包括绝缘监测的未接地电源系统中的用于绝缘故障定位的接地插座和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种未接地电源系统(2)中的用于绝缘故障定位的接地插座(10)和方法，包括通过标准绝缘监测设备(4)将测量电压(U

【技术实现步骤摘要】
包括绝缘监测的未接地电源系统中的用于绝缘故障定位的接地插座和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于绝缘故障定位的接地插座以及一种用于在未接地电源系统中进行绝缘故障定位的方法，包括通过标准绝缘监测设备将测量电压叠加在未接地电源系统上用于确定未接地电源系统的绝缘电阻的绝缘监测。

技术介绍

[0002]未接地电源系统的网络类型，也称为绝缘网络或IT(法语：isol
é
terre)网络，用于确保电源的高可用性和操作安全性。
[0003]在这种类型的电源系统中，IT网络的有源部分与地电位分离，即与地绝缘，或通过高阻抗接地。连接到IT网络的负载的框架(导电壳体)通过保护导体单独地或共同地连接到地电位(接地)。
[0004]IT网络的优势在于，绝缘故障(第一故障)，例如接地故障或框架故障，不会影响所连接负载的功能，因为理想无穷大的阻抗值意味着在IT网络的有源导体和地之间不会形成闭合的故障电路。因此，即使出现第一绝缘故障，这种固有的安全性也允许确保由未接地电源系统给负载馈送连续电源。因此，这种网络类型特别适用于医疗使用领域中。
[0005]因此，必须不断监测未接地电源系统对地的电阻，因为在另一个有源导体上的可能其他故障(第二故障)会产生故障回路，并且结合过流保护设备，在这种情况下流过的电流将导致设备关闭和运行会停止。
[0006]未接地电源系统根据标准IEC61557
‑
8使用绝缘监测设备(IMD)进行监测，绝缘监测设备连接在未接地电源系统的至少一个有源导体与地之间，并将测量电压叠加在未接地电源系统上，导致形成与绝缘故障相对应且其幅度在μA范围内的测量电流。
[0007]因此，在由绝缘监测设备持续监测未接地电源系统的绝缘状态的情况下，即使已经出现第一故障，未接地电源系统也可以无限地继续运行。但是，建议实际上尽可能快地消除第一故障。
[0008]当绝缘故障监测设备已经在第一步中检测到绝缘故障时，在第二步中利用测试设备或绝缘监测设备借助测试电流发生器将测试电流馈入IT网络，来开始绝缘故障搜索。该测试电流，其为了可靠检测通常大于测量电流并且可能为几毫安，由位于未接地电源系统的故障线路输出(分支)中的所有测量电流变换器检测，并在绝缘故障评估设备的评估电子电路中被评估及显示在信号设备中。故障位置可以根据测量电流变换器被分配到哪个电路或线路输出来定位。
[0009]然而，对应于现有技术的一般状态的该解决方案确实具有多个缺点。
[0010]首先，测量电流变换器仅被分配给未接地电源系统的相应线路输出，而不分配给负载的各个连接点(插座)。
[0011]其次，直到发出故障线路输出的信号通知之前通常要花费太长时间，所述时间主要由绝缘监测设备的测量时间，随后投入运行的绝缘故障搜索设备的测量时间，以及在通
常位于距插座一定距离的信号设备处注册报警信号之前的持续时间组成。因此，如果通过将负载的馈线插入手术室的插座来使故障负载投入运行，则在实践中，直到通过光学显示或声音信号通知医务人员相应线路输出或连接到该支路的负载中存在绝缘故障时，可能花费长达60秒或更长时间。在这种情况下，通常不再可能将绝缘故障快速分配给特定负载。通常，电工必须通过耗时的手动绝缘故障搜索来确定故障负载。
[0012]在未审专利公开DE 102011083792 A1中，描述了一种允许直接分配给负载的绝缘故障搜索设备。然而，除了由绝缘监测设备引起的用于确定绝缘电阻的测量电流(第一步)之外，在那里仍然需要随后馈送用于绝缘故障搜索的测试电流(第二步)。绝缘电阻测量后，可以通过测量电流变换器在接地插座处检测的测试电流被馈送到未接地电源网络中。在这种情况下，用于故障负载的检测时间仍然在大约10秒的范围内。允许近乎实时地(即，当负载连接器插入插座时立即)发信号的方法目前是未知的。

