Yüksek Gerilim Yalıtım Algılama Yöntemi ve Katı Hal Röle Çözümü

Yüksek gerilim izolasyon testinin önemi

Yeni enerji araçları, şarj yığınları, fotovoltaik enerji depolama vb. DC yüksek voltajın tipik uygulamalarıdır. Eskimiş ve hasarlı kablolar, konektörlere su girişi ve yapısal hasar vb. gibi anormal koşullar altında yalıtımın azalmasına ve elektrikli muhafazaların oluşmasına neden olabilir. Yüksek gerilim sisteminin pozitif kutbu ile negatif kutbu arasındaki izolasyon azaldığında, yüksek gerilim sistemi kabuk ve toprak boyunca iletken bir devre oluşturarak temas noktasında ısı birikmesine ve hatta yangına neden olabilir. ağır vakalarda. Bu nedenle, yüksek gerilim sisteminin yalıtım performansının gerçek zamanlı izlenmesi, yüksek gerilim ürünleri ve kişisel güvenlik açısından büyük önem taşımaktadır.

Yalıtım direnci nedir?

Belirli koşullar altında yalıtkan bir malzemenin iki iletken arasındaki direnci. Elektrikli araçlarda kablo demetleri arasındaki iyi yalıtımın araç güvenliği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Elektrikli araçların yalıtım performansını ölçen ana endeks yalıtım direncidir.

Elektrikli araçlara yönelik ilgili standart gereklilikler

Çin standardı:

GB/T 18384.1-2015

Elektrikli Araç Güvenlik Gereksinimleri Bölüm 1: Araç İçi Şarj Edilebilir Enerji Depolama Sistemi (REESS)

GB/T 18384.2-2015

Elektrikli araçlar için güvenlik gereklilikleri Bölüm 2: Operasyonel güvenlik ve arıza güvenliği

GB/T 18384.3-2015

Elektrikli Araç Güvenlik Gereksinimleri Bölüm 3: Personelin Elektrik Çarpmasına Karşı Koruması

GB/T 18384-2020

Elektrikli araçlara yönelik güvenlik gereklilikleri (GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3'ün yerine geçer)

Kalite Kontrol/T 897-2011

Yabancı standartlar:

UN GTR NO.20 (Küresel Teknik Düzenleme No. 20)

Elektrik çarpmasından kaynaklanan insan yaralanması, elektrik yaralanması ve elektrik çarpması olarak ikiye ayrılır. Elektrik yaralanması, elektrik akımı nedeniyle insan vücudunun yüzeyinde yanık (yanma) yaralanması, elektrikle markalama, derinin metalleşmesi vb. şeklinde doğrudan veya dolaylı yaralanmayı ifade eder. Elektrik çarpması, vücudun iç organlarının yaralanmasını ifade eder. Akım insan vücudundan geçtiğinde insan vücudu (kalp vb. gibi) En tehlikeli elektrik çarpması yaralanmasıdır.

İnsan vücudu bir "iletkendir". Canlı bir iletken ile temas ettiğinde 40-50 mA'lik bir akım akarsa ve 1s sürerse insan vücudunda elektrik çarpması hasarına neden olur. İnsan vücudunun direnç modeli karmaşıktır. Ülkem topraklama tasarımıyla ilgili standart ve yönetmelikleri formüle ettiğinde insan vücudunun direnç aralığı 1000-1500 Ohm'dur. İnsan vücudunun dayanabileceği AC tepe değeri 42,4V'u, DC voltajı ise 60V'u aşmaz.

Elektrik çarpması, doğrudan elektrik çarpması ve dolaylı elektrik çarpması olarak ikiye ayrılır. Doğrudan elektrik çarpması, elektrikli ekipmanın normal canlı iletkeniyle doğrudan temasın neden olduğu elektrik çarpmasını ifade eder. DC şarj noktalarının temel yalıtım tasarımı bunu önler. Dolaylı elektrik çarpması, elektrikli ekipmanın iç yalıtım hatasından kaynaklanan elektrik çarpmasını ifade eder ve normal koşullar altında şarj edilmeyen metal kabuklar gibi açıkta kalan iletken parçalar tehlikeli voltaj taşır. DC şarj yığını, AC tarafındaki dolaylı elektrik temasını etkili bir şekilde önleyebilen bir Sınıf I cihazıdır.

Yalıtım direnci nasıl ölçülür?

Doğrudan yöntem, karşılaştırmalı yöntem, kendi kendine deşarj yöntemi dahil. Doğrudan yöntem, yalıtım direncine uygulanan DC gerilimi U ve yalıtım direncinden akan akımı I doğrudan ölçmek ve bunu R=U/I'ye göre hesaplamaktır. Ölçüm cihazının tipine göre ohmmetre, galvanometre ve yüksek direnç ölçere ayrılır. Karşılaştırma yöntemi bilinen standart dirençle karşılaştırmayı ifade eder ve köprü yöntemi ile akım karşılaştırma yöntemi yaygın olarak kullanılır. Köprü yöntemi DC şarj kazıklarında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Kendi kendine deşarj yöntemi, yalıtım direncinden geçen kaçak akımın standart kapasitörü şarj etmesine izin vermek ve standart kapasitörün her iki ucundaki şarj süresini, voltajı ve şarjı ölçmektir. Kendi kendine deşarj yöntemi, sinyal enjeksiyon yöntemine benzer.

Dengeli köprü tespit yöntemi

Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, burada Rp pozitif elektrot-toprak empedansıdır, Rn negatif elektrot-toprak empedansıdır, R1 ve R2 büyük bir akım sınırlayıcı dirençle aynı direnç değerine sahiptir ve R2 ve R3 küçük bir voltaj algılama direnci ile aynı direnç değerine sahiptir.

Sistem normal olduğunda Rp ve Rn sonsuzdur ve algılama voltajı V1 ve V2 eşittir. Anot voltajı, voltajın R1 ve R2 arasında bölünmesiyle hesaplanabilir ve böylece toplam bara voltajı Vdc_link hesaplanabilir.

Pozitif izolasyon hatası oluştuğunda Rp'nin direnç değeri azalır ve Rp ile (R1 R2) paralel bir direnç oluşturur. Bu sırada pozitif voltaj bölücü azalır, yani V1, V2'den küçüktür. Kirchhoff'un mevcut yasasına göre şu anda V1 ve V2 kullanılabilir. Yalıtım direnci Rp değeri ile ilişki aşağıdaki gibidir.

Negatif izolasyon direnci başarısız olduğunda algoritma aynıdır.

Yukarıdakilerden dengeli köprü yönteminin tek kutbun kopması için uygun olduğu görülmektedir. Pozitif ve negatif kutupların izolasyon direnci arızası aynı anda meydana geldiğinde, izolasyon direnci değerini şu anda ayırt etmenin bir yolu yoktur ve izolasyon tespitinin zamanında bulunamaması meydana gelebilir. Fenomen.

dengesiz köprü tespit yöntemi

Dengesiz köprü yöntemi, aynı direnç değerine sahip iki dahili topraklama direnci kullanır ve pozitif ve negatif kutup-toprak empedansını hesaplamak için S1 ve S2 elektronik anahtarları algılama sırasında karşılık gelen erişim direncini değiştirmek için farklı şekilde açılır ve kapatılır. .

S1 ve S2 anahtarları aynı anda kapatıldığında Vdclink bara gerilimi dengeli köprü yöntemindeki gibi hesaplanabilir.

Kirchhoff'un akım yasasına göre, S1 anahtarı kapalı ve S2 açık olduğunda, (R1 R2) Rp'ye paralel bağlanır ve daha sonra bir döngü oluşturmak için Rn ile seri olarak bağlanır.
Kirchhoff'un akım yasasına göre S1 anahtarı açılıp S2 kapatıldığında (R3 R4), Rn'ye paralel bağlanır ve ardından Rp ile seri devre oluşturur.

Dolayısıyla topraklama izolasyon direnci Rp ve Rn değerleri yukarıdaki üç anahtarın açılma ve kapanma sırası üzerinden hesaplanabilir. Bu yöntem, bara voltajı stabil hale geldikten sonra ölçülen verilerin doğru olmasını gerektirir. Aynı zamanda, anahtar açıldığında bara voltajı toprağa değişecektir, bu da belirli bir zaman aralığı gerektirir, dolayısıyla algılama hızı biraz daha yavaş olur. Dengesiz köprü yöntemi, yüksek gerilim tespitinde yaygın olarak kullanılır. yöntemi, işte başka bir yalıtım tespit yöntemi.

Kaçak akım prensibine dayalı algılama

Bu algılama yöntemi bir voltaj örnekleme noktasını paylaşır ve örnekleme noktasının veri yolu voltajı Vdclink için ayrı olarak ayarlanması gerekir ve sistemin mevcut örnekleme sinyali kullanılabilir.

Vdclink parametrelerini sistem üzerinden okuyun.

S1 ve S3 anahtarlarını kapatın ve S2 anahtarını açın. Bu sırada Rp, (R1 R3 R4)'e paralel olarak bağlanır ve daha sonra Kirchhoff'un mevcut yasasına göre bir döngü oluşturmak üzere Rn ile seri olarak bağlanır.

S2 ve S3 anahtarlarını kapatın ve S1 anahtarını açın. Bu sırada RN, (R2 R3 R4)'e paralel olarak bağlanır ve daha sonra Kirchhoff'un mevcut yasasına göre bir döngü oluşturmak üzere RP'ye seri olarak bağlanır.

Bu nedenle yukarıdaki üç anahtarın açılma ve kapanma sırası ayarlanarak topraklama yalıtım direnci Rp ve Rn değerleri hesaplanabilir.

Yalıtım algılama katı hal rölesi SSR

Yarı iletken bir cihaz olarak katı hal rölesi SSR, küçük boyut, manyetik alandan etkilenmeme, düşük sürüş sinyali, temas titreşimi olmaması, mekanik yaşlanma olmaması, yüksek güvenilirlik vb. Avantajlara sahiptir. Güvenlik pazarında yaygın olarak kullanılmaktadır. pasif kızılötesi algılama, kapı kilidi, alarm Panelleri, kapı ve pencere sensörleri vb. ve aktif güç, reaktif güç, görev değiştirme, alarm çıkışı, yürütme sürücüsü, güç tüketimi limiti vb. dahil olmak üzere akıllı sayaç izleme. Aynı zamanda yüksek -elektronik anahtar olarak voltaj izolasyon tespiti, örnekleme ve voltaj dengesi.

Katı hal röle ürün serisinin bir parçası olan çalışma voltajı 400-800V'dir, birincil taraf 2-5mA'lik bir optokuplör sürücü sinyali kullanır ve ikincil taraf anti-serisi MOSFET kullanır. Hem AC hem de DC yükleri kullanılabilir ve iyi bir sonuç elde etmek için yalıtım dayanım voltajı 3750-5000V'dur. İkincil test izolasyonu.