CN104049169B - 接地检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种接地检测装置和方法。根据本公开的接地检测装置包括：绝缘检测仪，其安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；以及接地电阻提供单元，其至少部分地安装在不同于所述第一柜的第二柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第二柜接地，其中，基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述第二柜是否存在接地故障。根据本公开的接地检测装置和方法，可以有效地检测出是否存在接地故障。基于对是否存在接地故障的判断，可以更加准确地检测出是否存在绝缘电阻故障。

Description

接地检测装置和方法

技术领域

本公开涉及高压直流电源系统的技术领域，具体地涉及用于在高压直流电源系统中检测接地故障的接地检测装置和方法。

背景技术

这个部分提供了与本公开有关的背景信息，这不一定是现有技术。

由于高压直流电源系统存在因正负母排对地绝缘电阻下降而导致的设备损坏或者人身安全等严重问题的风险，所以高压直流电源系统必须提供一种能够准确检测绝缘电阻的方法。然而，在绝缘电阻检测的过程中，良好的接地是能够准确检测绝缘电阻的前提。如果接地不良，则可能会导致发生绝缘故障时不告警或者系统正常时的误告警等情况。

因此，希望提供一种既可以准确测量绝缘电阻又可以判断接地是否良好的接地检测装置和方法。

发明内容

这个部分提供了本公开的一般概要，而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。

本公开的目的在于提供一种接地检测装置和方法，其能够有效地检测出是否存在接地故障。基于对是否存在接地故障的判断，可以更加准确地检测出是否存在绝缘电阻故障。

根据本公开的一方面，提供了一种接地检测装置，该接地检测装置包括：绝缘检测仪，其安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；以及接地电阻提供单元，其至少部分地安装在第二柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第二柜接地，其中，基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述第一柜和所述第二柜是否存在接地故障。

根据本公开的另一方面，提供了一种接地检测装置，该接地检测装置包括：绝缘检测仪，其安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；以及接地电阻提供单元，其至少部分地安装在所述第一柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第一柜接地，其中，基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪是否存在接地故障。

根据本公开的另一方面，提供了一种接地检测方法，该方法包括：将绝缘检测仪安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；将接地电阻提供单元至少部分地安装在第二柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第二柜接地；以及基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述第一柜和所述第二柜是否存在接地故障。

根据本公开的另一方面，提供了一种接地检测方法，该方法包括：将绝缘检测仪安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；将接地电阻提供单元至少部分地安装在所述第一柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第一柜接地；以及基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述绝缘检测仪是否存在接地故障。

根据本公开的接地检测装置和方法通过设置接地电阻提供单元来提供接地电阻。这个接地电阻可以是事先已知的。当第一柜和第二柜不存在接地故障时，第一柜和第二柜的总体对地电阻不再是无穷大，而是与已知的接地电阻相关联。另一方面，当第一柜和第二柜存在接地故障时，例如当第一柜和第二柜从地断开时，第一柜和第二柜的总体对地电阻变成无穷大。因此，使用根据本公开的接地检测装置和方法，可以有效地检测出是否存在接地故障。当不存在接地故障时，可以进一步准确地检测出是否存在绝缘电阻故障。

从在此提供的描述中，进一步的适用性区域将会变得明显。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。在附图中：

图1是图示绝缘电阻故障引起开关误跳闸的例子的示意图；

图2是图示绝缘电阻故障引起负载误导通的例子的示意图；

图3是图示根据本公开的实施例的接地检测装置的框图；

图4是图示根据本公开的实施例的接地检测装置的例子的电路图；

图5是图示根据本公开的实施例的接地检测装置的另一个例子的电路图；

图6是图示根据本公开的实施例的接地检测装置的另一个例子的电路图；以及

图7是图示根据本公开的实施例的接地检测方法的流程图。

虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。

具体实施方式

现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。

提供了示例实施例，以便本公开将会变得详尽，并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定部件、装置和方法的例子，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言将会明显的是，不需要使用特定的细节，示例实施例可以用许多不同的形式来实施，它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。

下面首先参考图1和2来描述绝缘电阻故障可能引发的问题。如图1所示，电源S通过开关K为负载L供电。考虑到电源S有可能发生多点的绝缘故障，如果在电源S的负极发生对地短路绝缘故障的同时，开关K与负载L之间的连线也发生对地的绝缘电阻下降的故障，则电源S的正极连线通过绝缘电阻R接地。当绝缘电阻R的电阻值远小于负载L的电阻值时，负载L被旁路，由此造成开关K误跳闸现象。

进一步，如图2所示，由于开关K断开，所以电源S没有为负载L供电。考虑到电源S有可能发生多点的绝缘故障，如果在电源S的正极发生对地短路绝缘故障的同时，开关K与负载L之间的连线也发生对地的绝缘电阻下降的故障，则负载L的连线通过绝缘电阻R接地。这样一来，电源S与绝缘电阻R和负载L通过地G而形成回路，由此造成负载L误导通现象。

开关的误跳闸现象和负载的误导通现象除了会造成设备损坏之外，还有可能造成人身安全问题，因此必须尽可能避免发生。有必要在发生绝缘电阻故障时发出告警。然而，如果在发生绝缘电阻故障之前发生了接地故障，则有可能无法检测出随后发生的绝缘电阻故障。这一点将会在下文中详细描述。因此，如果可以预先检测出是否存在接地故障，则可以更加准确地检测出是否存在绝缘电阻故障。

