CN111610411A - 线缆绝缘阻抗检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种线缆绝缘阻抗检测方案和装置，该方法由逆变器执行，逆变器的输出电连接至多条交流线缆，该方法包括：将多条交流线缆中的待测交流线缆与逆变器的直流母线断开，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，以检测得到第一阻抗Riso1；将待测交流线缆与直流母线的正极或负极电连通，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，以检测得到第二阻抗Riso2；根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗。通过逆变器实现交流侧线缆对地绝缘阻抗自动检测，提高应用安全性，降低线缆施工检测成本。

Description

线缆绝缘阻抗检测方法和装置

技术领域

本申请涉及电路领域，更具体地，涉及一种线缆绝缘阻抗检测方法和装置。

背景技术

目前大型光伏电站一般通过光伏组件串联接入逆变器。多个逆变器的输出端通过线缆接到箱变低压柜中的塑壳断路器(molded case circuit breaker，MCCB)里面，逆变器输出端线缆通常为地沟的方式布线，在布线过程中容易出现线缆破皮，相间短路或者相对地阻抗异常，导致交流上电合MCCB断路器时，大的短路电流易导致MCCB开关喷弧甚至烧毁，需要现场检修。

现有解决方法是在施工人员布好线缆后，专业技术人员采用摇表的方式对交流侧线缆进行绝缘阻抗测试，安全性低，线缆施工检测成本高。

发明内容

本申请提供一种线缆绝缘阻抗检测方法和装置，通过逆变器实现交流侧线缆对地绝缘阻抗自动检测，提高应用安全性，降低线缆施工检测成本。

第一方面，提供一种线缆绝缘阻抗检测方法，该方法由逆变器执行，逆变器的输出电连接至多条交流线缆，该方法包括：将多条交流线缆中的待测交流线缆与逆变器的直流母线断开，并执行直流侧对地绝缘阻抗程序，以检测得到第一阻抗Riso1；将待测交流线缆与直流母线的正极或负极电连通，并执行直流侧对地绝缘阻抗程序，以检测得到第二阻抗Riso2；根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗。

本申请实施例提供的线缆绝缘阻抗检测方法，根据现有的逆变器和电路，实现交流侧线缆对地绝缘阻抗自动检测，同时无需使用或增加任何额外的装置，避免人工检测，提高应用安全性，降低线缆施工检测成本。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，待测交流线缆为对应于逆变器的一相输出的交流线缆，其中，第二阻抗Riso2为Riso1//R3，其中//表示阻抗并运算，R3为待测交流线缆的对地绝缘阻抗，根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：根据如下方式计算R3：R3＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，待测交流线缆为对应于逆变器的两相输出的两条交流线缆，其中，第二阻抗Riso2为Riso1//R3//R4，其中//表示阻抗并运算，R3为两条交流线缆中一条交流线缆的对地绝缘阻抗，R4为两条交流线缆中另一条交流线缆的对地绝缘阻抗，根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：根据如下方式计算两条交流线缆的总的对地绝缘阻抗R3//R4：R3//R4＝Riso1*Riso2/(Riso1-Riso2)。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，待测交流线缆为对应于逆变器的三相输出的三条交流线缆，其中，第二阻抗Riso2为Riso1//R3//R4//R5，其中//表示阻抗并运算，R3、R4、R5分别为三条交流线缆中每条交流线缆的对地绝缘阻抗，根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：根据如下方式计算三条交流线缆的总的对地绝缘阻抗R3//R4//R5：R3//R4//R5＝Riso1*Riso2/(Riso1-Riso2)。

本申请实施例提供的线缆绝缘阻抗检测方法，根据简单的运算，不仅可以检测单相线缆的对地绝缘阻抗，还可以检测两相甚至更多相线缆的总对地绝缘阻抗，应用范围广。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在检测得到第一阻抗Riso1之后，还包括：确定Riso1大于或等于第一阈值。

本申请实施例提供的线缆绝缘阻抗检测方法，在进行第一步检测之后对Riso1进行判断，若确定Riso1小于第一阈值，则生成告警信息，无需再进行后续检测，节约检测成本。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，还包括：若待测交流线缆的对地绝缘阻抗值小于第二阈值，则生成告警信息；或者若待测交流线缆对地绝缘阻抗值大于或等于第二阈值，则生成表示待测交流线缆对地绝缘阻抗值正常的信息。

本申请实施例提供的线缆绝缘阻抗检测方法，还包括对检测出的线缆绝缘阻抗进行判断，可以实现自动线缆状态的自动报告。

第二方面，提供了一种线缆绝缘阻抗检测方法，该方法由逆变器执行，逆变器的输出通过并网开关电连接至交流线缆，该方法包括：导通交流线缆中任意两相交流线缆对应的并网开关，并对两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电；以第一滤波电容作为激励源，对两相交流线缆中的第二相交流线缆对应的第二滤波电容充电；检测第一滤波电容和第二滤波电容上的电压；根据第一滤波电容和第二滤波电容上的电压，确定两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗。

