一种绝缘检测装置的制作方法

1.本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种绝缘检测装置。


背景技术：

2.光伏逆变器是一种将光伏太阳能板产生的直流电转换成交流电的电力转换设备，在光伏逆变器启动前，需要对光伏直流系统进行绝缘检测，即光伏直流输入正负极对地进行绝缘电阻测试，当绝缘检测通过后，才会启动后续电路。
3.目前，在实际光伏电站运行过程中，由于绝缘测试电路只能对光伏直流输入正负极对地进行绝缘阻值的测量，有时光伏直流系统的绝缘电阻测试不通过，运维人员多次检测还是找不到原因，将机器返厂处理时才发现由于光伏逆变器内部有大量水或者水汽，导致y电容炸裂接地，绝缘强度降低形成短路，使得光伏正极、负极直接接地，导致绝缘电阻测试通不过。此时，只需要将逆变器内部烘干，更换好的y电容，逆变器即可正常工作，并不是光伏逆变器的直流输入正负极的问题，浪费了运维时间，减少了光伏收益。
4.鉴于上述现有技术，寻求一种降低运维成本的绝缘检测装置是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本申请的目的是提供一种绝缘检测装置，用于在光伏直流绝缘电阻测试不通过后，既可以对光伏直流母线是否有直接接地情况进行检测，也可以对y电容是否被击穿接地进行检测，并给出提示信号，这样运维人员知道问题来源，可以很快速的解决问题，从而提高故障处理效率，降低运维成本，提高光伏发电收益。
6.为解决上述技术问题，本申请提供一种绝缘检测装置，包括与直流母线正极和直流母线负极连接的绝缘测试电路、连接在所述直流母线正极和保护地之间的第一y电容、连接在所述直流母线负极和所述保护地之间的第二y电容，还包括：
7.分别与所述直流母线正极和所述直流母线负极连接的母线电压检测电路、分别与所述第一y电容和所述第二y电容连接的y电容电压检测电路和连接在所述母线电压检测电路和所述y电容电压检测电路之间的开关电路；
8.所述绝缘测试电路输出的测量值表征直流母线接地的情况下，控制处于闭合状态的所述开关电路断开，以便于通过所述母线电压检测电路判断所述直流母线是否接地；
9.所述直流母线正极和所述直流母线负极均未接地时，控制所述开关电路闭合，以便于通过所述y电容电压检测电路判断所述第一y电容和/或所述第二y电容是否接地。
10.优选地，还包括分别与所述绝缘测试电路和所述开关电路连接的控制器；
11.所述控制器用于在所述绝缘测试电路输出的测量值表征直流母线接地的情况下，控制所述开关电路断开；在所述直流母线正极和所述直流母线负极均未接地的情况下，控制所述开关电路闭合。
12.优选地，所述母线电压检测电路具体包括第一电阻、第二电阻和电压表；
13.所述第一电阻的第一端与所述直流母线正极连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述直流母线负极连接，所述第一电阻和所述第二电阻的公共端接地；
14.所述电压表用于检测所述第一电阻和所述第二电阻的电压。
15.优选地，所述开关电路具体包括第一直流开关和第二直流开关；
16.所述第一直流开关的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一直流开关的第二端与所述第一y电容的第一端连接；所述第二直流开关的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二直流开关的第二端与所述第二y电容的第二端连接。
17.优选地，所述y电容电压检测电路具体为电压表。
18.优选地，还包括报警装置，所述控制器在所述直流母线正极和/或所述直流母线负极接地时，控制所述报警装置发出第一报警信号；
19.所述控制器在所述第一y电容和/或所述第二y电容接地时，控制所述报警装置发出第二报警信号。
20.优选地，所述报警装置包括指示灯，所述第一报警信号具体为所述指示灯常亮，所述第二报警信号具体为所述指示灯闪烁。
21.优选地，所述报警装置还包括液晶显示屏，用于显示所述母线电压检测电路和所述y电容电压检测电路的测量值。
22.本申请所提供的绝缘检测装置，在绝缘测试电路输出的测量值表征直流母线接地的情况下，控制开关电路断开，通过母线电压检测电路对直流母线的接地情况进行判断，若直流母线没有直接接地，则控制开关电路接通，通过y电容电压检测电路判断第一y电容和第二y电容是否击穿接地，若出现y电容损坏的情况，则对损坏的y电容进行更换以使相关设备正常工作，应用以上绝缘检测装置，可以从两个方向对接地情况进行检测，无需将相关设备返厂维修，运维人员可以及时了解到问题来源，提高了运维效率，降低了运维成本，同时避免了因相关设备返厂维修而带来的经济损失。
