[发明专利]用于测量IT网络隔离电阻的方法

说明书

技术领域

本发明描述了一种用于确定独立的完全隔离电网、即所谓IT网络中的隔离电阻的方法。这种类型的IT网络例如应用在汽车中。

背景技术

IT网络一般被认为是这样一种电气技术网络形式，其中馈电电源不是像通常那样接地。这样，在第一种故障情况下，例如绝缘故障，不会建立起闭合的电流回路，并且也不会发生危险的电流流过人体的情况。同样，在第一种故障下，不必停止IT网络的操作，这得到了较高的故障安全性。但是缺点在于，只要相对于地的隔离没有由隔离监控装置测量到，这种第一故障也不会被识别出来。根据现有技术的IT网络是本发明的出发点，具有至少一个电源、最好是发电机，至少一个整流器，带有至少一个电容器和至少一个变流器的中间电路，以及用于测量中间电路电压的测量装置。

基于IT网络的上述特性，在操作开始时以及在操作期间对隔离进行控制是特别有利的。为此，EP0751396B1描述了一种方法，它需要超出现有IT网络的额外电路技术开销。

IT网络中已知的主要故障情况是隔离电阻的不同类型的变化，这些变化都必须通过适当地监控可靠地识别出来。在这些故障情况中例如包括隔离的老化，这会导致时间上很缓慢的、甚至往往在所有阶段对称的隔离电阻变化。同样已知的一种故障情况例如是由于隔离的损坏，这在大多数情况下仅在一个阶段造成隔离电阻的时间上快速的变化。

发明内容

本发明的任务在于提出一种用于测量IT网络中隔离电阻的方法，其中这种测量能够可靠地识别出对称的变化以及非对称的变化，并且其中所需要的额外电路技术开销应当尽可能地小。

根据本发明，这一任务通过具有权利要求1所述特征的措施来完成。在从属权利要求中描述了优选的实施方式。

本发明的构思是从一种IT网络出发，其最好具有发电机或其它电源，具有通过所述电源来馈电的直流中间电路，以及至少一个自换向的变流器。所述变流器具有至少一个第一功率开关和第二功率开关，以及一个中央抽头。

此外，所述IT网络具有一个用于测量中间电路电压的测量装置。所述测量装置最好具有一个对称设计的分压器和两个相应的测量单元，用于相对于地电位对两个中间电路电位进行电位测量。

根据本发明的用于测量隔离电阻的方法由“离线”测量和“在线”测量组成。在离线测量期间，例如在操作开始时，所有变流器的所有第一或第二功率开关都闭合。在这种开关状态下，对中间电路的两个电位进行测量。当测得的电位为非对称的情况下并且通过测量单元所了解的情况，在测量电子的特殊情况下，可靠地识别出发生了隔离故障。通过有选择地断开不同的功率开关可以对这种故障进行定位。同样，借助于这种离线测量可以对测量装置本身的功能进行测试。当所有开关都断开时，中间电路的两个电位必须在数值上相同。当一个开关闭合时，测量值必须遵照一个已知的时间特性。具有优点的是，在电位测量中由所存在的寄生负载电容引起的瞬态过程被用于对隔离测量单元的功能进行检验，从而对于隔离故障的这类模拟不需要额外的硬件开销。

在IT网络操作期间的在线测量再次对上述的两个电位进行测量，并对该次测量的时间特性进行分析。在第一种实施方式中，将测得的两个电位相加，接着对相加之和进行傅立叶变换，并针对其时间特性对频谱的变化进行分析。

在在线测量的第二种实施方式中，将测得的两个电位相加，将相加的和的数值适当求平均，并针对其时间特性对这个平均值进行分析。

附图说明

将借助具体实施例和图1至6更详细地描述本发明的技术方案。

图1示出了一种根据现有技术的IT网络。

图2  示出了在第一种示例隔离故障的情况下IT网络中的反用换流器和电机。

图3示出了在其他示例隔离故障的情况下IT网络中带有整流器的发电机和测量单元。

图4示出了在没有隔离故障的情况下在线测量时的电位变化。

图5示出了在第一种隔离故障的情况下在线测量的测量值之和的数值的时间特性。

图6示出了在第二种隔离故障的情况下在线测量的测量值之和的数值的时间特性。

具体实施方式