CN108693449B - 连接二极管的冗余dc供电系统绝缘故障定位的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于非接地DC供电系统的绝缘故障定位的绝缘故障定位系统和方法，该非接地DC供电系统被从连接到二极管的第一直流电压供电电源和连接到二极管的第二直流电压供电电源冗余地馈电，并且耗电器冗余地耦合到该非接地DC供电系统。由于二极管连接以及与其相关联的负载电流的不对称电流分流，在这样的供电系统中的供电线路中产生非补偿部分电流，并且因此产生可以通过测量电流互感器被捕获并且可以在绝缘故障定位期间干扰有效的测试电流的差动电流部分。为了消除干扰差动电流部分，在测量电流互感器中提出了初级侧上的补偿措施，以及在绝缘故障定位装置中提出了次级侧上的间接补偿措施。

Description

连接二极管的冗余DC供电系统绝缘故障定位的系统和方法
技术领域
本发明涉及根据用于非接地DC供电系统的相应前导码进行绝缘故障定位的绝缘故障定位系统和方法，其中非接地DC供电系统在本发明中被公开为，非接地DC供电系统被从连接到二极管的第一直流电压供电电源和连接到二极管的第二直流电压供电电源冗余地馈电，并且耗电器经由由两个有源导体组成的第一供电线路和由两个有源导体组成的第二供电线路冗余地连接到非接地DC供电系统。
背景技术
为了向电动操作器件供电，当对操作、消防和接触安全性的要求增加时，使用非接地供电系统的接地系统，所述接地系统也被称为隔离网络(法语：IsoléTerre–IT)或IT供电系统。在这种类型的供电系统中，有源部件与地电势分开—相对于“地”。这些网络的优点在于，在诸如接地故障或身体接触的第一绝缘故障中，电动操作器件的功能不会受到损害，因为闭合电路无法形成，这归因于在这个第一故障实例(第一故障)中网络的有源导体和地之间的理想的无限大的阻抗值。
由于非接地供电系统的固有安全性，因此即使在发生第一绝缘故障时，也可以确保连接到非接地供电系统的耗电器的连续供电。
因此，非接地供电系统到地的电阻(绝缘电阻–在发生故障时也是绝缘故障电阻或故障电阻)被持续地监测，因为会经由在不同有源导体处的可能的其它故障(第二故障)发生故障回路，并且与过电流保护设备一起流动的故障电流可能导致设施关闭和操作停止。
假设通过绝缘监测设备连续监测非接地供电系统的绝缘状况，那么即使在发生第一故障时但是根据标准DIN VDE 0100-410和IEC 6034-4-41建议尽快消除了第一故障，非接地供电系统也可以继续操作而没有规定的时间限制。
为了满足快速消除第一故障的要求，通常包括测试电流生成器的绝缘故障定位系统和具有与其连接的测量电流互感器的绝缘故障定位系统(评估设备)的使用表示当前的发展状况，特别是在扩展和复杂的非接地供电系统中或在非接地供电系统中，其中为整个非接地供电系统关闭供电对于安全性来说是危险的。
如果绝缘监测设备在非接地供电系统中识别出第一绝缘故障，则由可以作为单独的设备以及作为绝缘故障监测设备的组件来实现的测试电流生成器开始绝缘故障定位，从而生成测试电流并且在中央位置处将所述测试电流供应到非接地供电系统中。实现了闭合回路，其中测试电流或测试电流部分从测试电流生成器经由带电有源导体、绝缘故障和接地连接流回到测试电流生成器。
具有与其连接的测量电流互感器的绝缘故障定位装置用于定位非接地供电系统中的故障位置，测量电流互感器被确定性地分配给待监测的每个导体分支。
测试电流或测试电流部分由处于测试电流电路(故障电流电路)中的所有测量电流互感器捕获，并由绝缘故障定位装置进行评估和指示。故障位置可以通过测量电流互感器到导体分支的已知分配来定位。
在与安全性相关或对供应的安全性有重要意义的设施中，诸如铁路系统、发电厂或变电站，对于没有中断的操作存在更高的要求。
这些要求通过冗余配置的供电系统来实现。在非接地DC供电系统中，与安全性相关并且与二极管连接的耗电器因此通常经由两个单独的供电线路(导体分支)从两个直流电压供电电源冗余地供电。
但是，连接到二极管的双重配置的DC供电系统的拓扑在定位故障时会导致干扰。
由于二极管连接，在供电线路中出现非补偿部分电流(负载电流的不对称电流分流)并且因此也出现差动电流部分，其可以由相应的测量电流互感器捕获并且可以干扰有效的测试电流。
两个供电电压之一的最轻微波动可以导致非线性二极管特性的操作点的调制，并因此导致两个二极管处的相互正向偏压波动。特别是在绝缘故障定位系统优选地用于生成测试电流(例如在1Hz的频率下具有50mV的振幅的电压波动)的频率区域中的供电电压的轻微低频波动可导致其频率位置和振幅大致对应于由绝缘故障定位系统通常使用的测试信号的电流流动。
即使在其它方面对称比例的情况下，不同的二极管特性也会导致DC差动电流。
因此，测试电流的故障检测以及因此绝缘故障定位的干扰似乎是很有可能的。
如果冗余的直流电压供电电源的供电电压不同，则也可以因此产生相对大的DC差动电流，特别是根据直流电压的振幅和耗电器的负载电阻的值。
当使用市售的测量电流互感器时，大的DC差动电流又会导致定位故障时的选择性恶化，即，导致从属供电分支中的故障确定受到影响，一直到导致经由测量电流互感器的芯材中的饱和效应引起的故障定位不足。
从现有技术来看，已知用于解决上述问题的三种不同方法：
