备用电力系统和用于备用电力系统的接地装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于备用电力系统的接地装置，用来当负载设备(40)与电能供应网(10)隔离时将负载设备(40)的中性导体(N40)连接到本地的接地导体(21)。该接地装置，其特征在于负载设备(40)的中性导体(N40)通过包括两个开关(1，2)的串联电路被连接到本地电能供应装置(50)的中性导体(N50)，其中两个开关(1，2)之间的中心抽头(3)被连接到本地的接地导体(21)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】备用电力系统和用于备用电力系统的接地装置
本专利技术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。本专利技术进一步涉及包括这种接地装置的备用电力系统。
技术介绍
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EP1965483A1。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(PENconductor)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DE102010000502A1披露了通过电阻将负载设备中的PEN导体(PENconductor)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DE202010008123U1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(positivelydrive)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EP0435686B1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。
技术实现思路
因此本专利技术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(groundingconnection)，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。根据本专利技术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。在根据本专利技术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。在接地装置的另一实施例中，两个开关是公共切换装置的静态开关，其当切换装置没有被致动时被闭合。该公共切换装置因此可与通过操作开关(闭合触点)将负载设备连接到电能供应网的切换装置并联连接。当该操作开关打开并且负载设备与电能供应网隔离时，通过接地装置进行接地。在接地装置的进一步的有利配置中，至少一个另外的开关被布置得与包括两个开关的串联电路并联，其中该至少一个另外的开关被反向地耦合到该两个开关中的至少一个。在此意义上，反向耦合意味着该至少一个另外的开关当该两个开关中的至少一个闭合的时候是打开的，反之亦然。电能储存器(例如本地电能供应装置的电池)从电能供应网的充电，可通过这些另外的开关进行而不影响接地。在接地装置的进一步的有利结构中，附加的开关与该两个开关的每个并联连接，或者至少一个附加的另外开关与该至少一个另外的开关并联连接。这些附加的开关因此相对于接地装置的实际的(主要)开关被提供冗余，并且进一步提高了接地装置的运行可靠性。此外，这些附加开关当其被致动为相对于主要开关而具有时间偏移时适于确保用电装置的不间断运行。在接地装置的进一步的有利结构中，提供与至少一个开关并联连接的用于监测该开关在闭合状态下的接触电阻的附加的电路，所述附加的电路具有用于测量电流流经该开关的电流源或电压源。这也进一步提高了接地装置的运行可靠性。根据本专利技术的一种备用电力系统，用于选择性地将负载设备运行在电能供应网上或者本地能量产生装置上，其特征在于具有这种接地装置。相应地带来了与根据本专利技术的接地装置有关的提及的优点。在备用电力系统的一个有利结构中，提供用于将负载设备连接到或者将负载设备隔离于电能供应网的开关，其中这些开关被耦合到接地装置的所述两个开关中的至少一个。优选地，该备用电力系统具有控制装置，用于致动切换装置，切换装置包括用于将负载设备连接到或者将负载设备隔离于电能供应网的开关，接地装置的开关和另外的开关。特别优选地，控制装置包括系统故障检测器。这样，负载设备与电能供应网或者本地电能供应装置的连接可通过控制装置与同时发生的本地接地以协调的方式进行。在进一步的有利结构中，备用电力系统具有切换装置，其具有与用于接地的开关并联连接的附加的开关，其中这种切换装置由本地电能供应装置致动。优选地，这种切换装置具有至少一个另外的附加开关，其被布置为与附加开关的串联连接相并联，并且其反向耦合到两个附加开关中的至少一个。该附加开关和另外的附加开关代表相对于接地装置的该(主要)开关和另外的开关的冗余开关，并且提高了备用电力系统的运行可靠性。这些附加开关由本地电能供应装置致动，这与接地装置的主要开关由控制装置切换相反。这导致附加开关和主要开关在切换时间上的某些时间偏移。这一时间偏移避免了本地接地装置和负载设备之间的连接的中断，该中断可能发生在当仅使用一个切换装置时，或者当切换装置被同步地致动时。附图说明本专利技术将在下面借助三幅附图参照示例实施例而被更加详细地说明，其中：图1示出了第一示例实施例中的接地装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于备用电力系统的接地装置，用于当负载设备(40)与电能供应网(10)隔离时将所述负载设备(40)的中性导体(N40)连接到本地接地连接器(21)，其特征在于所述负载设备(40)的所述中性导体(N40)通过包括两个开关(1，2)的串联电路连接到本地电能供应装置(50)的中性导体(N50)，其中所述两个开关(1，2)为具有常闲触点的开关，并且其中所述两个开关(1，2)之间的中心抽头(3)被连接到所述本地接地连接器(21)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.30 DE 102012102766.81.一种用于备用电力系统的接地装置，用于当负载设备(40)与电能供应网(10)隔离时将所述负载设备(40)的中性导体(N40)连接到本地接地连接器(21)，其特征在于所述负载设备(40)的所述中性导体(N40)通过包括两个开关(1，2)的串联电路连接到本地电能供应装置(50)的中性导体(N50)，其中所述两个开关(1，2)为具有常闭触点的开关，并且其中所述两个开关(1，2)之间的中心抽头(3)被连接到所述本地接地连接器(21)，并且其中至少一个另外的开关(4，4a，4b)被布置成与包括两个开关(1，2)的所述串联电路并联，并且其中所述至少一个另外的开关(4，4a，4b)反向耦合到所述两个开关(1，2)中的至少一个。2.如权利要求1中所述的接地装置，其中所述两个开关(1，2)为公共切换装置(K3)的静态开关，其当所述切换装置(K3)没有被致动时闭合。3.如权利要求1所述的接地装置，其中附加开关(1’，2’)与所述两个开关(1，2)中的每一个并联连接。4.如权利要求1所述的接地装置，其中至少一个附加的另外的开关(4a’，4b’)与所述至少一个另外的开关(4，4a，4b)并联连接。5.如权利要求1所述的接地装置，其中提供有与所述两个开关(1，2)中的至少一个并联连接的附加电路(60)，用于监测所述开关(1，2)在闭合状态下的接触电阻，所述附加电路包括电流或电压源(61)，以使测量电流流过所述开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·阿勒特，S·海因泽，JU·牧勒，
申请(专利权)人：SMA太阳能技术股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE