CN103558496B - 一种单极接地系统及其故障检测装置、方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种单极接地系统及其故障检测装置、方法，其在正常接地点接地前，通过获取系统的直流母线电压及阻抗采样信号来计算单极接地系统的正/负极对地阻抗，进而判断是否存在故障接地点，实现了系统运行前的预检测，保证了系统在运行前无故障；在正常接地点接地后，通过检测漏电流大小来判断是否存在接地故障；而对于运行过程中出现的接地极多点接地故障和非接地极接地故障，可在系统停机、正常接地点不接地时，再次通过计算单极接地系统的正/负极对地阻抗来检测得到。因此，本申请实施例实现对单极接地系统的多点接地故障，以及可能同时出现的非接地极接地故障进行检测。

Description

一种单极接地系统及其故障检测装置、方法

技术领域

本申请涉及电气检测技术领域，尤其涉及一种单极接地系统及其故障检测装置、方法。

背景技术

在光伏发电系统中，光伏电池极易发生极化现象，从而影响该光伏电池的性能。现有技术通过将光伏电池阵列的负极（或正极）接地，形成单极接地系统，以解决光伏电池的极化现象。

为保证系统安全，上述单极接地系统应当为单极单点接地系统。如图1所示，以负极接地为例，正常接地点为A点，与地电位之间串联有一漏电流检测装置，如断路器与漏电流传感器串联连接等；当出现接地故障（即非接地极出现故障接地点C点）时，该系统的漏电流增大，从而可通过上述漏电流检测装置检测得到（如断路器的触点断开，或者漏电流传感器检测到的电流值增大等），进而可通过触发相应的报警装置进行提示报警，达到故障检测的目的。

然而当单极接地系统出现接地极多点接地故障（即接地极除正常接地点A点之外，还出现了故障接地点B或更多的接地点）、或者非接地极绝缘故障（即接地极存在故障接地点B点的同时，非接地极还存在接地点C），漏电流可能不会流过A点所在接地支路，而是经过B点所在支路形成漏电流回路，即增大的漏电流不能被上述漏电流检测装置检测到，从而造成一定的安全隐患，如长时间保持较大的漏电流，可能导致线缆绝缘老化，甚至引发火灾等。因此，亟需一种可以检测上述接地极多点接地故障，以及非接地极绝缘故障的装置。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种单极接地系统及其故障检测装置、方法，以实现对系统多点接地故障，以及可能同时出现的非接地极接地故障的检测。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种故障检测装置，应用于单极接地系统，包括：绝缘电阻检测单元、漏电流保护单元和主控单元；

所述绝缘电阻检测单元的第一输入端接于所述单极接地系统的正极，第二输入端接于所述单极接地系统的负极，输出端接于所述主控单元；所述绝缘电阻检测单元用于在所述单极接地系统的正常接地点与地电位连接前，获取表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号；

所述漏电流保护单元串接于所述正常接地点和地电位之间；所述漏电流保护单元至少包括串联连接的可控开关和漏电流检测装置；所述漏电流检测装置用于在所述正常接地点与地电位连接后，获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号；

所述主控单元包括：

第一控制单元，用于在所述可控开关处于断开状态时，根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压确定所述正极对地阻抗和负极对地阻抗，判断所述正极对地阻抗和负极对地阻抗二者中，是否至少一者小于预设阻抗，如果是，则报警，否则控制所述可控开关闭合，使所述正常接地点与地电位连接；

第二控制单元，用于在所述可控开关处于闭合状态时，根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，如果是，则控制所述可控开关断开。

优选的，所述绝缘电阻检测单元，包括：脉冲电压源U₂、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄、第五电阻R₅和第六电阻R₆；

所述脉冲电压源U₂通过所述第五电阻R₅与大地连接；所述第六电阻R₆的一端接于大地，另一端接于所述地电位；

所述第一电阻R₁和第三电阻R₃依次串联接于所述单极接地系统的正极与地电位之间；所述第二电阻R₂和第四电阻R₄依次串联接于所述单极接地系统的负极与所述地电位之间；所述第一电阻R₁和第三电阻R₃的公共端与所述第 二电阻R₂和第四电阻R₄的公共端连接；所述第一电阻R₁和第三电阻R₃的公共端作为所述第二采样电路的输出端，与所述第一控制单元连接。

优选的，所述漏电流检测装置包括漏电流传感器，用于直接检测所述漏电流；

所述第二控制单元包括电流比较模块，用于将所述漏电流与预设电流进行比较，若所述漏电流大于所述预设电流，则判定存在接地故障。

优选的，所述可控开关包括接触器。

优选的，所述漏电流保护单元还包括与所述可控开关串联连接的热敏电阻。

一种单极接地系统，包括以上任一项所述的故障检测装置。

一种故障检测方法，应用于单极接地系统，包括：

在所述单极接地系统的正常接地点与地电位连接前，获取表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号；

