一种绝缘故障检测电路、方法及不接地系统技术方案

本发明专利技术公开了一种绝缘故障检测电路、方法及不接地系统。不接地系统设有用于连接干路的第一连接端和第二连接端，所述干路用于连接若干支路。所述绝缘故障检测电路包括：至少一个等电位端，以及，用于耦接于所述第一连接端与等电位端之间的第一电流提供电路，或/和，用于耦接于所述第二连接端与等电位端之间的第二电流提供电路。所述第一、第二电流提供电路分别用于向，耦接于至少一条所述支路两侧的绝缘电阻Rni、绝缘电阻Rpi，耦接于所述干路两侧的绝缘电阻Rna、绝缘电阻Rpa，提供电流Is1。各绝缘电阻所在回路上的至少一条支路的电压可用于指示该绝缘电阻的绝缘变化或绝缘故障。本发明专利技术实现了不接地系统的绝缘检测，并且可配置提供的电流，安全性高。安全性高。安全性高。

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘故障检测电路、方法及不接地系统


[0001]本专利技术属于电路系统的绝缘检测领域，具体为一种绝缘故障检测电路、方法及不接地系统。

技术介绍

[0002]绝缘检测和漏电保护在接地系统中应用广泛，其中，接地系统有普通的220V单相交流系统，或三相四线制的三相系统。
[0003]图1示出了一种接地系统，其设有地端G，以及作为输出并且连接干路的火线端L、零线端N，I
L
、I
N
为干路电流，其中：从所述干路引出若干条支路，以连接和驱动各个负载，I
L1
、I
N1
为支路电流；干路设有漏电保护开关LB0，支路上设有漏电保护开关LB1、LB2。在接地系统中，干路、支路均可耦合至地端G，当相应线路上存在流向地端的漏电流Iag、Ibg时，漏电保护开关执行关断。
[0004]CN114430159A公开了一种支路独立漏电检测保护的直流微电网系统，各支路上配置有漏电保护器(与所述漏电保护开关作用相同)，其中，漏电保护器包括：漏电电流检测元件，脱扣装置，灭弧装置。
[0005]也可以通过检测绝缘电阻，根据其大小判断系统中是否存在绝缘故障。例如CN105356848A公开的一种多路MPPT输入光伏逆变器的绝缘阻抗检测装置，CN211905521U公开的一种绝缘阻抗检测电路及其应用装置，通过外加电阻和继电器的组合，计算出所述绝缘电阻。但是此类技术方案存在不能指示具体的故障点的不足。当支路规模较大时，无法快速判断故障点将影响系统稳定性和维护效率。
[0006]图2示出了一种不接地系统，由于地端缺失，而不存在接地回路，导致客观上无法通过检测漏电流的方式实现漏电保护。火线端L、零线端N均处于对地悬浮状态，火线端L与地端之间的绝缘电阻Rp、零线端N与地端之间的绝缘电阻Rn的数值极大，均在M ohm量级以上。发生绝缘损坏时，所述绝缘电阻Rp、绝缘电阻Rn大幅下降，进而在形成漏电回路时，产生漏电流。
[0007]在不接地系统中，火线或零线发生单端绝缘故障时，也不能形成漏电流，因此无法通过检测漏电实现漏电保护。

