高壓電器的案例
6/10 聚焦5G：使用Ansys多物理仿真設計光子集成電路
內容簡介
高壓電器常見于電力系統、工業供電系統中，屬于非常重要的電能傳輸和分配電氣設備。同時，由于高壓電器的內部涉及的結構種類較多，而各機械結構的材料性能以及結構組成形式都進一步地影響著電器開關的性能發揮，不斷革新、優化，進一步提升著高壓電器開關的應用性能與使用穩定性。同時高壓電器領域的故障診斷方式也是客戶非常關注的點，如何采用OptiSLang實現高電壓電力變壓器的故障診斷也是這次案例分享的主要內容。
活動合作伙伴：北京朔和科技有限公司
時間
2022年6月10日（周五 ）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
李偉 電磁工程師
高壓電器、電力系統領域從業十多年，對電力行業產品設計優化較為熟悉。針對高壓變壓器、高壓電力開關等產品的設計優化有著豐富的設計經驗。
適用人群
高壓電器、電力系統領域、電力行業研發設計人員、高壓電器、電力工程等領域的大專院校研究生。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/live/Em8LzuGo?source=jishulink
展開 6/10 LS-DYNA 鋰電池多物理場擠壓、針刺仿真
針對高壓變壓器、高壓電力開關等產品的設計優化有著豐富的設計經驗。
適用人群
高壓電器、電力系統領域、電力行業研發設計人員、高壓電器、電力工程等領域的大專院校研究生。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/live/Em8LzuGo?source=jishulink
新能源汽車高壓線束安全設計
根據熱量累計公式：
Q=I2Rt
：
①通過大電流的用電器
電阻R的增大
，高壓用電器的
發熱量也會增大
；
②在超過一定安全閾值的情況下，可能導致
高壓用電器燒蝕和起火
。
基于此風險， 就要求在高壓用電器的設計和選型時，必須考慮實際的
使用需求
和
冗余保護
。
比如：
線束線徑設計是否足夠大
線束內阻是否足夠小
高壓連接接頭和觸點是否足夠牢靠
高壓連接螺栓扭矩是否足夠等等
（高壓接插件接口狀態完好）
（電池主高壓線束狀態完好）
如不滿足以上要求，從實車表現來說，將存在
因虛接打火導致高壓連接點燒蝕變色
甚至發黑
、
高壓線束外皮發熱變形發黑或碳化
等現象。
從蔚來ES8的拆解結果來看，即便是開了10萬公里，所有高壓線束的外觀狀態完好：
高壓接插件的接口位置光潔
高壓銅排的螺栓連接點完好
未發現任何燒蝕或者變黑的痕跡
（高壓銅排螺栓連接點狀態完好）
基于此可以判斷，蔚來ES8在高壓系統耐久安全方面還是做了很多冗余設計的。
注：冗余設計，指產品設計過程中在滿足實際需求的情況下留出余量。合理的冗余設計可極大的提高產品的可靠性，唯一的缺點就是成本更高。
比如實際最大使用電流為100A，但是選用能耐150A的線束。
3.
展開 新能源汽車高壓線束安全設計
根據熱量累計公式：
Q=I2Rt
：
①通過大電流的用電器
電阻R的增大
，高壓用電器的
發熱量也會增大
；
②在超過一定安全閾值的情況下，可能導致
高壓用電器燒蝕和起火
。
基于此風險， 就要求在高壓用電器的設計和選型時，必須考慮實際的
使用需求
和
冗余保護
。
比如：
線束線徑設計是否足夠大
線束內阻是否足夠小
高壓連接接頭和觸點是否足夠牢靠
高壓連接螺栓扭矩是否足夠等等
（高壓接插件接口狀態完好）
（電池主高壓線束狀態完好）
如不滿足以上要求，從實車表現來說，將存在
因虛接打火導致高壓連接點燒蝕變色
甚至發黑
、
高壓線束外皮發熱變形發黑或碳化
等現象。
從蔚來ES8的拆解結果來看，即便是開了10萬公里，所有高壓線束的外觀狀態完好：
高壓接插件的接口位置光潔
高壓銅排的螺栓連接點完好
未發現任何燒蝕或者變黑的痕跡
（高壓銅排螺栓連接點狀態完好）
基于此可以判斷，蔚來ES8在高壓系統耐久安全方面還是做了很多冗余設計的。
注：冗余設計，指產品設計過程中在滿足實際需求的情況下留出余量。合理的冗余設計可極大的提高產品的可靠性，唯一的缺點就是成本更高。
比如實際最大使用電流為100A，但是選用能耐150A的線束。
3.
展開 
從蔚來ES8看高壓線束安全設計
根據熱量累計公式：
Q=I2Rt
：
①通過大電流的用電器
電阻R的增大
，高壓用電器的
發熱量也會增大
；
②在超過一定安全閾值的情況下，可能導致
高壓用電器燒蝕和起火
。
基于此風險， 就要求在高壓用電器的設計和選型時，必須考慮實際的
使用需求
和
冗余保護
。
比如：
線束線徑設計是否足夠大
線束內阻是否足夠小
高壓連接接頭和觸點是否足夠牢靠
高壓連接螺栓扭矩是否足夠等等
（高壓接插件接口狀態完好）
（電池主高壓線束狀態完好）
如不滿足以上要求，從實車表現來說，將存在
因虛接打火導致高壓連接點燒蝕變色
甚至發黑
、
高壓線束外皮發熱變形發黑或碳化
等現象。
從蔚來ES8的拆解結果來看，即便是開了10萬公里，所有高壓線束的外觀狀態完好：
高壓接插件的接口位置光潔
高壓銅排的螺栓連接點完好
未發現任何燒蝕或者變黑的痕跡
（高壓銅排螺栓連接點狀態完好）
基于此可以判斷，蔚來ES8在高壓系統耐久安全方面還是做了很多冗余設計的。
注：冗余設計，指產品設計過程中在滿足實際需求的情況下留出余量。合理的冗余設計可極大的提高產品的可靠性，唯一的缺點就是成本更高。
比如實際最大使用電流為100A，但是選用能耐150A的線束。
3.
展開 從蔚來ES8看高壓線束安全設計
根據熱量累計公式：
Q=I2Rt
：
①通過大電流的用電器
電阻R的增大
，高壓用電器的
發熱量也會增大
；
②在超過一定安全閾值的情況下，可能導致
高壓用電器燒蝕和起火
。
基于此風險， 就要求在高壓用電器的設計和選型時，必須考慮實際的
使用需求
和
冗余保護
。
比如：
線束線徑設計是否足夠大
線束內阻是否足夠小
高壓連接接頭和觸點是否足夠牢靠
高壓連接螺栓扭矩是否足夠等等
（高壓接插件接口狀態完好）
（電池主高壓線束狀態完好）
如不滿足以上要求，從實車表現來說，將存在
因虛接打火導致高壓連接點燒蝕變色
甚至發黑
、
高壓線束外皮發熱變形發黑或碳化
等現象。
從蔚來ES8的拆解結果來看，即便是開了10萬公里，所有高壓線束的外觀狀態完好：
高壓接插件的接口位置光潔
高壓銅排的螺栓連接點完好
未發現任何燒蝕或者變黑的痕跡
（高壓銅排螺栓連接點狀態完好）
基于此可以判斷，蔚來ES8在高壓系統耐久安全方面還是做了很多冗余設計的。
注：冗余設計，指產品設計過程中在滿足實際需求的情況下留出余量。合理的冗余設計可極大的提高產品的可靠性，唯一的缺點就是成本更高。
比如實際最大使用電流為100A，但是選用能耐150A的線束。
3.