本申请实施例不仅提供单相或多相线缆的对地绝缘阻抗的检测，还提供两相线缆之间的相间绝缘阻抗的检测，同样可以实现绝缘阻抗自动检测，同时无需使用或增加任何额外的装置，避免人工检测，提高应用安全性，降低线缆施工检测成本。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，确定两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗包括：按照如下方式确定所述相间绝缘阻抗：-t/(Cbⅹln(1-Ub/Ua))，其中，t为对第二滤波电容充电的时间，Cb为第二滤波电容值，Ub为第二滤波电容上的电压，Ua为第一滤波电容上的电压；或者，按照如下方式确定相间绝缘阻抗：根据第一滤波电容上的电压、第二滤波电容上的电压和漏电流传感器检测的电流I确述相间绝缘阻抗。

本申请实施例提供的线缆绝缘阻抗检测方法，基于简单的运算，并且可以通过多种计算方式得到线缆绝缘阻抗，选择多样。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，在对两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电之前，该方法还包括：控制逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。

本申请实施例还提供了一种检测过程中对逆变器保护的方法。在该步骤中如果误闭合MCCB，可能造成逆变器损坏，为规避风险，需要控制逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，还包括：若相间绝缘阻抗值小于第三阈值，则生成告警信息；或者，若相间绝缘阻抗值大于或等于第三阈值，则生成表示相间绝缘阻抗值正常的信息。

本申请实施例提供的线缆绝缘阻抗检测方法，还包括对检测出的线缆绝缘阻抗进行判断，可以实现自动线缆状态的自动报告。

第三方面，提供了一种线缆绝缘阻抗检测装置，该装置置于逆变器中，逆变器的输出电连接至多条交流线缆，该装置包括：控制器，用于控制将多条交流线缆中的待测交流线缆与逆变器的直流母线断开，并执行直流侧对地绝缘阻抗程序，根据检测电路检测结果计算得到第一阻抗Riso1；控制器还用于控制将待测交流线缆与直流母线的正极或负极电连通，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，根据检测电路检测结果计算得到第二阻抗Riso2；该控制器还用于根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，待测交流线缆为对应于逆变器的一相输出的交流线缆，其中，第二阻抗Riso2为Riso1//R3，其中//表示阻抗并运算，R3为待测交流线缆的对地绝缘阻抗，根据所述Riso1和所述Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：根据如下方式计算R3：R3＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，待测交流线缆为对应于逆变器的两相输出的两条交流线缆，其中，第二阻抗Riso2为Riso1//R3//R4，其中//表示阻抗并运算，R3为两条交流线缆中一条交流线缆的对地绝缘阻抗，R4为两条交流线缆中另一条交流线缆的对地绝缘阻抗，根据所述Riso1和所述Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：根据如下方式计算两条交流线缆的总的对地绝缘阻抗R3//R4：

R3//R4＝Riso1*Riso2/(Riso1-Riso2)。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，在根据检测电路检测检测结果计算得到第一阻抗Riso1之后，还包括：确定Riso1大于或等于第一阈值。

结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，还包括：若待测交流线缆的对地绝缘阻抗值小于第二阈值，则生成告警信息；或者若待测交流线缆对地绝缘阻抗值大于或等于第二阈值，则生成表示待测交流线缆对地绝缘阻抗值正常的信息。

第四方面，提供了一种线缆绝缘阻抗检测装置，该装置置于逆变器中，逆变器的输出电连接至交流线缆，该装置包括：控制器，用于控制交流线缆中任意两相交流线缆对应的并网开关导通，并控制两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电；控制器还用于控制第一滤波电容作为激励源，对两相交流线缆中的第二相交流线缆对应的第二滤波电容充电；检测电路，用于检测第一滤波电容和第二滤波电容上的电压；该控制器还用于根据第一滤波电容和第二滤波电容上的电压，确定两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗。

结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，确定两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗包括：按照如下方式确定相间绝缘阻抗：-t/(Cbⅹln(1-Ub/Ua))，其中，t为对第二滤波电容充电的时间，Cb为第二滤波电容值，Ub为第二滤波电容上的电压，Ua为第一滤波电容上的电压；或者，按照如下方式确定所述相间绝缘阻抗：根据第一滤波电容上的电压、第二滤波电容上的电压和漏电流传感器检测的电流I确定。

结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，在控制器控制两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电之前，还包括：控制逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。

结合第四方面，在第四方面的某些实现方式中，还包括：若相间绝缘阻抗值小于第三阈值，则生成告警信息；或者，若相间绝缘阻抗值大于或等于第三阈值，则生成表示相间绝缘阻抗值正常的信息。

