电绝缘监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电绝缘监测装置。确定导体的电绝缘是否充分的方法包括：接通或断开导体与接地之间的电阻负载，在接通或断开负载之后的第一时间点t1测量导体与接地之间的所得电压U

【技术实现步骤摘要】
电绝缘监测装置


[0001]本专利技术涉及一种用于确定电气系统——诸如能够被描述为电阻器
‑
电容器电路的电气系统——中的导体的电绝缘是否充分的方法。本专利技术还涉及一种用于确定这种电气系统中的导体的电绝缘是否充分的电子设备、计算机程序、计算机可读介质和车辆。
[0002]本专利技术能够例如被应用于电动重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管本专利技术将相对于完全电气化公共汽车进行描述，但本专利技术不限于该特定车辆，而是还可以被使用于诸如卡车、拖车、轮式装载机、挖掘机、客车等的其他车辆中。它也可以被应用于例如电动船舶的电气系统中和各种工作机器中。它适用于全电动车辆中以及也包括内燃机的混合动力车辆中。本专利技术还适用于其他应用中(诸如船舶中和固定工业机器中)的电气系统中。

技术介绍

[0003]电绝缘监测、也称为电隔离监测在设置有其中危险电压电平被使用的电气系统的电动车辆中很重要。通过监测电绝缘电阻，确保车辆对驾驶员和乘客来说是安全的，并且确保技术人员例如在车辆上执行任务是安全的，而不会有触电的风险。电绝缘监测设备可以被用于该目的，其被连接在充当接地的车辆的底盘与电气系统的导体——例如直流(DC)电气系统中的DC线之一——之间。电气系统可以在本文中被描述为电阻器
‑
电容器电路。
[0004]绝缘监测设备在导体与底盘之间施加测试负载或测试信号，并且电压响应通过测量单元来检测和评估。如果导体与底盘之间的电阻(即，绝缘电阻)下降到特定水平以下，则绝缘监测设备可以被配置成发出警报信号和/或断开电气系统的电源。
[0005]绝缘监测的典型实施方式需要相当长的时间，多达30秒，来确立电绝缘电阻值。这可能会在电动车辆的启动时引起问题，因为期望确保车辆上的电气系统的导体在车辆起动之前充分地绝缘。测量时间长意味着车辆启动将很慢，除非在测量时间段期间允许车辆在没有确认电气安全的情况下操作。30秒的车辆启动时间通常是不可接受的，并且因此尽管存在安全问题，但在测量时间期间仍允许车辆操作。在这种情况下，如果绝缘电阻测量结果披露绝缘不充分，则只有在车辆已经运行时才会提醒车辆操作员。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的是提供一种在至少一些方面中改进的用于确定电气系统中的导体的电绝缘(诸如电动车辆的电力推进系统中的导体的电绝缘)是否充分的方法和电子设备。本专利技术的另一目的是提供减少确立电绝缘充分从而以安全的方式操作车辆所需的时间的这种方法和设备。
[0007]根据本专利技术的第一方面，至少主要目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。用于确定诸如被描述为电阻器
‑
电容器电路的电气系统的电气系统中的导体的电绝缘是否充分的方法包括：
[0008]‑
接通或断开导体与接地之间的电阻负载，
[0009]‑
在接通或断开负载之后的预定第一时间点t1处测量导体与接地之间的所得电压U
m
的第一电压值u1。
[0010]该方法进一步包括：
[0011]‑
确定第一电压值u1是否满足预定第一条件，和/或
[0012]‑
基于所测量的第一电压值u1来确定导体与接地之间的所得电压U
m
随时间的初始变化率，并且确定初始变化率是否满足预定第二条件，
[0013]当第一条件和第二条件中的至少一个被满足时，确定电绝缘充分。
[0014]当电绝缘未被确定为充分时，该方法进一步包括：
[0015]‑
通过使用初始变化率并且假设线性响应来预测导体与接地之间随时间的电压响应U
p
，
[0016]‑
发起对导体与接地之间的所得电压U
m
随时间的连续测量，并且将所测量的所得电压U
m
与所预测的电压响应U
p
进行比较，
[0017]‑
确定当所测量的所得电压U
m
与所预测的电压响应U
p
之间的关系满足预定第三条件时的时间点，并且由此确定电气系统的时间常数τ和/或预测导体与接地之间的稳态电压u
ss
，
[0018]‑
使用所确定的时间常数τ和/或所预测的稳态电压u
ss
，估计导体与接地之间的电绝缘是否充分。
