CN108983020B - 用于监测模块化建立电压源的生产过程的方法和测量装置 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及用于监测模块化建立电压源的生产过程的方法和测量装置。本发明涉及用于在生产过程期间尽快识别在模块化建立的电压源中发生的绝缘故障和线路缺陷的方法和测量装置。在组装进展的同时，确定电气参数，例如漏电阻和漏电容。此外，借助于监测大部分自动化的生产过程中的连接来确保测量装置适当地连接至电压源。
Description
技术领域
本发明涉及用于监测电压源的生产过程的方法和测量装置，该电压源由以下模块组成：串联连接并且具有导电壳体的模块，所述模块在生产过程期间逐步建立，该生产过程从第一连接端开始以形成模块的第一部分串并且从第二连接端开始以形成模块的第二部分串；以及最后安装的模块，其将模块的两个部分串彼此连接以形成闭合的模块串。
背景技术
在使可再生能源可用的过程中，越来越多关于合理生产电存储介质和电压源(特别是用于电动车辆的高压电池(HV电池)或用于光伏电站(PV电站)的模块串)的问题正在走向最前沿。
作为基于本发明的生产过程的示例性应用，首先描述HV电池和光伏模块串的组装过程。
用于电动车辆的HV电池由各个电池模块组成，其在生产期间自动串联连接以便获得所需的高电压。
为此目的，HV电池最常在生产过程期间逐步建立，以形成从第一连接端(正极HV+)开始的模块的第一部分串并且形成从第二连接端(负极HV-)开始的模块的第二部分串，最后安装的模块将模块的两个部分串彼此连接以形成闭合模块串。因此，直到安装了最后安装的电池模块，才能在正极与负极之间测量电压。如果生产正确，那么该电压应该对应于电压源的期望的标称电压。
与单串组装相比，由于模块的两个部分串可以同时组装，因此在该生产过程中产生较低的电压和较短的组装时间。
双串生产过程的另一应用通过光伏***的安装构成，各个太阳能电池板串联连接以便最终形成模块串。由于中央连接点存在于逆变器或次级分配板(sub-distributionboard)处，因此模块也最常被建立为分别从正极和从负极开始的两个断开的部分串。
直到安装了最后的模块，串联连接才会闭合，并且期望的标称电压位于正极与负极之间。只要模块没有连接至逆变器，则(部分)串各自形成独立的不接地的电源***。这种不接地的电源***也被称为隔离网络(IT网络，根据法语IsoléTerre)。
在生产HV电池时以及在建造光伏电站时以及通常在生产模块化组装的电压源时，因此总是在所描述的生产过程中产生两个离散的未接地的部分***，所述部分***未被连接以形成一个单独的未接地的总体***，其向连接终端提供所需的标称电压，直到最后安装的模块最后被安装为止。
在生产过程期间，由于机械应力或通过外部影响，可能分别在各个模块中或电气连接处出现绝缘故障或线路缺陷(线路损坏)，并且可能导致相当大的质量损失或导致整个生产单元无用。最初有缺陷的模块的安装造成错误的来源。这些错误应该在生产过程的进展中尽快识别和定位，因为在组装过程结束时的故障定位需要花费相当大的时间和成本。
在完全安装的电压源(HV电池或光伏电站)的后期操作期间，持续绝缘监测是许多应用中必需的标准措施，然而在生产期间不意在进行这样的监测。
已知在经由光学过程控制和通过使用机器人组装HV电池时，以使故障率尽可能低的方式试图对生产过程进行优化。只有在生产过程结束时才会对高压进行测试并且对绝缘电阻进行测量。
在建造光伏电站时，由于结构特征，使用抗短路并具有免受极性反转的插头的线缆或标准化组装套件。直到逆变器已经连接以后，才识别出在运输期间所造成的损坏或影响电气参数的组装错误。取决于光伏电站的安装地点和大小，故障定位因此相当困难。
根据现有技术，根据DE 10 2014 003 325 A1已知用于在组装由数个电池模块组装的高压电池期间进行绝缘测试的测量方法和组装设备。当连接高压电池的电池模块之间的电气连接时，为此使用的导电组装工具连接至测试绝缘电阻的测量设备。将所测量的绝缘电阻值与参考值进行比较，并且如果确定参考值与绝缘电阻值之间的不允许的较大差值，则触发故障信号。
