[发明专利]用于抗干扰绝缘监测的方法、电路装置和绝缘监测设备

说明书

本发明涉及一种用于具有变换器的不接地供电系统的抗干扰绝缘监测的方法、电路装置及绝缘监测设备。与测量信号的检测独立地在测量的位移电压中识别和评估由操作变换器而引起的开关频繁干扰信号，以便在需要时导出开关(关断)信号。与之相辅相成，关于由变换器生成的低频干扰部分的干扰电阻通过如下获得：根据变换器的脉冲宽度调制信号的复制来生成这些低频干扰部分，并且经由减法来充分抑制这些低频干扰部分，使得绝缘电阻的无间隙(频率)监测变得可能。

技术领域

本发明涉及一种用于具有变换器(频率变换器)的不接地供电系统的抗干扰绝缘监测的方法和电路装置。

此外，本发明涉及一种具有所提出的电路装置的绝缘监测设备。

背景技术

为了提供电气操作手段，针对操作、消防和接触安全的更高要求，使用不接地(IT)供电系统(法语：IsoléTerre)的网络配置。在这种类型的供电系统中，供电网络配置的所有有源部件都与地电位分离。

经由不接地供电系统相对于危险接触电压的固有安全性，即使出现第一绝缘故障，也可以保持连接至不接地供电系统的消费者的连续供电。

因此，持续监测供电系统的有源导体对地的电阻(绝缘电阻—在故障的情况下，也是绝缘故障电阻或故障电阻)，这是因为经由在不同有源导体处的其他可能故障(第二故障)可能引起故障回路，并且在此情况下流动的故障电流连同过电流保护设备可能总是使设备关断，导致运行停止。

通常，经由绝缘监测设备(IMD)来监测绝缘电阻，绝缘监测设备(IMD)主动地将测量电压叠加在供电系统上，并且检测和估计与绝缘电阻对应的测量信号。

然而，应用存在于不接地供电系统中，例如在采矿或发电厂中，其中当发生第一绝缘故障时应尽可能快地关断供电。然后，绝缘监测设备应尽可能快地识别第一故障并触发开关信号。

与接地供电系统不同，对于最短可能的关断时间的需求不是由防止电击的风险的目标主导的(根据定义，在第一故障情况下，根据标准安装的不接地供电系统中不存在这种风险)而是由关于消防安全和设备安全的要求主导的。

特别是在与高质量(频率)变换器和受控驱动器相结合的绝缘监测中，由于网络漏电容在这些驱动器中通常具有足够小的值，因此在使用有源绝缘监测时仅几十秒的范围内的短关断时间在理论上将是可能的。

然而，实际上，在许多变换器应用中不能实现这些关断时间，因为由于应用，特别是通过变换器驱动器(由变换器控制的电动马达)生成具有幅度的低频位移电压，即有源导体和地之间的电压，所述位移电压通常多次超过由绝缘监测设备施加的测量电压的幅度，因此可能敏感地干扰所检测的测量信号。

此外，如果低频位移电压部分的频率接近所施加的并且特别定时的测量电压的(基本)频率(测量频率)，则在该操作状态下的监测将是不可能的。

所有制造商都在绝缘监测设备的技术文件中为干扰影响做出了容差，其中规定了设备中指定频率范围内的(监测)间隙。因此，根据现有技术的绝缘监测设备中要监测的频率范围可以例如被指定为可靠的绝缘监测仅对于网络电压“DC和15Hz至460Hz”可能的效果，因此，在DC(直流)和15Hz之间存在监测间隙。

由于检测到的测量信号中的低频干扰部分，估计检测到的测量信号是麻烦的，并且根据现有技术可获得的关断时间明显高于在某些重要应用(采矿、发电厂)中所需的关断时间。

特别是当具有非常大的网络漏电容的现有3AC 50/60Hz IT系统由于例如高性能频率变换器驱动器而扩展时，出现对关断时间的极端要求。在接地故障中，在受控变换器驱动器的马达相处产生位移电压，该位移电压导致操作装置的毁坏，这些操作装置因此未配置在现有3AC 50/60Hz IT系统中。在这些系统中，通常需要低于100ms的关断时间。