CN103018614A - 一种直流系统绝缘监测方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及电力系统领域，特别涉及一种直流系统绝缘监测方法及其设备，用于解决现有技术中存在的直流系统的监测中支路巡检的过程耗时大，从而不能及时检测到故障支路的问题。本发明实施例的直流系统绝缘监测方法包括：在确定母线发生故障时，确定与发生故障的母线连接的支路的待检测极；其中，与支路的待检测极连接的母线的绝缘电阻值不大于第一阈值；对支路的待检测极进行检测。本发明实施例在母线发生故障时，通过确定与发生故障的母线连接的支路的待检测极，并对该支路的待检测极进行检测以确定故障支路，避免了每次在母线故障时，均需对各支路的正极和负极都进行巡检，从而大大缩短了检测故障支路的时间。

Description

一种直流系统绝缘监测方法及其设备

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别涉及一种直流系统绝缘监测方法及其设备。

背景技术

直流系统是发电厂、变电站重要的组成部分，直流系统的安全可靠性影响着发电厂、变电站的安全运行，关系到整个电网的安全生产。发电厂、变电站的直流系统比较复杂，其与继电保护、信号装置、自动装置以及室内、室外配电装置的端子箱、操作机构等连接，并为电气、热工、自动装置、继电保护、事故照明、通讯等二次设备提供电源，而这些二次设备的正常工作对于保障发电厂、变电站的安全运行十分重要。因此，需要保证直流系统及其网络应具有高度的可靠性。

当直流系统发生单点接地故障(即某一支路的正极接地或负极接地)时，由于没有短路电流流过，熔断器不会熔断，一般不会立即产生危害性后果，仍能继续运行，但若发生两点同时接地或多点同时接地时，则有可能造成信号回路、控制回路、继电保护等的不正确动作，如继电器的误跳闸或拒动，或直接造成直流操作电容短路，从而引发严重的电力系统事故。

由于发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等等，而不可避免的发生直流系统接地故障。

目前，直流系统的监测过程一般采用先对直流系统中的各母线进行监测，在母线出现故障(包括接地故障及绝缘下降故障)时，则对故障母线对应的各支路的正极和负极均进行巡检，以确定发生故障的支路；但由于每次在母线出现故障时，均需要对各支路的正极和负极都进行巡检，并确定各支路的正极绝缘电阻值及负极绝缘电阻值，以确定发生故障的支路，使得检测故障支路的过程耗时大，从而不能及时检测到故障支路。

综上所述，目前直流系统的监测中检测故障支路的过程耗时大，从而不能及时检测到故障支路。

发明内容

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测方法及设备，用于解决现有技术中存在的直流系统的监测中支路巡检的过程耗时大，从而不能及时检测到故障支路的问题。

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测方法，该方法包括：

在确定母线发生故障时，根据所述母线绝缘电阻值，确定与所述母线连接的支路的待检测极；

对所述支路的待检测极进行检测确定出故障支路。

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测设备，该设备包括：

支路待检测极确定模块，在确定母线发生故障时，根据所述母线绝缘电阻值，确定与所述母线连接的支路的待检测极；

检测模块，用于对所述支路的待检测极进行检测确定出故障支路。

本发明实施例通过在母线发生故障时，确定与发生故障的母线连接的支路的待检测极，并对该支路的待检测极进行检测以确定故障支路，避免了每次在母线故障时，均需对各支路的正极和负极都进行巡检，从而大大缩短了检测故障支路的时间，进而能够更及时地检测到故障支路。

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测方法，该方法包括：

在确定正母线或负母线发生接地故障时，获取与发生故障的正母线或负母线连接的各支路的漏电流的电流值；

确定所述电流值中最大的N个电流值对应的支路为故障支路；

其中，所述支路的漏电流为支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的矢量和，N为正整数。

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测设备，该设备包括：

监测模块，用于在确定正母线或负母线发生接地故障时，获取与发生故障的正母线或负母线连接的各支路的漏电流的电流值；其中，所述支路的漏电流为支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的矢量和；

故障支路确定模块，用于确定所述电流值中最大的N个电流值对应的支路为故障支路；其中，N为正整数。

本发明实施例通过在正母线或负母线发生故障时，根据各支路的漏电流的电流值的大小确定故障支路，避免了根据各支路的正极绝缘电阻值及负极绝缘电阻值确定故障支路，从而大大缩短了检测故障支路的时间，进而能够更及时地检测到故障支路。

附图说明

图1为本发明实施例的第一种直流系统绝缘监测方法的流程图；

图2为本发明实施例的直流系统绝缘监测中母线及支路的结构示意图；

图3为本发明实施例的确定母线绝缘电阻的控制时序示意图；

图4A为本发明实施例的第一种确定支路绝缘电阻的控制时序示意图；

图4B为本发明实施例的第二种确定支路绝缘电阻的控制时序示意图；

图4C为本发明实施例的第三种确定支路绝缘电阻的控制时序示意图；

图5A为本发明实施例的第一种直流系统绝缘监测设备结构示意图；

图5B为本发明实施例的第二种直流系统绝缘监测设备结构示意图；

图6为本发明实施例的第二种直流系统绝缘监测方法的流程图；

图7A为本发明实施例的第三种直流系统绝缘监测设备结构示意图；

图7B为本发明实施例的第四种直流系统绝缘监测设备结构示意图；

图7C为本发明实施例的第五种直流系统绝缘监测设备结构示意图；

图8为本发明实施例的直流系统绝缘监测设备的硬件电路结构示意图；

图9A为本发明实施例的母线绝缘监测的方法的第一部分流程图；

图9B为本发明实施例的母线绝缘监测的方法的第二部分流程图；

图10A为本发明实施例的计算母线绝缘电阻的方法的第一部分流程图；

图10B为本发明实施例的计算母线绝缘电阻的方法的第二部分流程图；

图11A为本发明实施例的支路绝缘监测的方法的第一部分流程图；

图11B为本发明实施例的支路绝缘监测的方法的第二部分流程图；

图11C为本发明实施例的支路绝缘监测的方法的第三部分流程图；

图11D为本发明实施例的支路绝缘监测的方法的第四部分流程图；

图12A为本发明实施例的计算支路绝缘电阻的方法的第一部分流程图；

图12B为本发明实施例的计算支路绝缘电阻的方法的第二部分流程图。

具体实施方式

背景技术中在直流系统的母线发生故障时，确定故障支路的过程耗时大，从而不能及时检测到故障支路；本发明实施例中在母线发生故障时，确定与发生故障的母线连接的支路的待检测极，并对该支路的待检测极进行检测以确定故障支路，避免了每次在母线故障时，均需对各支路的正极和负极都进行巡检，从而大大缩短了检测故障支路的时间，进而能够更及时地检测到故障支路；本发明实施例通过在正母线或负母线发生故障时，根据各支路的漏电流的电流值的大小确定故障支路，避免了根据各支路的正极绝缘电阻值及负极绝缘电阻值确定故障支路，从而大大缩短了检测故障支路的时间，进而能够更及时地检测到故障支路。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101、在确定母线发生故障时，根据发生故障的母线绝缘电阻值，确定与该母线连接的支路的待检测极；

S102、对支路的待检测极进行检测确定出故障支路；

其中，第一阈值为经验值，可根据需要设定。

具体的，本发明实施例中的母线包括正母线及负母线；与正母线连接的支路为支路正极，与负母线连接的支路为支路正极；

当仅正母线发生故障时，则确定的与发生故障的正母线连接的支路的待检测极为支路正极；

当仅负母线发生故障时，则确定的与发生故障的负母线连接的支路的待检测极为支路负极；

当正母线与负母线均发生故障时，则确定的与发生故障的负母线连接的支路的待检测极为支路正极及支路负极。

在直流系统正常运行情况下，仅对直流系统的母线进行实时监测，包括对正母线及负母线的监测；在正母线和/或负母线发生故障(包括接地故障及绝缘下降故障)时，确定与故障母线连接的支路的待检测极，并启动对支路的待检测极进行检测，以确定故障支路，其中，支路的故障也包括接地故障及绝缘下降故障。

需要说明的是，在直流系统正常运行情况下，母线绝缘电阻值很大，接近无穷大，但若母线绝缘电阻值突然变小，降低到一个较小的值，则说明与母线连接的某条或某些条支路发生了故障，该故障包括接地故障极绝缘下降故障，需要及时检测出发生故障的支路，以尽早排除故障，保证直流系统的正常运行，因此，在直流系统正常运行情况下，只需启动对母线的监测，在母线发生故障时，再启动对支路的检测，以确定故障支路，从而及时排除故障。

对直流系统的母线进行监测，在确定母线发生故障时，启动支路检测，其中，确定母线发生故障的过程包括以下步骤：

确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；

若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值不大于第一门限值，确定该母线发生接地故障；

若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值第一门限值与第二门限值之间，确定该母线发生绝缘下降故障；

