CN105548719B - 一种对地绝缘电阻的检测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对地绝缘电阻的检测电路及方法，包括正输入端、负输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一开关、采样调理电路模块和处理器；所述采样调理电路模块用于在所述第一开关断开时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第一电压，在第一开关闭合时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第二电压；所述处理器用于从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压，并根据选定的第一电压和第二电压计算所述待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端对地绝缘电阻的阻值，以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。

Description

一种对地绝缘电阻的检测电路及方法

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种对地绝缘电阻的检测电路及方法。

背景技术

光伏并网发电***是将光伏阵列输出的直流电转化为与电网电压同频同相的交流电的***，其既能向负载供电，又能向电网输送电能。

在光伏并网发电的过程中，若光伏阵列的对地绝缘电阻的阻值低于一定的指标要求或电阻接触不良，就会危及光伏发电设备或者用户的人身安全。因此，需要在光伏阵列并网前对光伏阵列的对地绝缘电阻进行检测。

图1为现有的一种对地绝缘电阻检测电路，电阻R01和R02为待检测器件的对地绝缘电阻，电阻R30、R40、R50、R60和开关Q10构成检测电路的拓扑结构。该检测电路通过引入电阻扰动，以及根据基尔霍夫定律求解电阻R01和R02的电阻值。

但是，当光伏阵列的负输出端PV-对地的绝缘电阻R02在100KΩ以下，同时正输出端PV+对地的绝缘电阻R01非常大时，该采样电路采集到的节点N10处的电压值会很小，开关Q10吸合前后节点N10的电压变化量也会很小，则计算得到的绝缘电阻R01和R02的阻值误差也会很大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种对地绝缘电阻的检测电路及方法，以解决现有对地绝缘电阻检测电路检测结果误差较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种对地绝缘电阻的检测电路，包括正输入端、负输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一开关、采样调理电路模块和处理器；

所述正输入端与待检测器件的正输出端连接，所述负输入端与所述待检测器件的负输出端连接，所述第一电阻的第一端与所述正输入端连接、第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述负输入端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接、第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述负输入端连接；所述采样调理电路模块的输入端与所述第三电阻的第一端或第二端连接、输出端与所述处理器连接；

所述采样调理电路模块用于在所述第一开关断开时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第一电压，在第一开关闭合时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第二电压；

所述处理器用于从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压，并根据选定的第一电压和第二电压的电压值计算所述待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端对地绝缘电阻的阻值。

优选的，所述采样调理电路模块包括N个采样调理电路，所述N个采样调理电路的输入端均与所述采样调理电路模块的输入端连接、输出端均与所述采样调理电路模块的输出端连接，其中，N为大于2的自然数，所述N个采样调理电路的放大比例依次减小；

所述处理器从所述N个采样调理电路输出的电压值不同N个第一电压中选定电压值最大且所述电压值小于或等于阈值电压的计算用的第一电压，从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第二电压中选定电压值最大且所述电压值小于或等于阈值电压的计算用的第二电压。

优选的，所述采样调理电路模块包括两个采样调理电路，所述两个采样调理电路的输入端均与所述采样调理电路模块的输入端连接、输出端均与所述采样调理电路模块的输出端连接，其中，第1个采样调理电路的放大比例大于第2个采样调理电路的放大比例；

所述处理器判断所述第1个采样调理电路输出的第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第一电压为选定计算用的第一电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第一电压为选定计算用的第一电压；

所述处理器判断所述第1个采样调理电路输出的第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第二电压为选定计算用的第二电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第二电压为选定计算用的第二电压。

优选的，所述采样调理电路模块还包括第二开关；

所述第二开关断开时，所述第1个采样调理电路的输出端与所述处理器连接，所述第1个采样调理电路向所述处理器输出第一电压或第二电压；

所述第二开关闭合时，所述第2个采样调理电路的输出端与所述处理器连接，所述第2个采样调理电路向所述处理器输出第一电压或第二电压。

优选的，所述采样调理电路模块包括一个采样调理电路、第二开关和第五电阻；

所述第五电阻的第二端与所述负输入端连接；所述第二开关断开时，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述采样调理电路向所述处理器输出第一个第一电压和第一个第二电压；所述第二开关闭合时，所述第五电阻的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述采样调理电路向所述处理器输出第二个第一电压和第二个第二电压；

所述处理器判断所述第一个第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则第一个第一电压为计算用的第一电压，若否，则所述第二个第一电压为计算用的第一电压；

所述处理器判断所述第一个第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第一个第二电压为计算用的第二电压，若否，则所述第二个第二电压为计算用的第二电压。

