Nagyfeszültségű szigetelés észlelési módszere és szilárdtestrelé megoldás

A nagyfeszültségű szigetelésvizsgálat jelentősége

Az egyenáramú nagyfeszültség tipikus alkalmazásai az új energetikai járművek, töltőcölöpök, fotovoltaikus energiatárolók stb. Rendellenes körülmények között, mint például a kábelek elöregedése és sérülése, víz behatolása a csatlakozókba, szerkezeti károsodások stb. a szigetelés csökkenéséhez és a burkolatok elektromosságához vezethetnek. Ha a nagyfeszültségű rendszer pozitív pólusa és negatív pólusa közötti szigetelés csökken, a nagyfeszültségű rendszer vezető áramkört képez a héjon és a földön keresztül, ami hőfelhalmozódást okoz az érintkezési ponton, és akár tüzet is okozhat. súlyos esetekben. Ezért a nagyfeszültségű rendszer szigetelési teljesítményének valós idejű monitorozása nagy jelentőséggel bír a nagyfeszültségű termékek és a személyi biztonság szempontjából.

Mi a szigetelési ellenállás?

Bizonyos feltételek mellett egy szigetelőanyag ellenállása két vezető között. Az elektromos járművekben a kábelkötegek közötti jó szigetelés fontos hatással van a jármű biztonságára. Az elektromos járművek szigetelési teljesítményének mérésére szolgáló fő index a szigetelési ellenállás.

Az elektromos járművekre vonatkozó vonatkozó szabványkövetelmények

Kínai szabvány:

GB/T 18384.1-2015

Elektromos járművek biztonsági követelményei 1. rész: Fedélzeti újratölthető energiatároló rendszer (REESS)

GB/T 18384.2-2015

Elektromos járművek biztonsági követelményei 2. rész: Üzembiztonság és hibabiztos

GB/T 18384.3-2015

Elektromos járművek biztonsági követelményei 3. rész: Személyi áramütés elleni védelem

GB/T 18384-2020

Az elektromos járművek biztonsági követelményei (a GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3 helyébe lép)

QC/T 897-2011

Külföldi szabványok:

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

Az áramütés által okozott emberi sérüléseket elektromos sérülésekre és áramütésekre osztják. Az elektromos sérülés az emberi test felületének elektromos áram általi közvetlen vagy közvetett sérülését jelenti, égési sérülés, elektromos márkajelzés, bőr fémezése stb. formájában. Az áramütés a test belső szerveinek sérülését jelenti. emberi test (például szív stb.), amikor az áram áthalad az emberi testen. Ez a legveszélyesebb áramütési sérülés.

Az emberi test egy "vezető". Ha feszültség alatt álló vezetővel érintkezik, ha 40-50mA áram folyik és 1 másodpercig tart, az áramütési károkat okoz az emberi szervezetben. Az emberi test ellenállási modellje összetett. Amikor országomban megfogalmazzák a földelés tervezésére vonatkozó szabványokat és előírásokat, az emberi test ellenállási tartománya 1000-1500 Ohm. Az emberi test által elviselhető AC csúcsérték nem haladja meg a 42,4 V-ot, az egyenfeszültség pedig nem haladja meg a 60 V-ot.

Az áramütést közvetlen és közvetett áramütésre osztják. Közvetlen áramütés alatt azt az áramütést értjük, amelyet az elektromos berendezés normál feszültség alatt álló vezetőjével való közvetlen érintkezés okoz. Az egyenáramú töltőpontok alapvető szigetelési kialakítása ezt megakadályozza. A közvetett áramütés az elektromos berendezések belső szigetelési hibája által okozott áramütést jelenti, és a szabadon lévő vezetőképes részek, például a normál körülmények között nem töltődő fémhéjak veszélyes feszültséget hordoznak. Az egyenáramú töltőhalom I. osztályú eszköz, amely hatékonyan képes megakadályozni a váltakozó áramú oldalon a közvetett elektromos érintkezést.

Hogyan mérjük a szigetelési ellenállást

Közvetlen módszerrel, összehasonlító módszerrel, önkisülési módszerrel is. A közvetlen módszer a szigetelési ellenálláson átvezetett U egyenfeszültség és a szigetelési ellenálláson átfolyó I áram közvetlen mérése, és kiszámítása R=U/I szerint. A mérőműszer típusa szerint ohmmérőre, galvanométerre és nagy ellenállásmérőre van osztva. Az összehasonlító módszer az ismert szabványos ellenállással való összehasonlításra vonatkozik, és általában a hídmódszert és az áram-összehasonlítási módszert használják. A hídmódszer az egyenáramú töltőcölöpökben általánosan használt módszer. Az önkisülési módszer az, hogy a szigetelési ellenálláson áthaladó szivárgási áramot hagyjuk feltölteni a szabványos kondenzátort, és mérjük a töltési időt, valamint a feszültséget és a töltést a szabványos kondenzátor mindkét végén. Az önkisülési módszer hasonló a jelinjektálási módszerhez.

Kiegyensúlyozott hídérzékelési módszer

Amint az alábbi ábrán látható, ahol Rp a pozitív elektród-föld impedancia, Rn a negatív elektróda-föld impedancia, R1 és R2 ellenállásértéke megegyezik egy nagy áramkorlátozó ellenálláséval, és R2 és R3 ugyanolyan ellenállásértékkel rendelkeznek, mint egy kis feszültségérzékelő ellenállásnak.