第五方面，提供了一种逆变器，包括控制单元，该控制单元用于实现上述第一方面和第一方面任意一种实现方式以及上述第二方面和第二方面任意一种实现方式中的方法。

附图说明

图1是本申请实施例提供的集中式架构的示意性结构图；

图2是本申请实施例提供的交流线缆绝缘阻抗摇表检测示意图；

图3是本申请实施例提供的一种线缆绝缘阻抗检测方法的流程图；

图4是本申请实施例提供的一种线缆绝缘阻抗检测方法的示意性框图；

图5是本申请实施例提供的另一种线缆绝缘阻抗检测方法的流程图；

图6是本申请实施例提供的另一种线缆绝缘阻抗检测方法的示意性框图；

图7是本申请实施例提供的一种针对交流线缆对地低绝缘阻抗检测方法的示意框图；

图8是本申请实施例提供的一种针对交流线缆相间阻抗低且对地高绝缘阻抗检测方法的示意图；

图9是本申请实施例提供的一种线缆绝缘阻抗检测装置的示意性框图；

图10是本申请实施例提供的另一种线缆绝缘阻抗检测装置的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

图1是集中式架构的示意性结构图，用于光伏发电站中进能量的转换。集中式架构一般采用DC-AC一级转换电路对直流电进行转换。

光伏组件也可以称为光伏阵列，包括多个光伏组串。每个光伏组串包括多个串联的光伏板。光伏板用于将光能转化为电能。光伏板产生的电能为直流(direct current，DC)电。光伏组串两端的电压等于该多个光伏板产生的电压之和。

汇流箱用于将该多个光伏组串产生的电能进行汇流(一般有8路、12路或者16路等)，并将汇流后的输出经过断路开关和防雷处理后，输入逆变器，进行集中逆变和并网。应当理解，集中式架构的汇流箱对输入的电能不进行转换。

逆变器用于，将输入的直流电转换为交流(alternating current，AC)电，即进行DC-AC转换。

变压器可以用于对交流电进行转换，调整交流电压的电压值，输出交流电。应当理解，变压器可以对多个逆变器输出的交流电的进行升压。变压器的输出可以与电网连接。一般情况下，变压器仅对一个交流输入进行电压转换。当变压器设置有双分裂绕组时，变压器可以对两个交流输入进行电压转换。

应理解，图1所示的集中式架构只是本申请实施例的方法应用的一种可能的架构，并不构成对本申请实施例限定，除了图1所示的集中式结构，本申请实施例的方法还可以应用于集散式架构或组串式架构等其他光伏发电站架构。

目前大型光伏电站一般通过光伏组件串联接入逆变器。多个逆变器的输出端通过线缆接到箱变低压柜中的MCCB断路器里面，MCCB断路器通过框架断路器连接至升压变压器，并35kV中断电网。逆变器输出端线缆通常是地沟的布线方式，在布线过程中容易出现线缆破皮，相间短路或者对地阻抗异常，导致交流侧电合MCCB断路器时，大的短路电流易导致MCCB开关喷弧，甚至烧毁，需要现场检修。一般可能出现的问题包括：线缆破皮，对地为低阻抗状态；线缆破皮，对地为高阻抗状态。

目前对交流线缆绝缘阻抗的检测一般为摇表检测方式。图2示出了交流线缆绝缘阻抗摇表检测示意图。在施工人员布好线缆之后，专业技术人员采用摇表的方式对交流侧线缆进行绝缘阻抗测试。针对线缆破皮，对地为低阻抗状态，通过摇表单根线缆逐步测量，判断其对地阻抗是否异常。针对线缆破皮，对地为高阻抗状态但相间阻抗低的情况，通常采用将其中两相线缆接地，用摇表测试另外一相线缆对地阻抗，例如将图2中的A相线缆和B相线缆接地，用摇表测试C相线缆的对地阻抗，从而判断C相线缆相对A、B相线缆的绝缘阻抗是否正常。

由于技术人员摇表检测交流线缆绝缘阻抗安全性低且线缆施工检测成本高，因此本申请实施例提供一种线缆绝缘检测方法，可以利用逆变器自动检测出施工导致的交流线缆绝缘阻抗低的问题，从而提高检测安全性，降低检测成本。

图3示出了本申请实施例提供的一种线缆绝缘阻抗检测方法的流程图，如图3所示，该方法包括步骤301至303，图4是图3方法的示意性框图，以下结合图4对图3的步骤分别介绍。

S301，将多条交流线缆中的待测交流线缆与逆变器的直流母线断开，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，以检测得到第一阻抗Riso1。

具体地，结合图4，在直流侧有电且并网继电器全都不吸合的情况下，逆变器执行直流侧对地绝缘阻抗检测。此时检测得到的直流侧对地阻抗为R1//R2，记为Riso1，其中//表示阻抗运算并联。应理解，直流侧对地绝缘检测功能时逆变器行业IEC62109-2强制功能，逆变器都具备该功能。

S302，将待测交流线缆与直流母线的正极或负极电连通，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，以检测得到第二阻抗Riso2。

具体地，结合图4，可以控制逆变器电连接的三条线缆中的任意一相线缆所对应的继电器吸合，例如记为A相。然后控制A相对应的直流母线正极侧的开关管按照一定脉宽导通，使得A相的输出线缆与直流母线的正极相连；或者控制A相对应的直流母线负极侧的开关管按照一定脉宽导通，使得A相的输出线缆与直流母线的负极相连。这里的一定脉宽可以是人为设定的，本申请实施例在此不做限定。接着逆变器执行直流侧对地绝缘阻抗检测，此时检测得到的直流侧对地阻抗为R1//R2//R3，记为Riso2，其中R3为A相线缆的对地绝缘阻抗。

