CN104181434A - 一种直流电源绝缘检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流电源绝缘检测装置及检测方法，该检测装置包括：电压检测模块、一对平衡桥电阻、一对检测桥电阻，还包括：电流检测模块，用于在检测单极对地绝缘电阻值时检测一对平衡桥电阻的电流和，及在检测双极同时接地绝缘电阻值时检测一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和；计算模块，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，获取漏电流，并根据直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流计算单极对地绝缘电阻值；在检测双极同时接地绝缘电阻值时，获取漏电流，并根据直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算双极同时接地绝缘电阻值。实施本发明的技术方案，成本低且精度高。

Description

一种直流电源绝缘检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及测量测试领域，尤其是涉及一种直流电源绝缘检测装置及检测方法。

背景技术

为了保障电力系统的安全运行，发电厂、变电站的控制及保护回路均采用直流电源供电。直流母线绝缘性下降或直流母线接地是直流电源系统常见故障，一般情况下，当直流母线发生单极接地时，不会影响系统的正常运行，但必须及时找出接地点，排除故障。否则，当两极接地时，将造成严重事故。因此需要及时掌握直流电源系统母线绝缘性能。目前市面上流行的直流电源绝缘检测装置的工作原理为：检测直流母线对地的绝缘电阻值，当绝缘电阻低于设定值后发出报警。

图1是目前常用的直流电源绝缘检测装置的电路图，其中，一对平衡桥电阻Rb1、Rb2分别固定连接在正、负母线和地之间，且为标准的固定电阻。一对检测桥电阻RL1、RL2分别通过开关K1、K2投切到直流母线上，且为标准的固定电阻。正、负母线对地的电压Up、Un为测量变量，而且，直流母线电压U=Up-Un，Rx、Ry为待测的等效直流母线对地绝缘电阻。若图1中大地点电压为零电势，则可得如下公式：

IRb1+IRb2+IRL1+IRL2+IRx+IRy=0

该公式可改写成：

Un/Rb1+Up/Rb2+Un/RL1+Up/RL2+Un/Rx+Up/Ry=0

在测量时，通过切换开关K1、K2的闭合或关断，然后根据直流正、负母线的电压测量值和电阻Rb1、Rb2、RL1、RL2的标准电阻值，可计算出待测的Rx、Ry的电阻值。

然而，在这种测量方法中，关于IRb1、IRb2、IRL1、IRL2，其分别是根据所测量的母线电压值和电阻Rb1、Rb2、RL1、RL2的电阻值而计算获得的。而电阻Rb1、Rb2、RL1、RL2采用标准的固定电阻，这些标准的固定电阻在生产过程中都有误差，直接影响直流母线的对地绝缘电阻的计算值。如果电阻Rb1、Rb2、RL1、RL2采用高精度标准电阻，成本太高，而且，温度对标准电阻的影响依然无法解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本高、误差大缺陷，提供一种成本低、精度高的直流电源绝缘检测装置及检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种直流电源绝缘检测装置，用于检测直流母线的对地绝缘电阻，所述直流电源绝缘检测装置包括：用于检测直流正、负母线分别对地的电压的电压检测模块、一对平衡桥电阻和一对检测桥电阻，而且，所述一对平衡桥电阻分别固定连接在直流正、负母线和地之间，所述一对检测桥电阻分别通过对应的开关连接在直流正、负母线和地之间，所述直流电源绝缘检测装置还包括：

电流检测模块，用于在检测单极对地绝缘电阻值时检测所述一对平衡桥电阻的电流和，及在检测双极同时接地绝缘电阻值时检测所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和；

计算模块，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，根据所述电流检测模块所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所述电压检测模块所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算单极对地绝缘电阻值；在检测双极同时接地绝缘电阻值时，根据所述电流检测模块所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所述电压检测模块所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算双极同时接地绝缘电阻值。

在本发明所述的直流电源绝缘检测装置中，所述电流检测模块包括：

至少一个电流检测电阻，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，采样所述一对平衡桥电阻的电流；及在检测双极同时接地绝缘电阻值时，采样所述一对平衡桥电阻的电流及所述一对检测桥电阻的电流；

第一计算单元，用于根据相应电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算相应电流检测电阻的电流，而且，所构建的电流计算模型为：

I=K*U+B

其中，I为相应电流检测电阻的电流，U为相应电流检测电阻上的采样电压，K、B分别为校准参数，而且，校准参数K、B是预先根据两个特定电流值及相应电流检测电阻在每个特定电流值下的采样电压而获得的；

第二计算单元，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，根据所计算的电流获取所述一对平衡桥电阻的电流和，及在检测双极同时接地绝缘电阻值时，根据所计算的电流获取所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和。

在本发明所述的直流电源绝缘检测装置中，所述至少一个电流检测电阻为第一电流检测电阻，而且，所述第一电流检测电阻的第一端接地，所述第一电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻接直流正、负母线，所述第一电流检测电阻的第二端还分别通过所述一对检测桥电阻及各自对应的开关接直流正、负母线。

在本发明所述的直流电源绝缘检测装置中，所述至少一个电流检测电阻包括第二电流检测电阻和第三电流检测电阻，所述第二电流检测电阻的第一端和所述第三电流检测电阻的第一端分别接地，所述第二电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻接直流正、负母线，所述第三电流检测电阻的第二端分别通过所述一对检测桥电阻及各自对应的开关接直流正、负母线。

在本发明所述的直流电源绝缘检测装置中，所述至少一个电流检测电阻包括第四电流检测电阻和第五电流检测电阻，所述第四电流检测电阻的第一端和所述第五电流检测电阻的第一端分别接地，所述第四电流检测电阻的第二端通过所述一对平衡桥电阻中的其中一个接直流负母线，所述第四电流检测电阻的第二端还通过所述一对检测桥电阻中的其中一个及其对应的开关接直流正母线，所述第五电流检测电阻的第二端过所述一对平衡桥电阻中的另一个接直流正母线，所述第五电流检测电阻的第二端还通过所述一对检测桥电阻中的另一个及其对应的开关接直流负母线。

在本发明所述的直流电源绝缘检测装置中，所述至少一个电流检测电阻包括第六电流检测电阻、第七电流检测电阻和第八电流检测电阻，所述第六电流检测电阻的第一端、第七电流检测电阻的第一端和第八电流检测电阻的第一端分别接地，所述第六电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻接直流正、负母线，所述第七电流检测电阻的第二端、所述第八电流检测电阻的第二端分别通过所述一对检测桥电阻中的一个及各自对应的开关接直流正、负母线。

在本发明所述的直流电源绝缘检测装置中，所述至少一个电流检测电阻包括第九电流检测电阻、第十电流检测电阻、第十一电流检测电阻和第十二电流检测电阻，所述第九电流检测电阻的第一端、第十电流检测电阻的第一端、第十一电流检测电阻的第一端和第十二电流检测电阻的第一端分别接地，所述第九电流检测电阻的第二端、所述第十电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻中的一个接直流正、负母线，所述第十一电流检测电阻的第二端、所述第十二电流检测电阻的第二端分别通过所述一对检测桥电阻中的一个及各自对应的开关接直流正、负母线。

在本发明所述的直流电源绝缘检测装置中，所述电流检测模块为霍尔电流传感器或分流器。

本发明还构造一种直流电源绝缘检测方法，用于检测直流母线的对地绝缘电阻，在检测单极对地绝缘电阻值时，进行：

A1.检测直流正、负母线分别对地的电压；

B1.检测一对平衡桥电阻的电流和，其中，所述一对平衡桥电阻分别固定连接在直流正、负母线和地之间；

C1.根据所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算单极对地绝缘电阻值；

在检测双极同时接地绝缘电阻值时，进行：

A2.检测直流正、负母线分别对地的电压；

B2.检测所述一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和，其中，所述一对检测桥电阻分别通过对应的开关连接在直流正、负母线和地之间；