其中，第一门限值与第二门限值为经验值，可根据需要设定，且第一门限值小于第二门限值，第二门限值不大于第一阈值。

较佳地，可采用以下两种方法确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值，需要说明的是，以下两种确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值的方法只是说明性，并非限制性的，凡本领域技术人员所熟知的确定母线绝缘电阻值的方法均包括在本发明实施例中。

第一种方法是根据正母线及负母线的对地电压及绝缘电阻值的计算公式，确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值，下面结合图2详细说明确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值的过程：

在正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻R₁(即开关K1闭合)，且负母线与地线之间断开(即开关K2断开)时，确定正母线的第一对地电压值U₊及负母线的第一对地电压值U_-；

正母线与地线之间断开(即开关K1断开)，且在负母线与地线之间连接第二取样电阻R₂(即开关K2闭合)时，确定正母线的第二对地电压值U₊′及负母线的第二对地电压值U_-′；

根据下列公式确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值：

$R_{+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{-}}^{\′}+U_{-}{U_{-}}^{\′}}{R}_1$ ...........................公式1；

$R_{-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{+}}^{\′}+U_{+}{U_{-}}^{\′}}{R}_2$ ...........................公式2；

其中，R₊为正母线绝缘电阻值；R_-为负母线绝缘电阻值；R₁为第一取样电阻；R₂为第二取样电阻；U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值。

需要说明的是，如图2所示，K1、K2为主用切换开关，且K1与第一取样电阻R₁连接，K2与第一取样电阻R₂连接；K3、K4为备用切换开关，且K3与第一取样电阻R₃连接，K4与第一取样电阻R₄连接；其中，取样电阻R₁～R₄的阻值为经验值，可根据需要选择阻值，可选取相同阻值的电阻作为取样电阻，也可选取不同阻值的电阻作为取样电阻。一般情况下，启动主用切换开关进行检测，在主用切换开关发生故障时，启动备用切换开关进行检测。

图2中R1、R2、R3、R4为取样电阻，用于检测母线绝缘电阻值，该取样电阻的阻值不能选择过大，过大将无法准确测量整定值(即第二门限值)以下的电阻，也不能选择过小，过小将无法准确测量整定值以上的电阻；经过多次试验选定取样电阻的阻值为75KΩ，该取样电阻可采用1个75KΩ的电阻，也可以采用2个150K电阻并联得到。R₊、R_-分别是正母线对地、负母线对地总的等效绝缘电阻；K1、K2为切换主开关，K3、K4为切换备用开关，我们采用光耦实现对切换开关的控制；L1、L2、Ln分别是安装在支路1、支路2......支路n回路上的智能漏电流传感器，用以检测流经支路1、支路2......支路n的漏电流。

下面结合图3对第一种确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值的控制时序进行说明。

如图3所示，在T1时刻，控制K1闭合、K2断开(或K3闭合、K4断开)，在T1～T2时间内，保持开关K1闭合、K2断开的状态，使正母线及负母线对地电压稳定，在T2～T3时间内，确定母线第一对地电压值U₊及U_-；在T3时刻，控制K1断开、K2闭合(或K3闭合、K4断开)，在T3～T4时间内，保持开关K1断开、K2闭合的状态，使正母线及负母线对地电压稳定，在T4～T5时间内，确定母线第二对地电压值U₊′及U_-′；在T6时刻，根据公式1及公式2计算正母线绝缘电阻值R₊及负母线绝缘电阻值R_-。假设周期定时器T为100ms，则图3的时序图中T1＝100ms，T2＝2s，T3＝2.5s，T4＝4.5s，T5＝4.9s，T6＝5s。

较佳地，根据下列步骤确定正母线对地电压值：

在设定时长内，对正母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为正母线对地电压值；

其中，正母线对地电压值包括正母线第一对地电压值及正母线第二对地电压值；在T2～T3内确定正母线第一对地电压值，在T4～T5内确定正母线第二对地电压值；

根据下列步骤确定负母线对地电压值：

在设定时长T2～T3内，对负母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为负母线对地电压值；

其中，负母线对地电压值包括负母线第一对地电压值及负母线第二对地电压值；在T2～T3内确定负母线第一对地电压值，在T4～T5内确定负母线第二对地电压值。

例如，正母线及负母线对地电压值的采样可采用中值滤波法，如对正、负母线对地电压连续采样6次，为了排除切换模拟量通道对采样电压值的影响，可将第1次采样电压去掉，把余下的5次采样电压的竖值按大小排列，取中间值为本次电压值。

计算出正母线绝缘电阻值R₊及负母线绝缘电阻值R_-后，将R₊及R_-与第一门限值及第二门限值进行比较，其中，与第一门限值的比较优先于与第二门限值的比较；比较结果有以下几种情况：

(1)在R₊不大于第一门限值，且R_-不大于第一门限值时，确定正母线及负母线均发生接地故障；由于第一门限值小于第一阈值，因此，启动支路双端检测模式，即检测支路正极及支路负极；

(2)当R₊不大于第一门限值，且R_-大于第一门限值时，确定正母线发生接地故障；

判断R_-是否在第一门限值与第二门限值之间，若R_-在第一门限值与第二门限值之间，确定负母线发生绝缘下降故障；因此，启动支路双端检测模式，即检测支路正极及支路负极；

若R_-大于第二门限值，则判断R_-与第一阈值的关系；若R_-不大于第一阈值时，则启动支路双端检测模式，即检测支路正极及支路负极；若R_-大于第一阈值时，则启动支路正端检测模式，即仅检测支路正极；

(3)当R₊大于第一门限值，且R_-不大于第一门限值时，确定负母线发生接地故障；

判断R₊是否在第一门限值与第二门限值之间，若R₊在第一门限值与第二门限值之间，确定正母线发生绝缘下降故障；因此，启动支路双端检测模式，即检测支路正极及支路负极；

若R₊大于第二门限值，则判断R₊与第一阈值的关系；若R₊不大于第一阈值时，则启动支路双端检测模式，即检测支路正极及支路负极；若R₊大于第一阈值时，则启动支路负端检测模式，即仅检测支路负极；

(4)在R₊大于第一门限值，且R_-大于第一门限值时，则判断R₊及R_-是否在第一门限值与第二门限值之间；

若R₊及R_-均在均第一门限值与第二门限值之间，则确定正母线及负母线发生绝缘下降故障，并启动支路双端检测模式；

若R₊在第一门限值与第二门限值之间，R_-大于第二门限值，则确定正母线发生绝缘下降故障，则判断R_-与第一阈值的关系；若R_-不大于第一阈值时，则启动支路双端检测模式；若R_-大于第一阈值时，则启动支路正端检测模式；

若R₊大于第二门限值，R_-在均第一门限值与第二门限值之间，则确定负母线发生绝缘下降故障，则判断R₊与第一阈值的关系；若R₊不大于第一阈值时，则启动支路双端检测模式；若R₊大于第一阈值时，则启动支路负端检测模式；

若R₊及R_-均大于第二门限值，则不启动支路检测，返回确定母线绝缘电阻值的步骤。

第二种确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值的方法包括以下步骤：

在正母线与地线之间连接第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，确定正母线的第一对地电压值U₊及负母线的第一对地电压值U_-；

在正母线及负母线的第一对地电压值满足下列公式时，确定正母线接地，则正母线绝缘电阻值为预设阻值；

|U₊|-|U_-|＞P(|U₊|+|U_-|)...........................公式3

其中，U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；P为比较系数，且一般P的取值范围为：90％≤P≤99.9％；

在负母线与地线之间并联第二取样电阻，且正母线与地线之间断开时，确定正母线的第二对地电压值U₊′及负母线的第二对地电压值U_-′；

在正母线及负母线的第二对地电压值满足下列公式时，确定负母线接地，则负母线绝缘电阻值为预设阻值；

|U_-′|-|U₊′|＞P(|U₊′|+|U_-′|)..........................公式4

其中，U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值；P为比较系数，且

一般P的取值范围为：90％≤P≤99.9％。

需要说明的是，第二种确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值的方法只适用于正母线或负母线发生接地故障的情况，即母线发生单端接地的情况；若母线发生双端接地故障(即正母线及负母线均发生接地故障)或绝缘下降故障时，需采用第一种方法确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值。

当正母线(或负母线)发生接地故障时，确定的正母线对地电压值(或负母线对地电压值)很小，在根据正母线对地电压值(或负母线对地电压值)计算正母线绝缘电阻(或负母线绝缘电阻)时，由于正母线对地电压值(或负母线对地电压值)很小，很可能会使得到的正母线绝缘电阻(或负母线绝缘电阻)出现较大的误差，此时根据该正母线绝缘电阻(或负母线绝缘电阻)确定正母线(或负母线)的故障时，可能会出现错误检测或误告警的情况，因此，可根据上述公式3(或公式4)通过正母线及负母线对地电压值的大小来判断是否发生接地故障，从而避免了计算正母线绝缘电阻(或负母线绝缘电阻)。

本发明实施例在确定母线发生故障时，需先确定与发生故障的母线连接的支路的待检测极，再对该支路的待检测极进行检测，以确定故障支路；其中，支路中与正母线连接的为支路正极，支路中与负母线连接的为支路负极；确定与发生故障的母线连接的支路的待检测极，包括：

