DE10106200C1 - Insulation monitoring method for unearthed electrical network uses pulses AC voltage applied between network and earth and evaluation of measured current values - Google Patents

Insulation monitoring method for unearthed electrical network uses pulses AC voltage applied between network and earth and evaluation of measured current values

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DE10106200C1
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    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
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    • G—PHYSICS
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    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Abstract

The insulation monitoring method has a pulsed AC voltage connected between the unearthed network (1) and earth, with calculation of the ohmic insulation resistance from the difference between successive measured values for the measuring current. A time constant for the network is determined for each pulse voltage value, with measurement of the measuring current at a multiple of the time constant and comparison with a control value for detection of measuring errors. An Independent claim for an insulation monitoring device for an unearthed electrical network is also included.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolationsüberwachung von ungeerdeten Gleich- oder Wechselspannungsnetzen mit einer über eine ohmsche Netzankopplung zwischen Netz und Erde eingekoppelten und in Betrag und Dauer wechselnden Impulswechselspannung mit Erfassung des Meßstromes im eingeschwungenen Zustand des Meßstromes und Bestimmung des ohmschen Isolationswiderstandes aus der Differenz von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Meßwerten des über das Netz und Erde fließenden Meßstromes sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for Insulation monitoring of unearthed DC or AC networks with one over an ohmic Grid coupling between grid and earth and in Amount and duration of alternating pulse alternating voltage with Detection of the measuring current in the steady state of the Measuring current and determination of the ohmic insulation resistance from the difference of two successive ones Measured values of the measuring current flowing over the network and earth and a device for performing the method.

In elektrischen Netzen treten Ableitströme aufgrund von Isolationsfehlern auf. Der ohmsche Teil des Isolationswiderstandes wird durch Anordnung einer Netzankopplung zwischen Netz und Erde mit einer dem Netz überlagerten Meßgleichspannung gemessen. Der durch die Meßgleichspannung über die Netzankopplung, das Netz und den Isolationswiderstand fließende Meßstrom ist ein Abbild der Größe des ohmschen Isolationswiderstandes. Fehlerhafte Messungen können insbesondere durch in den Netzen vorhandene Gleichspannungs-Komponenten und durch vorhandene unterschiedliche und schwankende Zeitkonstanten der Netze sowie anderer Meßwertfehler entstehen. Leakage currents occur in electrical networks due to Insulation faults. The ohmic part of the Insulation resistance is achieved by arranging a Network connection between network and earth with one of the network superimposed DC voltage measured. The one through the DC voltage across the network coupling, the network and the Insulation resistance flowing measuring current is an image of the Size of the ohmic insulation resistance. faulty Measurements can be made in particular through existing ones in the networks DC components and existing ones different and fluctuating time constants of the networks as well as other measurement errors.  

Zur Vermeidung derartiger Meßfehler sind durch DE 43 39 946 A1 Verfahren bekannt, die statt einer stabilen Meßgleichspannung Impulswechselspannungen mit unterschiedlichen Impulsspannungswerten verwenden.To avoid such measurement errors, DE 43 39 946 A1 Process known instead of a stable Measuring DC voltage with alternating pulse voltages use different pulse voltage values.

Zur Verkürzung der Meßzeit und zur Vermeidung des kapazitiven Einflusses des Isolationswiderstandes wird bei einem Impulsspannungswert der maßgebende Meßstrom-Meßwert nach dem Einschwingen des Meßstromes erfaßt und aus der Differenz zweier aufeinanderfolgender Meßstrom-Meßwerten wird der tatsächliche ohmsche Anteil des Isolationswiderstandes des Netzes gegen Erde bestimmt. Dazu wird der Meßstrom bei einer Impulswechselspannung fortlaufend gemessen und bei aufeinanderfolgend gleichen Meßwerten der letzte Meßstrom gespeichert und die Meßspannung auf den nächsten Impulsspannungswert umgeschalten. Aus der Differenz zweier aufeinanderfolgender Meßstrom-Meßwerten wird der ohmsche Isolationswiderstand bestimmt und dadurch der Einfluß der Gleichspannungsstörkomponente ausgeschlossen. Bei auftretenden Störfrequenzen wird der aktuelle Meßzyklus abgebrochen. Die Ermittlung des Isolationswiderstandes erfolgt bei jeden zweiten Meßzyklus. To shorten the measuring time and to avoid the capacitive Influence of the insulation resistance is with a Pulse voltage value the decisive measuring current value after the Settling of the measuring current is recorded and from the difference of two successive measured current measured values is the actual ohmic part of the insulation resistance of the Network against earth. For this purpose, the measuring current at a Impulse AC voltage measured continuously and at successively same measured values the last measuring current saved and the measuring voltage to the next Pulse voltage value switched. From the difference of two successive measurement current measurement values becomes the ohmic Insulation resistance determined and thereby the influence of DC interference component excluded. at Interference frequencies that occur become the current measuring cycle canceled. The determination of the insulation resistance takes place every second measuring cycle.  

Die bekannten Verfahren weisen jedoch der. Nachteil auf, daß mögliche Meßfehler nicht erkannt werden bzw. solche bei auftretenden Störfrequenzen zum sofortigen Abbruch des laufenden Meßzyklussees führen.However, the known methods have the. Disadvantage on that possible measurement errors are not recognized or such at Interfering frequencies occurring for immediate termination of the current measuring cycle lake.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Messung des Isolationswiderstandes zu schaffen, bei dem beliebige Meßfehler erkannt werden und in laufenden Meßzyklussen zu gültigen Meßergebnissen führen.The object of the invention is therefore a method to create the insulation resistance at which any measurement errors can be detected and in progress Measurement cycles lead to valid measurement results.

Dies wird dadurch erreicht, daß eine Impulswechselspannung variabel bezüglich ihrer Länge und Höhe als Meßspannung dient und daß während eines Impulsspannungswertes gleichzeitig ein Kontrollwert mit einem Meßwert des Meßstromes nach einem Vielfachen der Zeitkonstanten des Netzes verglichen wird. Bei Übereinstimmung der beiden Werte wird die Messung als fehlerfrei erkannt und an der Impulsspannungsquelle wird ein neuer Spannungswert moduliert. Treten Differenzen zwischen Meßwert und Kontrollwert auf, wird der Meßwert ignoriert und die Messung durch Ermittlung eines neuen Kontrollwertes und neuen Meßwertes fortgeführt. Bei Erreichen einer maximalen Meßzeit, von 2 Sekunden wird ein Fehlersignal ausgegeben, die aktuelle Messung wird abgebrochen und der Meßvorgang beginnt von neuen. This is achieved in that a Alternating pulse voltage variable in terms of length and height serves as a measuring voltage and that during a Pulse voltage value simultaneously a control value with a Measured value of the measuring current after a multiple of Time constants of the network is compared. at If the two values match, the measurement is considered to be error-free recognized and at the pulse voltage source a new one Voltage value modulated. Differences occur between measured value and control value, the measured value is ignored and the Measurement by determining a new control value and new ones Measured value continued. When a maximum measuring time is reached, an error signal is output within 2 seconds, the current one Measurement is stopped and the measurement process starts from new.  