C2.根据所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算双极同时接地绝缘电阻值。

在本发明所述的直流电源绝缘检测方法中，

所述步骤B1包括：

B11.至少一个电流检测电阻采样所述一对平衡桥电阻的电流，并获取每个电流检测电阻上的采样电压；

B12.分别根据每个电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算每个电流检测电阻的电流；

B13.根据所述至少一个电流检测电阻的电流计算所述一对平衡桥电阻的电流；

所述步骤B2包括：

B21.至少一个电流检测电阻采样所述一对平衡桥电阻的电流和所述一对检测桥电阻的电流，并获取每个电流检测电阻上的采样电压；

B22.分别根据每个电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算每个电流检测电阻的电流；

B13.根据所述至少一个电流检测电阻的电流计算所述一对平衡桥电阻的电流分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和；其中，

预先构建的电流计算模型为：

I=K*U+B

其中，I为待检测电流的电流值，U为相应电流检测电阻上的采样电压，K、B分别为校准参数，而且，校准参数K、B是预先根据两个特定电流值及相应电流检测电阻在每个特定电流值下的采样电压而获得的。

实施本发明的技术方案，通过检测平衡桥电阻的电流和（在检测单极对地绝缘电阻值时）或检测平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和（在检测双极同时接地绝缘电阻值时），便可获得直流电源的漏电流，进而根据直流母线电压和所获取的漏电流，便可计算出直流母线的对地绝缘电阻。相比现有技术，平衡桥电阻和检测桥电阻不需要采用标准的固定电阻，因此，测量精度更高、测量范围更大、成本低且精度不受温度的影响。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是目前常用的直流电源绝缘检测装置的电路图；

图2是本发明直流电源绝缘检测装置实施例一的逻辑图；

图3是本发明直流电源绝缘检测装置中电流实施例二的电路图；

图4A、图4B分别是图3在检测单极对地绝缘电阻值时的等效电路图；

图4C、图4D分别是图3在检测双极同时接地绝缘电阻值时的等效电路图；

图5是本发明直流电源绝缘检测装置实施例三的电路图；

图6是本发明直流电源绝缘检测装置实施例四的电路图；

图7A是本发明直流电源绝缘检测方法实施例一中检测单极对地绝缘电阻值时的流程图；

图7B是本发明直流电源绝缘检测方法实施例一中双极同时接地绝缘电阻值时的流程图。

具体实施方式

在图2所示的本发明直流电源绝缘检测装置实施例一的逻辑图中，该直流电源绝缘检测装置可用于检测直流母线的对地绝缘电阻，包括单极对地绝缘电阻值、双极同时接地绝缘电阻值。该直流电源检测装置包括一对平衡桥电阻（未示出）、一对检测桥电阻（未示出）、电压检测模块10、电流检测模块20和计算模块30。其中，一对平衡桥电阻分别固定连接在直流正、负母线和地之间。一对检测桥电阻分别通过对应的开关连接在直流正、负母线和地之间。电压检测模块10用于检测直流正、负母线分别对地的电压。电流检测模块20用于在检测单极对地绝缘电阻值时检测一对平衡桥电阻的电流和，及在检测双极同时接地绝缘电阻值时检测一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和。计算模块30用于在检测单极对地绝缘电阻值时，根据电流检测模块所检测的一对平衡桥电阻的电流和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据电压检测模块所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算单极对地绝缘电阻值；在检测双极同时接地绝缘电阻值时，根据电流检测模块所检测的一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据电压检测模块所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算双极同时接地绝缘电阻值。

实施本发明的技术方案，通过检测一对平衡桥电阻的电流和（在检测单极对地绝缘电阻值时）或检测一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和（在检测双极同时接地绝缘电阻值时），便可获得直流电源的漏电流，进而根据直流母线电压和所获取的漏电流，便可计算出直流母线的对地绝缘电阻。相比现有技术，平衡桥电阻和检测桥电阻不需要采用标准的固定电阻，因此，测量精度更高、测量范围更大、成本低且精度不受温度的影响。

在本发明直流电源绝缘检测装置的一个优选实施例中，电流检测模块包括至少一个电流检测电阻、第一计算单元和第二计算单元，而且，

至少一个电流检测电阻，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，采样所述一对平衡桥电阻的电流；及在检测双极同时接地绝缘电阻值时，采样所述一对平衡桥电阻的电流及所述一对检测桥电阻的电流；

第一计算单元，用于根据相应电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算相应电流检测电阻的电流，而且，所构建的电流计算模型为：

I=K*U+B

其中，I为相应电流检测电阻的电流，U为相应电流检测电阻上的采样电压，K、B分别为校准参数，而且，校准参数K、B是预先根据两个特定电流值及相应电流检测电阻在每个特定电流值下的采样电压而获得的。关于校准参数K、B的获取需说明的是：在该直流电源绝缘检测装置出厂前，需要对该直流电源绝缘检测装置的电流计算模型中的校准参数进行校准，首先，确定一个能输出第一特定电流值Iref1的电流源，并将该电流源加载到待测量电流的电流检测电阻（例如图3中的RI）上，然后采样此时该电流检测电阻上的电压U1。然后，再确定另一个能输出第二特定电流值Iref2的电流源，并将该电流源加载到待测量电流的电流检测电阻（例如图3中的RI）上，然后采样此时该电流检测电阻上的电压U2。最后，根据两个特定电流值及待测量电流的电流检测电阻（例如图3中的RI）在每个特定电流值下的采样电压，通过解二元一次方程组可获取该电流检测装置所对应的校准参数K、B。

第二计算单元，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，根据所计算的电流获取所述一对平衡桥电阻的电流和，及在检测双极同时接地绝缘电阻值时，根据所计算的电流获取所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和。

当然，在其它实施例中，电流检测模块还可为霍尔电流传感器或分流器，可直接从霍尔电流传感器或分流器读出平衡桥电阻的电流值和检测桥电阻的电流值。

图3是本发明直流电源绝缘检测装置实施例二的电路图，在该实施例中，电流检测电阻的数量为一个，即，电流检测电阻RI，而且，一对平衡桥电阻Rb2、Rb1的一端分别固定连接直流正、负母线（KM+、KM-），该平衡桥电阻Rb1、Rb2的另一端分别通过电流检测电阻RI接地。一对检测桥电阻RL2、RL1的一端分别固定连接直流正、负母线，该检测桥电阻RL1、RL2分别通过对应的开关K1、K2接电流检测电阻RI的一端，电流检测电阻RI的另一端接地，开关K1、K2可为继电器开关。电阻Ry、Rx分别为等效的直流正、负母线的对地绝缘电阻。电压检测模块（未示出）可检测直流正、负母线分别对地的电压（Up、Un）。

在测量时，首先说明的是，测量方法有平衡桥测量法和不平衡桥测量法。在平衡桥测量方法中，开关K1、K2均关断，这样可测量单极对地绝缘电阻值。在不平衡桥测量方法中，分别在开关K1闭合、开关K2关断的状态下及在开关K1关断、开关K2闭合的状态下对直流正负母线的对地电压、一对平衡桥电阻的电流和与其中一个检测桥电阻的电流进行测量，这样可测量双极同时接地绝缘电阻值。由于平衡桥测量方法具有检测速度快的优点，但同时具有双极接地时，测量误差较大、不能检测平衡接地的缺点；不平衡桥测量方法具有任何接地方式均能准确检测的优点，但同时由于在测量过程中，需要正、负母线分别对地投电阻（检测桥电阻），因此母线对地电压是变化的且检测速度慢。所以，在实际应用中，一般都使用两种测量方法相结合的方式来检测直流母线的对地绝缘电阻。下面具体说明两种测量方法：

在进行平衡桥测量时，没有引入检测桥电阻RL1、RL2，只能测量单极对地绝缘电阻值。若要进行负母线单极对地绝缘电阻测量，如图4A所示，可得出：I+IRx=0，其中，I为电流检测电阻RI上的电流，Rx为等效的直流负母线的对地绝缘电阻，IRx为等效的直流负母线的对地绝缘电阻Rx上的电流，进而可推得Rx=-Un/I，在此需说明的是，“-”代表电流方向。在Rx=-Un/I公式中，由于Un为开关K1、K2均关断时直流负母线的对地电压，可通过电压检测模块直接测量得出，而电流检测电阻RI上的电流I可通过电流检测模块直接测量得出，因此，可计算出负母线单极对地绝缘电阻值。

在进行平衡桥测量时，同样地，若要进行正母线单极对地绝缘电阻测量，如图4B所示，可得出：I+IRy=0，其中，I为电流检测电阻RI上的电流，Ry为等效的直流正母线的对地绝缘电阻，IRy为等效的直流正母线的对地绝缘电阻Ry上的电流，进而可推得Ry=-Up/I，在此需说明的是，“-”代表电流方向。在Ry=-Up/I公式中，由于Up为开关K1、K2均关断时直流正母线的对地电压，可通过电压检测模块直接测量得出，而电流检测电阻RI上的电流I可通过电流检测模块直接测量得出，因此，可计算出正母线单极对地绝缘电阻值。

在进行不平衡桥测量时，由于两次测量分别引入检测桥电阻RL1或RL2，能测量两极同时接地的情况。在开关K1闭合、开关K2关断时，图3的等效电路如图4C所示，可得出：I1+IRx1+IRy1=0，进而可推导出：

I1+Un1/Rx+Up1/Ry=0；公式1

其中，I1为在开关K1闭合、开关K2关断时，电流检测电阻RI上的电流；Un1为在开关K1闭合、开关K2关断时，直流负母线的对地电压；Up1为在开关K1闭合、开关K2关断时，直流正母线的对地电压；Rx为等效的直流负母线的对地绝缘电阻；Ry为等效的直流正母线的对地绝缘电阻。

在开关K1关断、开关K2闭合时，图3的等效电路如图4D所示，可得出：I2+IRx2+IRy2=0，，进而可推导出：

I2+Un2/Rx+Up2/Ry=0公式2

其中，I2为在开关K1关断、开关K2闭合时，电流检测电阻RI上的电流；Un2为在开关K1关断、开关K2闭合时，直流负母线的对地电压；Up2为在开关K1关断、开关K2闭合时，直流正母线的对地电压；Rx为等效的直流负母线的对地绝缘电阻；Ry为等效的直流正母线的对地绝缘电阻。

由于电流I1、I2、Up1、U n1、Up2、U n2均可直接测量出，所以，对公式1、公式2解二元一次方程组可计算出Rx、R y的值，即，

Rx=(Un1*Up2-Un2*Up1)/(I2*Up1-I1*Up2)

Ry=(Up1*Un2-Up2*Un1)/(I2*Un1-I1*Un2)。

图5是本发明直流电源绝缘检测装置实施例三的电路图，该实施例相比图3所示的实施例二，所不同的仅是电流检测电阻的数量，该实施例的电流检测电阻的数量为两个，即电流检测电阻RI1、RI2，而且，电流检测电阻RI1的第一端和电流检测电阻RI2的第一端分别接地，电流检测电阻RI1的第二端分别通过一对平衡桥电阻Rb2、Rb1接直流正、负母线，电流检测电阻RI2的第二端分别通过一对检测桥电阻RL2、RL1及各自对应的开关K2、K1接直流正、负母线。在测量时，与图3所示的实施例二所不同的地方是：在平衡桥测量方法中，由于开关K1、K2均关断，所以，仅需检测电流检测电阻RI1上的电流，即一对平衡桥电阻的电流和。在不平衡桥测量方法中，开关K1、K2在两次测量中保证仅一个开关闭合，而且，需要在每次测量时检测电流检测电阻RI1上的电流与电流检测电阻RI2的电流之和，即，一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和。

图6是本发明直流电源绝缘检测装置实施例四的电路图，该实施例相比图3所示的实施例二，所不同的仅是电流检测电阻的数量，该实施例的电流检测电阻的数量为两个，即电流检测电阻RI3、RI4，而且，电流检测电阻RI3的第一端和电流检测电阻RI4的第一端分别接地，电流检测电阻RI3的第二端通过平衡桥电阻Rb1接直流负母线，电流检测电阻RI3的第二端还通过开关K2、检测桥电阻RL2接直流正母线，电流检测电阻RI4的第二端过平衡桥电阻Rb2接直流正母线，电流检测电阻RI4的第二端还通过开关K1、检测桥电阻RL1接直流负母线。在测量时，与图3所示的实施例二所不同的地方是：在平衡桥测量方法中，开关K1、K2均关断，分别检测电流检测电阻RI3、电流检测电阻RI4上的电流，两者之和即为一对平衡桥电阻的电流和。在不平衡桥测量方法中，开关K1、K2在两次测量中保证仅一个开关闭合，而且，需要在每次测量时检测电流检测电阻RI3上的电流与电流检测电阻RI4的电流，两者之和为一对平衡桥电阻的电流和与其中一个检测桥电阻的电流之和。

在本发明直流电源绝缘检测装置的其它实施例中，电流检测电阻的数量还可为三个，例如，在一个例子中，三个电流检测电阻分别是第六电流检测电阻、第七电流检测电阻和第八电流检测电阻，第六电流检测电阻的第一端、第七电流检测电阻的第一端和第八电流检测电阻的第一端分别接地，第六电流检测电阻的第二端分别通过一对平衡桥电阻接直流正、负母线，第七电流检测电阻的第二端、所述第八电流检测电阻的第二端分别通过一对检测桥电阻中的一个及各自对应的开关接直流正、负母线。当然，在其它例子中，三个电流检测电阻的连接关系可做相应的调整，例如，三个电流检测电阻的第一端分别接地，第六电流检测电阻的第二端、第七电流检测电阻的第二端分别通过一对平衡桥电阻中的一个接直流正、负母线，第八电流检测电阻的第二端分别过所述一对检测桥电阻及各自对应的开关接直流正、负母线。

在本发明直流电源绝缘检测装置的其它实施例中，电流检测电阻的数量还可为四个，例如，这四个电流检测电阻例如分别为第九电流检测电阻、第十电流检测电阻、第十一电流检测电阻和第十二电流检测电阻，第九电流检测电阻的第一端、第十电流检测电阻的第一端、第十一电流检测电阻的第一端和第十二电流检测电阻的第一端分别接地，第九电流检测电阻的第二端、第十电流检测电阻的第二端分别通过一对平衡桥电阻中的一个接直流正、负母线，第十一电流检测电阻的第二端、第十二电流检测电阻的第二端分别通过一对检测桥电阻中的一个及各自对应的开关接直流正、负母线。

最后还需说明的是，上述实施例中的任一个电流检测电阻均可由多个串联、并联或混合联的电阻串来代替。

在本发明直流电源绝缘检测方法实施例一中，结合图7A、图7B，在检测单极对地绝缘电阻值时，进行：

A1.检测直流正、负母线分别对地的电压；

B1.检测一对平衡桥电阻的电流和，其中，所述一对平衡桥电阻分别固定连接在直流正、负母线和地之间；

C1.根据所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算单极对地绝缘电阻值；

在检测双极同时接地绝缘电阻值时，进行：

A2.检测直流正、负母线分别对地的电压；

B2.检测所述一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和，其中，所述一对检测桥电阻分别通过对应的开关连接在直流正、负母线和地之间；

C2.根据所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算双极同时接地绝缘电阻值。

优选地，步骤B1具体包括：

B11.至少一个电流检测电阻采样所述一对平衡桥电阻的电流，并获取每个电流检测电阻上的采样电压；

B12.分别根据每个电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算每个电流检测电阻的电流；

B13.根据所述至少一个电流检测电阻的电流计算所述一对平衡桥电阻的电流；

所述步骤B2包括：

B21.至少一个电流检测电阻采样所述一对平衡桥电阻的电流和所述一对检测桥电阻的电流，并获取每个电流检测电阻上的采样电压；

B22.分别根据每个电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算每个电流检测电阻的电流；

B13.根据所述至少一个电流检测电阻的电流计算所述一对平衡桥电阻的电流分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和；其中，

预先构建的电流计算模型为：

I=K*U+B

其中，I为待检测电流的电流值，U为相应电流检测电阻上的采样电压，K、B分别为校准参数，而且，校准参数K、B是预先根据两个特定电流值及相应电流检测电阻在每个特定电流值下的采样电压而获得的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种直流电源绝缘检测装置，用于检测直流母线的对地绝缘电阻，所述直流电源绝缘检测装置包括：用于检测直流正、负母线分别对地的电压的电压检测模块、一对平衡桥电阻和一对检测桥电阻，而且，所述一对平衡桥电阻分别固定连接在直流正、负母线和地之间，所述一对检测桥电阻分别通过对应的开关连接在直流正、负母线和地之间，其特征在于，所述直流电源绝缘检测装置还包括：

电流检测模块，用于在检测单极对地绝缘电阻值时检测所述一对平衡桥电阻的电流和，及在检测双极同时接地绝缘电阻值时检测所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和；

计算模块，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，根据所述电流检测模块所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所述电压检测模块所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算单极对地绝缘电阻值；在检测双极同时接地绝缘电阻值时，根据所述电流检测模块所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所述电压检测模块所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算双极同时接地绝缘电阻值。

2.根据权利要求1所述的直流电源绝缘检测装置，其特征在于，所述电流检测模块包括：

至少一个电流检测电阻，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，采样所述一对平衡桥电阻的电流；及在检测双极同时接地绝缘电阻值时，采样所述一对平衡桥电阻的电流及所述一对检测桥电阻的电流；

第一计算单元，用于根据相应电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算相应电流检测电阻的电流，而且，所构建的电流计算模型为：

I =K*U+B

其中，I为相应电流检测电阻的电流，U为相应电流检测电阻上的采样电压，K、B分别为校准参数，而且，校准参数K、B是预先根据两个特定电流值及相应电流检测电阻在每个特定电流值下的采样电压而获得的；

第二计算单元，用于在检测单极对地绝缘电阻值时，根据所计算的电流获取所述一对平衡桥电阻的电流和，及在检测双极同时接地绝缘电阻值时，根据所计算的电流获取所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和。

3.根据权利要求2所述的直流电源绝缘检测装置，其特征在于，所述至少一个电流检测电阻为第一电流检测电阻，而且，所述第一电流检测电阻的第一端接地，所述第一电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻接直流正、负母线，所述第一电流检测电阻的第二端还分别通过所述一对检测桥电阻及各自对应的开关接直流正、负母线。

4.根据权利要求2所述的直流电源绝缘检测装置，其特征在于，所述至少一个电流检测电阻包括第二电流检测电阻和第三电流检测电阻，所述第二电流检测电阻的第一端和所述第三电流检测电阻的第一端分别接地，所述第二电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻接直流正、负母线，所述第三电流检测电阻的第二端分别通过所述一对检测桥电阻及各自对应的开关接直流正、负母线。

