[发明专利]用于将测量信号电压外施加到供电网上的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将测量信号电压施加到供电网上的方法，该方法包括以下步骤：提供发生器信号；以及将该发生器信号感应地传输到供电网中。

此外，本发明涉及一种用于将测量信号电压施加到供电网上的装置，该装置包括：信号发生器，用于提供发生器信号；以及传输单元，用于将发生器信号感应地传输到供电网中。

背景技术

当涉及在电力网系统的操作期间确保足够的人身保护和设施保护时，绝缘电阻具有特别的重要性。如果绝缘电阻下降到预定值以下，会减弱对于与电气设施直接接触或间接接触的保护；另外可能发生泄漏电流，导致电气装置的故障或者导致操作中损失惨重的中断。防止火灾是设施操作者和保险业为何关注将设施保持在关于其绝缘电阻的理想技术状态的另一个原因。

因此需要不断地监测电气设施中的绝缘电阻。用于测量绝缘电阻的一种有源测量方法已被证明是引入交流AC电压作为测量信号，这是因为如果供电网是接地的，则容易经由变压器将AC电压耦合至供电网。

然而，对于基于AC电压来测量的方法，必须要牢记：除了被视为纯欧姆电阻分量的绝缘电阻之外，复值网络泄漏阻抗的电容性分量是另一重要因素。尤其是在空间扩展网络中，网络泄漏容量可增加至如下程度：电容性泄漏电流将会使绝缘电阻的确定失真。对于预定的测量（AC）电压，这些电容性泄漏电流取决于电容性电导，而电容性电导又随着频率的增加而增加。因此期望的是，一方面保持测量频率尽可能低，以对抗扩展线路组件的高网络泄漏容量，另一方面使得随着频率按比例增加的电容性电导最小化。

此外，如果网络泄漏容量大，则低测量频率导致保护导体上的低电流负荷。这又意味着来自功能需求的保护导体上的减小的负荷，由此基本上排除危及“保护导体”的保护概念。这还促进了对新装置技术的接受。

因此，选择适当的测量频率（即，最小的测量频率）具有特别的重要性。施加的测量信号的低测量频率允许监测大部分的接地供电网，并且由于较大的频率间隙，可以用较便宜的滤波电路来滤除例如可能由于变频器而发生的任何高频干扰。

例如，根据申请人的公开的专利申请DE 10355086 A1已知：通过引进对地的矩形共模电压信号来确定绝缘电阻，其中发生器信号的馈入优选地经由变压器来实现。测量频率由包含在随着时间的矩形振荡中的基频来产生，并且通过滤波将该测量频率与出现在线路网络中的其它高频信号分量分离。对于50Hz的网络频率，建议将175Hz的测量频率用于要馈送的发生器信号。

对于提出通过变压器来提供发生器信号的这种方法，已证明存在如下缺点：关于测量频率范围通过使用变压器可以向低频延伸多远存在限制。因为次级侧上的感应电压与磁感应的时间变化成比例，所以感应电压也由于馈入信号的降低的基频而下降。为了补偿该电压下降，变压器的绕组数量和/或磁芯横截面可以增加相同的量。然而，这将意味着使用不成比例地更贵且更大的变压器，而且这对于电力需求将是不经济的。为了在次级侧上实现如下测量信号频率的电压幅度：该测量信号频率明显位于100Hz以下并且对于确保该方法的可靠使用来说足够大，所需的变压器将非常贵，使得符合市场的产品的相应终端价格在预期的用户环境中不现实。根据现有技术并且基于经济考虑，当将变压器用于信号供应时，测量频率被限制为大约100Hz以上的值。总之，因此可以说问题不在于在初级侧上生成低频发生器信号，而在于以特定于产品的方式将低频发生器信号感应地传输至或耦合至电流供应网。

发明内容

因此，本发明基于该需求以进一步开发一种用于将测量信号电压施加到电流供应网上的方法和装置，使得能够实现节省成本的低频测量信号的施加。

根据结合权利要求1的前序部分的方法，该需求得到满足，在该方法中，由两个采样保持元件交替地对发生器信号进行采样，将采样值交替分配给第一脉冲序列和第二脉冲序列，将脉冲序列分离地感应传输，通过将感应的部分电压加在一起来形成次级侧测量信号电压。