新能源汽車、充電樁、光伏儲(chǔ)能等是直流高壓的典型應(yīng)用。 在電纜老化損壞、連接器進(jìn)水、結(jié)構(gòu)損壞等異常情況下，可能會(huì)導(dǎo)致絕緣降低外殼的帶電性。 當(dāng)高壓系統(tǒng)的負(fù)極和正極之間的絕緣增加時(shí)，高壓系統(tǒng)會(huì)通過外殼和大地產(chǎn)生導(dǎo)電回路，導(dǎo)致接觸點(diǎn)熱量積聚，甚至引起火災(zāi)在嚴(yán)重的情況下。 因此，實(shí)時(shí)檢測(cè)高壓系統(tǒng)的絕緣性能對(duì)高壓產(chǎn)品和人身安全具有重要意義。
01.絕緣內(nèi)阻
在一定條件下，兩個(gè)導(dǎo)體之間的絕緣材料的電阻。 在電動(dòng)汽車中，線束間良好的絕緣對(duì)車輛安全有重要影響。其中，判斷電動(dòng)汽車絕緣性能的主要指標(biāo)是絕緣內(nèi)阻。
電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：
GB/.1-2015電動(dòng)汽車安全要求第1部分：車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)（REESS）
GB/.2-2015電動(dòng)汽車安全要求第2部分：運(yùn)行安全與故障防護(hù)
GB/.3-2015電動(dòng)汽車安全要求第3部分：人員觸電防護(hù)
GB/-2020電動(dòng)汽車安全要求（代替GB/.1、GB/.2、GB/.3）
QC/T897-2011
美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：
UNGTR NO.20（No.20）
電擊
觸電造成的人體傷害分為觸電傷害和觸電。 電擊傷是指電壓對(duì)人體表面的直接或間接傷害，表現(xiàn)為燒傷（燒傷）、電烙印、皮??膚金屬化等。 觸電是指電流通過人體時(shí)對(duì)人體內(nèi)部器官（如腎臟等）造成的傷害。 這是最危險(xiǎn)的電擊傷害。
人體作為“導(dǎo)體”，如果有40-50mA的電壓流過，持續(xù)時(shí)間為1s，接觸到渾濁的物體，就會(huì)對(duì)人體造成電擊傷害。 人體的內(nèi)阻模型是復(fù)雜的。 我國(guó)在起草接地設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范時(shí)，給出的人體電阻范圍是1000-。 人體能承受的交流峰值不超過42.4V，直流電流不超過60V。
觸電分為直接觸電和間接觸電。 直接觸電是指直接接觸電器設(shè)備的正常渾濁體而引起的觸電。 直流充電樁的基礎(chǔ)絕緣設(shè)計(jì)避免了這一點(diǎn)。 間接觸電是指電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣故障，在正常情況下不帶電的金屬外殼等外露導(dǎo)電部件帶有危險(xiǎn)電流而引起的觸電。 一旦人接觸到故障設(shè)備外露的導(dǎo)電部分，就會(huì)引起觸電。 直流充電樁屬于Ⅰ類設(shè)備，可以有效避免交流側(cè)的間接電接觸。
02.絕緣內(nèi)阻的檢測(cè)方法
包括直接法、比較法、自放電法。 直接法是直接檢測(cè)加在絕緣內(nèi)阻兩端的直流電流U和流過絕緣內(nèi)阻的電壓I，根據(jù)R=U/I估算。 按測(cè)試儀器的種類分為歐姆表、檢流計(jì)和兆歐表。 比較法是指與已知標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻進(jìn)行比較，常用的有電橋法和電壓比較法。 橋接方式是直流充電樁中常用的技術(shù)。 自放電法是讓漏電壓通過絕緣電阻對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電容充電，測(cè)量充電時(shí)間和電流，在標(biāo)準(zhǔn)電容兩端充電。 自放電法與信號(hào)注入法類似。
平衡電橋測(cè)量
如右圖所示，其中Rp為負(fù)極對(duì)地阻抗，Rn為正極對(duì)地阻抗，R1和R2同阻為限流大內(nèi)阻， R2和R3的阻值相同，是電流測(cè)量用的小電阻。
系統(tǒng)正常時(shí)，Rp、Rn無窮大，被測(cè)電流V1、V2相等。 通過R1和R2的分壓可以計(jì)算出負(fù)電流，進(jìn)而估算出總母線電流。
當(dāng)負(fù)極絕緣故障時(shí)，Rp阻值升高，Rp與（R1+R2）形成并聯(lián)電阻值。 此時(shí)負(fù)極分壓電壓下降，即V1大于V2。 根據(jù)基爾霍夫電壓定理，這可以通過V1和V2計(jì)算出絕緣電阻Rp的取值，其關(guān)系如下。
當(dāng)正絕緣電阻失效時(shí)算法相同。
從里面可以看出，平衡橋法適用于單極故障。 當(dāng)正、正極絕緣電阻故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，此時(shí)沒有辦法區(qū)分絕緣電阻值，可能會(huì)出現(xiàn)絕緣檢查不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。 .
