本申請實施例涉及接地檢測技術，尤其涉及一種接地檢測電路。
背景技術：
：機車在行駛過程中可能會由于電纜老化、振動摩擦等原因造成主電路中部分電路或全部電路發(fā)生接地故障，嚴重時會造成機車運行期間燒毀現(xiàn)象。為避免發(fā)生該種情況，在機車上設置接地檢測電路，用于在檢測出主電路中發(fā)生接地故障的部分時，對故障部分進行隔離，從而對主電路進行保護。通常情況下，接地檢測電路包括繼電器、電阻等大量元器件，通過一個大阻值的電阻將接地檢測電路與主電路連接在一起。檢測電路在控制電路的作用下，對主電路進行檢測。上述接地檢測電路包括大量的元器件，電路結構復雜、成本高且維護難度高。技術實現(xiàn)要素：本申請實施例提供一種接地檢測電路，采用結構簡單的偏置式電阻分壓接地檢測電路對主電路進行接地檢測，降低電路復雜度的同時，降低電路維護難度。第一方面，本申請?zhí)峁┮环N接地檢測電路，包括：并聯(lián)連接的斬波電路、中間直流回路與逆變器電路，以及電壓傳感器和處理芯片，其中，所述中間直流回路包括并聯(lián)連接的偏置式分壓電阻檢測電路和電容；所述偏置式分壓電阻檢測電路包括依次串聯(lián)的第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述第三電阻與所述電壓傳感器并聯(lián)，所述第三電阻與所述第二電阻的連接點接地；所述電壓傳感器遠離所述連接點的一端與所述處理芯片連接；所述斬波電路包括制動電阻、串聯(lián)連接的上斬波管與下斬波管，所述制動電阻與所述下斬波管并聯(lián)，所述上斬波管與所述中間直流回路的正極連接，所述下斬波管與所述中間直流回路的負極連接；未發(fā)生接地故障時，所述第三電阻兩端的電壓與基準電壓的差值滿足預設閾值，所述基準電壓為所述中間直流回路的電壓的三分之一。在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述第一電阻、所述第二電阻與所述第三電阻的阻值相同。在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述逆變器電路包括逆變器，所述逆變器的每個相位的橋臂連接一個上開關管與一個下開關管，所述上開關管與所述中間直流回路的正極連接，所述下開關管與所述中間直流回路的負極連接。在一種可行的實現(xiàn)方式中，所述處理芯片通過牽引控制單元與所述電壓傳感器連接。本申請?zhí)峁┑慕拥貦z測電路，接地檢測電路包括并聯(lián)連接的斬波電路、中間直流回路與逆變器電路，以及電壓傳感器和處理芯片，中間直流回路包括并聯(lián)連接的偏置式分壓電阻檢測電路和電容；偏置式分壓電阻檢測電路包括依次串聯(lián)的第一電阻、第二電阻和第三電阻，第三電阻與電壓傳感器并聯(lián)，第三電阻與第二電阻的連接點接地；電壓傳感器遠離連接點的一端與處理芯片連接；斬波電路包括制動電阻、串聯(lián)連接的上斬波管與下斬波管，制動電阻與下斬波管并聯(lián)，上斬波管與中間直流回路的正極連接，下斬波管與中間直流回路的負極連接，未發(fā)生接地故障時，第三電阻兩端的電壓約為中間直流回路的電壓的三分之一，當發(fā)生接地故障時，第三電阻兩端的電壓將會發(fā)生變化，電壓傳感器讀取第三電阻兩端的電壓并發(fā)送給處理芯片，由處理芯片根據(jù)第三電阻兩端的電壓，確定發(fā)生接地故障的位置。該電路中，采用結構簡單的偏置式電阻分壓接地檢測電路對主電路進行接地檢測，降低電路復雜度的同時，降低電路維護難度。附圖說明圖1為本申請接地檢測電路實施例一的結構示意圖；圖2為本申請接地檢測方法的流程圖；圖3為本申請接地檢測電路實施例二的結構示意圖。