根据DE 10 2014 003 910 A1，已知一种用于同时测试数个电池单元的测试设备，并且该测试设备包括用于检测漏电流、串联电压、贯穿电流和/或另外的电池参数的测量设备。为此目的，测试设备包括接入网络，该接入网络包括用于与电池单元的电极电接触的数个接触元件以及用于电连接电池单元的至少一个电流桥。
然而，这些已知的方法在过早识别组装错误方面也经常证明是不够的。
发明内容
因此，本发明的目的是提出方法和装置，其使得能够在生产过程期间尽快识别在模块化建立的电压源中发生的绝缘故障和线路缺陷。
该目的通过根据本发明的用于监测电压源的生产过程的方法来实现。电压源由以下模块组成：串联连接并且具有导电壳体的模块，所述模块在生产过程期间逐步建立，生产过程从第一连接端开始以形成模块的第一部分串并且从第二连接端开始以形成模块的第二部分串；以及最后安装的模块，其将模块的两个部分串彼此连接以便形成闭合的模块串，方法包括以下方法步骤：
-将绝缘监测设备的耦合电路的第一耦合支路连接至第一连接端，将绝缘监测设备的耦合电路的第二耦合支路连接至第二连接端，以及将绝缘监测设备的接地连接端连接至电压源的壳体，
-在第一连接端与接地连接端之间以及在第二连接端与接地连接端之间馈送测量信号，
-每当模块被添加到模块的第一部分串时，在第一连接端处捕获并确定模块的第一部分电压，
-每当模块被添加到模块的第二部分串时，在第二连接端处捕获并确定模块的第二部分电压，
-每当模块被添加时检测漏电阻并且检测添加有模块的模块的部分串的漏电容，
-如果漏电阻通过添加模块降低至低于给定的漏电阻阈值，则发信号通知绝缘故障，
-如果漏电阻没有通过添加模块而降低，则发信号通知线路中断，
-如果漏电容没有通过添加模块而增加，则发信号通知线路中断，
-每当模块被添加时，测试在第一连接端与第二连接端之间是否测量到故障电压，
-每当最后安装的模块被添加时，测试在第一连接端与第二连接端之间是否设置了标称电压。
从生产电压源时的方面开始，从第一连接端开始以形成模块的第一部分串并且从第二连接端开始以形成模块的第二部分串来逐步建立模块，绝缘监测设备的耦合电路的第一耦合支路连接至模块的第一部分串的第一连接端，绝缘监测设备的耦合电路的第二耦合支路连接至模块的第二部分串的第二连接端，以及绝缘监测设备的接地连接端连接至电压源的壳体。
在这种情况下，导电壳体例如用作如电池中的接地参考点，或者可以用作例如实现为模块框架的参考点，用于光伏电站中的接地电位。
使用布置在绝缘监测设备中的信号发生器在第一连接端与接地连接端之间以及在第二连接端与接地连接端之间馈送测量信号。测量信号优选地被实现为具有确定的测量信号频率的AC测量信号。
每个电池模块或光伏模块包括从正极和负极到壳体的漏电阻和漏电容。漏电阻(绝缘电阻)和漏电容的各自大小由各个模块的所使用的材料和结构设计确定，并且在高兆欧姆至千兆欧姆范围内或者更确切地在单位数的纳法拉(single-digit nanofarad)范围内。漏电阻还确定模块的自放电和实际损耗。
因此，可以有利地使用绝缘监测设备的功能，以便在与组装进展同步的电压源的生产过程期间已经确定模块的两个部分串的电气参数，例如漏电阻和漏电容。
为此目的，每当模块被添加到模块的第一部分串之后，在第一连接端处捕获并确定模块的第一部分电压，并且每当模块被添加到模块的第二部分串之后，在第二连接端处捕获并确定模块的第二部分电压。
一旦模块被添加，通过使用用于由新添加的模块扩展的模块的部分串的所测量的模块的第一部分电压或第二部分电压来检测漏电阻和漏电容。
对于模块的每一个添加，串联连接即模块的部分串由新模块扩展，以便当前检测到的每个部分串的漏电阻——以及因此电压源的总体漏电阻——由于新的漏电阻与现有的漏电阻并行出现而变得较小。类似地，当前检测到的每个部分串的漏电容——以及因此电压源的总体漏电容——随着每个新添加的模块而增加。
在无故障的情况下，随着生产的进展(添加新的模块)，因此可以观察到相应的当前检测到的漏电阻的减少进展以及当前检测到的漏电容的增加进展。
基于检测到的漏电阻，如果漏电阻降低至低于针对进展组装条件给定的相应的漏电阻阈值，则发信号通知绝缘故障。
在该第一故障实例中，所检测的漏电阻在添加模块之后确实按照预期降低，但是不会降低至低于给定的漏电阻阈值。因此可以假定，当最后添加的模块被安装时，例如以体接触或接地故障的形式，由与壳体意外的电气连接引起绝缘故障，或者所添加的模块本身故障。
此外，如果漏电阻没有通过添加模块而降低和/或漏电容没有通过添加模块而增加，则发信号通知线路中断。
在该第二故障实例中，在另一模块被安装之后，当前检测到的漏电阻没有按照预期降低并且漏电容没有按照预期增加，使得可以假定模块连接线路故障，例如它们包括线路中断。
每当另一模块被添加时，都会执行测试以确定在第一连接端与第二连接端之间是否测量到故障电压。
由于模块的两个部分串形成两个断开的部分***，因此只要模块的部分串没有经由最后安装的模块连接以形成总体***，就不应该在第一连接端与第二连接端之间测量电压。直到最后安装的模块被安装以后，才会得到与第一连接端与第二连接端之间的标称电压一样高的电压。
如果在添加另一模块时，已经能够在第一连接端与第二连接端之间测量电压，则该电压可以被解释为故障电压，这表示在模块的两个部分串之间的意外导电连接以及因此呈“交叉故障”形式的故障。
如果这样的“交叉故障”保持未发现，则在添加最终模块时将设置短路电流，这可能会对电压源造成严重损坏。
在添加最后安装的模块之后，执行测试以确定在第一连接端与第二连接端之间是否设置了标称电压。
如果在所有模块被安装以后能够测量期望的标称电压，那么可以假定所有安装的模块都提供了所需的电压，并且没有发生“交叉故障”，因此生产过程无误地进展。
因此，根据本发明的方法有利地确保在电压源的生产过程期间过早地识别和定位线路断线、绝缘故障和“交叉故障”。
在另一实施方式中，检测电压源的总体漏阻抗。
基于针对模块的每个部分串检测到的漏电阻和漏电容的知识，计算对于电压源有效的总体漏阻抗是有用的。所计算的总体漏阻抗表示复数值大小，其实部对应于总体绝缘故障电阻并且其虚部对应于总体漏电容。
此外，计算模块电压以用于识别故障模块，所述模块电压由模块的部分电压以及由绝缘监测设备的漏电阻以及耦合电阻和测量电阻形成的分压器产生。
有利地，在模块的部分串中和/或闭合模块串中识别故障模块。
如果在安装模块期间出现绝缘故障，那么所检测的漏电阻对应于绝缘故障电阻。电路经由绝缘故障电阻闭合，并且与已知的耦合电阻和测量电阻结合来形成分压器。根据这些电阻，可以使用模块的部分电压来测量与在第一连接端/第二连接端与绝缘故障位置之间安装的模块相邻的模块电压。所计算的模块电压因此等于或大于在第一连接端/第二连接端与绝缘故障位置之间的完整模块所生成的电压之和。在了解为每个模块指定的模块标称电压时，可以确定在第一连接端/第二连接端与绝缘故障位置之间无误地安装的模块的数目，其中可以在模块的断开的部分串中检测故障模块的位置。例如，可以在识别的绝缘故障中确定，如果所计算的模块电压包括前模块的(n-1)模块额定电压，则在第n个安装的模块处出现该绝缘故障。
闭合模块串中的模块电压的计算还使得能够识别错误安装的模块，即确定闭合模块串中的绝缘位置。这种方法被证明是有利的，因为不仅在最近安装的模块中而且在先前安装的模块中由于机械处理步骤均可能出现故障。
在安装期间，在包括第一测量连接端和第二测量连接端的电压源中，有利地监测第一耦合支路与第一连接端之间的连接、第二耦合支路与第二连接端之间的连接以及绝缘监测设备的接地连接端与电压源的壳体之间的连接。
在大多数自动化生产过程中必须确保绝缘监测设备正确连接至电压源。这可以通过监测第一连接端和第二连接端与壳体(质量电位(mass potential)或接地电位)之间的连接来确保。
此外，第一耦合支路与第一连接端之间的连接以及第二耦合支路与第二连接端之间的连接各自借助于导体回路进行监测。
导体回路从绝缘监测设备的接地连接端开始经由电压源的第一测量连接端/第二测量连接端并且经由电压源的第一连接端/第二连接端引导回到绝缘监测设备的第一耦合支路/第二耦合支路。在导体回路中流动的预期大小的电流发信号通知待监测的第一连接端/第二连接端的完整连接。
优选地，在相应的导体回路中测量限定的终端元件电容或限定的终端元件阻抗。
在该实施方式中，已知大小的限定的终端元件电容或已知大小的限定的终端元件阻抗被***到相应的导体回路中，并且在每个实例中使用绝缘监测设备在绝缘监测设备的接地连接端与电压源的第一测量连接端/第二测量连接端之间被测量。
如果所测量的终端元件电容/终端元件阻抗对应于限定的终端元件电容/终端元件阻抗的已知值，则可以假定绝缘监测设备的第一耦合支路/第二耦合支路与电压源的第一连接端/第二连接端之间的连接的适当连接。
只有终端元件电容(终端阻抗的虚部)可以代替复数值的终端元件阻抗被***和测量，其优点在于没有放电电流可以经由终端元件电阻(终端元件阻抗的实部)流动。
此外，可以经由导体回路监测电压源的壳体与接地连接端之间的连接，该导体回路连接至接地连接端并且连接至与接地连接端并联执行的绝缘监测设备的附加接地连接端。
根据现有技术已知的绝缘监测设备包括与接地连接端并联执行的附加接地连接端。从绝缘监测设备的接地连接端开始，形成引导回到附加接地连接端的经由电压源的壳体闭合的导体回路，借助于其可以测试接地连接端的的连接的连续性。
在另一实施方式中，可以应用用于监测模块的两个以上的部分串的方法。
根据本发明的方法不限于监测模块的恰好两个部分串。通过以下项进行的扩展适合于该目的：并联执行的进一步的信号路径(其具有与模块的进一步的部分串的耦合)以及确定进一步的漏阻抗。
本发明的目的还通过根据本发明的用于监测电压源的生产过程的测量装置来实现。电压源由以下模块组成：串联连接并且具有导电壳体的模块，所述模块在生产过程期间逐步建立，生产过程从第一连接端开始到模块的第一部分串并且从第二连接端开始到模块的第二部分串；以及最后安装的模块，其将模块的两个部分串彼此连接以形成闭合的模块串，测量装置具有绝缘监测设备，所述绝缘监测设备包括：
耦合电路，所述耦合电路的第一耦合支路连接至第一连接端以用于捕获模块的第一部分电压，耦合电路的第二耦合支路连接至第二连接端以用于捕获模块的第二部分电压；
用于馈送测量信号的信号发生器，所述信号发生器与耦合电路串联连接，并且信号发生器的接地连接端连接至电压源的壳体；以及
电压测量电路，所述电压测量电路经由数模转换器连接至位于入口侧的耦合电路和位于出口侧的数字计算单元，以便确定模块的第一部分电压和模块的第二部分电压，计算单元被配置成用于每当模块被添加时检测模块的第一部分串和第二部分串的漏电阻和漏电容，以便如果漏电阻通过添加模块降低至低于给定的漏电阻阈值则发信号通知绝缘故障，以及如果漏电阻没有通过添加模块而降低或者如果漏电容没有通过添加模块而增加则发信号通知线路中断，并且计算单元被配置成用于测试在第一连接端与第二连接端之间是否测量到故障电压和标称电压。
根据本发明的测量装置包括所有的结构特征，以便结合所描述的有利效果执行根据本发明的用于监测电压源的生产过程的方法。
为了执行根据本发明的方法，测量装置包括具有耦合电路的绝缘监测装置，该耦合电路的第一耦合支路连接至第一连接端以便捕获模块的第一部分电压，并且耦合电路的第二耦合支路连接至第二连接端以便捕获模块的第二部分电压。
绝缘监测设备还包括用于馈送测量信号的信号发生器以及电压测量电路，所述信号发生器与耦合电路串联连接，并且信号发生器的接地连接端连接至电压源的壳体，并且所述电压测量电路经由数模转换器连接至位于入口侧的耦合电路和位于出口侧的数字计算单元，以便确定模块的第一部分电压和模块的第二部分电压。
数字计算单元被配置成用于在每个模块被添加以后检测模块的第一部分串和第二部分串的漏电阻和漏电容，以便：如果在模块被添加以后漏电阻降低至低于给定的漏电阻阈值则发信号通知绝缘故障，并且如果漏电阻没有通过添加模块而降低或者如果漏电容没有通过添加模块而增加则发信号通知线路中断。此外，数字计算单元被配置成用于测试在第一连接端与第二连接端之间是否测量到故障电压和标称电压。
在进一步的实施方式中，数字计算单元被配置成用于检测电压源的总体漏阻抗以及用于计算模块电压以便识别模块的部分串中和/或闭合模块串中的故障模块。
替代或者附加于对数字计算单元中的复数值总体漏阻抗的计算检测，绝缘监测设备包括用于检测电压源的复数值总体漏阻抗的阻抗测量电路，其实部对应于总体绝缘故障电阻并且其虚部对应于总体漏电容。
有利地，在包括第一测量连接端和第二测量连接端的电压源处实现导体回路，用于监测第一耦合支路与第一连接端之间的连接，用于监测第二耦合支路与第二连接端之间的连接以及用于监测绝缘监测设备的接地连接端与源电压的壳体之间的连接。