根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压，确定所述正极对地阻抗和负极对地阻抗；

判断所述正极对地阻抗和负极对地阻抗二者中，是否至少一者小于预设阻抗，如果是，则报警，否则控制所述单极接地系统的正常接地点接地；

在所述正常接地点接地后，获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号；

根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，如果是，则报警并控制所述正常接地点与地电位之间的连接断开。

优选的，所述获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号，包括：通过漏电流传感器直接检测所述漏电流；

所述根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，包括：

将所述漏电流与预设电流进行比较，若所述漏电流大于所述预设电流，则判定存在接地故障。

优选的，所述故障检测方法还包括：当所述漏电流不大于所述预设电流时，控制所述单极接地系统运行。

从上述的技术方案可以看出，本申请在正常接地点接地前，获取一表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号，根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压来计算单极接地系统的正/负极对地阻抗，进而判断是否存在故障接地点，若存在，则报警提示，若不存在则控制正常接地点接地，从而实现了系统运行前的预检测，保证了系统在运行前无故障；在所述正常接地点接地后，通过检测系统的漏电流大小来判断非接地极是否存在故障接地点）；若在系统运行过程中接地极出现故障接地点，或者接地极和非接地极同时出现故障接地点，可在系统停机、正常接地点不接地时，再次通过计算单极接地系统的正/负极对地阻抗来检测得到。因此，本申请实施例实现了对单极接地系统的多点接地故障，以及可能同时出现的非接地极接地故障的有效检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中单极接地系统及其故障检测装置的一种结构图；

图2为本申请实施例提供的一种应用于单极接地系统的故障检测装置的结构图；

图3为本申请实施例提供的应用于单极接地系统的故障检测装置中绝缘电阻检测单元的一种结构图；

图4为本申请实施例提供的另一种应用于单极接地系统的故障检测装置的结构图；

图5为本申请实施例提供的又一种应用于单极接地系统的故障检测装置的结构图；

图6为本申请实施例提供的应用于单极接地系统的故障检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种单极接地系统及其故障检测装置、方法，以实现对单极接地系统的多点接地故障，以及可能同时出现的非接地极接地故障进行检测。

需要说明的是，为便于描述，本申请实施例所述单极接地系统，均以光伏发电系统为例，包括将太阳能转换为电能并输出直流电的光伏阵列，以及将该直流电转换为交流电的逆变器DC/AC；所谓单极接地指上述光伏发电系统中仅允许存在唯一的接地点（设置于正极或负极），为便于描述，本申请实施例均以负极接地系统为例。

参照图2，本申请实施例一提供的应用于单极接地系统的故障检测装置，包括：绝缘电阻检测单元100、漏电流保护单元200和主控单元300。

绝缘电阻检测单元100的第一输入端接于所述单极接地系统的正极DC+，第二输入端接于所述单极接地系统的负极DC_-，输出端接于主控单元300。

漏电流保护单元200串接于所述单极接地系统的正常接地点A和地电位之间，至少包括串联连接的可控开关210和漏电流检测装置220。

主控单元300包括第一控制单元310和第二控制单元320。第一控制单元310分别与绝缘电阻检测单元100和可控开关210连接；第二控制单元320分别与漏电流检测装置220和可控开关210连接。

上述故障检测装置工作原理为：

在所述单极接地系统的正常接地点A点与地电位连接前，即可控开关210处于断开状态时，绝缘电阻检测单元100获取表征所述单极接地系统的正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R_-大小的阻抗采样信号；第一控制单元310根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压，确定正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R_-，并将R₊和R_-分别与预设阻抗进行比较，若R₊和R_-中 任一者小于所述预设阻抗，说明该单极接地系统相应电极存在故障接地点，即存在绝缘故障；具体的，若判断得到仅R₊小于所述预设阻抗，说明仅系统的正极存在故障接地点，如图2中C点出现绝缘故障；若判断得到仅R_-小于所述预设阻抗，说明仅系统的负极存在故障接地点，如图2中B点出现绝缘故障；若判断得到R₊和R_-均小于所述预设阻抗，说明系统的正极和负极均存在故障接地点，如图2中B点和C点均存在绝缘故障。

本申请实施例中，当第一控制单元310判断得到上述结果时，生成相应指令进行报警，从而提示相关工作人员暂时不对光伏发电系统进行并网，而是进行故障排查，保证了系统安全运行。若第一控制单元310判断得到R+和R-均不小于所述预设阻抗，说明不存在故障接地点，第一控制单元310控制可控开关210闭合，使所述正常接地点A点与地电位连接，从而实现了单极接地。

在所述正常接地点A点与地电位连接后，由于该接地点的影响，绝缘电阻检测单元100无法正常检测到对地阻抗，本故障检测装置改由漏电流检测装置220执行故障检测，即漏电流检测装置220获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号；第二控制单元320根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，如果是，则控制可控开关210断开；若无故障，可控制该光伏发电系统并网运行。

可控开关210断开后，绝缘电阻检测单元100重新进入正常工作状态。

由上述结构及工作原理可知，本申请实施例提供的故障检测装置在正常接地点接地前，通过绝缘电阻检测单元和第一控制单元获取系统的正/负极对地阻抗，以判断是否存在故障接地点，实现了系统运行前的预检测，保证了系统在运行前无故障；而对于运行过程中出现的接地极多点接地故障和非接地极接地故障，可在系统停机、A点不接地时，再次通过绝缘电阻检测单元和第一控制单元检测得到。因此，本申请实施例实现了对单极接地系统的多点接地故障，以及可能同时出现的非接地极接地故障的有效检测。

实际上，由于接地极多点接地故障和非接地极接地故障仅在长期作用下，才会对光伏发电系统等单极接地系统产生较大影响，而光伏发电系统的启停周期一般为一天（白天并网运行、夜间停机），因此即使在运行过程中出现上述故障，也可在次日并网前被检测到，不会对系统产生较大影响，上述故 障检测装置的控制过程足以满足实际检测需求。进一步的，主控单元300还可包括一开关控制单元，其根据预设的周期对可控开关进行开关控制，使绝缘电阻检测单元和漏电流检测装置在系统运行过程中交替工作，实现对上述故障的实时检测。

对于绝缘电阻检测单元，本申请实施例三提供了一种优选实施方式。具体的，仍参照图2，本申请实施例三提供的应用于单极接地系统的故障检测装置，包括：绝缘电阻检测单元100、漏电流保护单元200和主控单元300。

其中，漏电流保护单元200串接于所述单极接地系统的正常接地点A和地电位之间，至少包括串联连接的可控开关210和漏电流检测装置220；主控单元300包括第一控制单元310和第二控制单元320；第一控制单元310分别与绝缘电阻检测单元100和可控开关210连接；第二控制单元320分别与漏电流检测装置220和可控开关210连接。

绝缘电阻检测单元100用于获取所述阻抗采样信号V_a；其具体结构如图3所示，包括：脉冲电压源U₂、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄、第五电阻R₅和第六电阻R₆；脉冲电压源U₂通过第五电阻R₅与大地连接；第六电阻R₆的一端接于大地，另一端接于所述地电位；第一电阻R₁和第三电阻R₃依次串联接于所述单极接地系统的正极与地电位之间；第二电阻R₂和第四电阻R₄依次串联接于所述单极接地系统的负极与所述地电位之间；所述第一电阻R₁和第三电阻R₃的公共端与所述第二电阻R₂和第四电阻R₄的公共端连接；所述第一电阻R₁和第三电阻R₃的公共端作为绝缘电阻检测单元100的输出端，与第一控制单元310连接。

上述故障检测装置的基本工作原理与上文实施例一相同，即在所述单极接地系统的正常接地点A点与地电位连接前，即可控开关210处于断开状态时，绝缘电阻检测单元100获取所述单极接地系统的直流母线电压U₁，以及表征所述单极接地系统的正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R_-大小的阻抗采样信号；第一控制单元310根据所述直流母线电压和阻抗采样信号确定正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R_-，并将R₊和R_-分别与预设阻抗进行比较，若R₊和R-中任一者小于所述预设阻抗，生成相应指令进行报警；若第一控制单元310判断得到R₊和R_-均不小于所述预设阻抗，则控制可控开关210闭合，使所述正常接地点A点与地电位连接；在所述正常接地点A点与地电位连接后， 漏电流检测装置220获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号；第二控制单元320根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，如果是，则控制可控开关210断开；若无故障，可控制该光伏发电系统并网运行。

更具体的，通过绝缘电阻检测单元100和第一控制单元310获取正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R_-的原理如下：