如图3所示，根据本公开的实施例的接地检测装置100可以包括绝缘检测仪110和接地电阻提供单元120。

绝缘检测仪110安装在柜130之内。绝缘检测仪110电连接到正母排BUS+和负母排BUS-以检测等效母排对地电阻，并且经由柜130接地。

接地电阻提供单元120至少部分地安装在柜140之内。接地电阻提供单元120电连接到正母排BUS+和负母排BUS-中的至少一个以提供接地电阻，并且经由柜140接地。

根据本公开的实施例，基于绝缘检测仪110检测的等效母排对地电阻的电阻值和接地电阻提供单元120提供的接地电阻的电阻值，可以确定绝缘检测仪110、柜130和柜140是否存在接地故障。

本领域技术人员可以意识到的是，绝缘检测仪110可以用来检测正母排BUS+和负母排BUS-的对地绝缘电阻。在没有接地电阻提供单元120提供的接地电阻的情况下，当绝缘检测仪110、柜130和140接地良好并且正母排BUS+和负母排BUS-绝缘良好时，通过绝缘检测仪110检测的正母排BUS+和负母排BUS-的对地绝缘电阻理论上为无穷大。另一方面，当绝缘检测仪110、柜130和140发生接地故障例如从地断开时，无论正母排BUS+和负母排BUS-是否绝缘良好，通过绝缘检测仪110检测的正母排BUS+和负母排BUS-的对地绝缘电阻理论上仍然为无穷大。换言之，在没有接地电阻提供单元120提供的接地电阻的情况下，无法通过绝缘检测仪110来检测绝缘检测仪110、柜130和140是否发生接地故障。

与此形成对照，在具有接地电阻提供单元120提供的接地电阻的情况下，当绝缘检测仪110、柜130和140接地良好并且正母排BUS+和负母排BUS-绝缘良好时，通过绝缘检测仪110检测的正母排BUS+和负母排BUS-的对地绝缘电阻理论上等于接地电阻提供单元120提供的接地电阻的电阻值。另一方面，当绝缘检测仪110、柜130和140发生接地故障例如从地断开时，通过绝缘检测仪110检测的正母排BUS+和负母排BUS-的对地绝缘电阻由于无法检测到接地电阻提供单元120提供的接地电阻而在理论上变为无穷大。这样一来，基于绝缘检测仪110检测的结果和接地电阻提供单元120提供的接地电阻的电阻值，就可以确定绝缘检测仪110、柜130和柜140是否存在接地故障。

下面以图4所示的电路图为例来进一步描述根据本公开的实施例的绝缘检测装置的例子。如图4所示，安装在柜130中的绝缘检测仪110可以包括电阻器R1+、R1-、R2+和R2-以及开关K1。

电阻器R1+电连接在正母排BUS+和地线之间，并且电阻器R1-电连接在负母排BUS-和地线之间。电阻器R2+的一个端子电连接到正母排BUS+，而另一个端子则电连接到开关K1。电阻器R2-的一个端子电连接到负母排BUS-，而另一个端子也电连接到开关K1。开关K1电连接到地线。

需要说明的是，如图4所示的绝缘检测仪110只是一个例子，本公开并不限于这个特定的例子。本公开的技术方案同样适用于本领域技术人员已知的其它类型的绝缘检测仪。

当开关K1断开时，只有电阻器R1+和R1-被接入，而电阻器R2+和R2-则未被接入。此时，通过绝缘检测仪110可以获得正母排BUS+的对地电压U1和负母排BUS-的对地电压U2。进一步，当开关K1接通时，电阻器R1+、R1-、R2+和R2-均被接入。此时，通过绝缘检测仪110可以获得正母排BUS+的对地电压U1’和负母排BUS-的对地电压U2’。基于对地电压U1、U2、U1’和U2’，可以通过以下二元一次方程组亦即表达式（1）来计算等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-作为绝缘检测仪110检测的结果：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{U2}{R1-//R-}=\frac{U1}{R1+//R+}\\ \frac{U{2}^{\′}}{R1-//R2-//R-}=\frac{U{1}^{\′}}{R1+//R2+//R+}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，运算符“//”指的是“并联连接”。

进一步参考图4，安装在柜140中的接地电阻提供单元120可以包括电阻器R3+和R3-。电阻器R3+电连接在正母排BUS+和地线之间，而电阻器R3-则电连接在负母排BUS-和地线之间。

另外，在图4中还示出了当正母排BUS+和负母排BUS-发生绝缘故障时的等效故障电阻150。故障电阻150包括电连接在正母排BUS+和地线之间的电阻Rf+以及电连接在负母排BUS-和地线之间的电阻Rf-。

从图4中可以容易地得到以下表达式（2）：

$\left\{\begin{array}{c}R+=R3+//\mathrm{Rf}+\\ R-=R3-//\mathrm{Rf}-\end{array}\right.---\left(2\right)$

由于计算出的电阻R+是通过将电阻R3+和电阻Rf+并联连接而获得的，并且计算出的电阻R-是通过将电阻R3-和电阻Rf-并联连接而获得的，所以计算出的R+不会大于电阻R3+，并且计算出的电阻R-不会大于电阻R3-。

以上描述的是没有发生接地故障的情况。另一方面，在发生接地故障的情况下，例如当接地电阻提供单元120和故障电阻150所在的柜与地线断开时，通过上面的表达式（1）计算出的电阻R+和R-不再满足表达式（2）。实际上，通过上面的表达式（1）计算出的电阻R+和R-将会远大于电阻R3+和R3-。下面通过一个具体的例子来加以说明。

假定正母排BUS+和负母排BUS-之间的电压降为266V。令电阻器R1+和R1-的电阻值均为200kΩ，电阻器R2+和R2-的电阻值分别为300kΩ和400kΩ，并且电阻器R3+和R3-的电阻值均为600kΩ。

在接地良好并且绝缘良好（电阻Rf+和Rf-均为无穷大）的情况下，当开关K1断开时，通过绝缘检测仪110读出正母排BUS+的对地电压U1等于133V，并且负母排BUS-的对地电压U2等于133V。当开关K1接通时，通过绝缘检测仪110读出正母排BUS+的对地电压U1’等于127.2V，并且负母排BUS-的对地电压U2’等于138.8V。

基于以上数据，通过表达式（1）可以计算得出等效正母排对地电阻R+为600kΩ，并且等效负母排对地电阻R-也为600kΩ。

进一步考虑接地良好但是出现绝缘故障的情况。假定电阻Rf+仍然为无穷大，但是电阻Rf-为10kΩ。在这种情况下，当开关K1断开时，通过绝缘检测仪110读出正母排BUS+的对地电压U1等于250.4V，并且负母排BUS-的对地电压U2等于15.6V。当开关K1接通时，通过绝缘检测仪110读出正母排BUS+的对地电压U1’等于243.7V，并且负母排BUS-的对地电压U2’等于22.3V。

基于以上数据，通过表达式（1）可以计算得出等效正母排对地电阻R+为600kΩ，并且等效负母排对地电阻R-为9.8kΩ。进一步，通过表达式（2）可以计算出故障电阻Rf+为无穷大，并且故障电阻Rf-为10kΩ。

另一方面，在发生接地故障如接地断开的情况下，当开关K1断开时，通过绝缘检测仪110读出正母排BUS+的对地电压U1等于133V，并且负母排BUS-的对地电压U2等于133V。当开关K1接通时，通过绝缘检测仪110读出正母排BUS+的对地电压U1’等于126V，并且负母排BUS-的对地电压U2’等于140V。

基于以上数据，通过表达式（1）计算得出的等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-均为无穷大。

如从上面的例子中可以知道的那样，由于计算出的电阻R+是通过将电阻R3+和电阻Rf+并联连接而获得的，并且计算出的电阻R-是通过将电阻R3-和电阻Rf-并联连接而获得的，所以计算出的R+不会大于电阻R3+，并且计算出的电阻R-不会大于电阻R3-。因此，如果计算出的R+大于电阻R3+，或者计算出的电阻R-大于电阻R3-，则可以判断发生了接地故障。

进一步，如果计算出的R+小于电阻R3+，并且计算出的电阻R-小于电阻R3-，则由于电阻R3+和R3-是确定的值，所以可以通过表达式（2）来计算故障电阻Rf+和Rf-。然后，可以根据故障电阻Rf+和Rf-的电阻值来判断是否存在绝缘故障。

上面的例子中给出的数据只是示意性的。实际上，考虑到测试误差等因素，在接地良好并且绝缘良好的情况下，基于绝缘检测仪110检测的结果，通过表达式（1）计算得出的等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-可能不会正好分别等于电阻R3+和R3-。另外，在发生接地故障如接地断开的情况下，基于绝缘检测仪110检测的结果，通过表达式（1）计算得出的等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-也不会等于无穷大。

例如，令电阻器R1+和R1-的电阻值均为200kΩ，电阻器R2+和R2-的电阻值分别为300kΩ和400kΩ，并且电阻器R3+和R3-的电阻值均为600kΩ。发明人通过具体的实验，在接地良好并且绝缘良好的情况下，基于绝缘检测仪110检测的结果，通过表达式（1）计算得出的等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-均为580Ω左右，而不是电阻R3+和R3-的电阻值600kΩ。另外，在接地断开的情况下，发明人通过表达式（1）计算得出的等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-均大于2000kΩ。

因此，在实际操作中，当电阻器R3+和R3-的电阻值均为600kΩ时，考虑到测试误差，例如可以选取700kΩ作为判断接地是否良好的预定阈值。当等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-两者都小于与接地电阻R3+和R3-的电阻值相关联的预定阈值时，可以确定绝缘检测仪110本身、绝缘检测仪110所在的柜130和接地电阻提供单元120所在的柜140柜不存在接地故障。另一方面，当等效正母排对地电阻R+和等效负电阻对地电阻R-中的任何一个大于或等于该预定阈值时，可以确定绝缘检测仪110本身、柜130和140中的至少一个存在接地故障。