建立各自连同要监测的连接一起形成闭合电路的导体回路使得能够测试绝缘监测设备是否正确连接至电压源。
优选地为此目的，导体回路从绝缘监测设备的接地连接端开始经由电压源的第一测量连接端/第二测量连接端并且经由电压源的第一连接端/第二连接端被引导回到绝缘监测设备的第一耦合支路/第二耦合支路，以便监测第一耦合支路/第二耦合支路与第一连接端/第二连接端之间的连接。
优选地，相应的导体回路包括在绝缘监测设备的接地连接端与电压源的第一测量连接端/第二测量连接端之间的限定的终端元件电容或限定的终端元件阻抗，以便监测第一耦合支路/第二耦合支路与第一连接端/第二连接端之间的连接。
限定的终端元件电容或限定的终端元件阻抗的值由绝缘监测设备测量并且与已知(实际)值进行比较。在不一致的情况下，可以假定连接故障。
此外，导体回路从绝缘监测设备的接地连接端开始经由电压源的壳体被引导回到与接地连接端并联执行的绝缘监测设备的附加接地连接端，以便监测绝缘监测设备的接地连接端与电压源的壳体之间的连接。
因此实现的导体回路用于监测壳体连接，并且假定绝缘监测设备包括根据现有技术的与接地连接端并联执行的附加接地连接端。
并联执行以用于监测模块的两个以上的部分串的进一步的耦合支路被证明对于本发明是有意义的，电压测量电路和数字计算单元被配置成用于确定和评估进一步的漏阻抗(漏电阻和漏电容)。
附图说明
实施方式的进一步的有利特征可以根据以下借助于示例描述本发明的优选实施方式的描述和附图得到。在下文中，
图1示出了具有模块的两个部分串的电压源，
图2示出了电压源的模块的简化电路图，
图3示出了根据本发明的具有电压源和绝缘监测设备的测量装置的示意图，
图4示出了用于检测模块电压的替代电路图，以及
图5示出了具有用于监测连接的终端元件阻抗的测量装置。
具体实施方式
在图1中，首先借助于模块化设计的HV电池的示例说明生产过程，所述生产过程基于根据本发明的方法和根据本发明的测量装置的应用。
HV电池被示出为电压源2，该电压源2由布置在模块的两个部分串4a、4b中的模块6a至6f、8a至8f、10连同壳体3组成。通常，可以建立任意数目的模块6a至6f、8a至8f、10，以在应用该方法时形成模块的第一部分串4a和第二部分串4b，所述第一部分串4a和所述第二部分串4b能够具有多个彼此不同的模块，只要从技术角度这是适当的并且看起来可行即可。就此而言，本发明还包括模块的两个部分串4a、4b的非对称设计以及其中仅建立模块的一个部分串(4a、4b)的设计。
在电压源2的生产过程期间，各个模块6a至6f、8a至8f从第一连接端HV+开始并且从第二连接端HV-开始逐步建立。第二模块6b连接至模块的第一部分串4a的第一模块6a，并且第二模块8b连接至模块的第二部分串4b的第一模块8a；随后，添加第三模块对6c、8c等。得到模块的两个离散的“生长”部分串4a和4b，其各自形成不接地的(电源)***。
在添加模块对6f、8f之后，通过添加最后安装的模块10来连接两个断开的模块串4a、4b以形成闭合的模块串。直到此时，将在第一连接端HV+与第二连接端HV-之间接通电压。当模块6a至6f、8a至8f、10被安装并且无误地工作时，电压对应于电压源2的标称电压。
此外，以下在图1中示出为可能的故障源：串联连接的模块6a至6f、8a至8f、10之间的线路断线12；模块的部分串4a、4b之间的“交叉故障”14；以及模块6a至6f、8a至8f、10与壳体3之间的绝缘故障16。
图2示出了作为用于安装的模块6a至6f、8a至8f、10的替代的电压源2的模块10的简化电路图。模块10包括针对壳体3的漏电阻Rf和漏电容Ce。
由于模块6a至6f、8a至8f、10的串联连接，在每次添加另一模块6b至6f、8b至8f、10之后(图1)，得到至壳体3的另外的并联泄漏路径，以便当前检测到的漏电阻——在添加另一模块6b至6f、8b至8f、10之后——减小并且当前检测到的漏电容增加。
通过根据本发明查阅和评估当前检测到的漏电阻和当前检测到的漏电容以监测生产质量，可以在生产过程期间过早地识别可能的绝缘故障和线路缺陷(线路中断和“交叉故障”)。
图3示出了根据本发明的具有电压源2的测量装置的示意图，绝缘监测设备20连接至电压源2。
绝缘监测设备20包括：耦合电路22，该耦合电路具有第一耦合支路24a和第二耦合支路24b，第一耦合支路24a和第二耦合支路24b具有耦合电阻RA1、RA2和测量电阻RM1、RM2；串联连接至耦合电路22的信号发生器26，其用于馈送测量信号UP；电压测量电路28；以及具有数模转换器32的数字计算单元30。
可选地，绝缘监测设备20可以包括用于检测电压源2的总体漏阻抗的阻抗测量电路34。
第一耦合支路24a连接至电压源2的第一连接端HV+并且第二耦合支路24b连接至电压源2的第二连接端HV-。绝缘监测设备20的接地电位E连接至电压源2的壳体3。
借助于耦合电路22捕获邻接第一连接端HV+和第二连接端HV-的模块的部分电压UHV+/E，UHV-/E，其中电压测量电路28被确定并且经由数模转换器32馈送至数字计算单元30。在该位置，模块的部分电压UHV+/E，UHV-/E被查阅用于借助用于数字信号处理(过滤)的方法来检测漏电阻Rf和漏电容Ce。
此外，电压测量电路28可以包括用于根据模块的两个部分电压UHV+/E，UHV-/E检测差分电压UHV+/-的差分放大器29。差分电压UHV+/-还经由数模转换器32被发送至数字计算单元30。
图4示出了用于根据以下项来检测模块电压UMod的替代电路图：分别检测到的模块的部分电压UHV+/E，UHV-/E(UHVx/E)和检测到的漏电阻Rf(绝缘故障)以及绝缘监测设备20的已知耦合电阻RA和测量电阻RM。漏电阻Rf连同耦合电阻RA和测量电阻RM一起形成分压器，模块电压UMod能够根据分压器计算并且邻接在第一连接端HV+/第二连接端HV-与绝缘故障位置之间安装的模块：
UMod＝UHVx/E*[I+Rf/(RA+RM)]
以相同的方式，可以在用于模块6a至6f、8a至8f、10中的一个或数个的闭合模块串中检测模块电压UMod，使得通过将所计算的模块电压与指定的模块标称电压进行比较，可以在模块的断开的部分串4a、4b以及闭合的模块串中识别故障位置，即识别故障模块。
图5示出了具有终端元件阻抗C+，R+；C-，R-的测量装置，其用于监测第一连接端HV+/第二连接端HV-之间的连接以及电压源2的壳体3与绝缘监测设备20之间的连接。
除了连接至第一耦合支路24a/第二耦合支路24b的第一连接端HV+/第二连接端HV-之外，电压源2还包括第一测量连接端HV'+/第二测量连接端HV'-。在每个实例中，在第一测量连接端HV'+/第二测量连接端HV'-与绝缘监测设备20的接地连接端E之间切换已知大小的限定的终端元件阻抗C+，R+；C-，R-。
因此，在每个实例中形成用于监测第一连接端HV+/第二连接端HV-的导体回路，并且该导体回路从绝缘监测设备20的接地连接端E开始经由以下项引导回到绝缘监测设备20的第一耦合支路24a/第二耦合支路24b：经由相应的终端元件阻抗C+，R+或C-，R-、经由电压源2的第一测量连接端HV'+/第二测量连接端HV'-以及经由电压源2的第一连接端HV+/第二连接端HV-。
为了监测具有电压源2的壳体3的绝缘监测设备20的接地连接端E的连接，使用与接地连接端E并联执行的绝缘监测设备20的附加接地连接端KE，以便可以实现从接地连接端E开始经由壳体3引导回到附加接地连接端KE的导体回路。
Claims (19)
1.一种用于监测电压源(2)的生产过程的方法，所述电压源(2)由以下模块组成：串联连接并且具有导电壳体(3)的模块(6a至6f，8a至8f，10)，所述模块在所述生产过程期间逐步建立，所述生产过程从第一连接端(HV+)开始以形成所述模块的第一部分串(4a)并且从第二连接端(HV-)开始以形成所述模块的第二部分串(4b)；以及最后安装的模块(10)，其将所述模块的两个部分串(4a，4b)彼此连接以便形成闭合的模块串，所述方法包括以下方法步骤：
-将绝缘监测设备(20)的耦合电路(22)的第一耦合支路(24a)连接至所述第一连接端(HV+)，将所述绝缘监测设备(20)的耦合电路(22)的第二耦合支路(24b)连接至所述第二连接端(HV-)，以及将所述绝缘监测设备(20)的接地连接端(E)连接至所述电压源(2)的壳体(3)，
