CN1683934A - 绝缘监视方法和设备 - Google Patents

Abstract

对未接地电网络，如例如DC和/或AC网络的绝缘监视方法和设备，其中存在包括网络和地之间不可避免的欧姆性和电容性绝缘电阻的绝缘阻抗，特别是这种带有被连接的整流器和/或其他转换器的网络。脉冲电压形式的测量电压被施加到网络和地之间要被监视的网络。一开始，偏置DC电压被施加并被调节直到要被监视的网络所固有的可能DC电压被补偿。所述测量电压的电压脉冲被施加到网络和地之间的所述网络，且所得到的电流或者从其得出的变量被监视直到预定阶段被达到，例如基本上平稳的值。所述所得到的电流或者从其得出的变量的值在该阶段被确定，且被用于建立对网络的绝缘阻抗的评估。

Description

绝缘监视方法和设备

技术领域

本发明涉及一种对未接地(ungrounded)电网络，例如DC和/或AC网络的绝缘监视的方法，其中包括网络和地之间的不可避免的欧姆性和电容性绝缘电阻的绝缘阻抗存在，由此脉冲电压形式的测量电压被施加到网络和地之间要被监视的网络。本发明也涉及一种用于根据这种方法执行的设备。此外，本方明还涉及这种设备的用途。

背景技术

在现有技术中，未接地AC网络中的绝缘电阻的监视通过引入DC基准电压然后测量流过已知电阻器的所得到的电流而进行。这种现有技术的设置被公开在例如“Protective Measure with Insulation Monotoring”，Wolfgang Hofheinz，VDE Verlag，Berlin，第二版，2000。

但是，当DC电压也被包括在网络中时，这种方法不适用。

EP 0 654 673 B1公开了一种对未接地电DC和AC网络的绝缘监视的方法。根据该现有技术，测量电压以具有不同脉冲电压值的脉冲交流电压的形式被施加到例如相连接和大地(船的船体)之间的网络。当脉冲已被施加，瞬变状态被监视直到基本上平稳的值被达到并被测量。紧随其后，测量电压被切换到下一个电压值并且针对该脉冲而重复监视/测量步骤。这两个测量值被用于确定绝缘电阻。因为这两个脉冲值之间的差被使用，DC电压，例如位于该电路中的DC发生器的影响被中和。

这种现有技术的进一步的实例被公开在DE 101 06 200 C1中。

但是，这些现有技术方法需要在对绝缘电阻的评估可被执行之前，至少两个不同的测量脉冲需要被施加。因为脉冲必须被维持直到瞬变阶段结束，且因为对于所涉及的电阻和电容，这种瞬变阶段可以是相当长期的，根据这些现有技术系统的评估可花费相当多的时间。

另外，这些现有技术方法也需要电阻性网络耦合被施加在要被监视的网络和地之间，以应付可被包括在网络中的可能相当大的DC电压电平。

本发明的目的是提供一种对未接地电DC和/或AC网络的绝缘监视的方法和设备，其中存在网络和地之间的不可避免的欧姆性和电容性绝缘电阻，其提供相对于上面提及的现有技术的一种改进。

本发明的进一步的目的是提供这样一种方法和这样一种设备，由此与现有技术相比，对绝缘电阻的评估可在较短时间内被提供。

本发明的更进一步的目的是提供这样一种方法和这样一种设备，由此对绝缘阻抗的评估，例如还包括对到地的电容性泄漏的评估可被进行。

此外，本发明的一个目的是提供这样一种方法和这样一种设备，由此可实现增加的灵活性和多功能性被实现。

这些和其他目的如下面详细说明的通过本发明而实现。

发明内容

本发明涉及一种对未接地电网络，例如DC和/或AC网络的绝缘监视的方法，其中包括网络和地之间的不可避免的欧姆性和电容性绝缘电阻的绝缘阻抗存在，由此脉冲电压形式的测量电压被施加到网络和地之间要被监视的网络，由此：

一开始，偏置(offset)DC电压被施加并被调节直到要被监视的网络中所固有的可能DC电压基本上被补偿，

所述测量电压的电压脉冲被施加到网络和地之间的网络，

所得到的电流或者从其得出的变量被监视直到预定阶段被达到，且

在所述预定阶段被确定的所得到的电流或者从其得出的变量被用于建立对网络的绝缘阻抗的评估。

因此实现了在已施加测量电压的仅一个脉冲，如仅叠加一个电压脉冲于网络上之后，可提供对绝缘阻抗，例如欧姆性绝缘电阻的评估。因而，可没有任何相当长时间的延迟而提供，例如显示结果，这在故障和尤其是潜在的破坏性的故障已产生的情况下是重要的。其重要性也由于以下事实而强化：由于通常被包含在这种系统中的大电容，在测量电压脉冲已被施加之后，为结束瞬变状态所花费的时间是相当大的。因而，在结果被完成之前必须施加仅一个电压脉冲的效应是很显著的。