第一控制单元310通过第一采样电路110获取所述单极接地系统的直流母线电压U₁（即光伏发电系统中光伏阵列输出的直流电压）；同时，通过第二采样电路120获取表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号V_a；其中，阻抗采样信号V_a为直流母线电压U1与脉冲电压U2的共同作用下的采样信号，包括脉冲电压源U₂的正向脉冲与直流母线电压U1叠加得到的第一阻抗采样信号V_a1，以及脉冲电压源U₂的负向脉冲与直流母线电压U1叠加得到的第二阻抗采样信号V_a2。根据电路中的叠加原理，第一控制单元310可计算得到正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R-。

另外，仍如图4所示，本申请实施例提供的应用于单极接地系统的故障检测装置，除绝缘电阻检测单元100、漏电流保护单元200和主控单元300外，还包括直流电压采样电路400，用于实时获取该单极接地系统的直流母线电压U₁，并输出至主控单元300中的第一控制单元310，以用于正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R_-的计算。具体的，直流电压采样电路400的第一输入端接于所述单极接地系统的正极DC+，第二输入端接于所述单极接地系统的负极DC_-，输出端接于第一控制单元310。本实施例中，通过直流电压采样电路400实时检测直流母线电压U₁，可以减小直流电压波动对检测结果的影响；当正极对地绝缘阻抗与负极对地绝缘阻抗比较接近时，也能够正确检测。

需要说明的是，实际应用中，第一控制单元310一般采用单片机等；相应的，如图4所示，上述故障检测装置还包括第一调理电路500；第一调理电路500的输入端，接于绝缘电阻检测单元100的输出端，第一调理电路500的输出端接于第一控制单元310的输入端，用于对绝缘电阻检测单元100输出的阻抗采样信号V_a的幅值进行调整，以满足第一控制单元310的数据处理要求。

另外，在本申请上述实施例的基础上，漏电流保护单元具体可采用图5所示结构，即：漏电流保护单元200包括串联连接的可控开关、漏电流检测装置和热敏电阻（PTC）230。

其中，可控开关可采用接触器210’，其为执行单元，接收第二控制单元的指令，执行自身的闭合或断开动作。

漏电流检测装置包括漏电流传感器220’，用于直接检测所述单极接地系统的漏电流；相应的，第二控制单元320包括电流比较模块320’，用于将漏电流与预设电流进行比较，以判断是否存在接地故障，并控制接触器210’的状态。具体的，在图5所示负极接地系统中，当正极出现接地故障（故障接地点为B，接地电阻为R）时，漏电流会流过漏电流传感器，漏电流传感器220’检测到的漏电流将大于预设电流；此时，第二控制单元320生成相应的指令控制接触器210’断开；当漏电流传感器220’检测到的漏电流小于预设电流时，逆变器处于正常状态，不需要执行任何操作。

考虑到当接地电阻R很小时，漏电流会相当大，故本申请实施例将热敏电阻230串联接入漏电流保护单元200，当漏电流过大时，热敏电阻230温度升高，导致阻值随之增大，从而起到减小漏电流的目的，提高了系统的安全性。

实际应用中，第二控制单元320亦可采用单片机等微处理器，相应的，本申请实施例还包括第二调理电路600，串接于漏电流传感器220’和第二控制单元320之间，用于对漏电流传感器220’输出漏电流信号幅值进行调整，以满足第二控制单元320的要求。

与上述故障检测装置实施例相应的，本申请实施例还提供了一种单极接地系统，包括上述任一实施例所述的故障检测装置；该单极接地系统包括光伏阵列、逆变器等器件组成的光伏发电系统，通过该故障检测装置实现对系统运行前的预检测及运行中的实时检测，提供了系统的安全性。

另外，本申请实施例还提供了一种应用于单极接地系统的故障检测方法，如图6所示，该方法包括如下步骤：

S1、在所述单极接地系统的正常接地点与地电位连接前，获取表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号；

S2、根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压，确定所述正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R_-；

S3、判断所述正极对地阻抗R₊和负极对地阻抗R-二者中，是否至少一者小于预设阻抗，如果是，则执行步骤S4，否则执行步骤S5；

S4、保持正常接地点不接地，并报警，返回执行步骤S1；

S5、控制所述单极接地系统的正常接地点接地，并执行步骤S6；

S6、在所述正常接地点接地后，获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号；

S7、根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，如果是，则执行步骤S8，否则执行步骤S9；

S8、报警并控制所述正常接地点与地电位之间的连接断开，返回步骤S1；

S9、控制所述单极接地系统运行，并返回步骤S6。

由上述方法步骤可知，本申请实施例提供的故障检测方法在正常接地点接地前，获取一表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号，根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压来计算单极接地系统的正/负极对地阻抗，进而判断是否存在故障接地点，若存在，则报警提示，若不存在则控制正常接地点接地，从而实现了系统运行前的预检测，保证了系统在运行前无故障；在正常接地点接地后，通过检测系统的漏电流大小来判断非接地极是否存在故障接地点；若在系统运行过程中接地极出现故障接地点，或者接地极和非接地极同时出现故障接地点，可在系统停机、A点不接地时，再次通过计算单极接地系统的正/负极对地阻抗来检测得到。因此，本申请实施例实现了对单极接地系统的多点接地故障，以及可能同时出现的非接地极接地故障的有效检测。