具體實施方式為使本申請實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。以下內容為結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本申請的具體實施方式、結構、特征及其功效的詳細說明。本申請的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換，以便這里描述的本申請的實施例例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產(chǎn)品或設備固有的其它步驟或單元。目前，接地檢測電路與機車的主電路通過一個大阻值的電阻連接在一起，接地檢測電路包含了繼電器、電阻等大量元器件，電路結構復雜、后期維護工作量大。而且，通過大阻值的電阻連接接地檢測電路與主電路，未將接地檢測電路與主電路分離，使得接地檢測電路與主電路的絕緣等級降低，存在極大的安全隱患；另外，接地檢測電路與主電路的電磁兼容性差，相互之間存在干擾，設置會導致誤動作的出現(xiàn)。有鑒于此，本申請?zhí)岢鲆环N接地檢測電路，采用結構簡單的偏置式電阻分壓接地檢測電路對主電路進行接地檢測，降低電路復雜度的同時，降低電路維護難度。具體的，可參見圖1，圖1為本申請接地檢測電路實施例一的結構示意圖。下面，結合圖1對本申請實施例所述的接地檢測電路的結構及工作原理進行詳細說明。首先，接地檢測電路的結構。請參照圖1，本申請實施例提供的接地檢測電路21包括：并聯(lián)連接的斬波電路1、中間直流回路2與逆變器電路3，以及電壓傳感器4和處理芯片5，其中，所述中間直流回路2包括并聯(lián)連接的偏置式分壓電阻檢測電路21和電容22；所述偏置式分壓電阻檢測電路21包括依次串聯(lián)的第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述第三電阻與所述電壓傳感器4并聯(lián)，所述第三電阻與所述第二電阻的連接點接地；所述電壓傳感器4遠離所述連接點的一端與所述處理芯片5連接；所述斬波電路1包括制動電阻13、串聯(lián)連接的上斬波管11與下斬波管12，所述制動電阻13與所述下斬波管12并聯(lián)，所述上斬波管11與所述中間直流回路2的正極連接，所述下斬波管12與所述中間直流回路2的負極連接；未發(fā)生接地故障時，所述第三電阻兩端的電壓與基準電壓的差值滿足預設預設，所述基準電壓為所述中間直流回路2的電壓的三分之一。具體的，斬波電路1中，R4為制動電阻13，R4與下斬波管13并聯(lián)，上斬波管11與下斬波管13串聯(lián)，上斬波管11遠離R4的一端與中間直流回路2的正極連接，下斬波管13遠離上斬波管11的一端與中間直流回路2的負極連接。中間直流回路2中，R1、R2和R3分別為偏置式分壓電阻檢測電路21中的第一電阻、第二電阻和第三電阻，R2和R3的連接點接地，R3與電壓傳感器4并聯(lián)，R1遠離R2的一端為中間直流回路2的正極，R3遠離R2的一端為中間直流回路2的負極。逆變器電路3中包括逆變器(圖中未示出)等，逆變器具有U、V、W三個相位，每個相位對應一個橋臂，每個橋臂具有上開關管與下開關管，每個橋臂的上開關管與中間直流回路2的正極連接，每個橋臂的下開關管與中間直流回路2的負極連接。其次，接地檢測電路的工作原理。通常情況下，當電路中沒有發(fā)生接地故障時，電壓傳感器4檢測到R3兩端的電壓為一個恒定的直流電壓，該直流電壓的幅值約為中間直流回路2電壓的1/3左右。也就是說，若將中間直流回路2的電壓的三分之一作為基準電壓，則R3兩端的電壓與該基準電壓的差值滿足預設閾值。