附图说明
23.为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本申请实施例提供的一种绝缘检测装置的结构示意图；
25.图2为本申请实施例提供的一种绝缘检测装置的电路图。
具体实施方式
26.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实施例，而不是全部实施例。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，都属于本申请保护范围。
27.目前，在实际光伏电站运行过程中，光伏逆变器经常会报警光伏直流输入正负极的绝缘电阻测试不通过，大部分原因是光伏直流接头进水，直流线缆破皮接地，但还有时运
维人员多次检测找不到原因，将机器返回给厂家进行处理时，厂家拆开逆变器发现机器内部有大量水汽或有水，导致y电容炸裂接地了，并非光伏逆变器的直流输入正负极的问题。逆变器内部有大量水汽或水，主要原因是施工人员没把逆变器盖子拧紧，或者没有堵死逆变器的线孔，使水汽或雨水通过线管流到逆变器内部。
28.出于安全考虑和emc考虑，在逆变器的直流输入接线端旁边安装安规y电容，用于滤波以抗干扰。y电容一端接光伏输入的正极或负极，另一端接地，用于抑制共模干扰，因此，一个光伏输入正负极就有两个y电容。当逆变器内部长期高温和高湿时，比如以上提到的机器内部进水汽或水，使光伏直流输入端的y电容的绝缘强度降低，漏电流过大，绝缘被击穿，形成短路，使得光伏正极和负极直接接地，导致绝缘电阻测试通不过。
29.鉴于目前存在的上述问题，本申请提供一种绝缘检测装置，用于在光伏直流绝缘电阻测试不通过后，既可以对光伏直流母线是否有直接接地情况进行检测，也可以对y电容是否被击穿接地进行检测，并给出提示信号，这样运维人员知道问题来源，可以很快速的解决问题，从而提高故障处理效率，降低运维成本，提高光伏发电收益。
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
31.图1为本申请实施例提供的一种绝缘检测装置的结构示意图。如图1所示，绝缘检测装置包括与直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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连接的绝缘测试电路10、连接在直流母线正极uoc+和保护地gnd之间的第一y电容c1、连接在直流母线负极uoc
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和保护地gnd之间的第二y电容c2，还包括分别与直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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连接的母线电压检测电路11、分别与第一y电容c1和第二y电容c2连接的y电容电压检测电路12和连接在母线电压检测电路11和y电容电压检测电路12之间的开关电路13；
32.绝缘测试电路10输出的测量值表征直流母线接地gnd的情况下，控制处于闭合状态的开关电路13断开，以便于通过母线电压检测电路11判断直流母线是否接地gnd；
33.直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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均未接地gnd时，控制开关电路13闭合，以便于通过y电容电压检测电路12判断第一y电容c1和/或第二y电容c2是否接地gnd。
34.可以理解的是，上述实施例并没有对开关电路13的类型有限制，只要实现母线电压检测电路11与第一y电容c1和第二y电容c2的连接或者断开即可，根据实际情况，可以是单控开关、双控开关、触摸开关、遥控开关、智能开关等类型，开关电路13的控制方式具体可以由控制器控制，也可以手动控制，在这里均不做限定；上述实施例也没有对开关电路13的数量有限制，数量上只要保证能够实现相应功能即可。
35.进一步地，还包括分别与绝缘测试电路10和开关电路13连接的控制器14；
36.控制器14用于在绝缘测试电路10输出的测量值表征直流母线接地的情况下，控制开关电路13断开；在直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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均未接地gnd的情况下，控制开关电路13闭合。
