安科瑞 崔庭宇
技术交流:1八八 60久久 51零5
直流充电桩作为电动汽车高压直流供电核心设备,其输出电压通常覆盖500V~1500V(甚至更高),且长期暴露于户外复杂环境(温湿度剧烈变化、粉尘、振动等),绝缘性能劣化可能直接引发漏电、电击、火灾等严重安全事故。因此,绝缘监测是直流充电桩安全运行、合规运营的核心需求。
直流充电桩的绝缘监测需结合高压特性、复杂环境及标准要求,通过不同技术方案实现 “准确检测、抗干扰、快速响应”。目前主流技术可分为基于电阻测量的电桥法、基于信号注入的检测法、基于漏电流直接测量的方法三大类。
随着直流桩功率提升(≥120kW),充电电流可达 200A~500A,电桥法易受强电磁干扰导致检测失效。信号注入法通过向高压回路注入 “与直流主回路无关的特征信号”(如高频交流信号、脉冲信号),避免主回路干扰,是大功率快充桩(180kW~480kW)的核心方案。
直流系统绝缘监测仪可以应用在50~400V的直流系统中,配合绝缘监测用耦合仪可以监测1000V。
产品可以在线监测直流不接地系统正负极对地绝缘电阻,当绝缘电阻低于设定值时,发出预警或报警信号。
直流系统绝缘监测仪采用信号注入法的监测方式,适用于CCS(Combined Charging System)充电标准和CHAdeMO充电标准。
其中,CCS广泛应用于欧美国家电动汽车的快速充电系统,CHAdeMO主要应用于日本国内电动汽车快充接口。
功能特点
■ 绝缘电阻监测功能。产品可以监测直流系统对地的绝缘电阻,可以分别监测直流系统正极对地、负极对地的绝缘电阻。
■ 电压监测功能。产品可以监测直流系统正负极之间的电压,正极对地电压,负极对地电压。
■ LED 指示功能。产品面板具有运行、通讯、故障、预警和报警 LED 指示灯,可以显示产品状态。
■ LCD 显示功能。产品采用 128*64 点阵液晶显示,可以显示参数信息。
■ 预警报警功能。产品具有两组独立可调的设定值,可以设定预警值和报警值,当绝缘电阻低于设定值时,产品发出预警和报警信号。
■ 电压报警功能。产品可以监测直流系统电压波动情况,当出现过压或欠压时,能及时发出报警信号。
■ PEKE 断线报警功能。产品可以监测 PE、KE 与接地端子的连接状态,当任意一根连接线与接地端子断开,产品发出报警信号。
■ 绝缘故障判断功能。产品接入的直流系统电压超过 50V 时,可以通过“绝缘评估”子菜单,查看正极对地电压,负极对地电压,正极对地电阻,负极对地电阻,用于评估故障位置。
■ 数字量输入功能。产品具有 1 路 DI 输入,连接外部按钮开关,短按(<2s,下同)仪表自检,长按(>2s,下同)仪表复位,持续长按(>5s,下同)仪表可以在“正在监测”和“停止监测”两种状态之间切换。
■ 数字量输出功能。产品具有 2 路 DO 输出,默认对应绝缘预警和报警,可以修改为过压、欠压、反接等故障,DO 输出可以选择常开(N/O,下同)或者常闭(N/C,下同)模式。
■ 事件记录功能。产品能够记录 50 条报警记录,包括故障类型、故障值和发生的时间,方便工作人员排查故障。
■ 远程通讯功能。产品具有 1 路 RS485 接口,采用 Modbus-RTU 协议,可以进行数据交互。
■ 自检和复位功能。产品具有自检功能,可以长按▲键、DI 输入或者远程通讯, 产品具有复位功能,可以长按 ESC 键、DI 输入或者远程通讯,复位可以设置为手动或者自动模式。
■ 停止监测功能。产品可以通过 DI 输入、远程通讯或者子菜单“停止模式”停止绝缘监测,此时,产品与大地的连接通过内部继电器断开,继电器介电强度 3kV。
■ 监测延时功能。产品可以通过子菜单“上电监测延时”设置延时时间,用于抑制监测干扰。
■ 导轨安装。产品采用标准 35mm 导轨安装。
■ 插拔端子。产品采用插拔端子接线,方便接线和安装。
应用案例
该示例为一个双枪120kW直流充电桩。智能切换单元控制充电模块,直流电表测量电流,绝缘监测仪测量绝缘电压,绝缘电阻,绝缘监测由控制器进行控制。当充电桩使用时,单独使用充电枪A或B时,控制器发出命令控制对应IMD1或者IMD2绝缘监测仪先进行绝缘监测;充电枪A和B同时使用时,控制器发出命令控制IMD1绝缘监测仪先进行绝缘监测。通过控制器与绝缘监测仪的协调工作,保障直流充电系统的安全性,稳定性和可靠性。
外形和尺寸
绝缘监测是直流充电桩安全运行、合规运营与可靠服务的 “核心防线”,其意义贯穿 “人身安全、设备保护、合规运营、运维效率” 四大维度,直接决定充电桩能否避免漏电、电击、火灾等致命风险,同时保障长期稳定的充电服务。
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