CN112881940A - 接地状态检测电路、电气系统及其接地状态检测方法 - Google Patents

接地状态检测电路、电气系统及其接地状态检测方法 Download PDF

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CN112881940A CN201911112088.5A CN201911112088A CN112881940A CN 112881940 A CN112881940 A CN 112881940A CN 201911112088 A CN201911112088 A CN 201911112088A CN 112881940 A CN112881940 A CN 112881940A
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    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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    • G01R19/16566Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G01R19/1658AC voltage or recurrent signals

Abstract

本申请提供了一种接地状态检测电路、电气系统及其接地状态检测方法。其中,该接地状态检测电路包括:第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和信号检测电路;第一电容的一端与电气设备的负母线连接,第一电容另一端与第二电容一端串联于第一节点,第二电容另一端与第三电容一端串联于第二节点,第三电容另一端与第四电容一端串联于第三节点,第四电容另一端与电气设备的正母线连接;第二节点与电气设备的接地端连接;正母线和负母线耦合有交流信号;信号检测电路包括第一输入端第二输入端,第一输入端与第一节点连接,第二输入端与第三节点连接。本申请提供的接地状态检测电路,可以用于检测各类电气设备的接地状态,结构简单,易于实施。

Description

接地状态检测电路、电气系统及其接地状态检测方法
技术领域
本申请涉及一种电气安全技术领域,尤其涉及一种接地状态检测电路、电气系统及其接地状态检测方法。
背景技术
大功率的电气设备使用高电压的供电解决方案,能够降低供电电流,从而可以使用较小线径的电缆进行布线,有利于降低电缆的物料成本和施工成本。
相比于传统的直流48伏特的低压供电方案,交流220伏特和高压直流(highvoltage direct current,HVDC),例如:直流280伏特(280Vdc)或者直流380伏特(380Vdc)等)供电方案的供电电压均远高于人体安全电压,因此,采用高压供电方案的电气设备在未接地时,如果人体接近电气设备,会有触电的危险。
目前,电气设备一般采用外壳直接接地的方式实现接地,或者,通过电源线中的接地芯或屏蔽层接地的方式实现接地,但是,受到人为或者非人为因素的影响,电气设备可能由于施工操作不规范或者接地线被盗等各种原因而未正常接地,产生安全隐患。
发明内容
本申请提供了一种接地状态检测电路、电气系统及其接地状态检测方法,能够检测电气设备接地状态,结构简单、能耗低,并且还能够实现对电气设备接地状态的远程检测。
第一方面,本申请提供了一种接地状态检测电路,该检测电路包括:第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和信号检测电路;第一电容的一端与电气设备的负母线连接,第一电容另一端与第二电容一端串联于第一节点,第二电容另一端与第三电容一端串联于第二节点,第三电容另一端与第四电容一端串联于第三节点,第四电容另一端与电气设备的正母线连接;第二节点与电气设备的接地端连接;正母线和负母线耦合有交流信号;信号检测电路包括第一输入端第二输入端,第一输入端与第一节点连接,第二输入端与第三节点连接。
本申请提供的检测电路,通过信号检测电路可以在第一节点检测负母线对地交流信号在第二电容上的第一电压分量信号,可以在第三节点检测正母线对地交流信号在第三电容上的第二电压分量信号。当信号检测电路从第一节点不能检测到第一电压分量信号,和/或者,从第二节点不能够检测到第二电压分量信号时,则可以判断电气设备接地异常;当第一电压分量信号和第二电压分量信号有至少一个低于信号强度阈值时,也可以判断电气设备接地异常。本申请提供的接地状态检测电路,可以应用于自动在线测试仪(incircuit tester,ICT)等设备中,以检测各类电气设备的接地状态,结构简单,电耗低,检测精度高,易于实施。
可选的,交流信号发生电路和交流信号耦合模块;交流信号发生电路用于产生交流信号,交流信号发生电路的输出端与交流信号耦合模块的输入端连接;交流信号耦合模块的输出端耦合至正母线和负母线,交流信号耦合模块用于将交流信号发生电路与正母线和负母线隔离,以及,将交流信号耦合至正母线和负母线。由此,交流信号耦合模块能够提高交流信号发生电路和供电线路的电磁兼容性,使交流信号发生电路和供电线路之间不会受到彼此的电磁干扰。
可选的,交流信号耦合模块包括第五电容和第六电容;第五电容一端与交流信号发生电路的输出端连接,第五电容另一端耦合至正母线;第六电容一端与交流信号发生电路的输出端连接,第六电容另一端耦合至负母线。由此,交流信号耦合模块通过第五电容和第六电容实现交流信号发生电路与正母线、负母线的隔离,提高交流信号发生电路和供电线路的电磁兼容性,使交流信号发生电路和供电线路之间不会受到彼此的电磁干扰。
可选的,第五电容和第六电容为安规电容。
可选的,交流信号耦合模块包括隔离变压器、第七电容和第八电容;隔离变压器的原线圈一端接地,另一端与交流信号发生电路的输出端连接;隔离变压器的副线圈一端接地,另一端分别与第七电容一端和第八电容一端连接;第七电容另一端耦合至正母线;第八电容另一端耦合至负母线。由此,隔离变压器用于将交流信号发生电路与正母线、负母线隔离,可以降低对第七电容和第八电容的电容耐压要求。
可选的,第一通信模块和第二通信模块;第二通信模块与信号检测电路的输出端连接;第一通信模块与第二通信模块通过正母线和负母线连接建立通信回路。由此,第一通信模块与第二通信模块可以通过正母线和负母线实现电力载波通信,例如第二通信模块将信号检测电路生成的指示信号传输给第一通信模块,如果将第二通信模块设置于远端的被检测的电气设备,将第一通信模块设置于近端的检测设备,例如自动在线测试仪(incircuit tester,ICT)等设备,就可以实现对远端电气设备接地状态的远程检测。
可选的,第一通信模块和第二通信模块为电力线载波通信模块。
第二方面,本申请提供一种电气系统,该电气系统包括:供电设备和至少一个远端设备;供电设备通过正母线和负母线为远端设备供电;供电设备包括交流信号发生电路、交流信号耦合模块;交流信号发生电路用于产生交流信号,交流信号发生电路的输出端与交流信号耦合模块的输入端连接;交流信号耦合模块的输出端耦合至正母线和负母线,交流信号耦合模块用于将交流信号发生电路与正母线和负母线隔离,以及,将交流信号耦合至正母线和负母线;远端设备包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和信号检测电路;第一电容的一端与负母线连接,第一电容另一端与第二电容一端串联于第一节点,第二电容另一端与第三电容一端串联于第二节点,第三电容另一端与第四电容一端串联于第三节点,第四电容另一端与正母线连接;第二节点与电气设备的接地端连接;供电设备包括第一通信模块;远端设备包括第二通信模块,第二通信模块与信号检测电路的输出端连接,第一通信模块与第二通信模块通过正母线和负母线连接建立通信回路。
本申请提供电气系统,远端设备通过信号检测电路可以在第一节点检测负母线对地交流信号在第二电容上的第一电压分量信号,或者,可以在第三节点检测正母线对地交流信号在第三电容上的第二电压分量信号。当信号检测电路从第一节点不能检测到第一电压分量信号,和/或者,从第二节点不能够检测到第二电压分量信号时,则可以判断远端设备接地异常;当第一电压分量信号和第二电压分量信号有至少一个低于信号强度阈值时,也可以判断自身接地异常。当远端设备判断远端设备接地异常时,信号检测电路生成对应的指示信号,第二通信模块利用与第一通信模块之间的通信回路将指示信号传输给供电设备,使得供电设备能够及时了解远端设备的接地异常状态并做出响应。由此可见,本申请实施例提供的电气系统,能够实现对远端设备接地状态的远程检测,结构简单,电耗低,易于实施。
第三方面,本申请提供了一种接地状态检测方法。该方法可以应用于上述各方面提供的检测电路和电气系统。该方法包括:获取第一节点的第一电压分量信号和第三节点的第二电压分量信号;判断第一电压分量信号和第二电压分量信号是否小于预设的信号强度阈值;如果第一电压分量信号和/或第二电压分量信号小于信号强度阈值,信号检测电路生成对应电气设备接地状态异常的指示信号。本申请提供的方法,可以用于检测各类电气设备的接地状态,结构简单,电耗低,检测精度高,易于实施。
附图说明
图1是未接地的电气设备对人体造成伤害的示意图;
图2是目前一种检测电气设备接地状态的电路示意图;
图3是5G站点设备分布示意图;
图4是目前另一种检测电气设备接地状态的电路示意图;
图5是该接地状态检测电路的示意图;
图6是本申请第一实施例提供的交流信号耦合模块200的结构示意图;
图7是本申请第一实施例提供的交流信号耦合模块200的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的一种接地状态检测电路的示意图;
图9是本申请第二实施例提供的一种电气系统的示意图;
图10是本申请第二实施例提供的一种电气系统的另一个示意图;
图11是本申请第二实施例提供的电气系统的应用场景示意图。
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地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例,都属于本申请的保护范围。
大功率的电气设备使用高电压的供电解决方案,能够降低供电电流,从而使用较小线径的电缆进行布线,有利于降低电缆的物料成本和施工成本。以5G站点设备为例,相比于4G站点等设备,5G站点设备的功耗提升,如果使用传统的直流48伏特(48Vdc)供电解决方案,那么就需要使用大线径的线缆,对工程施工是很大的挑战,也增加了电缆的物料成本和施工成本。因此,交流220伏特(220Vac)和高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC,例如:直流280伏特(280Vdc)或者直流380伏特(380Vdc)等)等高电压的供电解决方案在5G站点设备等场景中越来越被广泛地应用。
其中,本申请实施例中的5G站点设备例如可以包括:有源天线单元(activeantenna unit,AAU)、基带处理单元(base band unite,BBU)、射频拉远单元(remote radiounit,RRU)等。
相比于传统的直流48伏特供电方案,交流220伏特和高压直流供电方案的供电电压均远高于人体安全电压,因此,采用高压供电方案的电气设备在未接地时,存在致使人体触电的安全隐患。目前,电气设备一般采用外壳直接接地的方式实现接地,或者,通过电源线中的接地芯或屏蔽层接地的方式实现接地,但是,受到人为或者非人为因素的影响,电气设备可能由于施工操作不规范或者接地线被盗等各种原因而未正常接地,产生安全隐患。
图1是未接地的电气设备对人体造成伤害的示意图。如图1所示,电气设备的外壳在初始安装时进行了接地处理,因此,在电气设备的外壳的接地状态未被破坏的情况下,如果电气设备出现漏电致使外壳带电,电流会流向地,因此,即使人体触摸电气设备的外壳,也不会触电。然而,电气设备可能会由于初始安装时操作不规范导致外壳未接地、线材老化、连接松动、接地线被盗等各种原因导致外壳的接地状态被破坏,在这种情况下,如果电气设备的外壳带电、当人体触摸电气设备的外壳时,电流可能经过人体流向地,导致人体触电。
为了及时发现和消除电气设备未接地的安全隐患,一些电气设备采用了一些检测手段来检测接地状态。
图2是目前一种检测电气设备接地状态的电路示意图。如图2所示,目前采用的一种检测手段是在电气设备的设备输入端子和外壳之间串联有分压电阻和发光二极管等器件、以及熔丝、二极管等安全器件。当电气设备接地正常时,发光二极管中有电流通过,发光二极管为点亮状态,当电气设备未正常接地时,发光二极管中无电流通过,发光二极管为熄灭状态。由此可以根据发光二极管的状态判断电气设备是否接地。但是,图2所示的检测电路只能应用到电气设备内部,因此设备维护人员必须来到现场才能够了解到电气设备的接地状态,当有大量的电气设备分布在不同的现场时,维护人员需奔波于各个现场,检测效率低下,不利于及时发现设备未接地的安全隐患。并且,该检测电路在运行时,其分压电阻与电气设备的负载并联,电耗较高,不利于节能减排。
图3是5G站点设备分布示意图。如图3所示,由于单一5G站点设备仅能提供有限范围的5G信号覆盖,因此,为了实现5G信号在一个区域内的连续覆盖,通常需要在该区域分布设置大量的5G站点设备,5G站点设备的数量可以达到几百、几千甚至几万个。在这种情况下,如果使用图2的方式对5G站点设备进行接地状态检测,会导致维护人员的巡检工作量巨大、巡检周期长,难以及时发现设备未接地的安全隐患。
图4是目前另一种检测电气设备接地状态的电路示意图。如图4所示,该电路包括交流输入单元010、电阻桥单元020、降压整流电路电源030(或直流电源单元)、信号处理单元040。其中,交流输入单元010用于提供正弦波(或余弦波)的交流电输入,电阻桥单元020以交流输入单元的零电位PGND为参考电位产生正弦信号,并将正弦信号通过降压整流电路电源030(或直流电源单元)耦合至信号处理单元040。信号检测及处理单元包括三极管Q1,其中,电阻桥单元020的正弦信号经过降压整流电路电源030耦合至三极管Q1的集电极C,集电极C作为该检测电路的信号输出端(Output Signal),正弦信号的零电位PGND耦合至三极管的基极B,三极管Q1的发射极E耦合至电气设备的接地端GND1,以接地端GND1的电位作为信号处理单元040的参考电位。信号处理单元用于将集电极C输入的正弦信号与接地端GND1的电位比较,使信号输出端OUT1输出一个高电平或者低电平信号。具体地,当电气设备接地时,三极管Q1为导通状态,信号输出端OUT1输出低电平信号,当电气设备没有接地时,三极管Q1为截止状态,信号输出端OUT1输出高电平信号。该高电平信号可以利用其它外围设备或者电路转换成声音、灯光等警示信号。该高电平信号还可以用于中断电气设备运行或者中断电气设备的部分工作运行,起到预防用电危险发生的作用。在电气设备接地良好的情况下,电气设备可能出现的漏电可以通过接地消除,避免危害发生。但是,图4所示的检测电路结构过于复杂,占电气设备电路板的面积大,不利于维护,并且应用成本高。
本申请提供了一种接地状态检测电路和电气系统,结构简单,能耗低,并且能够实现电气设备接地状态的远程检测。
下面是本申请的第一实施例。
本申请的第一实施例提供了一种接地状态检测电路。图5是该接地状态检测电路的示意图。如图5所示,该检测电路包括:交流信号发生电路100、交流信号耦合模块200、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和信号检测电路300。
交流信号发生电路100用于产生并输出低频交流信号。本申请实施例中,低频交流信号例如可以是频率小于1000Hz的交流信号。
交流信号耦合模块200的输入端与交流信号发生电路100的输出端连接,交流信号耦合模块200的输出端耦合至供电线路的正母线W1和负母线W2。交流信号耦合模块200用于将交流信号发生电路100与正母线W1、负母线W2隔离,并且将低频交流信号分别耦合至正母线W1、负母线W2之上,形成正母线W1和负母线W2对地交流信号。本申请实施例中,正母线W1和负母线W2是电气设备的供电母线,正母线W1和负母线W2之间可以采用直流电供电,例如280Vdc或者380Vdc等,低频交流信号的电压小于正母线W1和负母线W2之间的供电电压。
第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4串联于正母线W1和负母线W2之间。具体地,第一电容C1一端与负母线W2连接,第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端串联于第一节点S1,第二电容C2的另一端与第三电容C3的一端串联于第二节点S2,第二节点S2用于与电气设备的接地端GND1连接,第三电容C3的另一端与第四电容C4的一端串联于第三节点S3,第四电容C4的另一端与正母线W1连接。本申请实施例中,第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的电容值很小,例如可以是pF(皮法)或者nF(纳法)级别,具体电容值可以根据低频交流信号的电压和频率确定,使得正母线W1、第一电容C1、第二电容C2和接地端GND1能够形成正母线W1对地交流信号的传输回路,以及负母线W2、第三电容C3、第四电容C4和接地端GND1能够形成负母线W2对地交流信号的传输回路。
信号检测电路300,至少包括两个输入端。其中,信号检测电路300的第一输入端D1与第一节点S1连接,信号检测电路300的第二输入端D2与第三节点S3连接。
根据上述电路结构,当电气设备接地正常时,一方面,负母线W2、第一电容C1、第二电容C2和接地端GND1能够形成负母线W2对地交流信号的传输回路,负母线W2对地交流信号通过第一电容C1和第二电容C2分压,因此,信号检测电路300在第一节点S1能够检测到负母线W2对地交流信号在第二电容C2上的第一电压分量信号,该第一电压分量信号与低频交流信号的频率相同;另一方面,正母线W1、第三电容C3、第四电容C4和接地端GND1能够形成正母线W1对地交流信号的传输回路,正母线W1对地交流信号通过第三电容C3和第四电容C4分压,因此,信号检测电路300在第三节点S3能够检测到正母线W1对地交流信号在第三电容C3上的第二电压分量信号,该电压分量信号与低频交流信号的频率相同。
根据上述电路结构,当电气设备接地异常时(例如:电气设备未接地或者与接地端存在虚接时),正母线W1、负母线W2与接地端GND1之间均无法形成各自的对地交流信号的传输回路,因此,信号检测电路300无法从第一节点S1检测到第二电容C2上的第一电压分量信号,也无法从第三节点S3检测到第三电容C3上的第二电压分量信号,或者,信号检测电路300能够检测到第一电压分量信号和第二电压分量信号,但是第一电压分量信号和第二电压分量信号的信号强度较低。
基于信号检测电路300的检测结果,本申请第一实施例可以通过以下方法判断电气设备是否出现接地异常:
当信号检测电路300能够从第一节点S1检测到第一电压分量信号,并且能够从第二节点S2第二电压分量信号,并且第一电压分量信号和第二电压分量信号的信号强度均大于或者等于预设的信号强度阈值时,则可以判断电气设备接地正常。
当信号检测电路300从第一节点S1不能够检测到第一电压分量信号,和/或者,从第二节点S2不能够检测到第二电压分量信号时,则可以判断电气设备接地异常,例如:电气设备没有接地。
当信号检测电路300能够从第一节点S1检测到第一电压分量信号,也能够从第二节点S2检测到第二电压分量信号,但是第一电压分量信号和第二电压分量信号有至少一个低于信号强度阈值,则也可以判断电气设备接地异常,例如:电气设备与接地端存在虚接等。
本申请实施例中,当信号检测电路300检测到电气设备接地异常时,可以生成用于指示电气设备接地异常的指示信号,该指示信号可以通过其它外围设备或者转换电路将指示信号转换成声音信号、或者光信号实现报警。
本申请实施例中,第一电压分量信号和第二电压分量信号的信号强度可以用电压分量信号的电压幅值来表示,对应地,信号强度可以是一个电压阈值。
本申请实施例中,第一电压分量信号和第二电压分量信号可以对应相同的信号强度阈值,也可以对应不同的信号强度阈值,具体与第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4选取的电容值有关。如果第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的电容值均相同,那么第一电压分量信号和第二电压分量信号可以对应相同的信号强度阈值。如果第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4的电容值不相同,那么第一电压分量信号和第二电压分量信号可以对应不同的信号强度阈值,例如:第一电压分量信号对应第一信号强度阈值,第二电压分量信号对应第二信号强度阈值。
图6是本申请第一实施例提供的交流信号耦合模块200的结构示意图。如图6所示,在一种实现方式中,交流信号耦合模块200包括第五电容C5和第六电容C6。其中,第五电容C5和第六电容C6例如可以是能承受高电压的高压安规电容,高压安规电容用于使正母线W1、负母线W2对地满足安规距离要求。第五电容C5一端与交流信号发生电路100的输出端连接,另一端耦合至供电线路的正母线W1。第六电容C6一端与交流信号发生电路100的输出端连接,另一端耦合至供电线路的负母线W2。图4示出的电路结构中,第五电容C5和第六电容C6用于将交流信号发生电路100与正母线W1、负母线W2隔离,提高交流信号发生电路100和供电线路的电磁兼容性,使交流信号发生电路100和供电线路之间不会受到彼此的电磁干扰。
图7是本申请第一实施例提供的交流信号耦合模块200的结构示意图。如图7所示,在一种实现方式中,交流信号耦合模块200包括隔离变压器210、第七电容C7和第八电容C8。其中,隔离变压器210的原线圈N1一端接地,另一端与交流信号发生电路100的输出端连接。隔离变压器210的副线圈N2一端接地,另一端分别与第七电容C7的一端和第八电容C8的一端连接。第七电容C7的另一端耦合至供电线路的正母线W1。第八电容C8的另一端耦合至供电线路的负母线W2。图5示出的电路结构中,隔离变压器210用于将交流信号发生电路100与正母线W1、负母线W2隔离,可以降低对第七电容C7和第八电容C8的电容耐压要求,并且同样可以提高交流信号发生电路100和供电线路的电磁兼容性,使交流信号发生电路100和供电线路之间不会受到彼此的电磁干扰。