a)使用所谓的Holmgreen电路。这对应于次级侧上的若干测量电流互感器的并联电路。该电路已成功用于获得纯AC系统(50Hz，60Hz)中的总电流。但是，令人满意的功能的先决条件是互连的测量电流互感器的传输性质的良好一致性。
在具有低频信号部分和DC分量的系统中，该方法在标准测量电流互感器(A型测量电流互感器)中以非常有限的方式工作，因为这些信号分量没有被标准测量电流互感器捕获或仅仅不充分地被标准测量电流互感器捕获。
b)在两个DC电压源之一中供电电压的单侧增加。
但是，这种方法的结果是相对大的DC差动电流，其可能以不利的方式导致以上提到的测量电流互感器的磁路的芯材中的饱和效应。
c)在定位故障时临时相互取消个别耗电器的双馈源。这种方法需要经验丰富的专家进行手动干预，并且包含在完成故障定位之后忘记正确重新安装耗电器的双馈源的风险。
分离两个冗余的直流电压供电电源的负极之间的连接可能是有用的，但是，这在大多数设施中是不可接受的，因为要观察的某些故障情况会导致冗余的直流电压供电电源串联地切换并且由于这种情况而导致的线间电压可能引起设施中的绝缘协调问题。
因此，在大多数应用情况下，不能以这种方式实现全自动的故障定位。
发明内容
因此，本发明的目的是从技术角度简化连接到二极管的非接地DC供电系统中的故障定位并且可靠且经济地设计故障定位。
绝缘故障定位系统A：该目的使用根据本发明的包括用于增加第一或第二直流电压供电电源的供电电压的设置设备、用于供应测试电流的测试电流生成器和绝缘故障定位装置以及其中用于捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器和用于捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器连接到绝缘故障定位装置的绝缘故障定位系统A以及通过布置在第一供电线路的有源导体之间的第一电阻路径和布置在第二供电线路的有源导体之间的第二电阻路径来实现，每个电阻路径的电阻被调整大小使得在相应的电阻路径中流动的补偿电流等于由供电电压增加引起的相应供电线路中的干扰DC差动电流并且被相应的测量电流互感器在DC差动电流的相反方向上在初级侧捕获。
该实施例的基本思想在于，如从现有技术中已知的，借助于布置在两个直流电压供电电源之一上的设置设备初始地增加一侧上的两个供电电压之一，并且然后弱化由单侧增加引起的干扰DC差动电流直至有可能可靠地识别测试电流或测试电流部分，并且因此故障定位不会受到负面影响。通过生成补偿电流，DC差动电流在相应测量电流互感器的初级侧上大部分得到补偿，以便防止测量电流互感器的芯材中的饱和效应。为此目的，以如下方式将无源电阻路径分别安装在第一供电线路的有源导体之间和第二供电线路的有源导体之间：补偿电流在干扰DC差动电流的相反方向上流过相应的测量电流互感器以及因此展现其补偿效应。相应的电阻路径包括一致的电阻，其具有被测量的值，使得由在有源导体之间出现的电势差(电压)驱动的补偿电流具有与干扰DC差动电流的值对应的值。
如果有足够的补偿发生，使得测量电流互感器的磁路的影响保持低于阈值，直到该阈值绝缘故障定位系统A可以根据规范在没有任何错误的情况下运行，这就足够。
由于根据本发明的电阻路径的布置，因此可以省略次级侧上的测量电流互感器的并联电路。当由于测试电流的几乎无故障检测而确定故障位置时，由于选择性增加，因此故障供电分支可以被可靠地定位。
绝缘故障定位系统B：该目标还使用根据本发明的包括用于增加第一或第二直流电压供电电源的供电电压的设置设备、用于供应测试电流的测试电流生成器和绝缘故障定位装置以及其中用于捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器和用于捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器连接到绝缘故障定位装置的绝缘故障定位系统B以及借助于分别布置在第一供电线路的有源导体之间和第二供电线路的有源导体之间的电流路径，使用依据负载电流来设置补偿电流的电流设置设备来实现，所述补偿电流等于由增加供电电压引起的相应供电线路中的干扰DC差动电流，并且被相应的测量电流互感器在DC差动电流的相反方向上在初级侧捕获。
本实施例的基本思想还在于：在所述增加之后，通过补偿电流来补偿在测量电流互感器的初级侧上由于在一侧上增加两个供电电压之一而引起的干扰DC差动电流。
但是，当负载电阻中存在相对大的波动时，借助于具有一致电阻的无源电阻路径补偿初级侧上的DC差动电流不足以使测量电流互感器的磁路的影响保持低并因此能够进行如所使用的绝缘故障定位系统的技术数据中指定的故障定位。
因此，使用电流设置设备布置电流路径而不是分别在第一供电线路的有源导体之间和第二供电线路的有源导体之间布置无源电阻路径，所述电流设置设备依据负载电流设置补偿电流，所述补偿电流的值等于由增加供电电压引起的相应供电线路中的干扰DC差动电流，并且被定向在干扰DC差动电流的相反方向上。
从减小负载电阻导致负载电流反比例增加的思想出发，负载电流的这种变化又可以用于补偿电流的成比例增加。补偿质量得到改善，直至测量电流互感器的磁路的影响保持在能够进行如所使用的绝缘故障定位系统的技术数据中指定的故障定位的阈值之下。
为此目的，对DC负载电流测量的要求并非都太高。在大多数应用情况下，可以使用便宜的半导体传感器或类似便宜的DC传感器。
根据本发明，可以作为控制或调节来实现的取决于负载电流的设置目的是维持投入使用的测量电流互感器的规定容限，并且不在所使用的绝缘故障定位系统的测量精度的区域中(例如，在补偿电流互感器中)执行整个补偿。
在另一个有利的实施例中，电流设置设备包括用于生成补偿电流的可设置电流源以及用于测量DC负载电流的电流传感器。
使用电流传感器在相应供电线路的两个有源导体之一中捕获DC负载电流，电流传感器的测量信号用于与负载电流成比例地控制可设置电流源。电流传感器可以被配置为半导体传感器或类似便宜的DC传感器。
使用根据本发明的上述绝缘故障定位系统A和B，在检测到测试电流并因此可靠的故障定位时，结合便宜的标准测量电流互感器(A型测量电流互感器)实现了高敏感度。
绝缘故障定位系统C.1：该目标还使用根据本发明的包括用于馈送测试电流的测试电流生成器和绝缘故障定位装置以及其中用于捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器和用于捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器连接到所述绝缘故障定位装置的绝缘故障定位系统C.1并且通过第一测量电流互感器和第二测量电流互感器来实现，该第一测量电流互感器和第二测量电流互感器被配置为全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器)，其具有电流输出并且在次级侧并联地切换以间接地补偿差动电流部分。
与以上提到的两个绝缘故障定位系统A和B相比，用于增加供电电压(如果可用的话)的设置设备保持在绝缘故障定位系统C.1中不被忽略；因此，在这个实施例中，两个供电电压之一并未在一侧上增加。相反，全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器)用于捕获在供电线路中流动的差动电流部分，并且开始进行由两个测量电流互感器提供的测量信号的逐电路系统相减(circuitry-wise subtraction)。
具有电流输出并且在初级侧并联切换的B型测量电流互感器在绝缘故障定位系统C.1中使用。由测量电流互感器供应的测量信号(测量电流)使用并联电路逐电路系统被减，并且因此定向在相反方向上并且在初级侧捕获的差动电流，特别是DC和低频差动电流部分以及纯粹的AC差动电流，被间接地补偿(作为相对于已知Holmgreen电路的优点)。
绝缘故障定位系统C.2：该目标还通过使用根据本发明的包括用于供应测试电流的测试电流生成器和绝缘故障定位装置以及其中用于捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器和用于捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器连接到所述绝缘故障定位装置的绝缘故障定位系统C.2并且通过第一测量电流互感器和第二测量电流互感器来实现，该第一测量电流互感器和第二测量电流互感器被配置为全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器)，其具有电压输出并且在次级侧串联地切换以间接地补偿差动电流部分。
如在先前描述的替代实施例(绝缘故障定位系统C.1)中那样，在绝缘故障定位系统C.2中不需要用于增加供电电压的设置设备并且也使用全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器)。但是，绝缘故障定位系统C.2中的测量电流互感器被配置为具有电压输出的B型测量电流互感器，其输出在次级侧上串联地切换。
由测量电流互感器供应的测量信号(测量电压)使用串联连接逐电路系统被减，并且因此定向在相反方向上并且在初级侧捕获的差动电流，特别是除了纯粹的AC差动电流另外的DC和低频差动电流部分，被间接地补偿。
绝缘故障定位系统C.3：该目标还使用根据本发明的用于供应测试电流的测试电流生成器和绝缘故障定位装置以及其中用于捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器和用于捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器连接到所述绝缘故障定位装置的绝缘故障定位系统C.3并且通过第一测量电流互感器和第二测量电流互感器来实现，该第一测量电流互感器和第二测量电流互感器被配置为全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器)并且绝缘故障定位装置包括在计算上间接地补偿差动电流部分的评估单元。
在没有使用用于增加供电电压的设置设备的这种其它替代的实施例中，可以使用任意的B型测量电流互感器。绝缘故障定位装置按以下程度被修改：其包括评估单元，该评估单元经由计算相减来评估由测量电流互感器提供的测量信号，并且因此间接地补偿定向在相反方向上并且在初级侧捕获的差动电流，特别是除了纯粹的AC差动电流另外的DC和低频差动电流部分。
绝缘故障定位系统D：该目标还基于绝缘故障定位系统C.1、C.2或C.3之一、绝缘故障定位系统A的电阻路径或具有作为补充补偿设备安装的绝缘故障定位系统B的电流设置设备的电流路径来实现。
