直流母线的接地检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流母线的接地检测装置。该直流母线的接地检测装置包括：检测机构，用于检测直流母线上的电压；处理器，与所述检测机构相连接，用于在所述直流母线上的电压不在预设阈值内的情况下，确定所述直流母线接地异常。通过本实用新型，简化了对直流母线的接地情况的检测。
【专利说明】
直流母线的接地检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种直流母线的接地检测装置。
【背景技术】
[0002]目前，直流系统是一个独立的电源。在发电厂和变电站中，直流系统可以在发生交流电源事故的情况下为事故照明、交流不停电电源和事故润滑油栗等提供直流供电。它不受发电机、工厂用电以及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，仍然可以继续为设备提供直流电。
[0003]直流系统运行的可靠性对发电厂和变电站的安全运行起着至关重要的作用，是安全运行的保证。其中，直流母线的接地是否正确对人身安全的保证以及设备的可靠运行非常重要。我国对直流母线接地的检测多是通过整定平衡电阻桥的门限来检测的，这种检测具有整定值不准确、不灵活，接地电压无法检测等缺点。由于对直流母线的检测复杂，从而在直流系统中不能有效地确定直流母线的接地情况，进而有效地保护人身安全以及设备的运行。
[0004]针对相关技术中检测直流母线的接地情况比较复杂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于提供一种直流母线的接地检测装置，以至少解决相关技术中检测直流母线的接地情况比较复杂的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种直流母线的接地检测装置。该直流母线的接地检测装置包括:检测机构，用于检测直流母线上的电压；以及处理器，与检测机构相连接，用于在直流母线上的电压不在预设阈值内的情况下，确定直流母线接地异常。
[0007]进一步地，该检测机构用于分别检测直流母线上的第一电压和直流母线上的第二电压，其中，第一电压为直流母线上的第一点和第二点之间的电压，第二电压为第二点和第三点之间的电压，处理器用于在第一电压不处于第一电压对应的预设阈值内，且第二电压不处于第二电压对应的预设阈值内，确定第一电压和第二电压都为异常状态，并确定直流母线的第一点接地异常。
[0008]进一步地，该直流母线的接地检测装置还包括第一负载和第二负载，第一负载的第一端与直流母线的正极端相连接，第一负载的第二端与第二负载的第一端相连接，第二负载的第二端与直流母线的负极端相连接，处理器用于当第一负载值和第二负载值相等时，在第一电压和第二电压相等的情况下，确定直流母线处于正常状态，其中，第一负载值为用于表示第一点和第二点之间的负载的大小的值，第二负载值为用于第二点和第三点之间的负载的大小的值。
[0009]进一步地，该处理器包括:计算器，用于当第一负载值和第二负载值不相等时，对第一负载值和第二负载值按照预设算法执行计算，得到计算结果；以及判断器，用于判断计算结果是否符合预设计算结果，如果判断出计算结果不符合预设计算结果，确定直流母线接地异常。
[0010]进一步地，该第一负载为第一电容，该第二负载为第二电容。
[0011]进一步地，该第一负载为第一电阻，该第二负载为第二电阻。
[0012]进一步地，该处理器用于当第三电压为第一预设值时，确定直流母线处于正常状态，其中，第三电压为第三点和直流母线上的第四点之间的电压。
[0013]进一步地，该直流母线的接地检测装置包括二极管，二极管设置在直流母线的前端，处理器用于当第三电压为第二预设值时，确定直流母线处于正常状态，其中，第二预设值小于第一预设值。
[0014]进一步地，该直流母线的接地检测装置还包括第三负载，第三负载的第一端与直流母线的负极端相连接，第三负载的第二端接地。
[0015]进一步地，该直流母线的接地检测装置还包括信息输出机构，用于当确定直流母线接地异常时，输出直流母线的接地异常的提示信息。
[0016]在本实用新型中，通过检测机构检测直流母线上的电压，处理器与检测机构相连接，在直流母线上的电压不在预设阈值内的情况下，确定直流母线接地异常。解决了相关技术中检测直流母线的接地情况比较复杂的问题，进而简化了对直流母线的接地情况的检测。