理想狀態(tài)下，預設閾值為0，即R3兩端的電壓等于中間直流回路2電壓的三分之一，不接地情況下R3兩端始終為1/3Udc(Udc為中間直流回路的電壓)的近似為直線的波形。當發(fā)送接地故障時，R3兩端的電壓將會發(fā)生變化，電壓傳感器4讀取R3兩端的電壓并發(fā)送給處理芯片5，由處理芯片5根據(jù)R3兩端的電壓，確定發(fā)生接地故障的位置。本申請實施例提供的接地檢測電路，包括并聯(lián)連接的斬波電路、中間直流回路與逆變器電路，以及電壓傳感器和處理芯片，中間直流回路包括并聯(lián)連接的偏置式分壓電阻檢測電路和電容；偏置式分壓電阻檢測電路包括依次串聯(lián)的第一電阻、第二電阻和第三電阻，第三電阻與電壓傳感器并聯(lián)，第三電阻與第二電阻的連接點接地；電壓傳感器遠離連接點的一端與處理芯片連接；斬波電路包括制動電阻、串聯(lián)連接的上斬波管與下斬波管，制動電阻與下斬波管并聯(lián)，上斬波管與中間直流回路的正極連接，下斬波管與中間直流回路的負極連接，未發(fā)生接地故障時，第三電阻兩端的電壓約為中間直流回路的電壓的三分之一，當發(fā)生接地故障時，第三電阻兩端的電壓將會發(fā)生變化，電壓傳感器讀取第三電阻兩端的電壓并發(fā)送給處理芯片，由處理芯片根據(jù)第三電阻兩端的電壓，確定發(fā)生接地故障的位置。該電路中，采用結構簡單的偏置式電阻分壓接地檢測電路對主電路進行接地檢測，降低電路復雜度的同時，降低電路維護難度?？蛇x的，在本申請一實施例中，上述電路中的第一電阻、第二電阻與第三電阻的阻值相同。當然，第一電阻、第二電阻與第三電阻的阻值也可以不同，本申請實施例并不限制?？蛇x的，在本申請一實施例中，所述處理芯片通過牽引控制單元與所述電壓傳感器連接。例如，牽引控制單元(TractionControllUnit，TCU)中的信號處理板通過接插件與電壓傳感器連接，信號處理板將采集到的電壓信號通過背板傳送給處理芯片。下面，在上述接地檢測電路的基礎上，對本申請采用該接地檢測電路進行接地檢測的方法進行詳細說明。具體的，可參見圖2，圖2為本申請接地檢測方法的流程圖，包括：101、所述處理芯片從所述電壓傳感器獲取所述第三電阻兩端的電壓。102、所述處理芯片根據(jù)所述電壓，確定接地故障。本申請實施例提供的接地檢測方法，基于未發(fā)生接地故障時，第三電阻兩端的電壓約為中間直流回路的電壓的三分之一，發(fā)生故障時，第三電阻兩端的電壓發(fā)生變化的前提，通過處理芯片從電壓傳感器獲取第三電阻兩端的電壓，根據(jù)第三電阻兩端的電壓，確定接地故障。該檢測過程中，通過采用結構簡單的偏置式電阻分壓接地檢測電路對主電路進行接地檢測，降低電路復雜度的同時，降低電路維護難度。本申請實施例中，發(fā)生接地故障的情況大致有如下幾種情況：情況一、中間直流回路接地故障；情況二、逆變器電路輸出接地故障；情況三、斬波電路輸出接地故障；情況四、逆變器電路中性點故障。下面，用一個具體的實施例對上述的接地檢測方法進行詳細說明。具體的可參加圖3，圖3為本申請接地檢測電路實施例二的結構示意圖。情況一、中間直流回路接地故障。請參照圖3，中間直流回路接地故障有兩種可能，分別對應圖中的①、②兩點。其中，第①點接地為中間直流回路的正極接地，第②點接為中間直流回路的負極接地。當?shù)冖冱c接地時，R1、R2被短接，R3兩端的電壓由基準電壓變化為中間直流回路的電壓，且變化后的電壓為一個幅值穩(wěn)定的電壓。因此，若處理芯片確定第三電阻兩端的電壓增大為中間直流回路的電壓，且保持為中間直流回路的電壓，則確定中間直流回路的正極接地故障；當②點接地時，R3被短接，R3兩端的電壓由基準電壓變化為0，且保持為0的狀態(tài)。