本发明专利技术涉及一种使用多功能的测试电流的用于IT供电系统中的扩展的绝缘故障搜索的方法及装置，其中，选择性地并取决于应用，测试电流用作电压补偿电流以补偿IT供电系统的有效导体中的电压增大、用作跳闸电流以使得布置在IT供电系统的子系统中的剩余电流保护装置跳闸和/或用作电容泄漏补偿电流以补偿电容性泄漏电流。测试电流能够同时地实现所提及的功能中的多于一个功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于IT供电系统中的扩展的绝缘故障搜索的方法。更进一步地，本专利技术涉及一种用于IT供电系统中的扩展的绝缘故障搜索的测试电流生成器，以及涉及一种用于IT供电系统中的扩展的绝缘故障搜索的绝缘故障搜索系统。
技术介绍
当向电气设备提供能量时，在需要满足在操作性、火、接触安全方面上的更高要求的情况下，使用网络类型的非接地供电系统(也被称为绝缘网络或IT系统)。在此类型的供电系统中，有效部分与地电势分离，即，对地隔离。这些网络的优势在于，在第一绝缘故障(如，接地故障或框架故障)的情况下电气设备的功能不会受到影响，因为在此第一故障的情况(第一故障)下，理想地无穷大阻抗值防止在网络的有效导体与地之间形成闭合电路。在三相IT系统中，外部导体L1、L2、L3以及(如果存在)中性导体N被称作有效导体。在没有中心抽头的单相IT系统中，两个外部导体L1和L2为有效导体；在有中心抽头的情况下，中点导体也为有效导体。即使第一绝缘故障发生，IT供电系统的固有安全性因此确保由IT供电系统供电的负载(即，连接至IT供电系统的设备)的连续供电。因此，连续地监控IT供电系统对地的电阻(绝缘电阻；在故障情况下也称为绝缘故障电阻或故障电阻)，因为在另一有效导体上的另一潜在故障(第二故障)将引起故障回路及由此产生的故障电流，与过流保护装置相关联，将导致装置的关闭以及操作的停滞。基于由绝缘监控装置连续地监控IT供电系统的绝缘状态的条件，即使已发生了第一故障，IT供电系统能够在规定的时间限制外继续操作。然而，根据标准DINVDE0100-410以及IEC60364-4-41，仍推荐尽可能快地消除第一故障。为了满足第一故障的快速消除的需求，现有技术是使用绝缘故障搜索系统，尤其是在广泛的、复杂的IT供电系统中或在其中供电的关闭对于整个IT供电系统可能是安全危险的IT供电系统中。如果已由绝缘监控装置在IT供电系统中识别出第一绝缘故障，则开始绝缘故障搜索，其中，可为独立的装置或为绝缘监控装置的部分的测试电流生成器生成测试电流并在中心点处将其馈入IT供电系统。此测试电流信号被位于子系统的故障线路出口内的所有测量电流变换器(测试电流寄存装置)寄存并被绝缘故障评估装置评估并显示。通过将测量电流变换器与线路出口(子系统)相关联，可定位故障位置。尽管具有这些优点，相比于接地供电系统仍相对较少地使用IT供电系统。造成此的一个原因是，以下提及的三个有问题的领域。第一问题(过电压)涉及这样的危险：当第一绝缘故障发生在外部导体中的一个中的IT供电系统中时，在其他有效导体上发生对地电势的电势差，为此未设计连接的设备(负载)。如果在连接的设备上未设计用于此增大的电势差的抑制措施(如，Y电容)，此过电压成问题。此外，线路的绝缘材料也处于增大的应变下，且可能遭受到永久的损害。如果以不变的形式将最初设计用于接地供电系统的连接的设备用于IT供电系统中且未检查设备属性，将尤其发生此问题。时常地，至今为止针对此问题的仅有常见方案为耗时且高代价地以具有适当属性的设备替换不适当的设备。可选地，为了实现IT供电系统的供电的高可用性以及因此的可靠性，接地供电系统的复杂冗余再配置是必要的。第二有问题的领域(位移直流电压)涉及应用，其中，具有耦合的直流(DC)分支(如受控驱动中的DC中间电路)的IT交流(AC)供电系统与在发生由DC电路的不理想的绝缘电阻生成并超出设备所容忍的限值的位移直流电压的情况下能被引入临界操作状态的设备相结合，这可导致设备的故障。例如，从现有技术水平可知，与由于DC中间电路的绝缘故障而导致DC位移电压的受控驱动的关闭相关联的通过电压中继的DC位移电压的监控。然而，在DC位移电压的多个可能来源的情况下，确定待被关闭的系统分支是困难的或甚至是不可能的。可选地，已知使用B类型的剩余电流保护装置(RCD)以关闭其中流动有DC剩余电流的系统分支。然而，此措施伴随着这样的缺点：在具有高负载电流的高动力驱动的情况下，甚至剩余电流传感器技术的微小的不对称或微弱的饱和效应可能会导致误跳闸。作为第三有问题的领域(子系统关闭)，在大型的、通常高度分支的IT供电系统中，常常需要快速地仅关闭其中已发生可能危险的故障(第二故障)的子系统而不会也关闭其他子系统或甚至整个IT供电系统。在根据现有技术水平的广泛的IT供电系统中，已使用定向剩余电流监控器(RCM)处理此问题。对于对功能可靠性的定向检测，需要实现网络侧(各个剩余电流测量装置的“上游”)的网络泄漏电容的总值比在负载侧(各个剩余电流测量装置的“下游”)的网络泄漏电容的总值大若干倍的条件。产品标准规定至少为6:1的比例。满足此需求意味着对于电气装置的安装者和操作者的高技术花费。实践已示出，在所有操作条件下以及遍及电气装置的整个生命周期，无法安全地确保电气保护装置的可靠操作所必须的此条件的实现。因此，需要声明，存在针对三种所提及的有问题的领域的方案方法，但是这些方案方法每个仅处理一个问题且无法以更高的视角作为基础去发现用于所有三种问题的联合方案。此外，忽视了绝缘故障搜索的任务。