若正母线绝缘电阻值不大于第一阈值，且负母线绝缘电阻值大于第一阈值，即仅正母线发生故障(包括接地故障及绝缘下降故障)，则确定与正母线连接的支路正极为待检测极；

若正母线绝缘电阻值大于第一阈值，且负母线绝缘电阻值不大于第一阈值，即仅负母线发生接地故障，确定与负母线连接的支路负极为待检测极；

若正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值都不大于第一阈值，即正母线与负母线均发生接地故障，确定与正母线连接的支路正极及与负母线连接的支路负极为待检测极。

确定于发生故障的母线连接的支路的待检测极之后，启动对支路的检测，分为以下三种情况：

第一种情况：若支路待检测极为支路正极，即仅正母线发生故障，则只需启动支路正极的检测即可；此时，采用下列公式确定支路正极绝缘电阻值：

$R_{n+}=\frac{{U_{+}}^{\′}}{I_n}$ ............................公式5

其中，R_n+为第N条支路正极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U₊′为在对应负母线与预设的地线之间并联第二取样电阻，且正母线与地线断开时，获取的当前正母线第二对地电压值；I_n为流经第N条支路的漏电流的电流值；

下面结合图4A第一种情况下确定支路正极绝缘电阻值的控制时序进行说明。在T1时刻，控制K1断开、K2闭合(或K3断开、K4闭合)；在T1～T2时间内，保持上述开关状态，使正负母线对地电压稳定；在T2～T3时间内，确定正母线极负母线第一对地电压值；在T3～T4时间内，轮循获取N个支路漏电流；在T5时刻，确定所有支路正极绝缘电阻值；其中，N为与故障母线连接的支路的数目，且N为正整数。假设周期定时器T为100ms，则图4A的时序图中T1＝100ms，T2＝4.5s，T3＝5.0s，T4＝7.3s，T5＝7.4s。

第二种情况：若支路待检测极为支路负极，即仅负母线发生故障，则只需启动支路负极的检测即可；此时，采用下列公式确定支路负极绝缘电阻值：

$R_{n-}=\frac{U_{-}}{I_n}$ ............................公式6

其中，R_n-为第N条支路负极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U_-为在对应正母线与地之间并联第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，获取的当前负母线第一对地电压值；I_n为流经第N条支路的漏电流的电流值。

下面结合图4B第一种情况下确定支路负极绝缘电阻值的控制时序进行说明。在T1时刻，控制K1闭合、K2断开(或K3闭合、K4断开)；在T1～T2时间内，保持上述开关状态，使正母线及负母线对地电压稳定；在T2～T3时间内，确定正母线第一对地电压值及负母线第一对地电压值；在T3～T4时间内轮循获取N个支路漏电流；在T5时刻，计算所有支路负极绝缘电阻值。假设周期定时器T为100ms，则图4C的时序图中T1＝100ms，T2＝4.5s，T3＝5.0s，T4＝7.3s，T5＝7.4s。

第三种情况：若支路待检测极为支路正极及支路负极，即正母线及负母线均发生故障，则需要启动支路正极及负极的检测；此时，采用下列公式确定支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值：

$R_{n+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{-}{I_n}^{\′}-{U_{-}}^{\′}{I}_n}$ ...........................公式7

$R_{n-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{I_n}^{\′}-{U_{+}}^{\′}{I}_n}$ ...........................公式8

其中，R_n+为第N条支路正极绝缘电阻值，R_n-为第N条支路负极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U₊′、U_-′及I_n′为在对应负母线与地之间并联第二取样电阻，且正母线与地线之间断开时，获取的当前正母线第二对地电压值、当前负母线第二对地电压值及流经第N条支路的漏电流的电流值；U₊、U_-及I_n为在正母线与地线之间并联第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，获取的当前正母线第一对地电压值、当前负母线第一对地电压值及流经第N条支路的漏电流的电流值。

下面结合图4C第一种情况下确定支路正极绝缘电阻值的控制时序进行说明。在T1时刻，控制K1闭合、K2断开(或K3闭合、K4断开)；在T1～T2段，保持开关K1闭合、K2断开(或K3闭合、K4断开)的状态，使正负母线对地电压稳定；在T2～T3时间内，确定正母线第一对地电压值及负母线第一对地电压值，在T3～T4时间内轮循获取N个支路漏电流；在T4时刻，控制K1断开、K2闭合(或K3断开、K4闭合)，在T4～T5段，保持开关K1断开、K2闭合(或K3断开、K4闭合)的状态，使正负母线对地电压稳定；在T5～T6时间内，确定正母线第二对地电压值及负母线第二对地电压值；在T6～T7时间内轮循获取N个支路漏电流；在T8时刻，计算所有支路正极绝缘电阻值及负极绝缘电阻值。假设周期定时器T为100ms，则图4C的时序图中T1＝100ms，T2＝4.5s，T3＝5.0s，T4＝7.3s，T5＝11.8s，T6＝12.3s，T7＝14.6s，T8＝14.7s。

需要说明的是，上述三种情况下，计算支路正极绝缘电阻值和/或负极绝缘电阻值之前需要对母线当前对地电压进行采样，包括：正母线第一对地电压值及负母线第一对地电压值、正母线第二对地电压值及负母线第二对地电压值；可采用复合滤波法，稳态下连续获取5次经中值滤波后的母线对地电压，去除该5个母线对地电压值中最大的电压值及最小的电压值，将余下的3个母线对地电压值取平均值，作为当前母线对地电压值。

需要说明的是，经过多次试验验证，本发明实施例中的第二门限值的设置范围为15～30KΩ，一般选择28KΩ；第一门限值一般选择取样电阻阻值的2％，一般取样电阻选择75KΩ，所以，第一门限值一般选择1.5KΩ；第一阈值一般选择150KΩ，(一般采用75KΩ与150KΩ并联得到)。

在确定支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值之后，根据支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值与预设的第一阀值、第二阀值进行比较，以确定出故障支路，并确定故障支路是接地故障还是绝缘下降故障；具体如下：

若所述支路待检测极为支路正极，则当支路正极绝缘电阻值不大于设定的第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路正极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于设定的第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路负极，则当支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路负极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路正极及支路负极，则当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；当支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值都大于所述第一阀值，且当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

其中，所述第一阀值小于所述第二阀值。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种直流系统绝缘监测设备，由于该设备解决问题的原理与上述直流系统绝缘监测方法相似，因此该设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测设备，如图5A所示，该设备包括：

支路待检测极确定模块50，用于确定母线发生故障时，根据所述母线绝缘电阻值，确定与所述母线连接的支路的待检测极；

检测模块51，用于对所述支路的待检测极进行检测确定出故障支路。

较佳地，支路待检测极确定模块50具体用于：

若正母线绝缘电阻值不大于第一阈值，且负母线绝缘电阻值大于第一阈值，确定与正母线连接的支路正极为待检测极；

若正母线绝缘电阻值大于第一阈值，且负母线绝缘电阻值不大于第一阈值，确定与负母线连接的支路负极为待检测极；

若正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值都不大于第一阈值，确定与正母线连接的支路正极及与负母线连接的支路负极为待检测极。

较佳地，支路待检测极确定模块50还用于：

若所述支路待检测极为支路正极，则当支路正极绝缘电阻值不大于设定的第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路正极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于设定的第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路负极，则当支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路负极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路正极及支路负极，则当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；当支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值都大于所述第一阀值，且当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

其中，所述第一阀值小于所述第二阀值。

较佳地，检测模块51具体用于：

若支路待检测极为支路正极，采用公式5确定支路正极绝缘电阻值；

若支路待检测极为支路负极，采用公式6确定支路负极绝缘电阻值；

若支路待检测极为支路正极及支路负极，采用公式7确定支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值。

较佳地，如图5B所示，该设备还包括母线监测模块52，用于确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值不大于第一门限值，确定母线发生接地故障；若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值在第一门限值与第二门限值之间，确定母线发生绝缘下降故障；其中，第一门限值小于第二门限值，第二门限值不大于第一阈值。

较佳地，母线监测模块52具体用于：在正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；正母线与地线之间断开，且在负母线与地线之间连接第二取样电阻时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；根据公式1确定正母线绝缘电阻值及根据公式2确定负母线绝缘电阻值。

较佳地，母线监测模块52具体用于：在正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；在正母线及负母线的第一对地电压值满足公式3时，确定正母线接地，则正母线绝缘电阻值为预设阻值；

在负母线与地线之间并联第二取样电阻，且正母线与地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；在正母线及负母线的第二对地电压值满足公式4时，确定负母线接地，则负母线绝缘电阻值为预设阻值。

