用于同時監控未接地電源系統的網絡部分的絕緣監控裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種絕緣監控裝置，用于同時監控包括可以經由耦合開關互相連接的網絡部分的未接地電源系統，該絕緣監控裝置包括用于產生測量信號的信號發生器和用于將測量信號耦合到電源系統的耦合電路。
【背景技術】
[0002]為了確保電力供應的高可用性和操作安全性以及保證在電設施的操作區域中的人員安全，越來越多地使用有源組件與地電勢分離的電源網絡。在這類被稱作IT系統的電源網絡中，有效導體(active conductor)可以在不必中斷設施的正在進行的操作的情況下表現出絕緣故障，這是因為，由于在導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系統的故障狀態。從這種考慮變得清楚的是，待監控網絡中的對地電阻(絕緣電阻)必須被持續監控，因為另一有效導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裝置有關的流動的故障電流將導致設施關閉和操作停頓。
[0003]根據現有技術已知的主動測量的絕緣監控裝置經由耦合電路而連接在IT系統的主要分支中的網絡導體和地之間，以及在網絡上疊加由信號發生器產生的并且導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，并且在超過可預設的極限值的情況下導致警告消息。然而，借助以開關方式被動工作的絕緣監控裝置和主動絕緣監控裝置的絕緣監控伴隨有如下限制:每個IT系統，即實際上的每個饋電點，僅可以使用單個這種類型的絕緣監控裝置。如果每個IT系統使用多個這種類型的絕緣監控裝置，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控裝置，則不是所有的絕緣故障星座(constellat1ns)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使用。
[0004]時常地存在如下問題:電源系統的網絡部分應該被單獨監控，即處于分離狀態，但是網絡部分還可以電互連。
[0005]針對該問題存在若干已知解決方案:
[0006]a:關閉絕緣監控裝置
[0007]每個網絡部分在分離狀態中通過其自身的絕緣監控裝置來監控。如果網絡部分互相連接，則關閉各自冗余的絕緣監控裝置以使得僅單個裝置保持在線。
[0008]這個策略被證明和測試，但這是復雜的，因為對于每個網絡部分需要成熟的絕緣監控裝置，當絕緣監控裝置關閉時，必須能夠完全將其自身從網絡分離，以使得絕緣監控裝置不會因為其內部電阻而干擾其余絕緣監控裝置的測量。這種類型的裝置的構建是復雜的，尤其是在高額定電壓的情況下，這使得獲得它們是昂貴的。
[0009]b:絕緣監控裝置的自動交替操作
[0010]每個網絡部分通過其自身的絕緣監控裝置來監控。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絡。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絡部分同時進行監控是不可能的，因為無論網絡的開關狀況如何，裝置持續處于交替操作。
[0011]c:掃描系統
[0012]借助多路復用器電路，絕緣監控裝置接連耦合到網絡的不同點。這類掃描系統難以控制，因為為了最佳功能，掃描系統應當適于各個絕緣監控裝置的測量方法。此外，在高額定電壓的情況下，由于必要的電壓差，需要越來越復雜的開關元件，使得與先前考慮的解決方案相比成本效益下降。
[0013]d.額外使用被動絕緣監控裝置
[0014]在中央網絡部分中使用主動的主絕緣監控裝置。在所有其他網絡部分中，使用具有被動測量方法的絕緣監控裝置。
[0015]被動絕緣監控裝置通常具有簡單的結構，這使其具有成本效益。然而，不利的是，例如由于老化的導體和組件而經常發生的對稱絕緣故障，只有在網絡部分互相連接之后，才可以通過主絕緣監控裝置檢測。
【發明內容】
[0016]因此，本發明的目的是設計一種絕緣監控裝置，借助該絕緣監控裝置，可以以很少的技術努力來在分離狀態和互連狀態這兩種狀態下監控未接地電源系統的網絡部分。
[0017]通過如下方案實現該目的:為每個待監控的網絡部分提供耦合電路，以及布置可開關的電連接元件用于連接相鄰的耦合電路。
[0018]因此，根據本發明，對于每個待監控的可互連的網絡部分，絕緣監控裝置具有耦合電路。經由該耦合部分，由共用信號發生器產生的測量信號可以被饋入處于分離狀態的各個網絡部分。因此，當耦合開關打開時，針對每個網絡部分形成單獨的測量電路。可以根據電特性，尤其根據各個網絡部分產生的脈沖響應以及期望的接地阻抗，有利地定制各個耦合電路。
[0019]此外，根據本發明，絕緣監控裝置包括布置在相鄰耦合電路之間的可開關的電連接元件。因此，當耦合開關打開時分離的測量電路可以互相連接，以在耦合開關閉合時還通過閉合連接元件形成單個測量電路。
[0020]在互連操作的等效電路圖中，所產生的耦合電路的并聯布置可以被認為是單個絕緣監控裝置，對于信號評估，也可以以這種方式有利地處理。
[0021]與在網絡部分之間的耦合開關相關的以及由于在耦合電路之間的可開關連接元件的布置，出現如下有利的可能性:借助主動測量方法，可以在分離狀態中對網絡部分進行全面地監控，但即使當網絡部分互相連接時，就開關而言也形成簡單的監控配置。
[0022]分離的，即零電勢的，網絡部分的監控尤其提供如下優點:即使在接通各個部分之前，也能夠作出關于各個部分的絕緣狀態的聲明，從而一開始就可以避免危險情況。這種方法例如在電動應用的領域中是方便的。在那里，零電勢高壓中間電路的絕緣狀態可以在施加牽引電池的電壓之前首先被測試。
[0023]零電流網絡部分的永久(持續)絕緣監控在備用系統中也是有利的。例如，零電流網絡部分可以是持續保持運行準備、但實際只是在很少的情況下使用的緊急電源。即使這些系統很少被操作，這些系統也會像其他系統那樣由于老化而受到耗損。
[0024]此外，耦合電路包括用于連接到網絡部分的每個有效導體的耦合電阻以及與耦合電阻串聯連接的測量電阻。
[0025]以這種方式，調節不同的所期望的網絡漏電容以便耦合電阻可以以如下方式來配置: