漏电检测设备及其检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统领域，特别涉及一种漏电检测设备及其检测方法。
【背景技术】
[0002] 远端供电系统包括局端系统和远端系统，通过远端供电系统向远端设备供电时， 局端系统可以将48直流电压（英文:Voltage Direct Current，简称:VDC)的外部电源升到 380VDC高压，并将380VDC高压传输至远端系统，远端系统再将380VDC高压转换到48VDC，从 而向远端设备供电。而局端系统在运行时，为了将线路上的残余电、感应电等不安全的电流 导出，会设置一根接地线，将不安全的电流通过接地线流入大地，这些流入大地的电流称为 漏电流。由于当漏电流过高时，会给用户带来一定的安全隐患，因此，局端系统的安全标准 对漏电流有严格的限制。而为了使局端系统的漏电流能够满足安全标准的要求，局端系统 需要对自身进行漏电检测。
[0003] 目前，提供了一种漏电检测设备，如图1所示，该设备包括:第一功率变换电路、第 二功率变换电路、第一漏电指示器、第二漏电指示器、控制器、至少一对继电器和至少一对 输出端口，且每对输出端口均包括一个正向端口和一个负向端口，局端系统可以通过该至 少一对输出端口与远端系统连接，从而向远端设备供电。参见图1，第一功率变换电路和第 二功率变换电路的输入端分别与外部电源连接;第一功率变换电路的输出端与至少一对继 电器的常开触点连接，第一功率变换电路输出端的中点与第一漏电指示器的输入端连接； 第一漏电指示器的第一输出端与控制器的第一输入端连接，第一漏电指示器的第二输出端 接地;第二功率变换电路的输出端与该至少一对继电器的常闭触点连接，第二功率变换电 路输出端的中点与第二漏电指示器的输入端连接;第二漏电指示器的第一输出端与控制器 的第二输入端连接，第二漏电指示器的第二输出端接地;控制器的输出端与该至少一对继 电器的输入端连接，且该至少一对继电器的输出端分别与该至少一对输出端口连接。
[0004] 当通过该漏电检测设备进行漏电检测时，第一漏电指示器检测流过自身的第一漏 电流，并将第一漏电流发送给控制器，控制器判断第一漏电流是否大于或等于指定电流，当 第一漏电流小于指定电流时，确定不存在漏电故障端口，此时，控制器控制该至少一对继电 器的常开触点吸合，以通过第一功率变换电路输出工作电压向远端设备供电；当第一漏电 流大于或等于指定电流时，确定存在漏电故障端口，此时，控制器控制该至少一对继电器的 常闭触点依次吸合，以通过第二功率变换电路输出测试电压，通过第二漏电指示器检测当 前常闭触点吸合的继电器对应的第二漏电流，并将第二漏电流发送给控制器，控制器判断 第二漏电流是否大于或等于指定电流，当第二漏电流大于或等于指定电流时，确定该第二 漏电流对应的输出端口为漏电故障端口。
[0005] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
[0006] -、由于该漏电检测设备中不仅包括第一功率变化电路，还包括第二功率变换电 路，并且继电器中各个触点之间存在一定的距离限制，导致漏电检测设备的整体体积较大。 二、第二功率变换电路输出的测试电压只用于第二漏电流的检测，而不向远端设备供电，降 低了外部电源的转换效率。三、为了提高外部电源的转换效率，测试电压不能设置的太大， 而当测试电压较小时可能无法击穿漏电故障端口处的线路绝缘层，导致第二漏电流的检测 结果不准确，进而降低了确定漏电故障端口的准确性。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种漏电检测设备及其检测方 法。所述技术方案如下：
[0008] 第一方面，提供了一种漏电检测设备，所述设备包括:功率变换电路、平衡检测电 路、模数转换器、控制器、N个驱动电路、N个储能电路和N对输出端口，且所述N个驱动电路、 所述N个储能电路和所述N对输出端口一一对应，所述N大于或等于1;
[0009] 所述功率变换电路的输入端与外部电源连接，所述功率变换电路的输出端与所述 平衡检测电路的第一端连接，所述平衡检测电路的第二端分别与所述模数转换器的输入端 和所述N个储能电路的第一输入端连接；
