漏电检测设备及其检测方法_4

文档序号:9749559阅读:来源:国知局
与模数转换器3的输入端连接,该指定位置为与该多 个串联电阻的另一端之间相隔至少一个电阻的位置。
[0125] 其中,平衡检测电路2检测第一漏电流时,平衡检测电路2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。
[0126] 可选地,参见图4,该平衡检测电路2可以包括:第一电流检测电路2A和第二电流检 测电路2B;
[0127] 第一电流检测电路2A的输入端与功率变换电路1输出端的正向端子la连接,第一 电流检测电路2A的第一输出端与模数转换器3的输入端连接,第一电流检测电路2A的第二 输出端与N个储能电路6的第一输入端连接;第二电流检测电路2B的输入端与功率变换电路 1输出端的负向端子lb连接,第二电流检测电路2B的第一输出端与模数转换器3的输入端连 接,第二电流检测电路2B的第二输出端与N个储能电路6的第一输入端连接。
[0128] 其中,平衡检测电路2检测第一漏电流时,平衡检测电路2可以检测自身包括的第 一电流检测电路2A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2B 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。
[0129] 其中,当该平衡检测电路2包括第一电流检测电路2A和第二电流检测电路2B时,模 数转换器3可以包括第一模数转换单元3A和第二模数转换单元3B,第一模数转换单元3A可 以与第一电流检测电路2A连接,以对第一检测电流进行模数转换,第二模数转换单元3B可 以与第二电流检测单元2B连接,以对第二检测电流进行模数转换。
[0130] 需要说明的是,该平衡检测电路检测第一漏电流和第二漏电流时,还可以通过漏 电指示器进行检测,本发明实施例对此不做具体限定。
[0131] 参见图3,该N个储能电路6中的任一储能电路包括:第一 M0S管Q1、第二M0S管Q2、二 极管组、电感L和电容C;
[0132] 第一 M0S管Q1的源极si和二极管组的阴极分别与电容C的一端连接,第一 M0S管Q1 的栅极gl与第一驱动电路的输出端连接,第一 M0S管Q1的漏极dl与平衡检测电路2连接,第 一驱动电路为该N个驱动电路5中的一个,且第一驱动电路与第一 M0S管所在的储能电路6对 应;第二M0S管Q2的源极s2与平衡检测电路2连接,第二M0S管Q2的栅极g2与第一驱动电路的 输出端连接,第二M0S管Q2的漏极d2和二极管组的阳极分别与电感L的一端连接;电容C的另 一端和电感L的另一端分别与所在储能电路6对应输出端口 7中的负向端口 7b连接,且电容C 的一端与所在储能电路6对应输出端口 7中的正向端口 7a连接。
[0133] 需要说明的是,图3所示的储能电路6按照功能模块划分时,可以包括开关模块6A、 保护模块6B和储能模块6C,开关模块6A可以包括第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2,保护模块6B 可以包括二极管组,储能模块6C可以包括电感L和电容C。
[0134] 其中,开关模块6A用于进行储能电路6与平衡检测电路2的连接与断开;保护模块 6B用于保护开关模块6A,储能电路6C用于在储能电路6与平衡检测电路2断开时输出电压, 以向远端设备供电。
[0135] 需要说明的是,第一 M0S管和第二M0S管可以为N沟道增强型M0S管或P沟道增强型 M0S管,本发明实施例对此不做具体限定,且实际应用中,该第一 M0S管和第二M0S管还可以 用晶体三极管或继电器进行替换,来达到相同的技术效果。而在本发明实施例中,均以N沟 道增强型M0S管为例进行说明。
[0136] 其中,该漏电检测设备在向远端设备正常供电时,驱动电路5可以向第一 M0S管Q1 的栅极gl和源极Sl之间提供工作电压,以及向第二M0S管Q2的栅极g2和源极S2提供工作电 压,以导通第一M0S管Q1和第二M0S管Q2,同时,储能电路6可以基于该工作电压,通过储能模 块6C进行储能,具体地,储能电路6可以基于该工作电压,通过储能模块6C中电感L和电容C 进行储能。
[0137] 还需要说明的是,由于M0S管的栅极的输入阻抗极高,因此极易引起静电荷聚集, 从而极易产生较大的瞬间反向电流,损坏该M0S管,因此,当第一 M0S管或者第二M0S管中产 生较大的瞬间反向电流时,可以通过保护模块6B中二极管组将该较大的瞬间反向电流释 放,以避免该较大的瞬间反向电流对第一 M0S管或者第二M0S管造成损坏,从而实现对开关 模块6A的保护。
[0138] 可选地,参见图4,该N个储能电路6中的任一储能电路包括:第一M0S管Q1、第二M0S 管Q2、二极管组、电阻R、电容C和二极管D;
[0139] 第一 M0S管Q1的源极sl和二极管组的阴极分别与电阻R的一端连接,第一 M0S管Q1 的栅极gl与第一驱动电路的输出端连接,第一 M0S管Q1的漏极dl与平衡检测电路2连接;第 二M0S管Q2的源极s2与平衡检测电路2连接,第二M0S管Q2的栅极g2与第一驱动电路的输出 端连接,第二M0S管Q2的漏极d2和二极管组的阳极分别与电容C的一端连接;电阻R的一端和 二极管D的阴极分别与所在储能电路6对应输出端口 7中的正向端口 7a连接,电阻R的另一端 与二极管D的阳极连接,二极管D的阳极与电容C的另一端连接,电容C的一端还与所在储能 电路6对应输出端口 7中的负向端口 7b连接。
[0140]需要说明的是,图4所示的储能电路6按照功能模块划分时,可以包括开关模块6A、 保护模块6B和储能模块6C,开关模块6A可以包括第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2,保护模块6B 可以包括二极管组,储能模块6C可以包括电阻R、电容C和二极管D。
[0141] 其中,该漏电检测设备在向远端设备正常供电时,驱动电路5可以向第一 M0S管Q1 的栅极gl和源极Sl之间提供工作电压,以及向第二M0S管Q2的栅极g2和源极S2提供工作电 压,以导通第一M0S管Q1和第二M0S管Q2,同时,储能电路6可以基于该工作电压,通过储能模 块6C进行储能,具体地,储能电路6可以基于该工作电压,通过储能模块6C中电容C进行储 能。
[0142] 需要说明的是,图3和图4所示的N个储能电路6的结构可以互相替换,从而可以构 成4个漏电检测设备的结构示意图。
[0143] 参见图3或图4,该N个驱动电路5中的任一驱动电路包括:第一驱动模块5A和第二 驱动模块5B;
[0144] 第一驱动模块5A的输入端和第二驱动模块5B的输入端分别与控制器4的输出端连 接,第一驱动模块5A的输出端与第一储能电路包括的第一 M0S管Q1的栅极gl连接,第二驱动 模块5B的输出端与第一储能电路包括的第二M0S管Q2的栅极g2连接,第一储能电路为该N个 储能电路6中的一个,且第一储能电路与第一驱动模块5A和第二驱动模块5B所在的驱动电 路对应。
[0145] 其中,驱动电路5基于控制器4发送的控制指令,向对应的储能电路6发送驱动信 号,以将该储能电路6与平衡检测电路2断开时,该驱动电路5可以通过第一驱动模块5A向第 一储能电路包括的第一M0S管Q1发送第一驱动信号,以截止向第一M0S管Q1的栅极gl和源极 sl之间的提供工作电压,关断第一 M0S管Q1,并通过第二驱动模块5B向第一储能电路包括的 第二M0S管Q2发送第二驱动信号,以截止向第二M0S管Q2的栅极g2和源极s2之间的提供工作 电压,关断第二M0S管Q2,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。
[0146] 参见图3或图4,该二极管组包括一个二极管或者多个串联的二极管,本发明实施 例对此不做具体限定。
[0147] 参见图3或图4,功率变换电路1、平衡检测电路2与N个储能电路6之间可以通过高 压母线8进行连接,控制器4与N个驱动电路5之间可以通过控制总线9进行连接,当然,实际 应用中还可以通过其他的方式进行连接,本发明实施例对此不做具体限定。
[0148] 需要说明的是,高压母线8的正母线8a与功率变换电路1输出端中的正向端子la连 接,高压母线8的负母线8b与功率变换电路1输出端中的负向端子lb连接。
[0149] 需要说明的是,本发明实施例中不仅可以将该N对输出端口中的一对输出端口作 为一个整体进行漏电故障检测,还可以对该N对输出端口中的一对输出端口包括的正向端 口和负向端口分别进行漏电故障检测,本发明实施例对此不做具体限定。