具体的，上述故障检测方法实施例中，步骤S4所述的获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号，包括：通过漏电流传感器直接检测所述漏电流；相应的，步骤S5所述的根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，包括：将所述漏电流与预设电流进行比较，若所述漏电流大于所述预设电流，则判定存在接地故障。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种故障检测装置，应用于单极接地系统，其特征在于，包括：绝缘电阻检测单元、漏电流保护单元和主控单元；

所述绝缘电阻检测单元的第一输入端接于所述单极接地系统的正极，第二输入端接于所述单极接地系统的负极，输出端接于所述主控单元；所述绝缘电阻检测单元用于在所述单极接地系统的正常接地点与地电位连接前，获取表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号；

所述漏电流保护单元串接于所述正常接地点和地电位之间；所述漏电流保护单元至少包括串联连接的可控开关和漏电流检测装置；所述漏电流检测装置用于在所述正常接地点与地电位连接后，获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号；

所述主控单元包括：

第一控制单元，用于在所述可控开关处于断开状态时，根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压确定所述正极对地阻抗和负极对地阻抗，判断所述正极对地阻抗和负极对地阻抗二者中，是否至少一者小于预设阻抗，如果是，则报警，否则控制所述可控开关闭合，使所述正常接地点与地电位连接；

第二控制单元，用于在所述可控开关处于闭合状态时，根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，如果是，则控制所述可控开关断开；

所述主控单元还包括开关控制单元，所述开关控制单元用于根据预设的周期对所述可控开关进行开关控制。

2.根据权利要求1所述的故障检测装置，其特征在于，所述绝缘电阻检测单元，包括：脉冲电压源U₂、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄、第五电阻R₅和第六电阻R₆；

所述脉冲电压源U₂通过所述第五电阻R₅与大地连接；所述第六电阻R₆的一端接于大地，另一端接于所述地电位；

所述第一电阻R₁和第三电阻R₃依次串联接于所述单极接地系统的正极与地电位之间；所述第二电阻R₂和第四电阻R₄依次串联接于所述单极接地系统的负极与所述地电位之间；所述第一电阻R₁和第三电阻R₃的公共端与所述第二电阻R₂和第四电阻R₄的公共端连接；所述第一电阻R₁和第三电阻R₃的公共端作为所述绝缘电阻检测单元的输出端，与所述第一控制单元连接。

3.根据权利要求1或2所述的故障检测装置，其特征在于，所述漏电流检测装置包括漏电流传感器，用于直接检测所述漏电流；

所述第二控制单元包括电流比较模块，用于将所述漏电流与预设电流进行比较，若所述漏电流大于所述预设电流，则判定存在接地故障。

4.根据权利要求1或2所述的故障检测装置，其特征在于，所述可控开关包括接触器。

5.根据权利要求1或2所述的故障检测装置，其特征在于，所述漏电流保护单元还包括与所述可控开关串联连接的热敏电阻。

6.一种单极接地系统，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的故障检测装置。

7.一种故障检测方法，应用于单极接地系统，其特征在于，包括：

在所述单极接地系统的正常接地点与地电位连接前，获取表征所述单极接地系统的正极对地阻抗和负极对地阻抗大小的阻抗采样信号；

根据所述阻抗采样信号和所述单极接地系统的直流母线电压，确定所述正极对地阻抗和负极对地阻抗；

判断所述正极对地阻抗和负极对地阻抗二者中，是否至少一者小于预设阻抗，如果是，则报警，否则控制所述单极接地系统的正常接地点接地；

在所述正常接地点接地后，获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号；

根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，如果是，则报警并控制所述正常接地点与地电位之间的连接断开。

8.根据权利要求7所述的故障检测方法，其特征在于，所述获取表征流过正常接地点所在接地支路的漏电流大小的电流采样信号，包括：通过漏电流传感器直接检测所述漏电流；

所述根据所述电流采样信号判断是否存在接地故障，包括：

将所述漏电流与预设电流进行比较，若所述漏电流大于所述预设电流，则判定存在接地故障。

9.根据权利要求8所述的故障检测方法，其特征在于，还包括：当所述漏电流不大于所述预设电流时，控制所述单极接地系统运行。