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1是根据本实用新型第一实施例的直流母线的接地检测装置的示意图；以及
[0019]图2是根据本实用新型第二实施例的直流母线的接地检测装置的示意图。
【具体实施方式】
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0021]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0022]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、装置、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、装置、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023]本实用新型实施例提供了一种直流母线的接地检测装置。
[0024]图1是根据本实用新型第一实施例的直流母线的接地检测装置的示意图。如图1所示，该直流母线的接地检测装置包括:检测机构10和处理器20。
[0025]检测机构10，用于检测直流母线上的电压。
[0026]直流系统广泛应用于水力发电厂、火力发电厂、各类变电站以及其它使用直流设备的场景，可以为信号设备、自动控制装置、事故照明以及断路器、合闸操作等提供直流电源，直流系统也同样广泛地应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源中。直流系统中的直流母线将直流系统的交流转变成直流，在变频器中用铜排的母线形式安装的。直流母线上的电压为整流滤波后的母线的电压，由于输入电压可能不稳定，这个电压也可能会升高许多，在直流母线使用的过程中通过检测机构10检测直流母线上的电压可以避免过高的直流母线电压对直流系统中的机器造成损坏。
[0027]处理器20，与检测机构10相连接，用于在直流母线上的电压不在预设阈值内的情况下，确定直流母线接地异常。
[0028]处理器20与检测机构10相连接，在检测机构10检测直流母线上的电压之后，处理器20可以判断直流母线上的电压是否在预设阈值内，当处理器20判断出直流母线上的电压不在预设阈值时，确定直流母线接地异常，也即，直流母线接地不正确。其中，预设阈值为在直流母线处正常状态时直流母线电压的安全值，可以通过直流母线上的负载进行计算得至IJ，提高了检测结果的准确性。
[0029]在直流母线接地异常时，比如，当直流母线发生正极端接地，或者负极端接地时可能会造成保护误动作的可能。一般跳闸线圈均接负极均接电源负极，如果这些回路再发生接地，或者接触不良可能引起保护误动作，当直流母线的负极接地时，如果直流系统的回路中再另外一点接地，两点接地可能将跳闸回路，或者合闸回路短路，可能造成保护拒绝动作，扩大了事故的影响范围。通过处理器20在直流母线上的电压不在预设阈值内的情况下，确定直流母线接地异常。
[0030]直流系统还包括主断路器和电源，其中，主断路器为用于控制直流系统的总开关，电源用于为直流系统提供电能。在通过处理器20确定出直流母线接地异常之后，控制主断路器进行动作，进而切断电源，从而有效地保护测试人员的人身安全，以及确保设备运行的可靠性。
[0031]可选地，检测机构10用于分别检测直流母线上的第一电压和直流母线上的第二电压，其中，第一电压为直流母线上的第一点和第二点之间的电压，第二电压为第二点和第三点之间的电压，处理器20用于在第一电压不处于第一电压对应的预设阈值内，且第二电压不处于第二电压对应的预设阈值内，确定第一电压和第二电压都为异常状态，并确定直流母线的第一点接地异常。
[0032]当直流母线的第一点接地异常时，第一电压和第二电压都为异常状态，通过第一电压和第二电压都为异常状态可以判断出直流母线的第一点接地异常。检测机构10用于分别检测直流母线上的第一电压和直流母线上的第二电压。直流母线上不同的点电压不同，不同点之间的电压的预设阈值可能不同。通过处理器20判断第一电压是否在第一电压对应的预设阈值内，且判断第二电压是否在第二电压对应的预设阈值内。在第一电压不处于第一电压对应的预设阈值内，且第二电压不处于第二电压对应的预设阈值内，处理器20确定第一电压和第二电压都为异常状态，从而确定出直流母线的第一点接地异常。
[0033]可选地，该直流母线的接地检测装置还包括第一负载和第二负载，第一负载的第一端与直流母线的正极端相连接，第一负载的第二端与第二负载的第一端相连接，第二负载的第二端与直流母线的负极端相连接，处理器20用于当第一负载值和第二负载值相等时，在第一电压和第二电压相等的情况下，确定直流母线处于正常状态，其中，第一负载值为用于表示第一点和第二点之间的负载的大小的值，第二负载值为用于第二点和第三点之间的负载的大小的值。
[0034]直流母线具有正极端和负极端，直流母线的正极端和负极端与负载相连接，该负载可以为容性负载，比如，该负载为电容，该负载也可以为阻性负载，比如，该负载为电阻。第一负载的第一端与直流母线的正极端相连接，第一负载的第二端与第二负载的第一端相连接，第二负载的第二端与直流母线的负极端相连接，处理器20用于当第一负载值和第二负载值相等时，在第一电压和第二电压相等的情况下，确定直流母线处于正常状态，也即，直流母线接地正确，不会对人身安全以及设备的可靠运行造成影响。
[0035]可选地，该处理器20包括计算器和判断器。其中，计算器，用于当第一负载值和第二负载值不相等时，对第一负载值和第二负载值按照预设算法执行计算，得到计算结果；以及断器，用于判断计算结果是否符合预设计算结果，如果判断出计算结果不符合预设计算结果，确定直流母线接地异常，提高了检测的准确性。
[0036]当第一负载值和第二负载值不相等时，通过计算器对第一负载值和第二负载值按照预设算法执行计算，得到计算结果，比如，当负载为容性负载时，可以按照负载的电容值进行比例计算，得到计算结果，该计算结果可以为电压范围。通过判断器判断计算结果是否符合预设计算结果，如果判断出计算结果不符合预设计算结果，确定直流母线接地异常，如果判断出计算结果符合预设计算结果，确定直流母线接地异常，进一步地对直流母线采取安全维护措施以防止事故扩大。
[0037]可选地，当第二点出现接地异常时，第二电压为0V，通过检测第二电压为OV可以确定出第二点出现接地异常。但由于设备的误差以及受环境的影响，可能第二电压的值偏离0V，但只要第二电压在误差范围内，就可以确定出第二点出现接地异常。
[0038]可选地，该第一负载为第一电容，该第二负载为第二电容。第一电容的第一端与直流母线的正极端相连接，第一电容的第二端与第二电容的第一端相连接，第二电容的第二端与直流母线的负极端相连接，处理器20用于当第一电容值和第二电容值相等时，在第一电压和第二电压相等的情况下，确定直流母线处于正常状态，其中，第一电容值为用于表示第一点和第二点之间的电容的大小的值，第二电容值为用于第二点和第三点之间的电容的大小的值。计算器用于当第一电容值和第二电容值不相等时，对第一电容值和第二电容值按照预设算法执行计算，得到计算结果；判断器，用于判断计算结果是否符合预设计算结果，如果判断出计算结果不符合预设计算结果，确定直流母线接地异常。
[0039 ]直流母线上设置的电容可以为电解电容。直流母线上的电解电容是变频器专用的交流无感电容，可以实现电路的储能、平波作用，与其并联的小容量电容可以消除电感负载通过产生的高频差模干扰，从而减少谐波。
[0040]可选地，该第一负载为第一电阻，该第二负载为第二电阻。第一电阻的第一端与直流母线的正极端相连接，第一电阻的第二端与第二电容的第一端相连接，第二电容的第二端与直流母线的负极端相连接，处理器20用于当第一电阻值和第二电容值相等时，在第一电压和第二电压相等的情况下，确定直流母线处于正常状态，其中，第一电阻值为用于表示第一点和第二点之间的电容的大小的值，第二电容值为用于第二点和第三点之间的电容的大小的值。计算器用于当第一电阻值和第二电容值不相等时，对第一电阻值和第二电容值按照预设算法执行计算，得到计算结果；判断器，用于判断计算结果是否符合预设计算结果，如果判断出计算结果不符合预设计算结果，确定直流母线接地异常。
[0041]可选地，该处理器20用于当第三电压为第一预设值时，确定直流母线处于正常状态，其中，第三电压为第三点和直流母线上的第四点之间的电压。
[0042]当直流母线处于正常状态时，第三电压为第一预设值，处理器20通过第三电压为第一预设值可以确定直流母线处于正常状态。第一预设值可以为0V，但是由于设备的误差以及受环境的影响第一预设值可能偏离0V，但只要第一预设值在误差范围内，处理器20都可以通过第三电压为第一预设值可以确定直流母线处于正常状态。
