[发明专利]备用电力系统和用于备用电力系统的接地装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于备用电力系统的接地装置，用来当负载设备与电能供应网隔离时将负载设备的中性导体连接到本地的接地导体。本发明进一步涉及包括这种接地装置的备用电力系统。

背景技术

如果上级公共电能供应网，也称作公共电网，不能提供上述电能，例如由于上级电能供应网中的故障和/或错误，备用电力系统用来提供电能给用电负载设备。在这种情形下转接(switchover)装置执行负载设备与电能供应网的必需的隔离，以及随后连接到本地能量产生装置，诸如，例如，发电机、光伏系统和/或逆变器，本地能量产生装置被耦合到能量储存装置，例如电池。这种用于从通过电能供应网供电的正常运行模式转接到通过本地能量产生器供电的岛运行模式的备用电力系统是已知的，例如，来自于文献EP 1 965 483 A1。

特别在电能供应网是TT系统(Terre-Terre系统)的形式的情形下，当负载设备由处于岛运行模式的本地提供的电能供电时，负载设备在所有的极(pole)与电能供应网隔离是必需的。在所有的极隔离的情形下，在电能供应网中接地的中性导体或保护中性导体(PEN conductor)也被隔离。由于隔离，因而在岛运行模式中没有负载设备的中性导体的接地。由于剩余电流不能通过接地正确地耗散，这会导致使用的剩余电流断路器的问题，并且，结果是接地故障环路不闭合，剩余电流断路器因此不跳闸。通常这些剩余电流断路器的替代品，也即绝缘监测装置的应用，在此考虑下不能用于系统中。

为了避免这个问题，文献DE10 2010 000 502 A1披露了通过电阻将负载设备中的PEN导体(PEN conductor)永久地连接到接地连接器，即，施加地电位到所述。然而，在一些电能供应网中，由电能供应网的运行者设置的指导方针不能由这一步骤满足。此外，可被提供并且直接属于系统连接的任意剩余电流断路器可能在没有故障时由于在系统运行模式中通过电阻流动的电流而已经跳闸。

此外，文献DE 20 2010 008 123 U1披露了通过开关将负载设备的中性导体连接到岛运行模式中的本地接地连接器。这样，负载设备中的中性导体的接地可被提供为不具有有时不符合指导方针的永久接地。然而，在这种切换的接地连接的情形下，存在着风险，即连接由接地开关的动作提供，但是由于与开关的接触问题或者另外的缺陷，这种连接不被实现或者仅仅通过不足的低接触电阻实现，并且因此人身伤害的防护不再被确保。

已知切换装置中除了主开关外，还提供由主开关正向驱动(positively drive)的辅助开关，并且辅助开关可被用于确保主开关的切换状态。然而，凭借这样的辅助开关，仅仅可能安全地确保主开关是打开的，但是不能确保主开关是否闭合而具有低接触电阻。

从现有技术中，例如从文献EP 0 435 686 B1可以获知，电路通过外加低电流和测量电压降确定开关的接触电阻，并且其可因此监测开关的正确的闭合。这一方法原则上也可用在接地开关中，但这与附加的复杂性相关。

发明内容

因此本发明的一个目标是提供一种接地装置以及备用电力系统，其可在与电能供应网隔离的情形下根据要求将负载设备的中性导体连接到本地接地连接(grounding connection)，其中仅当存在负载设备的中性导体的正确的低电阻接地时，确保能量通过本地电能供应装置也被供给负载设备。

这个目标通过用于备用电力系统的接地装置获得，其具有独立权利要求的技术特征。这个目标还通过具有这种接地装置的备用电力系统获得。该接地装置的有利结构和改进是从属权利要求的主题。

根据本发明的以及开始提及类型的接地装置，其特征在于负载设备的中性导体通过包括两个开关的串联电路被连接到本地电能供应装置的中性导体，其中两个开关之间的中心抽头被连接到本地的接地连接。

在根据本发明的接地装置的例子中，负载设备的中性导体和电能供应装置通过两个开关的连接导致了通过这些开关由本地电能供应装置到负载设备的电力供应。由于开关之间的中心抽头和接地连接的连接，地电位被施加到供电系统的中性导体，即所述中性导体被接地。用于供给负载设备的电流从本地电能供应装置通过同时也执行接地的开关流到负载设备，由于这一事实，其中负载设备通过电能供应装置供电且负载设备的中性导体不具有任何接地的运行状态被排除。