【導讀】新能源汽車、充電樁
、光伏儲能等是直流高壓的典型應用

，在異常情況下
，如線纜老化破損、接插件進水、結jie構gou受shou損sun等deng都dou有you可ke能neng導dao致zhi絕jue緣yuan降jiang低di殼ke體ti帶dai電dian的de情qing況kuang。高gao壓ya係xi統tong正zheng極ji與yu負fu極ji對dui地di絕jue緣yuan降jiang低di時shi，高gao壓ya係xi統tong會hui通tong過guo殼ke體ti與yu地di形xing成cheng導dao電dian回hui路lu，造zao成cheng接jie觸chu點dian的de熱re積ji累lei，嚴yan重zhong時shi甚shen至zhi會hui引yin發fa火huo災zai。因yin此ci實shi時shi監jian測ce高gao壓ya係xi統tong的de絕jue緣yuan性xing能neng對dui高gao壓ya產chan品pin以yi及ji人ren身shen安an全quan都dou有you重zhong要yao意yi義yi。

高壓絕緣檢測的意義

新能源汽車
、充電樁、光伏儲能等是直流高壓的典型應用，在異常情況下，如線纜老化破損、接插件進水、結jie構gou受shou損sun等deng都dou有you可ke能neng導dao致zhi絕jue緣yuan降jiang低di殼ke體ti帶dai電dian的de情qing況kuang。高gao壓ya係xi統tong正zheng極ji與yu負fu極ji對dui地di絕jue緣yuan降jiang低di時shi，高gao壓ya係xi統tong會hui通tong過guo殼ke體ti與yu地di形xing成cheng導dao電dian回hui路lu，造zao成cheng接jie觸chu點dian的de熱re積ji累lei，嚴yan重zhong時shi甚shen至zhi會hui引yin發fa火huo災zai。因yin此ci實shi時shi監jian測ce高gao壓ya係xi統tong的de絕jue緣yuan性xing能neng對dui高gao壓ya產chan品pin以yi及ji人ren身shen安an全quan都dou有you重zhong要yao意yi義yi。

什麼是絕緣電阻？

在(zai)一(yi)定(ding)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，處(chu)於(yu)兩(liang)個(ge)導(dao)體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)電(dian)阻(zu)。在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)上(shang)，線(xian)束(shu)之(zhi)間(jian)的(de)良(liang)好(hao)的(de)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)對(dui)車(che)輛(liang)安(an)全(quan)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)影(ying)響(xiang)。其(qi)中(zhong)衡(heng)量(liang)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)的(de)主(zhu)要(yao)指(zhi)標(biao)就(jiu)是(shi)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻(zu)

電動汽車相關標準要求

中國標準: 

GB/T 18384.1-2015 

電動汽車安全要求第1部分：車載可充電儲能係統（REESS）

GB/T 18384.2-2015 

電動汽車安全要求第2部分:操作安全和故障防護

GB/T 18384.3-2015 

電動汽車安全要求第3部分:人員觸電防護

GB/T 18384-2020  

電動汽車安全要求  （替代GB/T 18384.1、GB/T 18384.2
、GB/T 18384.3）

QC/T 897-2011

國外標準:

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

觸電造成的人體傷害分為電傷和電擊。電傷是指人體外表局部直接或間接地受到電流的傷害，形式有灼（燒）傷、電烙印、皮膚金屬化等。電擊是指電流通過人體內部時，人體的內部器官（如心髒等）受到的傷害，它是最危險的觸電傷害。

人體作為一個“導電體”，接觸到帶電導體時，如果流過的電流為40-50mA，且維持時間為1s，就會對人體產生電擊傷害。人體電阻模型複雜，我國製定接地設計相關標準和規程時，給出的人體阻值範圍是1000-1500 Ohm。人體能承受的交流峰值不超過42.4V

，直流電壓不超過60V。

觸(chu)電(dian)分(fen)為(wei)直(zhi)接(jie)觸(chu)電(dian)和(he)間(jian)接(jie)觸(chu)電(dian)。直(zhi)接(jie)觸(chu)電(dian)是(shi)指(zhi)人(ren)員(yuan)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)帶(dai)電(dian)導(dao)體(ti)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)觸(chu)電(dian)。直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)樁(zhuang)采(cai)取(qu)的(de)基(ji)本(ben)絕(jue)緣(yuan)設(she)計(ji)可(ke)防(fang)止(zhi)這(zhe)一(yi)點(dian)。間(jian)接(jie)觸(chu)電(dian)是(shi)指(zhi)因(yin)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)的(de)內(nei)部(bu)絕(jue)緣(yuan)故(gu)障(zhang)造(zao)成(cheng)的(de)
、正常情況下不帶電的金屬外殼等外露可導電部分帶有危險電壓，一旦人員觸及故障設備的外露導電部分時造成的觸電。直流充電樁是I類設備
，在交流側可有效防止間接觸電。

