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专利名称：一种低能耗的直流母线绝缘电阻检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及直流母线绝缘电阻检测领域，特别是指一种低能耗的直流母线绝缘电阻检测电路及检测方法。
背景技术：
由于直流母线绝缘性下降和直流母线接地是直流电源系统常见故障，因此及时掌握直流电源系统母线绝缘性能，当直流母线绝缘电阻下降至设定值时，绝缘检测系统必须及时通知上位机，发出声光报警等。现有的检测方法有电桥平衡检测方法，但是对该方法正负母线绝缘电阻同比例下降的情况无能为力。因此，衍生出了“平衡一不平衡”电桥检测法。对于“平衡一不平衡”电桥检测法，一般是在电路中接入平衡电桥进行检测，在平衡桥检测完成后在平衡桥的基础上增加非平衡桥进行检测，对于这一种检测方法同样存在一些问题现有的检测方法在检测过程中平衡桥需要保持接通状态，而平衡桥中的电阻通常为功率电阻，而且阻值不大，长期串联于正负与地之间，产生了大量的电能损耗，导致直流电源系统电能消耗较大，浪费能源。

发明内容本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能避免衡桥持续接通，减少系统能耗的直流母线绝缘电阻电压采样电路及检测方法。本实用新型的目的通过以下技术方案实现提供了一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路，包括平衡桥、非平衡桥和用于检测正负母线与地线之间电压值的电压采样电路，所述平衡桥的上桥臂和非平衡桥的上桥臂并联设置于待检线路的正母线与地线之间，所述平衡桥的下桥臂和非平衡桥的下桥臂并联设置于待检线路的负母线与地线之间，其特征在于还包括控制非平衡桥的上桥臂是否接入正母线与地线之间和下桥臂是否接入负母线与地线之间的开关K3，还包括控制平衡桥的上桥臂和下桥臂同时导通/同时断开的开关K。其中，所述平衡桥的上桥臂包括串接于正母线与地线之间的电阻R0，所述平衡桥的下桥臂包括串接于负母线与地线之间的与电阻RO阻值相等的电阻R1，所述开关K包括与RO串联的开关Kl和与Rl串联的开关K2。其中，所述的非平衡桥包括串接于正负母线之间的电阻R2和电阻R3，所述电阻R2和R3的连接点作为电压非零点。其中，所述的电压采样电路包括分别串接于正母线与地线之间将检测电阻R4，以及负母线与地线之间的与电阻R4阻值相等的检测电阻R5。其中，所述的非平衡桥包括串接于正负母线之间的电阻R2和电阻R3，所述电阻R2和R3的连接点通过开关K3与地线连接，所述电阻R2电阻R3满足公式
R4(R2 — RJ)
2^R2R3+R2R4 + R3R4 ,其中Δ u为电压波动可接受范围值，v为正负母线之间的电压值。提供一种直流母线绝缘电阻检测方法，其特征在于包括步骤A.断开平衡桥与母线的连接以及非平衡桥与地线的连接，获取此时正母线与地线之间的电压Vx和负母线与地线之间的电压Vy，判断Vx或Vy是否有一个为零，如果是，则报警并停止检测，如果否，则保存Vx和/或Vy数据；B.导通非平衡桥与地线的连接，断开平衡桥与地线的连接，获取此时正母线与地线之间的电压Vxl和负母线与地线之间的电压Vyl,判断是否Vxl= Vx或Vyl= Vy,如果是，则报警并停止检测，如果否，则保存Vxl和Vyl数据；C.导通平衡桥与母线的连接，断开非平衡桥与地线的连接，获取此时正母线与地线之间的电压Vx2和负母线与地线之间的电压Vy2，保存Vx2和Vy2数据；D.利用Vxl、Vyl、Vx2、Vy2、R0，R2、R3、R4、R5计算正母线与地线之间的绝缘电阻Rx和负母线与地线之间的电压绝缘电阻Ry。其中R0为检测电路的平衡桥的上桥臂或下桥臂的电阻值，R2为检测电路的非平衡桥的上桥臂的电阻值，R3为检测电路的非平衡桥的下桥臂或的电阻值，R4为检测电路的电压采样电路在正母线与地线之间的电阻值，R5为检测电路的电压采样电路在负母线与地线之间的电阻值。E.将计算所得的正母线与地线之间的绝缘电阻Rx和负母线与地线之间的电压绝缘电阻Ry与预设值进行比较，如果Rx或Ry小于预设值，则进行报警。其中，所述步骤A中的正母线与地线之间的电压Vx和负母线与地线之间的电压Vy的获取方法为获取正负母线之间的电压V以及Vy负母线与地线之间的电压Vy，所述Vx=V-1Vy ;所述步骤B中的正母线与地线之间的电压Vxl和负母线与地线之间的电压Vyl的获取方法为获取正负母线之间的电压Vl以及Vyl负母线与地线之间的电压Vyl，所述Vxl=Vl-1Vyl ;所述步骤C中的正母线与地线之间的电压Vx2和负母线与地线之间的电压Vy2的获取方法为获取正负母线之间的电压V2以及Vy2负母线与地线之间的电压Vy2，所述 Vx2=V2-1Vy2|。本实用新型的有益效果提供一种低能耗的直流母线绝缘电阻检测电路，检测时断开K使平衡桥的上下桥臂断开，导通开关K3，使非平衡桥的上桥臂接入正母线与地线之间，使非平衡桥的下桥臂接入负母线与地线之间，获取此时正母线与地线之间的电压Vxl和负母线与地线之间的电压Vyl，根据该两个电压值建立只包含两个未知量一母线与地线之间的绝缘电阻Rx和负母线与地线之间的电压绝缘电阻Ry——的方程；接着将开关K导通，将开关K3截止，获取此时正母线与地线之间的电压Vx2和负母线与地线之间的电压Vy2，根据该两个电压值建立第二个只包含母线与地线之间的绝缘电阻Rx和负母线与地线之间的电压绝缘电阻Ry两个未知量的方程，且由于接入电阻不同，两个方程式不等价，至此可根据两个只包含母线与地线之间的绝缘电阻Rx和负母线与地线之间的电压绝缘电阻Ry两个未知量的不等价的方程解得未知量Rx和Ry，实现检测绝缘电阻的目的，而由于在检测过程中，仅在进行平衡桥检测时使平衡桥的上桥臂和下桥臂导通，因此在检测过程中平衡桥仅在进行平衡桥检测时有电流通过，在其他时间内均无电流，不产生功耗，从而降低了系统的总体功耗。

[0018]图1是本实用新型一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路的电路原理图。图2本实用新型一种低能耗直流母线绝缘电阻检测方法的流程图。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。实施例1 本实用新型一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路即检测方法的具体实施方式
之一，如图1所示，包括待检测的直流母线的正母线BUS+和负母线BUS-，以及地线PE，所述正母线BUS+和地线PE之间连接有依次串接电阻RO和开关Kl形成平衡桥I的上桥臂，所述负母线BUS-和地线PE之间连接有依次串接电阻Rl和开关K2形成平衡桥I的下桥臂，其中Rl电阻值和RO相等。所述正母线BUS+与负母线BUS-之间还依次串联有电阻R2和电阻R3形成非平衡桥2，所述非平衡桥2的电压非零点(本实施例中取电阻R2和电阻R3的连接点)通过开关K3与地线PE连接。其中开关K1、K2、K3均为光电继电器，由控制单元控制其导通/断开。电压采样电路3在正母线BUS+和地线PE之间的等效电阻为R4，在负母线与电线之间的等效电阻为R5，为了便于计算，本实施例中将等效电阻R5的电阻值调整至与等效电阻R4相等。当然等效电阻R5的电阻值也可以不等于等效电阻R4，只需在计算时调整公式即可。此外，电阻R2和R3的电阻值根据公式
权利要求1.一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路，包括平衡桥、非平衡桥和用于检测正负母线与地线之间电压值的电压采样电路，所述平衡桥的上桥臂和非平衡桥的上桥臂并联设置于待检线路的正母线与地线之间，所述平衡桥的下桥臂和非平衡桥的下桥臂并联设置于待检线路的负母线与地线之间，其特征在于还包括控制非平衡桥的电压非零点与地线导通/断开的开关K3，还包括控制平衡桥的上桥臂和下桥臂同时导通/同时断开的开关K。
2.如权利要求1所述的一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路，其特征在于所述平衡桥的上桥臂包括串接于正母线与地线之间的电阻R0，所述平衡桥的下桥臂包括串接于负母线与地线之间的与电阻RO阻值相等的电阻R1，所述开关K包括与RO串联的开关Kl和与Rl串联的开关K2。
3.如权利要求1所述的一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路，其特征在于所述的非平衡桥的上桥臂包括电阻R2，下桥臂包括电阻R3，电阻R2和电阻R3串联与正母线与负母线之间，所述电阻R2和R3的连接点作为电压非零点。
4.如权利要求1所述的一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路，其特征在于所述的电压采样电路包括接于正母线与地线之间的检测电阻R4，以及接于负母线与地线之间的与电阻R4阻值相等的检测电阻R5。
5.如权利要求4所述的一种低能耗直流母线绝缘电阻检测电路，其特征在于所述的非平衡桥包括串接于正负母线之间的电阻R2和电阻R3，所述电阻R2和R3的连接点通过开关K3与地线连接，所述电阻R2和电阻R3的电阻值满足公式的电压值。
专利摘要本实用新型涉及直流母线绝缘电阻检测领域，特别是指一种低能耗的直流母线绝缘电阻检测电路及检测方法。包括平衡桥、非平衡桥和用于检测正负母线与地线之间电压值的电压采样电路，还包括控制平衡桥的上桥臂和下桥臂同时导通/断开的开关K，在检测过程中，仅在进行平衡桥检测时使平衡桥的上桥臂和下桥臂导通，因此在检测过程中平衡桥仅在平衡桥检测时有电流通过，在其他时间内均无电流，不产生功耗，从而降低了系统的总体功耗。
文档编号G01R27/14GK202870174SQ201220562588
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者王长华, 唐朝阳, 梁云龙 申请人:广东易事特电源股份有限公司