较佳地，根据下列步骤确定正母线对地电压值：

在设定时长内，对正母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为正母线对地电压值；

其中，正母线对地电压值包括正母线第一对地电压值及正母线第二对地电压值；

根据下列步骤确定负母线对地电压值：

在设定时长内，对负母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为负母线对地电压值；

其中，负母线对地电压值包括负母线第一对地电压值及负母线第二对地电压值。

本发明实施例通过在母线发生故障时，确定与发生故障的母线连接的支路的待检测极，并对该支路的待检测极进行检测以确定故障支路，避免了每次在母线故障时，均需对各支路的正极和负极都进行巡检，从而大大缩短了检测故障支路的时间，进而能够更及时地检测到故障支路。

本发明实施例还提供了一种在正母线或负母线发生接地故障时，直流系统绝缘监测方法，如图6，该方法包括以下步骤：

S601、在确定正母线或负母线发生接地故障时，获取与发生故障的正母线或负母线连接的各支路的漏电流的电流值；

S602、确定上述电流值中最大的N个电流值对应的支路为故障支路；

其中，支路的漏电流为支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的矢量和，N为正整数。

由于直流系统中与母线连接的支路数量较多，同时又存在切换延时等因素，导致对与发生故障的母线连接的支路的待检测极进行巡检的时间较长，本发明实施例在正母线或负母线发生接地故障时，通过比较与发生故障的母线连接的支路的漏电流的电流值的大小，确定故障支路，从而缩短了检测时间，同时也保证了检测精度。

本发明实施例提供了两种确定正母线或负母线发生接地故障的方法，需要说明的是，该两种方法只是说明性的，并非限制性的，凡本领域技术人员所熟知的确定正母线或负母线发生接地故障的方法均包括在本发明实施例中。

支路正常运行情况下，支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流均为较小的值，且支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的电流值大小相等，方向相反，由于漏电流为支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的矢量和，所以漏电流为0；当支路正极发生故障时，由于支路正极绝缘电阻值降低，则支路正极对地漏电流的电流值增大，使得漏电流的电流值为正值；当支路负极发生故障时，由于支路负极绝缘电阻值降低，则支路负极对地漏电流的电流值增大，使得漏电流的电流值为负值。

第一种确定正母线或负母线发生接地故障的方法，包括：

确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；

在正母线绝缘电阻值不大于第一门限值，且负母线绝缘电阻值大于第一门限值时，确定正母线发生接地故障；

在正母线绝缘电阻值大于第一门限值，且负母线绝缘电阻值不大于第一门限值时，确定负母线发生接地故障。

较佳地，确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值，包括：

在正母线与地之间并联第一取样电阻，且负母线与地之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；

在负母线与地之间并联第二取样电阻，且正母线与地之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；

根据公式1确定正母线绝缘电阻值及根据公式2确定负母线绝缘电阻值。

第二种确定正母线或负母线发生接地故障的方法，包括：

在正母线与地之间连接第一取样电阻，且负母线与地之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；

在正母线及负母线的第一对地电压值满足公式3时，确定正母线发生接地故障；

在负母线与地之间连接第二取样电阻，且正母线与地之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；

在正母线及负母线的第二对地电压值满足公式4时，确定负母线发生接地故障。

步骤S601中确定电流值中最大的N个电流值对应的支路为故障支路，具体的处理方法可将各支路漏电流的电流值的绝对值按从大到小的顺序排序，确定排序后的漏电流的电流值中前N个漏电流对应的支路为故障支路；也将各支路漏电流的电流值的绝对值按从小到大的顺序排序，确定排序后的漏电流的电流值中后N个漏电流对应的支路为故障支路；

其中，N为正整数，N的值为经验值，可根据需要设定。

较佳地，根据下列步骤确定正母线对地电压值：

在设定时长内，对正母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为正母线对地电压值；

其中，正母线对地电压值包括正母线第一对地电压值及正母线第二对地电压值；

根据下列步骤确定负母线对地电压值：

在设定时长内，对负母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为负母线对地电压值；

其中，负母线对地电压值包括负母线第一对地电压值及负母线第二对地电压值。

具体的，正母线及负母线对地电压值的采样可采用中值滤波法，如对正、负母线对地电压连续采样6次，为了排除切换模拟量通道对采样电压值的影响，可将第1次采样电压去掉，把余下的5次采样电压的竖值按大小排列，取中间值为本次电压值。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种直流系统绝缘监测设备，由于该设备解决问题的原理与上述直流系统绝缘监测方法相似，因此该设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供了一种直流系统绝缘监测设备，如图7A所示，该设备包括：

监测模块70，用于在确定正母线或负母线发生接地故障时，获取与发生故障的正母线或负母线连接的各支路的漏电流的电流值；其中，所述支路的漏电流为支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的矢量和；

故障支路确定模块71，用于确定所述电流值中最大的N个电流值对应的支路为故障支路；其中，N为正整数。

较佳地，如图7B所示，该设备还包括第一母线检测模块72，用于确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；在正母线绝缘电阻值不大于第一比较值，且负母线绝缘电阻值大于第一比较值时，确定正母线发生接地故障；在正母线绝缘电阻值大于第一比较值，且负母线绝缘电阻值不大于第一比较值时，确定负母线发生接地故障。

较佳地，第一母线检测模块72具体用于：

在正母线与预设的地线之间并联第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；在负母线与地线之间并联第二取样电阻，且正母线与地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；根据公式1确定正母线绝缘电阻值及根据公式2确定负母线绝缘电阻值。

较佳地，如图7C所示，该设备还包括第二母线检测模块73，用于：

在正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；在正母线及负母线的第一对地电压值满足公式3时，确定正母线发生接地故障；

在负母线与地线之间连接第二取样电阻，且正母线与向下地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；在正母线及负母线的第二对地电压值满足公式4时，确定负母线发生接地故障。

较佳地，根据下列步骤确定正母线对地电压值：

在设定时长内，对正母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为正母线对地电压值；

其中，正母线对地电压值包括正母线第一对地电压值及正母线第二对地电压值；

根据下列步骤确定负母线对地电压值：

在设定时长内，对负母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为负母线对地电压值；

其中，负母线对地电压值包括负母线第一对地电压值及负母线第二对地电压值。

本发明实施例通过在正母线或负母线发生故障时，根据各支路的漏电流的电流值的大小确定故障支路，避免了根据各支路的正极绝缘电阻值及负极绝缘电阻值确定故障支路，从而大大缩短了检测故障支路的时间，进而能够更及时地检测到故障支路。

下面结合图8对本发明实施例的直流系统绝缘监测设备的硬件电路连接进行详细说明，图8所示的硬件电路连接只是说明性的，并非限制性的，凡能实现本发明实施例的各模块功能的硬件电路均包括在本发明实施例中。

假设对240V高压直流系统进行在线绝缘监测，直流系统绝缘监测设备可用一个绝缘监测主板实现对各功能模块的控制及对数据的处理，该绝缘监测主板包括MCU(Micro Controller Unit，微控制器)、串口UART0及UART1、ADC(Analog to Digital，模/数转换器)、SRAM(Static Radom Access Memory，静态随机存储器)；其中，串口UART0与支路漏电流检测接口的一端连接，用于接收各支路的漏电流；串口UART1与前台通讯接口连接，用于将检测得到的母线对地电压、绝缘电阻等实时值及绝缘电阻下降故障、接地故障等实时告警发送给集中监控单元进行显示、声光告警等操作；如可采用LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示器)进行显示；ADC及光耦与模拟、数字量检测及控制接口连接，用于接收母线对地电压值、数字量输入(指拨码开关状态的检测，如绝缘监测主板的拨码地址等)及切换开关的控制；直流系统绝缘监测设备通过分别与N个支路连接N个漏电流传感器来测量流经各支路的漏电流的电流值，各漏电流传感器分别与支路漏电流检测接口连接，用以将检测到的各支路的漏电流传送至绝缘监测主板进行处理；其中，直流系统绝缘监测设备设有两组正、负母线对地电压检测通道，即由主用开关与取样电阻组成的主用通道，及由备用开关与取样电阻组成的备用通道，一般默认采用主用通道，当主用通道电压无效且备用通道输入电压有效时，绝缘监测主板通过光耦控制投切开关自动切换到备用通道。

若直流系统中包括多组母线，则可通过多个绝缘监测主板分别对多组母线进行监测，再将各个绝缘监测主板通过RS485与集中监控单元连接，将各个绝缘监测主板的监测结果传送至集中监控单元进行综合管理。

下面结合图9A及图9B对本发明实施例中检测母线绝缘情况进行详细说明，如图9A及图9B所示，本发明实施例中检测母线绝缘情况包括以下步骤：

S901、判断测量母线绝缘电阻标志是否允许；若允许，则执行S902；若不允许，则执行S903；

S902、判断支路是否处于测量中；若支路处于测量中，则执行S908；若支路不处于测量中，则执行S909；

S903、测量母线绝缘电阻标志置为允许；

S904、清母线测量基准时钟；

S905、控制正、负母线投切电阻开关均断开；

S906、清告警变化标志；

S907、清取备用通道母线电压标志；执行S902；

S908、发送支路巡检消息；

S909、清测量支路绝缘电阻标志；

S910、母线测量基准时钟自加1；

S911、判断母线基准时钟是否小于T2；若母线基准时钟小于T2，则执行S912；若母线基准时钟不小于T2，则执行S913；

S912、判断取备用通道母线电压标志是否允许；若允许，则执行S914；若不允许，则执行S915；

S913、判断母线基准时钟是否小于T3；若小于，则执行S918；若不小于，则执行S922；

S914、执行投切电阻开关K3闭合、K4断开；

S915、执行投切电阻开关K1闭合、K2断开；

S916、判断主用通道电压检测是否无效，备用通道电压检测是否为有效；若主用通道电压检测无效，备用通道电压检测有效，则执行S917；若主用通道电压检测有效，备用通道电压检测无效，则返回；