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，以如下方式增强方法和装置：除了进行绝缘故障搜索以外，处理由于在故障的情况下的过电压(第一问题)或由于位移电压(第二问题)的电压增大的问题(第一和第二问题)且在第二故障的情况下仅选择性关闭故障的子系统(第三问题)是可能的。此外，当触摸有效导体时，减小由电容性泄漏电流导致的危险。关于方法，结合用于IT供电系统中的扩展的绝缘故障搜索的方法实现此目的，其中方法包括以下方法步骤：将用作定位电流的测试电流馈入IT供电系统的至少一个有效导体，将测试电流部分寄存在IT供电系统的子系统中，以及评估寄存的测试电流部分以定位绝缘故障，选择性地并取决于应用，测试电流用作电压补偿电流以补偿IT供电系统的有效导体中的电压增大、用作跳闸电流以使得布置在IT供电系统的子系统中的剩余电流保护装置跳闸和/或用作电容泄漏补偿电流以补偿电容性泄漏电流。测试电流能够同时地实现所提及的功能中的多于一个功能。假定通过绝缘监控装置适当地监控IT供电系统，本专利技术的思想基于，生成能够依据待被解决的任务实现不同功能的测试电流并将其馈入IT供电系统。各个任务源自以上所述的三个问题领域。对应于任务，可同时进行多个功能。用作电压补偿电流，测试电流补偿IT供电系统的有效导体中的电压增大(针对第一和第二问题的方案)。根据本专利技术，以此方式起作用的测试电流的补偿效果可抵消电压增大将设备和人员置于危险之中的问题。根据本专利技术，用作跳闸电流的测试电流能够使得布置在IT供电系统的子系统中的剩余电流保护装置跳闸，且因此能够有利地仅导致有危险的子系统的选择性关闭(针对第三问题的方案)。以有利的方式，在另一种作为电容泄漏补偿电流的额外功能中，测试电流适于补偿电容性泄漏电流。因此，当触摸有效导体时，避免由于电容性泄漏电流造成的对人员的危险。在用于IT供电系统的综合方案概念中，根据本专利技术的多功能测试电流的馈入允许预防源自电压增大的对人员和设备的危险、实现子系统的选择性关闭以及额外地消除来自电容性泄漏电流的危险。在另一有利的实施例中，用作电压补偿电流的测试电流实现对由低电阻绝缘故障导致的过电压的补偿。如果本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于IT供电系统(4)中的扩展的绝缘故障搜索的方法，包括以下方法步骤：‑将用作定位电流的测试电流(IL)馈入所述IT供电系统(4)的至少一个有效导体；‑将测试电流部分寄存在所述IT供电系统(4)的子系统(8a，8b)中；‑评估寄存的所述测试电流部分以定位绝缘故障(Rf)，其特征在于：选择性地并取决于应用，‑当用作电压补偿电流时，所述测试电流(IL)补偿所述IT供电系统(4)的有效导体中的电压增大；‑当用作跳闸电流时，所述测试电流(IL)使得布置在所述IT供电系统(4)的子系统(8a，8b)中的剩余电流保护装置(22a，22b)跳闸；当用作电容泄漏补偿电流时，所述测试电流(IL)补偿电容性泄漏电流，所述测试电流(IL)能够同时地实现所提及的功能中的多于一个功能。
【技术特征摘要】
2015.07.31 DE 102015214615.41.一种用于IT供电系统(4)中的扩展的绝缘故障搜索的方法，包括以下方法步骤：-将用作定位电流的测试电流(IL)馈入所述IT供电系统(4)的至少一个有效导体；-将测试电流部分寄存在所述IT供电系统(4)的子系统(8a，8b)中；-评估寄存的所述测试电流部分以定位绝缘故障(Rf)，其特征在于：选择性地并取决于应用，-当用作电压补偿电流时，所述测试电流(IL)补偿所述IT供电系统(4)的有效导体中的电压增大；-当用作跳闸电流时，所述测试电流(IL)使得布置在所述IT供电系统(4)的子系统(8a，8b)中的剩余电流保护装置(22a，22b)跳闸；当用作电容泄漏补偿电流时，所述测试电流(IL)补偿电容性泄漏电流，所述测试电流(IL)能够同时地实现所提及的功能中的多于一个功能。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为电压补偿电流，所述测试电流(IL)实现对由低电阻绝缘故障引起的过电压的补偿。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为电压补偿电流，所述测试电流(IL)实现对位移直流电压的补偿。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，当所述测试电流(IL)用作电压补偿电流并用作电容泄漏补偿电流时，通过控制确定包括测试电流振幅、测试电流频率以及测试电流相位的测试电流参数中的至少一个。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，由出厂设置或直接由用户预定义最大测试电流值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述最大测试电流值从所述IT供电系统(4)的至少一个电气系统参数得到，所述电气系统参数被静态地配置或动态地确定。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪科尔·哈克尔，奥利弗·谢弗，
申请(专利权)人：本德尔有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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