Metode Deteksi Isolasi Tegangan Tinggi dan Solusi Solid State Relay

Pentingnya pengujian isolasi tegangan tinggi

Kendaraan energi baru, tiang pengisi daya, penyimpanan energi fotovoltaik, dll. merupakan aplikasi khas tegangan tinggi DC. Dalam kondisi tidak normal, seperti kabel yang menua dan rusak, masuknya air pada konektor, dan kerusakan struktural, dll., dapat menyebabkan berkurangnya insulasi dan selubung listrik. Ketika isolasi antara kutub positif dan kutub negatif sistem tegangan tinggi berkurang, sistem tegangan tinggi akan membentuk rangkaian konduktif melalui cangkang dan tanah, menyebabkan penumpukan panas pada titik kontak, bahkan menyebabkan kebakaran. dalam kasus yang parah. Oleh karena itu, pemantauan kinerja isolasi sistem tegangan tinggi secara real-time sangat penting bagi produk tegangan tinggi dan keselamatan pribadi.

Berapakah resistansi isolasi?

Dalam kondisi tertentu, hambatan suatu bahan isolasi antara dua konduktor. Pada kendaraan listrik, isolasi yang baik antara rangkaian kabel memiliki dampak penting pada keselamatan kendaraan. Indeks utama untuk mengukur kinerja insulasi kendaraan listrik adalah resistansi insulasi.

Persyaratan standar yang relevan untuk kendaraan listrik

Standar Cina:

GB/T 18384.1-2015

Persyaratan Keselamatan Kendaraan Listrik Bagian 1: Sistem Penyimpanan Energi Isi Ulang Terpasang (REESS)

GB/T 18384.2-2015

Persyaratan keselamatan untuk kendaraan listrik Bagian 2: Keselamatan operasional dan keselamatan dari kegagalan

GB/T 18384.3-2015

Persyaratan Keselamatan Kendaraan Listrik Bagian 3: Perlindungan Sengatan Listrik Personil

GB/T 18384-2020

Persyaratan keselamatan untuk kendaraan listrik (menggantikan GB/T 18384.1, GB/T 18384.2, GB/T 18384.3)

QC/T 897-2011

Standar asing:

UN GTR NO.20 (Peraturan Teknis Global No.20)

Cedera pada manusia akibat sengatan listrik dibagi menjadi cedera listrik dan sengatan listrik. Cedera listrik mengacu pada cedera langsung atau tidak langsung pada permukaan tubuh manusia akibat arus listrik, berupa luka bakar (burn), sengatan listrik, metalisasi kulit, dll. Sengatan listrik mengacu pada cedera pada organ dalam tubuh. tubuh manusia (seperti jantung, dll.) ketika arus melewati tubuh manusia. Ini adalah cedera sengatan listrik yang paling berbahaya.

Tubuh manusia adalah "konduktor". Apabila bersentuhan dengan penghantar beraliran listrik, jika arus sebesar 40-50mA mengalir dan berlangsung selama 1 detik maka akan menimbulkan kerusakan akibat sengatan listrik pada tubuh manusia. Model ketahanan tubuh manusia sangatlah kompleks. Ketika negara saya merumuskan standar dan peraturan yang relevan untuk desain landasan, kisaran ketahanan tubuh manusia adalah 1000-1500 Ohm. Nilai puncak AC yang dapat ditahan tubuh manusia tidak melebihi 42.4V, dan tegangan DC tidak melebihi 60V.

Sengatan listrik dibedakan menjadi sengatan listrik langsung dan sengatan listrik tidak langsung. Sengatan listrik langsung mengacu pada sengatan listrik yang disebabkan oleh kontak langsung dengan konduktor aktif normal pada peralatan listrik. Desain insulasi dasar titik pengisian DC mencegah hal ini. Sengatan listrik tidak langsung mengacu pada sengatan listrik yang disebabkan oleh kesalahan isolasi internal peralatan listrik, dan bagian konduktif yang terbuka seperti cangkang logam yang tidak terisi daya dalam kondisi normal membawa tegangan berbahaya. Tumpukan pengisi daya DC adalah perangkat Kelas I, yang secara efektif dapat mencegah kontak listrik tidak langsung di sisi AC.

Cara mengukur resistansi isolasi

Termasuk metode langsung, metode perbandingan, metode pengungkapan diri. Cara langsungnya adalah dengan mengukur secara langsung tegangan DC U yang diterapkan pada resistansi isolasi dan arus I yang mengalir melalui resistansi isolasi, dan menghitungnya berdasarkan R=U/I. Menurut jenis alat ukurnya, dibagi menjadi ohmmeter, galvanometer dan meteran resistansi tinggi. Metode perbandingan mengacu pada perbandingan dengan resistansi standar yang diketahui, dan metode jembatan serta metode perbandingan arus biasanya digunakan. Metode jembatan adalah metode yang umum digunakan pada tiang pengisian DC. Metode self-discharge adalah dengan membiarkan arus bocor melalui resistansi isolasi mengisi kapasitor standar, dan mengukur waktu pengisian serta tegangan dan muatan di kedua ujung kapasitor standar. Metode self-discharge mirip dengan metode injeksi sinyal.

Metode deteksi jembatan seimbang

Seperti terlihat pada gambar di bawah, dimana Rp adalah impedansi elektroda positif ke tanah, Rn adalah impedansi elektroda negatif ke tanah, R1 dan R2 memiliki nilai resistansi yang sama dengan resistor pembatas arus yang besar, dan R2 dan R3 memiliki nilai resistansi yang sama dengan resistor pendeteksi tegangan kecil.

Ketika sistem normal, Rp dan Rn tidak terbatas, dan tegangan deteksi V1 dan V2 adalah sama. Tegangan anoda dapat dihitung dengan membagi tegangan antara R1 dan R2, sehingga total tegangan bus Vdc_link dapat dihitung.

Ketika terjadi gangguan isolasi positif maka nilai resistansi Rp berkurang, dan Rp dan (R1 R2) membentuk resistansi paralel. Pada saat ini pembagi tegangan positif berkurang, yaitu V1 lebih kecil dari V2. Menurut hukum Kirchhoff saat ini, V1 dan V2 dapat digunakan saat ini. Nilai hambatan isolasi Rp, hubungannya sebagai berikut.

Algoritmenya sama ketika resistansi isolasi negatif gagal.

Dapat dilihat dari penjelasan di atas bahwa metode jembatan seimbang cocok untuk kegagalan satu tiang. Apabila kegagalan resistansi insulasi kutub positif dan negatif terjadi pada saat yang bersamaan, maka nilai resistansi insulasi saat ini tidak dapat dibedakan, dan dapat terjadi deteksi insulasi tidak dapat ditemukan pada waktunya. Fenomena tersebut.

metode deteksi jembatan tidak seimbang

Metode jembatan tidak seimbang menggunakan dua resistor pembumian internal dengan nilai resistansi yang sama, dan sakelar elektronik S1 dan S2 dibuka dan ditutup secara berbeda untuk mengubah resistansi akses yang sesuai selama deteksi, sehingga dapat menghitung impedansi kutub-ke-tanah positif dan negatif. .

Ketika saklar S1 dan S2 ditutup pada saat yang sama, tegangan bus Vdclink dapat dihitung seperti pada metode jembatan seimbang.

Ketika saklar S1 tertutup dan S2 terbuka, (R1 R2) dihubungkan secara paralel dengan Rp, kemudian dihubungkan secara seri dengan Rn membentuk suatu loop, sesuai dengan hukum Kirchhoff saat ini.
Ketika saklar S1 dibuka dan S2 ditutup, (R3 R4) dihubungkan secara paralel dengan Rn, kemudian membentuk rangkaian seri dengan Rp, sesuai dengan hukum Kirchhoff arus.

Oleh karena itu, nilai tahanan isolasi pentanahan Rp dan Rn dapat dihitung melalui urutan buka tutup ketiga saklar di atas. Metode ini memerlukan data yang diukur agar akurat setelah tegangan bus stabil. Pada saat yang sama, tegangan bus akan berubah menjadi ground ketika sakelar dialihkan, yang memerlukan interval waktu tertentu, sehingga kecepatan pendeteksiannya sedikit lebih lambat. Metode jembatan tidak seimbang umumnya digunakan dalam deteksi tegangan tinggi. metode, berikut adalah metode deteksi isolasi lainnya.

Deteksi berdasarkan prinsip arus bocor

Metode deteksi ini berbagi titik pengambilan sampel tegangan, dan titik pengambilan sampel perlu diatur secara terpisah untuk Vdclink tegangan bus, dan sinyal pengambilan sampel yang ada dari sistem dapat digunakan.

Baca parameter Vdclink melalui sistem.

Tutup saklar S1 dan S3, lalu buka saklar S2. Pada saat ini Rp dihubungkan secara paralel dengan (R1 R3 R4), kemudian dihubungkan secara seri dengan Rn membentuk suatu loop, sesuai dengan hukum Kirchhoff saat ini.

Tutup saklar S2 dan S3, lalu buka saklar S1. Pada saat ini, RN dihubungkan secara paralel dengan (R2 R3 R4), kemudian dihubungkan secara seri dengan RP membentuk suatu loop, sesuai dengan hukum Kirchhoff saat ini.

Oleh karena itu, nilai tahanan isolasi pentanahan Rp dan Rn dapat dihitung dengan mengatur urutan buka tutup ketiga saklar di atas.

Deteksi isolasi solid state relay SSR

Sebagai perangkat semikonduktor, solid state relay SSR memiliki keunggulan ukuran kecil, tidak ada gangguan dari medan magnet, sinyal penggerak rendah, tidak ada getaran kontak, tidak ada penuaan mekanis, keandalan tinggi, dll. Ini banyak digunakan di pasar keamanan, seperti sebagai deteksi inframerah pasif, kunci pintu, panel alarm, sensor pintu dan jendela, dll. Dan pemantauan meteran cerdas, termasuk daya aktif, daya reaktif, peralihan tugas, keluaran alarm, penggerak eksekusi, batas konsumsi daya, dll. -Deteksi isolasi tegangan, pengambilan sampel dan keseimbangan tegangan sebagai saklar elektronik.

Bagian dari seri produk solid state relay, tegangan kerja 400-800V, sisi primer menggunakan sinyal penggerak optocoupler 2-5mA, dan sisi sekunder menggunakan MOSFET anti-seri. Beban AC dan DC dapat digunakan, dan tegangan penahan isolasi adalah 3750-5000V untuk mencapai tegangan yang baik. Isolasi tes sekunder.