另外，在选择绝缘检测仪110中的电阻器R1+、R1-、R2+和R2-时，为了在开关K1接通之后使正负母排的对地电压发生变化，电阻器R1+的电阻值与电阻器R1-的电阻值的比率，应当不同于通过将电阻器R1+和电阻器2+并联连接而获得的电阻值与通过将电阻器R1-和电阻器R2-并联连接而获得的电阻值的比率。

考虑到正负母排对地电压的平衡，可以优选地选择电阻器R1+的电阻值等于电阻器R1-的电阻值。此时，电阻器R2+的电阻值应当不等于电阻器R2-的电阻值。当然，如果在实际操作中不需要考虑正负母排对地电压的平衡，也可以选择电阻器R1+的电阻值不等于电阻器R1-的电阻值。

另外，在如图4所示的接地电阻提供单元120中提供了两个接地电阻器R3+和R3-。然而，接地电阻提供单元120也可以只提供接地电阻器R3+和R3-中的一个。

例如，当接地电阻提供单元120只提供接地电阻器R3+时，基于绝缘检测仪110检测的结果，同样可以计算等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-。在接地良好并且绝缘良好的情况下，理论上可以计算得出等效正母排对地电阻R+为600kΩ，而等效负母排对地电阻R-则为无穷大。在发生接地故障如接地断开的情况下，理论上计算得出的等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-均为无穷大。

相应地，当接地电阻提供单元120只提供接地电阻器R3-时，基于绝缘检测仪110检测的结果，同样可以计算等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-。在接地良好并且绝缘良好的情况下，理论上可以计算得出等效正母排对地电阻R+为无穷大，而等效负母排对地电阻R-则为600kΩ。在发生接地故障如接地断开的情况下，理论上计算得出的等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-均为无穷大。

因此，当等效正母排对地电阻R+小于与接地电阻R3+的电阻值相关联的预定阈值时，或者当等效负母排对地电阻R-小于与接地电阻R3-的电阻值相关联的预定阈值时，可以确定绝缘检测仪110本身、绝缘检测仪110所在的柜130和接地电阻提供单元120所在的柜140柜不存在接地故障。另一方面，当等效正母排对地电阻R+和等效负电阻对地电阻R-两者都大于或等于预定阈值时，可以确定绝缘检测仪110本身、柜130和140中的至少一个存在接地故障。

另外，在如图3和4所示的接地电阻提供单元120中，两个接地电阻器R3+和R3-设置在同一个柜140中。然而，接地电阻器R3+和R3-也可以设置在不同的柜中。这样一来，当等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-两者都小于预定阈值时，可以确定绝缘检测仪110本身、绝缘检测仪110所在的柜130和两个接地电阻器R3+和R3-所在的不同柜不存在接地故障。另一方面，当等效正母排对地电阻R+和等效负电阻对地电阻R-中的任何一个大于或等于预定阈值时，可以确定绝缘检测仪本身110、柜130和两个接地电阻器R3+和R3-所在的不同柜中的至少一个存在接地故障。

进一步，除了接地电阻器R3+和/或R3-之外，接地电阻提供单元120还可以进一步提供至少一个其它接地电阻器Rx，如图5所示。接地电阻器Rx可以安装在不同于柜130和140的至少一个其它柜160之内，并且电连接在正母排BUS+和负母排BUS-中的一个与地线之间。在图5中，接地电阻器Rx电连接在正母排BUS+和地线之间。接地电阻器Rx与接地电阻器R3+形成并联连接的关系，并且造成确定的接地电阻。

例如，基于上面图4给出的具体例子，进一步假定安装在其它柜160中的接地电阻器Rx为600kΩ，并且电连接在正母排BUS+与地线之间。在接地良好并且绝缘良好的情况下，理论上可以计算得出等效正母排对地电阻R+为300kΩ，而等效负母排对地电阻R-则为600kΩ。在柜140接地断开的情况下，理论上可以计算得出等效正母排对地电阻R+为600kΩ，而等效负母排对地电阻R-则为无穷大。在柜140和接地电阻器Rx所在的其它柜160两者都接地断开的情况下，理论上可以计算得出等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-两者均为无穷大。在接地电阻器Rx所在的其它柜160接地断开的情况下，理论上可以计算得出等效正母排对地电阻R+和等效负母排对地电阻R-两者均为600kΩ。

因此，只要适当地设置与接地电阻提供单元120中的接地电阻器R3+、R3-和Rx的电阻值相关联的预定阈值，就可以确定绝缘检测仪110和各个接地电阻器所在的柜是否存在接地故障。例如，考虑到测试误差，可以将与接地电阻器R3+和Rx相关联的预定阈值设置为400kΩ，并且将与接地电阻器R3-相关联的预定阈值设置为700kΩ。这样一来，当等效正母排对地电阻R+小于400kΩ，并且等效负母排对地电阻R-小于700kΩ时，就可以确定绝缘检测仪110和各个接地电阻器所在的柜不存在接地故障。另一方面，当等效正母排对地电阻R+大于或等于400kΩ，或者等效负母排对地电阻R-大于或等于700kΩ时，就可以确定绝缘检测仪110和各个接地电阻器所在的柜中的至少一个存在接地故障。

需要说明的是，当接地电阻提供单元120中提供的接地电阻器的数目增多时，接地电阻提供单元120提供的总的接地电阻将会因为接地电阻器的并联连接而下降。因此在选择接地电阻器时，应当注意在并联连接后不能导致绝缘故障。另外，在选择绝缘检测仪110中的电阻器时，也要考虑同样的问题。