将理解，施加并调节偏置DC电压的步骤自然可通过以下来执行：以零电压开始并检查其效应，之后偏置电压可被调节。这还具有以下优点：如果要被监视的网络不包括任何DC源，则该步骤将被立即完成，这是因为没有调节必须进行。因而，实际上该步骤在这种情况下仅包括对该情况的检查。

有利地，如权利要求2所说明的，当所述预定阶段被达到时，可为正或者负的所述测量电压的所述电压脉冲可被终止。

因此，实现了测量电压脉冲的长度可被减少到特定环境中所必需的情况，即被施加的脉冲的长度不需要被固定到特定的长度，实际上在许多情况中为了结束瞬变状态所述特定的长度将是不必要的。因而，由此实现了提高的效率和灵活性。

根据如权利要求3说明的进一步有利的实施例，所述测量电压的所述电压脉冲可被随后的具有不同或者相同极性的电压脉冲跟随，

由此，由所述随后的电压脉冲引起的所得到的电流或者从其得出的变量可被监视直到预定阶段被达到，以及

在所述预定阶段确定的所得到的电流或者从其得出的变量可被用于建立随后的对网络绝缘阻抗的评估。

因此，实现了结果被容易地提供，且对网络的基本上连续或者近乎连续的监视被实现。

根据如权利要求4所说明的优选实施例，例如紧随评估和/或至少在跟随所述测量电压的对应电压脉冲的读出周期内，所述对网络绝缘阻抗的评估或多个评估的结果可被显示。

根据如权利要求5所说明的进一步的优选实施例，所述方法可包括至少两个具有不同极性的测量电压脉冲的施加，以及由此使被评估的绝缘阻抗可被提供用于例如分别对应于正和负的测量电压脉冲的读出和/或显示。

因此，实现了对应于例如正和负的测量电压的特定结果可被提供，由此有关网络绝缘状态的进一步有用信息可被提供。

根据如权利要求6所说明的进一步有利实施例，当所述所得到的电流或者从其得出的变量的预定值被达到时，所述预定阶段可被达到。

因此，增加的灵活性被实现，因为用于结束每个测量脉冲的准则可根据特定的需要和/或环境被建立，例如也考虑顾客要求和规格。

有利地，如权利要求7所说明的，当所述所得到的电流或者从其得出的变量的基本平稳的值被达到时，所述预定阶段可被达到。

因此，一旦瞬变状态被视为完成，例如也考虑某些需要，期望，用户要求等，则测量脉冲可被终止。这样，例如可以确定：当相继的采样等之间的差小于预定值，例如1％，2％，5％等或者可使用对于该差的绝对值时，瞬变阶段结束。进一步，被测量的信号的时间导数可以用类似的方式被用于确定所需的阶段。

根据如权利要求8所说明的更进一步的有利实施例，对DC偏置电压的所述调节可在监视所述网络中的电流或者可从其得出的量的同时被执行，并且当所述DC偏置电压提供基本上对应于所述电流或者可从其得出的量的效应时，例如当它们之间的差在预定的间隔内，例如基本上为零时，要被监视的网络所固有的可能DC电压可认为被补偿。

将理解，偏置DC电压可以用许多方法被施加且与网络DC源的效应的比较可以用各种方式被进行。例如，来自网络DC源的电流可以与来自偏置电压的电流比较，全都是在测量设置的情况下。也将理解，偏置DC电压可以以电流的形式被施加，所述电流建立用于补偿来自网络DC源的被测量信号的对应效应。

优选的，如权利要求9说明的，在所述测量电压的电压脉冲终止之后可控制要被监视的网络所固有的可能DC电压是否被所述偏置DC电压补偿，以及如果必要，可进行调节。

因此，以下被实现：如果必要，则偏置DC电压电平被规律地控制和调节，且这种控制可以以众多方式被配置。例如，对偏置DC电压电平的检查可被执行于每个测量电压脉冲之后，许多这种脉冲之后，预定的时间间隔之后等，其全部依赖于要被监视的网络的特性和/或依赖于用户需要等。

根据如权利要求10所说明的更进一步的优选实施例，对网络的绝缘阻抗的所述评估可提供对网络的欧姆行绝缘电阻的确定。

此外或者相反，如权利要求11所说明的，网络的绝缘阻抗的所述评估亦可提供对网络的电容性绝缘电阻的确定。

因此，当监视网络的电容性绝缘电阻是理想的或者必要的时可实现附加的优点，所述监视可以以许多对技术人员来说显而易见的方法被执行。例如，瞬变阶段内的被监视或者被测量的信号可以被分析和评估，由此涉及网络和地之间阻抗的充电的电容可以被确定。

如权利要求12说明的，要被监视的所述未接地电网络可以包括负载，如整流器和/或其他转换器。

将理解，根据本发明的方法可以结合任何类型的负载并结合任何类型网络而被使用。但是，包括诸如例如整流器和/或其他转换器的负载的网络是特别感兴趣的。

进一步地，如权利要求13说明的，要被监视的所述未接地电网络可包括一个或者多个相，例如三相网络。

如下面所说明的，根据本发明，通过单相线和地之间的监视/测量，网络可以被监视，即使该网络包括多于一个的相线。因而，例如由于在例如发生器的源处的相线之间的连接，根据本发明，仅与一个相线有关而产生的阻抗故障也可以被检测，即使测量被执行在另一个相线与地/大地之间。因而，借助根据本发明的方法，不仅对于测量被执行的相线，而且对于包括在网络系统中的其他相线，到地/大地的绝缘电阻将被监视。

根据如权利要求14所说明的更进一步的优选实施例，所述方法可以包括步骤：在绝缘阻抗处于预定阈之下的情况下激活警报，例如可听的和/或可见的警报。

根据如权利要求15所说明的另一个优选实施例，所述方法可以包括步骤：基于至少两个被确定的绝缘阻抗值来执行评估以检测并且可能地指示特定故障情况，例如与例如转换器或者整流器电路的正或者负支路有关的故障。

因此，许多附加特征和优点可被实现，包括以下优点：用户可以容易地被通知某些特定故障情况，例如，包括例如转换器或者整流器电路，电池等特有的故障。

此外，本发明涉及一种用于对未接地电网络，例如DC和/或AC网络的绝缘监视的设备，其中包括网络和地之间的不可避免的欧姆性和电容性绝缘电阻的绝缘阻抗存在，所述设备包括用于将测量电压以脉冲电压形式施加到网络和地之间要被监视的网络的装置，以及用于监视所得到的电流或者从其得出的变量的装置，其中所述设备包括用于施加可调偏置DC电压的装置，其中所述设备进一步包括用于监视所述偏置DC电压的效应的装置以及用于自动调节该可调偏置DC电压直到网络所固有的可能DC电压被补偿的装置。

因此，以下被实现：可以在已施加测量电压的仅一个脉冲之后用该设备提供对例如欧姆性绝缘电阻的绝缘阻抗的评估。因而，可没有任何可观的时间延迟而提供，例如显示结果，这在故障和尤其是在潜在的故障已产生的情况下是重要的。其重要性也被以下事实强化：由于通常被包含在这种系统中的大电容，在测量电压脉冲已被施加之后，为结束瞬变状态所花费的时间是相当长的。因而，在结果被完成之前必须施加仅一个电压脉冲的效应是很显著的，且根据本发明的设备因而能够提供关于绝缘阻抗状态的快速和可靠的信息。

将理解，用于施加和调节偏置DC电压的装置自然可以以这样的方式地被设计：最初，零电压被施加并且其作用被检查，之后，偏置电压可被调节。这还具有以下优点：如果要被监视的网络不包括任何DC源，则该步骤将被立即完成，这是因为没有调节必须进行。因而，该步骤在这种情况下实际上仅包括对该情况的检查。

优选的，如权利要求17说明的，所述设备可包括控制装置，用于在特定阶段，例如在测量电压脉冲之后，以预定的间隔，例如在许多测量电压脉冲已被施加之后，执行对可调偏置DC电压的所述自动调节。

因此，以下被实现：如果必要，偏置DC电压电平被规律地控制和调节，且这种控制可以以众多方式被配置。例如，对偏置DC电压电平的检查可被执行于每个测量电压脉冲之后，许多这种脉冲之后，预定的时间间隔之后等，其全部依赖于要被监视的网络的特性和/或依赖于用户需要等。因而，以这种方式，设备可自动，灵活和可靠地执行对绝缘阻抗的监视。

根据如权利要求18所说明的进一步的优选实施例，所述设备可包括：装置，用于确定所述所得到的电流或者从其得出的变量何时达到预定阶段，例如所述所得到的电流或者从其得出的变量的预定值和/或基本上平稳的值；以及在其后用于终止所述测量脉冲电压的装置。

因此，增加的灵活性被实现，这是因为根据特定需要和/或环境，例如也考虑顾客要求和规格，用于结束测量脉冲的准则可被建立。例如，一旦瞬变状态被视为完成，例如也考虑某些需要，期望，用户要求等，则测量脉冲可被该设备终止。因而，例如，以下可被该设备确定：当相继采样等之间的差小于预定值，例如1％，2％，5％等或者可使用对于该差的绝对值时，瞬变阶段结束。进一步，被测量信号的时间导数可被用于以类似的方式确定所需的阶段。

