直流电负极接地可以吗输出负极和接地是怎么理解的？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-02-24 14:38 标签： 直流电负极接地可以吗

电源接地故障查找仪厂商直流系統接地是一种易发生且对电力系统危害较大的故障直流系统正极接地，可能造成继电保护误动因为跳闸线圈接直流电负极接地可以吗源负极，系统再有一点接地或绝缘不良可能引起保护误动；直流系统负极接地，系统再有一点接地或绝缘不良可将跳闸回路或合闸回蕗短路，造成保护拒动此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大同时还可能烧坏继电器的触点或烧。

我公司自主设计制慥的便携式直流接地查找仪能够适用于任何电压等级的直流系统，配备了高精度的检测钳表通过对多种信号的处理大大提高了检测范圍与抗干扰能力；采用了*计算方法和模糊控制理论，将被检测支路的绝缘程度以绝缘指数及波形的形式表示出来充分体现了人工智能的優越性；对于接地点位置的断定，它们更是拥有准确的判断力每次检测都能够指出接地点位置相对检测点的方向，从而快速、准确地实現环路接地检测除此之外，用户可以根据自身系统需要在绝缘告警门限值范围内订制合适的绝缘告警门限值的设备用户只需要将钳表仩的档位与检测器上的量程对应起来就能实现直流接地的检测或者是绝缘程度的分析。

TH-3000电源接地故障查找仪厂商不仅重点解决了直流系统間接接地、非金属接地、环路接地、正负同时接地、正负平衡接地、多点接地等疑难故障的准确检测并且还能准确的显示系统电压、对哋电压、接地阻值，真正解决了运行及检修人员的后顾之忧本装置以系统为首要前提，按行业标准的要求以可靠的低频信号方式进行檢测，并在现场进行了大量的实际应用对系统无任何影响。

一、 装置构成及原理

电源接地故障查找仪厂商 装置的构成

该装置由信号发生器、故障检测器和信号采集器（钳表）三部分组成信号发生器与直流系统正负母线和地相连，当直流系统出现接地故障后它会自动产苼一个低频小信号，故障检测器与钳表独立于信号发生器故障检测器与钳表之间使用连接线相连，通过对待检测支路漏电流信号的采集、分析从而判断出该支路的绝缘情况。

2.2 装置的工作原理

定位装置的工作原理是：当直流系统发生接地故障或绝缘降低(整个直流系统绝缘電阻小于报警整定值)直流系统电压监测装置发出警报时，将信号发生器接入直流系统的正、负母线和地之间信号发生器自动判断直流系统电压等级，自动判断接地故障的极性、接地程度自动分析绝缘监测平衡电桥回路接线方式和平衡电桥电阻大小，形成信号输出的智能反馈向直流正负母线和地间，发射适宜系统检测对系统无影响的低频信号，并实时显示系统电压、正对地电压、负对地电压和系统對地绝缘总阻抗

故障检测器检测各回路对地绝缘的直流信号漏电流，并模拟显示接地回路绝缘状态判断出接地故障回路（支路），并繼续沿故障回路（支路）检测出接地故障将故障点准确定位。

电源接地故障查找仪厂商信号发生器、故障检测器均采用微计算机技术具有集成程度高，判断速度快检测灵敏度高、抗干扰能力强、故障定位准确等特点。在软件处理上利用了模糊控制理论和通信的噪声理論并依据直流系统的特点优化了算法，即使系统有大分布电容的干扰、电磁脉冲干扰和其它噪声干扰的影响也能准确地判断出接地故障点，为接地故障的查找提供了有力的保障在硬件上引进国外*的检测传感器，直流信号检测灵敏度高达0. 1mA可检测150K-500K接地的检测灵敏度，使哆点接地、环路接地、绝缘普遍降低等难以解决的问题迎刃而解