因此，绝缘故障定位系统C.1、C.2和C.3(其不包括用于增加供电电压的设置设备，但配备有全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器))可以包括电阻路径(绝缘故障定位系统A)或具有作为附加补偿措施的电流设置设备的电流路径(绝缘故障定位系统B)。除了在次级侧间接地补偿差动电流部分之外，DC差动电流还借助于无源电阻路径或有源电流路径在初级侧被直接补偿。
该组合实施例的优点在于以下事实：对用于补偿干扰DC差动电流的B型测量电流互感器的动态范围的要求较低。由于部分的补偿是经由电阻路径或具有电流设置设备的电流路径执行的，因此可以使用更小的并且因此也更便宜的电流互感器。
以上提到的绝缘故障定位系统C.1、C.2、C.3和D通过使用B型测量电流互感器使得能够显著降低对于这些测量电流互感器关于动态范围的要求，同时在定位连接到二极管的DC供电系统中的故障时仍以较低成本实现高敏感度和可靠性。
所有描述的绝缘故障定位系统A、B、C.1、C.2、C.3和D各自表示用于非接地DC供电系统中绝缘故障定位的方法的与设备相关的实施例。
因此，根据本发明要求保护的绝缘故障定位系统A、B、C.1、C.2、C.3和D是基于根据从中可以得出所引用的有利技术效果的本发明的用于绝缘故障定位系统A、B、C.1、C.2、C.3和D的对应方法。用于绝缘故障定位系统A的绝缘故障定位方法包括：使用设置设备增加第一直流电压供电电源或第二直流电压供电电源的供电电压，使用测试电流生成器供应测试电流，使用连接到绝缘故障定位装置的测量电流互感器捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置的第二测量电流互感器捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分，以及其中在第一供电线路的有源导体之间的第一电阻路径中生成由直流电压供电电源驱动的第一补偿电流，并且在第二供电线路的有源导体之间的第二电阻路径中生成由直流电压供电电源驱动的第二补偿电流，相应的补偿电流等于在相应的供电线路中由增加供电电压引起的干扰DC差动电流并且被相应的测量电流互感器在DC差动电流的相反方向上在初级侧捕获。用于绝缘故障定位系统B的绝缘故障定位方法包括：使用设置设备增加第一直流电压供电电源或第二直流电压供电电源的供电电压，使用测试电流生成器供应测试电流，使用连接到绝缘故障定位装置的第一测量电流互感器捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置的第二测量电流互感器捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分，以及其中借助于电流设置设备，分别在第一供电线路的有源导体之间和第二供电线路的有源导体之间的电流路径中依据负载电流生成和设置补偿电流，相应的补偿电流等于在相应的供电线路中由增加供电电压引起的干扰DC差动电流并且被相应的测量电流互感器在DC差动电流的相反方向上在初级侧捕获。用于绝缘故障定位系统C.1的绝缘故障定位方法包括：使用测试电流生成器馈送测试电流，使用连接到绝缘故障定位装置的第一测量电流互感器捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置的第二测量电流互感器捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分，以及其中在次级侧并联地切换被配置为具有电流输出的全电流敏感的测量电流互感器的第一测量电流互感器和第二测量电流互感器，用于间接补偿差动电流部分。用于绝缘故障定位系统C.2的绝缘故障定位方法包括：使用测试电流生成器供应测试电流，使用连接到绝缘故障定位装置的测量电流互感器捕获在第一供电线路中流动的测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置的第二测量电流互感器捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分，以及其中在次级侧串联地切换被配置为具有电压输出的全电流敏感的测量电流互感器的第一测量电流互感器和第二测量电流互感器，用于间接补偿差动电流部分。用于绝缘故障定位系统C.3的绝缘故障定位方法包括：使用测试电流生成器供应测试电流，使用连接到绝缘故障定位装置的第一测量电流互感器捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置的第二测量电流互感器捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分，以及其中通过在计算上间接补偿差动电流部分来评估由被配置为全电流敏感的测量电流互感器提供的测量信号。用于绝缘故障定位系统D的绝缘故障定位方法作为用于补偿干扰DC差动电流的补充方法步骤、在绝缘故障定位系统A的电阻路径中生成由直流电压供电电源驱动的补偿电流或在具有作为补充补偿设备安装的绝缘故障定位系统B的电流设置设备的电流路径中生成和设置取决于负载电流的补偿电流。
附图说明
其它有利实施例可以从以下通过示例描述本发明的优选实施例的描述和附图中得出。在这些图中，
图1图示了根据现有技术的具有连接到二极管的冗余直流电压供电并具有绝缘故障定位系统的功能元件的非接地供电系统，
图2图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统A的非接地供电系统，
