Phương pháp phát hiện cách điện cao áp và giải pháp chuyển tiếp trạng thái rắn

Ý nghĩa của việc kiểm tra cách điện cao áp

Phương tiện sử dụng năng lượng mới, cọc sạc, bộ lưu trữ năng lượng quang điện, v.v. là những ứng dụng điển hình của điện áp cao DC. Trong các điều kiện bất thường, chẳng hạn như cáp bị lão hóa và hư hỏng, nước xâm nhập vào các đầu nối và hư hỏng cấu trúc, v.v., có thể dẫn đến giảm khả năng cách điện và vỏ điện. Khi cách điện giữa cực dương và cực âm của hệ thống điện cao thế bị giảm, hệ thống điện cao thế sẽ hình thành mạch dẫn điện qua vỏ và mặt đất, gây tích tụ nhiệt tại điểm tiếp xúc, thậm chí gây cháy nổ. trong những trường hợp nặng. Do đó, việc giám sát thời gian thực về hiệu suất cách điện của hệ thống điện áp cao có ý nghĩa rất lớn đối với các sản phẩm điện áp cao và an toàn cá nhân.

Điện trở cách điện là gì?

Trong những điều kiện nhất định, điện trở của vật liệu cách điện giữa hai dây dẫn. Trong xe điện, khả năng cách điện tốt giữa các dây dẫn điện có tác động quan trọng đến sự an toàn của xe. Chỉ số chính để đo hiệu suất cách điện của xe điện là điện trở cách điện.

Các yêu cầu tiêu chuẩn liên quan đối với xe điện

Tiêu chuẩn Trung Quốc:

GB/T 18384.1-2015

Yêu cầu về an toàn cho phương tiện chạy điện Phần 1: Hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại trên xe (REES)

GB/T 18384.2-2015

Yêu cầu an toàn đối với xe điện Phần 2: An toàn vận hành và an toàn dự phòng

GB/T 18384.3-2015

Yêu cầu an toàn cho xe điện Phần 3: Bảo vệ nhân viên khỏi bị điện giật

GB/T 18384-2020

Yêu cầu an toàn đối với xe điện (thay thế GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3)

QC/T 897-2011

Tiêu chuẩn nước ngoài:

UN GTR NO.20 (Quy định kỹ thuật toàn cầu số 20)

Chấn thương của con người do điện giật được chia thành chấn thương điện và điện giật. Chấn thương điện là tổn thương trực tiếp hoặc gián tiếp lên bề mặt cơ thể con người bởi dòng điện, dưới dạng bỏng (bỏng), vết điện, kim loại hóa da, v.v.. Sốc điện là tổn thương các cơ quan nội tạng của cơ thể. cơ thể con người (chẳng hạn như trái tim, v.v.) khi dòng điện đi qua cơ thể con người. Đây là chấn thương do điện giật nguy hiểm nhất.

Cơ thể con người là một "chất dẫn". Khi tiếp xúc với dây dẫn mang điện, nếu có dòng điện 40-50mA chạy qua và tồn tại trong 1 giây sẽ gây điện giật cho cơ thể con người. Mô hình sức đề kháng của cơ thể con người rất phức tạp. Khi đất nước tôi xây dựng các tiêu chuẩn và quy định liên quan về thiết kế nối đất, phạm vi điện trở của cơ thể con người là 1000-1500 Ohm. Giá trị cực đại AC mà cơ thể con người có thể chịu được không vượt quá 42,4V và điện áp DC không vượt quá 60V.

Sốc điện được chia thành điện giật trực tiếp và điện giật gián tiếp. Điện giật trực tiếp đề cập đến điện giật do tiếp xúc trực tiếp với dây dẫn trực tiếp bình thường của thiết bị điện. Thiết kế cách nhiệt cơ bản của các điểm sạc DC ngăn chặn điều này. Điện giật gián tiếp đề cập đến điện giật do lỗi cách điện bên trong của thiết bị điện và các bộ phận dẫn điện tiếp xúc như vỏ kim loại không được tích điện trong điều kiện bình thường mang điện áp nguy hiểm. Cột sạc DC là thiết bị Loại I, có thể ngăn chặn hiệu quả sự tiếp xúc điện gián tiếp ở phía AC.

Cách đo điện trở cách điện

Bao gồm phương pháp trực tiếp, phương pháp so sánh, phương pháp tự xả. Phương pháp trực tiếp là đo trực tiếp điện áp DC U đặt trên điện trở cách điện và dòng điện I chạy qua điện trở cách điện và tính toán theo R=U/I. Theo loại dụng cụ đo, nó được chia thành ohmmeter, điện kế và máy đo điện trở cao. Phương pháp so sánh đề cập đến việc so sánh với điện trở tiêu chuẩn đã biết và phương pháp cầu và phương pháp so sánh hiện tại thường được sử dụng. Phương pháp cầu là phương pháp được sử dụng phổ biến trong các cọc sạc DC. Phương pháp tự phóng điện là cho dòng điện rò qua điện trở cách điện sạc vào tụ điện tiêu chuẩn, đồng thời đo thời gian sạc cũng như điện áp và điện tích ở cả hai đầu của tụ điện tiêu chuẩn. Phương pháp tự phóng điện tương tự như phương pháp tiêm tín hiệu.

