GYDCG-UBCW2K高压直流绝缘监测仪（2000V系统）
产品简介
详细信息
1 概要
GYDCG-UBCW2K系列是基于非平衡电桥原理的直流对地绝缘监测模块，具备监测和保护功能于一体。可以监测直流浮地系统正负极对地绝缘电阻值，范围0Ω～10MΩ；同时还能检测直流电压值，范围0V～2000V。
GYDCG-UBCW2K-RS和GYDCG-UBCW2K-RSA型号通过通讯实现绝缘监测的控制和数据读取。发送通讯帧开启或关闭绝缘监测功能，开启绝缘监测功能后，高压接地开关闭合，并实现绝缘电阻的实时测量。绝缘监测上电后默认为关闭状态，需发送通讯帧开启绝缘监测功能。用户通过写0x0102寄存器来操作绝缘监测的开启和关闭，可通过读0x001B寄存器的Bit2来确定当前的绝缘监测是开启状态还是关闭状态，用户可通过读0x001B寄存器的Bit1来确定当前数值是否有效。
GYDCG-UBCW2K-A为继电器干接点输出方式，无通讯功能，绝缘监测上电即处于开启状态。当实际绝缘电阻值小于设定的阈值的时候，干接点闭合。
直流电压在100V~2000V之间才可实现绝缘电阻监测，当直流电压小于100V的时候，或者绝缘监测未开启的时候，读取的绝缘电阻为65535（无效数）。当测量值大于10MΩ时，通讯接收到的值为60000（无穷大）。
开启绝缘监测功能后，本产品持续对绝缘电阻进行实时监测，用户可在开启绝缘监测功能后1s读取绝缘电阻值。对于存在直流对地电容的情况，模块可实现自适应监测3uF以下接地电容（正负极对地电容分别为3uF以下，总电容6uF以下），当存在对地电容的情况下，监测时间最长不超过2.5s。
2 接口及功能
2.1 LED灯显示
模块上电后‘PWR’灯亮。
当绝缘监测开启后‘LD1’灯亮，绝缘监测关闭后‘LD1’灯灭。
当绝缘电阻小于报警阈值，‘LD2’灯亮；否则，‘LD2’灯灭。
2.2 拨码开关配置位
对应的拨码拨到“ON”方向，即为置“1”。
CONFIG1的4位拨码开关，第1位设置波特率，9600bps或19200bps；2~4位设置通信地址。
CONFIG2的6位拨码开关，用于绝缘电阻报警阈值设定。
2.3 绝缘电阻报警阈值设定
可以通过CONFIG2拨码开关1-5位设定绝缘电阻报警阈值，其中1-4位为设置值，第5位为设置倍率，如设置值为15，倍率为10，则设定的报警只为150KΩ。
2.4 继电器输出
当绝缘电阻低于设定阈值时，报警继电器输出端，即’OV+’和’OV-‘ 端子闭合。用户可将OV+ 端子和OV- 端子与电气系统串联实现保护功能。串联电流应小于3A，开路电压应小于250VAC/300VDC
2.5 RS485通讯
用户可以通过RS485通讯端口发送和接受数据帧，电路内配120Ω终端电阻，具体操作方式可查看‘RS485通讯协议’。端子A、B分别对应RS485输出的A、B。
2.6 其他注意事项
1、 直流电压在100V~2000V之间才可实现绝缘电阻监测，若绝缘监测处于关闭状态，或者直流电压小于100V，或者刚开启的短时间内，读到的绝缘电阻为65535，即0xFFFF（无效数）。
2、 若读到的绝缘电阻值为有效数，绝缘电阻值监测范围1KΩ~10MΩ之间，当测量值大于10MΩ时，通讯接收到的值为60000，即0xEA60（无穷大）。
3 接线方法
接口名称 | 接线方式 | 备注 |
DC+ | 直流正极 | 直流DC1接口1 |
DC- | 直流负极 | |
Vin | 模块供电正极 | 9-30Vdc |
0V | 模块供电负极 | |
GND | 系统大地 | |
A | 485A | |
B | 485B | |
OV+ | 报警继电器输出 | |
OV- | 报警继电器输出 |
4 结构参数
模块采用导轨安装或螺丝固定方式均可。导轨使用标准宽度35mm。外形尺寸如下图所示：(单位：mm)
5 电气参数
参数 | 条件 | 典型值 |
直流系统电压测量范围 | 0~2000VDC | |
直流系统电压测量精确度 | ≤2V+1% | |
辅助电源供电范围 | 9~30Vdc | |
辅助电源供电功率 | 3W | |
绝缘电阻测量范围 | 直流系统电压100V~2000V | 1KΩ~10MΩ |
绝缘监测精确度① | 直流电压100V~300V | ≤3KΩ+10% |
直流电压300V~2000V | ≤3KΩ+5% | |
CY②＞0.3μF, 绝缘电阻＞1MΩ或CY②＞1μF | ＞10% | |
继电器切换电压 | 250VAC/30VDC | |
继电器切换电流 | 3A | |
继电器接触电阻 | <100mΩ | |
继电器绝缘电阻 | 100MΩ | |