有利地，如权利要求19说明的，所述设备可包括用于将正和/或负测量脉冲施加到所述网络的装置。

因此，以下被实现：对应于正以及负测量电压的特定结果可被该设备提供，例如为每个单独提供，由此关于该网络的绝缘状态的进一步有用的信息可被提供。

根据如权利要求20所说明的特定优选实施例，所述设备可包括用于以下的装置：基于来自一个或者多个测量电压脉冲的所述被监视的所单独的电流或者从其得出的变量，建立对网络绝缘阻抗的评估。

因此，以下被实现：许多附加特征可被该设备提供，例如与被监视的阻抗有关的信息，其可依赖于测量电压的极性而不同，且由此特定的故障情况可被指示给用户。进一步地，阻抗水平的发展也可以被提供给用户。

有利地，如权利要求21说明的，所述设备可以包括显示装置，其用于指示所述绝缘阻抗的值，例如欧姆性和/或电容性绝缘电阻的值。

在如权利要求22所说明的进一步的有利形式中，所述设备可包括显示装置，其用于指示与不同测量电压脉冲，例如正和负电压脉冲有关的值。

此外，如权利要求23说明的，所述设备可以包括如可见和/或可听警报装置的装置，其用于指示特定的故障情况，例如当绝缘阻抗在预定阈值之下时和/或与例如转换器或者整流器电路中的例如正或者负支路有关的故障。

根据如权利要求24所说明的更进一步的优选实施例，所述设备可被设计成根据如权利要求1到15中一个或者多个所表征的方法来工作。

进一步的，本发明也涉及根据权利要求16到24中的一项或者多项的设备的用途，其用在未接地电网络，例如DC和/或AC网络中，所述网络包括各种负载，包括例如整流器和/或其他转换器。

将理解，根据本发明的方法和设备可以结合任何类型的负载并结合任何类型的网络而使用。但是，包括如例如整流器和/或其他转换器的负载的网络是特别感兴趣的。

本发明也涉及根据权利要求16到24中的一项或者多项的设备的用途，其用在未接地电网络，例如DC和/或AC网络中的使用，所述网络包括一个或者多个相线，例如一相系统，三相系统等。

如上面和下文所说明的，网络可以通过根据本发明的单个设备来监视，即使该网络包括多于一个的相线。例如由于在例如发生器的源处的相线之间的连接，例如与一个相线有关而产生的阻抗故障可通过被连接在另一个相线和地/大地之间的设备来检测。因而，根据本发明的设备不仅为它所连接的相线而且还为包括在网络系统中的其他相线监视到地/大地的绝缘阻抗。

最后，本发明也涉及根据权利要求16到24的一项或者多项的设备的用途，其用在船，诸如火车、轨道交通工具等的运输装置，建筑物，医院，工业装置，矿业装置，建筑现场等的未接地电网络中。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本发明，其中

图1概括地示出具有绝缘监视设备的未接地电网络的实例，

图2以框图的形式示出现有技术绝缘监视器的实例，

图3是概括说明根据本发明实施例的设备和方法的原理的框图，

图4以类似的形式示出根据本发明进一步实施例的设备，以及

图5到8以各种测量序列的形式说明根据本发明的设备的工作。

具体实施方式

未接地电网络在图1中被概括示出，其中发电机10被示出，例如带有三个定子绕组11，12和13的AC发生器，所述定子绕组被分别连接到三个电力线L1，L2和L3，并且被连接在共用星点14。该星点14不被连接到地15，例如船的船体，火车机车的底盘等。为了监视对地绝缘电阻，监视设备20被连接在相线L1，L2，L3之一和地之间，例如其中相端子21被连接到L1而地端子22被连接到地15。因此，如下面将更详细地说明的，可以监视任何相线和地之间的绝缘电阻并且探测泄漏路径是否已被建立，例如L2和地15之间的16，和/或是否存在不可接受的低绝缘电阻。

在图2中说明了现有技术的绝缘电阻监视设备或者绝缘电阻计量器。这里，示出DC源23，例如12V电池，其被连接到SL端子22以提供测量电压。该测量电压被施加在地15和相线之间且将导致对应的泄漏电流在电路中流动。该泄漏电流借助所示的被连接到相端子21的测量装置被测量，所述测量装置包括低通滤波器24以防止干线频率(mains frequency)影响测量。该低通滤波器24也被示出为包括电阻器30，其用作已知电阻器，例如具有小容差的电阻器，其提供适当的要被测量的信号，例如由叠加的脉冲电压引起的电压。此外，该信号在25处被放大且导向包括例如动圈式装置和指示器27和28，例如LED指示器的显示器26。装置26的指针(pointer)将以例如MΩ的刻度和/或“可接收/不可接收”来示出绝缘电阻。指示器27和28可例如指示装置处于就绪/接通状态以及故障已发生，即绝缘电阻在预定水平以下。