技术实现思路

[0013]因此，本专利技术的目的是设计一种设备和方法，其允许直接在负载的连接点处尽可能快速和可靠地检测和发信号通知呈现出绝缘故障的负载。
[0014]根据本专利技术，该目的通过一种用于绝缘故障定位的接地插座实现，该接地插座包括具有电接触的壳体、用于发信号通知绝缘状态的信号设备和用于检测和评估差分电流的电流测量设备，电流测量设备具有测量电流变换器和评估电子电路，并且被配置用于对由测量电压驱动的测量电流进行高分辨率检测和评估作为差分测量电流。
[0015]本专利技术的思想有利地基于对由绝缘监测设备产生的当前测量电流进行高分辨率检测和评估，根据标准，测量电流是强制性的，为了确定绝缘电阻—取代专门为此产生的测量电流—为了绝缘故障定位，作为直接在插座中的差分测量电流。
[0016]根据标准，不属于本专利技术一部分的强制性绝缘监测设备必须满足其内阻和高测量电压的要求，从而产生其幅值在μA范围(微安范围)的最大测量电流。
[0017]根据本专利技术使用由测量电流变换器和评估电子电路组成的在μA范围内的高灵敏度电流测量设备的事实允许持续监测绝缘监测设备的测量电流。
[0018]由绝缘监测设备的测量电压驱动的测量电流被测量电流变换器检测为差分测量电流，并且一旦被评估和发信号通知，允许绝缘故障的立即评定。
[0019]例如，在插入故障负载后，在优选地基于微处理器的评估电子电路中检测到测量电流从10μA增加到50μA，并通过光学和/或声信号立即发出恶化绝缘状态的信号通知。
[0020]直接在负载的连接点(插座)处对测量电流进行即时高分辨率检测和评估使得在检测到绝缘故障后馈送单独的测试电流变得不必要。不再需要使用自动或手动绝缘故障搜索设备进行耗时的绝缘故障搜索。
[0021]此外，由于没有mA范围(毫安范围)的测试电流降低了电源系统中高灵敏度传感器发生故障的风险，并且因此即使在关键系统环境中也提高了选择性绝缘监测的接受度，因此提高了电气安全性。
[0022]此外，这具有如下优点，对于常见的绝缘故障搜索的持续时间，不必保持医疗区域完全清空。
[0023]在另一个有利的实施例中，电流测量设备被配置为检测和评估以未接地电源系统
的电网频率流动的故障电流作为差分故障电流。
[0024]除了对由测量电压驱动的测量电流进行高分辨率检测和评估作为差分测量电流之外，电流测量设备还能够检测和评估由电网电压以未接地交流电压电源系统中的电网频率引起的故障电流作为差分故障电流。
[0025]由于在不对称绝缘故障的情况下漏电流流过未接地电源系统中始终存在的漏电容，因此可以通过测量电流变换器将所述故障电流检测为差分故障电流。由于故障负载的连接导致的这种差分故障电流的变化可以由电流测量设备非常快速地(在不到一秒内)检测到并且可以由信号设备通过光学和/或声信号显示。
[0026]有利地，电流测量设备是AC/DC敏感的。
[0027]这种配置允许特别是在未接地直流电压电源系统和逆变器操作的未接地电源系统中检测和评估(平滑)直流故障电流、脉动直流故障电流和交流故障电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种未接地电源系统(2)中的用于绝缘故障定位的接地插座(10)，包括通过标准绝缘监测设备(4)将测量电压(U
m
)叠加在所述未接地电源系统(2)上用于确定所述未接地电源系统(2)的绝缘电阻(R
f
)的绝缘监测，所述接地插座(10)包括：壳体(16)，具有电接触(17)，信号设备(14)，用于发信号通知绝缘状态，以及电流测量设备(12)，用于检测和评估差分电流(I
d
、I
dm
、I
df
)，所述电流测量设备(12)具有测量电流变换器(20)和评估电子电路(22)，其特征在于，所述电流测量设备(12)被配置用于对由所述测量电压(U
m
)驱动的测量电流(I
m
)进行高分辨率检测和评估作为差分测量电流(I
d
、I
dm
)。2.根据权利要求1所述的用于绝缘故障定位的接地插座(10)，其特征在于，所述电流测量设备(12)被配置为检测和评估以所述未接地电源系统(2)的电网频率流动的故障电流(I
f
)作为差分故障电流(I
d
，I
df
)。3.根据权利要求1或2所述的用于绝缘故障定位的接地插座(10)，其特征在于，所述电流测量设备(12)是AC/DC敏感的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于绝缘故障定位的接地插座(10)，其特征在于，所述电流测量设备(12)具有穿过所述测量电流变换器(20)的用于产生测试电流(I
t
)的测试回路(15)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于绝缘故障定位的接地插座(10)，其特征在于，所述评估电子电路(22)被配置为评估差分测量电流曲线(I
dm
)，以便在所述绝缘监测设备(4)和用于绝缘故障定位的设备(10)之间建立同步绝缘故障信号通知。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于绝缘故障定位的接地插座(10)，其特征在于，被实现为固定安装插座(32)、适配器插头(34)、或移动线路耦合器(36)。7.一种未接地电源系统(2)中的用于绝缘故障定位的方法，包括通过标准绝缘监测设备(4)将测量电压(U
m

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡，
申请(专利权)人：本德尔有限两合公司，
类型：发明
国别省市：