可选地，可以控制逆变器电连接的三条线缆中的任意两相线缆所对应的继电器吸合，例如记为A相和B相。然后与上述类似，控制A相、B相对应的直流母线正极侧的开关管或直流母线负极侧的开关管按照一定脉宽导通，使得A相的输出线缆与直流母线的正极相连或使得A相的输出线缆与直流母线的负极相连，使得B相的输出线缆与直流母线的正极相连或使得B相的输出线缆与直流母线的负极相连。即有四种可能：A正B正、A负B负、A正B负、A负B正，其中“A正”表示A相的输出线缆与直流母线的正极相连，以此类推。接着逆变器执行直流侧对地绝缘阻抗检测，此时检测得到的直流侧对地阻抗为R1//R2//R3//R4，记为Riso2，其中R3//R4为A相和B相线缆的对地总绝缘阻抗。

可选地，可以控制逆变器电连接的三条线缆所对应的继电器全部吸合，例如记为A相、B相和C相。然后与上述类似，控制A相、B相和C相对应的直流母线正极侧的开关管或直流母线负极侧的开关管按照一定脉宽导通，使得A相的输出线缆与直流母线的正极相连或使得A相的输出线缆与直流母线的负极相连，使得B相的输出线缆与直流母线的正极相连或使得B相的输出线缆与直流母线的负极相连，使得C相的输出线缆与直流母线的正极相连或使得C相的输出线缆与直流母线的负极相连。即有八种可能：A正B正C正、A正B正C负、A负B正C正、A正B负C正、A正B负C负、A负B正C负、A负B负C正、A负B负C负，其中“A正”表示A相的输出线缆与直流母线的正极相连，以此类推。接着逆变器执行直流侧对地绝缘阻抗检测，此时检测得到的直流侧对地阻抗为R1//R2//R3//R4//R5，记为Riso2，其中R3//R4//R5为A相、B相和C相线缆的对地总绝缘阻抗。

S303，根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗。

结合图4，具体地，当只测逆变器电连接的三条线缆中的任意一相线缆的对地绝缘阻抗，例如A相线缆的对地绝缘阻抗R3，则计算出R3＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

可选地，当测逆变器电连接的三条线缆中的任意两相线缆的对地总绝缘阻抗，例如A相、B相线缆的对地总绝缘阻抗R3//R4，则计算出R3//R4＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

可选地，当测逆变器电连接的三条线缆的对地总绝缘阻抗，例如A相、B相、C相线缆的对地总绝缘阻抗R3//R4//R5，则计算出R3//R4//R5＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

应理解，除了上述举例介绍，根据S301至S303的步骤还可以计算逆变器电连接的任意多条线缆的对地总绝缘阻抗，为了简洁，本申请实施例在此不作赘述。

可选地，在检测得到Riso1之后，还可以判断Riso1是否大于第一阈值。若Riso1小于第一阈值，则停止检测，生成告警信息；若Riso1大于或等于第一阈值，则继续S302和S303的步骤。其中第一阈值可以是人为规定的值，本申请实施例在此不做限定。

在计算出待测交流线缆的对地绝缘阻抗(例如上述举例中的R3或R3//R4或R3//R4//R5)之后，本申请实施例的方法还包括，判断该待测交流线缆的对地绝缘阻抗是否大于第二阈值。若待测交流线缆的对地绝缘阻抗值小于第二阈值，则生成告警信息；若待测交流线缆对地绝缘阻抗值大于或等于第二阈值，则生成表示该待测交流线缆对地绝缘阻抗值正常的信息。其中第二阈值可以是人为规定的值，本申请实施例在此不做限定。

图5示出了本申请实施例提供的另一种线缆绝缘阻抗检测方法的流程图，如图5所示，该方法包括步骤501至504，图6是图5方法的示意性框图，以下结合图6对图5的步骤分别介绍。

S501，导通两相交流线缆对应的并网开关，并对两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电。

具体地，结合图6，将两相交流线缆记为A相和B相。控制A相和B相交流线缆对应的继电器闭合，然后控制其中一相例如A相线缆对应的直流母线间桥臂的开关管导通或断开，给A相线缆对应的第一滤波电容充电，可以将该第一滤波电容记为Ca，充电后的Ca成为A、B相线缆间的绝缘测试激励源。

S502，以第一滤波电容作为激励源，对两相交流线缆中的第二相交流线缆对应的第二滤波电容充电。

具体地，结合图6，通过A相和B相线缆对应的并网开关、A相和B相线缆对应的滤波电容、A相和B相线缆的对地绝缘阻抗R3和R4形成电流回路，Ca作为绝缘测试激励源给B相线缆对应的滤波电容Cb充电。

S503，检测第一滤波电容和第二滤波电容上的电压。

控制检测电路获取到A相和B相线缆对应的第一滤波电容Ca和第二滤波电容Cb上的电压Ua和Ub。

S504，根据第一滤波电容和第二滤波电容上的电压，确定两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗。

具体地，A相和B相两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗R3+R4＝-t/(Cbⅹln(1-Ub/Ua))。其中，t为对所述第二滤波电容充电的时间。

可选地，还可以通过漏电流传感器检测电流回路中的电路I，从而A相和B相两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗R3+R4＝(Ua+Ub)/I。

可选地，在对两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电之前，本申请实施例的方法还包括，控制逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。例如，逆变器的直流母线的电压值为500V，电网线电压不控整流值为707V时，可以通过BST提高直流母线的电压值。这是由于在该步骤中如果误闭合MCCB，可能造成逆变器损坏，为规避风险，需要控制逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。

在计算出两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗(例如上述举例中的R3+R4)之后，本申请实施例的方法还包括，判断该两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗是否大于第三阈值。若两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗小于第三阈值，则生成告警信息；若两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗大于或等于第三阈值，则生成表示该两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗正常的信息。其中第三阈值可以是人为规定的值，本申请实施例在此不做限定。

以下结合图7和图8分别对交流线缆对地低绝缘阻抗的检测方法和相间阻抗低且相对地高绝缘阻抗的检测方法作具体介绍。

图7是本申请实施例提供的一种针对交流线缆对地低绝缘阻抗检测方法的示意框图。如图7所示的逆变器，包括一个DC/DC变换单元，可选地，也可以包括多个DC/DC变换单元，电容C1和电容C2串联构成母线单元，C1和C2的连接点为母线中点O。其中DC/DC变换单元的输入端接光伏组件的输出端，DC/DC变换单元的输出端接直流母线的正、负端。逆变器中的DC/AC逆变单元由三个DC/AC变换电路构成，其中A相的DC/AC变换电路包括A-Q1、A-Q2、A-Q3、A-Q4组成的高频斩波电路、La滤波电感和Ca滤波电容。A相的DC/AC变换电路输出端连接并网开关单元K1开关，可选地，K1开关可以由多个快关串联构成，K1开关的输出端通过输出单元连接电网侧A相线缆。B相的DC/AC变换电路包括B-Q1、B-Q2、B-Q3、B-Q4组成的高频斩波电路、La滤波电感和Ca滤波电容。B相的DC/AC变换电路输出端连接并网开关单元K2开关，可选地，K2开关可以由多个快关串联构成，K2开关的输出端通过输出单元连接电网侧B相线缆。C相的DC/AC变换电路包括C-Q1、C-Q2、C-Q3、C-Q4组成的高频斩波电路、La滤波电感和Ca滤波电容。C相的DC/AC变换电路输出端连接并网开关单元K3开关，可选地，K3开关可以由多个快关串联构成，K3开关的输出端通过输出单元连接电网侧C相线缆。逆变器中控制单元包含逆变器直流侧对地绝缘阻抗检测程序，该程序满足IEC62109-2标准中的方阵绝缘阻抗检测的要求。图7中R1和R2为光伏子阵正负极对地的绝缘阻抗值，R3、R4、R5为逆变器输出交流线缆对地的绝缘阻抗值。

在逆变器有光伏电源输入、交流输出侧无电网电压的情况下，当交流线缆对地低绝缘阻抗时，检测逆变器输出端交流线缆对地绝缘阻抗值的步骤如下，以A相线缆为例：

1、在直流侧有电并网开关单元不吸合的情况下，执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，先检测出直流侧对地阻抗Riso1＝R1//R2。

2、控制单元只控制A相K1开关吸合，并将逆变器A相A-Q1管按照一定脉宽控制将其导通，使得A相交流输出线缆与母线单元正极相连；或者将逆变器A相A-Q4管按照一定脉宽控制将其导通，使得A相的交流输出线缆与母线单元负极相连。

3、控制单元执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，检测到的值为直流侧阻抗并A相线缆对地绝缘阻抗Riso2，又由于Riso2＝R1//R2//R3，因此通过换算可以得到A相对地绝缘阻抗值R3＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

4、检测完毕后，先关闭A-Q1管(或A-Q4管)，再断开K1开关。

5、同理，按照1-4的步骤可以检测并计算出B相对地绝缘阻抗值R4以及C相对地绝缘阻抗值R5。

根据本申请实施例提供的针对交流线缆对地低绝缘阻抗检测方法，也可以同时检测任两相总对地绝缘阻抗值，以同时检测A相和B相对地绝缘总阻抗值为例，检测步骤如下：

1、在直流侧有电并网开关单元不吸合的情况下，执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，先检测出直流侧对地阻抗Riso1＝R1//R2。