S917、取备用通道母线电压标志置位；

S918、获取母线对地电压；

S919、暂存母线对地电压；

S920、判断暂存电压次数是否大于或等于4；若是，则执行S921；若否，则返回；

S921、进行复合滤波处理，计算母线对地电压，返回；

S922、判断母线基准时钟是否小于T4；若是，则执行S923；若否，则执行S926；

S923、判断取备用通道母线电压标志是否允许；若是，则执行S924；若否，则执行S932；

S924、执行投切电阻开关K3断开、K4闭合，并返回；

S925、判断母线基准时钟是否小于T5；若是，则执行S926；若不是，则执行S930；

S926、获取母线对地电压；

S927、暂存母线对地电压；

S928、判断暂存电压次数是否大于或等于4；若是，则执行S929；若不是，则返回；

S929、进行复合滤波处理，计算母线对地电压，并返回；

S930、判断母线基准时钟是否等于T5；若是，则执行S932；若不是，则返回；

S931、执行投切电阻开关K1断开、K4闭合，并返回；

S932、清母线测量基准时钟；

S933、计算母线绝缘电阻；

S934、测量支路绝缘电阻标志置为允许；

S935、判断支路绝缘测量是否允许；若是，则执行S936；若不是，则返回；

S936、获取实时告警数据；

S937、判断当前母线是否有告警；若有，则执行S938；若无，则执行S939；

S938、置告警变化标志；

S939、清告警变化标志；

S940、判断当前母线是否有告警变化；若有，则执行S941；若无，则执行S944；

S941、判断正母线绝缘电阻是否小于第一阈值；若是，则执行S943；若否，则执行S944；

S942、支路测量类型Bit0置1；

S943、判断负母线绝缘电阻是否小于第一阈值；若是，则执行S945；若否，则执行S946；

S944、判断母线及支路是否有告警；若母线无告警而支路有告警，则执行S947；若母线有告警而支路无告警，则执行S948；

S945、支路测量类型Bit1置1；

S946、发送支路巡检消息，并返回；

S947、恢复支路为缺省电阻；

S948、判断当前母线是否有告警变化；若有，则执行S949；若无，则返回；

S949、判断正母线绝缘电阻是否小于第一阈值；若是，则执行S950；若否，则执行S951；

S950、支路测量类型Bit0置1；

S951、判断负母线绝缘电阻是否小于第一阈值；若是，则执行S952；若否，则执行S953；

S952、支路测量类型Bit1置1；

S953、发送支路巡检信息，并结束流程。

下面结合图10A及图10B对本发明实施例中计算母线绝缘电阻的方法的流程进行详细说明。如图10A及图10B所示，本发明实施例中计算母线绝缘电阻的方法包括以下步骤：

S1001、计算两次测量母线对地电压V1及V2；其中，V1＝(|U+|+|U-|)，V2＝(|U+’|+|U-’|)；

S1002、判断第一次测量的母线对地电压V1是否超量程；若是，则执行S1003；若否，则执行S1004；

S1003、令母线对地电压Vb＝V1；

S1004、判断第二次测量的母线对地电压V2是否超量程；若是，则执行S1006；若否，则执行S1007；

S1005、判断母线对地电压Vb是否低于有效值V3(本实施例中V3＝150V)；若是，则执行S1007；若否，则执行S1008；

S1006、令母线对地电压Vb＝V2；

S1007、令母线及支路绝缘电阻取缺省值，并返回；

S1008、在K1断开、K2闭合时，判断负、正母线对地电压之差是否大于(P×Vb)；若是，则执行S1009；若否，则执行S1013；其中，

S1009、判断正母线绝缘电阻是否大于第一门限值；若是，则执行S1010；若否，则执行S1011；

S1010、令正母线绝缘电阻取预设的检测最小值Rmin；

S1011、判断负母线绝缘电阻是否小于取样电阻；若是，则执行S1012；若否，则返回；

S1012、令负母线绝缘电阻取预设的检测最大值Rmax；

S1013、在K1闭合、K2断开时，判断正、负母线对地电压之差是否大于(P×Vb)；若是，则执行S1014；若否，则执行S1015；

S1014、判断负母线绝缘电阻是否大于第一门限值；若是，则执行S1016；若否，则执行S1017；

S1015、正、负母线对地电压是否都大于校准门限V4(本实施例中V4＝20V)；若是，则执行S1019；若否，则执行S1021；

S1016、令负母线绝缘电阻取预设的检测最小值Rmin；

S1017、判断正母线绝缘电阻是否小于取样电阻；若是，则执行S1018；若否，则返回；

S1018、令正母线绝缘电阻取预设的检测最大值Rmax；

S1019、计算两次测量的母线对地电压的比值；

S1020、校正第二次测量的母线对地电压；为了防止母线对地电压在同一次测量过程中变化影响测量精度，以第一次测量的母线对地电压为基准，对第二次测量的母线对地电压进行校正，判断正、负母线对地电压是否均大于20V(校准门限V4)，若大于V4，则计算两次母线电压V2、V1之比作为系数，校准第二次测量的母线对地电压；

S1021、计算中间值U₊′×U_-、U₊′×U_-′、U₊×U_-′及U₊×U_-；

S1022、计算分子绝对值|U₊′U_--U₊U_-′|；

S1023、判断分子是否小于或等于0；若是，则执行S1024；若否，则执行S1025；

S1024、令母线及支路绝缘电阻取缺省值，并执行S1042；

S1025、判断第二次测量的负母线对地电压是否为0；若是，则执行S1027；若否，则执行S1029；

S1027、令正母线绝缘电阻取检测最大值Rmax；

S1028、判断正母线绝缘电阻是否小于最小值Rmin；若是，则执行S1029；若否，则执行S1034；

S1029、计算正母线绝缘电阻分母；

S1030、按公式1计算正母线绝缘电阻；

S1031、判断正母线绝缘电阻是否超量程；若是，则执行S1032；若否，则执行S1028；

S1032、令正母线绝缘电阻取检测最大值Rmax；

S1033、令正母线绝缘电阻取检测最小值Rmin；

S1034、判断第一次测量的正母线对地电压是否为0；若是，则执行S1035；若否，则执行S1036；

S1035、令负母线绝缘电阻取检测最大值Rmax；

S1036、计算负母线电阻分母；

S1037、按公式2计算负母线绝缘电阻；

S1038、判断负母线绝缘电阻是否超量程；若是，则执行S1039；若否，则执行S1040；

S1039、令负母线绝缘电阻取检测最大值Rmax；

S1040、判断负母线绝缘电阻是否小于最小值Rmin；若是，则执行S1041；若否，则执行S1042；

S1041、令负母线绝缘电阻取检测最大值Rmin；

S1042、判断是否已初始化备份母线绝缘电阻；若是，则执行S1043；若否，则执行S1044；

S1043、判断是否循环比较正、负母线电阻；若是，则执行S1046；若否，则结束本流程；

S1044、初始化备份母线绝缘电阻；

S1045、置备份母线绝缘电阻标志，并返回S1043；

S1046、比较本次(实时)与上次(备份)测得母线绝缘电阻；

S1047、判断上次与本次测得值之差是否大于Rmax；若是，则执行S1048；若否，则执行S1049；

S1048、电阻有大的跳变计数；

S1049、将实时值赋给备份值；

S1050、判断母线绝缘电阻连续跳变计数器是否小于3；若是，则执行S1051；若否，则执行S1053；

S1051、将备份值赋给实时值，并返回S1043；

S1052、电阻跳变计数器清零，并返回S1043；

S1053、将实时值赋给备份值；

S1054、电阻跳变计数器清零，并返回S1043。

需要说明的是，实际运行中绝缘电阻下降有一个过程，一般绝缘电阻不会有很大的跳变，为了抑制外部干扰引起测得的绝缘电阻急剧下降，比较本次与上次测得母线绝缘电阻值之差，若偶尔下降100K，则取上次值，若连续3次下降100K，才取本次值。

下面结合图11A～图11D对本发明实施例中检测支路绝缘情况的方法的流程进行详细说明。如图11A～图11D所示，本发明实施例中检测支路绝缘情况的方法包括以下步骤：

S1101、获取支路测量类型及支路数目；

S1102、判断传感器地址是否小于支路数目或判断支路数目是否为0；若是，则执行S1103；若否，则执行S1104；

S1103、传感器地址清零，支路测量类型清零，支路基准时钟清零，并返回；

S1104、支路测量基准时钟自加1；

S1105、判断是否采用支路正端下降模式进行测量；若是，则执行S1106；若否，则执行S1107；

S1106、判断支路基准时钟是否小于T2；若是，则执行S1109；若否，则执行S1110；

S1107、判断是否采用支路负端下降模式测量；若是，则执行S1125；若否，则执行S1126；

S1108、判断取备用母线电压标志是否允许；若是，则执行S1109；若否，则执行S1110；

S1109、K3断开、K4闭合；

S1110、K1断开、K2闭合；

S1111、判断支路基准时钟是否大于等于T2且小于T3；若是，则执行S1112；若否，则执行S1113；

S1112、获取正母线对地电压；

S1113、判断支路基准时钟是否等于T3；若是，则执行S1116；若否，则执行S1117；

S1114、判断暂存电压次数是否大于等于4；若是，则执行S1115；若否，则执行S1126；

S1115、进行复合滤波处理，计算母线对地电压，继续执行S1113；

S1116、发送命令至第一个传感器；

S1117、判断支路基准时钟是否大于T3且小于T4；若是，则执行S1118；若否，则执行S1121；

S1118、获取指定支路漏电流的电流值；

S1119、传感器地址自加1；

S1120、发送命令至下一个传感器；

S1121、判断支路基准时钟是否等于T4；若是，则执行S1122；若否，则执行S1123；

S1122、获取最后一个支路漏电流的电流值；

S1123、判断支路基准时钟是否大于T4；若是，则执行S1124；若否，则返回；

S1124、连续计算所有支路正极绝缘电阻；

S1125、判断支路基准时钟是否小于T2；若是，则执行S1127；若否，则执行S1130；

S1126、判断是否采用支路双端下降模式测量；若是，则执行S1144；若否，则返回；

S1127、判断取备用母线电压标志是否允许；若是，则执行S1128；若否，则执行S1129；

S1128、K3闭合、K4断开；

S1129、K1闭合、K2断开；

S1130、判断支路基准时钟是否不小于T2且小于T3；若是，则执行S1131；若否，则执行S1135；

S1131、获取负母线对地电压；

S1132、判断暂存电压次数是否不小于T4；若是，则执行S1133；若否，则执行S1134；

S1133、进行复合滤波处理，计算母线对地电压，继续执行S1134；；

S1134、判断支路基准时钟是否等于T3；若是，则执行S1135；若否，则执行S1136；

S1135、发送命令至第一个传感器；

S1136、判断支路基准时钟是否大于T3且小于T4；若是，则执行S1137；若否，则执行S1140；

S1137、获取指定支路漏电流的电流值；

S1138、传感器地址自加1；

S1139、发送命令至下一个传感器；

S1140、判断支路基准时钟是否等于T4；若是，则执行S1141；若否，则执行S1142；

S1141、获取最后一个支路漏电流的电流值；

S1142、判断支路基准时钟是否大于T4；若是，则执行S1143；若否，则返回；

S1143、连续计算所有支路负极绝缘电阻；

S1144、判断支路基准时钟是否不大于T2；若是，则执行S1145；若否，则执行S1146；

S1145、判断取备用母线电压标志是否允许；若是，则执行S1146；若否，则执行S1147；

S1146、K3闭合、K4断开；

S1147、K1闭合、K2断开；

S1148、判断支路基准时钟是否不小于T2且小于T3；若是，则执行S1149；若否，则执行S1152；

S1149、获取母线对地电压；

S1150、判断暂存电压次数是否不小于4；若是，则执行S1151；若否，则执行S1152；

S1151、进行复合滤波处理，计算母线对地电压，继续执行S1152；；

S1152、判断支路基准时钟是否等于T3；若是，则执行S1153；若否，则执行S1154；

S1153、发送命令至第一个传感器；

S1154、判断支路基准时钟是否大于T3且小于T4；若是，则执行S1155；若否，则执行S1158；

S1155、获取指定支路漏电流的电流值；

S1156、传感器地址自加1；

S1157、发送命令至下一个传感器；

S1158、判断支路基准时钟是否等于T4；若是，则执行S1159；若否，则执行S1142；

S1159、获取最后一个支路漏电流的电流值；

S1160、判断支路基准时钟是否不大于T4且小于T5；若是，则执行S1161；若否，则执行S1164；

S1161、判断取备用母线电压标志是否允许；若是，则执行S1162；若否，则执行S1163；

S1162、K3断开、K4闭合；

S1163、K1断开、K2闭合；

S1164、判断支路基准时钟是否不小于T5且小于T6；若是，则执行S1165；若否，则执行S1168；

S1165、获取母线对地电压；

S1166、判断暂存电压次数是否不小于4；若是，则执行S1167；若否，则执行S1168；

S1167、进行复合滤波处理，计算母线对地电压，继续执行S1168；；

S1168、判断支路基准时钟是否等于T6；若是，则执行S1169；若否，则执行S1170；

S1169、发送命令至第一个传感器；

S1170、判断支路基准时钟是否大于T6且小于T7；若是，则执行S1171；若否，则执行S1174；

S1171、获取指定支路漏电流的电流值；

S1172、传感器地址自加1；

S1173、发送命令至下一个传感器；

S1174、判断支路基准时钟是否等于T7；若是，则执行S1175；若否，则执行S1176；

S1175、获取最后一个支路漏电流的电流值；

S1176、判断支路基准时钟是否大于T7；若是，则执行S1177；若否，则返回；

S1177、判断正母线是否接地；若是，则执行S1178；若否，则执行S1185；

S1178、判断支路正极漏电流的电流值是否为0；若是，则执行S1179；若否，则执行S1180；

S1179、将该支路正极漏电流的电流值赋为一负值；

S1180、对所有支路正极漏电流的电流值进行排序；

S1181、判断正极漏电流的电流值是否等于最大值；若是，则执行S1182；若否，则执行S1183；

S1182、该支路正极绝缘电阻值取检测最小值Rmin；

S1183、该支路正极绝缘电阻值取缺省值；

S1184、支路负极绝缘电阻值取检测最大值Rmax；

S1185、判断负母线是否接地；若是，则执行S1186；若否，则执行S1187；

S1186、判断支路负极漏电流的电流值是否为0；若是，则执行S1188；若否，则执行S1189；

S1187、判断是否计算完所有支路绝缘电阻；若是，则执行S11100；若否，则执行S1194；

S1188、将该支路负极漏电流的电流值赋为一负值；

S1189、对所有支路负极漏电流的电流值进行排序；

S1190、判断负极漏电流的电流值是否等于最大值；若是，则执行S1191；若否，则执行S1192；

S1191、该支路负极绝缘电阻值取检测最小值Rmin；

S1192、该支路负极绝缘电阻值取缺省值，继续执行S1193；

S1193、支路正极绝缘电阻值取检测最大值Rmax；

S1194、采用公式7及公式8计算第N条支路的正、负极绝缘电阻值；

S1195、判断采用双端检测是否测出该支路绝缘电阻；若是，则执行S11100；若否，则执行S1196；

S1196、判断两次测得的支路N的漏电流的电流值是否均大于0；若是，则执行S1197；若否，则执行S1198；

S1197、计算支路N正极绝缘电阻；

S1198、判断两次测得的支路N漏电流的电流值是否均小于0；若是，则执行S1199；若否，则执行S11100

S1199、计算支路N的负极绝缘电阻值；

S11100、支路测量类型清零，支路基准时钟清零，并结束本流程。

下面结合图12A及图12B对本发明实施例中计算支路绝缘电阻的方法的流程进行详细说明。如图12A及图12B所示，本发明实施例中计算支路绝缘电阻的方法包括以下步骤：

S1201、判断支路漏电流的电流值是否为0；若是，则执行S1202；若否，则执行S1203；

S1202、该支路正、负极绝缘电阻取缺省值，并返回；

S1203、判断检测支路漏电流是否大于预设最大值Imax；若是，则执行S1204；若否，则执行S1205；

S1204、该支路正极绝缘电阻取最小值，负极绝缘电阻取缺省值，并返回；

S1205、判断检测支路漏电流是否小于预设最小值Imin；若是，则执行S1206；若否，则执行S1207；

S1206、该支路负极绝缘电阻取最小值，正极绝缘电阻取缺省值，并返回；

S1207、判断支路测量是否为正端下降模式；若是，则执行S1208；若否，则执行S1209；

S1208、按公式5计算支路正极绝缘电阻；

S1209、判断支路测量是否为负端下降模式；若是，则执行S1219；若否，则执行S1220；

S1210、判断支路正极绝缘电阻是否超量程；若是，则执行S1211；若否，则执行S1212；

S1211、支路正极绝缘电阻取检测最大值Rmax；

S1212、判断支路正极绝缘电阻是否大于正母线绝缘电阻；若是，则执行S1213；若否，则执行S1215；

S1213、判断正母线绝缘电阻是否大于预设最小值Rmin；若是，则执行S1214；若否，则执行S1215；

S1214、支路正极绝缘电阻＝正母线绝缘电阻-Rmin；

S1215、判断负母线绝缘电阻是否为无穷大；若是，则执行S1216；若否，则执行S1217；

S1216、支路负极绝缘电阻取检测最大值Rmax，并执行S1218；

S1217、支路负极绝缘电阻取缺省值；

S1218、支路基准时钟清零，并返回；

S1219、按公式6计算支路负极绝缘电阻，并执行S1221；

S1220、判断支路测量是否为双端下降模式；若是，则执行S1230；若否，则返回；

S1221、判断支路负极绝缘电阻是否超量程；若是，则执行S1222；若否，则执行S1223；

S1222、支路负极绝缘电阻取检测电阻最大值Rmax；

S1223、判断支路负极绝缘电阻是否大于负母线绝缘电阻；若是，则执行S1224；若否，则执行S1226；

S1224、判断母线绝缘电阻是否大于预设最小值Rmin；若是，则执行S1225；若否，则执行S1226；

S1225、支路负极绝缘电阻＝负母线绝缘电阻-Rmin；

S1226、判断正母线绝缘电阻是否为无穷大；若是，则执行S1227；若否，则执行S1228；

S1227、支路正极绝缘电阻取检测最大值，并执行S1229；

S1228、支路正极绝缘电阻取缺省值；

S1229、支路基准时钟清零，并返回；

S1230、计算中间值：U+′*U_-、U+*U′、U_-*In′、U_-′*In、U+*In′、U+′*In；

S1231、计算分子绝对值：|U+′*U_--U+*U_-′|；

S1232、判断分子是否等于0；若是，则执行S1233；若否，则执行S1234；

S1233、该支路正、负极绝缘电阻取缺省值，并返回；