技术实现思路

[0008]一方面，为了实现不接地系统的绝缘故障检测，本专利技术提供了一种绝缘故障检测电路，用于配置在所述不接地系统中，通过检测绝缘故障，可在真实发生漏电前采取保护措施，实现漏电保护。
[0009]所述绝缘故障检测电路用于不接地系统，其中：不接地系统设有用于连接干路的第一连接端和第二连接端，所述干路用于连接若干支路。
[0010]所述绝缘故障检测电路包括：
[0011]至少一个等电位端，以及，
[0012]用于耦接于所述第一连接端与等电位端之间的第一电流提供电路，或/和，用于耦接于所述第二连接端与等电位端之间的第二电流提供电路。
[0013]所述第一电流提供电路用于向，耦接于至少一条所述支路一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rni，或/和，耦接于所述干路一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rna，提供电流Is1。
[0014]第一电流提供电路可与绝缘电阻Rni或绝缘电阻Rna构成供所述电流Is1流通的回路，或者同时构成分流的绝缘电阻Rni和绝缘电阻Rna回路。
[0015]所述第二电流提供电路用于向，耦接于至少一条所述支路另一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rpi，或/和，耦接于所述干路的另一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rpa，提供电流Is2。
[0016]第二电流提供电路可与绝缘电阻Rpi或绝缘电阻Rpa构成供所述电流Is1流通的回路，或者同时构成分流的绝缘电阻Rpi和绝缘电阻Rpa回路。
[0017]在回路中的电流Is1/电流Is2约定的情况下，这些回路中的电压分配在各个绝缘电阻的阻值改变的情况下也发生改变，各个绝缘电阻所在回路上的各个支路的电压可用于指示该绝缘电阻，进而用于通知维护员或者用于判断绝缘故障。
[0018]用于指示绝缘电阻的支路包括但不限于一绝缘电阻本身两侧的电压、第一/第二电流提供电路两侧的电压。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的通过向干路或各支路上的至少一侧的绝缘电阻提供电流，在给定电流的情况下，基于电压分配随绝缘电阻的变化，以指示和检测绝缘电阻的阻值变化，进而可据此实现绝缘故障的判断。本专利技术实现了不接地系统的绝缘检测。其次，提供至绝缘电阻的电流是可以根据系统的配置、实际运行要求而配置的，与实际发生例如人员触电引发的漏电不同，其大小可以配置在远远低于实际漏电的范围内，进而具有较佳地安全性。此外，本专利技术可用于在真实漏电前完成检测、判断，有效保护人员安全，维护人员也能够及时消除安全隐患，以提升运维效率。
[0020]不接地系统作为强电系统，为了便于配置提供的所述电流Is1/电流Is2，并且简化提供电流的电路结构，可选地，所述第一/第二电流提供电路均可以主要由两个互相耦合的镜像子电路构成，其中一个镜像子电路用于注入电流，另一个镜像子电路用于向相应的绝缘电阻提供由所述注入电流决定的电流。如此，一个镜像子电路耦合至弱电系统，另一个镜像子电路耦合至强电系统。
[0021]可选地，所述第一电流提供电路包括第一电流注入电路，其输入端用于连接电源VCC1。
[0022]可选地，所述第二电流提供电路包括第二电流注入电路，其输入端用于连接电源VCC2。
[0023]在同时设置有第一、第二电流提供电路时，所述电源VCC1与所述电源VCC2互相隔离。
[0024]可选地，所述第一电流注入电路包括接收PWM信号并且输出直流的滤波电路。可选地，所述第二电流注入电路包括接收PWM信号并且输出直流的滤波电路。通过PWM信号可调制输出的电流。
[0025]可选地，所述第一电流提供电路设有与之耦接的第一开关控制电路，用于向第一电流提供电路输入开关控制信号，以驱动第一电流提供电路是否提供电流。
[0026]可选地，所述第二电流提供电路设有与之耦接的第二开关控制电路，用于向第二电流提供电路输入开关控制信号，以驱动第二电流提供电路是否提供电流。
[0027]可选地，在同时设置有第一、第二电流提供电路时，所述第一电流提供电路和所述第二电流提供电路交替地提供电流。
[0028]可选地，所述绝缘故障检测电路还包括第一电压读出电路，其输入端并联于不接地系统的所述第一连接端和所述等电位端之间，其输出端输出所述第一连接端和所述等电位端之间的电压，该电压用于指示所述绝缘电阻Rni或/和所述绝缘电阻Rna。
[0029]可选地，所述绝缘故障检测电路还包括第二电压读出电路，其输入端并联于不接地系统的所述第二连接端和所述等电位端之间，其输出端输出所述第二连接端和所述等电位端之间的电压，该电压用于指示所述绝缘电阻Rpi或/和所述绝缘电阻Rpa。
[0030]另一方面，为了实现不接地系统的绝缘故障检测，本专利技术提供了一种不接地系统，包括：
[0031]所述绝缘故障检测电路，
[0032]用于设置在所述干路上的漏电保护开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘故障检测电路，用于不接地系统，其中：不接地系统设有用于连接干路的第一连接端和第二连接端，所述干路用于连接若干支路；其特征在于，所述绝缘故障检测电路包括：至少一个等电位端，以及，用于耦接于所述第一连接端与等电位端之间的第一电流提供电路，或/和，用于耦接于所述第二连接端与等电位端之间的第二电流提供电路；其中：所述第一电流提供电路用于向，耦接于至少一条所述支路一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rni，或/和，耦接于所述干路一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rna，提供电流Is1；所述第二电流提供电路用于向，耦接于至少一条所述支路另一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rpi，或/和，耦接于所述干路的另一侧与等电位端之间的绝缘电阻Rpa，提供电流Is2；其中：各绝缘电阻所在回路上的至少一条支路的电压可用于指示该绝缘电阻的绝缘变化或绝缘故障。2.根据权利要求1所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一电流提供电路包括：第一镜像子电路和与之耦合的第二镜像子电路，其中：第一镜像子电路的一端用于接收注入的电流Iim1，第二镜像子电路的一端用于连接不接地系统的所述第一连接端，第一镜像子电路的另一端及第二镜像子电路的另一端连接所述等电位端，其中，所述电流Is1流经所述第二镜像子电路，且由所述电流Iim1决定；或/和，所述第二电流提供电路包括第三镜像子电路和与之耦合的第四镜像子电路，其中：第三镜像子电路的一端用于接收注入的电流Iim2，第四镜像子电路的一端连接所述等电位端，第三镜像子电路的另一端及第四镜像子电路的一端用于连接不接地系统的所述第二连接端，其中，所述电流Is2流经所述第四镜像子电路，且由所述电流Iim2决定。3.根据权利要求2所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一镜像子电路包括三极管Q1，所述第二镜像子电路包括三极管Q2，其中，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接；或/和，所述第三镜像子电路包括三极管Q3，所述第四镜像子电路包括三极管Q4，其中，三极管Q3的基极与三极管Q4的基极连接。4.根据权利要求2所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一电流提供电路包括第一电流注入电路，其输入端用于连接电源VCC1，其输出端耦接所述第一镜像子电路，以向第一镜像子电路注入电流；或/和，所述第二电流提供电路包括第二电流注入电路，其输入端用于连接电源VCC2，其输出端耦接所述第三镜像子电路，以向第三镜像子电路注入电流；其中：电源VCC1与电源VCC2互相隔离。5.根据权利要求4所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一电流注入电路包括接收PWM信号并且输出直流的滤波电路，或/和，所述第二电流注入电路包括接收PWM信号并且输出直流的滤波电路。6.根据权利要求5所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一电流注入电路或所述第二电流注入电路的滤波电路为RC滤波电路。7.根据权利要求5所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一电流注入电路包括
一光电耦合器，其输入端用于接收PWM信号，其输出端耦接于地端与第一电流注入电路的所述滤波电路的输入端之间；或/和，所述第二电流注入电路包括一光电耦合器，其输入端用于接收PWM信号，其输出端耦接于不接地系统的所述第二连接端与第二电流注入电路的所述滤波电路的输入端之间。8.根据权利要求5所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一电流注入电路包括一电压跟随器，其输入端与第一电流注入电路的所述滤波电路连接，其输出端与所述第一镜像子电路耦接；或/和，所述第二电流注入电路包括一电压跟随器，其输入端与第二电流注入电路的所述滤波电路连接，其输出端与所述第三镜像子电路耦接。9.根据权利要求1所述的绝缘故障检测电路，其特征在于，所述第一电流提供电路设有与之耦接的第一开关控制电路，用于向第一电流提供电路输入开关控制信号，以驱动第一电流提供电路是否提供电流；或/和，所述第二电流提供电路设有与之耦接的第二开关控制电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶阳，
申请(专利权)人：上海泓语电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：