2、控制单元控制A相K1开关和B相K2开关吸合，或者控制单元控制母线电压大于或等于电网线电压不控整流电压值后，再控制A相K1开关和B相K2开关吸合。这是由于在该步骤中，如果误闭合MCCB，会造成逆变器和MCCB损坏的风险，为了规避风险，需要在母线电压大于电网不控整流电压时才能进行该步骤。然后将逆变器A相A-Q1管按照一定脉宽控制将其导通，使的A相交流输出线缆和母线正极相连，或者将逆变器A相A-Q4管按照一定脉宽控制将其导通，使的A相交流输出线缆和母线负极相连。同时逆变器B相B-Q1管按照一定脉宽控制将其导通，使的B相交流输出线缆和母线正极相连，或者将逆变器B相B-Q4管按照一定脉宽控制将其导通，使的B相交流输出线缆和母线负极相连。

3、控制单元再执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，检测出的值为直流侧阻抗并A、B两相线缆对地绝缘阻抗Riso2，其中又由于Riso2＝R1//R2//R3//R4，通过换算出，A、B两相对地总阻抗值R3//R4＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

4，检测完后，关A-Q1(或A-Q4)、B-Q1(或B-Q4)管，再断开K1、K2开关。

5，同理按照1-4步骤分别检测并计算出B、C两相对地绝缘阻抗R4//R5和C、A两相对地绝缘阻抗值R3//R5。

根据本申请实施例提供的针对交流线缆对地低绝缘阻抗检测方法，还可以同时检测三相总对地绝缘阻抗值，即A、B、C相总对地绝缘阻抗值R3//R4//R5。

其中步骤1与上述相同。步骤2中，控制单元控制A相K1开关、B相K2开关和C相K3开关吸合，或者控制单元控制母线电压大于或等于电网线电压不控整流电压值后，再控制A相K1开关、B相K2开关和C相K3开关吸合。然后将逆变器A相A-Q1管按照一定脉宽控制将其导通，使的A相交流输出线缆和母线正极相连，或者将逆变器A相A-Q4管按照一定脉宽控制将其导通，使的A相交流输出线缆和母线负极相连。同时逆变器B相B-Q1管按照一定脉宽控制将其导通，使的B相交流输出线缆和母线正极相连，或者将逆变器B相B-Q4管按照一定脉宽控制将其导通，使的B相交流输出线缆和母线负极相连。逆变器C相C-Q1管按照一定脉宽控制将其导通，使的C相交流输出线缆和母线正极相连，或者将逆变器C相C-Q4管按照一定脉宽控制将其导通，使的C相交流输出线缆和母线负极相连。步骤3中，控制单元检测出的值为直流侧阻抗并A、B、C三相线缆对地绝缘阻抗Riso2，其中又由于Riso2＝R1//R2//R3//R4//R5，通过换算出，A、B、C三相对地总阻抗值R3//R4//R5＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。步骤4中，检测完毕后先关A-Q1(或A-Q4)、B-Q1(或B-Q4)、C-Q1(或C-Q4)管，再断开K1、K2、K3开关。

图8示出了本申请实施例提供的一种针对交流线缆相间阻抗低且对地高绝缘阻抗检测方法的示意图。如图8所示的逆变器以及与光伏组件的连接与图7中相同，具体可参照上述对于图7的介绍，为了简洁，在此不再赘述。

在逆变器有光伏电源输入、交流输出侧无电网电压的情况下，当交流线缆相间阻抗低且对地高阻抗时，检测逆变器输出端线缆之间绝缘阻抗的步骤如下，以A、B相线缆之间的绝缘阻抗为例：

1、控制单元控制A相并网开关K1和B相并网开关K2导通，A相的DC/AC变换电路中按照一定控制逻辑控制A-Q1管，给对应的滤波电容Ca充电。或者控制单元控制母线电压大于或等于电网线电压不控整流电压值后，再控制单元控制A相并网开关K1和B相并网开关K2导通，A相的DC/AC变换电路中按照一定控制逻辑控制A-Q1管，给对应的滤波电容Ca充电。

2、此时，滤波电容Ca形成了阻抗测试激励源，通过并网开关单元K1、输出单元、R3、R4、输出单元、并网开关单元K2、滤波电容Cb，形成电流路径，给Cb电容充电，等效为RC充电模型。控制单元通过检测电路获取到A、B两相滤波电容Ca、Cb上的电压Ua、Ub，计算出输出线缆之间的绝缘阻抗值R3+R4＝＝-t/(Cbⅹln(1-Ub/Ua))，其中t为Cb电容充电的时间。或者控制单元通过检测电路获取到两组DC/AC变换电路滤波电容Ca和Cb上的电压和漏电流传感器的检测的电流I，根据R＝U/I可以计算出输出线缆之间的绝缘阻抗值R3和R4。

3、检测完毕后，先关闭A-Q1管，再断开K1、K2开关。

4、同理，按照1-3的步骤可以分别检测并计算出B相、C相线缆之间的绝缘阻抗值R4+R5，以及A相、C相之间的绝缘阻抗值R3+R5。

图9是本申请实施例提供的一种线缆绝缘阻抗检测装置的示意性框图，图9所示的装置900包括控制器910和检测电路920。

控制器910，用于控制多条交流线缆中的待测交流线缆与逆变器的直流母线断开，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，根据检测电路920检测结果计算得到第一阻抗Riso1。