5.根据权利要求2所述的直流电源绝缘检测装置，其特征在于，所述至少一个电流检测电阻包括第四电流检测电阻和第五电流检测电阻，所述第四电流检测电阻的第一端和所述第五电流检测电阻的第一端分别接地，所述第四电流检测电阻的第二端通过所述一对平衡桥电阻中的其中一个接直流负母线，所述第四电流检测电阻的第二端还通过所述一对检测桥电阻中的其中一个及其对应的开关接直流正母线，所述第五电流检测电阻的第二端过所述一对平衡桥电阻中的另一个接直流正母线，所述第五电流检测电阻的第二端还通过所述一对检测桥电阻中的另一个及其对应的开关接直流负母线。

6.根据权利要求2所述的直流电源绝缘检测装置，其特征在于，所述至少一个电流检测电阻包括第六电流检测电阻、第七电流检测电阻和第八电流检测电阻，所述第六电流检测电阻的第一端、第七电流检测电阻的第一端和第八电流检测电阻的第一端分别接地，所述第六电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻接直流正、负母线，所述第七电流检测电阻的第二端、所述第八电流检测电阻的第二端分别通过所述一对检测桥电阻中的一个及各自对应的开关接直流正、负母线。

7.根据权利要求2所述的直流电源绝缘检测装置，其特征在于，所述至少一个电流检测电阻包括第九电流检测电阻、第十电流检测电阻、第十一电流检测电阻和第十二电流检测电阻，所述第九电流检测电阻的第一端、第十电流检测电阻的第一端、第十一电流检测电阻的第一端和第十二电流检测电阻的第一端分别接地，所述第九电流检测电阻的第二端、所述第十电流检测电阻的第二端分别通过所述一对平衡桥电阻中的一个接直流正、负母线，所述第十一电流检测电阻的第二端、所述第十二电流检测电阻的第二端分别通过所述一对检测桥电阻中的一个及各自对应的开关接直流正、负母线。

8.根据权利要求1所述的直流电源绝缘检测装置，其特征在于，所述电流检测模块为霍尔电流传感器或分流器。

9.一种直流电源绝缘检测方法，用于检测直流母线的对地绝缘电阻，其特征在于，

在检测单极对地绝缘电阻值时，进行：

A1.检测直流正、负母线分别对地的电压；

B1.检测一对平衡桥电阻的电流和，其中，所述一对平衡桥电阻分别固定连接在直流正、负母线和地之间；

C1.根据所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算单极对地绝缘电阻值；

在检测双极同时接地绝缘电阻值时，进行：

A2.检测直流正、负母线分别对地的电压；

B2.检测所述一对平衡桥电阻的电流和分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和，其中，所述一对检测桥电阻分别通过对应的开关连接在直流正、负母线和地之间；

C2.根据所检测的所述一对平衡桥电阻的电流和分别与所述一对检测桥电阻中的每一个的电流之和获取直流正、负母线对地的漏电流，并根据所检测的直流正、负母线分别对地的电压及所获取的漏电流，计算双极同时接地绝缘电阻值。

10.根据权利要求9所述的直流电源绝缘检测方法，其特征在于，

所述步骤B1包括：

B11.至少一个电流检测电阻采样所述一对平衡桥电阻的电流，并获取每个电流检测电阻上的采样电压；

B12.分别根据每个电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算每个电流检测电阻的电流；

B13.根据所述至少一个电流检测电阻的电流计算所述一对平衡桥电阻的电流；

所述步骤B2包括：

B21.至少一个电流检测电阻采样所述一对平衡桥电阻的电流和所述一对检测桥电阻的电流，并获取每个电流检测电阻上的采样电压；

B22.分别根据每个电流检测电阻上的采样电压及预先构建的电流计算模型计算每个电流检测电阻的电流；

B13.根据所述至少一个电流检测电阻的电流计算所述一对平衡桥电阻的电流分别与一对检测桥电阻中的每一个的电流之和；其中，

预先构建的电流计算模型为： 

I =K*U+B

其中，I为待检测电流的电流值，U为相应电流检测电阻上的采样电压，K、B分别为校准参数，而且，校准参数K、B是预先根据两个特定电流值及相应电流检测电阻在每个特定电流值下的采样电压而获得的。