[发明专利]包括信号质量显示的用于绝缘监控的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于未接地的直流或交流电气网络中的绝缘监控的方法，其包括如下方法步骤：在待监控网络的有源导体和地之间耦合测量信号以及登记测量信号的测量值。

此外，本发明涉及一种用于未接地的直流或交流电气网络中的绝缘监控的装置，其包括用于在待监控网络的有源导体和地之间耦合测量信号以及用于登记测量信号的测量值的耦合电路。

背景技术

为了确保电源的高可用性和操作安全性并且为了保证电安装区域中的人员安全，正在越来越多地采用有源部件与地电位分离的供电网络。在被称为未接地的IT系统（DIN VDE0100-410:2007-06）的该类型的供电网络中，有源导体可能具有绝缘故障而运行操作不必中断，这是因为由于导体和地之间的理想地无限高的阻抗值，在该第一故障情况下，不会形成闭合电路。在该背景下，IT系统的故障状态，特别是针对框架的故障或者地故障，意味着无源系统部分与导电操作部分的导电连接或者有源导体与地的导电连接，这将被理解为绝缘故障。

根据该观点而显见的是，必须恒常地监控待监控网络中的电阻，包括所有连接的操作部分到地的所有电阻（绝缘电阻），因为另一有源导体上的可能的另一故障（第二故障）可能引起故障回路并且其中运行的故障电流与过流保护电路相结合将导致系统关机。通过未接地IT系统的恒常绝缘监控，可以及时检测并报告绝缘电阻的下降。在国际标准IEC61557-8中规定了这种绝缘监控装置必须满足的要求。

根据现有技术，用于确定绝缘电阻的测量过程原理上基于IT网络的导体和地之间的、在绝缘监控装置中生成的测量电压（测量信号）的叠加，使得出现与绝缘故障成比例的特定的测量电流，其引起绝缘监控装置的测量电阻上的相应的压降（测量信号的登记的测量值）。如果作为下降的绝缘电阻的结果并且作为因此的较高测量电流的结果，压降超过特定值，则触发报告。在现今的现代网络中多个操作部分配备有电子部件，在该网络中为了防止关于可靠绝缘监控的、由例如逆变器生成的直流分量引起的测量失真，已继续进一步开发测量方法。在没有失真的直流分量的纯交流网络中，可以应用叠加测量DC电压的方法，而在故障环境中，采用用于驱动脉冲信号的、受控的、具有特定时钟的测量电压。

例如，公开文献EP0654673A1描述了一种用于未接地的直流和交流网络中的绝缘监控的方法，其中在避免测量值失真的同时，通过针对网络条件调节具有时钟的交变测量电压的各个脉冲的长度，实现较短的测量时间。

EP1586910B1公开了用于借助于叠加有DC偏移电压的脉冲测量电压进行绝缘监控以便补偿网络中可能存在的使测量失真的DC电流的方法和装置。

专利说明书DE10106200C1展现了用于未接地的电气网络的绝缘监控的方法和装置，其中为了避免测量误差，考虑网络的时间常数，将在数值和时长方面可变的交变脉冲电压的测量值与稳定状态下测量的当前控制值进行比较。

在以上提及的公开文献中，使用微处理器用于控制方法流程并且用于进行计算，以光学和/或声学的方式报告绝缘电阻的响应值的下冲，并且所确定的绝缘电阻值被显示在显示装置上。如例如DIN标准VDE0100-410（VDE0100-410）所推荐的，“最初的故障应在其实际可能的情况下尽快被矫正”。因此系统操作员希望尽可能快地和清楚地获得关于测量信号的登记的测量值的质量以及关于从其得到的值的信息。

在文献EP1586910A1中除了显示绝缘电阻的欧姆和电容部分的（绝对）值之外，还显示与测量脉冲的极性相关的信息，使得例如可以识别特定支路中的故障。此外，针对特定的故障情形提供光学和/或声学警报报告。作为显示手段，其中提出了动圈仪器还有数字显示形式。

由于IT系统中的动态过程，诸如来自频率逆变器的低频电压或者PV安装中的供电电压波动，尽管测量方法适于网络条件，但是仍可能出现错误的警报报告、延长的测量时间或者绝缘电阻测量的失败。

特别地，在所谓的瞬态地故障或者暂时发生的绝缘故障的情况下，系统操作员可能难于正确地解释绝缘监控装置的报告并且发起适当的措施。时常地，需要维护工人的额外测量或指派以正确地估计IT系统的状态。在最差情况下，失真的测量信号未被注意到并且IT系统在没有绝缘监控的情况下操作。