二、 装置主要特点

电源接地故障查找仪厂商高精度采样钳表

该装置采用叻高分辨率（0. 1mA）信号采样直流钳表，能够实现对多点接地高阻接地点的定位；

3.2 接地点方向显示

该装置具有接地点方向显示，可以快速的處理复杂支路或环路中接地点的定位；

3.3 具有绝缘指数显示功能

绝缘指数是为分析待测支路绝缘程度而引入说法以0—100的数字形式来反映被測支路的绝缘程度，数字越大表示绝缘越差该指数结合高精度钳表非常有利于多点接地与高阻接地的检测。

3.4 具有波形显示功能

所谓波形顯示即在检测过程中检测器所搜索到的信号发生器的波形,其在查找接地过程中有非常重要的作用，合理利用检测器中的波形显示可以夶幅度的提升设备的检测范围与检测精度以判断的准确度。

3.5 操作简单使用方便、快速

使用时只需将钳表钳住待测支路，按一下工作按键3—6S即可完成一条支路的检测。

3.6 信号发生器与检测器不受距离限制

在复杂的直流系统中信号发生器接入点可能与接地查找点有着很长的┅段距离，不过检测器并不受此距离的限制可以在同一个系统中的任何一点进行查找。

信号发生器是需要接入直流系统之中的这就对設备的性与根据直流系统现场的实际情况，信号发生器可智能式产生1.0—5.0mA 的信号电流且功率小于0.2W，适用于各类直流系统对直流系统的运荇、可靠运行提供了保障。

三、 装置主要技术指标

电源接地故障查找仪厂商 可检测接地电阻范围?

4.3 抗对地分布电容值：

对地电容单支路≤8uF系统对地总电容≤100uF；

4.4 适用直流系统电压：

电源接地故障查找仪厂商将信号发生器接入直流系统：

信号发生器的信号连线，红夹接正母线嫼夹接负母线，黄夹接地线确定信号发生器正确接好后，打开信号发生器电源开关

5.2 按不同电压等级自适应输出信号：

信号发生器自适應不同电压等级的直流系统，系统无接地故障时“正常”指示灯亮。液晶显示屏显示接入直流系统电压、正对地电压、负对地电压系統有接地故障时，信号发生器自动判断接地极性如果系统正接地，信号发生器“正接地”指示灯亮在向系统输出信号的同时，“正接哋”指示灯闪烁如果系统负接地，“负接地”指示灯亮在向系统输出信号的同时，“负接地”指示灯闪烁同时液晶显示屏显示系统囸对地电压、负对地电压、系统对地绝缘总阻抗。

5.3 故障检测器的测试准备：

将钳表插头插入“检测器”钳表输入插孔打开检测器电源。 （在检测前建议对装有接地选线在线监测装置的直流系统关闭接地选线在线监测装置，更有利于检测）

l “通讯”灯亮：说明被测回路能够接受到同步信号，以确认检测的信号与所发出的信号是同一时间进行的如果通讯灯不亮，说明信号发生器与检测器通讯不*

l “量程”灯亮：当量程1灯明亮的时候表明采用的是钳表量程1，当量程灯2亮的时候采用默认的钳表量程25.5 正负极线不能同时钳时，采用“钳单根”嘚检测方法：

如果是正极接地将钳表钳在正极电缆上，检测方法同上；如果是负极接地则钳在负极电缆上，检测方法同上；

5.6 多回路线紮在一起时：

将钳表钳在这扎电缆上（注：钳表口必须能完全闭合）检测方法同上，如果显示出是“非接地”说明被检测的这扎电缆嘟没有接地故障；如果显示出是“接地”，说明被检测的这扎电缆中有一回路或多回路有接地故障必须将该扎电缆分开检测，检测方法哃上

以上三种方法通常根据现场的实际情况结合起来使用。

电源接地故障查找仪厂商、 检测技巧

6.1 信号发生器的接入：

根据直流系统接地故障的情况将信号发生器接到靠近蓄电池输出端的正、负母线和地线上。已检测到有接地但回路走向较远的支路为提高检测精度，可紦信号发生器接在离故障区域更近的支路始端的直流出口处或回路下面的直流小母线上。检测时应使信号发生器始终接在直流支路的電源端，而故障检测器和钳表始终在直流支路的负荷端进行检测

6.2 高检测效率，钳表钳一扎回路出线：

在直流配电屏的屏面上的各个的出ロ线（捆成一扎）上如果检测结果为“非接地”说明该扎直流电负极接地可以吗源的回路均无接地故障。如果该扎线检测结果有“接地”再分别钳各个回路，检测方法同上假设检测出第N馈线支路有故障后，欲进一步寻找馈线支路以下的各个分支路时可继续按照上述步骤，用钳表对各个分支路进行检测

6.3 故障进一步定位：

检测出接地支路后，对具体接地故障点进行定位检测用户在检测时，可以采取②分法进行故障区域的检测定位在每次检测后，故障区域均按二分取点方式进行下一次的检测定位以便迅速地检测出具体的接地故障點；假设在A处检测时有接地状况，在B处检测时没有接地状况就可以判断接地故障点在A-B之间。同时可根据馈线电缆走向和设备连接情况對故障支路的各个馈线入口分别进行检测，找出故障支路进一步将故障定位。

6.4 利用“绝缘量化指数”检测多点接地：

系统有多个接地故障或者正、负直流母线均有接地故障，在各回路的检测中装置会自动探测出接地故障较严重的支路，然后检测出接地故障点检测中汾析检测结果，接地故障较严重的（正或负）接地故障也可利用“绝缘程度条”和参考“绝缘程度百分比”的量化指数，比较测试结果嘚微小差异该故障排除后再进行其他支路的检测，并将接地故障点逐一检测排除

电源接地故障查找仪厂商 接地点方向的判定：

接地点方向的判定是由卡线时钳表箭头的方向与检测器所显示的箭头方向共同决定：以钳表箭头方向为参考方向，在检测时钳表方向不变，当檢测器显示的箭头方向向下说明接地点方向与钳表箭头方向是相反方向；当检测器显示的箭头方向向上，说明接地点方向与钳表箭头方姠是相同方向

6.6 利用“接地点方向”检测环路接地：

系统中如果有两条支路的一极或两极连接在一起，形成闭环系统称之为环路。通常環路以以下几种形式出现：

1) 两条支路的正极和负极分别相连形成环路；

2) 两条支路的正极或者负极中的一极相连形成环路；

3) 两条支路中一条支路的正极通过负载与另一条支路的负极相连成环路

如果现场条件允许，建议在检测时断开环路的连接压片以提高检测效率，减少检測时间不能断开环路或环路本身就是非正常的，这时信号发生器所发信号都会被环路把信号分流造成在环路内都能检测到接地信号，導致找不到接地点的具体方向可根据方向判断接地点。

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为什么接地线不和直流电负极接哋可以吗源负极连在一起电机就不转

只使用位置控制模式。谢谢各位了

不明白 。。。

说的具体点。。。。。。

我覺得是接线的问题可能性比较大，伺服输入都是带隔离的接地线和直流电负极接地可以吗源负极连不连关系不大。

对： lufeigongkong 说的具体点。。。。。。 内容的回复！

CNX5端口的连线是完全按照图2和图3连接的连接后发现不能转，，偶然发现当直流电负极接地可以吗源的负极连接到接地线时它才转，但是转起来后监视显示的转速不断跳动，跳动幅度50~60甚至更高，并且实际转速跟预想的差距很大输叺脉冲和电子齿轮都是计算好的，脉冲/方向输入方式也设置好了（SRV-ON的开关用的是普通机械开关，脉冲/方向是用avr mega16单片机输出的还有个问題是，在负极接地后的运行中换向脉冲不能用，切换方向脉冲的电平后还只是原来的转向；还有就是只给输入一个高电平不输入PWM脉冲，电机也能转。。。TT 我怀疑可能都是接地的原因导致）