控制器910，还用于控制待测交流线缆与直流母线的正极或负极电连通，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，根据检测电路920检测结果计算得到第二阻抗Riso2。

控制器910还用于根据Riso1和Riso2，确定待测交流线缆的对地绝缘阻抗。

应理解，图9所示的装置900能够实现图3中的方法的各个步骤，具体可参照以上对于图3的方法的描述，为了简洁，本申请实施例不再赘述。

可选地，控制器910可根据公式Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)计算待测交流线缆的对地绝缘阻抗。

可选地，在控制器910根据检测电路920检测结果计算得到第一阻抗Riso1之后，控制器910还可以判断Riso1是否大于第一阈值。若Riso1小于第一阈值，则控制器910停止检测，生成告警信息；若Riso1大于或等于第一阈值，则控制器910继续检测。其中第一阈值可以是人为规定的值，本申请实施例在此不做限定。

在控制器910计算出待测交流线缆的对地绝缘阻抗之后，控制器910还可以判断该待测交流线缆的对地绝缘阻抗是否大于第二阈值。若待测交流线缆的对地绝缘阻抗值小于第二阈值，则控制器910生成告警信息；若待测交流线缆对地绝缘阻抗值大于或等于第二阈值，则控制器910生成表示该待测交流线缆对地绝缘阻抗值正常的信息。其中第二阈值可以是人为规定的值，本申请实施例在此不做限定。

图10是本申请实施例提供的另一种线缆绝缘阻抗检测装置的示意性框图，图10所示的装置1000包括控制器1010和检测电路1020。

控制器1010，用于控制导通两相交流线缆对应的并网开关，并控制两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电。

控制器1010，还用于控制第一滤波电容作为激励源，对两相交流线缆中的第二相交流线缆对应的第二滤波电容充电。

检测电路1020，还用于检测第一滤波电容和第二滤波电容上的电压。

控制器1010，用于根据第一滤波电容和第二滤波电容上的电压，确定两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗。

应理解，图10所示的装置1000能够实现图5中的方法的各个步骤，具体可参照以上对于图5的方法的描述，为了简洁，本申请实施例不再赘述。

可选地，控制器1010可以根据公式-t/(Cbⅹln(1-Ub/Ua))计算两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗，其中，t为对所述第二滤波电容充电的时间，Cb为所述第二滤波电容值，Ub为所述第二滤波电容上的电压，Ua为所述第一滤波电容上的电压。或者控制器1010可以根据公式(Ua+Ub)/I计算两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗，其中I为通过漏电流传感器检测出的电流回路中的电流。

可选地，在控制器1010对两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电之前，控制器1010还可以控制逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。

在控制器1010计算出两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗之后，控制器1010还可以判断该两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗是否大于第三阈值。若两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗小于第三阈值，则控制器1010生成告警信息；若两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗大于或等于第三阈值，则控制器1010生成表示该两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗正常的信息。其中第三阈值可以是人为规定的值，本申请实施例在此不做限定。

应理解，图9和图10中的装置仅为便于理解而示例，控制器和检测电路也可以是其他等效的电路。基于相同的构思，本领域的技术人员可以在上述装置中作出等价变换，以达到实现相同或相似的效果。基于这些等价变换得到的线缆绝缘阻抗检测装置，依然能实现到本申请实施例的线缆绝缘阻抗检测方法。因此，这些等价变换均应落入本申请的保护范围。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种线缆绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述方法由逆变器执行，所述逆变器的输出电连接至多条交流线缆，所述方法包括：

将所述多条交流线缆中的待测交流线缆与所述逆变器的直流母线断开，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，以检测得到第一阻抗Riso1；

将所述待测交流线缆与所述直流母线的正极或负极电连通，并执行所述直流侧对地绝缘阻抗检测程序，以检测得到第二阻抗Riso2；

根据所述Riso1和所述Riso2，确定所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测交流线缆为对应于所述逆变器的一相输出的交流线缆，其中，所述第二阻抗Riso2为Riso1//R3，其中//表示阻抗并运算，R3为所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗，

所述根据所述Riso1和所述Riso2，确定所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：

根据如下方式计算R3：

R3＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测交流线缆为对应于所述逆变器的两相输出的两条交流线缆，其中，所述第二阻抗Riso2为Riso1//R3//R4，其中//表示阻抗并运算，R3为所述两条交流线缆中一条交流线缆的对地绝缘阻抗，R4为所述两条交流线缆中另一条交流线缆的对地绝缘阻抗，

所述根据所述Riso1和所述Riso2，确定所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：

根据如下方式计算所述两条交流线缆的总的对地绝缘阻抗R3//R4：

R3//R4＝Riso1*Riso2/(Riso1-Riso2)。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在所述检测得到第一阻抗Riso1之后，还包括：

确定所述Riso1大于或等于第一阈值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗值小于第二阈值，则生成告警信息；或者