考虑到正负母排对地电压的平衡，可以优选地选择接地电阻器R3+的电阻值等于接地电阻器R3-的电阻值。

另外，上面提到的柜130、140和160可以是高压直流电源系统的直流侧的任何一个柜如直流配电柜、二级配电柜等，本公开对此并没有特殊限制。

在图3至5中示出了绝缘检测仪110和接地电阻提供单元120分别处于不同的柜130和140中。然而，接地电阻提供单元120的至少一部分和绝缘检测仪110也可以处于同一个柜中，如图6所示。此时要注意的是，接地电阻提供单元120中的接地电阻器不能直接电连接到绝缘检测仪110输入端口上。否则，无论绝缘检测仪110是否发生接地故障，绝缘检测仪110总是能够检测到接地电阻提供单元120中的接地电阻器，这样一来就无法确定绝缘检测仪110是否存在接地故障。

需要说明的是，当如图6所示将接地电阻提供单元120和绝缘检测仪110安装在同一个柜170中时，由于接地电阻提供单元120和绝缘检测仪110两者都经由柜170接地，所以无法确定柜170是否存在接地故障，但是至少可以确定绝缘检测仪110是否存在接地故障。具体的确定方式与参考图3至5在上面描述的确定方式相同，这里不再赘述。

另外，当接地电阻提供单元120的一部分如接地电阻器R3+或R3-或者另外的接地电阻器Rx（参考图5）安装在柜170之外的其它柜时，则可以确定绝缘检测仪110、柜170以及接地电阻提供单元120的一部分所在的其它柜是否存在接地故障。具体的确定方式同样与参考图3至5在上面描述的确定方式相同，这里不再赘述。

下面结合图7来描述根据本公开的实施例的接地检测方法。

如图7所示，在步骤S110中，将绝缘检测仪安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由第一柜接地。

接下来，在步骤S120中，将接地电阻提供单元至少部分地安装在不同于第一柜的第二柜之内，电连接到正母排和负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由第二柜接地。

最后，在步骤S130中，基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，确定绝缘检测仪、第一柜和第二柜是否存在接地故障。

进一步参考图4，根据本公开的实施例，当开关K1断开时，可以通过绝缘检测仪110获得正母排对地电压U1和负母排对地电压U2。当开关K1接通时，可以通过绝缘检测仪110获得正母排对地电压U1’和负母排对地电压U2’。基于电阻器R1+、R1-、R2+和R2-的电阻值，并且基于正母排对地电压U1和U1’以及负母排对地电压U2和U2’，可以计算等效正母排对地电阻和等效负母排对地电阻作为绝缘检测仪110检测的结果。

根据本公开的实施例，可以将接地电阻提供单元中包括的第一接地电阻器安装在第二柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的一个与地线之间。

根据本公开的实施例，可以将接地电阻提供单元中包括的第二接地电阻器安装在第二柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的另一个与地线之间。

根据本公开的实施例，也可以将第二接地电阻器安装在不同于第二柜的第三柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的另一个与地线之间。并且，基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，可以确定绝缘检测仪、第一柜、第二柜和第三柜是否存在接地故障。

根据本公开的实施例，可以将接地电阻提供单元中包括的至少一个其它接地电阻器安装在不同于第一柜和第二柜的至少一个其它柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的一个与地线之间。并且，基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，可以确定绝缘检测仪、第一柜、第二柜和至少一个其它柜是否存在接地故障。

根据本公开的实施例，如果确定第一柜和第二柜不存在接地故障，则可以基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，计算母排对地绝缘电阻。

根据本公开的实施例，可以基于以下关系来计算母排对地绝缘电阻：母排对地绝缘电阻与接地电阻并联连接而得到等效母排对地电阻。

根据本公开的实施例，当母排对地绝缘电阻小于预定阈值时，可以确定存在绝缘故障。

上面描述了当绝缘检测仪和接地电阻提供单元分别处于不同的柜中时的接地检测方法。下面进一步描述当绝缘检测仪和接地电阻提供单元的至少一部分处于相同的柜中时的接地检测方法。

首先，可以将绝缘检测仪安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由第一柜接地。其次，可以将接地电阻提供单元至少部分地安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由第一柜接地。最后，基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，可以确定绝缘检测仪是否存在接地故障。

进一步参考图4，根据本公开的实施例，当开关K1断开时，可以通过绝缘检测仪110获得正母排对地电压U1和负母排对地电压U2。当开关K1接通时，可以通过绝缘检测仪110获得正母排对地电压U1’和负母排对地电压U2’。基于电阻器R1+、R1-、R2+和R2-的电阻值，并且基于正母排对地电压U1和U1’以及负母排对地电压U2和U2’，可以计算等效正母排对地电阻和等效负母排对地电阻作为绝缘检测仪110检测的结果。

根据本公开的实施例，可以将接地电阻提供单元中包括的第一接地电阻器安装在第一柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的一个与地线之间。

根据本公开的实施例，可以将接地电阻提供单元中包括的第二接地电阻器安装在第一柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的另一个与地线之间。