37.在具体实施中，光伏直流输入接入后，此时开关电路13处于闭合状态，绝缘测试电路10开始对直流母线正极uoc+对地gnd进行绝缘阻值测量，然后对直流母线负极uoc
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对地gnd进行绝缘阻值测量，将测量结果送给控制器14。采用的方法有平衡电桥法、变电桥法或者低频探测法，本申请对此不作限定。如果绝缘测试阻值大于预设阈值，则表征直流母线没有接地gnd，控制器14不动作，直接启动光伏逆变器。如果绝缘测试阻值小于预设阈值(比如
10欧姆)，则判断有直接接地问题，进行下一步测量。
38.当存在直接接地问题时，控制器14控制开关电路13断开，并通过母线电压检测电路11的测量结果判断直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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的接地情况。如果直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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均未接地gnd，控制器14控制开关电路13接通，通过y电容电压检测电路12判断第一y电容c1和第二y电容c2的接地情况，进一步地，y电容电压检测电路12具体为电压表，如果第一y电容c1和第二y电容c2也没有击穿接地，那么控制器14判断可能是绝缘测试电路10出现故障，导致测试结果出现错误，可以发出报警信号来提醒相关运维人员及时查看并维修。
39.需要说明的是，本申请对于开关电路13的具体结构不作限定，但是开关电路13的耐压值应该高于直流母线开路电压uoc，一般可以选取耐压值超过1000vdc的开关，承受电流需超过10adc。
40.本申请所提供的绝缘检测装置，在绝缘测试电路输出的测量值表征直流母线接地的情况下，控制开关电路断开，通过母线电压检测电路对直流母线的接地情况进行判断，若直流母线没有直接接地，则控制开关电路接通，通过y电容电压检测电路判断第一y电容和第二y电容是否击穿接地，若出现y电容损坏的情况，则对损坏的y电容进行更换以使相关设备正常工作，应用以上绝缘检测装置，可以从两个方向对接地情况进行检测，无需将相关设备返厂维修，运维人员可以及时了解到问题来源，提高了运维效率，降低了运维成本，同时避免了因相关设备返厂维修而带来的经济损失。
41.图2为本申请实施例提供的一种绝缘检测装置的电路图。如图2所示，作为一种优选地实施例，母线电压检测电路11具体包括第一电阻r1、第二电阻r2和电压表；
42.第一电阻r1的第一端与直流母线正极uoc+连接，第一电阻r1的第二端与第二电阻r2的第一端连接，第二电阻r2的第二端与直流母线负极uoc
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连接，第一电阻r1和第二电阻r2的公共端接地gnd；
43.电压表用于检测第一电阻r1和第二电阻r2的电压。
44.可以理解，本实施例中，y电容电压检测电路12具体为电压表，用于检测第一y电容c1和第二y电容c2两端的电压。
45.需要说明的是，为了使第一电阻r1和第二电阻r2不影响电能的输送，第一电阻r1和第二电阻r2的电阻值应该取得足够大，以使直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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保持接近开路的状态。
46.进一步地，开关电路14具体包括第一直流开关s1和第二直流开关s2；
47.第一直流开关s1的第一端与第一电阻r1的第一端连接，第一直流开关s1的第二端与第一y电容c1的第一端连接；第二直流开关s2的第一端与第二电阻r2的第二端连接，第二直流开关s2的第二端与第二y电容c2的第二端连接。
48.在具体实施中，第一电阻r1的第一端与第二电阻r2的第二端之间的电压为0v时，控制器14判断直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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均接地gnd；
49.第一电阻r1两端的电压等于直流母线开路电压时，控制器14判断直流母线负极uoc
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接地gnd；
