用于确定未接地的电源系统中的总绝缘电阻的划分和总系统泄漏电容的划分的方法和设备技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定未接地的电源系统中的总绝缘电阻的划分和总系统泄漏电容的划分的方法和设备。本发明专利技术的基本思想是基于预先确定的未接地电源系统的总绝缘电阻和总系统泄漏电容的值，根据在未接地的电源系统中的每个有源导体之间测得的位移电压确定在未接地的电源系统中的有源导体之间如何将总绝缘电阻划分成部分绝缘电阻以及如何将总系统泄漏电容划分成部分系统泄漏电容。通过评估位移电压的振幅、频率和相位的改变，能够得出与总绝缘电阻和总系统泄漏电容在各个有源导体之间的划分有关的结论。

Method and equipment for determining the division of total insulation resistance and leakage capacitance in ungrounded power system

【技术实现步骤摘要】
用于确定未接地的电源系统中的总绝缘电阻的划分和总系统泄漏电容的划分的方法和设备
本专利技术涉及一种用于确定未接地的电源系统中的总绝缘电阻的划分和总系统泄漏电容的划分的方法。此外，本专利技术涉及用于实现这些方法的设备。
技术介绍
当电气装置的操作、火灾和接触安全性必须满足更高的要求时，采用未接地的电源系统的系统类型，也称为隔离系统(isoléterre-IT)或IT(电源)系统。在这种电源系统中，有源部分与地电位分离，即，与地分离。这些系统的优点在于，在绝缘故障的情况下，诸如接地故障或框架故障，所连接的电气负载的功能不受影响，因为系统的有源导体和地之间的理想的无限大阻抗值防止形成闭合电路。利用未接地的电源系统的这种固有的安全性，即使在第一次绝缘故障的情况下，也可以确保由不接地的电源系统供应的连续负载供电。因此，未接地的电源系统相对于地的电阻(绝缘电阻，在故障情况下也称为绝缘故障电阻或故障电阻)被连续监测，因为另一有源导体上的潜在的第二次故障将导致故障回路，并且在这种情况下与过电流保护设备相关的故障电流将导致装置的关闭，包括停止操作。如果通过绝缘监测设备连续监测未接地的电源系统的绝缘状态，那么即使已经发生了第一次故障，未接地的电源系统仍可以在没有规定的时间限制的情况下继续操作。采用绝缘监测设备来监测绝缘电阻。根据现有技术已知的产品标准IEC61557-8的绝缘监测设备确定整个IT系统相对于地的绝缘电阻。绝缘监测设备连接在一侧的有源导体和另一侧的地之间，并在系统上叠加测量电压。在绝缘故障的情况下，系统和地之间的测量电路通过绝缘故障关闭，从而导致与绝缘故障成比例的测量电流。这个测量电流在绝缘监测设备中的测量电阻器处造成对应的电压降，该电压降由电子器件评估并且如果其超过可预设的阈值则触发警报。根据标准配置的绝缘监测设备将在所有有源导体之间对称划分的欧姆泄漏视为绝缘故障，正如它们对不对称发生的绝缘故障所做的那样，诸如在单个有源导体上发生的绝缘故障。除了确定总绝缘电阻之外，市场上可用的绝缘监测设备还提供确定未接地的电源系统相对于地的总系统泄漏电容的功能。类似于总绝缘电阻(即，总系统泄漏阻抗的欧姆部分)，总系统泄漏电容构成总系统泄漏阻抗相对于地的电容部分。总系统泄漏电容是相对于地的所有系统泄漏电容的总和，诸如所连接装备中有源导体或噪声抑制电容器的每单位长度的电容。但是，到目前为止，还没有令人满意的解决方案来解决以下任务：选择性地确定各个有源导体相对于地的绝缘电阻值和系统泄漏电容值的划分。虽然可以借助于绝缘监测设备确定总绝缘电阻和总系统泄漏电容，但总绝缘电阻和总系统泄漏电容在各个有源导体之间的划分的确定被发现是有问题的。在未接地的纯直流电压系统中，可以通过测量位移电压得出关于总绝缘电阻在有源导体与地之间的划分的结论。到目前为止，在根据产品标准IEC61557-8的绝缘监测设备中尚未实现总系统泄漏电容在有源导体与地之间的划分的确定。在未接地的单相或多相交流电压电源系统中，总绝缘电阻的划分无法仅通过位移电压测量来确定，因为位移电压也很大程度上取决于在有源导体与地之间的系统泄漏电容的大小和划分。在未接地的电源系统中，未接地系统相对于地的对称状态、导体的对称负载以及保护性导体电流的最小化的目的常常在于最小化电绝缘和电气部件上的相对于地的张力(strain)。在大多数情况下，在系统规划和系统设置期间会考虑这一点。但是，如果在系统操作过程中对未接地的电源系统进行了改变，或者如果老化或类似的环境条件导致对称状态向非对称状态的转变，那么有关这种改变的早期可用信息对于能够发起预防性维护措施是重要的。由于这些改变，无法假设在有源导体之间的总绝缘电阻的对称划分和总系统泄漏电容的对称划分。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出一种方法和设备，其能够确定在未接地的直流电压或交流电压电源系统的各个有源导体之间的总绝缘电阻和总系统泄漏电容两者的划分。关于在包括有源导体的未接地的电源系统中的总绝缘电阻的划分，其中在所述有源导体之间发生导体-导体电压，该目的是通过以下方法步骤，基于总绝缘电阻的在先确定(priordetermination)来实现的：测量每个有源导体与地之间的位移电压，以及确定电阻划分因数，所述电阻划分因数描述根据测得的所述位移电压的参数振幅、频率、相位中的至少之一而将所述总绝缘电阻划分成与所述有源导体相关的部分绝缘电阻的划分。本专利技术的基本思想是基于未接地的电源系统的总绝缘电阻的已知值(其可以通过例如由标准规定的绝缘监测设备来确定)，根据未接地的电源系统的每个有源导体与地之间的位移电压的测量，确定总绝缘电阻如何被划分成在未接地的电源系统的有源导体之间的部分绝缘电阻。描述总绝缘电阻的划分的电阻划分因数是根据测得的位移电压确定的，特别是根据所述位移电压的振幅随时间的曲线以及由此导出的频率和/或相位测量确定的。有利地，在未接地的DC电源系统中，根据位移电压的振幅的关系确定电阻划分因数。由于在DC电源系统中本质上不存在导体-导体电压的与工作相关的振幅改变，因此使用导体-导体电压的寄生发生的改变。因此，导体-导体电压的改变可以是负载改变，但是也可以使用其它处理，诸如源电压的改变或电池的放电。如果它们突然发生，那么导体-导体电压的这些随时间的改变导致瞬态效应，该瞬态效应在测得的位移电压的曲线中可见。一旦达到静止状态，可根据位移电压的振幅关系确定电阻划分因数，该电阻划分因数指示先前测的的总绝缘电阻如何被划分成有源导体之间的部分绝缘电阻。在另一个实施例中，在未接地的单相或多相AC电源系统中，在考虑位移电压的频率和相位的情况下，根据位移电压的振幅关系确定电阻划分因数。在交流电压电源系统中固有地存在的电压连续改变可以用于导出确定总绝缘电阻的划分所需的信息。电压的其他改变(诸如由负载改变引起的改变)不是必要的要求，但也可以被有利地利用。由于共同决定系统泄漏阻抗的值的系统泄漏电容(复数值的系统泄漏阻抗的虚部)在电源系统中是不可避免的，因此可在考虑位移电压的频率和相位的情况下，根据位移电压的振幅关系来确定总绝缘电阻(复数值的系统泄漏阻抗的复部)的电阻划分因数。在包括有源导体的未接地的电源系统中的总系统泄漏电容的划分，其中在所述有源导体之间发生导体-导体电压，可在以下方法步骤中，与总系统泄漏电容的在先确定相关联地确定：测量每个有源导体与地之间的位移电压，以及确定电容划分因数，该电容划分因数描述根据测得的所述位移电压的参数振幅、频率、相位中的至少之一而将所述总系统泄漏电容划分成与所述有源导体相关的部分系统泄漏电容的划分。类似于与确定总绝缘电阻的划分有关的基本思想，总系统泄漏电容的划分的确定也基于以下思想：首先，测量未接地的电源系统的每个有源导体与地之间的位移电压，然后，基于对振幅随时间的曲线d评估，根据由此导出的频率和/或相位测量确定描述总系统泄漏电容的划分的电容划分因数。有利地，在未接地的DC电源系统中，根据由导体-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定在包括有源导体(L

【技术特征摘要】
20180717 DE 102018117296.61.一种用于确定在包括有源导体(L+，L-，Lx)的未接地的电源系统(2，12)中的总绝缘电阻(Riso)的划分的方法，在所述有源导体之间发生导体-导体电压(Udc，Uac，Uacxy)，该方法包括以下方法步骤：
确定所述未接地的电源系统(2，12)的所述总绝缘电阻(Riso)，
其特征在于
测量每个所述有源导体(L+，L-，Lx)与地(E)之间的位移电压(UL+_E，UL-_E，ULx_E)，
确定电阻划分因数(rR)，所述电阻划分因数描述根据测得的所述位移电压(UL+_E，UL-_E，ULx_E)的参数振幅、频率、相位中的至少之一而将所述总绝缘电阻(Riso)划分成与所述有源导体(L+，L-，Lx)相关的部分绝缘电阻(Riso+，Riso-，Risox)的划分。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于
在未接地的DC电源系统(2)中，根据所述位移电压(UL+_E，UL-_E)的振幅的关系确定电阻划分因数(rR)。


3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于
在未接地的单相或多相交流电源系统(12)中，在考虑所述位移电压(ULx_E)的频率和相位的情况下，根据所述位移电压(ULx_E)的振幅关系确定所述电阻划分因数(rR)。


4.一种用于确定包括有源导体(L+，L-，Lx)的未接地的电源系统(2，12)中的总系统泄漏电容(Ce)的划分的方法，在所述有源导体之间发生导体-导体电压(Udc，Uac，Uacxy)，该方法包括以下步骤：
确定所述未接地的电源系统(2，12)的总系统泄漏电容(Ce)，
其特征在于
测量每个有源导体(L+，L-，Lx)与地(E)之间的位移电压(UL+_E，UL-_E，ULx_E)，
确定电容划分因数(rC)，所述电容划分因数描述根据测得的所述位移电压(UL+_E，UL-_E，ULx_E)的参数振幅、频率、相位中的至少之一而将所述总系统泄漏电容(Ce)划分成与所述有源导体(L+，L-，Lx)相关的部分系统泄漏电容(Ce+，Ce-，Cex)的划分。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪科尔·哈克尔，奥利弗·谢弗，帕斯卡·贝克尔，卡尔·谢普，
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