一种直流系统的绝缘监测方法

摘要

本发明公开了一种直流系统的绝缘监测方法，包括以下步骤：在第一采样时刻，闭合第一开关并断开第二开关以获得正极母线和负极母线之间的第一直流母线电压和正极母线的对地电压；在第二采样时刻，闭合第二开关并断开第一开关以获得正极母线和负极母线之间的第二直流母线电压和负极母线的对地电压；根据第一和第二直流母线电压、正极母线的对地电压和负极母线的对地电压分别计算正极母线和负极母线的绝缘电阻。本发明的直流系统的绝缘监测方法，将不同时刻测量的正极母线对地电压、负极母线对地电压、直流系统母线电压三者转化在同一时刻数量值，因此，便可以计算出准确的正、负极对地的绝缘电阻和，具有检测精度高的优点。

权利要求

1.一种直流系统的绝缘监测方法，其特征在于，所述直流系统包括正极母线、负极母线、第一电阻至第二电阻，第一开关和第二开关，其中，所述第一电阻和第一开关串行连接在所述正极母线和地之间，所述第二电阻和第二开关串行连接在所述负极母线和地之间，所述方法包括以下步骤：在第一采样时刻，闭合所述第一开关并断开所述第二开关以获得所述正极母线和负极母线之间的第一直流母线电压和所述正极母线的对地电压；

在第二采样时刻，闭合所述第二开关并断开所述第一开关以获得所述正极母线和负极母线之间的第二直流母线电压和所述负极母线的对地电压；以及根据所述第一直流母线电压、第二直流母线电压、正极母线的对地电压和负极母线的对地电压分别计算所述正极母线和负极母线的绝缘电阻，具体为：其中，R+为正极母线的绝缘电阻，R-为负极母线的绝缘电阻，U1为第一直流母线电压，U2为第二直流母线电压，U+正极母线的对地电压，U-为负极母线的对地电压，R为第一电阻或者第二电阻的阻值。

2.如权利要求1所述的直流系统的绝缘监测方法，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻的电阻值相等。

3.如权利要求1所述的直流系统的绝缘监测方法，其特征在于，还包括：将所述正极母线和负极母线的绝缘电阻与电阻阈值进行比较；

当所述正极母线或负极母线的绝缘电阻大于所述电阻阈值时，进行报警。

说明书

一种直流系统的绝缘监测方法

技术领域

[0001] 本发明计算机科学技术领域，特别涉及一种直流系统的绝缘监测方法。

背景技术

[0002] 直流系统的绝缘性能直接的影响直流回路的可靠性。如果直流系统中发生有两点接地可能会引起严重的后果。例如直流系统中有一点已经接地或者绝缘电阻降低，另一极处接地绝缘故障，很可能导致控制回路、保护装置误动作，甚至造成短路，从而引发重大事故。为了防止上述的情况发生，需要在直流系统中装设连续工作并且具有足够的灵敏度绝缘监测系统。

[0003] 目前，国内外对于直流系统绝缘监测的主要的方法有电桥平衡原理法、低频信号注入法、乒乓法等。其中乒乓法是直流系统绝缘监测系统使用较多、精确度较高的一种。所谓的乒乓法就是控制开关的开、关，在正、负母线与地之间投入电阻，然后测量正、负极母线对地电压，通过计算求出正、负极母线对地绝缘电阻。如图1所示：当开关K1闭合，开关K2断开时，测量正极母线对地电压U+；然后断开K1，闭合K2，测量负极母线对地电压U-；测量直流母线的电压U，根据欧姆定律，则可以推导出正、负母线对地的绝缘电阻R+、R-下：

[0004]

[0005] 如图2所示，正、负极母线对地存在分布电容C+、C-；正、负极母线对地的绝缘电阻为R+、R-，也就是绝缘监测系统需要测量的值。由于开关K1、K2开、断，直流系统对地之间投入电阻，正、负极母线对地电压存在变化，需要延时一段时间母线对地电压稳定之后再测量，那么必然存在正极母线对地电压、负极母线对地电压、直流母线电压三者不同步。如果直流系统电压存在波动，那么计算出的正、负极母线对地绝缘电阻存在误差。

发明内容

[0006] 本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

[0007] 为此，本发明的目的在于提出在一种可精确测量直流系统的正、负极母线对地的绝缘电阻R+和R-的直流系统的绝缘监测方法，具有检测精度高的优点。

[0008] 为达到所述目的，本发明的实施例公开了一种直流系统的绝缘监测方法，所述直流系统包括正极母线、负极母线、第一电阻至第二电阻，第一开关和第二开关，其中，所述第一电阻和第一开关串行连接在所述正极母线和地之间，所述第二电阻和第二开关串行连接在所述负极母线和地之间，所述方法包括以下步骤：在第一采样时刻，闭合所述第一开关并断开所述第二开关以获得所述正极母线和负极母线之间的第一直流母线电压和所述正极母线的对地电压；在第二采样时刻，闭合所述第二开关并断开所述第一开关以获得所述正极母线和负极母线之间的第二直流母线电压和所述负极母线的对地电压；以及根据所述第一直流母线电压、第二直流母线电压、正极母线的对地电压和负极母线的对地电压分别计算所述正极母线和负极母线的绝缘电阻。