展開 電力電纜絕緣檢測中采用直流耐壓試驗應注意的技術問題
為了消除雜散電流對試驗結果的影響，采用微安表接在高壓側，高壓引線及微安表加屏蔽接線。這種試驗接線，由于采取微安表接在高壓回路，且高壓引線和微安表加了屏*蔽，因此能消除高壓引線電暈和試驗設備雜散電流對試驗結果的影響，其試驗結果的準確度高。此種接線，對電纜外皮對地絕緣或不絕緣的都可采用。
專業生產直流高壓發生器廠家拓普電氣認為在惡劣環境條件下，電纜表面泄*漏電流較大，使試驗數據不能反映絕緣真實情況。采用電纜兩頭加屏*蔽來消除表面泄漏電流，此法可完全消除電纜兩頭表面泄*漏的影響，可測出電纜絕緣的真實泄漏電流數據。
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展開 電動車高壓系統的組成，功能與工作原理
DC/DC
為了達到整車電平衡，需要動力電池提供整車用電器的電源，同時能夠給蓄電池充電。但是動力電池的電是高壓電，因此需要通過DC/DC裝置，將高壓直流電轉化為低壓直流電。
8.高壓線束
高壓線束的作用是連接各個高壓電器件，起到傳遞高壓電源的作用。所有的每個部件之間的帶箭頭線都是高壓線。
3 高壓線束系統設計考慮因素
高壓線束的作用是連接各個高壓電器件，起到傳遞高壓電源的作用。從上圖我們可以很清晰到看到高壓系統當中各個部件的連接關系。所有的每個部件之間的帶箭頭線都是高壓線。高壓線束主要有快充高壓線，慢充高壓線，電池包到PDU的高壓線，PDU到MCU的高壓線等。受整車布置的影響，這幾段高壓線束是我們重點關注的，其他的高壓線有時候是零部件自帶過來的
設計主要考慮因素：
1.高電壓
電池包的電壓為100~400V的高電壓，這對高壓線束的絕緣提出更好的要求，必須做好良好的絕緣，《GB T 18384.3-2015 電動汽車 安全要求 第3部分：人員觸電防護》規定在最大工作電壓下，直流電路絕緣電阻應 大于100Ω/V，交流電路應大于500Ω/V。
經過這些年的發展，目前高壓線束的技術也比較成熟，但是絕緣電阻這個應該是我們設計關注的點。
2.大電流
在高壓系統中，高壓電流瞬間能夠打到幾百安培，這對高壓線束的載流能力要求更高。進行高壓線束設計的時候，要充分考慮。
3.防護等級
因為水和灰塵的侵蝕容易造成線束的絕緣性能下降，造成高壓擊穿、漏電等安全隱患，高壓線束進行布置的時候要特別注意，避免布置在有積水的地方，若布置在地板下面，應該增加相應的遮擋物。但是即使這樣，高壓線束的設計防護等級應該最高，滿足國標IP67標準要求。
展開 熒光微量氧變送器檢測環境中SF6氣體的氧氣含量確保電力系統安全運行
SF6氣體作為良好的絕緣介質和滅弧能力等獨特的優越性,被越來越廣泛地應用到高壓電器當中,而安全永遠是電力系統運行、控制和管理工作當中的首要問題。
SF3氣體在高溫電弧作用下易產生有毒有害氣體,SF6氣體不可燃且不助燃，但如果暴露在明火或高于400°F的高溫下會分解出許多非常有毒的化合物，包括二氧化硫氟化氫，硫化氫，六氟化硫和其他有害的硫的氟化物。當空氣中六氟化硫含量過高而使氧含量<19.5%時，會導致快速窒息。
另一方面因其設備的制作工藝、裝配工藝、老化過程、溫度變化、壓力差等因素的影響而不可避免地導致設備中氣體的泄漏，一旦泄漏從而影響到設備的運行安全和檢修人員的人身安全。
因此及時發現室內SF6設備(尤其是GIS設備)氣體泄漏,采取相應措施確保人身及設備安全極為重要。室內SF6氣體及氧氣含量在線監測的實現,工采網推薦使用英國SST熒光微量氧變送器 - LOX-TRACE-1000-BLX來檢測當環境中SF6氣體含量超標或缺氧時，實時進行報警。
英國SST熒光微量氧變送器- LOX-TRACE-1000-BLX可以在任意氧濃度下工作，且不會損壞傳感器對氧氣具有高度選擇性和靈敏度，響應速度快，凈化時間短。
英國SST 熒光微量氧變送器LOX-TRACE-1000-BLX 產品優勢：
1.體積小巧，流通式外殼，密封基底
2.不含任何有害物質，符合RoHS & REACH
3.對壓力波動不敏感
4. 可用在真空應用中
英國SST 熒光微量氧變送器 LOX-TRACE-1000-BLX 性能參數 ：
展開 新能源汽車高壓線束的設計概述
適用于必須有屏蔽功能的地方，如電器外部與高壓線束的連接。