根据本公开的实施例，可以将接地电阻提供单元中包括的第二接地电阻器安装在不同于第一柜的第二柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的另一个与地线之间。并且，基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，可以确定绝缘检测仪、第一柜和第二柜是否存在接地故障。

根据本公开的实施例，可以将接地电阻提供单元中包括的至少一个其它接地电阻器安装在不同于第一柜的至少一个其它柜之内，并且电连接在正母排和负母排中的一个与地线之间。并且，基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，可以确定绝缘检测仪、第一柜和至少一个其它柜是否存在接地故障。

根据本公开的实施例，如果确定绝缘检测仪不存在接地故障，则基于等效母排对地电阻和接地电阻的电阻值，可以计算母排对地绝缘电阻。

根据本公开的实施例，可以基于以下关系来计算母排对地绝缘电阻：母排对地绝缘电阻与接地电阻并联连接而得到等效母排对地电阻。

根据本公开的实施例，当母排对地绝缘电阻小于预定阈值时，可以确定存在绝缘故障。

根据本公开的实施例的接地检测方法的上述各个步骤的各种具体实施方式前面已经作过详细描述，在此不再重复说明。

在多柜系统中，接地电阻器与绝缘检测仪可以安装在同一柜内，以判断绝缘检测仪是否接地良好。接地电阻器与绝缘检测仪也可以安装在不同柜内，这样不管是绝缘检测仪存在接地故障还是系统柜接地不良都会产生告警。

在如图4所示的绝缘检测仪110中选取电阻器R1+和R1-时，可以不考虑正负母排对地电压的平衡，所以电阻器R1+和R1-可以选取不同阻值的电阻器。

在如图4所示的高压直流电源系统内的正负母排间接入接地电阻器R3+和R3-时，也可以不考虑正负母排对地电压的平衡问题。此时，接地电阻器R3+和R3-可以选取不同阻值的电阻器或者只接入其中的一个。

根据本公开的实施例，通过在高压直流电源系统中的绝缘检测仪之外增加一组正负母排对地电阻，可以达到对绝缘检测仪接地是否正常的检测。

根据本公开的实施例，高压直流电源系统内增加的电阻可以与绝缘检测仪同柜，也可以不同柜，以达到不同的检测目的。

在本公开的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此，本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (46)

1.一种接地检测装置，包括：

绝缘检测仪，其安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；以及

接地电阻提供单元，其至少部分地安装在不同于所述第一柜的第二柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第二柜接地，

其中，基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述第二柜是否存在接地故障，并且

其中，当与所述接地电阻提供单元电连接的所述正母排和所述负母排中的所述至少一个的等效母排对地电阻的电阻值小于与所述接地电阻的电阻值相关联的预定阈值时，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述第二柜不存在接地故障。

2.根据权利要求1所述的接地检测装置，其中，所述绝缘检测仪包括：

第一正母排电阻器，其电连接在所述正母排和地线之间；

第一负母排电阻器，其电连接在所述负母排和所述地线之间；

第二正母排电阻器，其一个端子电连接到所述正母排；

第二负母排电阻器，其一个端子电连接到所述负母排；以及

开关单元，其电连接在所述第二正母排电阻器的另一个端子和所述第二负母排电阻器的另一个端子与所述地线之间。

3.根据权利要求2所述的接地检测装置，其中，

当所述开关单元断开时，通过所述绝缘检测仪获得第一正母排对地电压和第一负母排对地电压，

当所述开关单元接通时，通过所述绝缘检测仪获得第二正母排对地电压和第二负母排对地电压，并且

基于所述第一正母排电阻器、所述第一负母排电阻器、所述第二正母排电阻器和所述第二负母排电阻器的电阻值，并且基于所述第一正母排对地电压、所述第一负母排对地电压、所述第二正母排对地电压和所述第二负母排对地电压，所述绝缘检测仪计算等效正母排对地电阻和等效负母排对地电阻。

4.根据权利要求2所述的接地检测装置，其中，所述第一正母排电阻器的电阻值与所述第一负母排电阻器的电阻值的比率，不同于通过将所述第一正母排电阻器和所述第二正母排电阻器并联连接而获得的电阻值与通过将所述第一负母排电阻器和所述第二负母排电阻器并联连接而获得的电阻值的比率。

5.根据权利要求4所述的接地检测装置，其中，所述第一正母排电阻器的电阻值等于所述第一负母排电阻器的电阻值，并且所述第二正母排电阻器的电阻值不等于所述第二负母排电阻器的电阻值。

6.根据权利要求1所述的接地检测装置，其中，所述接地电阻提供单元包括：

第一接地电阻器，其安装在所述第二柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与地线之间。

7.根据权利要求6所述的接地检测装置，其中，所述接地电阻提供单元进一步包括：

第二接地电阻器，其电连接在所述正母排和所述负母排中的另一个与所述地线之间。

8.根据权利要求7所述的接地检测装置，其中，所述第一接地电阻器的电阻值等于所述第二接地电阻器的电阻值。

9.根据权利要求7所述的接地检测装置，其中，所述第二接地电阻器安装在所述第二柜之内。

10.根据权利要求7所述的接地检测装置，其中，所述第二接地电阻器安装在不同于所述第二柜的第三柜之内，并且基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜、所述第二柜和所述第三柜是否存在接地故障。

