專利名稱：一種檢測直流系統(tǒng)的絕緣阻抗的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大功率變流器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及了一種檢測直流系統(tǒng)的絕緣阻抗的裝置及方法。適用于檢測變流器的直流側(cè)的絕緣阻抗是否符合標(biāo)準(zhǔn)。比如應(yīng)用在光伏發(fā)電等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大功率電カ電子變流技術(shù)是集半導(dǎo)體材料技木、電カ電子技木、現(xiàn)代控制理論技術(shù)、電網(wǎng)技術(shù)及電カ系統(tǒng)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)，是當(dāng)今發(fā)電領(lǐng)域尤其是新能源發(fā)電領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。所以對變流器以及涉及到的其它設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，尤其是對操作人員的人身安全進(jìn)行保護(hù)就顯得尤為重要。其中的直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障或者對地絕緣阻抗減小時(shí)，一般不會立即產(chǎn)生危害性后果。但若發(fā)生兩點(diǎn)同時(shí)接地，則可能造成信號裝置、控制回路和繼電保護(hù)裝置的誤動作，致使斷路器跳閘，或者直接造成直流操作電源短路，從而引發(fā)嚴(yán)重的電カ系統(tǒng)事故。所以不容許直流側(cè)在一點(diǎn)接地的情況下長期運(yùn)行。系統(tǒng)本身必 須具備連續(xù)的在線監(jiān)測絕緣阻抗的能力。在逆變領(lǐng)域尤其是光伏發(fā)電領(lǐng)域，根據(jù)《并網(wǎng)光伏發(fā)電專用逆變器技術(shù)條件》可知，與不接地的光伏方陣連接的逆變器應(yīng)在系統(tǒng)啟動前測量組件方陣輸入端與地之間的絕緣阻杭。如果絕緣阻抗不符合要求，對于帶隔離的逆變器應(yīng)指示其故障；對于非隔離的逆變器應(yīng)指示其故障并且限制其并網(wǎng)。所以有必要研究ー種能檢測直流系統(tǒng)的絕緣阻抗的裝置來滿足要求，更重要的是保證操作人員的人身安全?，F(xiàn)階段，直流系統(tǒng)絕緣阻抗大多依靠專門的絕緣阻抗儀來檢測。絕緣阻抗儀成本較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，作為一臺儀器也不易安裝在逆變器系統(tǒng)中，導(dǎo)致不能隨時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。所以有必要設(shè)計(jì)ー種成本較低，結(jié)構(gòu)簡単，易于集成到控制系統(tǒng)中而且能隨時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種檢測直流系統(tǒng)的絕緣阻抗的裝置及方法。通過檢測直流系統(tǒng)的直流電壓以及絕緣電流計(jì)算出絕緣阻抗，或者直接判斷絕緣電流是否超過閾值，達(dá)到監(jiān)測絕緣阻抗的目的。同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制容易的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的裝置包括主控芯片I、繼電器隔離電路2、繼電器切換電路3、直流電壓檢測電路4、阻抗電流產(chǎn)生電路5、阻抗電流檢測電路6、電源管理電路7.其中主控芯片與繼電器隔離電路相連，進(jìn)而與繼電器切換電路相連。主控芯片發(fā)送高低電平信號到繼電器隔離電路，然后控制繼電器切換電路動作。