所有高壓連接器都要求防水，根據使用位置不同，防水等級也不一樣。目前使用居多的有1P連接器（圖4)、2P連接器（圖5)及3P連接器，超過3P 的連接器比較少見，通用性太小而且開發成本高，—般連接器廠家很少開發。
1P連接器結構相對簡單，成本相對低。滿足高壓系統的屏蔽、防水等要求，但裝配工序復雜，維修性差。一般可以應用在電池包甩線、電機甩線等，也可以使用在高壓電器內部電路連接，如高壓電池包內部等。
2P連接器結構復雜，成本相對高。滿足高壓系統的屏蔽、防水等要求，維修性好。一般用于直流電輸入輸出，如高壓電池包上、控制器端、充電機直流電輸出端等。
4.2維修開關類型和應用
維修開關在高壓系統中必不可少，在高壓系統需要檢查維修時，必須先斷開高壓電源，主要就是通過斷開維修開關來實現斷開高壓總電源。
1) 帶熔斷絲開關（圖6)—般安裝在高壓電池包上，并要布置在方便插拔的位置。特點：帶熔斷絲，結構復雜，成本相對高，體積相對大，適用于大電流的高壓系統上。
圖6 帶熔斷絲開關
2)不帶熔斷絲開關（圖7)結構簡單，成本低，體積相對小，適用于布置空間緊張的位置。如果維修開關內部不帶熔斷絲，高壓電氣系統中也應該要有熔斷絲對電路進行保護。
展開 PLC的實際應用，就藏在這里！每個人都應該注意......
● PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備，不能與高壓電器安裝在同一個開關柜內。在柜內PLC應遠離動力線（二者之間距離應大于200mm）。與PLC裝在同一個柜子內的電感性負載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應并聯RC消弧電路。
● PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關量與模擬量也要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10。
● 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。
（3）I/O端的接線
輸入接線
● 輸入接線一般不要太長。但如果環境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。
● 輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開。
● 盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。
輸出連接
● 輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。
● 由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板。
● 采用繼電器輸出時，所承受的電感性負載的大小，會影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負載時應合理選擇，或加隔離繼電器。
● PLC的輸出負載可能產生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續流管保護，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護。
（4）正確選擇接地點，完善接地系統
良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。
展開 
關于新能源汽車高壓線束的設計
使用在無需屏蔽的位置，如充電回路、電池包殼體內部及控制器內部等由金屬殼體包覆的電器上。
屏蔽型連接器結構復雜，有屏蔽要求，成本相對高。適用于必須有屏蔽功能的地方，如電器外部與高壓線束的連接。
所有高壓連接器都要求防水，根據使用位置不同，防水等級也不一樣。目前使用居多的有1P連接器（圖4)、2P連接器（圖5)及3P連接器，超過3P 的連接器比較少見，通用性太小而且開發成本高，—般連接器廠家很少開發。
1P連接器結構相對簡單，成本相對低。滿足高壓系統的屏蔽、防水等要求，但裝配工序復雜，維修性差。一般可以應用在電池包甩線、電機甩線等，也可以使用在高壓電器內部電路連接，如高壓電池包內部等。
2P連接器結構復雜，成本相對高。滿足高壓系統的屏蔽、防水等要求，維修性好。一般用于直流電輸入輸出，如高壓電池包上、控制器端、充電機直流電輸出端等。