11.根据权利要求6至9中任何一项所述的接地检测装置，其中，所述接地电阻提供单元进一步包括：

至少一个其它接地电阻器，其安装在不同于所述第一柜和所述第二柜的至少一个其它柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与所述地线之间，并且

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜、所述第二柜和所述至少一个其它柜是否存在接地故障。

12.根据权利要求1所述的接地检测装置，其中，如果所述绝缘检测仪确定所述第一柜和所述第二柜不存在接地故障，则基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪计算母排对地绝缘电阻。

13.根据权利要求12所述的接地检测装置，其中，所述绝缘检测仪基于以下关系来计算所述母排对地绝缘电阻：所述母排对地绝缘电阻与所述接地电阻并联连接而得到所述等效母排对地电阻。

14.根据权利要求12所述的接地检测装置，其中，当所述母排对地绝缘电阻小于预定阈值时，所述绝缘检测仪确定存在绝缘故障。

15.一种接地检测装置，包括：

绝缘检测仪，其安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；以及

接地电阻提供单元，其至少部分地安装在所述第一柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第一柜接地，

其中，基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪是否存在接地故障，并且

其中，当与所述接地电阻提供单元电连接的所述正母排和所述负母排中的所述至少一个的等效母排对地电阻的电阻值小于与所述接地电阻的电阻值相关联的预定阈值时，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪不存在接地故障。

16.根据权利要求15所述的接地检测装置，其中，所述绝缘检测仪包括：

第一正母排电阻器，其电连接在所述正母排和地线之间；

第一负母排电阻器，其电连接在所述负母排和所述地线之间；

第二正母排电阻器，其一个端子电连接到所述正母排；

第二负母排电阻器，其一个端子电连接到所述负母排；以及

开关单元，其电连接在所述第二正母排电阻器的另一个端子和所述第二负母排电阻器的另一个端子与所述地线之间。

17.根据权利要求16所述的接地检测装置，其中，

当所述开关单元断开时，通过所述绝缘检测仪获得第一正母排对地电压和第一负母排对地电压，

当所述开关单元接通时，通过所述绝缘检测仪获得第二正母排对地电压和第二负母排对地电压，并且

基于所述第一正母排电阻器、所述第一负母排电阻器、所述第二正母排电阻器和所述第二负母排电阻器的电阻值，并且基于所述第一正母排对地电压、所述第一负母排对地电压、所述第二正母排对地电压和所述第二负母排对地电压，所述绝缘检测仪计算等效正母排对地电阻和等效负母排对地电阻。

18.根据权利要求16所述的接地检测装置，其中，所述第一正母排电阻器的电阻值与所述第一负母排电阻器的电阻值的比率，不同于通过将所述第一正母排电阻器和所述第二正母排电阻器并联连接而获得的电阻值与通过将所述第一负母排电阻器和所述第二负母排电阻器并联连接而获得的电阻值的比率。

19.根据权利要求18所述的接地检测装置，其中，所述第一正母排电阻器的电阻值等于所述第一负母排电阻器的电阻值，并且所述第二正母排电阻器的电阻值不等于所述第二负母排电阻器的电阻值。

20.根据权利要求15所述的接地检测装置，其中，所述接地电阻提供单元包括：

第一接地电阻器，其安装在所述第一柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与地线之间。

21.根据权利要求20所述的接地检测装置，其中，所述接地电阻提供单元进一步包括：

第二接地电阻器，其电连接在所述正母排和所述负母排中的另一个与所述地线之间。

22.根据权利要求21所述的接地检测装置，其中，所述第一接地电阻器的电阻值等于所述第二接地电阻器的电阻值。

23.根据权利要求21所述的接地检测装置，其中，所述第二接地电阻器安装在所述第一柜之内。

24.根据权利要求21所述的接地检测装置，其中，所述第二接地电阻器安装在不同于所述第一柜的第二柜之内，并且基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述第二柜是否存在接地故障。

25.根据权利要求20至23中任何一项所述的接地检测装置，其中，所述接地电阻提供单元进一步包括：

至少一个其它接地电阻器，其安装在不同于所述第一柜的至少一个其它柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与所述地线之间，并且

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述至少一个其它柜是否存在接地故障。

26.根据权利要求15所述的接地检测装置，其中，如果所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪不存在接地故障，则基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，所述绝缘检测仪计算母排对地绝缘电阻。

27.根据权利要求26所述的接地检测装置，其中，所述绝缘检测仪基于以下关系来计算所述母排对地绝缘电阻：所述母排对地绝缘电阻与所述接地电阻并联连接而得到所述等效母排对地电阻。

28.根据权利要求26所述的接地检测装置，其中，当所述母排对地绝缘电阻小于预定阈值时，所述绝缘检测仪确定存在绝缘故障。

29.一种接地检测方法，包括：

将绝缘检测仪安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；

将接地电阻提供单元至少部分地安装在不同于所述第一柜的第二柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第二柜接地；以及

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述第二柜是否存在接地故障，

其中，当与所述接地电阻提供单元电连接的所述正母排和所述负母排中的所述至少一个的等效母排对地电阻的电阻值小于与所述接地电阻的电阻值相关联的预定阈值时，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述第二柜不存在接地故障。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述绝缘检测仪包括：