因此，若處理芯片確定第三電阻兩端的電壓減小為0，且保持為0的狀態(tài)，則確定中間直流回路的負極接地。通過上述方法，實現(xiàn)對中間直流回路的接地檢測。情況二、逆變器電路輸出接地故障。請參照圖3，逆變器電路輸出接地故障有三種可能，分別對應圖中③、④、⑤三點。其中，第③點接地為逆變器U相橋臂接地，即U相主線接地，第④點為逆變器V相橋臂接地，即V相主線接地，第⑤點為逆變器W相橋臂接地，即W相主線接地。牽引電機定子繞組中有電流通過時，定子電流必然會流過逆變器對應相位的橋臂。若該相位的橋臂存在接地故障，當電流通過存在接地故障的橋臂的上開關管時，該相位的電機主線與中間直流回路的正極接通，R1、R2被短接，R3兩端的電壓變化為中間直流回路的電壓；當電流通過存在接地故障的橋臂的下開關管時，該相位的電機主線與中間直流回路的負極接通，R3倍短接，R3兩端的電壓由基準電壓變化為0。另外，當逆變器U、V、W相中某個相位的橋臂的上開關管導通時，其下開關管的二極管將承受反向電壓而關斷，此時，該橋臂對應的相電流只能通過上開關管；同理，當逆變器U、V、W相中某個橋臂的下開關管導通時，其上開關管的二極管將承受反向電壓而關斷，此時，該橋臂對應的相電流只能通過下開關管。綜合上述分析可知：R3兩端的電壓與存在接地故障的橋臂的上開關管的觸發(fā)信號具有相同的波形，與存在接地故障的橋臂對應的相位的輸出電壓波形相同。因此，若處理芯片確定電壓的波形呈現(xiàn)脈沖波形，且脈沖波形的最大值為中間直流回路的電壓，脈沖波形的最小值為0時，處理芯片逆變器電路的三個相位的橋臂中，每個橋臂的上開關管的觸發(fā)信號的波形，從而得到三個觸發(fā)信號的波形；然后從三個觸發(fā)信號的波形中，確定出第一波形，第一波形與電壓的波形一致，第一波形對應的橋臂為發(fā)生接地故障的橋臂。例如，當處理芯片根據(jù)電壓傳感器，發(fā)現(xiàn)R3兩端的電壓呈現(xiàn)脈沖波形，而且該電壓波形與U相橋臂的上開關管的觸發(fā)信號的波形一致，則認為時第③點發(fā)生接地故障；再如，當處理芯片根據(jù)電壓傳感器，發(fā)現(xiàn)R3兩端的電壓呈現(xiàn)脈沖波形，而且該電壓波形與V相橋臂的上開關管的觸發(fā)信號的波形一致，則認為此時第④點發(fā)生接地故障；又如，當處理芯片根據(jù)電壓傳感器，發(fā)現(xiàn)R3兩端的電壓呈現(xiàn)脈沖波形，而且該電壓波形與W相橋臂的上開關管的觸發(fā)信號的波形一致，則認為時第⑤點發(fā)生接地故障。上述方法中，通過比較第三電阻兩端的電壓與逆變器各相位的橋臂的上開關管的觸發(fā)信號，實現(xiàn)對逆變器電路輸出接地故障的檢測。情況三、斬波電路輸出接地故障。請參照圖3，斬波電路輸出接地故障即為第⑥點接地。若第⑥點發(fā)生接地，則當斬波電路的上斬波管開通時，R1、R2被短接，R3兩端的電壓由基準電壓變化為中間直流回路電壓；若第⑥點未發(fā)生接地，則當斬波電路的上斬波管開通時，R1和R2不會被短接。因此，所述處理芯片控制所述斬波電路的上斬波管開通；所述處理芯片確定所述電壓是否變化為所述中間直流回路的電壓；若是，則所述處理芯片確定所述斬波電路的上斬波管與下斬波管的連接點接地；否則，則確定所述斬波電路未發(fā)生接地故障。具體的，可以將斬波電路的上斬波管短時間內進行連續(xù)開通控制，采用R3兩端的電壓進行判斷。需要說明的是，雖然上述實施例中，是通過采集R3兩端的電壓對斬波電路是否發(fā)生接地故障進行判斷的。然而，本申請實施例并不以此為限制，在其他可行的實現(xiàn)方式中，也可以在斬波電路上設置電流傳感器，該電流傳感器設置在上斬波管與下斬波管之間，通過電流傳感器采集電流，根據(jù)該電流對斬波電路是否發(fā)生接地故障進行判斷。