-在所述第一连接端(HV+)与所述接地连接端(E)之间以及在所述第二连接端(HV-)与所述接地连接端(E)之间馈送测量信号(UP)，
-每当模块被添加到所述模块的第一部分串(4a)时，在所述第一连接端(HV+)处捕获并确定所述模块的第一部分电压(UHV+/E)，
-每当模块被添加到所述模块的第二部分串(4b)时，在所述第二连接端(HV-)处捕获并确定所述模块的第二部分电压(UHV-/E)，
-每当模块被添加时检测漏电阻(Rf)并且检测添加有所述模块的模块的部分串(4a，4b)的漏电容(Ce)，
-如果所述漏电阻(Rf)通过添加所述模块降低至低于给定的漏电阻阈值，则发信号通知绝缘故障(16)，
-如果所述漏电阻(Rf)没有通过添加所述模块而降低，则发信号通知线路中断(12)，
-如果所述漏电容(Ce)没有通过添加所述模块而增加，则发信号通知线路中断(12)，
-每当模块被添加时，测试在所述第一连接端(HV+)与所述第二连接端(HV-)之间是否测量到故障电压，
-每当最后安装的模块(10)被添加时，测试在所述第一连接端(HV+)与所述第二连接端(HV-)之间是否设置了标称电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
检测所述电压源(2)的总体漏阻抗。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
计算模块电压(UMod)以用于识别故障模块，所述模块电压(UMod)根据所述模块的部分电压(UHV+/E，UHV-/E)并且根据由所述绝缘监测设备(20)检测的漏电阻(Rf)以及耦合电阻和测量电阻(RA，RM)形成的分压器得到。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
在所述模块的部分串(4a，4b)中识别所述故障模块。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
在所述闭合的模块串中识别所述故障模块。
6.根据权利要求1-2和4中任一项所述的方法，其特征在于，
在包括第一测量连接端(HV'+)和第二测量连接端(HV'-)的电压源(2)中，监测所述第一耦合支路(24a)与所述第一连接端(HV+)之间的连接，监测所述第二耦合支路(24b)与所述第二连接端(HV-)之间的连接，以及监测所述绝缘监测设备(20)的接地连接端(E)与所述电压源(2)的壳体(3)之间的连接。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
使用导体回路各自监测所述第一耦合支路(24a)与所述第一连接端(HV+)之间的连接以及所述第二耦合支路(24b)与所述第二连接端(HV-)之间的连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
在相应的导体回路中测量限定的终端元件电容(C+，C-)或限定的终端元件阻抗(C+，R+；C-，R-)。
9.根据权利要求1-2、4、7和8中任一项所述的方法，其特征在于，
经由导体回路监测所述电压源(2)的壳体(3)与所述接地连接端(E)之间的连接，所述导体回路连接至所述接地连接端(E)并且连接至与所述接地连接端(E)并联执行的所述绝缘监测设备(20)的附加接地连接端(KE)。
10.根据权利要求1-2、4、7和8中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法的应用用于监测所述模块的两个以上的部分串。
11.一种用于监测电压源(2)的生产过程的测量装置，所述电压源(2)由以下模块组成：串联连接并且具有导电壳体(3)的模块(6a至6f，8a至8f，10)，所述模块在所述生产过程期间逐步建立，所述生产过程从第一连接端(HV+)开始到所述模块的第一部分串(4a)并且从第二连接端(HV-)开始到所述模块的第二部分串(4b)；以及最后安装的模块(10)，其将所述模块的两个部分串(4a，4b)彼此连接以形成闭合的模块串，所述测量装置具有绝缘监测设备(20)，所述绝缘监测设备(20)包括：
耦合电路(22)，所述耦合电路(22)的第一耦合支路(24a)连接至所述第一连接端(HV+)以用于捕获所述模块的第一部分电压(UHV+/E)，所述耦合电路(22)的第二耦合支路(24b)连接至所述第二连接端(HV-)以用于捕获所述模块的第二部分电压(UHV-/E)；
用于馈送测量信号(UP)的信号发生器(26)，所述信号发生器(26)与所述耦合电路(22)串联连接，并且所述信号发生器(26)的接地连接端(E)连接至所述电压源(2)的壳体(3)；以及
电压测量电路(28)，所述电压测量电路(28)经由数模转换器(32)连接至位于入口侧的耦合电路(22)和位于出口侧的数字计算单元(30)，以便确定所述模块的第一部分电压(UHV+/E)和所述模块的第二部分电压(UHV-/E)，所述数字计算单元(30)被配置成用于每当模块被添加时检测所述模块的第一部分串和第二部分串(4a，4b)的漏电阻(Rf)和漏电容(Ce)，以便如果所述漏电阻(Rf)通过添加模块降低至低于给定的漏电阻阈值则发信号通知绝缘故障(16)，以及如果所述漏电阻(Rf)没有通过添加模块而降低或者如果所述漏电容(Ce)没有通过添加模块而增加则发信号通知线路中断(12)，并且所述数字计算单元(30)被配置成用于测试在所述第一连接端(HV+)与所述第二连接端(HV-)之间是否测量到故障电压和标称电压。
12.根据权利要求11所述的测量装置，其特征在于，
所述数字计算单元(30)被配置成用于检测所述电压源(2)的总体漏阻抗。
13.根据权利要求11或12所述的测量装置，其特征在于，
所述绝缘监测设备(20)包括用于检测所述电压源(2)的总体漏阻抗的阻抗测量电路(34)。
14.根据权利要求11和12中任一项所述的测量装置，其特征在于，
所述数字计算单元(30)被配置成用于计算模块电压(UMod)以便识别所述模块的部分串(4a，4b)中和/或所述闭合的模块串中的故障模块。
15.根据权利要求11和12中任一项所述的测量装置，其特征在于：
在包括第一测量连接端(HV'+)和第二测量连接端(HV'-)的电压源(2)中实现导体回路，用于监测所述第一耦合支路(24a)与所述第一连接端(HV+)之间的连接，用于监测所述第二耦合支路(24b)与所述第二连接端(HV-)之间的连接，以及用于监测所述绝缘监测设备(20)的接地连接端(E)与所述电压源(2)的壳体(3)之间的连接。
16.根据权利要求15所述的测量装置，其特征在于，
为了监测所述第一耦合支路/所述第二耦合支路(24a，24b)与所述第一连接端/所述第二连接端(HV+，HV-)之间的连接，所述导体回路从所述绝缘监测设备(20)的接地连接端(E)开始经由所述电压源(2)的第一测量连接端/第二测量连接端(HV'+，HV'-)并且经由所述电压源(2)的第一连接端/第二连接端被引导回到所述绝缘监测设备(20)的第一耦合支路/第二耦合支路(24a，24b)。
17.根据权利要求16所述的测量装置，其特征在于，
用于监测所述第一耦合支路/所述第二耦合支路(24a，24b)与所述第一连接端/所述第二连接端(HV+，HV-)之间的连接的相应的导体回路包括所述绝缘监测设备的接地连接端(E)与所述电压源(2)的第一测量连接端/第二测量连接端(HV'+，HV'-)之间的限定的终端元件电容(C+，C-)或限定的终端元件阻抗(C+，R+；C-，R-)。
18.根据权利要求11、12、16和17中任一项所述的测量装置，其特征在于：
用于监测所述绝缘监测设备(20)的接地连接端(E)与所述电压源(2)的壳体(3)之间的连接的导体回路从所述绝缘监测设备(20)的接地连接端(E)开始经由所述电压源(2)的壳体(3)被引导回到与所述接地连接端(E)并联执行的所述绝缘监测设备(20)的附加接地连接端(KE)。
19.根据权利要求11、12、16和17中任一项所述的测量装置，其特征在于，
进一步耦合并联执行的支路，用于监测模块的两个以上的部分串，所述电压测量电路(28)和所述数字计算单元(30)被配置成用于确定和评估进一步的漏阻抗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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