električni udar uzrokovan izravnim kontaktom s normalnim vodičem pod naponom električne opreme. Osnovna konstrukcija izolacije DC točaka za punjenje to sprječava. Neizravni strujni udar odnosi se na strujni udar uzrokovan unutarnjom greškom izolacije električne opreme, a izloženi vodljivi dijelovi poput metalnih ljuski koje nisu napunjene u normalnim uvjetima nose opasan napon. DC gomila za punjenje je uređaj klase I, koji može učinkovito spriječiti neizravni električni kontakt na AC strani.

Kako izmjeriti izolacijski otpor

Uključujući izravnu metodu, komparativnu metodu, metodu samopražnjenja. Izravna metoda je izravno mjerenje istosmjernog napona U primijenjenog preko izolacijskog otpora i struje I koja teče kroz izolacijski otpor i izračunavanje prema R=U/I. Prema vrsti mjernog instrumenta dijeli se na ohmmetar, galvanometar i visokootporni metar. Metoda usporedbe odnosi se na usporedbu s poznatim standardnim otporom, a obično se koriste metoda mosta i metoda usporedbe struje. Metoda mosta je često korištena metoda u DC nabojima. Metoda samopražnjenja je pustiti struju curenja kroz izolacijski otpor da napuni standardni kondenzator, te izmjeriti vrijeme punjenja i napon i napuniti oba kraja standardnog kondenzatora. Metoda samopražnjenja slična je metodi ubrizgavanja signala.

Metoda uravnotežene detekcije mosta

Kao što je prikazano na donjoj slici, gdje je Rp pozitivna impedancija elektroda-uzemljenje, Rn negativna impedancija elektroda-uzemljenje, R1 i R2 imaju istu vrijednost otpora kao veliki otpornik koji ograničava struju, a R2 i R3 imaju istu vrijednost otpora kao mali otpornik za otkrivanje napona.

Kada je sustav normalan, Rp i Rn su beskonačni, a napon detekcije V1 i V2 jednak. Anodni napon se može izračunati dijeljenjem napona između R1 i R2, i tako se može izračunati ukupni napon sabirnice Vdc_link.

Kada se pojavi pozitivna greška izolacije, vrijednost otpora Rp se smanjuje, a Rp i (R1 R2) tvore paralelni otpor. U ovom trenutku se pozitivni razdjelnik napona smanjuje, odnosno V1 je manji od V2. Prema Kirchhoffovom trenutnom zakonu, V1 i V2 mogu se koristiti u ovom trenutku. Vrijednost izolacijskog otpora Rp, odnos je sljedeći.

Algoritam je isti kada negativni otpor izolacije zakaže.

Iz navedenog se može vidjeti da je metoda uravnoteženog mosta prikladna za kvar jednog stupa. Kada se kvar izolacijskog otpora pozitivnog i negativnog pola dogodi u isto vrijeme, u ovom trenutku ne postoji način da se razlikuje vrijednost izolacijskog otpora i može se dogoditi da se detekcija izolacije ne može pronaći na vrijeme. Fenomen.

metoda otkrivanja neuravnoteženog mosta

Metoda neuravnoteženog mosta koristi dva unutarnja otpornika za uzemljenje s istom vrijednošću otpora, a elektronički prekidači S1 i S2 različito se otvaraju i zatvaraju kako bi se promijenio odgovarajući pristupni otpor tijekom detekcije, kako bi se izračunala pozitivna i negativna impedancija pol-zemlja .

Kada su sklopke S1 i S2 zatvorene u isto vrijeme, napon sabirnice Vdclink može se izračunati kao u metodi uravnoteženog mosta.

Kada je sklopka S1 zatvorena, a S2 otvorena, (R1 R2) je spojen paralelno s Rp, a zatim spojen u seriju s Rn da formira petlju, prema Kirchhoffovom trenutnom zakonu.
Kada je prekidač S1 otvoren, a S2 zatvoren, (R3 R4) je spojen paralelno s Rn, a zatim formira serijski krug s Rp, prema Kirchhoffovom trenutnom zakonu.

Stoga se vrijednosti izolacijskog otpora uzemljenja Rp i Rn mogu izračunati kroz niz otvaranja i zatvaranja gornja tri prekidača. Ova metoda zahtijeva da izmjereni podaci budu točni nakon što je napon sabirnice stabilan. U isto vrijeme, napon sabirnice će se promijeniti prema masi kada se sklopka prebaci, što zahtijeva određeni vremenski interval, tako da je brzina detekcije nešto sporija. Metoda neuravnoteženog mosta obično se koristi u detekciji visokog napona. metoda, ovdje je još jedna metoda otkrivanja izolacije.

Detekcija na temelju principa struje curenja

Ova metoda detekcije dijeli točku uzorkovanja napona, a točku uzorkovanja potrebno je postaviti zasebno za napon sabirnice Vdclink, a može se koristiti postojeći signal uzorkovanja sustava.

Očitajte Vdclink parametre kroz sustav.

Zatvorite sklopke S1 i S3 i otvorite sklopku S2. U ovom trenutku, Rp je spojen paralelno s (R1 R3 R4), a zatim spojen u seriju s Rn da formira petlju, prema Kirchhoffovom trenutnom zakonu.

Zatvorite sklopke S2 ​​i S3 i otvorite sklopku S1. U ovom trenutku, RN je spojen paralelno s (R2 R3 R4), a zatim spojen u seriju s RP da formira petlju, prema Kirchhoffovom trenutnom zakonu.

Stoga se vrijednosti otpora izolacije uzemljenja Rp i Rn mogu izračunati podešavanjem redoslijeda otvaranja i zatvaranja gornja tri prekidača.

SSR poluprovodnički relej za otkrivanje izolacije

Kao poluvodički uređaj, solid state relej SSR ima prednosti male veličine, bez smetnji magnetskog polja, slabog pogonskog signala, bez kontaktnih vibracija, bez mehaničkog starenja, visoke pouzdanosti, itd. Naširoko se koristi na sigurnosnom tržištu, kao što su pasivna infracrvena detekcija, zaključavanje vrata, alarmne ploče, senzori za vrata i prozore, itd. I nadzor pametnog brojila, uključujući aktivnu snagu, jalovu snagu, prebacivanje zadataka, izlaz alarma, izvršni pogon, ograničenje potrošnje energije, itd. Također je prikladan za visoke - detekcija izolacije napona, uzorkovanje i ravnoteža napona kao elektronička sklopka.

Dio serije proizvoda poluprovodničkog releja, radni napon je 400-800 V, primarna strana koristi pogonski signal optokaplera od 2-5 mA, a sekundarna strana koristi anti-serijski MOSFET. Mogu se koristiti i izmjenična i istosmjerna opterećenja, a otporni napon izolacije je 3750-5000 V za postizanje dobrog. Sekundarna testna izolacija.