繼電器切換電路與直流電壓檢測電路相連，還與阻抗電流產(chǎn)生電路相連。通過控制繼電器的常開常閉觸點(diǎn)的通斷，控制當(dāng)前進(jìn)行直流電壓檢測還是阻抗電流產(chǎn)生。直流電壓檢測電路與主控芯片相連，將其檢測到的直流電壓反饋到主控芯片。阻抗電流產(chǎn)生電路與阻抗電流檢測電路相連，阻抗電流檢測電路與主控芯片相連。產(chǎn)生的阻抗電流輸出至阻抗電流檢測電路，最后反饋到主控芯片。電源管理電路同時(shí)供電給主控芯片、繼電器隔離電路、繼電器切換電路、直流電壓檢測電路、阻抗電流產(chǎn)生電路、阻抗電流檢測電路。所述的繼電器隔離電路2包括光耦隔離電路23與驅(qū)動放大電路22。所述的光耦隔離電路23由ー個(gè)光耦芯片、ー個(gè)下拉電阻、一個(gè)限流電阻組成。其中光耦芯片的發(fā)光二極管部分與下拉電阻并聯(lián)，然后與限流電阻串聯(lián)。光耦芯片的三極管部分與驅(qū)動放大電路相連。所述的驅(qū)動放大電路22由一個(gè)三極管、ー個(gè)基極電阻、ー個(gè)下拉電阻、一個(gè)濾波電容、ー對反向ニ極管、ー個(gè)低壓繼電器組成。其中三極管的基極串聯(lián)ー個(gè)基極電阻，三極管的發(fā)射極通過ー個(gè)下拉電阻、一個(gè)濾波電容最后與基極相連。三極管的集電極通過低壓繼電器的線圈部分、反向ニ極管最后與電源12V相連；低壓繼電器的觸點(diǎn)部分與繼電器切換電路相連。
所述的繼電器切換電路3包括正負(fù)極分壓電阻17、高壓繼電器18.所述的正負(fù)極分壓電阻由6個(gè)正極分壓電阻、6個(gè)負(fù)極分壓電阻組成。其中電阻與高壓繼電器相連。所述的高壓繼電器由觸點(diǎn)部分和線圈部分組成。所述的觸點(diǎn)部分由一個(gè)常開觸點(diǎn)、一個(gè)常閉觸點(diǎn)組成。其中常開觸點(diǎn)與阻抗電流產(chǎn)生電路相連，常閉觸點(diǎn)與直流電壓檢測電路相連。所述的線圈部分的一端與繼電器隔離電路相連，另一端與電源管理電路的24V相連。所述的線圈部分的兩端還并聯(lián)了ー個(gè)反向ニ極管，用來泄放線圈的電流。所述的直流電壓檢測電路由分壓電阻網(wǎng)絡(luò)19、差分電路20、高壓隔離電路21組成。其中分壓電阻網(wǎng)絡(luò)由11個(gè)電阻、3個(gè)電容組成。其中11個(gè)電阻與繼電器切換電路中的正負(fù)極分壓電阻共同分擔(dān)光伏陣列的直流高壓。其中三個(gè)電容起濾波作用。其中差分電路用于去除共模電壓，高壓隔離電路用于隔離檢測電路與主控芯片。所述的阻抗電流產(chǎn)生電路由兩個(gè)電流霍爾24，，25組成，一端與繼電器切換電路相連，另一端接大地。兩個(gè)電流霍爾輸出兩個(gè)反映阻抗電流的電壓信號到阻抗電流檢測電路。所述的阻抗電流檢測電路6包括正極阻抗電流檢測電路26、負(fù)極絕緣阻抗電路檢測電路27.負(fù)極絕緣阻抗電流檢測電路的結(jié)構(gòu)與正極絕緣阻抗檢測電路的結(jié)構(gòu)相同。其中正極絕緣阻抗電路包括采樣差分電路28、濾波電路29、偏置放大電路30、限幅電路31.其中采樣差分電路由采樣電阻和差分芯片組成。濾波電路是ニ階濾波器的典型電路。偏置放大電路是加法器的典型電路。限幅電路由放置相反的兩個(gè)ニ極管組成。所述的電源管理電路包括24V/5V電路8、24V/±15V電路9、5V/_2. 5V電路10、5V/3. 3V電路11、24V/12V電路12.其中24V/5V電路由5個(gè)濾波電容與ー個(gè)DC/DC電源組成。5V/3. 3V電路由4個(gè)濾波電容與ー個(gè)DC/DC電源組成，給阻抗檢測電路的限幅電路供電，還給主控芯片供電。24V/±15V電路由結(jié)構(gòu)相同的兩部分組成,輸出相互隔離的±15V電壓。每一部分由7個(gè)濾波電容與ー個(gè)DC/DC組成，給電壓檢測電路的差分電路、高壓隔離電路供電，并且給阻抗電流檢測電路中的采樣差分電路、濾波電路、偏置放大電路供電，還給阻抗電流產(chǎn)生電路的兩個(gè)霍爾供電。5V/-2. 