[發明專利]一種投切電路及直流系統絕緣檢測裝置和方法

在審

• 申請號: 202010596104.9
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111896854A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 盧世江;邵宇鋒;凌益萍
• 申請（專利權）人: 杭州中恒電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14;G01R27/02;H02J1/00
• 代理公司: 杭州創智卓英知識產權代理事務所(普通合伙) 33324
• 代理人: 唐超文

1.一種投切電路，用于直流系統絕緣檢測，所述直流系統包括正母排和負母排，其特征在于，包括：第一投切單元和第二投切單元；

所述第一投切單元包括第一分壓電阻、第一投切開關和第一投切電阻，所述第一分壓電阻和所述第一投切電阻串聯在所述正母排和地之間，所述第一投切開關與所述第一投切電阻并聯，所述第一分壓電阻用于在所述第一投切開關斷開時限制所述第一投切開關兩端的電壓值小于所述第一投切開關的耐壓閾值；

所述第二投切單元包括第二分壓電阻、第二投切開關和第二投切電阻，所述第二分壓電阻和所述第二投切電阻串聯在所述負母排和地之間，所述第二投切開關與所述第二投切電阻并聯，所述第二分壓電阻用于在所述第二投切開關斷開時限制所述第二投切開關兩端的電壓值小于所述第二投切開關的耐壓閾值。

2.如權利要求1所述的投切電路，其特征在于，所述第一分壓電阻、所述第一投切電阻、所述第二分壓電阻和所述第二投切電阻的阻值均為千歐級。

3.如權利要求1所述的投切電路，其特征在于，所述第一投切開關和所述第二投切開關分別為固體繼電器、接觸器和MOS管中的任意一種。

4.如權利要求1所述的投切電路，其特征在于，所述第一投切單元還包括千歐級的第一平衡電阻，連接在所述正母排和地之間，用于在直流系統絕緣正常時穩定正母排對地的電壓。

5.如權利要求1所述的投切電路，其特征在于，所述第二投切單元還包括千歐級的第二平衡電阻，連接在所述負母排和地之間，用于在直流系統絕緣正常時穩定負母排對地的電壓。

6.一種直流系統絕緣檢測裝置，其特征在于，包括采樣電路、控制處理單元以及如權利要求1至5任一項所述的投切電路；

所述第一投切開關與所述控制處理單元連接，用于在接收到控制信號時切換開合狀態；

所述第二投切開關與所述控制處理單元連接，用于在接收到控制信號時切換開合狀態；

所述采樣電路，連接在直流系統中的正母排和地之間，且連接在負母排和地之間，并連接所述控制處理單元，用于采集正母排對地的電壓值和負母排對地的電壓值并輸出至所述控制處理單元；

所述控制處理單元，用于分別輸出控制信號至所述第一投切開關和所述第二投切開關，以及在接收到所述正母排對地的電壓值和所述負母排對地的電壓值時計算正母排對地的絕緣等效電阻值和負母排對地的絕緣等效電阻值并在兩個所述絕緣等效電阻值中的一個低于預設報警閾值時輸出報警信號。

7.如權利要求6所述的直流系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述采樣電路包括第一采樣單元和第二采樣單元；

所述第一采樣單元連接在所述正母排和地之間，且與所述控制處理單元連接，用于采集正母排對地的電壓值并輸出至所述控制處理單元；

所述第二采樣單元連接在所述負母排和地之間，且與所述控制處理單元連接，用于采集負母排對地的電壓值并輸出至所述控制處理單元。

8.如權利要求7所述的直流系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述第一采樣單元包括第一采樣電阻和第三分壓電阻，所述第一采樣電阻和所述第三分壓電阻串聯在所述正母排和地之間，且所述第一采樣電阻和所述第三分壓電阻之間的節點連接至所述控制處理單元。

9.如權利要求7所述的直流系統絕緣檢測裝置，其特征在于，所述第二采樣單元包括第二采樣電阻和第四分壓電阻，所述第二采樣電阻和所述第四分壓電阻串聯在所述負母排和地之間，且所述第二采樣電阻和所述第四分壓電阻之間的節點連接至所述控制處理單元。

10.一種直流系統絕緣檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

控制處理單元分別輸出第一控制信號至第一投切開關和第二投切開關，所述第一投切開關響應所述第一控制信號斷開，所述第二投切開關響應所述第一控制信號閉合，第一采樣單元采集正母排對地的第一電壓值U1+并輸出至所述控制處理單元，第二采樣單元采集負母排對地的第二電壓值U1-并輸出至所述控制處理單元；

所述控制處理單元分別輸出第二控制信號至所述第一投切開關和所述第二投切開關，所述第一投切開關和所述第二投切開關響應所述第二控制信號分別切換開合狀態，所述第一采樣單元采集正母排對地的第三電壓值U2+并輸出至所述控制處理單元，所述第二采樣單元采集負母排對地的第四電壓值U2-并輸出至所述控制處理單元；

所述控制處理單元根據下述投切關系式進行計算得到正母排對地的絕緣等效電阻值Rx和負母排對地的絕緣等效電阻值Ry，并在兩個所述絕緣等效電阻值中的一個低于預設報警閾值時輸出報警信號：

其中，R1和R2分別表示第一分壓電阻和第二分壓電阻的阻值，R3和R4分別表示第一投切電阻和第二投切電阻的阻值，R5和R6分別表示第一平衡電阻和第二平衡電阻的阻值，R11表示第一采樣單元的總電阻，R12表示第二采樣單元的總阻值，Rx和Ry分別表示正母排對地的絕緣等效電阻和負母排對地的絕緣等效電阻的阻值。