若所述待测交流线缆对地绝缘阻抗值大于或等于第二阈值，则生成表示所述待测交流线缆对地绝缘阻抗值正常的信息。

6.一种线缆绝缘阻抗检测方法，其特征在于，所述方法由逆变器执行，所述逆变器的输出通过并网开关电连接至交流线缆，所述方法包括：

导通所述交流线缆中任意两相交流线缆对应的并网开关，并对所述两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电；

以所述第一滤波电容作为激励源，对所述两相交流线缆中的第二相交流线缆对应的第二滤波电容充电；

检测所述第一滤波电容和所述第二滤波电容上的电压；

根据所述第一滤波电容和所述第二滤波电容上的电压，确定所述两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗包括：

按照如下方式确定所述相间绝缘阻抗：

-t/(Cbⅹln(1-Ub/Ua))，

其中，t为对所述第二滤波电容充电的时间，Cb为所述第二滤波电容值，Ub为所述第二滤波电容上的电压，Ua为所述第一滤波电容上的电压；或者，

按照如下方式确定所述相间绝缘阻抗：

根据所述第一滤波电容上的电压、所述第二滤波电容上的电压和所述漏电流传感器检测的电流I确定所述相间绝缘阻抗。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，在对所述两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电之前，所述方法还包括：

控制所述逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。

9.根据权利要求6至7中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述相间绝缘阻抗值小于第三阈值，则生成告警信息；或者，

若所述相间绝缘阻抗值大于或等于第三阈值，则生成表示所述相间绝缘阻抗值正常的信息。

10.一种线缆绝缘阻抗检测装置，其特征在于，所述装置置于逆变器中，所述逆变器的输出电连接至多条交流线缆，所述装置包括：

控制器，用于控制将所述多条交流线缆中的待测交流线缆与所述逆变器的直流母线断开，并执行直流侧对地绝缘阻抗检测程序，根据检测电路检测结果计算得到第一阻抗Riso1；

所述控制器还用于控制将所述待测交流线缆与所述直流母线的正极或负极电连通，并执行所述直流侧对地绝缘阻抗检测程序，根据检测电路检测结果计算得到第二阻抗Riso2；

所述控制器还用于根据所述Riso1和所述Riso2，确定所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述待测交流线缆为对应于所述逆变器的一相输出的交流线缆，其中，所述第二阻抗Riso2为Riso1//R3，其中//表示阻抗并运算，R3为所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗，

所述控制器还用于根据所述Riso1和所述Riso2，确定所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：

根据如下方式计算R3：

R3＝Riso1ⅹRiso2/(Riso1-Riso2)。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述待测交流线缆为对应于所述逆变器的两相输出的两条交流线缆，其中，所述第二阻抗Riso2为Riso1//R3//R4，其中//表示阻抗并运算，R3为所述两条交流线缆中一条交流线缆的对地绝缘阻抗，R4为所述两条交流线缆中另一条交流线缆的对地绝缘阻抗，

所述控制器还用于根据所述Riso1和所述Riso2，确定所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗，包括：

根据如下方式计算所述两条交流线缆的总的对地绝缘阻抗R3//R4：

R3//R4＝Riso1*Riso2/(Riso1-Riso2)。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，在所述根据检测电路检测检测结果计算得到第一阻抗Riso1之后，还包括：

确定所述Riso1大于或等于第一阈值。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

若所述待测交流线缆的对地绝缘阻抗值小于第二阈值，则生成告警信息；或者

若所述待测交流线缆对地绝缘阻抗值大于或等于第二阈值，则生成表示所述待测交流线缆对地绝缘阻抗值正常的信息。

15.一种线缆绝缘阻抗检测装置，其特征在于，所述装置置于逆变器中，所述逆变器的输出电连接至交流线缆，所述装置包括：

控制器，用于控制所述交流线缆中任意两相交流线缆对应的并网开关导通，并控制所述两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电；

所述控制器还用于控制所述第一滤波电容作为激励源，对所述两相交流线缆中的第二相交流线缆对应的第二滤波电容充电；

检测电路，用于检测所述第一滤波电容和所述第二滤波电容上的电压；

所述控制器还用于根据所述第一滤波电容和所述第二滤波电容上的电压，确定所述两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述确定所述两相交流线缆之间的相间绝缘阻抗包括：

按照如下方式确定所述相间绝缘阻抗：

-t/(Cbⅹln(1-Ub/Ua))，

其中，t为对所述第二滤波电容充电的时间，Cb为所述第二滤波电容值，Ub为所述第二滤波电容上的电压，Ua为所述第一滤波电容上的电压；或者，

按照如下方式确定所述相间绝缘阻抗：

根据所述第一滤波电容上的电压、所述第二滤波电容上的电压和所述漏电流传感器检测的电流I确定。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，在所述控制器控制所述两相交流线缆中的第一相交流线缆对应的第一滤波电容充电之前，还包括：

控制所述逆变器的直流母线的电压值大于或等于电网线电压不控整流值。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

若所述相间绝缘阻抗值小于第三阈值，则生成告警信息；或者，

若所述相间绝缘阻抗值大于或等于第三阈值，则生成表示所述相间绝缘阻抗值正常的信息。

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