S1234、判断两次投切开关测得该支路漏电流方向是否相反；若是，则执行S1235；若否，则执行S1236；

S1235、计算支路正极绝缘电阻分母：U_-*In′+U_-′*In，并执行S1237；

S1236、计算支路正极绝缘电阻分母：U_-*In′-U_-′*In；

S1237、按公式7计算支路正极绝缘电阻；

S1238、判断支路正极绝缘电阻是否超量程；若是，则执行S1239；若否，则执行S1240；

S1239、支路正极绝缘电阻取检测最大值Rmax；

S1240、判断支路正极绝缘电阻是否大于正母线绝缘电阻；若是，则执行S1242；若否，则执行S1241；

S1241、判断两次投切开关测得该支路漏电流方向是否相反；若是，则执行S1244；若否，则执行S1245；

S1242、判断正母线绝缘电阻是否小于预设最小值Rmin；若是，则执行S1243；若否，则执行S1241；

S1243、支路正极绝缘电阻＝正母线绝缘电阻-Rmin，并执行S1241；

S1244、计算支路负极绝缘电阻分母：U+*In′+U+′*In，并执行S1246；

S1245、计算支路负极绝缘电阻分母的绝对值：|U+*In′-U+′*In|；

S1246、按公式8计算支路负极绝缘电阻；

S1247、判断负极绝缘电阻是否超量程；若是，则执行S1248；若否，则执行S1249；

S1248、支路负极绝缘电阻取检测最大值Rmax；

S1249、判断支路负极绝缘电阻是否大于负母线绝缘电阻；若是，则执行S1250；若否，则结束；

S1250、判断负母线绝缘电阻是否大于预设最小值Rmin；若是，则执行S1251；若否，则结束；

S1251、支路负极绝缘电阻＝负母线绝缘电阻-Rmin，并结束。

需要说明的是，由于漏电流传感器量程为±10mA，正常检测范围为-10mA～10mA，某些情况下支路漏电流可能会超量程，当发现检测到漏电流超量程时，一般该支路绝缘电阻都会很小，我们直接认为接地。当检测支路漏电流＞10mA，判断该支路正极接地，当检测漏电流＜-10mA，判断该支路负极接地。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (24)

1.一种直流系统绝缘监测方法，其特征在于，该方法包括：

在确定母线发生故障时，根据所述母线绝缘电阻值，确定与所述母线连接的支路的待检测极；

对所述支路的待检测极进行检测确定出故障支路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述母线绝缘电阻值，确定与所述母线连接的支路的待检测极，包括：

若正母线绝缘电阻值不大于第一阈值，且负母线绝缘电阻值大于所述第一阈值，确定与所述正母线连接的支路正极为待检测极；

若所述正母线绝缘电阻值大于所述第一阈值，且所述负母线绝缘电阻值不大于所述第一阈值，确定与所述负母线连接的支路负极为待检测极；

若所述正母线绝缘电阻值及所述负母线绝缘电阻值都不大于所述第一阈值，确定与所述正母线连接的支路正极及与所述负母线连接的支路负极为待检测极。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述支路的待检测极进行检测确定出故障支路包括：

若所述支路待检测极为支路正极，则当支路正极绝缘电阻值不大于设定的第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路正极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于设定的第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路负极，则当支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路负极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路正极及支路负极，则当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；当支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值都大于所述第一阀值，且当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

其中，所述第一阀值小于所述第二阀值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述支路待检测极为支路正极，采用下列公式确定支路正极绝缘电阻值：

$R_{n+}=\frac{{U_{+}}^{\′}}{I_n}$

其中，R_n+为第N条支路正极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U₊′为在负母线与预设的地线之间并联第二取样电阻，且正母线与所述地线之间断开时，获取的当前正母线第二对地电压值；I_n为流经第N条支路的漏电流的电流值；

若所述支路待检测极为支路负极，采用下列公式确定所述支路负极绝缘电阻值：

$R_{n-}=\frac{U_{-}}{I_n}$

其中，R_n-为第N条支路负极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U_-为在正母线与预设的地线之间并联第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，获取的当前负母线第一对地电压值；I_n为流经第N条支路的漏电流的电流值；

若所述支路待检测极为支路正极及支路负极，采用下列公式确定所述支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值：

$R_{n+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{-}{I_n}^{\′}-{U_{-}}^{\′}{I}_n}$

$R_{n-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{I_n}^{\′}-{U_{+}}^{\′}{I}_n}$

其中，R_n+为第N条支路正极绝缘电阻值，R_n-为第N条支路负极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U₊′、U_-′及I_n′为在对应负母线与预设的地线之间并联第二取样电阻，且正母线与地线之间断开时，获取的当前正母线第二对地电压值、当前负母线第二对地电压值及流经第N条支路的漏电流的电流值；U₊、U_-及I_n为在正母线与地线之间并联第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，获取的当前正母线第一对地电压值、当前负母线第一对地电压值及流经第N条支路的漏电流的电流值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定母线发生故障，包括：

确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；

若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值不大于第一门限值，确定所述母线发生接地故障；

若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值在所述第一门限值与第二门限值之间，确定所述母线发生绝缘下降故障；

其中，所述第一门限值小于所述第二门限值，所述第二门限值不大于所述第一阈值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值，包括：

在所述正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；

所述正母线与所述地线之间断开，且在所述负母线与所述地线之间连接第二取样电阻时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；

根据下列公式确定所述正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值：

$R_{+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{-}}^{\′}+U_{-}{U_{-}}^{\′}}{R}_1$

$R_{-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{+}}^{\′}+U_{+}{U_{-}}^{\′}}{R}_2$

其中，R₊为正母线绝缘电阻值；R_-为负母线绝缘电阻值；R₁为第一取样电阻；R₂为第二取样电阻；U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值，包括：

在所述正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；

在所述正母线及负母线的第一对地电压值满足下列公式时，确定所述正母线接地，则所述正母线绝缘电阻值为预设阻值；

|U₊|-|U_-|＞P(|U₊|+|U_-|)

其中，U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；P为比较系数，

且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％；

在所述负母线与所述地线之间并联第二取样电阻，且所述正母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；

在所述正母线及负母线的第二对地电压值满足下列公式时，确定所述负母线接地，则所述负母线绝缘电阻值为所述预设阻值；

|U_-′|-|U₊′|＞P(|U₊′|+|U_-′|)

其中，U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值；P为比较系数，

且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％。

8.如权利要求3或6或7所述的方法，其特征在于，根据下列步骤确定正母线对地电压值：

在设定时长内，对正母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为所述正母线对地电压值；

其中，正母线对地电压值包括正母线第一对地电压值及正母线第二对地电压值；

根据下列步骤确定负母线对地电压值：

在设定时长内，对负母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为所述负母线对地电压值；

其中，负母线对地电压值包括负母线第一对地电压值及负母线第二对地电压值。

9.一种直流系统绝缘监测设备，其特征在于，该设备包括：

支路待检测极确定模块，用于确定母线发生故障时，根据所述母线绝缘电阻值，确定与所述母线连接的支路的待检测极；

检测模块，用于对所述支路的待检测极进行检测确定出故障支路。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述支路待检测极确定模块具体用于：