上述方法中，通過對斬波電路的上開關管進行開通控制，對第三電阻兩端的電壓進行監(jiān)控，實現(xiàn)對斬波電路輸出接地故障的檢測。情況四、逆變器電路中性點故障。請參照圖3，逆變器電路中性點接地故障即為圖中第⑦點接地。假設中間直流回路的電壓表示為Udc，逆變器的各橋臂的上開關管開通表示為1，下開關管開通表示為0，圖中A、B、C分別代表U、V、W相橋臂，用ABC表示U、V、W開關管開通的順序，則R3兩端的電壓可能出現(xiàn)如下表所示的四種情況：表1序號R3兩端的電壓開關管的狀態(tài)100002Udc11132/3Udc110，011，10141/3Udc010，100，001根據(jù)表1可知：R3兩端的電壓波形取決于逆變器各橋臂開關管的開通序列，可以通過軟件檢測電壓傳感器的電壓脈沖的狀態(tài)，判斷出逆變器是否中性點接地。具體的，不接地情況下R3兩端的電壓始終為1/3Udc，根據(jù)該電壓得到的幅值為1/3Udc的近似為直線的波形。若發(fā)生中性點接地，開關管的序列是由處理芯片的軟件控制決定的，通過軟件控制可以使每個開關管在不同時刻開通或者關斷，使得原本為直線的波形發(fā)生變化，所述處理芯片根據(jù)所述電壓，以及所述逆變器電路的三個相位橋臂的開關管的狀態(tài)，確定所述逆變器電路的中性點是否接地。例如，所述處理器芯片確定所述電壓減小為0，且所述逆變器電路的三個相位的橋臂中，每個橋臂的上開關管均未導通，每個橋臂的下開關管均導通，則確定所述逆變器電路的中性點接地。開關管的開通序列為000，在此種開通狀態(tài)下，R3兩端的電壓會變?yōu)?。再如，所述處理器芯片確定所述電壓增大為所述中間直流回路的電壓，且所述逆變器電路的三個相位的橋臂中，每個橋臂的上開關管均導通，每個橋臂的下開關管均未導通，則確定所述逆變器電路的中性點接地。開關管的開通序列為111，在此種開通狀態(tài)下，R3兩端的電壓會變?yōu)閁dc。又如，所述處理器芯片確定所述電壓增大為所述基準電壓的兩倍，且所述逆變器電路的三個相位的橋臂中，兩個相位的橋臂的上開關導通，剩余相位的橋臂的下開關管導通，則確定所述逆變器電路的中性點接地；開關管會有110，011，101這三種開通情況，在此種開通狀態(tài)下，R3兩端的電壓會變?yōu)?/3Udc。又如，所述處理器芯片確定所述電壓保持所述基準電壓不變，且所述逆變器電路的三個相位的橋臂中，兩個相位的橋臂的下開關導通，剩余相位的橋臂的上開關管導通，則確定所述逆變器電路的中性點接地。開關管會有010，100，001這三種開通情況，在此時刻，R3兩端的電壓會變?yōu)?/3Udc。綜合上述可知：相較于不接地情況下幅值為1/3Udc的近似直線的波形，在中性點出現(xiàn)接地狀態(tài)時，R3兩端電壓波形為幅值在0、1/3Udc、2/3Udc、Udc之間變化的脈沖波形，其脈沖波形是由八種不同開關管開通狀態(tài)下的R3兩端的電壓根據(jù)開關管的不同控制方式所組合而成。上述方法中，通過對逆變器電路的各個橋臂的開關管的開通序列進行檢測，對第三電阻兩端的電壓進行監(jiān)控，實現(xiàn)逆變器電路中性點故障的檢測。最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本申請的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本申請進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本申請各實施例技術方案的范圍。當前第1頁1 2 3