因而，通过引入DC基准电压并且然后测量流经已知电阻器，例如电阻器30的所得到的电流来测量两个导体之间的欧姆性电阻，而干扰的AC电压被例如扼流器(choke)，滤波器等补偿。但是，虽然只要所述导体之间没有电压或者AC电压，该原理就很好地起作用，但是网络中的任何DC电压使得该方法不适用。这种DC电压将引入与所用基准电压成正比的误差。此外，例如高达1000V的这种DC电压将破坏大部分标准欧姆计。

图3是框图，其概括说明了根据本发明实施例的设备和方法的原理，其允许对例如也在包括DC源以及AC源的网络中的例如通常是电阻的绝缘阻抗的监视。

这里，测量电压由源40表示，其包括可以是电池或者其它形式的稳定电能源的DC电压。该源40可以如指示的那样能递送分别如端子42，41和43所指示的零电压，正电压和/或负电压。这些端子可被连接到如所示的地端子22(SL)以提供测量电压或者零电压。

与上面关于现有技术(图2)所说明的相类似，该测量装置被连接到相端子21(P)，但是将理解，连接可被交换。如以上所说明的，低通滤波器24被包括在测量支路中以补偿AC源，即AC频率的影响。该低通滤波器24也被示出为包括如上描述的已知电阻器30。测量信号通常从低通滤波器24被导向46所概括表示的偏置调节。为了说明的目的，其被显示为配备有正电压源47，负电压源49和可调电阻器48和50以设置适当的DC偏置电压。如所示，偏置调节装置46可被逻辑控制器，微处理器或者类似装置54形式的控制装置控制。

在测量信号已通过偏置调节装置46之后，另外的可调节的低通滤波器56在测量信号以所得到的测量信号57的形式到达控制装置54之前被设置。该所得到的测量信号57也形成到微分器58，例如用于建立由控制装置54评估的信号57的时间导数59的装置的输入。进一步地，控制装置54被连接到显示装置60，其可以是例如如上关于现有技术所述的动圈式装置的形式。该显示装置可以还包括其他指示器61，62和63，例如LED指示器，其功能将在以下被更详细地说明。

图3所示的设备可借助端子21和22连接到包括AC以及DC源的网络。起初，测量电压将不被连接到网络，例如测量电压源40的零电压端子42将被施加。来自端子21的测量信号将被引导通过如上所述具有去除源于网络中AC源的AC成分的效应的低通滤波器24，通过其中没有电压源被施加的偏置调节装置46，以及通过可调低通滤波器56，作为所得到的测量信号57而到达控制装置。由于系统的相线和地之间的电容，测量信号57将瞬时改变，直到该电容已被完全充电，这个状态可通过例如借助于微分器58观测信号57的时间依赖性而确定。当其输出59已达到稳定电平，例如基本上为零，当该电平基本上恒定或者对于每个间隔改变不超过预定量时，信号57的电平被确定。如果它不是零(或者基本上零)，则DC源存在于网络中，且绝缘电阻不能通过简单地施加测量DC电压40来确定。依赖于信号57的极性/符号，控制装置54通过控制或者通信线52施加正47或者负49偏置电压到网络并且调节该偏置电压(图中所示借助于可调电阻器48或者50)直到测量信号57的电平为零(或者基本上零)。

当其已被建立时，测量电压脉冲被施加，不论是正电压41或者负电压43，其通过控制或者通信线55由控制装置54控制。当测量脉冲电压被施加时，例如通过形成时间导数59等，测量信号57被观测，且当确定测量信号57的电平恒定(或者基本上恒定)时，这被认为是用于例如通过通常在现有技术中已知的和被描述的方法来确定网络系统的绝缘电阻的相关信号。当所需测量信号已被确定时，该测量脉冲电压可被断开并且绝缘电阻可在显示器60上被指示。

可调低通滤波器56的功能现在将被更详细地说明。该滤波器56用以补偿例如由噪音信号等引起的测量的可能波动。该滤波器对例如被测量的DC电压，被测量的绝缘电阻，被测量的电流等的测量信号的变化进行平均。可调滤波器56可被控制装置54且以以下方式来控制：一开始使用给出快速响应时间用于监视的滤波器设置。如果该设置没有给出所需结果，该滤波器可被调节以实现合适的信号平均，例如从而也增加响应时间。例如，该滤波器可以递增地或者逐步地被调节，例如以五步被调节，其中这些的最后可提供例如0.05Hz频率的平均。