5V電路由一個(gè)運(yùn)算放大器與ー個(gè)DC/DC組成，用于為阻抗電流檢測電路中的偏置放大電路提供偏置電壓。24V/12V電路由三個(gè)濾波電容、ー個(gè)保險(xiǎn)絲、ー個(gè)DC/DC電源組成，用于作為繼電器隔離電路中的驅(qū)動放大電路的供電。另外，所述的24V電壓還作為繼電器切換電路中高壓繼電器的供電。使用所述裝置的方法為(I)斷開繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的K1、K2，使得系統(tǒng)執(zhí)行直流電壓檢測電路來檢測直流電壓。如果直流電壓大于0，則繼續(xù)進(jìn)行下一步驟。如果直流電壓為0，則裝置報(bào)錯(cuò)，這時(shí)說明直流側(cè)沒有電壓或者高壓繼電器損壞。(2)閉合繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的Kl.通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷Kl是否閉合，同時(shí)讀取阻抗電流檢測電路6中的名為IInsResl的正極阻抗電流。
(3)斷開繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的Κ1，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷Kl是否斷開。(4)閉合繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的Κ2，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷高壓繼電器18中的Κ2是否閉合，同時(shí)讀取阻抗電流檢測電路6中的名為IInsRes2的負(fù)極阻抗電流。(5)斷開繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的K2，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷K3是否斷開。(6)通過計(jì)算得出絕緣阻抗的電阻值或者通過判斷絕緣阻抗電流是否超過閾值判斷絕緣阻抗是否超過限值。


圖I為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的主控制電路。圖3為本發(fā)明的阻抗電流檢測電路。圖4為本發(fā)明的電源管理電路。
具體實(shí)施例方式為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案及其相關(guān)原理進(jìn)行詳細(xì)說明。下面對實(shí)施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明清楚的解釋。本發(fā)明不限于下面提出的任何具體配置，而是在不脫離本發(fā)明精神的前提下覆蓋了相關(guān)元件的任何修改、替換、改迸。如圖I所示，本發(fā)明包括主控芯片I、繼電器隔離電路2、繼電器切換電路3、直流電壓檢測電路4、阻抗電流產(chǎn)生電路5、阻抗電流檢測電路6、電源管理電路7.其中主控芯片I與繼電器隔離電路2相連，進(jìn)而與繼電器切換電路3相連。主控芯片I發(fā)送高低電平信號到繼電器隔離電路2，然后控制繼電器切換電路3動作。繼電器切換電路3與直流電壓檢測電路4相連，還與阻抗電流產(chǎn)生電路5相連。通過控制繼電器的常開常閉觸點(diǎn)的通斷，控制當(dāng)前進(jìn)行直流電壓檢測還是阻抗電流產(chǎn)生。直流電壓檢測電路4與主控芯片I相連，將其檢測到的直流電壓反饋到主控芯片I。阻抗電流產(chǎn)生電路5與阻抗電流檢測電路6相連，阻抗電流檢測電路6與主控芯片I相連。產(chǎn)生的阻抗電流輸出至阻抗電流檢測電路，最后反饋到主控芯片I。電源管理電路7同時(shí)供電給主控芯片I、繼電器隔離電路2、繼電器切換電路3、直流電壓檢測電路4、阻抗電流產(chǎn)生電路5、阻抗電流檢測電路6。如圖2所示，所述的主控制電路包括主控芯片I、繼電器隔離電路2、繼電器切換電路3、直流電壓檢測電路4、阻抗電流產(chǎn)生電路5.所述的繼電器隔離電路2包括光耦隔離電路23與驅(qū)動放大電路22.所述的光耦隔離電路由ー個(gè)光耦芯片U9、ー個(gè)下拉電阻R29、ー個(gè)限流電阻R28組成。其中光耦芯片的發(fā)光二極管部分與下拉電阻R29并聯(lián)，然后與限流電阻R28串聯(lián)。光耦芯片的三極管部分與驅(qū)動放大電路22相連。所述的驅(qū)動放大電路由一個(gè)三極管Q1、ー個(gè)基極電阻R30、ー個(gè)下拉電阻R31、一個(gè)濾波電容C29、一對反向ニ極管Dl、ー個(gè)低壓繼電器K3組成。其中三極管的基極串聯(lián)ー 個(gè)基極電阻R30，基極與發(fā)射極之間并聯(lián)ー個(gè)下拉電阻R31、ー個(gè)濾波電容C29.三極管的發(fā)射極直接接地。三極管的集電極通過低壓繼電器的線圈部分、一對反向ニ極管Dl最后與電源12V相連。低壓繼電器K3的觸點(diǎn)部分與繼電器切換電路3相連。所述的繼電器切換電路3包括正負(fù)極分壓電阻17、高壓繼電器18.所述的正負(fù)極分壓電阻由6個(gè)正極分壓電阻R7、R8、R9、RlO、Rl I、Rl2，6個(gè)負(fù)極分壓電阻R19、R20、R21、R22、R23、R24組成。其中12個(gè)電阻與高壓繼電器18相連。所述的高壓繼電器18由兩個(gè)繼電器ΚΙ、K2組成。每個(gè)繼電器包括觸點(diǎn)部分和線圈部分。所述的每個(gè)觸點(diǎn)部分由一個(gè)常開觸點(diǎn)、一個(gè)常閉觸點(diǎn)組成。其中常開觸點(diǎn)與阻抗電流產(chǎn)生電路15相連，常閉觸點(diǎn)與直流電壓檢測電路14相連。所述的每個(gè)線圈部分的一端與繼電器隔離電路13相連，另一端與電源管理電路7的24V電源相連。所述的線圈部分的兩端還并聯(lián)了反向ニ極管D4、D5，用來泄放線圈部分的電流。所述的直流電壓檢測電路14由分壓電阻網(wǎng)絡(luò)19、差分電路20、高壓隔離電路21組成。其中分壓電阻網(wǎng)絡(luò)由11 個(gè)電阻 R4、R5、R6、R14、R15、R16、R17、R18、R25、R26、尺27，3個(gè)電容026、027、028組成。其中11個(gè)電阻與繼電器切換電路13中的正負(fù)極分壓電阻 R7、R8、R9、RIO、Rll、R12、R19、R20、R21、R22、R23、R24 共同分擔(dān)光伏陣列的直流高壓。
其中3個(gè)電容起濾波作用。其中差分電路20包括差分芯片U7，配置電阻R13以及± 15V供電，用于去除共模電壓，高壓隔離電路21包括隔離芯片U8以及±15V供電，用于隔離主控芯片與檢測電路。所述的阻抗電流產(chǎn)生電路15由兩個(gè)電流霍爾24，，25組成，其一端與繼電器切換電路13相連，另一端接大地。兩個(gè)電流霍爾輸出兩個(gè)反映阻抗電流的電壓信號到阻抗電流檢測電路6。如圖3所示，所述的阻抗電流檢測電路6包括正極阻抗電流檢測電路26、負(fù)極絕緣阻抗電路檢測電路27.負(fù)極絕緣阻抗電流檢測電路27的結(jié)構(gòu)與正極絕緣阻抗檢測電路26的結(jié)構(gòu)相同。其中正極絕緣阻抗電路26包括采樣差分電路28、濾波電路29、偏置放大電路30、限幅電路31.其中采樣差分電路28由采樣電阻R39和差分芯片Ull組成。濾波電路是ニ階有源濾波器的典型電路，包括運(yùn)算放大器U4，配置電阻R36、R40、R41以及濾波電容C32、C34。偏置放大電路是加法器的典型電路，包括運(yùn)算放大器U12、配置電阻R37、R38、R43、R44、R45以及參考電壓-2. 5V.限幅電路由放置相反的兩個(gè)ニ極管D3以及3. 3V供電組成。如圖4所示，所述的電源管理電路7包括24V/5V電路8、24V/± 15V電路9、5V/-2. 5V電路10、5V/3. 3V電路1U24V/12V電路12.其中24V/5V電路由5個(gè)濾波電容C3、C4、C5、C8、C9 與ー個(gè) DC/DC 電源 UO 組成。5V/3. 