50.第二电阻r2两端的电压等于直流母线开路电压时，控制器14判断直流母线正极uoc+接地gnd；
51.第一电阻r1两端的电压和第二电阻r2两端的电压均为0v，第一电阻r1的第一端与第二电阻r2的第二端之间的电压等于直流母线开路电压时，控制器14判断直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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均未接地gnd。
52.假设直流母线开路电压uoc为700v，当第一直流开关s1和第二直流开关s2均断开时，根据第一电阻r1和第二电阻r2的电压情况，判断光伏直流母线是否有直接接地的情况，第一电阻r1和第二电阻r2的电压情况与直流母线正负极接地情况的对应关系如表1所示：
53.表1
54.开关状态ab电压bc电压ac电压判断结果s1和s2断开0v0v0v正负极同时直接接地s1和s2断开0v0v700v正负极未直接接地s1和s2断开700v0v700v负极直接接地s1和s2断开0v700v700v正极直接接地
55.上述实施例中，若判断直流母线正极uoc+和直流母线负极uoc
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均未直接接地gnd，则控制器14控制第一直流开关s1和第二直流开关s2均闭合，根据第一y电容c1和第二y电容c2的电压情况，判断第一y电容c1和第二y电容c2是否有直接接地的情况。第一y电容c1的第一端与第二y电容c2的第二端之间的电压为0v时，控制器14判断第一y电容c1和第二y电容c2均接地gnd；
56.第一y电容c1两端的电压等于直流母线开路电压时，控制器14判断第二y电容c2接地gnd；
57.第二y电容c2两端的电压等于直流母线开路电压时，控制器14判断第一y电容c1接地gnd；
58.第一y电容c1两端的电压和第二y电容c2两端的电压均为0v，第一y电容c1的第一端与第二y电容c2的第二端之间的电压等于直流母线开路电压时，控制器14判断绝缘测试电路10故障。
59.第一y电容c1和第二y电容c2的电压情况与对应的击穿接地情况的对应关系如表2所示：
60.表2
61.开关状态ab电压bc电压ac电压判断结果s1和s2闭合0v0v0vc1和c2都击穿短路s1和s2闭合0v0v700vc1和c2未击穿短路s1和s2闭合700v0v700vc2击穿短路s1和s2闭合0v700v700vc1击穿短路
62.若检测到ac之间的电压为700v，ab和bc之间的电压为0v，则第一y电容c1和第二y电容c2均未击穿短路，说明绝缘测试电路10故障，出现了误报警。
63.本申请所提供的绝缘检测装置，通过在直流母线正负极之间串接两个阻值很大的电阻实现对直流母线正负极对地的阻值测量，通过测试第一y电容和第二y电容两端的电压实现对y电容是否击穿接地的检测，由于y电容是紧贴在直流输入端子边上焊接，更换比较方便，且y电容容量较小，价格低廉，因此本申请有较高的实用性，无需将相关设备返厂维修，运维人员可以及时了解到问题来源，提高了运维效率，降低了运维成本，同时避免了因
相关设备返厂维修而带来的经济损失。
64.在上述实施例的基础上，作为一种优选地实施例，还包括报警装置，控制器14在直流母线正极uoc+和/或直流母线负极uoc
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接地gnd时，控制报警装置发出第一报警信号；
65.控制器14在第一y电容c1和/或第二y电容c2接地gnd时，控制报警装置发出第二报警信号。
66.进一步地，报警装置包括指示灯，第一报警信号具体为指示灯常亮，第二报警信号具体为指示灯闪烁。
67.在其它实施例中，报警装置还可以是蜂鸣器，当直流母线正极uoc+和/或直流母线负极uoc
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接地gnd时，蜂鸣器发出短促的声音，当第一y电容c1和/或第二y电容c2接地gnd时，蜂鸣器长鸣。
68.具体地，报警装置还包括液晶显示屏，用于显示母线电压检测电路11和y电容电压检测电路12的测量值。
69.在具体实施中，报警装置与控制器14进行通信，可以及时对电路中各个结构的接地情况进行报警与显示，使得运维人员能够更加直观的了解到故障来源，提高了运维效率。
70.以上对本申请所提供的绝缘检测装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
71.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。