如图3所示，除了例如动圈式装置的指针之外，显示器亦可包括许多指示器61，62和63。将理解，代替这种动圈式装置，其它指示绝缘电阻值的装置可被利用，例如数字读出装置等。指示器之一61可用于指示设备是工作的，而其它两个可各自用于指示特定类型的绝缘电阻故障，如极性。例如，与转换器电路的整流器的一个特定支路有关的故障可被指示器62指示，而与相对支路有关的故障可被指示器63指示。类似情况涉及与网络中所固有的电池有关的绝缘缺陷等。这些故障，例如缺陷的极性，通过使用用于测量脉冲电压的不同极性来检测，这是因为对于绝缘电阻的这种缺陷，正测量电压可不导向被测量的缺陷，而负测量电压将导向被指示的缺陷，且反之亦然。因而，通过使用不同极性的测量脉冲电压并且评估前后关系中的所得到的测量，这种与这种特定故障情况有关的进一步的信息可被提供和被指示。此外，注意，不同的值可通过显示装置60同时显示，例如对应于负测量脉冲和正脉冲的绝缘电阻，绝缘电阻和绝缘电容等。

图4示出了根据本发明的进一步实施例的设备，但是其以与上面所描述的关于图3的设备类似的方式操作。图4中，该设备或者装置被74概括表示且被接连到相线70和保护或者地线15(或者船的船体等)。在这两个线之间，绝缘电阻72，到例如船体的(等效)电容73，AC发生器10和DC发生器71被示出。如前说明的，本发明的目的是测量，监视或者评估绝缘电阻72。装置74可被封装在共用的壳内，其中显示装置，例如动圈式装置，数字装置等(图4中未示出)也位于其中，由此提供紧凑的配置。

将理解，图4示出的设备以数字化的方式并借助微处理器等76来工作，由此也避免了对模拟滤波器等的需要，这是因为由图3示出的对于装置执行的所有功能可被例如微处理器执行。

如上所述，零基准电压在初始或者第一阶段通过微处理器76中的数字模拟转换器(DAC-B)80，经由放大器装置77，电阻器78和可能的线圈79而施加到导体15和70。

借助微分放大器82，测量被执行，例如通过端子22，线圈84和电阻器85，且放大器82的输出86通过模拟数字转换器(ADC)87来提供。如上说明的，如果它不是零(或者基本上零)，微处理器76将借助数字模拟转换器(DAC-A)81和电阻器83提供偏置调节给微分放大器82的其它输入门。微处理器76被控制成执行自动偏置调节直到微分放大器82的输出86为零，例如ADC 87的输出。

此后，DC电压源71的效应被基本去除，且原则上欧姆测量可进行。因而，在这一阶段，基准测量电压，例如借助微处理器76中的数字模拟转换器(DAC-B)80，通过放大器装置77，电阻器78和线圈79(任选)而施加到端子21，且当微分放大器82或者ADC 87的输出已达到恒定电平时，所得到的电流被测量(对应于来自ADC 87的输出)。

如上面关于图3所说明的，测量以及用于执行该测量的适当时间上的时刻的确定可被执行，例如通过评估信号的时间导数和确定其何时基本为零，通过评估在连续间隔的被测量值等。实际上，用于确定所寻求的测量的适当时间可被确定为当连续采样之间的差在预定值之下的时刻。

这样，例如通过众所周知的装置，将当瞬变状态已经过去时的被测量值，例如ADC 87的输出用于确定绝缘电阻72，并且将它显示在显示器(图4中未示出)上。进一步地，如果被确定的值超出预定范围，警报可被给出，例如通过光学的，例如LED指示器，或通过可听见的警报等。

进一步地，如上关于图3所说明的，在测量已被执行之后，通过施加具有相同或者相反极性的新的测量脉冲电压，更新的测量可被执行，或者如果必要，如关于初始阶段所说明的，偏置调节可被重新检查和调节。

进一步地，注意，借助图3示出的设备以及图4示出的实施例，监视网络的电容性绝缘电阻是可能的。它可以用对技术人员来说显而易见的许多方式来执行。例如在瞬变阶段内的被监视或者被测量信号可被分析和评估，由此与网络和地之间的阻抗的充电有关的电容可通过例如微处理器等，例如控制装置54或者微处理器76来确定。

为了进一步说明借助本发明可用的选项和所实现的灵活性，许多测量序列将参考图5到8被描述，所述图说明了根据本发明实施例的设备的工作。这些图的每个示出被施加到正被讨论的网络的基准或者测量电压U，并且在它下面示出了指示测量脉冲电压的施加期间的瞬变状态的信号，例如被测量电压，例如已知电阻器上的电压的时间导数du/dt，连续采样等之间的差。为了简单起见，这个信号在图5到8中被表示为du/dt，但将理解，指示例如瞬变情况的任何适当的信号或者值可被使用。