[0009] 根据本发明实施例的直流系统的绝缘监测方法，将不同时刻测量的正极母线对地电压U+、负极母线对地电压U-、直流系统母线电压U三者转化在同一时刻数量值，因此，便可以计算出准确的正、负极对地的绝缘电阻R+和R-，具有检测精度高的优点。

[0010] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0011] 本发明所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0012] 图1是现有技术中一种采用乒乓法进行直流系统绝缘监测的绝缘监测系统的原理图；

[0013] 图2是现有技术中一种采用乒乓法进行直流系统绝缘监测的绝缘监测系统的电气图；

[0014] 图3是根据本发明一个实施例的直流系统的绝缘监测方法的测量第一直流母线电压和正极母线的对地电压的原理图；

[0015] 图4是根据本发明一个实施例的直流系统的绝缘监测方法的测量第二直流母线电压和负极母线的对地电压的原理图；以及

[0016] 图5是根据本发明一个实施例的直流系统的绝缘监测方法的流程图；

具体实施方式

[0017] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

[0018] 以下结合附图描述根据本发明实施例的直流系统的绝缘监测方法。

[0019] 如图3和图4所示，直流系统包括正极母线KM+、负极母线KM-、第一电阻R1和第二电阻R2，第一开关K1和第二开关K2，其中，第一电阻R1和第一开关K1串行连接在正极母线KM+和地（GND）之间，第二电阻R2和第二开关K2串行连接在负极母线KM-和地（GND）之间。在本发明的一个实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值相等，为了简化描述第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值表示为R。

[0020] 如图5所示，并结合图3和图4，根据本发明一个实施例的直流系统的绝缘监测方法包括以下步骤：

[0021] 步骤S501：在第一采样时刻t1，闭合第一开关K1并断开第二开关K2以获得正极母线KM+和负极母线KM-之间的第一直流母线电压U1和正极母线的对地电压U+。如图4所示，需理解，当闭合K1、断开K2且在t1时刻时，正极母线KM+对地电压是稳定的，此时，测量正极母线对地电压U+，同时测量直流母线的电压U1（即第一直流母线电压U1），根据欧姆定律：

[0022]

[0023] 得到：

[0024] 步骤S502：在第二采样时刻t2，闭合第二开关K2并断开第一开关K1以获得正极母线KM+和负极母线KM-之间的第二直流母线电压U2和负极母线的对地电压U-。如图5所示，需理解，当断开K1、闭合K2且在t2时刻，负极母线对地电压是稳定的，测量负极母线对地电压U-，同时测量直流母线电压U2（即第二直流母线电压U2），根据欧姆定律：

[0025]

[0026] 得到：

[0027] 步骤S503：根据第一直流母线电压U1、第二直流母线电压U2、正极母线的对地电压U+和负极母线的对地电压U-分别计算正极母线KM+和负极母线KM-的绝缘电阻R+和R-。

[0028] 由于直流系统的直流母线电压是波动的，即U1≠U2，根据方程（3）和（5）无法准确计算出正、负极母线对地绝缘电阻R+和R-。

[0029] 因此，假设在t1时刻，是断开K1，闭合K2，且负极母线对地电压稳定，设负极母线对地电压U-＇，母线电压为U1(在t1时刻母线电压相等)。根据欧姆定律和公式（5），可以得到：

[0030]

[0031] 由于直流系统的绝缘性能无变化，在断开K1，闭合K2这种状态下，直流系统电压稳定后，任何时刻母线对地电压与直流母线电压成比例关系。那么t1时刻负极母线对地电压U-＇与t2时刻负极母线对地电压U-关系为：

[0032] U-＇：U-=U1：U2，即U-＇的表达式为：

[0033]

[0034] 将方程（7）代入公式（6），并结合方程（3），得到正、负极母线对地的绝缘电阻R+、R-分别为：

[0035]

[0036] 即可根据以下公式计算正极母线KM+和负极母线KM-的绝缘电阻R+和R-：以及

[0037] 其中，R+为正极母线的绝缘电阻，R-为负极母线的绝缘电阻，U1为第一直流母线电压，U2为第二直流母线电压，U+正极母线的对地电压，U-为负极母线的对地电压，R为第一电阻R1或者第二电阻R2的阻值。

[0038] 根据本发明实施例的直流系统的绝缘监测方法，将不同时刻测量的正极母线对地电压U+、负极母线对地电压U-、直流系统母线电压U三者转化在同一时刻数量值，因此，便可以计算出准确的正、负极对地的绝缘电阻R+和R-，具有检测精度高的优点。

[0039] 在本发明的一个实施例中，将正极母线KM+和负极母线KM-的绝缘电阻R+和R-与电阻阈值进行比较；当正极母线KM+或负极母线KM-的绝缘电阻R+或R-大于电阻阈值时，进行报警。由此，避免直流系统中发生两点接地的可能，提高直流系统的安全性。

[0040] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在本发明中，术语“多个”是指两个或两个以上。

[0041] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。