Ha a rendszer normális, Rp és Rn végtelen, és a V1 és V2 érzékelési feszültség egyenlő. Az anódfeszültség kiszámítható úgy, hogy a feszültséget elosztjuk R1 és R2 között, és így kiszámítható a Vdc_link teljes buszfeszültség.

A pozitív szigetelési hiba bekövetkezésekor az Rp ellenállásértéke csökken, és Rp és (R1 R2) párhuzamos ellenállást alkotnak. Ekkor a pozitív feszültségosztó csökken, azaz V1 kisebb, mint V2. Kirchhoff jelenlegi törvénye szerint a V1 és a V2 jelenleg használható. Az Rp szigetelési ellenállás értéke, az összefüggés a következő.

Az algoritmus ugyanaz, ha a negatív szigetelési ellenállás meghibásodik.

A fentiekből látható, hogy a kiegyensúlyozott hídmódszer alkalmas egyetlen pólus meghibásodására. Ha a pozitív és a negatív pólus szigetelési ellenállásának meghibásodása egyszerre történik, akkor a szigetelési ellenállás értékét ilyenkor nem lehet megkülönböztetni, és előfordulhat, hogy nem sikerül időben megtalálni a szigetelésészlelést. A jelenség.

kiegyensúlyozatlan híd észlelési módszer

A kiegyensúlyozatlan híd módszer két belső földelési ellenállást használ azonos ellenállásértékkel, és az S1 és S2 elektronikus kapcsolók különböző módon nyithatók és zárhatók, hogy az észlelés során megváltoztassák a megfelelő hozzáférési ellenállást, így kiszámítható a pozitív és negatív pólus-föld impedancia. .

Amikor az S1 és S2 kapcsolók egyidejűleg zárnak, a Vdclink buszfeszültség kiszámítható, mint a szimmetrikus híd módszernél.

Amikor az S1 kapcsoló zárva van, és az S2 nyitva van, az (R1 R2) párhuzamosan van kapcsolva Rp-vel, majd sorba kötve Rn-nel hurkot képezve, Kirchhoff jelenlegi törvénye szerint.
Amikor az S1 kapcsoló nyitva van, és az S2 zárva van, az (R3 R4) párhuzamosan kapcsolódik Rn-nel, majd soros áramkört képez Rp-vel, Kirchhoff jelenlegi törvénye szerint.

Ezért a földelési szigetelési ellenállás Rp és Rn értékeit a fenti három kapcsoló nyitási és zárási sorrendjén keresztül lehet kiszámítani. Ez a módszer megköveteli, hogy a mért adatok pontosak legyenek, miután a buszfeszültség stabilizálódott. Ugyanakkor a busz feszültsége a kapcsoló bekapcsolásakor a földre változik, ami bizonyos időintervallumot igényel, így az észlelési sebesség valamivel lassabb. A kiegyensúlyozatlan áthidalási módszert általában nagyfeszültség-érzékelésben használják. módszer, itt van egy másik szigetelésérzékelési módszer.

Érzékelés a szivárgóáram elvén

Ez az észlelési módszer egy feszültségmintavételi ponton osztozik, és a mintavételi pontot külön kell beállítani a Vdclink buszfeszültséghez, és a rendszer meglévő mintavételi jele használható.

Olvassa be a Vdclink paramétereket a rendszeren keresztül.

Zárja be az S1 és S3 kapcsolót, majd nyissa ki az S2 kapcsolót. Ekkor az Rp párhuzamosan (R1 R3 R4) van kapcsolva, majd sorba kapcsolva Rn-nel hurkot képezve, Kirchhoff jelenlegi törvénye szerint.

Zárja be az S2 és S3 kapcsolót, majd nyissa ki az S1 kapcsolót. Ekkor az RN párhuzamosan (R2 R3 R4) van kapcsolva, majd sorba kötve RP-vel hurkot képezve, Kirchhoff jelenlegi törvénye szerint.

Ezért a földelés szigetelési ellenállásának Rp és Rn értékeit a fenti három kapcsoló nyitási és zárási sorrendjének beállításával lehet kiszámítani.

Szigetelésérzékelő félvezető relé SSR

Félvezető eszközként az SSR szilárdtest relé előnyei a kis méret, a mágneses tér által okozott interferencia hiánya, az alacsony vezetési jel, az érintkezők rezgése, a mechanikai öregedés hiánya, a nagy megbízhatóság stb. Széles körben használják a biztonsági piacon, mint pl. passzív infravörös érzékelés, ajtózár, riasztó Panelek, ajtó- és ablakérzékelők stb. És intelligens mérőórák felügyelete, beleértve az aktív teljesítményt, a meddő teljesítményt, a feladat kapcsolást, a riasztási kimenetet, a végrehajtási hajtást, az energiafogyasztási határt stb. -feszültségszigetelés észlelése, mintavételezése és feszültségkiegyenlítése elektronikus kapcsolóként.

A szilárdtest relé terméksorozat része, az üzemi feszültség 400-800 V, a primer oldal 2-5 mA-es optocsatoló meghajtó jelet, a szekunder oldal pedig anti-soros MOSFET-et használ. AC és DC terhelés is használható, a szigetelési feszültség pedig 3750-5000V, hogy jót érjünk el. Másodlagos vizsgálati leválasztás.