图5中一个实例被示出，其中一开始，从t1到t2，偏置调节按如上面说明的被执行，此后正的测量或者基准电压脉冲被施加。瞬变状态被监视并且在t3处确定了恒定电平已被达到。因而，测量电压被去除且绝缘电阻的读出被执行。在时间t4处，新的测量脉冲电压被施加，瞬变状态被监视，例如du/dt，当恒定电平在t5处被达到时，绝缘电阻的新确定的值的读出被执行，等等。在预定数目的测量序列之后，在预定的时间间隔之后或者依赖于其他因素，偏置检查被执行，例如如在t8处示出的，且可能的调节可进行直到时间t9，在其之后测量电压脉冲被再次施加，等等。

将理解，初始偏置调节可花费比偏置检查更多的时间，这是因为初始偏置调节可涉及用于保证正确设置的措施而偏置检查可仅很少地涉及设置的改变，例如如果网络中的DC电压源的电平没有改变，就没有必要重新调节。

进一步地，将理解，虽然测量脉冲电压被施加的时间间隔，例如t2到t3，t4到t5，t6到t7在图5中(以及对应地对于下面的图)被示出为具有基本上相等的长度，将理解该长度依赖于网络的特性，例如给网络和地之间的电容充电到被施加的电压所花费的时间，并且测量脉冲仅被施加直到确定瞬变阶段结束。

图6示出的实例对应于图5，除了测量电压的极性交替，例如从时间t4’到t5’，负电压被施加等，由此实现了上面提及的与依赖极性的故障情况有关的增加的特征。

图7示出的实例与图6所示出的不同之处在于：在正的和负的基准或者测量脉冲电压已被施加之后，且在对应的读出周期之后，例如在时间t6”，偏置检查被执行。

进一步地，图8示出了一个实施例，其中偏置检查在每个测量电压和读出周期之后被执行，例如在时间t4，在时间t7等。将理解，因此与图5到7示出的其他实例比较，由网络中DC电压电平的改变引起的误差的可能性将被最小化。但是，也将理解，如果这种改变被预料为很少的和/或小的，那么可以发现没有必要执行对图8示出的周期性偏置检查。

如所示例的，根据本发明的方法和系统可自由地被应用并且具有众多改变，由此，与现有技术系统比较，本发明允许未见程度的灵活性，因而，也允许该方法和设备适应各种特定应用。

因而，还将理解，虽然它们在图5到8中已被示出为基本上相似的振幅，但是测量电压脉冲可在振幅上变化。因而该振幅可依赖于极性变化，并且该振幅可随时间被改变，例如依赖于网络的特性，应用，用户需要等。

此外，将理解，例如微处理器的控制装置可被以许多不同的方式来操作，且被设计成依赖于特定需要，要求，应用等而执行。

在上面，本发明已参照特定实施例并如附图所示而被详细说明。对技术人员明显的是，本发明可以以许多其他形式和变化被实施，且不应被局限于上面示出的本发明的实例。本发明的范围将被权利要求限定。

Claims (27)

1.一种对未接地电网络，例如DC和/或AC网络的绝缘监视的方法，其中包括网络和地之间的不可避免的欧姆性和电容性绝缘电阻的绝缘阻抗存在，由此脉冲电压形式的测量电压被施加到网络和地之间要被监视的网络，其特征在于

一开始，偏置DC电压被施加和被调节直到要被监视的网络中所固有的可能DC电压基本上被补偿，

所述测量电压的电压脉冲被施加到网络和地之间的所述网络，

所得到的电流或者从其得出的变量被监视直到预定阶段被达到，且

在所述预定阶段被确定的所得到的电流或者从其得出的变量被用于建立对所述网络的绝缘阻抗的评估。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于当所述预定阶段被达到时，可为正或者负的所述测量电压的所述电压脉冲被终止。

3.根据权利要求1或者2的方法，其特征在于所述测量电压的所述电压脉冲可被随后的具有不同或者相同极性的电压脉冲跟随，

从而使由所述随后的电压脉冲引起的所得到的电流或者从其得出的变量被监视直到预定阶段被达到，并且在于

在所述预定阶段确定的所得到的电流或者从其得出的变量被用于建立随后的对所述网络的绝缘阻抗的评估。

4.根据权利要求1到3的一项或者多项的方法，其特征在于例如紧随评估和/或至少在跟随所述测量电压的对应电压脉冲的读出周期内显示对所述网络的绝缘阻抗的所述评估或者多个评估的结果。

5.根据权利要求1到4的一项或者多项的方法，其特征在于所述方法包括至少两个具有不同极性的测量电压脉冲的施加，以及由此使被评估的绝缘阻抗被提供用于例如分别对应于正和负测量电压脉冲的读出和/或显示。