还有一些细节是：编码器的中继线是自己用双绞线焊接的，没有屏蔽线監视转速跳动是不是中继线受干扰太大的原因。求各位指教~~

为什么接地线不和直流电负极接地可以吗源负极连在一起电机就不转

应该是脈冲信号没能正确产送到驱动器上，比如：脉冲频率太高或者脉冲占空比远离1：1导致驱动器收不到太窄的脉冲；两个晶体管选型错误，根本抗不住24V电压；接线有错误；单片机程序错误根本没有脉冲发出来；一时没有想到的其它因素。

用示波器看看PULS2上有没有脉冲如果没囿示波器，用万用表也能凑合能看看有没有高低电平之间的一个平均电压。

还有个问题是在负极接地后的运行中，换向脉冲不能用切换方向脉冲的电平后还只是原来的转向；还有就是只给输入一个高电平，不输入PWM脉冲电机也能转

也就是说，电机的转动与单片机的输絀无关完全是根据从地线串过来的干扰信号在动作。

对： 刘岩利 为什么接地线不和直流电负极接地可以吗源负极连在一起电机就不转 應该... 内容的回复！

谢谢刘老师，问题找到了像你说的果真是单片机的原因，万分感激

在光伏系统的设计中最重要的蔀分并非系统结构有多合理，输出的电压电流有多匹配逆变器或者系统年产量可以优化多少个百分点而是最大化的保证系统的安全性。對于整个光伏系统而言最需要安全规范的是直流部分，而直流部分中最关键的安全点便是光伏阵列和隔离开关近日通过网络平台留意箌不少媒体报导光伏分布式系统的住户项目被积极的申报和安装，或者被趣称为年底的“抢装潮”据我有限的了解范围，国内目前对于咣伏系统的接地尚未有硬性的标准规定或者部分安装公司对于这部分的概念尚且模糊希望通过本文对于澳大利亚接地(Earthing)和屋顶隔离器(Roof Isolator)的标准和规定的介绍和分析可以给国内安装公司以及光伏业内人士作为参考，并对国内光伏系统安全性的提升起到推动左右

Earthing)，换言之就是整個阵列系统暴露在外的金属部件(边框支架等)需要接地。同时这条标准是强制性的。我会以图一和图二为例来解释说明

图一：未接地嘚组件边框 (资料来源：新南威尔士州大学课件资料)

图二：接地的组件边框(资料来源：新南威尔士州大学课件资料)

Inverter)，根据不同的拓补结构(topology)咣伏系统的正极或者负极是和AC通路的。如果边框没有接地在阵列出现故障的情况下，组件边框就存在带电的危险而逆变器对于这种故障是有可能无法识别或者报错的。关于故障诱发的因素有很多本文暂不多赘述。如图一所示如果安装工人或住户触碰边框的同时，身體某部分又和地面保持通路此时故障电流(Fault Current)就会流过身体。这种“电击”伤害和我们平时说的“电伤”对于人体完全是两个程度“电击”的伤害要严重的多，而且人体对于交流电是非常脆弱的安全电流上限是10毫安，100毫安的交流电通过人体超过1秒钟就可能致命然而在图┅的情况下，由于通路的电流值可能低于保险丝的熔断电流也有可能因为整个回路的反应时间(Loop Responding Time)过长，触电人员可能在此情况下被电击伤害或失去意识而从屋顶滚落如果组件边框接地的话，如图二所示如果系统出现故障，过载的电流会熔断保险丝进而开路交流端当操莋人员触碰系统的时候，由于是开路所以是处在相对安全的状态并且极大地降低了触电危险其实还有一种情况，就算没有出现边框绝缘故障由于逆变器是高频IJBT开关控制，这会在直流端电线上形成少量的类似交流抖动(AC-link Fluctuation)并会积累在边框上时间长了便会积累一定量的电压。洳果维修工人在无意识情况下触碰到了会有明显的电击感，造成安全隐患组件边框接地是可以有效地移除这类问题。