图8是本申请实施例提供的一种接地状态检测电路的示意图。如图8所示,该检测电路在图3所示结构的基础上,还包括:第一通信模块400和第二通信模块500。第一通信模块400与所述信号检测电路300的输出端连接。第一通信模块400和第二通信模块均连接于正母线W1和负母线W2之间,通过正母线W1和负母线W2连接建立通信回路,实现电力线载波通信,例如第二通信模块500将信号检测电路300生成的指示信号传输给第一通信模块400。根据图8所示的检测电路,如果将第二通信模块500设置于远端的被检测的电气设备,将第一通信模块400设置于近端的检测设备,例如自动在线测试仪(in circuit tester,ICT)等设备,就可以实现对远端电气设备接地状态的远程检测。
本申请第一实施例提供的接地状态检测电路,可以应用于自动在线测试仪等设备中,以检测各类电气设备的接地状态,结构简单,电耗低,检测精度高,易于实施。
下面是本申请的第二实施例。
本申请第二实施例提供了一种电气系统。图9是该电气系统的示意图。如图9所示,该电气系统包括:供电设备10和远端设备20。
供电设备10通过正母线W1和负母线W2为远端设备20供电;供电设备10包括交流信号发生电路100、交流信号耦合模块200;交流信号发生电路100用于产生交流信号,交流信号发生电路100的输出端与交流信号耦合模块200的输入端连接;交流信号耦合模块200的输出端耦合至正母线W1和负母线W2,交流信号耦合模块200用于将交流信号发生电路100与正母线W1和负母线W2隔离,以及,将交流信号耦合至正母线W1和负母线W2。
远端设备20包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和信号检测电路300;第一电容C1的一端与负母线W2连接,第一电容C1另一端与第二电容C2一端串联于第一节点S1,第二电容C2另一端与第三电容C3一端串联于第二节点S2,第三电容C3另一端与第四电容C4一端串联于第三节点S3,第四电容C4另一端与正母线W1连接;第二节点S2与电气设备的接地端GND1连接。
供电设备10包括第一通信模块400;远端设备20包括第二通信模块500,第二通信模块500与信号检测电路300的输出端连接,第一通信模块400与第二通信模块500通过正母线W1和负母线W2连接建立通信回路,实现电力线载波通信。
本申请实施例提供的电气系统可以在供电设备10一侧远程检测远端设备20是否出现接地异常,具体地,供电设备10的交流信号发生电路100用于产生并输出低频交流信号,供电设备10的交流信号耦合模块200用于将低频交流信号分别耦合至正母线、负母线之上。远端设备20的信号检测电路300检测负母线对地交流信号的在第二电容C2的第一电压分量信号,以及,检测正母线对地交流信号的在第三电容C3的第二电压分量信号。当信号检测电路300能够检测到第一电压分量信号和第二电压分量信号,并且第一电压分量信号和第二电压分量信号的信号强度均大于或者等于预设的信号强度阈值时,则可以判断远端设备20接地正常。当信号检测电路300不能够检测到第一电压分量信号,和/或者,不能够检测到第二电压分量信号时,则可以判断远端设备20接地异常。当信号检测电路300能够检测到第一电压分量信号,也能够检测到第二电压分量信号,但是第一电压分量信号和第二电压分量信号有至少一个的信号强度小于信号强度阈值,则也可以判断远端设备20接地异常。当信号检测电路300检测到远端设备20接地异常时,可以生成用于指示远端设备20接地异常的指示信号,并发送给第二通信模块500。第二通信模块500用于将指示信号通过电力线载波通信传输给供电设备10的第一通信模块,使技术人员在供电设备10一侧就可以了解远端设备20的接地状态。
图10是本申请第二实施例提供的一种电气系统的另一个示意图。如图10所示,供电设备10可以同时为多个远端设备20供电,每个远端设备20均包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和信号检测电路300和第二通信模块500。使技术人员可以在供电设备10一侧根据第一通信模块400接收到的检测结果及时了解各个远端设备20的接地状态,无需奔波于各个远端设备20的现场。
图11是本申请第二实施例提供的电气系统的应用场景示意图。如图11所示,该电气系统可以用于远程检测多个5G站点设备30的接地状态。其中,供电设备10通过母线(包括正母线和负母线)为多个5G站点设备30供电,供电设备10与各个5G站点设备30通过母线建立有电力线载波通信,在图10中,5G站点设备30即作为图9中的远端设备20。当某个5G站点设备30出现接地状态异常时,可以利用电力线载波通信向供电设备10发送对应的指示信号。供电设备10接收到指示信号后,可以利用其它外围设备或者转换电路将指示信号转换成声音信号、或者光信号实现报警。另外,供电设备10还可以响应于该指示信号,利用电力线载波通信对5G站点设备30执行预设的控制动作,例如:中断设备的全部工作任务或者部分工作任务,将5G站点设备30断电等,以提前预防可能出现的危险。
本申请第二实施例提供的电气系统,能够实现对远端设备20接地状态的远程检测,结构简单,电耗低,检测精度高,易于实施。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种接地状态检测电路,其特征在于,包括:
第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和信号检测电路;
所述第一电容的一端与电气设备的负母线连接,所述第一电容另一端与所述第二电容一端串联于第一节点,所述第二电容另一端与所述第三电容一端串联于第二节点,所述第三电容另一端与所述第四电容一端串联于第三节点,所述第四电容另一端与所述电气设备的正母线连接;所述第二节点与所述电气设备的接地端连接;所述正母线和所述负母线耦合有交流信号;
所述信号检测电路包括第一输入端和第二输入端,所述第一输入端与所述第一节点连接,所述第二输入端与所述第三节点连接。
2.根据权利要求1所述的检测电路,其特征在于,还包括:
交流信号发生电路和交流信号耦合模块;
所述交流信号发生电路用于产生所述交流信号,所述交流信号发生电路的输出端与所述交流信号耦合模块的输入端连接;
所述交流信号耦合模块的输出端耦合至所述正母线和所述负母线,所述交流信号耦合模块用于将所述交流信号耦合至所述正母线和所述负母线。
3.根据权利要求2所述的检测电路,其特征在于,
所述交流信号耦合模块包括第五电容和第六电容;
所述第五电容一端与所述交流信号发生电路的输出端连接,所述第五电容另一端耦合至所述正母线;
所述第六电容一端与所述交流信号发生电路的输出端连接,所述第六电容另一端耦合至所述负母线。
4.根据权利要求3所述的检测电路,其特征在于,所述第五电容和所述第六电容为安规电容。
5.根据权利要求2所述的检测电路,其特征在于,
所述交流信号耦合模块包括隔离变压器、第七电容和第八电容;
所述隔离变压器的原线圈一端接地,所述原线圈的另一端与所述交流信号发生电路的输出端连接;
所述隔离变压器的副线圈一端接地,所述副线圈的另一端分别与所述第七电容一端和所述第八电容一端连接;所述第七电容另一端耦合至所述正母线;所述第八电容另一端耦合至所述负母线。
6.根据权利要求1-5任一项所述的检测电路,其特征在于,还包括:
第一通信模块和第二通信模块;
所述第二通信模块与所述信号检测电路的输出端连接;
所述第一通信模块与所述第二通信模块通过所述正母线和所述负母线连接建立通信回路。
7.根据权利要求6所述的检测电路,其特征在于,
所述第一通信模块和所述第二通信模块为电力线载波通信模块。
8.一种电气系统,其特征在于,包括:
供电设备和至少一个远端设备;
所述供电设备通过正母线和负母线为所述远端设备供电;
所述供电设备包括交流信号发生电路、交流信号耦合模块;所述交流信号发生电路用于产生所述交流信号,所述交流信号发生电路的输出端与所述交流信号耦合模块的输入端连接;所述交流信号耦合模块的输出端耦合至所述正母线和所述负母线,所述交流信号耦合模块用于将所述交流信号耦合至所述正母线和所述负母线;
所述远端设备包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和信号检测电路;所述第一电容的一端与所述负母线连接,所述第一电容另一端与所述第二电容一端串联于第一节点,所述第二电容另一端与所述第三电容一端串联于第二节点,所述第三电容另一端与所述第四电容一端串联于第三节点,所述第四电容另一端与所述正母线连接;所述第二节点与所述电气设备的接地端连接;
所述供电设备包括第一通信模块;所述远端设备包括第二通信模块,所述第二通信模块与所述信号检测电路的输出端连接,所述第一通信模块与所述第二通信模块通过所述正母线和所述负母线连接建立通信回路。
9.一种电气设备接地状态检测方法,其特征在于,应用于权利要求1-7任一项所述的检测电路,所述方法包括:
获取所述第一节点的第一电压分量信号和所述第三节点的第二电压分量信号;
判断所述第一电压分量信号和所述第二电压分量信号是否小于预设的信号强度阈值;
如果所述第一电压分量信号和/或所述第二电压分量信号小于所述信号强度阈值,所述信号检测电路生成对应所述电气设备接地状态异常的指示信号。
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