不平衡電橋測(cè)量
不平衡橋法是在兩個(gè)內(nèi)部電阻的接地電阻相同的基礎(chǔ)上，通過電子開關(guān)S1和S2的不同開合，改變測(cè)量時(shí)相應(yīng)的接入電阻，進(jìn)而估算出正、正對(duì)地阻抗。
? 當(dāng)開關(guān)S1和S2同時(shí)閉合時(shí)，同平衡橋法，可計(jì)算母線電流
? 當(dāng)開關(guān)管S1閉合，S2斷開時(shí)，根據(jù)基爾霍夫電壓定理，(R1+R2)先與Rp并聯(lián)，再與Rn串聯(lián)形成回路。
? 當(dāng)開關(guān)管S1斷開，S2閉合時(shí)，根據(jù)基爾霍夫電壓定理，(R3+R4)與Rn并聯(lián)，再與Rp構(gòu)成串聯(lián)電路。
為此，可以通過以上三個(gè)開關(guān)的分合順序計(jì)算出接地絕緣電阻Rp和Rn的值。 該方法要求母線電流穩(wěn)定后測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。 同時(shí)，開關(guān)切換時(shí)母線電流會(huì)變?yōu)榻拥兀枰欢ǖ臅r(shí)間間隔，因此檢查速度稍慢。 不平衡電橋法在高壓檢測(cè)中比較常用。 這是檢查絕緣的另一種方法。
基于漏電壓原理的測(cè)量
該監(jiān)測(cè)方式共用一個(gè)電流采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)應(yīng)針對(duì)母線電流單獨(dú)設(shè)置，可利用系統(tǒng)已有的采樣信號(hào)。
?通過系統(tǒng)讀取參數(shù)。
?閉合開關(guān)S1和S3繼電器線圈電阻的測(cè)量方案，斷開開關(guān)S2。 此時(shí)Rp先與(R1+R3+R4)并聯(lián)繼電器線圈電阻的測(cè)量方案，再與Rn串聯(lián)形成回路，根據(jù)基爾霍夫電壓定理。
?閉合開關(guān)S2、S3，斷開開關(guān)S1。 此時(shí)RN先與(R2+R3+R4)并聯(lián)，再與RP串聯(lián)形成回路，根據(jù)基爾霍夫電壓定理。
因此，可以通過調(diào)整以上三個(gè)開關(guān)的開合順序來估算接地絕緣電阻Rp和Rn的值。
03.絕緣檢查固態(tài)保險(xiǎn)絲SSR
固態(tài)保險(xiǎn)絲SSR作為半導(dǎo)體元器件，具有體積小、無磁場(chǎng)干擾、驅(qū)動(dòng)信號(hào)小、無接觸振動(dòng)、無機(jī)械老化、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于安防市場(chǎng)，如被動(dòng)紅外測(cè)量、門鎖、報(bào)警面板、門窗傳感器等。以及智能水表檢測(cè)，包括有功功率、無功功率、任務(wù)切換、報(bào)警輸出、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)、幀率限制等。也適用于高壓絕緣檢查、取樣和電流平衡作為電子開關(guān)。