[0150] 其中,当该漏电检测设备对该N对输出端口中的一对输出端口作为一个整体进行 漏电故障检测时,可以按照上述方法将该N对输出端口对应的储能电路中的开关模块依次 与平衡检测电路断开,并在与平衡检测电路依次断开后,检测N个第二漏电流,之后,基于第 一漏电流和该多个第二漏电流,从该N对输出端口中,确定某对漏电故障端口。
[0151 ]而当该漏电检测设备对该N对输出端口中的一对输出端口包括的正向端口和负向 端口分别进行漏电故障检测时,对于一对输出端口,该对输出端口包括的正向端口和负向 端口可以均分别对应一个驱动模块和一个M0S管,此时,该漏电检测设备可以基于该N对输 出端口中正向端口和负向端口分别对应的驱动模块,通过对应的M0S管依次将正向端口或 者负向端口与平衡检测电路断开,并在与平衡检测电路依次断开后,检测至少两个第二漏 电流,其中一对输出端口中的正向端口对应第一个第二漏电流,负向端口也对应一个第二 漏电流,之后,基于第一漏电流和该至少两个第二漏电流,从该N对输出端口包括的正向端 口和负向端口中,确定漏电故障端口。
[0152] 需要说明的是,该漏电检测设备基于第一漏电流和该至少两个第二漏电流,从该N 对输出端口包括的正向端口和负向端口中,确定漏电故障端口的方法与上述将N对输出端 口中的一对输出端口作为一个整体确定漏电故障端口的方法相同,本发明实施例对此不再 赘述。
[0153] 进一步地,结合具体的实例,对该漏电检测设备确定漏电故障端口的方法进行说 明。由于该漏电检测设备向远端设备供电过程中的漏电流为接地点与负母线之间的电流, 而当该接地点与该负母线之间的电阻一定时,该接地点与该负母线之间的电流与该负母线 的接地电压等效,因此,在本发明实例中,该漏电检测设备向远端设备供电过程中的漏电流 I可以采用负母线对地电压Vpe表示,且漏电流变化量ΛΙ与负母线对地电压变化量AVpe等 效。
[0154]在图3所示的漏电检测设备的结构示意图中,假设,功率变换电路1输出380VDC工 作电压,其中高压母线8中的正母线8a对地电压为+190VDC,负母线8b对地电压为-190VDC, 该漏电检测设备中有八个驱动电路5、八个储能电路6以及八对输出端口 7,控制器4与该八 驱动电路5之间通过控制总线9进行连接,功率变换电路1、平衡检测电路2与该八个储能电 路6之间通过高压母线8进行连接。
[0155] 假设tl时刻之前不存在漏电故障,且控制器4依次向该八个驱动电路5发送控制指 令,该八个驱动电路5接收到该控制指令时,分别向对应的储能电路6发送驱动信号,以将该 八个储能电路6与平衡检测电路2依次断开,此时,该八个驱动电路5向对应的储能电路6发 送的驱动信号的PWM波形,以及对应的Vpe如图5中的T1~T8时间段所示。由图5可以看出,不 存在漏电故障时,将该八个储能电路6与平衡检测电路2依次断开后,T1~T8时间段对应的8 个Vpe的值没有发生明显变化。
[0156] 假设tl时刻出现漏电故障,Vpe电压从190VDC上升到235VDC,控制器4依次向该八 个驱动电路5发送控制指令,该八个驱动电路5接收到该控制指令时,分别向对应的储能电 路6发送驱动信号,以将该八个储能电路6与平衡检测电路2依次断开,此时,该八个驱动电 路5向对应的储能电路6发送的驱动信号的PWM波形,以及对应的Vpe如图5中的T9~T16时间 段所示。
[0157] 由图5可以看出,存在漏电故障时,对于T9~T16时间段的8个Vpe,Tll时间段的Vpe 最大,T16时间段的Vpe最小,而对于T9~T16时间段的8个AVpe,Tll时间段的AVpell为该8 个AVpe包括的正数中的最大值,T16时间段的AVpel6为该8个AVpe包括的负数中的最小 值,也即是,正方向上AVpell最大,负方向上AVpel6最大,则此时控制器4可以将AVpell 对应的一对输出端口和AVpel6对应的一对输出端口确定为漏电故障端口。
[0158] 更进一步地,结合具体的实例,对该漏电检测设备确定漏电故障端口的原理进行 说明。
[0159] 当存在漏电故障时,如图6(a)所示,向远端设备正常供电时,正母线对地阻抗为 RA,负母线对地阻抗为RB,负母线对地电压为Vpe_l;如图6(b)所示,控制器4将某对输出端 口对应的储能电路与平衡检测电路断开
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