图3图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统B的非接地供电系统，
图4图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统C.1的非接地供电系统，
图5图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统C.2的非接地供电系统，
图6图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统C.3的非接地供电系统，
图7图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统D的非接地供电系统。
具体实施方式
在图1中，图示了从连接到二极管的第一直流电压供电电源4a和连接到二极管的第二直流电压供电电源4b冗余馈电的非接地DC供电系统2。耗电器6经由两个空间分离的冗余供电线路8a、8b连接到DC供电系统2，每个冗余供电线路8a、8b由两个有源导体10组成。
在通过绝缘监测设备(未示出)发信号通知绝缘故障之后，由向在一侧的DC供电系统2的有源导体10和在中央位置处另一侧的地交替地供应测试电流的测试电流生成器12开始绝缘故障定位。
安装用于捕获在第一供电线路8a中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器14a和用于捕获在第二供电线路8b中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器14b，以便跟随测试电流电路(故障电流电路)。测量电流互感器14a、14b连接到绝缘故障定位装置18，用于评估提供的测量信号Sa、Sb。
使用集成在直流电压供电电源4a中的设置设备19在第一直流电压供电电源4a处直接增加电源电压，以便抑制直流电压供电电源4a、4b的电源电压的相互调制，并因此防止产生干扰测试电流的任何差动电流。
设置设备19被需要用于设置两个直流电压供电电源4a或4b中的仅一个；因此所述设置设备19也可以以示例性的方式如图1所示布置在直流电压供电电源4b上，而不是直流电压供电电源4a上。
增加与不对称负载电流分流(将负载电流Il分流为不等的部分负载电流I1-a和II-b)相互作用的供电电源导致DC差动电流Idcdiff,a，Idcdiff,b，其可以在相应的供电线路8a、8b中经由测量电流互感器14a、14b敏感地干扰捕获测量电流。
替代在一侧上稍微增加供电电压，连接二极管的正向偏压通常可以以足够不同的尺寸来选择，或者其中一个二极管可以被若干二极管的串联电路所取代，以便实现相同的效果。
图2图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统A 20的非接地供电系统2。
根据本发明，绝缘故障定位系统A 20包括各自布置在相应的供电线路8a、8b中的有源导体10之间的电阻路径22a、22b，以及功能模块测试电流生成器12、用于增加供电电压的设置装置19和具有第一和第二测量电流互感器14a、14b的绝缘故障定位设备18，每个都是从现有技术中已知的。
电阻路径22a、22b无源地执行并且包括电阻24a、24b，电阻24a、24b各自被测量，使得补偿电流Idccomp,a，Idccomp,b在电阻路径22a、22b中流动并且等于在相应的供电线路8a、8b中由增加供电电压而引起的干扰DC差动电流Idcdiff,a，Idcdiff,b。为此目的，补偿电流Idccomp,a Idccomp,b在测量电流互感器14a、14b中以相反的方向被引导至初级侧上的干扰DC差动电流Idcdiffa，Idcdiff,b，以便补偿DC差动电流Idcdiff,a，Idcdiff,b，并且因此防止否则将由未补偿的差动电流Idcdiff,a，Idcdiff,b引起的测量电流互感器14a、14b的芯材中的饱和效应。
在图3中，图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统B 30的非接地供电系统2。
与图2所示的绝缘故障定位系统A 20相比，绝缘故障定位系统B 30包括代替无源电阻路径22a、22b的电流路径32a、32b，电流路径32a、32b具有分别在第一供电线路8a的有源导体10和在第二供电线路8b的有源导体10之间的电流设置设备34a、34b。电流设置设备34a、34b包括用于生成补偿电流Idccomp,a，Idccomp,b的可设置电流源35a、35b和用于测量DC负载电流的电流传感器36a、36b。
如在绝缘故障定位系统A20中那样，设置设备34a、34b依据补偿电流Idccomp,a，Idccomp,b的负载电流执行设置以便补偿DC差动电流Idcdiff,a，Idcdiff,b。
图4图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统C.1 40的非接地供电系统2。
与以上提到的绝缘故障定位系统A20(图2)和绝缘故障定位系统B 30(图3)相比，借助于设置设备19增加直流电压供应电源4a、4b的其中一个供电电压在绝缘故障定位系统C.1 40(图4)、绝缘故障定位系统C.2 50(图5)和绝缘故障定位系统C.3 60(图6)中省略。