Phương pháp phát hiện cầu cân bằng

Như thể hiện trong hình bên dưới, trong đó Rp là trở kháng dương nối đất, Rn là trở kháng âm nối đất, R1 và R2 có cùng giá trị điện trở như một điện trở giới hạn dòng điện lớn và R2 và R3 có cùng giá trị điện trở như một điện trở phát hiện điện áp nhỏ.

Khi hệ thống bình thường, Rp và Rn là vô hạn và điện áp phát hiện V1 và V2 bằng nhau. Điện áp anode có thể được tính bằng cách chia điện áp giữa R1 và R2, và do đó có thể tính được tổng điện áp bus Vdc_link.

Khi xảy ra sự cố cách điện dương, giá trị điện trở của Rp giảm, Rp và (R1 R2) tạo thành điện trở song song. Lúc này, bộ chia điện áp dương giảm, tức là V1 nhỏ hơn V2. Theo luật hiện hành của Kirchhoff, V1 và V2 có thể được sử dụng vào thời điểm này. Giá trị của điện trở cách điện Rp, mối quan hệ như sau.

Thuật toán tương tự khi điện trở cách điện âm bị hỏng.

Từ những điều trên có thể thấy rằng phương pháp cầu cân bằng phù hợp với trường hợp một cột bị hỏng. Khi sự cố điện trở cách điện của cực dương và cực âm xảy ra cùng lúc, không có cách nào để phân biệt giá trị điện trở cách điện tại thời điểm này và có thể xảy ra trường hợp không phát hiện được cách điện kịp thời. Hiện tượng.

phương pháp phát hiện cầu không cân bằng

Phương pháp cầu không cân bằng sử dụng hai điện trở nối đất bên trong có cùng giá trị điện trở và các công tắc điện tử S1 và S2 được mở và đóng khác nhau để thay đổi điện trở truy cập tương ứng trong quá trình phát hiện, để tính trở kháng cực dương và cực âm nối đất .

Khi các công tắc S1 và S2 đóng cùng lúc, điện áp bus Vdclink có thể được tính như trong phương pháp cầu cân bằng.

Khi công tắc S1 đóng và S2 mở, (R1 R2) được mắc song song với Rp, sau đó mắc nối tiếp với Rn để tạo thành một vòng, theo định luật Kirchhoff hiện hành.
Khi công tắc S1 mở và S2 đóng, (R3 R4) được mắc song song với Rn, sau đó tạo thành mạch nối tiếp với Rp, theo định luật Kirchhoff hiện hành.

Do đó, giá trị điện trở cách điện nối đất Rp và Rn có thể được tính toán thông qua trình tự đóng mở của ba công tắc trên. Phương pháp này yêu cầu dữ liệu đo được phải chính xác sau khi điện áp bus ổn định. Đồng thời, điện áp bus sẽ thay đổi xuống đất khi chuyển đổi công tắc, cần một khoảng thời gian nhất định nên tốc độ phát hiện chậm hơn một chút. Phương pháp cầu không cân bằng thường được sử dụng trong phát hiện điện áp cao. phương pháp này, đây là một phương pháp phát hiện cách điện khác.

Phát hiện dựa trên nguyên lý dòng rò

Phương pháp phát hiện này chia sẻ một điểm lấy mẫu điện áp và điểm lấy mẫu cần được đặt riêng cho điện áp bus Vdclink và có thể sử dụng tín hiệu lấy mẫu hiện có của hệ thống.

Đọc thông số Vdclink qua hệ thống.

Đóng công tắc S1, S3 và mở công tắc S2. Lúc này, Rp được mắc song song với (R1 R3 R4), sau đó mắc nối tiếp với Rn để tạo thành một vòng lặp, theo định luật Kirchhoff hiện hành.

Đóng công tắc S2, S3 và mở công tắc S1. Lúc này, RN được mắc song song với (R2 R3 R4), sau đó mắc nối tiếp với RP để tạo thành một vòng lặp, theo định luật Kirchhoff hiện hành.

Do đó, giá trị điện trở cách điện nối đất Rp và Rn có thể được tính bằng cách điều chỉnh trình tự đóng mở của ba công tắc trên.

Rơle trạng thái rắn phát hiện cách điện SSR

Là một thiết bị bán dẫn, rơle trạng thái rắn SSR có ưu điểm là kích thước nhỏ, không bị nhiễu từ từ trường, tín hiệu truyền động thấp, không rung khi tiếp xúc, không bị lão hóa cơ học, độ tin cậy cao, v.v. Nó được sử dụng rộng rãi trên thị trường bảo mật, chẳng hạn như phát hiện hồng ngoại thụ động, khóa cửa, Bảng báo động, cảm biến cửa và cửa sổ, v.v. Và giám sát đồng hồ thông minh, bao gồm công suất hoạt động, công suất phản kháng, chuyển đổi nhiệm vụ, đầu ra cảnh báo, ổ đĩa thực thi, giới hạn tiêu thụ điện năng, v.v. Nó cũng phù hợp với mức cao -Phát hiện cách điện điện áp, lấy mẫu và cân bằng điện áp như một công tắc điện tử.

Là một phần của dòng sản phẩm rơle trạng thái rắn, điện áp làm việc là 400-800V, phía sơ cấp sử dụng tín hiệu điều khiển bộ ghép quang 2-5mA và phía thứ cấp sử dụng MOSFET chống nối tiếp. Có thể sử dụng cả tải AC và DC và điện áp chịu được cách điện là 3750-5000V để đạt được mức tốt. Cách ly thử nghiệm thứ cấp.