3V 電路由 4 個(gè)濾波電容 C21、C22、C23、C24與ー個(gè)DC/DC電源U6組成，給阻抗電流檢測電路6的限幅電路31供電，還給主控芯片I供電。24V/±15V電路由結(jié)構(gòu)相同的兩部分組成,輸出相互隔離的±15V電壓。姆一部分由7個(gè)濾波電容(1、02、06、07、(10、(11、(12與ー個(gè)DC/DC電源Ul組成，給直流電壓檢測電路4的差分電路20、高壓隔離電路21供電，并且給阻抗電流檢測電路6中的采樣差分電路28、濾波電路29、偏置放大電路30供電，還給阻抗電流產(chǎn)生電路的兩個(gè)霍爾供電。5V/-2. 5V電路由ー個(gè)運(yùn)算放大器U4A與ー個(gè)DC/DC電源U2組成，為阻抗電流檢測電路5中的偏置放大電路30提供偏置電壓。24V/12V電路由三個(gè)濾波電容C19、C20、C25，ー個(gè)保險(xiǎn)絲F1、ー個(gè)DC/DC電源U5組成，作為繼電器隔離電路中2的驅(qū)動放大電路22的供電。
另外如如圖4所示的24V電壓還作為繼電器切換電路3中高壓繼電器18的供電。本發(fā)明的一組參數(shù)為輸入直流電壓O ±900V,輸出直流電壓O ±10V,輸出阻抗電流O 5. 5mA,檢測到的阻抗電壓O 5V.下面介紹該裝置的實(shí)施步驟，如下(I)斷開繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的ΚΙ、K2，，使得系統(tǒng)執(zhí)行直流電壓檢測，來判斷高壓繼電器18中的K1、K2是否真正斷開。如果檢測到的直流電壓大于0，則進(jìn)行下一步驟。如果檢測到的直流電壓小于或者等于0，則報(bào)錯(cuò)。這時(shí)說明直流系統(tǒng)可能沒有直流電壓輸入，不能完成檢測；也可能直流系統(tǒng)正負(fù)極接反；也可能高壓繼電器18損壞。(2)閉合繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的Κ1，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷Kl是否閉合，同時(shí)讀取阻抗電流檢測電路6中的名為IInsResl的正極阻抗電流。(見附圖3)(3)斷開繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的Κ1，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷Kl是否斷開。(4)閉合繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的Κ2，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷高壓繼電器18中的Κ2是否閉合，同時(shí)讀取阻抗電流檢測電路6中的名為IInsRes2的負(fù)極阻抗電流。(見附圖3)(5)斷開繼電器切換電路13中的高壓繼電器18中的K2，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷K3是否斷開。(6)通過計(jì)算得出絕緣阻抗電阻或者通過判斷絕緣阻抗電流是否超過閾值判斷絕緣阻抗是否超過限值。
權(quán)利要求
1.一種檢測直流系統(tǒng)的絕緣阻抗的裝置，其特征在于，包括主控芯片、繼電器隔離電路、繼電器切換電路、直流電壓檢測電路、阻抗電流產(chǎn)生電路、阻抗電流檢測電路、電源管理電路；主控芯片(I)與繼電器隔離電路(2)相連，進(jìn)而與繼電器切換電路(3)相連；主控芯片(I)發(fā)送高低電平信號到繼電器隔離電路(2)，然后控制繼電器切換電路(3)動作；繼電器切換電路(3)與直流電壓檢測電路(4)相連，還與阻抗電流產(chǎn)生電路(6)相連；通過控制繼電器的常開常閉觸點(diǎn)的通斷，控制當(dāng)前進(jìn)行直流電壓檢測還是阻抗電流產(chǎn)生；直流電壓檢測電路(4)與主控芯片(I)相連，將其檢測到的直流電壓反饋到主控芯片(I);阻抗電流產(chǎn)生電路(3)與阻抗電流檢測電路(6)相連，阻抗電流檢測電路(6)與主控芯片(I)相連；產(chǎn)生的阻抗電流輸出至阻抗電流檢測電路(6)，最后反饋到主控芯片(I);電源管理電路(7)同時(shí)供電給主控芯片(I)、繼電器隔離電路(2)、繼電器切換電路(3)、直流電壓檢測電路(4)、阻抗電流產(chǎn)生電路(5 )、阻抗電流檢測電路(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的繼電器隔離電路(2)包括光耦隔離電路(23)與驅(qū)動放大電路(22)； 所述的光耦隔離電路(23)由一個(gè)光耦芯片、一個(gè)下拉電阻、一個(gè)限流電阻組成；其中光耦芯片的發(fā)光二極管部分與下拉電阻并聯(lián)，然后與限流電阻串聯(lián)；光耦芯片的三極管部分與驅(qū)動放大電路相連； 所述的驅(qū)動放大電路(22)由一個(gè)三極管、一個(gè)基極電阻、一個(gè)下拉電阻、一個(gè)濾波電容、一對反向二極管、一個(gè)低壓繼電器組成；其中三極管的基極串聯(lián)一個(gè)基極電阻，三極管的發(fā)射極通過一個(gè)下拉電阻、一個(gè)濾波電容最后與基極相連。三極管的集電極通過低壓繼電器的線圈部分、反向二極管最后與電源12V相連；低壓繼電器的觸點(diǎn)部分與繼電器切換電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的繼電器切換電路(3)包括正負(fù)極分壓電阻(17)、高壓繼電器(18)； 所述的正負(fù)極分壓電阻(17)由6個(gè)正極分壓電阻、6個(gè)負(fù)極分壓電阻組成；其中電阻與高壓繼電器相連； 所述的高壓繼電器(18)由觸點(diǎn)部分和線圈部分組成；所述的觸點(diǎn)部分由一個(gè)常開觸點(diǎn)、一個(gè)常閉觸點(diǎn)組成；其中常開觸點(diǎn)與阻抗電流產(chǎn)生電路相連，常閉觸點(diǎn)與直流電壓檢測電路相連；所述的線圈部分的一端與繼電器隔離電路相連，另一端與電源管理電路的24V相連；所述的每個(gè)線圈部分的兩端還并聯(lián)一個(gè)反向二極管，用來泄放線圈的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的直流電壓檢測電路(4)由分壓電阻網(wǎng)絡(luò)(19)、差分電路(20)、高壓隔離電路(21)組成； 其中分壓電阻網(wǎng)絡(luò)(19)由11個(gè)電阻、三個(gè)電容組成；其中11個(gè)電阻與繼電器切換電路中的正負(fù)極分壓電阻共同分擔(dān)光伏陣列的直流高壓；三個(gè)電容起濾波作用；其中，差分電路用于去除共模電壓，高壓隔離電路用于隔離檢測電路與主控芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的阻抗電流產(chǎn)生電路(5)由電流霍爾(24)、電流霍爾(25)組成，一端與繼電器切換電路相連，另一端接大地；兩個(gè)電流霍爾輸出兩個(gè)反映阻抗電流的電壓信號到阻抗電流檢測電路(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的阻抗電流檢測電路(6)包括正極阻抗電流檢測電路(26)、負(fù)極絕緣阻抗電路檢測電路(27);負(fù)極絕緣阻抗電流檢測電路(27)的結(jié)構(gòu)與正極絕緣阻抗檢測電路(26)的結(jié)構(gòu)相同；其中正極絕緣阻抗電路包括采樣差分電路(28 )、濾波電路(29 )、偏置放大電路(30 )、限幅電路(31); 其中采樣差分電路(28)由采樣電阻和差分芯片組成；濾波電路(29)是二階濾波器的典型電路；偏置放大電路(30)是加法器的典型電路；限幅電路(31)由放置相反的兩個(gè)二極管組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的電源管理電路(7)包括24V/5V電路(8)、24V/±15V 電路(9)、5V/-2. 5V 電路(10)、5V/3. 3V 電路(11)、24V/12V 電路(12);其中24V/5V電路由5個(gè)濾波電容與一個(gè)DC/DC電源組成；5V/3. 