[0019]通过所提出的方法，能够进行对电绝缘是否充分的初步估计，而不必确立绝缘电阻的精确值。这实现对电气系统操作起来是否安全的快速且可靠的确定。因此，该方法以可靠的方式提高了电气系统的安全性，而没有长启动时间的副作用。该方法提供了一种三步方法，其中连续检查第一条件和第二条件是否被满足，如果不是，则时间常数τ和/或稳态电压u
ss
的预测被用于估计电绝缘电阻是否充分。由此启动时间能够被显著减少，特别是在第一条件和第二条件中的一个条件被满足的情况下。在这些情况下，在第三条件被满足之前，将没有必要继续测量所得电压U
m
。相反，能够立即确立绝缘电阻是否充分。
[0020]电气系统可以是能够被描述为电阻器
‑
电容器电路的电气系统，即，包括电阻和电容元件并且具有时间常数τ＝RC的电气系统，其中，R是电阻并且C是电气系统的电容。该系统可以是浮动B类直流(DC)电压系统，其中，对接地的杂散或其他电容使绝缘监测变得困难并且可能很慢。绝缘电缆或导体是这种系统的示例。
[0021]本文描述的方法特别适用于DC电气系统中的DC导体，但原则上也可以被应用于交流(AC)电气系统中。导体可以例如是DC电气系统的正导体或负导体。
[0022]可选地，当预定第一条件未被满足时，仅执行确定初始变化率以及确定初始变化率是否满足预定第二条件。因此，如果第一条件被满足，则初始估计能够被非常快速地提供，而无需附加计算。
[0023]可选地，稳态电压u
ss
被预测，并且如果所预测的稳态电压u
ss
符合预定稳态电压阈值，则导体与接地之间的电绝缘被认为充分。
[0024]可选地，稳态电压u
ss
被预测，并且估计导体与接地之间的电绝缘是否充分包括：将所预测的稳态电压u
ss
输入到电绝缘计算算法。这种电绝缘计算算法可以例如使用已知电阻负载R
test
、如在接通或断开负载R
test
之前确定的初始电压值u0和稳态电压u
ss
。使用简单的泄漏模型，绝缘电阻R
leak
能够被估计为R
leak
＝R
test
*(u0/u
ss
–
1)。一旦时间常数τ和/或稳态电压
u
ss
的值已经被确立，就存在许多不同的算法用于计算电绝缘电阻。
[0025]可选地，初始电压值u0在接通或断开负载之前被确定，其中，当以下方程被满足时，所测量的所得电压U
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定电气系统(2)、诸如被描述为电阻器
‑
电容器电路的电气系统(2)中的导体(11、12)的电绝缘是否充分的方法，所述方法包括：
‑
接通或断开(S1)所述导体(11、12)与接地之间的电阻负载(16)，
‑
在接通或断开所述负载(16)之后的预定第一时间点t1处测量(S2)所述导体(11、12)与接地之间的所得电压U
m
的第一电压值u1，所述方法进一步包括：
‑
确定(S3)所述第一电压值u1是否满足预定第一条件，和/或
‑
基于所测量的第一电压值u1来确定(S4)所述导体(11、12)与接地之间的所述所得电压U
m
随时间的初始变化率，并且确定所述初始变化率是否满足预定第二条件，
‑
当所述第一条件和第二条件中的至少一个被满足时，确定(S5)所述电绝缘充分，其中，当所述电绝缘未被确定为充分时，所述方法进一步包括：
‑
通过使用所述初始变化率并且假设线性响应来预测(S6)所述导体(11、12)与接地之间随时间的电压响应U
p
，
‑
发起(S7)对所述导体(11、12)与接地之间的所述所得电压U
m
随时间的连续测量，并且将所测量的所得电压U
m
与所预测的电压响应U
p
进行比较，
‑
确定当所测量的所得电压U
m
与所预测的电压响应U
p
之间的关系满足预定第三条件时的时间点，并且由此确定所述电气系统的时间常数τ和/或预测所述导体(11、12)与接地之间的稳态电压u
ss
，
‑
使用所确定的时间常数τ和/或所预测的稳态电压u
ss
，估计(S9)所述导体(11、12)与接地之间的所述电绝缘是否充分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述预定第一条件未被满足时，仅执行确定所述初始变化率以及确定所述初始变化率是否满足所述预定第二条件。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述稳态电压u
ss
被预测，并且其中，如果所预测的稳态电压u
ss
符合预定稳态电压阈值，则所述导体(11、12)与接地之间的所述电绝缘被认为充分。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述稳态电压u

【专利技术属性】
技术研发人员：马茨，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：