接地故障检测电路制造技术

一种接地故障检测电路，包括：保险丝和保险丝检测电路。保险丝和保险丝检测电路被设置成并联耦接在待被检测接地故障的受监测电路的参考点与第二点之间。保险丝检测电路还被设置成检测指示接地故障情形的保险丝熔断并且使受监测电路的至少一部分停用。

【技术实现步骤摘要】
接地故障检测电路
本专利技术涉及接地故障检测电路。该接地故障检测电路特别地适于，但绝不限制于与逆变器(例如与接地的PV (光伏)阵列相关联的逆变器)一起使用。
技术介绍
在光伏电力系统中，可能需要将光伏阵列的一个电力端子接地以遵守规则(例如UL1741)或遵守制造商推荐规范(一些薄膜组件)。这些系统可以在单个点处正极接地或负极接地。在接地PV系统的工作期间，可能会形成充当阵列的第二接地点的故障。取决于该故障的位置，可能会流过大的接地电流。这是潜在危险的情况，因此必须中断接地故障电流。通常通过使原接地点断开来实现故障电流的中断。此时进行接地故障指示并使与PV系统相关联的逆变器停用，使得尽快校正接地故障。通过接地故障检测和中断电路(GFDI，Ground Fault Detection and Interrupt circuit)来实现阵列的接地、故障电流的中断和关于已经发生接地故障的指示(该指示用于使逆变器停用并警告用户)。这样的系统的部件在批准使用之前必须进行严格的测试。在美国，大多数光伏装置的逆变器要求保险业实验室标准UL1741 “与分布式能源一起使用的逆变器、变流器、控制器和互联系统设备”。通常，这样的系统仅容许最高达600V的DC (直流)电压，然而存在对1000V的所列产品的需要。为了简化批准流程，期望使用由美国国家测试实验室列举的部件。然而，由于其它美国标准(例如UL508A)，这样的部件通常针对最大600V的DC电压进行列出。因此，为了满足UL1741，需要耐高压GFDI系统。为了最小化这样的系统所需要的测试，期望使用由美国国家测试实验室所列举的部件来构造系统。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种接地故障检测电路，其包括:保险丝；以及保险丝检测电路，所述保险丝和所述保险丝检测电路被设置成并联耦接在待被检测接地故障的受监测电路的参考点与第二点之间，以及其中，所述保险丝检测电路还被设置成检测指示接地故障情形的保险丝熔断以及使所述受监测电路的至少一部分停用。可选地，指示接地故障的保险丝熔断能够通过检测所述保险丝两端的至少预定电压或指示流过所述保险丝的电流的信号进行检测。可选地，所述保险丝两端的预定电压是由于流经所述保险丝的至少预定电流熔断所述保险丝而引起的。可选地，所述保险丝检测电路包括被设置成并联耦接在待被检测接地故障的受监测电路的参考点与第二点之间的电压监测器。可选地，所述保险丝检测电路包括至少两个电压监测器。可选地，所述保险丝检测电路还包括耦接在每个电压监测器与所述保险丝之间的分压器。可选地，所述分压器包括具有在IOOk欧姆至100M欧姆之间的值的电阻器。可选地，所述保险丝的额定值在IA至5A之间。可选地，每个电压监测器是电压监测继电器。可选地，所述保险丝检测电路包括被设置成向所述保险丝注入电流的隔离的DC源或AC源。可选地，所述保险丝检测电路还包括被设置成检测被注入至所述保险丝并且流过所述保险丝的电流或指示该电流的信号的检测装置。可选地，所述保险丝检测电路的检测装置被设置成检测电流信号波形。可选地，所述检测装置包括滤波器。可选地，所述保险丝检测电路还被设置成在输出上指示故障情形。可选地，所述受监测电路的第二点为正极连接点。可选地，所述受监测电路的第二点为负极连接点。可选地，所述电路容许600V或更高的电压。可选地，所述电路容许1000V或更高的电压。可选地,所述参考点为接地连接点。可选地，所述第二点为DC连接点。可选地，所述第二点为AC连接点。根据第二方面，提供了检测接地故障的方法，其包括:通过保险丝检测电路检测指示接地故障情形的保险丝熔断，所述保险丝和所述保险丝检测电路被设置成并联耦接在受监测电路的参考点与第二点之间；以及响应于检测到所述保险丝熔断情形使所述受监测电路的至少一部分停用。可选地，检测指示接地故障的保险丝熔断包括检测所述保险丝两端的至少预定电压或指示流过所述保险丝的电流的信号。可选地，所述保险丝两端的预定电压是由于流经所述保险丝的至少预定电流熔断所述保险丝而引起的。可选地，所述保险丝检测电路包括被设置成向所述保险丝注入电流的隔离的DC源或AC源。可选地，所述保险丝检测电路还包括被设置成对被注入所述保险丝并且流过所述保险丝的电流或指示该电流的信号进行检测的检测装置。可选地，所述保险丝检测电路的检测装置被设置成检测电流信号波形。可选地，所述检测装置包括滤波器。可选地，所述保险丝检测电路还被设置成在输出上指示故障情形。根据第三方面，提供了接地故障检测系统，所述系统包括接地故障检测电路，其中，PV阵列为所述受监测电路，所述PV阵列的逆变器被设置成响应于检测到指示接地故障情形的保险丝熔断而被停用。在本文中引用了电子电流，应当理解其在方向上与本领域技术人员所理解的传统电流理论相反。【附图说明】现在将仅通过示例并且参照附图来描述实施方式，在附图中:图1示出了根据一个实施方式的接地故障检测系统；图2示出了负极接地故障；图3示出了正极接地故障；图4示出了根据一个实施方式的GFDI电路；以及图5示出了根据一个实施方式的GFDI电路。在附图中，贯穿全文用相同的附图标记表示相同的元件。【具体实施方式】总体而言，如图1所示，接地故障检测系统包括相对于受监测电路布置的接地故障和中断(GFDI)电路14。例如，在图1中，受监测电路包括光伏电池(PV)阵列12，该光伏电池阵列12通过负极端子17和正极端子19耦接至逆变器10，以便如本领域的技术人员理解的将由PV阵列产生的DC电压转换为AC电压。接地电流可能由于故障而开始流动，所述故障为例如使电流从PV模块流向其接地外壳的、PV模块阵列的击穿。流有接地电流的其它原因可以为维修工人切断电缆或者PV阵列所位于的地点被淹没。GFDI电路14被设置成检测指示接地电流流动的保险丝40的熔断。可以通过检测保险丝两端的电压是否超过预定阈值来确定保险丝的熔断。还可以通过向保险丝注入电流并监测所注入的电流或表示所述电流的信号来检测保险丝的熔断。如果检测的电流低于预定阈值，则认为保险丝由于接地电流流动而熔断。注入的电流可以为例如可通过滤波器检测的信号波形。响应于检测到保险丝熔断，GFDI电路14被设置成通过输出16使受监测电路和/或逆变器停用。这可以通过断开连接至逆变器的输入端(未示出)的继电器来实现。例如，监测继电器可以监测保险丝两端的电压并且响应于所监测的电压而断开或闭合其输出继电器。在电流检测实施方式中，电流监测继电器可以以相同方式进行操作。该继电器可以放置在SPV系统的紧急停止(E-Stop)链中。在图1中，PV阵列被表示为通过布置在负极接地连接点与负极端子17之间的GFDI电路14而负极接地。可替代地，PV阵列可以与布置在正极接地连接点与正极端子19之间的GFDI电路14正极接地。图2示出了可通过GFDI电路14检测的负极接地故障。正常操作下，经由负极端子17流入阵列的(电子)电流引起电缆13出现压降，使得在点17与点15之间存在正电位差，所述电缆13将阵列在点15处连接至逆变器。在如图2中的通路18所示的负极接地故障中，(电子)电流将在作为两个并联电阻的电缆与接地故障通路(如本领域的技术人员理解的)之间共享。如果接地通路具有足够低的阻抗使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接地故障检测电路，包括：保险丝；保险丝检测电路；所述保险丝和所述保险丝检测电路被设置成并联耦接在待被检测接地故障的受监测电路的参考点与第二点之间；其中所述保险丝检测电路还被设置成：检测指示接地故障情形的保险丝熔断；以及使所述受监测电路的至少一部分停用。

