附加直流电源在漏电保护中的应用分析

摘要：附加直流检测法是常用的电源漏电保护方式，本文简要阐述附加直流电源漏电保护原理和该方法的设计与实现，并探讨分析在实际应用中影响附加直流电源漏电保护系统可靠性的因素。

关键词：附加直流电源；漏电保护；检测 1附加直流电源漏电保护原理

电网若发生漏电故障，最容易检测到的是电网各相对绝缘电阻值的下降。在三相电网与地之间附加一个独立的直流电源，就会使三相对地的绝缘电阻上有一个直接电流。这个电流能直接反应电网对地电阻的变化，检测和利用该电流就能构成附加直流电源进行漏电保护[1]。

如图1中所示，K是一个直流继电器；KΩ是一个千欧表，实际上就是一个电流表，只不过把电流刻度改成了欧姆的刻度。在电压一定的情况下，电流愈大，电阻越小；电流越小，电阻越大。根据他们之间的线性关系，把电流刻度改成千欧刻度，电流表就成千欧表了。SK是三相电抗器，LK是单相电抗器。R1~R3是三相对地绝缘电阻。C1~C3是三相对地分布电容[2]。当电网运行时，附加直流形成的通路如下：直流电源正极—可调电阻W1—大地— R1~R3并联—三相电路（A、B、C）—SK— LK—千欧表— 直流继电器线圈K —直流电源的负极。在直流电路中电容C4相当于断路，所以电流只能流向千欧表。

正常情况下，三相电源的对地电阻R1~R3很大，在这个直流回路中的电流就很小，不足以使继电器K吸合，就不会引起馈电开关的跳闸动作，馈电开关正常工作。当三相对地电源变小时，例如出现了漏电现象，这时R1~R3的电阻就会很小，上面的附加直流回路的电流变大，使直流继电器K吸合。馈电开关就会跳闸。这就是附加直流漏电保护的原理。 2附加直流电源漏电保护的设计与实现

漏电直接电源漏电保护在实际中应用，通过硬件及软件实现。 2.1 附加直流电源漏电保护的硬件实现

附加直流电源漏电保护硬件框如2所示，漏电电流通过采样电阻R2获取电压，经过滤波电路滤除干扰信号经过光藕隔离后送入A/D前端进行采样。

2.2附加直流电源漏电保护的软件实现

附加直流电源漏电保护的软件部分主要包括漏电电阻值的标定和漏电故障的判断，由于处理器只能获取电阻值的电压信号，因此需要首先标定采样电压值对应的电阻值，然后记录标定值，以判断漏电电阻的阻值。如图3所示，漏电阈值满足条件后，会进行漏电故障处理，如果漏电阈值没有达到条件，会返回进行漏电电压采样。如果馈电系统被设置为总开关，那么断路器在合闸后，软件将进入漏电故障判断循环。软件监测采样电阻值，采样电阻值弱小于漏电电阻阈值，将进入漏电故障处理模块，否则将继续监测采样电阻值[3]。

3影响附加直流电源漏电保护可靠性的原因

附加直流电源在干线或者单支路的接线方式供电网环境下，能够很快发现电网当中对地绝缘电阻的变化，从而完成漏电保护。而在多支路的链接方式的供电环境中，由于多支路对地电阻存在一定并联关系，而且随着并联支路数量的多少发生变化，因此会影响附加直流电源检测绝缘电阻数值的准确性。在多支路电力系统中，多种因素会影响附加直流电源漏电保护的可靠性。比如辅助接地极与地线相连的电阻偏大，或者根本没有与地线相连，很可能造成附加直流电源漏电保护系统没有动作[4][5]。这时，可以把辅助接地极与地线相连，并扩宽接地线的直径，从而降低接地极另一端的电阻阈值。其次，由于我国目前在附加直流电源漏电保护方面没有具体要求，实际应用中，电气设备的生产单位会将其正极与供电系统相连，将负极与大地相连，另外一些单位则将负极与供电系统相连，将正极与大地相连。如果出现

这种情况，那么检查漏电保护时就容易出现错误或者不稳定。这种情况下就需要借助万用表测量馈电开关[6]。此外，如果电力系统是低压供电系统，各个馈电开关中的检测电源电压不同，那么各个馈电开关上的附加直流电检测出的电压也会不同，这就有可能使整个漏电保护系统无法稳定工作。如果同一供电系统中出现两台电压差在20%以上的附加直流电源漏电源馈电开关，那么附加直流电源漏电保护功能出现问题的几率将显著增加。 4 小结

附加直流电源漏电保护是利用附加直流电源能检测电网中各相对绝缘电阻值的变化的原理，通过软件、硬件实现判断和漏电故障处理。附加直流电源在干线或者单支路的接线方式供电网环境下，能够很快发现电网当中对地绝缘电阻的变化，从而完成漏电保护。而在多支路链接的电网环境中，电阻的大小、供电系统链接方式、检测电源电压等因素会影响附加直流电源漏电保护可靠性。 参考文献

[1]朱海洋;漏电保护装置的低压差宽范围直流电源设计[J];广东技术师范学院学报,2016,08: 31-36.

[2]李振东,陈华寿,徐玉凤;直流系统交流窜电故障类型及检测方法[J];自动化与仪器仪表,2017,02:20-22.

[3]李芳芳,刘青;一种具有漏电保护的直流稳压电源的设计[J];自动化应用,2017,02: 37-38+49.

[4]伊辉杰;附加直流电源漏电保护问题与解决方案分析[J];黑龙江科技信息,2015,29: 22.

[5]李宗臻,吴运锦,李漫漫等；基于线路参数识别的矿井选择性漏电保护研究[J];煤矿机电，2015，01： 43-46.

[6]寸彦萍,杨长保;直流稳压电源及漏电保护装置设计[J];实验技术与管理,2015,07:99-103.