[0010] 所述模数转换器的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所 述N个驱动电路的输入端连接，所述N个驱动电路的输出端分别与所述N个储能电路的第二 输入端连接；
[0011] 所述N个储能电路的输出端分别与所述N对输出端口连接。
[0012] 其中，功率变换电路用于将外部电源输出的电压转换成适合线路传输的高压，平 衡检测电路用于检测漏电流，并将该漏电流发送给模数转换器，该漏电流为向远端设备供 电过程中的漏电流，该漏电流可以包括第一漏电流和第二漏电流，模数转换器用于将漏电 流的模拟量转换成数字量，并将漏电流的数字量发送给控制器，控制器用于基于该漏电流， 向N个驱动电路发送控制指令，驱动电路用于基于控制器发送的控制指令，向对应的储能电 路发送驱动信号，以将该储能电路与平衡检测电路之间的连接断开，而储能电路用于在向 远端设备正常供电时进行储能，并在与平衡检测电路断开时，通过储能的电压向远端设备 供电，输出端口用于将储能电路与远端系统连接，以向远端设备供电。
[0013] 具体地，该漏电检测设备进行漏电检测时，平衡检测电路检测第一漏电流，并将第 一漏电流发送给控制器，第一漏电流为向远端设备正常供电过程中的漏电流，控制器基于 第一漏电流，控制该N个储能电路依次与平衡检测电路断开，在该N个储能电路与平衡检测 电路依次断开后，平衡检测电路检测N个第二漏电流，并将该N个第二漏电流发送给控制器， 该N个第二漏电流为该N个储能电路分别与平衡检测电路断开之后向远端设备供电过程中 的漏电流，控制器基于第一漏电流和该N个第二漏电流，从该N对输出端口中确定漏电故障 端口。
[0014] 在本发明实施例中，可以通过工作电压直接进行漏电检测，而不需要额外的测试 电路来提供测试电压，因此，漏电检测设备的整体体积较小，电源转换效率较高，并且工作 电压不会设置的太小，因此，该工作电压可以击穿漏电故障端口出的线路绝缘层，从而可以 解决因测试电压与工作电压的差异而造成确定漏电故障端口的准确性较低的问题，提高确 定漏电故障端口的准确性。
[0015] 结合第一方面，在上述第一方面的第一种可能的实现方式中，所述平衡检测电路 包括:多个串联的电阻；
[0016]所述多个串联的电阻的一端与所述功率变换电路输出端中的正向端子连接，所述 多个串联电阻的另一端与所述功率变换电路输出端中的负向端子连接；
[0017]所述多个串联电阻的中点接地，且所述多个串联电阻中的指定位置与所述模数转 换器的输入端连接，所述指定位置为与所述多个串联电阻的另一端之间相隔至少一个电阻 的位置。
[0018] 其中，平衡检测电路检测第一漏电流时，平衡检测电路可以检测自身的中点与接 地点之间的电流，并将检测的电流确定为第一漏电流。
[0019] 结合第一方面，在上述第一方面的第二种可能的实现方式中，所述平衡检测电路 包括:第一电流检测电路和第二电流检测电路；
[0020] 所述第一电流检测电路的输入端与所述功率变换电路输出端的正向端子连接，所 述第一电流检测电路的第一输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述第一电流检测电 路的第二输出端与所述N个储能电路的第一输入端连接；
[0021] 所述第二电流检测电路的输入端与所述功率变换电路输出端的负向端子连接，所 述第二电流检测电路的第一输出端与所述模数转换器的输入端连接，所述第二电流检测电 路的第二输出端与所述N个储能电路的第一输入端连接。
[0022] 其中，平衡检测电路检测第一漏电流时，平衡检测电路可以检测自身包括的第一 电流检测电路上的电流，得到第一检测电流，并检测自身包括的第二电流检测电路上的电 流，得到第二检测电流，之后，确定第一检测电流与第二检测电流之间的差值，并将该差值 确定为第一漏电流。
[0023] 结合第一方面至第一方面的第二种可能的实现方式中任一可能的实现方式，在上 述第一方面的第三种可能的实现方式中，所述N个储能电路中的任一储能电路包括:第一金 属氧化物半导体(英文:Metal Oxide Semiconductor，简称:M0S)管、第二M0S管、二极管组、 电感和电容；
