基于绝缘检测电路的交流绝缘阻抗检测方法及装置与流程

本技术涉及电力电子，特别涉及一种基于绝缘检测电路的交流绝缘阻抗检测方法及装置。

背景技术：

1、绝缘电阻值是判断电气系统绝缘性能好坏的标准，而对于高压储能系统而言，检测电池簇的正/负极母线分别对地的绝缘电阻值是很重要的。

2、相关技术中，直流绝缘电路检测常用的方法主要有平衡桥法和非平衡桥法。如图1所示，平衡桥法是在正极绝缘电阻rx(v1)和负极绝缘电阻ry(v2)分别并联一个较大的检测电阻r1和r2，当一侧绝缘电阻变低时，都会迅速拉低该侧的电压，从而可检测出故障及电阻值；如图2所示，非平衡桥法相对于平衡桥法在每一侧增加了一路开关和一个电阻，通过交替切换两侧的开关改变两极对地的等效电阻，得到正、负极检测电阻上不平衡的检测电压，从而计算出正负极的绝缘电阻。

3、相关技术中，交流绝缘检测电路通常应用于逆变器和车载obc(on-boardcharger，车载充电机)中，也可以通过平衡桥和非平衡桥的方法进行测试，只不过正极绝缘电阻和负极绝缘电阻之间直流电压变成了交流电压，同样也需要通过检测电阻的交流电压分压电阻去检测交流峰值或者有效值，后面通过解二元一次方程求得绝缘电阻值。

4、然而，在直流检测的方案中可以忽略电容的存在，而交流电路中的电容存在和交流频率和容值相关的容抗目前传统的平衡桥法和非平衡桥法的技术在交流绝缘阻抗检测中无法识别电阻阻抗和电容容抗成分，导致无法精准检测出外部阻抗值。并且，无论是平衡桥法还是非平衡桥法，y电容的影响都比较大。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于绝缘检测电路的交流绝缘阻抗检测方法及装置，以解决相关技术中，在交流绝缘阻抗检测中无法识别电阻阻抗和电容容抗成分等问题，有效地提高了检测外部阻抗值的精确度。

2、本技术第一方面实施例提供一种基于绝缘检测电路的交流绝缘阻抗检测方法，所述绝缘检测电路包括第一至第m电阻，第一至第二电容和单刀多掷开关，其中，第一至第m-3电阻的一端分别与所述单刀多掷开关的第一至第n动端一一对应相连，第m-2电阻的一端与所述单刀多掷开关的不动端相连，所述第一至第m-3电阻的另一端和第m-1电阻的一端均与火线相连，所述第m-1电阻的另一端接地，所述第m-2电阻的另一端和所述第m电阻的一端均与所述第m-1电阻的另一端相连，所述第m电阻的另一端与零线相连，第一电容的一端与所述第m-1电阻的一端相连，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述第m电阻的另一端相连，n和m均为整数，且m≥5，n＝m-3，其中，所述方法包括以下步骤：

3、分别控制所述第一至第n动端和所述不动端闭合，采集所述第m-2电阻的第一至第n峰值电压，以及所述第m-2电阻两端的第一交流电压与交流输入电压的第一至第n相位差；

4、根据所述第一至第n峰值电压和所述第一至第n相位差计算火线对地绝缘阻抗和零线对地绝缘阻抗，并在所述火线对地绝缘阻抗小于第一预设阈值时判定火线对地绝缘阻抗失效，则所述零线对地绝缘阻抗小于第二预设阈值时判定零线对地绝缘阻抗失效。

5、可选地，在一些实施例中，所述根据所述第一至第n峰值电压和所述第一至第n相位差计算火线对地绝缘阻抗和零线对地绝缘阻抗，包括：

6、根据所述第一至第n峰值电压和所述第一至第n相位差计算所述第m-2电阻的阻抗值、所述第m-1电阻的阻抗值、所述第一电容的容抗值和所述第二电容的容抗值；对所述第m-2电阻的阻抗值和所述第一电容的容抗值进行并联阻抗计算得到所述火线对地绝缘阻抗，并对所述第m-1电阻的阻抗值和所述第二电容的容抗值进行并联阻抗计算得到所述零线对地绝缘阻抗。

7、可选地，在一些实施例中，在采集所述第m-2电阻的第一至第n峰值电压，以及所述第m-2电阻两端的第一交流电压与交流输入电压的第一至第n相位差之后，还包括：

8、若所述第一至第n峰值电压均小于对应的第三预设阈值，则判定所述第m-1电阻和所述第一电容存在阻抗减小；若所述第一至第n峰值电压均大于对应的第四预设阈值，则判定所述第m电阻和所述第二电容存在阻抗减小。