替代地，使用了使得能够捕获所有AC和DC差动电流部分Idiff,a，Idiff,b的具有电流输出44a、44b的全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器)(绝缘故障定位系统C.1 40)、具有电流输出54a、54b的全电流敏感的测量电流互感器(B型测量电流互感器)(绝缘故障定位系统C.2 50)和任何任意B型测量电流互感器64a、64b(绝缘故障定位系统C.3 60)。
绝缘故障定位系统C.1 40的测量电流互感器44a、44b被配置为具有电流输出的B型测量电流互感器，从而次级侧上的并联电路(逐电路系统相减)使得差动电流部分Idiff,a，Idiff,b在绝缘故障定位装置18的夹钳处得以补偿。
图5图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统C.2 50的非接地供电系统2。
与以上提到的图4中的绝缘故障定位系统C.1 40相比，具有电压输出的B型测量电流互感器54a、54b用在图5中的绝缘故障定位系统C.2 50中。测量电流互感器54a，54b在绝缘故障定位装置18的夹钳处的次级侧上串联切换，从而在这种情况下补偿干扰差动电流部分Idiff,a，Idiff,b的逐电路系统相减也是可用的。
图6图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统C.3 60的非接地供电系统2。
由于测量电流互感器64a、64b提供的单独记录的测量信号在计算上被评估，因此可以在绝缘故障定位系统C.3 60中使用任何任意的B型测量电流互感器64a、64b。为此目的，绝缘故障定位设备68包括评估单元62。
在图7中，图示了根据本发明的具有绝缘故障定位系统D 70的非接地供电系统2。
绝缘故障定位系统D 70依赖于绝缘故障定位系统C.1、C.2或C.3中的一个，并且因此不包括用于增加供电电压的设置设备19(图1，图2)；但是，附加地使用了来自绝缘故障定位系统A20(图2)或来自绝缘故障定位系统B 30(图3)的在DC差动电流Idcdiff,a，Idcdiff,b的初级侧上的直接补偿。
以示例性的方式，来自绝缘故障定位系统B 30(图3)的有源电流路径32a、32b已经基于绝缘故障定位系统C.1 40(图4)被集成到绝缘故障定位系统D 70中。
因此，绝缘故障定位系统D 70包括取决于负载电流的在初级侧上的DC差动电流Idcdiff,a，Idcdiff,b的补偿和在次级侧上的差动电流部分Idiff,a，Idiff,b的(间接)逐电路系统补偿(在这种情况下的并联电路)的组合。
独自应用其中一个绝缘故障定位系统的优点在于：对用于执行补偿的B型测量电流互感器的动态范围的要求较低。可以使用更小的并且因此更便宜的测量电流互感器。

Claims (14)

1.一种用于非接地DC供电系统(2)的绝缘故障定位系统(20)，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述绝缘故障定位系统(20)包括用于增加第一或第二直流电压供电电源(4a，4b)的供电电压的设置设备(19)、用于供应测试电流的测试电流生成器(12)和绝缘故障定位装置(18)，用于捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器(14a)和用于捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器(14b)连接到所述绝缘故障定位装置(18)，
其特征在于：
第一电阻路径(22a)布置在第一供电线路(8a)的有源导体(10)之间，并且第二电阻路径(22b)布置在第二供电线路(8b)的有源导体(10)之间，每个电阻路径(22a，22b)的电阻(24a，24b)被调整大小使得补偿电流(Idccomp,a，Idccomp,b)在相应的电阻路径(22a，22b)中流动，所述补偿电流(Idccomp,a，Idccomp,b)等于在相应的供电线路(8a，8b)中由增加供电电压引起的干扰DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)并且被相应的测量电流互感器(14a，14b)在DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)的相反方向上在初级侧捕获。
2.一种用于非接地DC供电系统(2)的绝缘故障定位系统(30)，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述绝缘故障定位系统(30)包括用于增加第一或第二直流电压供电电源的供电电压的设置设备(19)、用于供应测试电流的测试电流生成器(12)和绝缘故障定位装置(18)，用于捕获在第一供电线路中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器(14a)和用于捕获在第二供电线路中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器(14b)连接到所述绝缘故障定位装置(18)，
其特征在于：