一种对地绝缘电阻的检测方法，应用于如上任一项所述的对地绝缘电阻的检测电路，所述检测方法包括：

接收采样调理电路模块在第一开关断开时输出的电压值不同的多个第一电压以及在第一开关闭合时输出的电压值不同的多个第二电压；

从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压；

根据选定的第一电压和第二电压计算出待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端的对地绝缘电阻的阻值。

优选的，当所述采样调理电路模块包括N个采样调理电路时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第一电压中找出电压值最大且电压值小于或等于阈值电压的第一电压，找出的第一电压为选定的计算用的第一电压；

从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第二电压中找出电压值最大且电压值小于或等于阈值电压的第二电压，找出的第二电压为选定的计算用的第二电压。

优选的，当所述采样调理电路模块包括两个采样调理电路时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

判断所述第1个采样调理电路输出的第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第一电压为选定的计算用的第一电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第一电压为选定的计算用的第一电压；

判断所述第1个采样调理电路输出的第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第二电压为选定的计算用的第二电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第二电压为选定的计算用的第二电压。

优选的，当所述采样调理电路模块还包括第二开关，且在第一开关断开时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收第1个采样调理电路输出的第一电压或第2个采样调理电路输出的第一电压，在第一开关闭合时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收第1个采样调理电路输出的第二电压或第2个采样调理电路输出的第二电压。

优选的，所述采样调理电路模块包括一个采样调理电路、第二开关和第五电阻时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

判断所述第一个第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第一个第一电压为选定的计算用的第一电压，若否，则所述第二个第一电压为选定的计算用的第一电压；

判断所述第一个第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第一个第二电压为选定的计算用的第二电压，若否，则所述第二个第二电压为选定的计算用的第二电压。

优选的，当第一开关断开时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收所述采样调理电路输出的第一个第一电压或第一个第二电压；

在第一开关闭合时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收所述采样调理电路输出的第二个第一电压或第二个第二电压。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的对地绝缘电阻的检测电路及方法，采样调理电路模块采集同一节点的电压后输出电压值不同的多个第一电压或输出电压值不同的多个第二电压，不仅可以提高采样精度，还可以在待测器件负输出端对地绝缘电阻阻值较小时，从多个第一电压或第二电压中选定电压值较大的第一电压或第二电压计算待检测器件正输出端和负输出端对地绝缘电阻的阻值，从而可以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种对地绝缘电阻的检测电路的电路图；

图2为本发明实施例一提供的一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图3为本发明实施例一提供的另一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图4为本发明实施例二提供的一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图5为本发明实施例二提供的另一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图6为本发明实施例三提供的一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图7为本发明实施例三提供的另一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图8为本发明实施例四提供的一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图9为本发明实施例四提供的另一种对地绝缘电阻检测电路的电路图；

图10为本发明实施例五提供的一种对地绝缘电阻检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施例提供了一种对地绝缘电阻的检测电路，用于检测待检测器件的对地绝缘电阻。该检测电路包括正输入端PV+、负输入端PV-、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一开关Q1、采样调理电路模块和处理器CPU。

本实施例中以采样调理电路模块具有两个采样调理电路为例进行说明。如图2所示，第一电阻R1的第一端与正输入端PV+连接、第二端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第一开关Q1的第一端连接，第一开关Q1的第二端与负输入端PV-连接；第三电阻R3的第一端与第一电阻R1的第二端即节点N1连接、第二端与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与负输入端PV-连接；两个采样调理电路的输入端都与第三电阻R3的第二端即节点N2连接、输出端都与处理器CPU连接。其中，处理器CPU可控制第一开关Q1的断开和闭合。

本实施例中仅以待检测器件为光伏逆变器进行说明，但是并不仅限于此。假设光伏逆变器直流侧正输出端的对地绝缘电阻为R10和负输出端的对地绝缘电阻为R20，将检测电路的正输入端PV+与光伏逆变器的正输出端连接、负输入端PV-与光伏逆变器的负输出端连接后，电阻R10就会与第一电阻R1并联，电阻R20就会与第二电阻R2和第一开关Q1并联，从而可以根据基尔霍夫电压定律或电流定律计算出电阻R10和R20的阻值。

本实施例中，每一采样调理电路都会在第一开关Q1断开时向处理器CPU输出一第一电压，在第一开关Q1闭合时向处理器CPU输出一第二电压。由于每一采样调理电路的放大比例不同，因此，各采样调理电路输出的第一电压的电压值不同，输出的第二电压的电压值也不同。本发明并不对采样调理电路的具体结构进行限定，只要其能够采样电压信号，并对采样的电压信号进行放大即可。并且，本实施例中的采样调理电路的放大比例均大于1。

处理器CPU用于从两个采样调理电路输出的第一电压中选定计算用的第一电压，从两个采样调理电路输出的第二电压中选定计算用的第二电压，并根据选定的第一电压、第二电压、正输入端PV+和负输入端PV-之间的电压值U0、第一电阻R1至第四电阻R4的阻值以及基尔霍夫定律计算出光伏逆变器正输出端对地绝缘电阻R10的阻值和负输出端对地绝缘电阻R20的阻值。

其中，计算电阻R10和R20的具体过程为：处理器CPU控制第一开关Q1断开，并获得第1个采样调理电路输出的第一电压U30以及第2个采样调理电路输出的第一电压U31，第一电压U30和U31为采样调理电路采集节点N2即第四电阻R4两端的电压U20并按照预设的放大比例进行放大后的电压，且U30＝k1*U20，U31＝k2*U20，k1为第1个采样调理电路的放大比例，k2为第2个采样调理电路的放大比例，其中，k1远远大于k2。

然后处理器CPU控制第一开关Q1闭合，并获得第1个采样调理电路输出的第二电压U40，第2个采样调理电路输出第二电压U41，且U40＝k1*U21，U41＝k2*U21，U21为第一开关Q1闭合后节点N2的电压。

之后处理器CPU根据第1个采样调理电路输出的第一电压U30是否小于或等于阈值电压的判定结果，确定计算用的第一电压为第1个采样调理电路输出的第一电压U30或第2个采样调理电路输出的第一电压U31；并根据第1个采样调理电路输出的第二电压U40是否小于或等于阈值电压的判定结果，确定计算用的第二电压为第1个采样调理电路输出的第二电压U40或第2个采样调理电路输出的第二电压U41。

本实施例中，优先选用放大比例较大的采样调理电路输出的电压，以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。因而，首先判断第1个采样调理电路输出的第一电压U30是否小于或等于阈值电压，若第一电压U30小于或等于阈值电压，则选定第一电压U30为计算用的第一电压，并将第一电压U30代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U10，若第一电压U30大于阈值电压，则选定第2个采样调理电路输出的第一电压U31为计算用的第一电压，并将第一电压U31的值代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U10。其中，该阈值电压为处理器CPU的输入电压上限，由于不同的处理器的输入电压上限不同，因此，本实施例中的阈值电压需根据实际情况进行设定。由于k1远远大于k2，因此，即便第一电压U30大于阈值电压，第二电压U31也会小于或等于阈值电压。

同样，若第1个采样调理电路输出的第二电压U40小于或等于阈值电压，则选定第二电压U40为计算用的第二电压，并将第二电压U40代入公式中计算出第一开关Q1闭合时N1节点的电压U11，若第二电压U40大于阈值电压，则选定第2个采样调理电路输出的第二电压U41为计算用的第二电压，并将第二电压U41代入公式中计算出第一开关Q1闭合时的N1节点的电压U11。

根据基尔霍夫定律列出如下公式一和公式二，其中，公式一是根据第一开关Q1断开时的电路结构列出的基尔霍夫公式，公式二是根据第一开关Q1闭合时的电路结构列出的基尔霍夫公式。

由于这两个方程中仅电阻R10和R20是未知数，因此，处理器CPU将计算出的电压U10和电压U11、测量得到的正输入端PV+和负输入端PV-之间的电压U0以及已知的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值代入上述公式一和公式二，即可计算出光伏逆变器直流侧的正输出端对地绝缘电阻R10和负输出端对地绝缘电阻R20的阻值。

得到对地绝缘电阻R10和R20后，还可以根据公式计算出光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗R_eq，并根据不同工况的检测结果，判断R_eq是否大于保护阈值R_limit。若绝缘阻抗值R_eq大于保护阈值R_limit，则说明光伏逆变器的对地绝缘性能良好，可以正常并网工作。若绝缘阻抗值R_eq小于保护阈值R_limit，则说明光伏逆变器对地绝缘出现故障，无法正常并网运行，需要发出告警故障信号，提示工作人员进行维修。

在本实施例的另一个实施方式中，如图3所示，两个采样调理电路的输入端都与第三电阻R3的第一端连接。

第一开关Q1断开时，第1个采样调理电路输出的第一电压U30＝k1*U10，第2个采样调理电路输出的第一电压U31＝k2*U10；第一开关Q1闭合时，第1个采样调理电路输出的第二电压U40＝k1*U11，第2个采样调理电路输出的第二电压U41＝k2*U11。

若第1个采样调理电路输出的第一电压U30小于或等于阈值电压，则选定第一电压U31为计算用的第一电压，并计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压若第一电压U30大于阈值电压，则选定第2个采样调理电路输出的第一电压U31为计算用的第一电压，并计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压

若第1个采样调理电路输出的第二电压U40小于或等于阈值电压，则选定第二电压U40为计算用的第二电压，并计算出第一开关Q1闭合时N1节点的电压若第二电压U40大于阈值电压，则选定第2个采样调理电路输出的第二电压U41为计算用的第一电压，并计算出第一开关Q1闭合时的N1节点的电压

之后将计算出的电压U10、电压U11以及已知的电压U0、电阻R1、R2、R3和R4代入上述基尔霍夫公式一和公式二计算出R10和R20。

本实施例提供的对地绝缘电阻的检测电路，通过多个采样调理电路进行电压的采集，不仅可以提高采样精度，还可以在待测器件输出端对地绝缘电阻阻值较小时，从多个采样调理电路中选出放大比例较大的采样调理电路输出的第一电压或第二电压计算待检测器件正输出端和负输出端对地绝缘电阻的阻值，以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。

实施例二

本实施例提供了一种对地绝缘电阻的检测电路，该检测电路与实施例一中的检测电路的结构相同，其不同之处在于，本实施例中的采样调理电路模块包括N个采样调理电路，这N个采样调理电路的输入端与同一节点连接，如图4所示，这N个采样调理电路的输入端都与第三电阻R3的第二端即节点N2连接、输出端均与处理器CPU连接。

本实施例提供的检测电路的计算过程为：控制第一开关Q1断开，获取第1个采样调理电路输出第一电压U31＝k1*U20，获取第2个采样调理电路输出第一电压U32＝k2*U20，获取第3个采样调理电路输出第一电压U33＝k3*U20...获取第n个采样调理电路输出第一电压U3n＝kn*U20，其中，k1为第1个采样调理电路的放大比例，k2为第2个采样调理电路的放大比例...kn为第n个采样调理电路的放大比例，且k1、k2...kn依次减小。

控制第一开关Q1闭合，获取第1个采样调理电路输出的第二电压U41＝k1*U21，获取第2个采样调理电路输出的第二电压U42＝k2*U21，获取第3个采样调理电路输出的第二电压U43＝k3*U21...获取第n个采样调理电路输出的第二电压U4n＝kn*U21。

之后处理器CPU根据电压值最大且电压值小于或等于阈值电压的标准，从N个采样调理电路输出的第一电压中选定计算用的第一电压，从N个采样调理电路输出的第二电压中选定计算用的第二电压。即从第一电压U31至U3n中找出电压值最大且该电压值小于或等于阈值电压的第一电压作为计算用的第一电压，从第二电压U41至U4n中找出电压值最大且该电压值小于或等于阈值电压的第二电压作为计算用的第二电压。

假设找出的第一电压为第3个采样调理电路输出的第一电压U33，找出的第二电压为第3个采样调理电路输出的第二电压U43，则将第一电压U33代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U10，将第二电压U43代入公式中计算出第一开关Q1闭合时N1节点的电压U11。

之后将计算出的电压U10、电压U11以及已知的电压U0、电阻R1、R2、R3和R4代入上述基尔霍夫公式一和公式二计算出R10和R20。

在本实施例的另一个实施方式中，如图5所示，这N个采样调理电路的输入端都与第三电阻R3的第一端即节点N1连接、输出端都与处理器CPU连接。第一开关Q1断开时，第1个采样调理电路输出的第一电压U31＝k1*U10，第2个采样调理电路输出的第一电压U32＝k2*U10...第n个采样调理电路输出的第一电压U3n＝kn*U10；第一开关Q1闭合时，第1个采样调理电路输出的第二电压U41＝k1*U11，第2个采样调理电路输出的第二电压U42＝k2*U11…第n个采样调理电路输出的第二电压U4n＝kn*U11。

从第一电压U31至U3n中找出电压值最大且该电压值小于或等于阈值电压的第一电压作为计算用的第一电压，从第二电压U41至U4n中找出电压值最大且该电压值小于或等于阈值电压的第二电压作为计算用的第二电压。假设找出的第一电压为第3个采样调理电路输出的第一电压U33，找出的第二电压为第3个采样调理电路输出的第二电压U43，那么，可计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压计算出第一开关Q1闭合时的N1节点的电压

之后将计算出的电压U10、电压U11以及已知的电压U0、电阻R1、R2、R3和R4代入上述公式一和公式二计算出R10和R20。

本实施例提供的对地绝缘电阻的检测电路，通过多个采样调理电路进行电压的采集，不仅可以提高采样精度，还可以在待测器件输出端对地绝缘电阻阻值较小时，从多个采样调理电路中选出放大比例较大的采样调理电路输出的第一电压或第二电压计算待检测器件正输出端和负输出端对地绝缘电阻的阻值，以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。

实施例三

本实施例提供的对地绝缘电阻的检测电路与实施例一提供的检测电路的结构大体相同，其不同之处在于，如图6和图7所示，本实施例中的采样调理电路模块还包括第二开关Q2，该第二开关Q2的一端与处理器CPU连接，另一端与第1个采样调理电路的输出端连接或第2个采样调理电路的输出端连接。

也就是说，当第二开关Q2断开时，第1个采样调理电路的输出端与处理器CPU连接，并向处理器CPU输出第一电压或第二电压；当第二开关Q2闭合时，第2个采样调理电路的输出端与处理器CPU连接，并向处理器CPU输出第一电压或第二电压，这样就可以节省处理器CPU的一个输入端口。

在第一开关Q1断开时，控制第二开关Q2断开，获取第1个采样调理电路输出的第一电压U30，之后控制第二开关Q2闭合，获取第2个采样调理电路输出的第一电压U31。

在第一开关Q1闭合时，控制第二开关Q2断开，获取第1个采样调理电路输出的第二电压U40，之后控制第二开关Q2闭合，获取第2个采样调理电路输出的第二电压U41。

本实施例中选定计算用的第一电压和第二电压的过程以及对地绝缘电阻R10和R20的计算过程与实施例一相同，在此不再赘述。

本实施例提供的对地绝缘电阻的检测电路，通过多个采样调理电路进行电压的采集，不仅可以提高采样精度，还可以在待测器件输出端对地绝缘电阻阻值较小时，从多个采样调理电路中选出放大比例较大的采样调理电路输出的第一电压或第二电压计算待检测器件正输出端和负输出端对地绝缘电阻的阻值，以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。

实施例四

本实施例提供了一种对地绝缘电阻的检测电路，该实施例提供的检测电路与实施例一提供的检测电路大体相同，其不同之处在于，该采样调理电路模块包括一个采样调理电路、第二开关Q2和第五电阻R5，第五电阻R5的阻值和第四电阻R4的阻值不同，优选的第五电阻R5大于第四电阻R4。

如图8所示，第五电阻R5的第二端与负输入端PV-连接，第二开关Q2的一端与第三电阻R3的第二端连接、另一端与第四电阻R4或第五电阻R5的第一端连接，采样调理电路的输入端与第三电阻R3的第二端连接。当第二开关Q2断开时，第四电阻R4的第一端与第三电阻R3的第二端连接，采样调理电路向处理器CPU输出第一个第一电压或第一个第二电压；第二开关Q2闭合时，第五电阻R5的第一端与第三电阻R3的第二端连接，采样调理电路向处理器CPU输出第二个第一电压和第二个第二电压。

在第一开关Q1断开时，控制第二开关Q2断开，获取采样调理电路输出的第一个第一电压U30，之后控制第二开关Q2闭合，获取采样调理电路输出的第二个第一电压U31。

在第一开关Q1闭合时，控制第二开关Q2断开，获取采样调理电路输出的第一个第二电压U40，之后控制第二开关Q2闭合，获取采样调理电路输出的第二个第二电压U41。

由于第二开关Q2闭合前后，N1节点连接的电阻的阻值不同，即第二开关Q2断开或闭合时N1节点的电压不同，因此，即便采用一个采样调理电路对N1节点的电压进行采集，但是，采样调理电路输出的第一个第一电压U30和第二个第一电压U31的电压值并不相同，第一个第二电压U40和第二个第二电压U41的电压值并不相同。

之后判断第一个第一电压U30是否小于或等于阈值电压，若是，则选定第一个第一电压U30为计算用的第一电压，并将第一个第一电压U30的值代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U10，若第一个第一电压U30大于阈值电压，则将第二个第一电压U31代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U101。

同样，若第一个第二电压U40小于或等于阈值电压，则将第一个第二电压U40代入公式中计算出第一开关Q1闭合时N1节点的电压U11，若第二电压U40大于阈值电压，则将第二个第二电压U41代入公式中计算出第一开关Q1闭合时的N1节点的电压U111。

之后将计算出的电压U10或U101、电压U11或U111以及已知的电压U0、电阻R1、R2、R3和R4代入上述基尔霍夫公式一和公式二计算出R10和R20。

同样，本实施例的另一个实施方式中，如图9所示，采样调理电路的输入端与第三电阻R3的第一端连接。

同样，在第一开关Q1断开时，控制第二开关Q2断开，获取采样调理电路输出的第一个第一电压U30，之后控制第二开关Q2闭合，获取采样调理电路输出的第二个第一电压U31。

在第一开关Q1闭合时，控制第二开关Q2断开，获取采样调理电路输出的第一个第二电压U40，之后控制第二开关Q2闭合，获取采样调理电路输出的第二个第二电压U41。

之后判断第一个第一电压U30是否小于或等于阈值电压，若是，则选定第一个第一电压U30为计算用的第一电压，并将第一个第一电压U30的值代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U10，若第一个第一电压U30大于阈值电压，则将第二个第一电压U31代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U101。

同样，若第一个第二电压U40小于或等于阈值电压，则将第一个第二电压U40代入公式)中计算出第一开关Q1闭合时N1节点的电压U11，若第二电压U40大于阈值电压，则将第二个第二电压U41代入公式中计算出第一开关Q1闭合时的N1节点的电压U111。

之后将计算出的电压U10或U101、电压U11或U111以及已知的电压U0、电阻R1、R2、R3和R4代入上述基尔霍夫公式一和公式二计算出R10和R20。

本实施例提供的对地绝缘电阻的检测电路，采样调理电路模块采集同一节点的电压后输出电压值不同的多个第一电压或输出电压值不同的多个第二电压，不仅可以提高采样精度，还可以在待测器件负输出端对地绝缘电阻阻值较小时，从多个第一电压或第二电压中选定电压值较大的第一电压或第二电压计算待检测器件正输出端和负输出端对地绝缘电阻的阻值，从而可以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。

实施例五

本实施例提供了一种对地绝缘电阻的检测方法，应用于上述任一实施例提供的对地绝缘电阻的检测电路，如图10所示，所述检测方法包括：

S901：接收采样调理电路模块在第一开关断开时输出的电压值不同的多个第一电压以及在第一开关闭合时输出的电压值不同的多个第二电压；

S902：从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压；

S903：根据选定的第一电压和第二电压计算出待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端的对地绝缘电阻的阻值。

下面以图2所示的检测电路为例进行说明，该检测电路中的采样调理电路模块包括两个采样调理电路即包括第1个采样调理电路和第2个采样调理电路。

首先，处理器CPU控制第一开关Q1断开，获得第1个采样调理电路输出的第一电压U30以及第2个采样调理电路输出的第一电压U31，U30＝k1*U20，U31＝k2*U20。

然后处理器CPU控制第一开关Q1闭合，并获得第1个采样调理电路输出的第二电压U40，第2个采样调理电路输出第二电压U41，且U40＝k1*U21，U41＝k2*U21。

之后处理器CPU判断第1个采样调理电路输出的第一电压U30是否小于或等于阈值电压，若第一电压U30小于或等于阈值电压，则选定第一电压U30为计算用的第一电压，并将第一电压U30代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U10，若第一电压U30大于阈值电压，则选定第2个采样调理电路输出的第一电压U31为计算用的第一电压，并将第一电压U31的值代入公式中计算出第一开关Q1断开时N1节点的电压U10。

同样，判断第1个采样调理电路输出的第二电压U40是否小于或等于阈值电压，若是，则选定第二电压U40为计算用的第二电压，并将第二电压U40代入公式中计算出第一开关Q1闭合时N1节点的电压U11，若第二电压U40大于阈值电压，则选定第2个采样调理电路输出的第二电压U41为计算用的第一电压，并将第一电压U41代入公式中计算出第一开关Q1闭合时的N1节点的电压U11。

计算出的电压U10和电压U11之后，处理器CPU将U10、U11、测量得到的正输入端PV+和负输入端PV-之间的电压U0以及已知的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值代入上述基尔霍夫公式一和公式二，即可计算出光伏逆变器直流侧的正输出端对地绝缘电阻R10和负输出端对地绝缘电阻R20的阻值。

本实施例提供的检测方法中，得到对地绝缘电阻R10和R20后，还可以根据公式计算出光伏逆变器直流侧的绝缘阻抗R_eq，并判断R_eq是否大于保护阈值R_limit。若绝缘阻抗值R_eq大于保护阈值R_limit，则说明光伏逆变器的对地绝缘性能良好，可以正常并网工作。若绝缘阻抗值R_eq小于保护阈值R_limit，则说明光伏逆变器对地绝缘出现故障，无法正常并网运行，需要发出告警故障信号，提示工作人员进行维修。其中，保护阈值R_limit可根据具体工况进行设定。

与图2所示的检测电路相比，图4所示的采样调理电路模块包括N个采样调理电路，此时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第一电压中找出电压值最大且电压值小于或等于阈值电压的第一电压，所述找出的第一电压为选定的计算用的第一电压；

从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第二电压中找出电压值最大且电压值小于或等于阈值电压的第二电压，所述找出的第二电压为选定的计算用的第二电压。

图4和图5所示的检测电路的计算过程在实施例二中已经进行了详细描述，在此不再赘述。

与图2所示的检测电路相比，图6所示的采样调理电路模块还包括第二开关Q2，基于此，在第一开关Q1断开时，处理器CPU可通过控制第二开关Q2的断开或闭合，来接收第1个采样调理电路输出的第一电压或第2个采样调理电路输出的第一电压，在第一开关Q1闭合时，处理器CPU通过控制第二开关Q2的断开或闭合，来接收第1个采样调理电路输出的第二电压或第2个采样调理电路输出的第二电压。图6和图7所示的检测电路的计算过程在实施例三中已经进行了详细描述，在此不再赘述。

与图2所示的检测电路相比，图8或图9所示的采样调理电路模块包括一个采样调理电路、第二开关Q2和第五电阻R5，当第一开关Q1断开时，处理器CPU可通过控制第二开关Q2断开或闭合，来接收采样调理电路输出的第一个第一电压或第一个第二电压；当第一开关Q1闭合时，处理器CPU可通过控制第二开关Q2断开或闭合，来接收采样调理电路输出的第二个第一电压或第二个第二电压。

并且，图8或图9所示的检测电路在进行检测时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

判断第一个第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则第一个第一电压为选定的第一电压，若否，则第二个第一电压为选定的第一电压；判断第一个第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则第一个第二电压为选定的第二电压，若否，则第二个第二电压为选定的第二电压。

图8或图9所示的检测电路的计算过程在实施例四中已经进行了详细描述，在此不再赘述。

本实施例提供的对地绝缘电阻的检测方法，采样调理电路模块采集同一节点的电压后输出电压值不同的多个第一电压或输出电压值不同的多个第二电压，不仅可以提高采样精度，还可以在待测器件负输出端对地绝缘电阻阻值较小时，从多个第一电压或第二电压中选定电压值较大的第一电压或第二电压计算待检测器件正输出端和负输出端对地绝缘电阻的阻值，从而可以减小计算出的对地绝缘电阻的误差。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种对地绝缘电阻的检测电路，其特征在于，包括正输入端、负输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一开关、采样调理电路模块和处理器；

所述正输入端与待检测器件的正输出端连接，所述负输入端与所述待检测器件的负输出端连接，所述第一电阻的第一端与所述正输入端连接、第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述负输入端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接、第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述负输入端连接；所述采样调理电路模块的输入端与所述第三电阻的第一端或第二端连接、输出端与所述处理器连接；

所述采样调理电路模块用于在所述第一开关断开时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第一电压，在第一开关闭合时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第二电压；

所述处理器用于从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压，并根据选定的第一电压和第二电压计算所述待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端对地绝缘电阻的阻值；

所述采样调理电路模块包括N个采样调理电路，所述N个采样调理电路的输入端均与所述采样调理电路模块的输入端连接、输出端均与所述采样调理电路模块的输出端连接，其中，N为大于2的自然数，所述N个采样调理电路的放大比例依次减小；

所述处理器从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第一电压中选定电压值最大且所述电压值小于或等于阈值电压的计算用的第一电压，从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第二电压中选定电压值最大且所述电压值小于或等于阈值电压的计算用的第二电压。

2.一种对地绝缘电阻的检测电路，其特征在于，包括正输入端、负输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一开关、采样调理电路模块和处理器；

所述正输入端与待检测器件的正输出端连接，所述负输入端与所述待检测器件的负输出端连接，所述第一电阻的第一端与所述正输入端连接、第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述负输入端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接、第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述负输入端连接；所述采样调理电路模块的输入端与所述第三电阻的第一端或第二端连接、输出端与所述处理器连接；

所述采样调理电路模块用于在所述第一开关断开时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第一电压，在第一开关闭合时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第二电压；

所述处理器用于从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压，并根据选定的第一电压和第二电压计算所述待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端对地绝缘电阻的阻值；

所述采样调理电路模块包括两个采样调理电路，所述两个采样调理电路的输入端均与所述采样调理电路模块的输入端连接、输出端均与所述采样调理电路模块的输出端连接，其中，第1个采样调理电路的放大比例大于第2个采样调理电路的放大比例；

所述处理器判断所述第1个采样调理电路输出的第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第一电压为选定计算用的第一电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第一电压为选定计算用的第一电压；

所述处理器判断所述第1个采样调理电路输出的第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第二电压为选定计算用的第二电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第二电压为选定计算用的第二电压。

3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述采样调理电路模块还包括第二开关；

所述第二开关断开时，所述第1个采样调理电路的输出端与所述处理器连接，所述第1个采样调理电路向所述处理器输出第一电压或第二电压；

所述第二开关闭合时，所述第2个采样调理电路的输出端与所述处理器连接，所述第2个采样调理电路向所述处理器输出第一电压或第二电压。

4.一种对地绝缘电阻的检测电路，其特征在于，包括正输入端、负输入端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一开关、采样调理电路模块和处理器；

所述正输入端与待检测器件的正输出端连接，所述负输入端与所述待检测器件的负输出端连接，所述第一电阻的第一端与所述正输入端连接、第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端与所述负输入端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接、第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述负输入端连接；所述采样调理电路模块的输入端与所述第三电阻的第一端或第二端连接、输出端与所述处理器连接；

所述采样调理电路模块用于在所述第一开关断开时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第一电压，在第一开关闭合时采集输入端的电压并输出电压值不同的多个第二电压；

所述处理器用于从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压，并根据选定的第一电压和第二电压计算所述待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端对地绝缘电阻的阻值；

所述采样调理电路模块包括一个采样调理电路、第二开关和第五电阻；

所述第五电阻的第二端与所述负输入端连接；所述第二开关断开时，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述采样调理电路向所述处理器输出第一个第一电压和第一个第二电压；所述第二开关闭合时，所述第五电阻的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述采样调理电路向所述处理器输出第二个第一电压和第二个第二电压；

所述处理器判断所述第一个第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则第一个第一电压为计算用的第一电压，若否，则所述第二个第一电压为计算用的第一电压；

所述处理器判断所述第一个第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第一个第二电压为计算用的第二电压，若否，则所述第二个第二电压为计算用的第二电压。

5.一种对地绝缘电阻的检测方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的对地绝缘电阻的检测电路，所述检测方法包括：

接收采样调理电路模块在第一开关断开时输出的电压值不同的多个第一电压以及在第一开关闭合时输出的电压值不同的多个第二电压；

从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压；

根据选定的第一电压和第二电压计算出待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端的对地绝缘电阻的阻值；

当所述采样调理电路模块包括N个采样调理电路时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第一电压中找出电压值最大且电压值小于或等于阈值电压的第一电压，找出的第一电压为选定的计算用的第一电压；

从所述N个采样调理电路输出的电压值不同的N个第二电压中找出电压值最大且电压值小于或等于阈值电压的第二电压，找出的第二电压为选定的计算用的第二电压。

6.一种对地绝缘电阻的检测方法，其特征在于，应用于权利要求2-3任一项所述的对地绝缘电阻的检测电路，所述检测方法包括：

接收采样调理电路模块在第一开关断开时输出的电压值不同的多个第一电压以及在第一开关闭合时输出的电压值不同的多个第二电压；

从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压；

根据选定的第一电压和第二电压计算出待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端的对地绝缘电阻的阻值；

当所述采样调理电路模块包括两个采样调理电路时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

判断所述第1个采样调理电路输出的第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第一电压为选定的计算用的第一电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第一电压为选定的计算用的第一电压；

判断所述第1个采样调理电路输出的第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第1个采样调理电路输出的第二电压为选定的计算用的第二电压，若否，则所述第2个采样调理电路输出的第二电压为选定的计算用的第二电压。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述采样调理电路模块还包括第二开关，且在第一开关断开时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收第1个采样调理电路输出的第一电压或第2个采样调理电路输出的第一电压，在第一开关闭合时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收第1个采样调理电路输出的第二电压或第2个采样调理电路输出的第二电压。

8.一种对地绝缘电阻的检测方法，其特征在于，应用于权利要求4所述的对地绝缘电阻的检测电路，所述检测方法包括：

接收采样调理电路模块在第一开关断开时输出的电压值不同的多个第一电压以及在第一开关闭合时输出的电压值不同的多个第二电压；

从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压；

根据选定的第一电压和第二电压计算出待检测器件正输出端的对地绝缘电阻和负输出端的对地绝缘电阻的阻值；

所述采样调理电路模块包括一个采样调理电路、第二开关和第五电阻时，从所述电压值不同的多个第一电压中选定计算用的第一电压，从所述电压值不同的多个第二电压中选定计算用的第二电压的过程包括：

判断所述第一个第一电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第一个第一电压为选定的计算用的第一电压，若否，则所述第二个第一电压为选定的计算用的第一电压；

判断所述第一个第二电压是否小于或等于阈值电压，若是，则所述第一个第二电压为选定的计算用的第二电压，若否，则所述第二个第二电压为选定的计算用的第二电压。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当第一开关断开时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收所述采样调理电路输出的第一个第一电压或第一个第二电压；

在第一开关闭合时，通过控制所述第二开关断开或闭合，来接收所述采样调理电路输出的第二个第一电压或第二个第二电压。