9、可选地，在一些实施例中，在采集所述第m-2电阻的第一至第n峰值电压，以及所述第m-2电阻两端的第一交流电压与交流输入电压的第一至第n相位差之后，还包括：

10、若所述第一至第n峰值电压中部分峰值电压大于对应的第三预设阈值，剩余部分峰值电压小于对应的第三预设阈值，或者第一至第n峰值电压中部分峰值电压大于对应的第四预设阈值，剩余部分小于对应的第四预设阈值，则判定当前交流绝缘阻抗检测失效。

11、可选地，在一些实施例中，所述第一电阻的阻值至所述第m-3电阻的阻值不同。

12、本技术第二方面实施例提供一种基于绝缘检测电路的交流绝缘阻抗检测装置，所述绝缘检测电路包括第一至第m电阻，第一至第二电容和单刀多掷开关，其中，第一至第m-3电阻的一端分别与所述单刀多掷开关的第一至第n动端一一对应相连，第m-2电阻的一端与所述单刀多掷开关的不动端相连，所述第一至第m-3电阻的另一端和第m-1电阻的一端均与火线相连，所述第m-1电阻的另一端接地，所述第m-2电阻的另一端和所述第m电阻的一端均与所述第m-1电阻的另一端相连，所述第m电阻的另一端与零线相连，第一电容的一端与所述第m-1电阻的一端相连，所述第一电容的另一端接地，所述第二电容的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述第m电阻的另一端相连，n和m均为整数，且m≥5，n＝m-3，其中，所述装置包括：

13、采集模块，用于分别控制所述第一至第n动端和所述不动端闭合，采集所述第m-2电阻的第一至第n峰值电压，以及所述第m-2电阻两端的第一交流电压与交流输入电压的第一至第n相位差；

14、判定模块，用于根据所述第一至第n峰值电压和所述第一至第n相位差计算火线对地绝缘阻抗和零线对地绝缘阻抗，并在所述火线对地绝缘阻抗小于第一预设阈值时判定火线对地绝缘阻抗失效，则所述零线对地绝缘阻抗小于第二预设阈值时判定零线对地绝缘阻抗失效。

15、可选地，在一些实施例中，所述判定模块，包括：

16、第一计算单元，用于根据所述第一至第n峰值电压和所述第一至第n相位差计算所述第m-2电阻的阻抗值、所述第m-1电阻的阻抗值、所述第一电容的容抗值和所述第二电容的容抗值；第二计算单元，用于对所述第m-2电阻的阻抗值和所述第一电容的容抗值进行并联阻抗计算得到所述火线对地绝缘阻抗，并对所述第m-1电阻的阻抗值和所述第二电容的容抗值进行并联阻抗计算得到所述零线对地绝缘阻抗。

17、可选地，在一些实施例中，在采集所述第m-2电阻的第一至第n峰值电压，以及所述第m-2电阻两端的第一交流电压与交流输入电压的第一至第n相位差之后，所述采集模块，还包括：

18、第一判断单元，用于在第一至第n峰值电压均小于对应的第三预设阈值的情况下，判定所述第m-1电阻和所述第一电容存在阻抗减小；第二判断单元，用于在第一至第n峰值电压均大于对应的第四预设阈值的情况下，判定所述第m电阻和所述第二电容存在阻抗减小。

19、可选地，在一些实施例中，在采集所述第m-2电阻的第一至第n峰值电压，以及所述第m-2电阻两端的第一交流电压与交流输入电压的第一至第n相位差之后，所述采集模块，还包括：

20、第三判断单元，用于在第一至第n峰值电压中部分峰值电压大于对应的第三预设阈值，剩余部分峰值电压小于对应的第三预设阈值，或者第一至第n峰值电压中部分峰值电压大于对应的第四预设阈值，剩余部分小于对应的第四预设阈值的情况下，判定当前交流绝缘阻抗检测失效。

21、可选地，在一些实施例中，所述第一电阻的阻值至所述第m-3电阻的阻值不同。

22、本技术第三方面实施例提供一种车载充电机逆变器，其包括如上述实施例所述的基于绝缘检测电路的交流绝缘阻抗检测装置。

23、本技术第四方面实施例提供一种车辆，其包括如上所述的车载充电机逆变器。

24、由此，本技术利用由第一至第m电阻，第一至第二电容和单刀多掷开关构成的绝缘检测电路，通过分别控制单刀多掷开关的第一至第n动端和不动端闭合，采集第m-2电阻的第一至第n峰值电压和第m-2电阻两端的第一交流电压与交流输入电压的第一至第n相位差，根据第一至第n峰值电压和第一至第n相位差计算火线对地绝缘阻抗和零线对地绝缘阻抗，并在火线对地绝缘阻抗小于第一预设阈值时判定火线对地绝缘阻抗失效，则零线对地绝缘阻抗小于第二预设阈值时判定零线对地绝缘阻抗失效。由此，本技术可以通过相位检测的方法，识别绝缘阻抗中的阻容分量，从而解决了相关技术中，在交流绝缘阻抗检测中无法识别电阻阻抗和电容容抗成分等问题，有效地提高了检测外部阻抗值的精确度。

25、本技术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，或通过本技术的实践了解到。