3V電路由4個(gè)濾波電容與一個(gè)DC/DC電源組成，給阻抗檢測電路的限幅電路供電，還給主控芯片供電；24V/±15V電路由結(jié)構(gòu)相同的兩部分組成，輸出相互隔離的±15V電壓；每一部分由7個(gè)濾波電容與一個(gè)DC/DC組成，給電壓檢測電路的差分電路、高壓隔離電路供電，并且給阻抗電流檢測電路中的采樣差分電路、濾波電路、偏置放大電路供電，還給阻抗電流產(chǎn)生電路的兩個(gè)霍爾供電；5V/-2. 5V電路由一個(gè)運(yùn)算放大器與一個(gè)DC/DC組成,用于為阻抗電流檢測電路中的偏置放大電路提供偏置電壓；24V/12V電路由三個(gè)濾波電容、一個(gè)保險(xiǎn)絲、一個(gè)DC/DC電源組成，用于作為繼電器隔離電路中的驅(qū)動放大電路的供電；所述的24V電壓還作為繼電器切換電路中高壓繼電器的供電。
8.—種權(quán)利要求I所述的裝置檢測直流系統(tǒng)的絕緣阻抗的方法，其特征在于，檢測步驟為 (1)斷開繼電器切換電路(13)中的高壓繼電器(18)中的Kl與K2，，使得系統(tǒng)執(zhí)行直流電壓檢測，來判斷高壓繼電器(18)中的Kl與K2是否都真正斷開；當(dāng)檢測到的直流電壓大于0，則進(jìn)行下一步驟；當(dāng)檢測到的直流電壓小于或者等于0，則報(bào)錯(cuò)；這時(shí)說明直流系統(tǒng)沒有直流電壓輸入，以至不能完成檢測；或者直流系統(tǒng)正負(fù)極接反；或者高壓繼電器(18)損壞； (2)閉合繼電器切換電路(13)中的高壓繼電器(18)中的K1，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷Kl是否閉合，同時(shí)讀取阻抗電流檢測電路(6)中的名為IInsResl的正極阻抗電流； (3)斷開繼電器切換電路(13)中的高壓繼電器(18)中的K1，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷Kl是否斷開； (4)閉合繼電器切換電路(13)中的高壓繼電器(18)中的K2，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷高壓繼電器(18)中的K2是否閉合，同時(shí)讀取阻抗電流檢測電路(6)中的名為IInsRes2的負(fù)極阻抗電流； (5)斷開繼電器切換電路(13)中的高壓繼電器(18)中的K2，通過判斷直流電壓是否超過閾值來判斷K3是否斷開； (6)通過計(jì)算得出絕緣阻抗電阻值或者通過判斷絕緣阻抗電流是否超過閾值來判斷絕緣阻抗是否超過限值。
全文摘要
一種檢測直流系統(tǒng)的絕緣阻抗的裝置及方法，屬于大功率變流器技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括主控制芯片、繼電器控制電路、繼電器切換電路、直流電壓檢測電路、阻抗電流產(chǎn)生電路、阻抗電流檢測電路、電源管理電路。主控制芯片發(fā)出數(shù)字信號控制繼電器控制電路，進(jìn)而控制繼電器切換電路動作以切換直流電壓檢測電路工作還是阻抗電流產(chǎn)生電路工作。直流電壓檢測電路用于檢測光伏陣列的直流電壓，然后反饋到主控芯片上。阻抗電流檢測電路用于檢測阻抗電流，然后反饋到主控芯片上。優(yōu)點(diǎn)在于，通過檢測直流系統(tǒng)的直流電壓以及絕緣電流計(jì)算出絕緣阻抗，或者直接判斷絕緣電流是否超過閾值，達(dá)到監(jiān)測絕緣阻抗的目的。并且，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制容易。
文檔編號G01R19/165GK102841259SQ201210359838
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者郭艷鵬, 石志學(xué), 吉文杰, 王金峰, 金傳付, 陳可, 于立業(yè), 張?jiān)瀑F 申請人:冶金自動化研究設(shè)計(jì)院