【技术特征摘要】
2013.02.22 GB 1303207.3;2013.05.21 GB 1309114.51.一种接地故障检测电路，包括: 保险丝； 保险丝检测电路； 所述保险丝和所述保险丝检测电路被设置成并联耦接在待被检测接地故障的受监测电路的参考点与第二点之间；其中 所述保险丝检测电路还被设置成: 检测指示接地故障情形的保险丝熔断；以及 使所述受监测电路的至少一部分停用。2.根据权利要求1所述的接地故障检测电路，其中，指示接地故障的保险丝熔断能够通过检测所述保险丝两端的至少预定电压或指示流过所述保险丝的电流的信号来进行检测，可选地，其中所述保险丝两端的预定电压是由于流经所述保险丝的至少预定电流熔断所述保险丝而引起的。3.根据任一项前述权利要求所述的接地故障检测电路，其中，所述保险丝检测电路包括被设置成并联耦接在待被检测接地故障的受监测电路的参考点与第二点之间的电压监测器。4.根据权利要求1或2所述的接地故障检测电路，其中，所述保险丝检测电路包括被设置成并联耦接在待被检测接地故障的受监测电路的参考点与第二点之间的至少两个电压监测器。5.根据权利要求3所述的接地故障检测电路，还包括耦接在每个电压监测器与所述保险丝之间的分压器，可选地，其中所述分压器包括具有在IOOk欧姆至100M欧姆之间的值的电阻器。6.根据权利要求1或2所述的接地故障检测电路，其中，所述保险丝的额定值在IA与5A之间。7.根据权利要求1或2所述的接地故障检测电路，其中，每个电压监测器是电压监测继电器。8.根据权利要求1所述的接地故障检测电路，其中，所述保险丝检测电路包括被设置成向所述保险丝注入电流的隔离的直流源或交流源，可选地，其中所述保险丝检测电路还包括被设置成对被注入至所述保险丝并且流过所述保险丝的电流或指示该电流的信号进行检测的检测装置，另外可选地，其中所述保险丝检测电路的检测装置被设置成检测电流信号波形，另外可选地，其中所述检测装置包括滤波器。9.根据权利要求1或2所述的接地故障检测电路，其中，所述保险丝检测电路还被设置成在输出上指示故障情形。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·托尔斯，迪伦·温·戴维斯，
申请(专利权)人：控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB