CN106816856A - 具有切断功能的用于不接地供电***的绝缘故障保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于不接地供电***的绝缘故障保护装置，包括根据标准的用于监测所述不接地供电***的绝缘电阻的绝缘监测装置，以及包括用于断开供电***的切断装置，所述切断装置被借助信号线直接连接至所述绝缘监测装置，且在所述绝缘监测装置检测到第一绝缘故障发生时，所述绝缘监测装置通过所述信号线输出切断信号至所述切断装置。

Description

具有切断功能的用于不接地供电***的绝缘故障保护装置
技术领域
本发明涉及一种用于不接地供电***的绝缘故障保护装置，该绝缘故障保护装置包括根据标准的用于监测不接地供电***的绝缘电阻的绝缘监测装置。
背景技术
根据国际标准IEC 61557-8，特定的绝缘监测装置已知是用于监测不接地供电***(法语：isolé terre-IT***)中的绝缘电阻。在本文中，利用了IT***的独特优点：供电***不被切断(断开)，对负载的连续供电由IT供电***供应因此甚至在第一绝缘故障发生时也被保证，该第一绝缘故障由对地故障或者对外壳故障引起，例如因为IT供电***的有源零件与地电位分离，即与“地”分离，且在此第一故障情况下，没有闭合电路可以形成。只有通常非常小的容性剩余电流流动，其决定于IT***的线路安装的网络泄漏电容。
已知的应用领域中，根据标准，绝缘监测装置仅仅用作监测装置，如用在医疗领域中的IT***，除已知的应用领域外，应用领域变得越来越重要，其中不接地供电***尤其是不接地直流***的切断也是必需的。例子包括：电动车中充电装置的使用、和农业或管道建设中的发电机一起使用以及和潜水装置一起使用。此处，除监测任务外，以断开特征/切断功能为形式的电气保护功能从而是必需的。
此种开关功能由在接地供电***中的剩余电流装置(RCD)以已知的方式执行，然而，由于该剩余电流装置差动电流测量的作用模式，其在不接地的交流和直流***中发生第一故障时是无效的。与可利用于接地供电***中的例如剩余电流装置(RCD)或者过流保护装置的保护装置比较之下，没有功能上可比较的可用于不接地供电***或者仅参与在另一外导线上的第二绝缘故障的保护装置。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于不接地供电***的电气保护装置，其在第一绝缘故障发生时除了绝缘监测外还满足扩展的保护功能。
此目的通过一种用于不接地供电***的绝缘故障保护装置实现，其包括根据标准的用于监测所述不接地供电***的绝缘电阻的绝缘监测装置，以及包括用于断开供电***的切断装置，所述切断装置借助信号线被直接连接至所述绝缘监测装置，且在所述绝缘监测装置检测到第一绝缘故障发生时，所述绝缘监测装置通过所述信号线输出切断信号至所述切断装置。
通过结合绝缘监测装置和切断装置，根据本发明的绝缘故障监测装置将标准强制的绝缘监测的监测功能和剩余电流装置的保护功能结合。根据其目的，如果绝缘监测装置确定绝缘电阻达不到适于待受监测的IT供电***的可调整的绝缘电阻阈值，这相当于第一绝缘故障发生，则绝缘监测装置通过信号线直接输出切断信号至切断装置，且对连接至不接地供电***的负载的供电通过切断装置被断开。除了绝缘电阻监测的功能外，根据本发明的绝缘故障保护装置因此也包括如同从剩余电流装置所知的切断功能。
关于绝缘监测装置对第一绝缘故障的检测的信息，被有利地直接用在切断装置中以断开供电***。尤其地，绝缘监测装置对对称和不对称故障的检测，由于必需的测量特征而被保证，在安全方面构成显著的进展。
作为绝缘监测装置形式的具有切断装置的安全相关***的根据本发明的绝缘故障保护装置另外地允许其他用于不接地***的应用，这些应用以前仅因为没有可用于不接地***的保护装置而独属于接地***。
采用根据本发明的绝缘故障保护装置，新发现和未来应用也可以被接纳。例如，以下事实可以得到解决：用于直流电压***的保护装置在市场中是难以获得的，以及研究已经显示的直流故障对剩余电流装置(RCD)的切断行为的不利影响。而且，具有切断的IT***的优势已经被认识到，关于对称绝缘故障的发生的实践经验持续增多，且用于已知的网络形式中的6mA直流电的传感器技术已经被引入不同的标准，这些正被重视。
根据本发明的绝缘故障保护装置同等地适合于交流和直流供电***。尤其地，基于差动电流测量原理以及安装于用于检测直流剩余电流或者用于以直流部件检测交流剩余电流的普通剩余电流装置(RCD)的精密测量技术不再必要。
在另一个实施例中，切断装置具有一组用于断开供电***的导线的触点。
考虑到功能性和断开特征，绝缘故障保护装置因此满足与剩余电流装置相同的安全标准。
有利地，根据标准的绝缘监测装置和切断装置形成共同的结构单元。
因此，绝缘故障保护装置构成紧凑的结构单元，简化其如在安装时的实际使用。
附图说明
其他有利的实施例特征从借助举例以说明本发明优选实施例的附图和以下描述中变得显而易见。附图中：
图1示出根据本发明的绝缘故障保护装置在不接地交流供电***中的应用；
图2示出根据本发明的绝缘故障保护装置在不接地直流供电***中的应用。
具体实施方式
图1示意地说明根据本发明的绝缘故障保护装置2在不接地交流供电***4中的安装，该不接地交流供电***4包括两个导线L1和L2。举例来说，第一绝缘故障RF已经发生在一件设备6上、在导线L1和该件设备6的外壳之间，这引起剩余电流IF。剩余电流电路通过具有保护导线电阻RPE的保护导线PE和连接至大地10的接地电极8的电阻RAE以及通过电缆、线路电容CE和自然泄漏电容CN部分地闭合。
绝缘故障保护装置2包括根据具有功能安全性和满足例如在国际标准IEC 61557-8中定义的要求的标准的绝缘监测装置12。连接在导线L1、L2和保护导线PE之间的绝缘监测装置12在供电***4上主动地叠加测量电压，对应于绝缘电阻的测量电流形成，其反过来在绝缘监测装置12中引起可测量的压降。在此处说明的绝缘故障RF的情况中，绝缘电阻降至适于待受监测的供电***4的特征值之下。这被绝缘监测装置12识别为第一次绝缘故障，接着根据本发明设置且通过信号线16直接连接至绝缘监测装置12的切断装置14被激活以断开供电***4。切断装置14可以在与绝缘监测装置12公用的壳体中被布置为绝缘故障保护装置2的集成部件。
图2使用以下示例示出根据本发明的绝缘故障保护装置2的应用：使用充电装置26(电动车辆供电设备EVSE)通过不接地直流供电***20为电动车辆24的电能存储器22充电的过程。
归因于发生在导线L1和保护导线PE之间第一绝缘故障RF的绝缘电阻降被绝缘故障保护装置2的绝缘监测装置12检测到，接着切断信号通过信号线16被输出至切断装置14。切断装置14断开供电***20的导线L1、L2。根据本发明的绝缘故障保护装置2可以是直流充电站28的一部分。
特别地在电动车领域，根据本发明的绝缘故障保护装置2的使用伴随着显著的优势。例如，可被切断的直流IT***20的应用可允许在充电站28中的保护超导线PE的导线截面的减小。特别是在非常高的充电电压和充电电流的情况下，由于体积和重量的原因，保护导线的截面设计是意义重大的。
在由于安装的根据本发明的绝缘故障保护装置2而可被切断的IT***4、20中，故障电流IF能用作计算保护导线PE截面的基础。
标准IEC 61557-8的100秒的切断时间可设定为IT***4、20的最大切断时间。在所述切断时间内，在另一导线上的第二故障不需要处理，因为两个独立且不相关的故障的同时发生通常可以被忽略，考虑到此种事件的可能性足够小，风险通常是可容许的。

Claims (3)

1.一种用于不接地供电***(4、20)的绝缘故障保护装置(2)，包括根据标准的用于监测所述不接地供电***(4、20)的绝缘电阻的绝缘监测装置(12)，其特征在于，
用于断开所述供电***(4、20)的切断装置(14)，所述切断装置借助信号线(16)被直接连接至所述绝缘监测装置(12)，且在所述绝缘监测装置(12)检测到第一绝缘故障时，所述绝缘监测装置(12)通过所述信号线(16)输出切断信号至所述切断装置(14)。
2.根据权利要求1所述的绝缘故障保护装置，其特征在于，所述切断装置(14)具有一组用于断开所述供电***(4、20)的导线的触点。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘故障保护装置，其特征在于，根据标准的所述绝缘监测装置(12)和所述切断装置(14)形成共同的结构单元。
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