絕緣電阻的測量方法

包括直接法、比較法、自放電法。直接法就是直接測量施加在絕緣電阻兩端的直流電壓U和流過絕緣電阻的電流I，根據R=U/I計算得出。根據測量儀器的類型分為歐姆表、檢流計
、gaozuji。bijiaofashizhiyuyizhibiaozhundianzubijiao，changyongyoudianqiaofahedianliubijiaofa。dianqiaofashizaizhiliuchongdianzhuangzhongchangyongdefangfa。zifangdianfashirangtongguojueyuandianzudexieloudianliuduibiaozhundianrongchongdian，cechuchongdianyidingshijianhebiaozhundianrongliangduandedianyahedianhe。zifangdianfahexinhaozhurufaleisi。

平衡電橋檢測法

如下圖所示

，其中Rp為正極對地阻抗，Rn為負極對地阻抗，R1與R2阻值相同為限流大電阻
，R2與R3阻值相同為電壓檢測小電阻。

在係統正常時，Rp與Rn為無窮大，檢測電壓V1與V2電壓相等
，通過R1與R2分壓可以算出正極電壓
，從而推算出總的母線電壓Vdc_link。

在正極絕緣故障時
，Rp阻值下降
，Rp與(R1+R2)構成並聯電阻，此時正極分壓減少，即V1小於V2，根據基爾霍夫電流定律，通過V1與V2可以算出此時的絕緣阻抗Rp的值，關係式如下。

負極絕緣阻抗出現故障時的算法一樣。

從cong上shang麵mian可ke以yi看kan出chu，平ping衡heng電dian橋qiao法fa適shi用yong於yu單dan極ji失shi效xiao的de情qing況kuang，當dang正zheng負fu極ji同tong時shi出chu現xian絕jue緣yuan阻zu抗kang失shi效xiao時shi就jiu沒mei辦ban法fa分fen辨bian出chu此ci時shi的de絕jue緣yuan阻zu抗kang值zhi，有you可ke能neng會hui出chu現xian絕jue緣yuan檢jian測ce未wei能neng及ji時shi發fa現xian的de現xian象xiang。

不平衡電橋檢測法

不平衡電橋法是由內部兩串阻值相同的接地電阻，通過電子開關S1與S2不同開合，改變檢測時所對應的接入電阻，從而計算出正負極對地阻抗。

當開關S1與S2同時閉合時，與平衡電橋法一樣，可以算出母線電壓Vdclink。

當開關S1閉合，S2斷開時，(R1+R2)與Rp並聯，然後與Rn串聯構成回路，根據基爾霍夫電流定律。

當開關S1斷開，S2閉合時，(R3+R4)與Rn並聯，再與Rp構成串聯回路
，根據基爾霍夫電流定律。

因此通過上述3種開關的開合順序，可以算出接地絕緣阻抗Rp與Rn的(de)值(zhi)。此(ci)方(fang)法(fa)需(xu)要(yao)母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)穩(wen)定(ding)之(zhi)後(hou)測(ce)得(de)的(de)數(shu)據(ju)才(cai)準(zhun)確(que)，同(tong)時(shi)對(dui)於(yu)開(kai)關(guan)的(de)切(qie)換(huan)母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)對(dui)地(di)會(hui)有(you)變(bian)化(hua)，需(xu)要(yao)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)，因(yin)此(ci)檢(jian)測(ce)速(su)度(du)稍(shao)慢(man)一(yi)些(xie)，不(bu)平(ping)衡(heng)橋(qiao)法(fa)是(shi)高(gao)壓(ya)檢(jian)測(ce)中(zhong)比(bi)較(jiao)常(chang)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)，這(zhe)裏(li)再(zai)介(jie)紹(shao)一(yi)種(zhong)絕(jue)緣(yuan)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)。

基於漏電流原理的檢測

該檢測方法共用一個電壓采樣點，對於母線電壓Vdclink要單獨設置采樣點，可以利用係統現有的采樣信號。

通過係統讀取Vdclink參數。

閉合開關S1與S3
，斷開開關S2，此時Rp與(R1+R3+R4)並聯，之後與Rn串聯構成回路，根據基爾霍夫電流定律。

閉合開關S2與S3，斷開開關S1，此時RN與(R2+R3+R4)並聯，之後與RP串聯構成回路
，根據基爾霍夫電流定律。

因此通過上述3個開關的開合順序調整，可以計算出接地絕緣阻抗Rp與Rn的值。

絕緣檢測固態繼電器SSR

固態繼電器SSR作為半導體器件，具有尺寸小、不受磁場幹擾、低驅動信號、無觸點顫動
、無機械老化、高可靠性等優點，廣泛應用於安防市場，如被動紅外檢測
、門鎖
、告警麵板

、門窗感應器等。以及智能電表監測，包含有功功率、無功功率、任務切換、報警輸出

、執行驅動
、限製功耗等。同時也適用於高壓絕緣檢測
、采樣以及電壓平衡等作為電子切換開關。

如下為Littelfuse固態繼電器部分產品係列
，其中工作電壓有400-800V，原邊采用光耦驅動信號為2-5mA
，副邊采用反串聯MOSFET
，交直流負載都可使用，絕緣耐壓3750-5000V實現良好的一二次測隔離。

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