[發(fā)明專利]用于同時監(jiān)控未接地電源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部分的絕緣監(jiān)控裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510029449.5
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104793054B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬里奧·萊爾;卡斯滕·韋斯;漢斯-于爾根·耶格爾
• 申請（專利權(quán)）人: 本德爾有限兩合公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

本發(fā)明涉及一種絕緣監(jiān)控裝置，用于同時監(jiān)控包括可以經(jīng)由耦合開關(guān)互相連接的網(wǎng)絡(luò)部分的未接地電源系統(tǒng)，該絕緣監(jiān)控裝置包括用于產(chǎn)生測量信號的信號發(fā)生器和用于將測量信號耦合到電源系統(tǒng)的耦合電路。根據(jù)本發(fā)明，絕緣監(jiān)控裝置包括用于每個待監(jiān)控的可互連網(wǎng)絡(luò)部分的耦合電路，可開關(guān)的電連接元件被布置用于連接相鄰的耦合電路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕緣監(jiān)控裝置，用于同時監(jiān)控包括可以經(jīng)由耦合開關(guān)互相連接的網(wǎng)絡(luò)部分的未接地電源系統(tǒng)，該絕緣監(jiān)控裝置包括用于產(chǎn)生測量信號的信號發(fā)生器和用于將測量信號耦合到電源系統(tǒng)的耦合電路。

背景技術(shù)

為了確保電力供應(yīng)的高可用性和操作安全性以及保證在電設(shè)施的操作區(qū)域中的人員安全，越來越多地使用有源組件與地電勢分離的電源網(wǎng)絡(luò)。在這類被稱作IT系統(tǒng)的電源網(wǎng)絡(luò)中，有效導(dǎo)體(active conductor)可以在不必中斷設(shè)施的正在進(jìn)行的操作的情況下表現(xiàn)出絕緣故障，這是因為，由于在導(dǎo)體和地之間的理想的無限高阻抗值而使得在這第一故障的情況下沒有閉合電路可以形成。在這種情況下，絕緣故障是引起絕緣電阻降至容許的絕緣水平以下的IT系統(tǒng)的故障狀態(tài)。從這種考慮變得清楚的是，待監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的對地電阻(絕緣電阻)必須被持續(xù)監(jiān)控，因為另一有效導(dǎo)體中的潛在的其他故障(第二故障)將引起故障回路并且與過電流保護(hù)裝置有關(guān)的流動的故障電流將導(dǎo)致設(shè)施關(guān)閉和操作停頓。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的主動測量的絕緣監(jiān)控裝置經(jīng)由耦合電路而連接在IT系統(tǒng)的主要分支中的網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)體和地之間，以及在網(wǎng)絡(luò)上疊加由信號發(fā)生器產(chǎn)生的并且導(dǎo)致與絕緣電阻成比例的電流的測量電壓。這個測量電流在絕緣監(jiān)控裝置的測量電阻處引起電壓降，所述電壓降被評估，并且在超過可預(yù)設(shè)的極限值的情況下導(dǎo)致警告消息。然而，借助以開關(guān)方式被動工作的絕緣監(jiān)控裝置和主動絕緣監(jiān)控裝置的絕緣監(jiān)控伴隨有如下限制：每個IT系統(tǒng)，即實際上的每個饋電點(diǎn)，僅可以使用單個這種類型的絕緣監(jiān)控裝置。如果每個IT系統(tǒng)使用多個這種類型的絕緣監(jiān)控裝置，則測量值登記會混亂，因為這些裝置互相干擾。另一方面，如果使用純粹被動工作的絕緣監(jiān)控裝置，則不是所有的絕緣故障星座(constellations)都可以被登記，特別是非對稱絕緣損失；因此，這些裝置僅可以在有限范圍內(nèi)使用。

時常地存在如下問題：電源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部分應(yīng)該被單獨(dú)監(jiān)控，即處于分離狀態(tài)，但是網(wǎng)絡(luò)部分還可以電互連。

針對該問題存在若干已知解決方案：

a：關(guān)閉絕緣監(jiān)控裝置

每個網(wǎng)絡(luò)部分在分離狀態(tài)中通過其自身的絕緣監(jiān)控裝置來監(jiān)控。如果網(wǎng)絡(luò)部分互相連接，則關(guān)閉各自冗余的絕緣監(jiān)控裝置以使得僅單個裝置保持在線。

這個策略被證明和測試，但這是復(fù)雜的，因為對于每個網(wǎng)絡(luò)部分需要成熟的絕緣監(jiān)控裝置，當(dāng)絕緣監(jiān)控裝置關(guān)閉時，必須能夠完全將其自身從網(wǎng)絡(luò)分離，以使得絕緣監(jiān)控裝置不會因為其內(nèi)部電阻而干擾其余絕緣監(jiān)控裝置的測量。這種類型的裝置的構(gòu)建是復(fù)雜的，尤其是在高額定電壓的情況下，這使得獲得它們是昂貴的。

b：絕緣監(jiān)控裝置的自動交替操作

每個網(wǎng)絡(luò)部分通過其自身的絕緣監(jiān)控裝置來監(jiān)控。裝置互相通信并且以交替操作方式工作，以使得在任意給定時間僅單個裝置主動耦合到網(wǎng)絡(luò)。這個方法也被證明和測試，但其同樣伴隨著高的獲得成本以及伴隨如下事實：在不改變配置的情況下對分離的網(wǎng)絡(luò)部分同時進(jìn)行監(jiān)控是不可能的，因為無論網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)狀況如何，裝置持續(xù)處于交替操作。

c：掃描系統(tǒng)

借助多路復(fù)用器電路，絕緣監(jiān)控裝置接連耦合到網(wǎng)絡(luò)的不同點(diǎn)。這類掃描系統(tǒng)難以控制，因為為了最佳功能，掃描系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)適于各個絕緣監(jiān)控裝置的測量方法。此外，在高額定電壓的情況下，由于必要的電壓差，需要越來越復(fù)雜的開關(guān)元件，使得與先前考慮的解決方案相比成本效益下降。

d.額外使用被動絕緣監(jiān)控裝置

在中央網(wǎng)絡(luò)部分中使用主動的主絕緣監(jiān)控裝置。在所有其他網(wǎng)絡(luò)部分中，使用具有被動測量方法的絕緣監(jiān)控裝置。