【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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