[0024] 所述第一 M0S管的源极和所述二极管组的阴极分别与所述电容的一端连接，所述 第一 M0S管的栅极与第一驱动电路的输出端连接，所述第一 M0S管的漏极与所述平衡检测电 路连接，所述第一驱动电路为所述N个驱动电路中的一个，且所述第一驱动电路与所述第一 M0S管所在的储能电路对应；
[0025] 所述第二M0S管的源极与所述平衡检测电路连接，所述第二M0S管的栅极与所述第 一驱动电路的输出端连接，所述第二M0S管的漏极和所述二极管组的阳极分别与所述电感 的一端连接；
[0026] 所述电容的另一端和所述电感的另一端分别与所在储能电路对应输出端口中的 负向端口连接，且所述电容的一端与所在储能电路对应输出端口中的正向端口连接。
[0027]需要说明的是，储能电路按照功能模块划分时，可以包括开关模块、保护模块和储 能模块，开关模块可以包括第一 M0S管和第二M0S管，保护模块可以包括二极管组，储能模块 可以包括电感和电容。
[0028] 其中，开关模块用于进行储能电路与平衡检测电路的连接与断开;保护模块用于 保护开关模块，储能电路用于在储能电路与平衡检测电路断开时输出电压，以向远端设备 供电。
[0029] 结合第一方面至第一方面的第二种可能的实现方式中任一可能的实现方式，在上 述第一方面的第四种可能的实现方式中，所述N个储能电路中的任一储能电路包括:第一 MOS管、第二MOS管、二极管组、电阻、电容和二极管；
[0030] 所述第一 M0S管的源极和所述二极管组的阴极分别与所述电阻的一端连接，所述 第一 M0S管的栅极与第一驱动电路的输出端连接，所述第一 M0S管的漏极与所述平衡检测电 路连接；
[0031] 所述第二M0S管的源极与所述平衡检测电路连接，所述第二M0S管的栅极与所述第 一驱动电路的输出端连接，所述第二M0S管的漏极和所述二极管组的阳极分别与所述电容 的一端连接；
[0032] 所述电阻的一端和所述二极管的阴极分别与所在储能电路对应输出端口中的正 向端口连接，所述电阻的另一端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阳极与所述电容 的另一端连接，所述电容的一端还与所在储能电路对应输出端口中的负向端口连接。
[0033]需要说明的是，储能电路按照功能模块划分时，可以包括开关模块、保护模块和储 能模块，开关模块可以包括第一 M0S管和第二M0S管，保护模块可以包括二极管组，储能模块 可以包括电阻、电容和二极管。
[0034] 其中，开关模块用于进行储能电路与平衡检测电路的连接与断开;保护模块用于 保护开关模块，储能电路用于在储能电路与平衡检测电路断开时输出电压，以向远端设备 供电。
[0035] 结合上述第一方面、第一方面的第三种可能的实现方式或第一方面的第四种可能 的实现方式，在上述第一方面的第五种可能的实现方式中，所述N个驱动电路中的任一驱动 电路包括:第一驱动模块和第二驱动模块；
[0036] 所述第一驱动模块的输入端和所述第二驱动模块的输入端分别与所述控制器的 输出端连接，所述第一驱动模块的输出端与第一储能电路包括的第一 M0S管的栅极连接，所 述第二驱动模块的输出端与所述第一储能电路包括的第二M0S管的栅极连接，所述第一储 能电路为所述N个储能电路中的一个，且所述第一储能电路与所述第一驱动模块和第二驱 动模块所在的驱动电路对应。
[0037] 其中，驱动电路基于控制器发送的控制指令，向对应的储能电路发送驱动信号，以 将该储能电路与平衡检测电路断开时，该驱动电路可以通过第一驱动模块向第一储能电路 包括的第一M0S管发送第一驱动信号，以截止向第一M0S管的栅极和源极之间的提供电压， 关断第一 M0S管，并通过第二驱动模块向第一储能电路包括的第二M0S管发送第二驱动信 号，以截止向第二M0S管的栅极g2和源极s2之间的提供电压，关断第二M0S管，从而将该驱动 电路5对应的储能电路6与平衡检测电路2断开。
[0038] 结合第一方面的第三种可能的实现方式或第四种可能的实现方式，在上述第一方 面的第六种可能的实现方式中，所述二极管组包括一个二极管或者多个串联的二极管。
[0039] 在上述第一方面的另一种可能的实现方式中，所述功率变换电路、所述平衡检测 电路与所述N个储能电路之间通过高压母线进行连接，所述控制器与所述N个驱动电路之间 通过控制总线进行连接。
[0040] 需要说明