用于检测接地故障的装置以及电气系统的制作方法

本公开的实施例总体上涉及电力故障检测，更具体而言，涉及用于检测接地故障的装置和包括该装置的电气系统。

背景技术：

1、在诸如电源驱动电机的电驱动系统之类的电气系统中，可能发生电源和保护接地之间的短路。这种接地故障导致电气系统中不希望出现的情况。例如，在接地故障的情况下，电源可以经由保护接地直接连接到并驱动预期无意驱动的其它负载。

2、通常，用于检测接地故障的模块可以设置在电气系统中，并设计成当接地故障发生时测量和计算短路电阻。然而，测量和计算的准确性可能受到一些因素的影响。这些因素之一是电源的断线。在电源断线的情况下，计算中的一些电气参数将改变，这导致计算出的短路电阻偏离实际的短路电阻，因此无法标识出接地故障。

3、该问题的常规解决方案是判断电源的断线是否发生，并对断线和非断线执行不同的计算。不幸的是，断线的判断增加了接地故障检测的响应时间，并且在一些情况下难以判断断线。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供了一种用于检测接地故障的改进装置和包括该改进装置的电气系统。

2、在第一方面，提供了用于检测接地故障的装置。该装置包括：激励源，耦合到地并且被配置为生成第一电压或第二电压，第一电压的极性不同于第二电压的极性；多个采样电阻器，耦合在激励源和电源之间；确定模块，被配置为基于采样电压来计算接地电阻，该采样电压与多个采样电阻器相关联；以及辅助电阻器，跨电源耦合。

3、在一些实施例中，多个采样电阻器包括：耦合在激励源和公共节点之间的第一电阻器，耦合在公共节点和电源的两端中的一端之间的第二电阻器，以及耦合在公共节点和电源两端中的另一端之间的第三电阻器。确定模块被配置为基于跨第一电阻器的电压的第一值和跨第一电阻器的电压的第二值来计算接地电阻，电压的第一值在激励源生成第一电压时被测量，并且电压的第二值在激励源生成第二电压时被测量。

4、在一些实施例中，确定模块还被配置为如果计算出的接地电阻低于阈值，则确定接地故障发生。

5、在一些实施例中，辅助电阻器被选择为使得如果发生电源的断线并且计算出的接地电阻高于阈值，则计算出的接地电阻的误差率低于预定义误差率。

6、在一些实施例中，辅助电阻器进一步被选择为使得辅助电阻器的功耗低于预定义功耗。

7、在第二方面，提供了电气系统。该电气系统包括电源、电耦合到电源的负载、以及根据第一方面的用于检测接地故障的装置。

技术特征：

1.一种用于检测接地故障的装置(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中所述多个采样电阻器(r1，r21，r22)包括耦合在所述激励源(110)和公共节点(n)之间的第一电阻器(r1)、耦合在所述公共节点(n)和所述电源(200)的两端中的一端之间的第二电阻器(r21)、以及耦合在所述公共节点(n)和所述电源(200)的两端中的另一端之间的第三电阻器(r22)，以及

3.根据权利要求1或2所述的装置(100)，其中所述确定模块(120)还被配置为：如果计算出的接地电阻低于阈值，则确定所述接地故障发生。

4.根据权利要求3所述的装置(100)，其中所述辅助电阻器(raux)被选择为使得如果发生所述电源(200)的断线并且计算出的接地电阻高于所述阈值，则计算出的接地电阻的误差率低于预定义误差率。

5.根据权利要求4所述的装置(100)，其中所述辅助电阻器(raux)进一步被选择为使得所述辅助电阻器(raux)的功耗低于预定义功耗。

6.一种电气系统(1000)，包括：

技术总结一种用于检测接地故障的装置(100)和包括该装置(100)的电气系统(1000)。用于检测接地故障的装置(100)包括：激励源(110)，耦合到接地(G)，并且被配置成生成第一电压或第二电压，第一电压的极性不同于第二电压的极性；多个采样电阻器(R1，R21，R22)，耦合在激励源(110)和电源(200)之间；确定模块(120)，被配置为基于与多个采样电阻器(R1，R21，R22)相关联的采样电压来计算接地电阻(Rg1，Rg2)；以及辅助电阻器(R<subgt;AUX</subgt;)，跨电源(200)耦合。提高了计算接地电阻的精确性，同时检测接地故障具有更少的响应时间。技术研发人员：石焕,郭鸿鸣,刘玮受保护的技术使用者：ABB瑞士股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25