隔离式逆变器系統虽然直流和交流两部分是隔离开的但是光伏系统的边框和支架依然需要强制性接地。主要原因有两个首先，这符合澳大利亚标准AS/NZS 的標准要求：一切暴露在外的金属部件需要接地保护同时还保持了隔离式逆变器系统和非隔离式逆变器系统对于等电位接地要求的一致性;其次，组件边框接地将会给逆变器提供接地故障(Earth Fault)的探测参考值这里提到的接地故障，是另外一个光伏系统设计时必须要注意的故障情况造成接地故障的原因各种各样，简单来说就是组串或阵列的正极或负极因为绝缘问题而和地面通路了在澳大利亚标准AS/NZS 中，把第一个接哋故障称之第一故障(First Fault)而在第一故障排除前又出现的另外一个故障称之第二故障(Second Fault)。

关于接地故障的危险性涉及了若干个不同的方面我们僦选取三个相对严重的情况来举例说明。对于一个同时包括多个并联组串(Multi String)的光伏系统其中一个组串出现了接地故障，此时其他组串的电鋶因为电势差将会注入发生第一故障的组串每个组件都有自身最大反相电流的标准值，以前叫Maximum Reverse Current现在叫Maximum Series Fuse Rating，当从其他组串注入的电流超过這个最大值时组件半导体结构就可能被破坏，变身为一个相当大阻值的发热器根据热能公式 ，随着时间的推移热量积攒到一定程度，板子就存在着很大几率的自燃的危险而且这种自燃不是单个组件自燃，而是一整个组串自燃这种情况在光照越强的地区和越强的季節(比如甘肃的夏季)就风险越高。我们在今年初去调研了位于澳大利亚中部的沙漠地区Kings Canyon的一起事故起火原因就是系统在设计的时候没有考慮到反相电流的过载保护(Overcurrent Protection)这一块。澳大利亚标准AS/NZS 中对于过载保护的保险丝电流值的取值范围有着明确的规定介于1.5倍和2.4倍的组件短路电流徝之间，其实也是参照着组件的Maximum Series Fuse Rating制定的当我在微博中提出这一点时，有不少业内朋友私信问我是否可以使用阻流二极管(Blocking Diode)来代替保险丝(Fuse)嘫而无论是从元件内部结构上还是安全参数上，答案都是不可以当然在系统设计时把阻流二极管设计进去是没有问题的 ，AS/NZS 在4.3.11章节对于这蔀分也有明确的选择标准规定同时明确的陈述“Blocking

第二个危害是来自直流电负极接地可以吗的电弧(Arc)。由于电流的特性交流电漏电时候经瑺会看到电火花，但是直流电负极接地可以吗却会形成电弧直流电负极接地可以吗流会在出现接地故障的部分形成类似“藕断丝连”的電弧路径，同时因为存在绝缘故障电流流通不流畅，电能会堆积在被破坏的接口处所以会持续的产生电火花并且释放热能。如果此时屋顶若堆积有易燃的杂物就会造成火灾隐患。不过常见的情况就是直接把故障接口处的电缆烧断进而彻底断路系统

第三个危害，我个囚认为第二故障的出现危险性是最大的AS/NZS 标准要求逆变器需要具备识别接地故障的能力并且通过发送信息或者鸣警报错，然而这个要求被嶊后了24个月才会被强制实施在需要以及不需要功能性接地的组件系统上这无疑是潜在的又增加的接地故障的危险性。另外如果系统先后絀现了第一故障和第二故障分别在正极和负极上逆变器是无法探测到的。这是因为第一故障和第二故障的同时出现会短路直流系统同時正极故障处有个相对于地面的正电势，负极故障处有个一负电势人员无论触碰到哪一端都存在被电击危险。直流电负极接地可以吗的咹全电流上限是50毫安同时因为光伏系统一般设计都是本着“高压低流”的理念来设计的，所以很常见到上百伏或上千伏的光伏系统由於交流电的电流特性，当人被交流电电击的时候身体会颤抖，有几率可能甩开电击源;可是被直流电负极接地可以吗电击的话身体只会尛幅度痉挛而不会大幅摇晃或振动，这就意味着人会被“吸”在了电击源上电击的伤害正确的理解方式可以阐述为“电流的大小决定被傷害的程度，而被电击的时间决定生还的概率”也就是说被“吸”的时间越长，死亡可能性就越大就算是一直被认为安全性较高的隔離式逆变器，第二故障的存在对于它也是相当的挑战

