[实用新型]一种直流接地故障检测电路

说明书

技术领域

本实用新型是一种用于实现电力系统直流操作电源正负母线和支路线缆对地电阻的高精度在线检测电路，属于电力系统故障检测的技术领域。

背景技术

直流接地是电力系统直流操作电源常见的故障之一。当直流系统发生一点接地故障(直接接地或对地绝缘电阻减小)时，一般不会立即产生危害性后果，但若发生两点同时接地，则可能造成信号装置、控制回路和继电保护装置的误动作，致使断路器跳闸，或直接造成直流操作电源短路，从而引发严重的电力系统事故。因此，不允许直流系统在一点接地的情况下长期运行。必须对直流操作电源进行连续的在线监视，当其某一点出现接地故障时，立即发出报警信号，提示工作人员查找并排除接地故障，从而杜绝因直流系统接地而引起电力系统故障。

目前，具有实用价值并得到推广应用的直流接地故障检测方法，有以下几种，它们都存在着各自的不足之处，下面进行简单的介绍。

注入低频交流信号检测法，就是在直流正、负母线和地之间，分别施加低频交流电压信号，根据低频交流电压的幅值和检测到的低频交流电流的幅值和相位，可以计算出直流系统正、负极对地的电阻值。根据低频交流电流的路径，可以判断接地故障点所在的支路或接地点。该方法的优点是支路检测传感器价格低廉，缺点是：需要交流信号发生电路，系统较为复杂；检测结果受系统分布电容影响，当分布电容数值较大时，几乎无法检测；对系统施加的小于20V的交流信号，为较大幅值的一个干扰量，对直流系统有不良影响。根据施加信号频率变换与否，注入低频交流信号检测法可以分为恒频法和变频法。变频法能在一定程度上减轻分布电容的影响，检测效果优于恒频法。

当直流系统发生接地故障时，会在接地的支路产生漏电流，根据地对直流正负母线的电压值和各支路的漏电流值，可以计算出直流系统对地电阻值，根据漏电流出现的位置，判断直流接地故障点的所在。这就是基于漏电流检测的直流接地故障检测方法。该方法的优点是无须向直流系统注入任何信号，对系统无不良影响；检测结果不受系统分布电容影响；系统简单。不足之处是，检测精度不高，检测灵敏度和范围有限。

采用两个光控开关，分别为直流系统的正、负对地漏电流提供通路，采用光耦隔离测量正负极对地电流，检测直流母线电压值，根据电路定理计算出直流系统对地电阻数值，根据各支路漏电流大小，可以判断出接地点所在支路，这就是基于开关切换的直流检测方法。该方法除了具有基于漏电流检测方法的所有优点之外，还具有检测精度高，检测范围大，检测灵敏度高等显著优点，配合直流微电流钳形表，在施工条件允许的场合，可以准确地查找到接地故障点，是目前性能最佳的检测方法。其不足之处是采用了非线性检测元件，而且非线性检测元件的分散性极大，为了准确检测接地电阻的数值，需要逐个测量非线性元件的特性并进行曲线拟合，所以，生产过程非常烦琐，检测仪器上元件置换性差，不利于维护，批量生产困难，而且非线性元件还限制了检测精度的进一步提高。

实用新型内容

本实用新型提出了一种新的直流接地故障检测电路，可以克服现有技术存在的不足，具有检测精度高、仪器一致性好、成本低、对系统无不良影响等优点。

本实用新型一种直流接地电阻的检测电路，该电路包括正母线限流电阻R1、负母线限流电阻R2、采样电阻R3和第一光控电子开关S1、第二光控电子开关S2；正母线限流电阻R1的一端接直流系统的正极(+KM)，正母线限流电阻R1的另一端与第一光控电子开关S1的一个输出端相连，第一光控电子开关S1的另一个输出端与第二光控电子开关S2的一个输出端、采样电阻R3的一端接在一起，为电压取样点，采样电阻R3的另一端接大地，第二光控电子开关S2的另一个输出端与负母线限流电阻R2的一端相连，负母线限流电阻R2的另一端接直流系统的负极(-KM)。

采用四个电阻(R8、R9、R10、R11)、两个二极管(D1、D2)和两个运算放大器(U1A、U1B)组成典型的精密整流电路，采用运算放大器U2A组成电阻R3两端电压U的正、负值判断电路；精密整流电路和电阻R3两端电压U的正、负值判断电路连接电压采样点，把电阻R3两端电压U的绝对值通过精密整流电路模拟输入通道ACH1送给CPU，把电阻R3两端电压U的正、负值判断电路获得的正负判断结果通过判断电路模拟输入通道ACH2送给CPU 。

本实用新型的工作原理及思路：