4.2維修開關類型和應用
維修開關在高壓系統中必不可少，在高壓系統需要檢查維修時，必須先斷開高壓電源，主要就是通過斷開維修開關來實現斷開高壓總電源。
1) 帶熔斷絲開關（圖6)—般安裝在高壓電池包上，并要布置在方便插拔的位置。特點：帶熔斷絲，結構復雜，成本相對高，體積相對大，適用于大電流的高壓系統上。
圖6 帶熔斷絲開關
2)不帶熔斷絲開關（圖7)結構簡單，成本低，體積相對小，適用于布置空間緊張的位置。
展開 新能源車的高壓互鎖研究及故障排除
文章來源：上汽通用汽車有限公司武漢分公司
電動汽車的快速發展在給人們帶來出行便利的同時，電
動汽車動輒300V以上的高壓電器系統，也給車載高壓用電器的使用安全帶來嚴峻考驗。高壓互鎖裝置作為一項重要的防護措施，其復雜冗長的線路也給高壓互鎖類故障排查帶來了種種困難，本文通過對高壓互鎖機制的研究，針對某造車過程中出現的高壓互鎖故障的梳理和總結，從高壓互鎖策略、故障排除方法等兩個方面對高壓互鎖故障進行歸納總結，便于迅速定位故障原因并進行有效遏制。
1高壓互鎖
高壓互鎖
HVIL（High Voltage Inter lock）通過低壓信號來檢測電動汽車上整個高壓模塊回路電器連接的完整性，由于電動汽車高壓模塊分布在各個子系統中，高壓模塊間的連接通過高壓線束及其插接件形成一個完整的整車高壓系統，在振動及沖擊的惡劣工況下，當整個電動汽車高壓回路斷開或者完整性受到破環時，就需要啟動安全措施，如報警或者斷開高壓回路，因此高壓互鎖的設計是確保人員安全和車輛設備安全運行的關鍵。如圖1所示，高壓控制系統由高壓電池、車載充電模塊、電機控制模塊、驅動電機、高壓分配
模塊等組成。高壓互鎖監控器向高壓互鎖回路提供一個信號電壓，然后檢測返回的信號電壓，如果檢測不到返回的信號電壓，則表明高壓線路可能處于斷路狀態，若繼續供電會有安全隱患，此時動力電池控制單元會切斷高壓電供電。
2高壓互鎖診斷功能要求及其控制策略
基于高壓互鎖檢測原理得知當車輛發生高壓互鎖故障
時，要確保高壓系統以合適的方式進行安全斷電，并且在故障排除之前高壓系統不能上高壓，同時觸發對應的診斷故障碼DTC（Diagnostic Test Code）。
展開 電工42問驗證你是否是合格電工！電力人員必備知識
27，高壓電器設備主要包括哪些？
答：高壓電器設備主要包括高壓熔斷器.高壓隔離開關.高壓負荷開關.高壓斷路器.高壓開關柜和電力變壓器。
28，異步電動機的運轉原理是什么？
答：異步電動機是得用磁場來工作的當電動機的定子繞組通入三相交流電時，隨著定子繞組中的三相電流不斷的變化，它所產生的磁場也就在空間不斷的旋轉，因轉子導線在磁場旋轉過程中切割了磁力線，由于所有轉子導線的兩端分別被兩個銅環連在一起，因而互相構成了閉合回路，因此，產生了轉子電流，該電流在旋轉磁場中受到電磁力，便對軸形成了電磁轉矩，使轉子順著旋轉磁場方向而轉動。
29，火線進開關的重要性是什么？
答：安裝照明線路時，燈的開關必須控制火線，這樣能保證在開關斷開時，電燈的燈頭不帶電，更換燈泡或檢修燈頭時就不會觸電。
30，電動機發熱嚴重的原因是什么？
答：（1）電源電網電壓過低或過高，拖動機械卡住或潤滑不良；（2）電動機通風不好，風罩被花衣雜物塞?。唬?）轉子斷條；（4）正反轉頻繁或啟動次數過多；（5）定轉子相擦；（6）定子繞組有小范圍短路或定子繞組有局部接地。
31，常用的絕緣工具有哪些？
答：有絕緣棒、絕緣鉗、橡皮絕緣手套和絕緣靴、橡皮毯和絕緣站臺。
32，二極管的特性是什么？
答：二極管的特性是單向導通。
33，常見的防雷裝置有哪些？
答：避雷針、避雷線、避雷網、避雷帶、避雷器。
34，電動機絕緣等級分哪幾種？其溫度各為多少？
答：絕緣等級分：A級、E級、B級、F級、H級。
其中A級允許極限溫度105℃，溫升為60℃
E級允許極限溫度120℃，溫升為75℃
B級允許極限溫度130℃，溫升為80℃
F級允許極限溫度155℃，溫升為100℃
H級允許極限溫度180℃，溫升為125℃
35，三相異步電動機的制動？
展開 【真空斷路器工作原理及作用】- 米思米機械設備知識分享
利用這個方法的好處是：
(1) 可以很好地解決高壓電器對地的絕緣問題。
(2) 檢測靈敏度不但實際而且比較高。
(3) 對光電、磁場、輻射、震動以及環境污染等都有比較強的抗拒能力
瀏覽米思米官網https://www.misumi.com.cn/學習更多電工知識