若正母线绝缘电阻值不大于第一阈值，且负母线绝缘电阻值大于所述第一阈值，确定与所述正母线连接的支路正极为待检测极；

若所述正母线绝缘电阻值大于所述第一阈值，且所述负母线绝缘电阻值不大于所述第一阈值，确定与所述负母线连接的支路负极为待检测极；

若所述正母线绝缘电阻值及所述负母线绝缘电阻值都不大于所述第一阈值，确定与所述正母线连接的支路正极及与所述负母线连接的支路负极为待检测极。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述检测模块还用于：

若所述支路待检测极为支路正极，则当支路正极绝缘电阻值不大于设定的第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路正极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于设定的第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路负极，则当支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；以及当支路负极绝缘电阻值大于所述第一阀值且不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

若所述支路待检测极为支路正极及支路负极，则当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第一阀值时，确定对应支路为接地故障；当支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值都大于所述第一阀值，且当支路正极绝缘电阻值和/或支路负极绝缘电阻值不大于所述第二阀值时，确定对应支路为绝缘下降故障；

其中，所述第一阀值小于所述第二阀值。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述检测模块还用于：

若所述支路待检测极为支路正极，采用下列公式确定支路正极绝缘电阻值：

$R_{n+}=\frac{{U_{+}}^{\′}}{I_n}$

其中，R_n+为第N条支路正极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U₊′为在对应负母线与预设的地线之间并联第二取样电阻，且正母线与所述地线之间断开时，获取的当前正母线第二对地电压值；I_n为流经第N条支路的漏电流的电流值；

若所述支路待检测极为支路负极，采用下列公式确定所述支路负极绝缘电阻值：

$R_{n-}=\frac{U_{-}}{I_n}$

其中，R_n-为第N条支路负极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U_-为在对应正母线与预设的地线之间并联第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，获取的当前负母线第一对地电压值；I_n为流经第N条支路的漏电流的电流值；

若所述支路待检测极为支路正极及支路负极，采用下列公式确定所述支路正极绝缘电阻值及支路负极绝缘电阻值：

$R_{n+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{-}{I_n}^{\′}-{U_{-}}^{\′}{I}_n}$

$R_{n-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{I_n}^{\′}-{U_{+}}^{\′}{I}_n}$

其中，R_n+为第N条支路正极绝缘电阻值，R_n-为第N条支路负极绝缘电阻值，其中，N为正整数；U₊′、U_-′及I_n′为在对应负母线与预设的地线之间并联第二取样电阻，且正母线与地线之间断开时，获取的当前正母线第二对地电压值、当前负母线第二对地电压值及流经第N条支路的漏电流的电流值；U₊、U_-及I_n为在正母线与地线之间并联第一取样电阻，且负母线与地线之间断开时，获取的当前正母线第一对地电压值、当前负母线第一对地电压值及流经第N条支路的漏电流的电流值。

13.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备还包括母线监测模块，用于：确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值不大于第一门限值，确定所述母线发生接地故障；若正母线绝缘电阻值和/或负母线绝缘电阻值在所述第一门限值与第二门限值之间，确定所述母线发生绝缘下降故障；其中，所述第一门限值小于所述第二门限值，所述第二门限值不大于所述第一阈值。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述母线监测模块具体用于：在所述正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；所述正母线与所述地线之间断开，且在所述负母线与所述地线之间连接第二取样电阻时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；根据下列公式确定所述正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值：

$R_{+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{-}}^{\′}+U_{-}{U_{-}}^{\′}}{R}_1$

$R_{-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{+}}^{\′}+U_{+}{U_{-}}^{\′}}{R}_2$

其中，R₊为正母线绝缘电阻值；R_-为负母线绝缘电阻值；R₁为第一取样电阻；R₂为第二取样电阻；U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值。

15.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述母线监测模块具体用于：在所述正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；在所述正母线及负母线的第一对地电压值满足下列公式时，确定所述正母线接地，则所述正母线绝缘电阻值为预设阻值；

|U₊|-|U_-|＞P(|U₊|+|U_-|)

其中，U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；P为比较系数，且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％；

在所述负母线与所述地线之间并联第二取样电阻，且所述正母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；在所述正母线及负母线的第二对地电压值满足下列公式时，确定所述负母线接地，则所述负母线绝缘电阻值为所述预设阻值；

|U_-′|-|U₊′|＞P(|U₊′|+|U_-′|)

其中，U₊为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值；P为比较系数，

且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％。

16.一种直流系统绝缘监测方法，其特征在于，该方法包括：

在确定正母线或负母线发生接地故障时，获取与发生故障的正母线或负母线连接的各支路的漏电流的电流值；

确定所述电流值中最大的N个电流值对应的支路为故障支路；

其中，所述支路的漏电流为支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的矢量和，N为正整数。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，确定正母线或负母线发生接地故障，包括：

确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；

在所述正母线绝缘电阻值不大于第一比较值，且负母线绝缘电阻值大于所述第一比较值时，确定所述正母线发生接地故障；

在所述正母线绝缘电阻值大于所述第一比较值，且负母线绝缘电阻值不大于所述第一比较值时，确定所述负母线发生接地故障。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值，包括：

在所述正母线与预设的地线之间并联第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；

在所述负母线与所述地线之间并联第二取样电阻，且所述正母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；

根据下列公式确定所述正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；

$R_{+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{-}}^{\′}+U_{-}{U_{-}}^{\′}}{R}_1$

$R_{-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{+}}^{\′}+U_{+}{U_{-}}^{\′}}{R}_2$

其中，R₊为正母线绝缘电阻值；R_-为负母线绝缘电阻值；R₁为第一取样电阻；R₂为第二取样电阻；U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，确定母线发生接地故障，包括：

在所述正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；

在所述正母线及负母线的第一对地电压值满足下列公式时，确定所述正母线发生接地故障；

|U₊|-|U_-|＞P(|U₊|+|U_-|)

其中，U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；P为比较系数，

且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％；

在所述负母线与所述地线之间连接第二取样电阻，且所述正母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；

在所述正母线及负母线的第二对地电压值满足下列公式时，确定所述负母线发生接地故障；

|U_-′|-|U₊′|＞P(|U₊′|+|U_-′|)

其中，U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值；P为比较系数，且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％。

20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，根据下列步骤确定正母线对地电压值：

在设定时长内，对正母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为所述正母线对地电压值；

其中，正母线对地电压值包括正母线第一对地电压值及正母线第二对地电压值；

根据下列步骤确定负母线对地电压值：

在设定时长内，对负母线对地电压值至少进行两次采样；

对得到的采样电压值进行滤波处理，并将滤波处理后的电压值作为所述负母线对地电压值；

其中，负母线对地电压值包括负母线第一对地电压值及负母线第二对地电压值。

21.一种直流系统绝缘监测设备，其特征在于，该设备包括：

监测模块，用于在确定正母线或负母线发生接地故障时，获取与发生故障的正母线或负母线连接的各支路的漏电流的电流值；其中，所述支路的漏电流为支路正极对地漏电流与支路负极对地漏电流的矢量和；

故障支路确定模块，用于确定所述电流值中最大的N个电流值对应的支路为故障支路；其中，N为正整数。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第一母线检测模块，用于：确定正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；在所述正母线绝缘电阻值不大于第一比较值，且负母线绝缘电阻值大于所述第一比较值时，确定所述正母线发生接地故障；在所述正母线绝缘电阻值大于所述第一比较值，且负母线绝缘电阻值不大于所述第一比较值时，确定所述负母线发生接地故障。

23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述第一母线检测模块具体用于：

在所述正母线与预设的地线之间并联第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；在所述负母线与所述地线之间并联第二取样电阻，且所述正母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；根据下列公式确定所述正母线绝缘电阻值及负母线绝缘电阻值；

$R_{+}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{-}}^{\′}+U_{-}{U_{-}}^{\′}}{R}_1$

$R_{-}=\frac{{U_{+}}^{\′}{U}_{-}-U_{+}{U_{-}}^{\′}}{U_{+}{U_{+}}^{\′}+U_{+}{U_{-}}^{\′}}{R}_2$

其中，R₊为正母线绝缘电阻值；R_-为负母线绝缘电阻值；R₁为第一取样电阻；R₂为第二取样电阻；U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值。

24.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述设备还包括第二母线检测模块，用于：

在所述正母线与预设的地线之间连接第一取样电阻，且所述负母线与所述地线之间断开时，确定正母线及负母线的第一对地电压值；在所述正母线及负母线的第一对地电压值满足下列公式时，确定所述正母线发生接地故障；

|U₊|-|U_-|＞P(|U₊|+|U_-|)

其中，U₊为正母线的第一对地电压值；U_-为负母线的第一对地电压值；P为比较系数，且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％；

在所述负母线与所述地线之间连接第二取样电阻，且所述正母线与向下地线之间断开时，确定正母线及负母线的第二对地电压值；在所述正母线及负母线的第二对地电压值满足下列公式时，确定所述负母线发生接地故障；

|U_-′|-|U₊′|＞P(|U₊′|+|U_-′|)

其中，U₊′为正母线的第二对地电压值；U_-′为负母线的第二对地电压值；P为比较系数，

且P的取值范围为：90％≤P≤99.9％。

Images