[发明专利]用于减少泄漏电流的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于减少电网(10)的保护导体(PE)中的泄漏电流的方法，该电网除了该保护导体(PE)之外还包括中性导体(N)和相导体(Lx)，其中取决于该相导体(Lx)中的相导体电流和该中性导体(N)中的中性导体电流来测定差动电流，并且向该相导体(Lx)和/或向该中性导体(N)中馈送补偿电流，该补偿电流补偿由该差动电流引起的泄漏电流。本发明的另一个主题是一种用于执行这种方法的装置(1)。

技术领域

本发明涉及一种用于减少电网的保护导体中的泄漏电流的方法，除了保护导体之外，该电网还包括中性导体和相导体。本发明的另一个主题是一种用于执行这种方法的装置。

背景技术

尤其在没有电隔离(即没有隔离变压器)的情况下将整流器连接到其上的电网中，在电网的保护导体中可能发生由整流器引起的泄漏电流。如果泄漏电流超出预定值，则这通常导致故障电流保护开关(residual current device，RCD)脱扣并中断电流。在此，故障电流保护开关无法在这种由运行导致的(即例如由整流器引起的)泄漏电流与由绝缘故障引起的泄漏电流之间进行区分。因此导致非期望的断路的发生，这些断路限制了电网或整流器的可用性。

从US 2014 210 411 A1中已知一种用于减少电网的保护导体中的泄漏电流的方法，其中通过被动的补偿电路产生补偿电流并将其引入保护导体中以补偿泄漏电流。该补偿电路包括变压器、二极管整流器和分压器而且与保护导体电连接。在此方法中，已经被证明不利的是：对应的补偿电路占据相对大的结构空间并且具有大重量，因此它不足够适合在车辆上车载使用。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是：通过具有较小重量的紧凑的补偿电路来实现减少在带有中性导体的电网中的非期望的泄漏电流。

为了实现该目的，提出一种用于减少电网的保护导体中的泄漏电流的方法，该电网除了保护导体之外还包括中性导体和相导体，其中取决于相导体中的相导体电流和中性导体中的中性导体电流来测定差动电流并且向相导体和/或向中性导体中馈送补偿电流，该补偿电流补偿由差动电流引起的泄漏电流。

在根据本发明的方法中，不直接测量保护导体中的泄漏电流，而是通过测定对应于泄漏电流的差动电流来间接确定泄漏电流。这种差动电流作为相导体和中性导体中的电流之差来测定。取决于所测定的差动电流来产生补偿电流并将其馈送到相导体和/或中性导体中。所以，可以在不与保护导体电连接的情况下对泄漏电流进行测量和补偿，因此不需要在对应的补偿电路中的电隔离(例如通过变压器)。由此，补偿电路可以实施得紧凑且具有较小重量。

根据本发明的有利的设计，通过差动电流转换器来测定差动电流。差动电流转换器可以具有包围相导体和中性导体的测量传感器，尤其是以钳形安培计的形式。不需要电连接，因此可以无接触式地进行差动电流的测定。经由差动电流转换器，优选地测定差动电流，该差动电流由在相导体和中性导体中流动的具有不同电流方向的电流的矢量和得出。在这种借助于差动电流转换器的测量中，保护导体不受差动电流转换器引导。

有利的设计提出，将所测定的差动电流通过模拟-数字转换器转换成数字式的差动电流。通过提供数字式的差动电流，例如能够实现在微控制器或数字滤波器中对所测定的差动电流的数字式处理。以这种方式可以进一步减少补偿电路所需的结构空间并且降低补偿电路的易受干扰性。

根据本发明的有利的设计，取决于所测定的差动电流和预定的相位偏移来产生补偿电流。特别优选的是，补偿电流的量与差动电流的量相同。该预定的相位偏移优选地为180°。

优选地，测定所测定的差动电流的频谱。通过测定频谱，可以检测差动电流中的主要的频谱部分，并且根据这些频谱部分来产生补偿电流。在20Hz至300kHz的频率范围内对所测定的差动电流的频谱进行测定被证明是特别有利的。为了测定频谱，可以使用傅里叶变换(FFT)，尤其快速傅里叶变换。替代性地，该频谱可以借助P-Burg算法或者三角算法来测定。