存储温度 | -40℃~125℃ | |
工作温度 | -40℃~75℃ |
① 当正对地绝缘电阻RISO+和负对地绝缘电阻RISO-相差过大，相差倍数＞10倍， RISO+和RISO-其中的大电阻可能不符合典型值。
② CY指系统对地Y电容
6 通讯协议
设备提供 Modbus RTU 协议接口，采用 Modbus RTU 0x03/0x06 命令; 波特率，通讯地址，可通过拨码开关设定，停止位1，数据位8。发送帧内的每个字节之间时间间隔不得超过20ms，否则会清零帧。
本模块工作在从机模式。
6.1读操作功能码 0x03: 读保持寄存器
6.1.1 请求命令
BYTE[0] 设备地址
BYTE[1] 功能码0x03
BYTE[2] 寄存器起始地址高字节
BYTE[3] 寄存器起始地址低字节
BYTE[4] 寄存器长度高字节
BYTE[5] 寄存器长度低字节
BYTE[6] CRC校验低位
BYTE[7] CRC校验高位
6.1.2 应答命令
BYTE[0] 设备地址
BYTE[1] 功能码0x03
BYTE[2] 寄存器字节长度
BYTE[3] 寄存器高字节
BYTE[4] 寄存器低字节
BYTE[5] 寄存器高字节
… …
BYTE[n ] CRC校验低位
BYTE[n+1 ] CRC校验高位
6.2写操作功能码 0x06: 写单个寄存器
6.2.1 请求命令
BYTE[0] 设备地址
BYTE[1] 功能码0x06
BYTE[2] 寄存器起始地址高字节
BYTE[3] 寄存器起始地址低字节
BYTE[4] 寄存器参数高字节
BYTE[5] 寄存器参数低字节
BYTE[6] CRC校验低位
BYTE[7] CRC校验高位
6.2.2 应答命令
BYTE[0] 设备地址
BYTE[1] 功能码0x06
BYTE[2] 寄存器字节长度
BYTE[3] 寄存器高字节
BYTE[4] 寄存器低字节
BYTE[5] 寄存器高字节
… …
BYTE[n ] CRC校验低位
BYTE[n+1 ] CRC校验高位
■CRC-16算法(RS485)：
按 CRC 规则的生成多项式产生校验数据，结果加在指令后作为校验码。
生成多项式：X^16+X^15+X^2+1
1.设置 CRC 寄存器，并给其赋值0Xffff.
2.将数据的个8-bit 字符与 16 位的 CRC 寄存器的低 8 位进行异或，并将结果存入 CRC 寄存器。
3.CRC寄存器右移一位。MSB补 0，移出并检查LSB.
4.如果 LSB为 0，重复第三步；若LSB 为 1，CRC 寄存器与多项式码异或。
5.重复第 3 步与第 4 步至 8 次移位全部完成。此时一个 8-bit 数据处理完成。
序号 | 功能码 | 寄存器地址 | 内容 | 发送示例（地址 01） | 备注 |
1 | 03 读寄存器 | 0x0010 | 母线电压 | 01 03 00 10 00 01 85 CF | 单位 V，正负母线间电压，倍率0.1 |
3 | 0x0012 | 正极对地电阻 | 01 03 00 12 00 01 24 0F | 单位 KΩ，取整数 | |
4 | 0x0013 | 负极对地电阻 | 01 03 00 13 00 01 75 CF | 单位 KΩ，取整数 | |
7 | 0x001B | IO状态 | 01 03 00 1B 00 01 F4 0D | Bit1:绝缘电阻监测是否有效（有效置1）。 Bit2:绝缘监测是否开启，对地开关是否闭合（有效置1）。 | |
8 | 06 写寄存器 | 0x0102 | 绝缘监测控制 | 01 06 01 02 00 11 E9 FA | 开启绝缘监测 |
9 | 绝缘监测控制 | 01 06 01 02 00 00 29 F6 | 关闭绝缘监测 |
示例：
1、开启绝缘监测：01 06 01 02 00 11 E9 FA
返回帧：01 06 02 00 11 78 84
2、关闭绝缘监测：01 06 01 02 00 00 29 F6
返回帧：01 06 02 00 00 B8 88
3、读取母线电压和正负极对地电阻（读4个寄存器）：01 03 00 10 00 04 45 CC
返回帧：01 03 08 00 00 02 58 EA 6002 58 C8 75
读取直流电压 0X0000(0V)，读取总绝缘电阻0X0258 (600KΩ)，读取正极绝缘电阻0XEA60(无限大)，读取负极绝缘电阻0X0258(600KΩ)。
4、读取IO状态：01 03 00 1B 00 01 F4 0D
返回帧：01 03 02 00 06 38 46
代表绝缘监测启动中（对地继电器闭合），绝缘电阻监测有效。