技術領域

本發明涉及一種供電系統保護裝置，具體涉及一種直流供電系統中的直流側接地故障保護裝置。

背景技術

漏電保護事關人身安全，在高壓直流系統中，一旦發生接地故障，即使電流很微小，仍要盡快切斷電路，以免造成人身傷害事故。因此直流接地故障保護是高壓直流系統中必備的保護。

現有的漏電保護主要應用于交流系統中，當出現短路故障時，由斷路器切斷短路支路，進行保護，從而保證未發生故障的系統其它部分的供電不受影響；當出現接地故障時，由漏電保護開關進行保護。漏電保護開關的作用在于感受到很小的接地電流時，即可做出反應，切斷接地支路，這一保護的主要作用是確保人身安全；當人體接觸到交流火線時，火線和大地經過人體構成回路，由于人體電阻較大，回路中電流較小，但是人體上流經很小的電流就足以致命，因此需要配備漏電保護開關，用于檢測流到大地的電流，正常時電流在火線和領先之間流動，不會有電流進入大地，一旦發現有流到大地的微小電流，漏電保護開關就啟動保護，切斷漏電支路。

由于檢測接地電流的是一個交流電流互感器，只能檢測到交流電流。當供電系統為高壓直流時，直流正端或負端經人體接地后產生的是直流電流，這樣交流電流互感器無法檢測出直流漏電電流，造成漏電保護的失效。

申請號為201410059669.8公開了一種直流漏電流檢測與保護電路及檢測與保護方法，采用用于檢測直流電源的輸出電流與輸入電流差的檢測電路，差值信號放大與比較電路，繼電器互鎖與晶閘管(可控硅)控制保護電路，直流漏電保護測試電路。本發明提供的方法只適合于小電流和低電壓的情況。對于高壓大電流的大功率電路并不適合。

申請號為201520896813.3公開了一種測量直流線路對地漏電流的裝置，該裝置包括電流疊加電路、第一直流漏電流互感器、第二直流漏電流互感器、減法運算電路以及信號變換模塊。本發明雖然采用傳感器擴大了應用范圍，但采用兩個傳感器的輸出然后計算差值的方法誤差較大。相比于漏電流，線路電路是個很大的值，用兩個大數的差值作為檢測結果，理論上其誤差就會非常大，這就會直接影響其保護結果。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中漏電保護在直流系統中靈敏度和可靠性不高的問題，提供一種直流供電系統中的直流側接地故障保護裝置，能夠根據漏電電流的大小進行反時限保護，從而充分保證人身安全，并可以避免誤動作，有效的提高了漏電保護的靈敏度和可靠性。

本發明提供一種直流供電系統中的直流側接地故障保護裝置，包括直流接觸器、漏電流傳感器、采樣電阻、放大電路、比較電路和閉鎖電路，直流接觸器一端與直流電源輸出端相連，另一端通過漏電流傳感器與負載相連；漏電流傳感器的輸出端與采樣電阻相連，用于將漏電流信號轉變為電壓值；放大電路與漏電流傳感器的輸出端相連，用于將漏電流信號放大，并將放大后的漏電流信號傳送至比較電路；比較電路用于接收漏電流傳感器傳送的放大后的漏電流信號，并與設定的閾值比較，形成比較器輸出，并將比較器輸出傳送至鎖閉電路；鎖閉電路用于接收比較輸出，并通過比較輸出控制直流接觸器的開關。

本發明所述的一種直流供電系統中的直流側接地故障保護裝置，作為優選方式，放大電路由第一運算放大器、第一電阻和第二電阻組成；第一運算放大器的正向輸入端接地并與采樣電阻一端相連，第一運算放大器的反向輸入端與采樣電阻另一端相連，第一運算放大器的反向輸入端通過第一電阻接地，第一運算放大器的反向輸入端通過第二電阻與第一運算放大器的輸出端相連，第一運算放大器的輸出端與比較電路相連。

本發明所述的一種直流供電系統中的直流側接地故障保護裝置，作為優選方式，比較電路由第二運算放大器、第三運算放大器、第三電阻和參考電源組成；第二運算放大器的正向輸入端與第一運算放大器的輸出端和第三運算放大器反向輸入端相連，第二運算放大器的反向輸入端與參考電源正極相連，第二運算放大器的輸出端與第三電阻相連，第二運算放大器的輸出端與閉鎖電路相連，第三運算放大器的正向輸入端與參考電源負極相連，第三運算放大器的反向輸入端與第二運算放大器的正向輸入端和第一運算放大器的輸出端相連，第三運算放大器的輸出端與閉鎖電路相連。