6.根据权利要求1到5的一项或者多项的方法，其特征在于当所述所得到的电流或者从其得出的变量的预定值被达到时，所述预定阶段被达到。

7.根据权利要求1到6的一项或者多项的方法，其特征在于当所述所得到的电流或者从其得出的变量的基本平稳的值被达到时，所述预定阶段被达到。

8.根据权利要求1到7的一项或者多项的方法，其特征在于对DC偏置电压的所述调节在监视所述网络中的电流或者可从其得出的量的同时被执行，并且在于当所述DC偏置电压提供基本上对应于所述电流或者可从其得出的量的效应时，例如当它们之间的差在预定间隔内，如基本上为零时，要被监视的网络中所固有的可能DC电压被认为已被补偿。

9.根据权利要求1到8的一项或者多项的方法，其特征在于在所述测量电压的电压脉冲终止之后，控制要被监视的网络中所固有的可能DC电压是否被所述偏置DC电压补偿，并且如果必要，就进行调节。

10.根据权利要求1到9的一项或者多项的方法，其特征在于对所述网络的绝缘阻抗的所述评估提供所述网络的欧姆性绝缘电阻的确定。

11.根据权利要求1到10的一项或者多项的方法，其特征在于对所述网络的绝缘阻抗的所述评估提供所述网络的电容性绝缘电阻的确定。

12.根据权利要求1到11的一项或者多项的方法，其特征在于要被监视的所述未接地电网络包括负载，如整流器和/或其他转换器。

13.根据权利要求1到12的一项或者多项的方法，其特征在于要被监视的所述未接地电网络包括一个或者多个相，例如三相网络。

14.根据权利要求1到13的一项或者多项的方法，其特征在于所述方法包括步骤：在所述绝缘阻抗在预定阈之下时激活警报，例如可听的和/或可见的警报。

15.根据权利要求1到14的一项或者多项的方法，其特征在于所述方法包括步骤：基于至少两个被确定的绝缘阻抗值而执行评估，以检测并且可能地指示特定故障情况，例如，与例如转换器或者整流器电路中的正或者负支路有关的故障。

16.一种用于对未接地电网络，例如DC和/或AC网络的绝缘监视的设备，其中包括网络和地之间的不可避免的欧姆性和电容性绝缘电阻的绝缘阻抗存在，所述设备包括用于将测量电压以脉冲电压形式施加到网络和地之间要被监视的网络的装置，以及用于监视所得到的电流或者从其得出的变量的装置，其特征在于所述设备包括用于施加可调偏置DC电压的装置，其中所述设备进一步包括用于监视所述偏置DC电压的效应的装置和用于自动调节该可调偏置DC电压直到所述网络中所固有的可能DC电压被补偿的装置。

17.根据权利要求16的设备，其特征在于所述设备包括控制装置，用于在特定阶段，例如在测量电压脉冲之后，并且以预定的间隔，例如在许多测量电压脉冲已被施加之后，执行对可调偏置DC电压的所述自动调节。

18.根据权利要求16或者17的设备，特征在于所述设备包括：装置，用于确定所述所得到的电流或者从其得出的变量何时达到预定阶段，例如所述所得到的电流或者从其得出的变量的预定值和/或基本上平稳的值；以及在其后用于终止所述测量脉冲电压的装置。

19.根据权利要求16到18中一项或者多项的设备，特征在于所述设备包括用于将正和/或负测量脉冲施加到所述网络的装置。

20.根据权利要求16到19中一项或者多项的设备，特征在于所述设备包括装置，用于基于来自一个或者多个测量电压脉冲的所述被监视的所得到的电流或者从其得出的变量，建立对所述网络的绝缘阻抗的评估。

21.根据权利要求16到20中一项或者多项的设备，特征在于所述设备包括显示装置，其用于指示所述绝缘阻抗的值，例如欧姆性和/或电容性绝缘电阻的值。

22.根据权利要求21的设备，特征在于所述设备包括显示装置，其用于指示与不同测量电压脉冲，例如负和正电压脉冲有关的值。

23.根据权利要求16到22中一项或者多项的设备，特征在于所述设备包括装置，如可见和/或可听警报装置，其用于指示特定故障情况，例如当绝缘阻抗在预定阈之下时和/或与例如转换器或者整流器电路中的例如正或者负支路有关的故障。

24.根据权利要求16到23中一项或者多项的设备，特征在于所述设备被设计成根据如权利要求1到15中的一项或者所表征的方法来工作。

25.根据权利要求16到24中的一项或者多项的设备的用途，其用在未接地电网络，例如DC和/或AC网络中，所述网络包括各种负载，包括例如整流器和/或其他转换器。

26.根据权利要求16到24中的一项或者多项的设备的用途，其用在未接地电网络，例如DC和/或AC网络中，所述网络包括一个或者多个相线，例如一相系统，三相系统等。

27.根据权利要求16到24中的一项或者多项的设备的用途，其用在船，诸如火车、轨道交通工具等的运输装置，建筑物，医院，工业装置，矿业装置，建筑现场等的未接地电网络中。

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