具有电流设置设备(34a，34b)的电流路径(32a，32b)分别布置在第一供电线路(8a)的有源导体之间和第二供电线路(8b)的有源导体之间，所述电流设置设备(34a，34b)依据负载电流设置补偿电流(Idccomp,a，Idccomp,b)，所述补偿电流(Idccomp,a，Idccomp,b)等于在相应的供电线路中由增加供电电压引起的干扰DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)并且被相应的测量电流互感器(14a，14b)在DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)的相反方向上在初级侧捕获。
3.如权利要求2所述的绝缘故障定位系统，
其特征在于：
电流设置设备(34a，34b)包括用于生成补偿电流的可设置电流源(35a，35b)和用于测量DC负载电流的电流传感器(36a，36b)。
4.一种用于非接地DC供电系统(2)的绝缘故障定位系统(40)，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述绝缘故障定位系统(40)包括用于馈送测试电流的测试电流生成器(12)和绝缘故障定位装置(18)，用于捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器(44a)和用于捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器(44b)连接到所述绝缘故障定位装置(18)，
其特征在于：
第一和第二测量电流互感器(44a，44b)被配置为具有电流输出的全电流敏感的测量电流互感器并且在次级侧并联地切换用于间接补偿差动电流部分(Idiff,a，Idiff,b)。
5.一种用于非接地DC供电系统(2)的绝缘故障定位系统(50)，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述绝缘故障定位系统(50)包括用于供应测试电流的测试电流生成器(12)和绝缘故障定位装置(18)，用于捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器(54a)和用于捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器(54b)连接到所述绝缘故障定位装置(18)，
其特征在于：
第一测量电流互感器(54a)和第二测量电流互感器(54b)被配置为具有电压输出的全电流敏感的测量电流互感器并且在次级侧串联地切换用于间接补偿差动电流部分(Idiff,a，Idiff,b)。
6.一种用于非接地DC供电系统(2)的绝缘故障定位系统(60)，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述绝缘故障定位系统(60)包括用于供应测试电流的测试电流生成器(12)和绝缘故障定位装置(68)，用于捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分的第一测量电流互感器(64a)和用于捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分的第二测量电流互感器(64b)连接到所述绝缘故障定位装置(68)，
其特征在于：
第一测量电流互感器(64a)和所述第二测量电流互感器(64b)被配置为全电流敏感的测量电流互感器，并且绝缘故障定位装置(68)包括评估单元(62)，评估单元(62)在计算上间接补偿差动电流部分(Idiff,a，Idiff,b)。
7.如权利要求4至6中任一项所述的绝缘故障定位系统，
其特征在于：
根据权利要求1所述的绝缘故障定位系统中的第一电阻路径和第二电阻路径、或者根据权利要求2或3所述的绝缘故障定位系统中的相应的具有电流设置设备的电流路径被安装为补充的补偿设备。
8.一种用于在非接地DC供电系统(2)中进行绝缘故障定位的方法，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述方法包括以下方法步骤：
-使用设置设备(19)增加第一直流电压供电电源(4a)或第二直流电压供电电源(4b)的供电电压，
-使用测试电流生成器(12)供应测试电流，
-使用连接到绝缘故障定位装置(18)的测量电流互感器(14a)捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置(18)的第二测量电流互感器(14b)捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分，
其特征在于：
-在第一供电线路(8a)的有源导体(10)之间的第一电阻路径(22a)中生成由直流电压供电电源(4a，4b)驱动的第一补偿电流(Idccomp,a)，并且在第二供电线路(8b)的有源导体(10)之间的第二电阻路径(22b)中生成由直流电压供电电源(4a，4b)驱动的第二补偿电流(Idccomp,b)，相应的补偿电流(Idccomp,a，Idccomp,b)等于在相应的供电线路(8a，8b)中由增加供电电压引起的干扰DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)并且被相应的测量电流互感器(14a，14b)在DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)的相反方向上在初级侧捕获。
