[发明专利]电解槽系统、制氢系统和制氢电源及其输出对地短路检测电路

说明书

本发明提供一种电解槽系统、制氢系统和制氢电源及其输出对地短路检测电路，该输出对地短路检测电路中，第一分压单元和第二分压单元串联连接后，与电解槽并联连接于制氢电源的输出端正负极之间；电解槽的中间极板或负极接地，两个分压单元的连接点通过检测电阻也接地；因此，正常情况下和制氢电源与电解槽之间正负极传输回路出现对地短路故障时，两个分压单元之间连接点处的电压会发生变化，并通过该处生成的短路检测结果体现出来，进而实现了对于制氢电源输出对地短路故障的实时检测。

技术领域

本发明涉及电解制氢技术领域，特别涉及一种电解槽系统、制氢系统和制氢电源及其输出对地短路检测电路。

背景技术

水电解制氢电解槽，如图1a和图1b所示，其通常由数量不等的小室串联组成；如某100Nm3/h电解槽由100个小室组成，其每个小室分别承担1/100的输入电压。并且，其通常采用中间极板接地(如图1a所示)或负极接地(如图1b所示)的方式，来防止电解槽内静电累积。当前，制氢电源设备与电解槽之间，通常是采用导线或者铜排实现连接；但是，导线的绝缘层容易出现老化破损等情况，铜排连接也不可避免存在对地短路的风险。

中间极板接地方式下，当实现上述连接的正负极传输回路的任意位置对地出现短路的时候，电解槽中50％的小室将被短路，而剩下的50％小室承受了正常情况下2倍的电压，对电解槽的性能与寿命有着极大的影响。同时，短路点大电流会导致绝缘发热起火，在电解槽附近极易造成严重后果。而负极接地方式下，虽然负极对地出现短路时与正常情况相同，但当正极对地出现短路时，制氢电源直接被短路，极易导致其损坏。

该类短路故障在实际使用中已经发生，因此，当前亟需一个对该类故障进行检测的电路。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电解槽系统、制氢系统和制氢电源及其输出对地短路检测电路，以实现对于制氢电源输出对地短路故障的实时检测。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种制氢电源的输出对地短路检测电路，所述制氢电源的输出端连接电解槽的电能输入端，且所述电解槽的中间极板或负极接地；所述制氢电源的输出对地短路检测电路包括：第一分压单元、第二分压单元和检测电阻；其中：

所述制氢电源的输出端正极，依次通过所述第一分压单元和所述第二分压单元，连接所述制氢电源的输出端负极；

所述第一分压单元和所述第二分压单元的连接点，通过所述检测电阻接地，并生成短路检测结果。

可选的，所述电解槽的中间极板接地时：

所述第一分压单元的阻抗与所述第二分压单元的阻抗之比，等于所述中间极板到所述电解槽的正极之间的阻抗与所述中间极板到所述电解槽的负极之间的阻抗之比。

可选的，所述第一分压单元的阻抗与所述第二分压单元的阻抗相等。

可选的，所述第一分压单元的阻抗与所述第二分压单元的阻抗，均大于预设值。

可选的，所述检测电阻的阻抗大于预设值。

可选的，所述第一分压单元和所述第二分压单元，均包括：一个电阻，或，至少两个串并联连接的电阻。

可选的，还包括：AD采样模块；

所述AD采样模块用于根据所述短路检测结果进行AD转换和采样，生成短路检测信号至相应的处理器。

可选的，还包括：检测供电支路，连接在所述制氢电源的输出端正负极之间，用于在所述制氢电源启动之前，为所述第一分压单元和所述第二分压单元提供供电电压。

可选的，所述检测供电支路包括：串联连接的电压源、限流电阻和防反二极管；其中：

所述限流电阻用于限制所述电压源的输出电流大小；