[發明專利]一種高精度的直流對地絕緣阻抗檢測電路及方法

在審

• 申請號: 202011339764.5
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112379172A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 廖細文;王祥;顧月明;張杜;吳煜;錢敏華
• 申請（專利權）人: 江蘇為恒智能科技有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R31/52
• 代理公司: 上海凱瑪頓知識產權代理事務所(普通合伙) 31359
• 代理人: 胡薇

本發明涉及供電電源技術領域，具體是一種高精度的直流對地絕緣阻抗檢測電路及方法，其特征在于所述直流對地絕緣阻抗檢測電路組件包括：繼電器S1、繼電器S2、電阻R0、恒流源Ic、晶體管Q，電流采樣電路，大地/機殼PE的一端連接直流側絕緣阻抗，另一端經繼電器S1、S2和電阻R0組成的三端網絡分別連接恒流源Ic、電流采樣電路，恒流源Ic和電流采樣電路之間通過晶體管Q連接。本發明的關鍵利用兩個繼電器通斷，得到關于Ux和Riso兩個方程；引入恒流源Ic，提高在Riso較小的時候電流采樣精度，從而提高Riso檢測精度。

技術領域

本發明涉及供電電源技術領域，具體來說是一種高精度的直流對地絕緣阻抗檢測電路及方法。

背景技術

變流器作為常用的電器設備，可使電源系統的電壓、頻率、相數和其他電量或特性發生變化，其應用十分廣泛。根據在實際應用場合中，有些場合需要將交流電源變成直流電源，定義為整流電路；在另外一些場合則需要將直流電源變成交流電源，對應于整流的逆向過程，定義為逆變電路。在一定條件下，一套晶閘管電路既可以作整流電路又可作逆變電路，這種裝置稱為變流器。

變流器種類包括整流器(交流變直流AC/DC)、逆變器(直流變交流DC/AC)、交流變流器(交流變頻器AC/AC)和直流變流器(直流斬波器DC Chopper)。其中對于非隔離并網型DC/AC變流器，例如光伏并網逆變器，若直流對接絕緣阻抗過低，可能造成人員傷害或設備損壞，所以需要在并網工作前檢測直流側對地絕緣阻抗。

現有技術中通常利用的一種直流絕緣阻抗檢測方案，如圖1所示，虛線框內直流側絕緣阻抗示意圖，包括直流側電源和直流母線正極(BUS+)對大地/機殼(PE)阻抗Rp、直流母線負極(BUS-)對大地/機殼(PE)阻抗Rn。通過繼電器S1、S2的通斷改變BUS+/BUS-對PE的電壓，得到兩個關于Rp和Rn的方程，從而求解出Rp、Rn。但是，當Rp和Rn遠小于R1或R2的時候，改變繼電器S1和S2時，Viso的電壓變化很小，或者Viso電壓接近0，較小的采樣誤差會導致Riso較大的計算誤差。

發明內容

本發明提供一種高精度的直流對地絕緣阻抗檢測電路及方法，以解決現有直流絕緣阻抗檢測精度不夠誤差較大的問題。

為實現上述目的，本發明的第一方面提供一種高精度的直流對地絕緣阻抗檢測電路，包含控制器、直流對地絕緣阻抗檢測組件，其特征在于，

所述直流對地絕緣阻抗檢測電路組件包括：直流側絕緣阻抗、繼電器S1、繼電器S2、電阻R0、恒流源Ic、晶體管Q，電流采樣電路，

大地/機殼PE的一端連接直流側絕緣阻抗，另一端經繼電器S1、S2和電阻R0組成的三端網絡分別連接恒流源Ic、電流采樣電路，恒流源Ic和電流采樣電路之間通過晶體管Q連接。

優選的，單路直流輸入的直流側絕緣阻抗包括直流側電源、直流母線正極BUS+、直流母線負極BUS-、直流母線正極(BUS+)對大地/機殼(PE)阻抗Rp、直流母線負極(BUS-)對大地/機殼(PE)阻抗Rn。

優選的，根據戴維南定理，將直流側電源和對地絕緣阻抗等效成一個二端網絡，多路直流輸入的直流側絕緣阻抗包括所有直流輸入對地等效總阻抗Riso、二端網絡開路電壓Ux。

優選的，所有直流輸入對地等效總阻抗Riso為若干路直流母線正極BUS+對大地/機殼PE阻抗、若干路直流母線負極BUS-對大地/機殼PE阻抗的等效總阻抗。

優選的，晶體管Q工作在放大狀態。

優選的，繼電器S1、繼電器S2和電阻R0組成的三端網絡為電阻R0與繼電器S1串聯，抽頭一端與繼電器S2串聯，電阻R0另一端連接機殼PE，繼電器S1另一端連接恒流源Ic，繼電器S2另一端連接電流電流采樣電路。