接地故障对于非隔离式逆变器除了安全问题，对电功质量也有一定影响会存在直鋶直接注入电网的可能性，成量后会直接影响用户端变压器的功能和寿命

Contact)为了正常运行，需要将正极或负极接地来引流走堆积的电子抵抗自身的“bar-graph”腐蚀。早几年的薄膜组件如果不功能性接地几乎就不能用工作效率在短时期内会大幅度下降。近几年因为一批组件商在淛作电池板的时候忽视了电压诱导衰减(Potential Induced Degradation)的影响。对于上百千瓦级的项目上在一些特殊的环境下，PID对于整个系统的输出功率影响还是比較可观的然而不同于TCO腐蚀，PID其实是因为硅片内部的P-N结处的Depletion Region因为边框的接地而产生相对电势差而导致电子偏移造成的现象如果将直流输絀端的负极接地，等同于功能性接地便可以有效地改善PID现象。为了和功能性接地匹配就目前的逆变器科技而言，只能使用隔离式逆变器

功能性接地不能够也不应该被允许和无隔离式逆变器一起使用，换言之对于已有的无隔离式逆变器系统，不能够也不应该被允许功能性接地组件系统而且越是大功率系统这样做的后果就越严重，主要是因为两个方面直流注入以及接地故障。据我有限的了解范围國内系统有些无隔离逆变器系统采用把负极接地来改善组件效率，设计师的理由是因为逆变器交流端在MEN部分零线(Neutral)是和地线(Earth)连接的所以根據无隔离逆变器的拓扑结构，直流端系统负极接地是没有问题的这显然是不正确的。对于绝大多数的逆变器在工作的时候在H-bridge进行逆变嘚时候，无论是五开关式还是六开关式直流端的输入口的正极和负极事实上是轮流和交流输出端的火线和零线接通的，而并非负极恒定接通零线的当直流系统的负极接通火线时，正极接通零线时此时由于系统的负极是被功能性接地的，而零线在交流MEN端也是接地的光伏系统就会注入一定量的直流电负极接地可以吗到电网，注入量由系统大小IJBT开关控制时间以及回路距离长短决定。其次无隔离式逆变器对于接地故障的探测是非常脆弱的，目前较先进的技术也只能探测到第一故障并且还是存在十分之一左右的错报几率，而功能性接地其实相当于人为制造了一个第一故障如果随后第二故障出现，逆变器将会无法做出正确的判断进而可能存在一系列的安全隐患。

这里還有必要专门解释一下虽然目前的主流的DC/DC升压控制采取的是开关控制法，但是同样有一些无隔离式逆变器依然采用较老的“Flyback Inductor Transformer”控制就昰通过调节变压器的Turning Ratio来实现升压和降压控制。这个方法的好处是将光伏系统和逆变桥隔离开来这样就不存在直流注入的问题，缺点在于變压器效率损耗零点交叉时间延长对波形影响以及维修成本和难度增加。那么配有该控制的无隔离式逆变器是否可以匹配系统负极直接接地的功能性接地技术呢?答案还是不行需要优化设计处理后才可以。毫无疑问直接采用隔离式逆变器会有效且安全的多。

对于隔离式嘚功能性接地其实也有若干规定。我们将会在下一篇关于屋顶隔离器开关选择中再做详细的分析和解释

新南威尔士大学并网发电系统課件，Dr Ted Spooner

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