第一正母排电阻器，其电连接在所述正母排和地线之间；

第一负母排电阻器，其电连接在所述负母排和所述地线之间；

第二正母排电阻器，其一个端子电连接到所述正母排；

第二负母排电阻器，其一个端子电连接到所述负母排；以及

开关单元，其电连接在所述第二正母排电阻器的另一个端子和所述第二负母排电阻器的另一个端子与所述地线之间，并且

所述方法进一步包括：

当所述开关单元断开时，通过所述绝缘检测仪获得第一正母排对地电压和第一负母排对地电压；

当所述开关单元接通时，通过所述绝缘检测仪获得第二正母排对地电压和第二负母排对地电压；以及

基于所述第一正母排电阻器、所述第一负母排电阻器、所述第二正母排电阻器和所述第二负母排电阻器的电阻值，并且基于所述第一正母排对地电压、所述第一负母排对地电压、所述第二正母排对地电压和所述第二负母排对地电压，计算等效正母排对地电阻和等效负母排对地电阻。

31.根据权利要求29所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的第一接地电阻器安装在所述第二柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与地线之间。

32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的第二接地电阻器安装在所述第二柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的另一个与所述地线之间。

33.根据权利要求31所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的第二接地电阻器安装在不同于所述第二柜的第三柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的另一个与所述地线之间；以及

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述绝缘检测仪、所述第一柜、所述第二柜和所述第三柜是否存在接地故障。

34.根据权利要求31或32所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的至少一个其它接地电阻器安装在不同于所述第一柜和所述第二柜的至少一个其它柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与所述地线之间；以及

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述绝缘检测仪、所述第一柜、所述第二柜和所述至少一个其它柜是否存在接地故障。

35.根据权利要求29所述的方法，进一步包括：

如果确定所述第一柜和所述第二柜不存在接地故障，则基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，计算母排对地绝缘电阻。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，基于以下关系来计算所述母排对地绝缘电阻：所述母排对地绝缘电阻与所述接地电阻并联连接而得到所述等效母排对地电阻。

37.根据权利要求35所述的方法，进一步包括：

当所述母排对地绝缘电阻小于预定阈值时，确定存在绝缘故障。

38.一种接地检测方法，包括：

将绝缘检测仪安装在第一柜之内，电连接到正母排和负母排以检测等效母排对地电阻，并且经由所述第一柜接地；

将接地电阻提供单元至少部分地安装在所述第一柜之内，电连接到所述正母排和所述负母排中的至少一个以提供接地电阻，并且经由所述第一柜接地；以及

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述绝缘检测仪是否存在接地故障，

其中，当与所述接地电阻提供单元电连接的所述正母排和所述负母排中的所述至少一个的等效母排对地电阻的电阻值小于与所述接地电阻的电阻值相关联的预定阈值时，所述绝缘检测仪确定所述绝缘检测仪不存在接地故障。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述绝缘检测仪包括：

第一正母排电阻器，其电连接在所述正母排和地线之间；

第一负母排电阻器，其电连接在所述负母排和所述地线之间；

第二正母排电阻器，其一个端子电连接到所述正母排；

第二负母排电阻器，其一个端子电连接到所述负母排；以及

开关单元，其电连接在所述第二正母排电阻器的另一个端子和所述第二负母排电阻器的另一个端子与所述地线之间，并且

所述方法进一步包括：

当所述开关单元断开时，通过所述绝缘检测仪获得第一正母排对地电压和第一负母排对地电压；

当所述开关单元接通时，通过所述绝缘检测仪获得第二正母排对地电压和第二负母排对地电压；以及

基于所述第一正母排电阻器、所述第一负母排电阻器、所述第二正母排电阻器和所述第二负母排电阻器的电阻值，并且基于所述第一正母排对地电压、所述第一负母排对地电压、所述第二正母排对地电压和所述第二负母排对地电压，计算等效正母排对地电阻和等效负母排对地电阻。

40.根据权利要求38所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的第一接地电阻器安装在所述第一柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与地线之间。

41.根据权利要求40所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的第二接地电阻器安装在所述第一柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的另一个与所述地线之间。

42.根据权利要求40所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的第二接地电阻器安装在不同于所述第一柜的第二柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的另一个与所述地线之间；以及

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述第二柜是否存在接地故障。

43.根据权利要求40或41所述的方法，进一步包括：

将所述接地电阻提供单元中包括的至少一个其它接地电阻器安装在不同于所述第一柜的至少一个其它柜之内，并且电连接在所述正母排和所述负母排中的一个与所述地线之间；以及

基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，确定所述绝缘检测仪、所述第一柜和所述至少一个其它柜是否存在接地故障。

44.根据权利要求38所述的方法，进一步包括：

如果确定所述绝缘检测仪不存在接地故障，则基于所述等效母排对地电阻和所述接地电阻的电阻值，计算母排对地绝缘电阻。

45.根据权利要求44所述的方法，其中，基于以下关系来计算所述母排对地绝缘电阻：所述母排对地绝缘电阻与所述接地电阻并联连接而得到所述等效母排对地电阻。

46.根据权利要求44所述的方法，进一步包括：

当所述母排对地绝缘电阻小于预定阈值时，确定存在绝缘故障。