9.一种用于在非接地DC供电系统(2)中进行绝缘故障定位的方法，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述方法包括以下方法步骤：
-使用设置设备(19)增加第一直流电压供电电源(4a)或第二直流电压供电电源(4b)的供电电压，
-使用测试电流生成器(12)供应测试电流，
-使用连接到绝缘故障定位装置(18)的第一测量电流互感器(14a)捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置(18)的第二测量电流互感器(14b)捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分，
其特征在于：
-借助于电流设置设备(34a，34b)，分别在第一供电线路(8a)的有源导体(10)之间和第二供电线路(8b)的有源导体(10)之间的电流路径(32a，32b)中依据负载电流生成和设置补偿电流(Idccomp,a，Idccomp,b)，相应的补偿电流(Idccomp,a，Idccomp,b)等于在相应的供电线路(8a，8b)中由增加供电电压引起的干扰DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)并且被相应的测量电流互感器(14a，14b)在DC差动电流(Idcdiff,a，Idcdiff,b)的相反方向上在初级侧捕获。
10.如权利要求9所述的用于绝缘故障定位的方法，
其特征在于：
取决于负载电流的补偿电流借助于可设置电流源被生成和设置，并且DC负载电流借助于电流传感器被测量。
11.一种用于在非接地DC供电系统(2)中进行绝缘故障定位的方法，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述方法包括以下方法步骤：
-使用测试电流生成器(12)馈送测试电流，
-使用连接到绝缘故障定位装置(18)的第一测量电流互感器(44a)捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置(18)的第二测量电流互感器(44b)捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分，
其特征在于：
-在次级侧并联地切换被配置为具有电流输出的全电流敏感的测量电流互感器的第一测量电流互感器(44a)和第二测量电流互感器(44b)，用于间接补偿差动电流部分(Idiff,a，Idiff,b)。
12.一种用于在非接地DC供电系统(2)中进行绝缘故障定位的方法，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述方法包括以下方法步骤：
-使用测试电流生成器(12)供应测试电流，
-使用连接到绝缘故障定位装置(18)的测量电流互感器(54a)捕获在第一供电线路(8a)中流动的测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置(18)的第二测量电流互感器(54b)捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分，
其特征在于：
-在次级侧串联地切换被配置为具有电压输出的全电流敏感的测量电流互感器的第一测量电流互感器(54a)和第二测量电流互感器(54b)，用于间接补偿差动电流部分(Idiff,a，Idiff,b)。
13.一种用于在非接地DC供电系统(2)中进行绝缘故障定位的方法，所述非接地DC供电系统(2)被从连接到二极管的第一直流电压供电电源(4a)和连接到二极管的第二直流电压供电电源(4b)冗余地馈电，并且耗电器(6)经由由两个有源导体(10)组成的第一供电线路(8a)和由两个有源导体(10)组成的第二供电线路(8b)冗余地连接到所述非接地DC供电系统(2)，所述方法包括以下方法步骤：
-使用测试电流生成器(12)供应测试电流，
-使用连接到绝缘故障定位装置(68)的第一测量电流互感器(64a)捕获在第一供电线路(8a)中流动的第一测试电流部分，并且使用连接到绝缘故障定位装置(68)的第二测量电流互感器(64b)捕获在第二供电线路(8b)中流动的第二测试电流部分，
其特征在于：
-通过在计算上间接补偿差动电流部分(Idiff,a，Idiff,b)来评估由被配置为全电流敏感的测量电流互感器(64a，64b)提供的测量信号。
14.如权利要求11至13中任一项所述的用于绝缘故障定位的方法，
其特征在于：
作为用于补偿干扰DC差动电流的补充方法步骤，在根据权利要求8所述的用于绝缘故障定位的方法中在第一电阻路径和第二电阻路径中分别生成由直流电压供电电源驱动的第一补偿电流和第二补偿电流，或者在根据权利要求9或10所述的用于绝缘故障定位的方法中在相应的电流路径中生成和设置取决于负载电流的相应的补偿电流。
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