[0043]可选地，该直流母线的接地检测装置包括二极管，二极管设置在直流母线的前端，处理器20用于当第三电压为第二预设值时，确定直流母线处于正常状态，其中，第二预设值小于第一预设值。
[0044]如果直流母线的前端增加了二极管，第二预设值应该在0.7V左右，处理器20如果判断出第三电压为0.7V左右，可以确定直流母线处于正常状态，提高了对直流母线的接地情况进行检测的准确性。
[0045]可选地，该直流母线的接地检测装置还包括第三负载，第三负载的第一端与直流母线的负极端相连接，第三负载的第二端接地。该第三负载可以为容性负载，也可以为阻性负载。直流母线上的负载可以为更多，只是预设阈值需要根据负载的数量以及负载值进行计算。
[0046]可选地，该直流母线的接地检测装置还包括信息输出机构，用于当确定直流母线接地异常时，输出直流母线的接地异常的提示信息。通过信息输出机构输出直流母线的接异常的提示信息以使测试人员及时了解直流母线的接地情况，进而对直流系统采取保护措施，确保了测试人员的人身安全，提高了设备运行的可靠性。
[0047]本实用新型实施例通过检测机构检测直流母线上的电压;通过处理器与检测机构相连接，在直流母线上的电压不在预设阈值内的情况下，确定直流母线接地异常，简化了对直流母线的接地情况的检测。
[0048]图2是根据本实用新型第二实施例的直流母线的接地检测装置的示意图。需要说明的是，该实施例可以作为本实用新型第一实施例的优选实施例。如图2所示，该接地检测装置包括:第一电容Cl，第二电容C2和第三电容C3。其中，第一电容Cl的第一端与直流母线的正极端相连接，第一电容Cl的第二端与第二电容C2的第一端相连接，第二电容C2的第二端与直流母线的负极端相连接，第三电容C2的第一端与直流母线的负极端相连接，第三电容从C3的第二端接地。直流母线的正极端和负极端的电压为U。
[0049]第一电容Cl是直流母线上的第一点A和第二点B之间的电容，第一电容Cl两端的电压为Ul;第二电容C2是直流母线上的第二点B和第三点C之间的电容，第二电容C2两端的电压为U2;第三电容C3是直流母线上的第三点C和第四点D之间的电容，第三电容C3两端的电压为U3。
[0050]如果第一点A出现接地异常，则第一电压Ul、第二电压U2都出现异常。检测机构检测第一电压和第二电压，然后通过处理器确定第一电压U1、第二电压U2是否都出现异常，在通过处理器确定第一电压U1、第二电压U2都出现异常时，确定第一点A出现接地异常。如果检测机构检测第一电容和第二电容的电容值相等，也即，Cl =C2，则在直流母线为正常状态时，UI =U2，处理器通过UI =U2确定直流母线为正常状态。如果第一电容Cl和第二电容C2不相等，处理器中的计算器按照第一电容的值和第二电容的值进行比例计算，得到预设计算结果。处理器中的判断器用于判断计算结果是否符合预设计算结果，如果判断出计算结果不符合预设计算结果，确定直流母线接地异常。
[0051]如果第二点B出现接地异常，则U2为0V。检测机构检测第二点B的电压，如果第二点B的电压为0V，通过处理器可以确定第二点B出现接地异常。由于设备的误差以及受环境的影响，U2的电压可能偏离0V，只要U2的电压在预设误差范围内，则可以通过处理器确定第二点B出现接地异常。
[0052]第三点C与第四点D之间的电压U3在正常情况下为OV，通过检测机构检测电压U3，如果第三点C与第四点D之间的电压为0V，通过处理器可以确定直流母线处于正常状态。由于设备的误差以及受环境的影响，U3的电压可能偏离0V，只要U3的电压在预设误差范围内，则可以通过处理器确定直流母线处于正常状态。
[0053]如果直流母线的前端增加了二极管，则第三点C与第四点D之间的电压U3在正常情况下为0.7V左右，检测机构检测第三点C与第四点D之间的电压U3，处理器通过U3的电压为
0.7V左右确定出直流母线处于正常状态。
[0054]可选地，直流母线上的元器件除了电容之外，还可以是电阻等电子元器件，直流母线上可以同时设置有电容和电阻。电子元器件的数量可以是两个，甚至更多。对电子元器件的检测值需要根据电子元器件的数量以及电容的容值、电阻的阻值等进行计算。
[0055]当直流母线的某一极发生接地之后，非接地的一极相对于地的电压将会升高，接地的一极对地的电压将下降，可以直接用万用表测量直流母线正、负极的对地电压以确定直流母线是否正常运行，以保证人身安全以及设备的可靠运行。
[0056]本实用新型实施例如果第一点A出现接地，则Ul、U2都出现异常，如果电容Cl =C2，则在直流母线为正常状态时UI=U2，如果不相同则按照电容的值进行比例计算；如果第二点B出现接地，则U2为0V;第三点C与第四点D点之间的电压U3在直流母线处于正常状态时为OV，如果直流母线前端增加了二极管，则应该在0.7V左右。通过检测Ul、U2、U3的电压值进行计算，进而判断直流母线是否出现接地异常的情况，简化了对直流母线的接地情况的检测。
[0057]本实用新型实施例也可以适用于直流系统的绝缘情况的判断，并及时产生对直流系统的保护动作使主断路器切断电源，有效地保护人身安全以及设备运行。
[0058]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种直流母线的接地检测装置，其特征在于，包括: 检测机构，用于检测直流母线上的电压；以及 处理器，与所述检测机构相连接，用于在所述直流母线上的电压不在预设阈值内的情况下，确定所述直流母线接地异常。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述检测机构用于分别检测所述直流母线上的第一电压和所述直流母线上的第二电压，其中，所述第一电压为所述直流母线上的第一点和第二点之间的电压，所述第二电压为所述第二点和第三点之间的电压， 所述处理器用于在所述第一电压不处于所述第一电压对应的预设阈值内，且所述第二电压不处于所述第二电压对应的预设阈值内，确定所述第一电压和所述第二电压都为异常状态，并确定所述直流母线的第一点接地异常。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一负载和第二负载，所述第一负载的第一端与所述直流母线的正极端相连接，所述第一负载的第二端与所述第二负载的第一端相连接，所述第二负载的第二端与所述直流母线的负极端相连接， 所述处理器用于当第一负载值和第二负载值相等时，在所述第一电压和所述第二电压相等的情况下，确定所述直流母线处于正常状态，其中，所述第一负载值为用于表示所述第一点和所述第二点之间的负载的大小的值，所述第二负载值为用于所述第二点和所述第三点之间的负载的大小的值。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器包括: 计算器，用于当所述第一负载值和所述第二负载值不相等时，对所述第一负载值和所述第二负载值按照预设算法执行计算，得到计算结果；以及 判断器，用于判断所述计算结果是否符合预设计算结果，如果判断出所述计算结果不符合所述预设计算结果，确定所述直流母线接地异常。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一负载为第一电容，所述第二负载为第二电容。6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一负载为第一电阻，所述第二负载为第二电阻。7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理器用于当第三电压为第一预设值时，确定所述直流母线处于正常状态，其中，所述第三电压为所述第三点和所述直流母线上的第四点之间的电压。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置包括二极管，所述二极管设置在所述直流母线的前端，所述处理器用于当所述第三电压为第二预设值时，确定所述直流母线处于正常状态，其中，所述第二预设值小于所述第一预设值。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三负载，所述第三负载的第一端与所述直流母线的负极端相连接，所述第三负载的第二端接地。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括信息输出机构，用于当确定所述直流母线接地异常时，输出所述直流母线的接地异常的提示信息。
【文档编号】G01R31/02GK205506986SQ201620157269
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】赖元华, 樊钊, 戴瀹, 明开云, 邝振威
【申请人】珠海格力电器股份有限公司