[发明专利]一种直流漏电保护电路

说明书

技术领域

本发明属于漏电保护技术领域，涉及直流供电系统的漏电保护技术，具体的说是一种直流供电系统的漏电保护方法。

背景技术

随着开关电源技术的发展和普及，直流供电已被广泛运用于大型机房和数据中心。在交流供电系统中，漏电保护一般使用常见的漏电断路器即可。现有漏电断路器，主要由作为检测元件的零序电流互感器和作为操作执行机构的脱扣器组成，用于单相低压交流供电系统的漏电断路器的零序电流互感器包括两组一次绕组和一组二次绕组，两组一次绕组分别串联在供电线路中的相线和零线中，二次绕组与脱扣器联接。正常不发生漏电时，通过互感器的两组一次绕组的交变电流大小相等方向相反，且相位同步，因交变电流所产生的交变磁场相互抵消，二次绕组中不产生互感电流。当用电系统某处电路发生漏电时，相线和零线中流过的电流就会不平衡，互感器的一次绕组将产生交变磁场，二次绕组内产生感应电流，从而触发脱扣器动作，断开开关，保证用电安全。

但是，根据互感器的原理，互感电流的产生条件是，存在交变磁场。由于直流电流不产生交变磁场，所以现有的漏电断路器都仅适用于交流供电系统，断路器只能识别交变的漏电电流，直接把这种漏电断路器设置在直流供电系统中，当发生漏电时，因漏电流是一个直流电流，漏电断路器中的互感器二次绕组无法感应出电流，也就无法触发脱扣器动作，断开开关。

目前，直流供电系统漏电保护一般有两种方法：一是给整个系统安装一套绝缘检测装置，当系统某处电路发生漏电时，绝缘检测可以检测出发生故障的地方，并发出报警，工作人员可以人工排除故障；二是在支路的正负线路上安装电流传感器，通过比较输入和输出的电流大小是否一致来判断是否存在漏电，如有漏电则通过一些执行部件将电路断开。

方法一不足的地方是当系统发生漏电时，不能立刻将电源切断，存在一定的安全隐患。方法二不足的地方是需要额外加电流传感器以及相应的检测电路和受检测电路控制的执行部件来起到保护的作用，结构相对复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有直流供电系统漏电保护方法所存在的上述不足，提供一种将用于单项交流供电线路的普通漏电断路器转用于直流供电线路，并在有接地发生时，漏电流可被漏电断路器识别并迅速断开开关的直流漏电保护方案。

为了实现上述目的，本发明提供一种直流漏电保护电路，包括漏电断路器、第一可控开关和至少一个第一电阻、第二可控开关和至少一个第二电阻、以及用于控制第一可控开关和第二可控开关通断的开关控制电路，所述交流漏电断路器的进线N端和L端分别接电源端正母线和负母线，出线N端和L端分别接负载端正极和负极；第一可控开关和第一电阻串联在正母线和地线之间，第二可控开关和第二电阻串联在负母线和地线之间；所述开关控制电路包括两个控制信号输出端，分别接第一可控开关和第二可控开关的控制端。

本发明所述漏电保护电路，把直流用电线路的正母线和负母线类比为单相交流用电线路的N线和L线，参照漏电断路器在交流用电线路中的连接方法，将用于单项交流供电系统的普通漏电断路器连接在直流供电系统中。并在直流供电系统的正母线和地线之间串联至少一个电阻和一个可被控制的开关，同样在负母线和地线之间也串联至少一个电阻和一个可被控制的开关。通过开关控制电路控制可控开关的反复通断，当用电线路中有漏电流产生时，直流漏电信号经地线及反复通断的可控开关被转换成正半周方波交变信号后，回流至漏电断路器中零序互感器的某一次绕组，则零序互感器的二次绕组产生互感电流驱动脱扣机构断开用电线路。

为了避免发生正母线和负母线之间直接通过上述两个电阻相连形成回路造成电能浪费的情况，作为一种改进，本发明在对可控开关的控制方式上进一步提出一种交错通断的方法，即当正母线和地线之间的开关闭合时，负母线和地线之间的开关断开，当正母线和地线之间的开关断开时，负母线和地线之间的开关闭合。采取该控制方法，可以有效避免，正母线与负母线经电阻连接形成回路。使漏电保护电路的设置对供电线路不构成任何影响。控制开关通断的频率优选为交流供电系统中交流电的频率——50Hz，或在40Hz~60Hz的频率范围内，以使通过交流漏电断路器的交变电流信号更接近于常见交流电信号。