Zur Vermeidung von Meßfehlern wird weiterhin vorgeschlagen, daß für jeden Impulsspannungswert aus drei Meßwerten des Meßstromes die Zeitkonstante des Netzes ermittelt wird und nach einem Vielfachen der ermittelten Zeitkonstante ein Vergleich des Meßwertes des Meßstromes mit einem berechneten Kontrollwert erfolgt. Nach dem Vergleich zwischen Kontrollwert und Meßwert wird der Isolationswiderstand aus der Differenz zweier fehlerfreier und aufeinanderfolgenden Meßwerten des Meßstromes ermittelt. Bei auftretenden Differenzen zwischen Meßwert und Kontrollwert erfolgt die Ermittlung der Zeitkonstanten des Netzes sowie die Messung des Meßstromes erneut und die neuen Werte werden verglichen. Bei weiter bestehenden Differenzen zwischen Kontrollwert und Meßwert über einen Grenzwert hinaus wird die aktuelle Messung abgebrochen und Fehler signalisiert. Danach wird ein neuer Impulswechsel­ spannungswert vorgegeben und ein neuer Meßzyklus beginnt.To avoid measurement errors, will continue suggested that for every pulse voltage value out of three Measured values of the measuring current the time constant of the network is determined and after a multiple of the determined Time constant a comparison of the measured value of the measuring current with a calculated control value. After the comparison between the control value and the measured value Insulation resistance from the difference between two faultless ones and successive measured values of the measuring current are determined. If there are differences between the measured value and The control value is used to determine the time constant of the Network and the measurement of the measuring current again and the new ones Values are compared. If there are still differences between control value and measured value beyond a limit value the current measurement is aborted and errors signaled. After that there is a new pulse change voltage value specified and a new measuring cycle begins.

Eine geeignete Einrichtung zur Realisierung des beschriebenen Verfahrens ist, daß die Impulsspannungsquelle als Digital- Analog Wandler mit Endstufenverstärker ausgeführt ist und über serielle Datenleitungen direkt von einem Mikrorechner eine in Höhe und Dauer programmierbare Impulsspannung erzeugt. Durch den Mikrorechner wird nach einem neuen Impulsspannungswert aus drei zyklischen Meßwerten des Meßstromes die aktuelle Zeitkonstante des Netzes berechnet und daraus ein Meßstrom-Kontrollwert im eingeschwungenen Zustand des Meßstromes berechnet. Dieser Meßstrom- Kontrollwert wird mit dem Meßwert des Meßstromes verglichen, der nach einem Vielfachen der Zeitkonstante tatsächlich gemessen wird. Bei auftretenden Differenzen zwischen beiden Werten wird die Messung als fehlerhaft erkannt und der Meßzyklus fortgeführt. Der Mikrorechner übernimmt alle Berechnungen und Steuerungen. Über vorhandene Schnittstellen des Mikrorechners können alle erfolgten Auswertungen und Ergebnisse angezeigt werden.A suitable device for realizing the described Method is that the pulse voltage source as digital Analog converter with power amplifier is executed and Via serial data lines directly from a microcomputer a pulse voltage that is programmable in height and duration generated. The microcomputer is used for a new one Pulse voltage value from three cyclical measured values of the  Measuring current calculates the current time constant of the network and from it a measured current control value in the steady state State of the measuring current calculated. This measuring current Control value is compared with the measured value of the measuring current, that actually after a multiple of the time constant is measured. If there are differences between the two The measurement is recognized as faulty and the Measurement cycle continued. The microcomputer takes care of everything Calculations and controls. Via existing interfaces of the microcomputer can all evaluations and Results are displayed.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert und es zeigen:The invention is illustrated by the following exemplary embodiments explained in more detail and it shows:

Fig. 1 Übersichtsplan einer Einrichtung zur Isolationsüberwachung Fig. 1 Overview plan of a device for insulation monitoring

Fig. 2 Zeitlicher Verlauf des Meßstromes mit Vergleich Meßwert-Kontrollwert ohne Fehler Fig. 2 Chronological course of the measuring current with comparison measured value control value without errors

Fig. 3 Zeitlicher Verlauf der Impulsspannung Fig. 3 Time course of the pulse voltage

Fig. 4 Zeitlicher Verlauf des Meßstromes mit Vergleich Meßwert-Kontrollwert mit Fehler Fig. 4 Chronological course of the measuring current with comparison measured value control value with error

Fig. 5 Programmablaufplan des Mikrorechners Fig. 5 program flow chart of the microcomputer

Gemäß Fig. 1 kann ein ungeerdetes Netz 1 aus zwei Netzleitern 2 bestehen, die von einer Netzspannungsquelle 3 mit Gleich oder Wechselspannung UAC/DC versorgt werden. Der ohmsche Isolationswiderstand RE und kapazitive Isolationswiderstand CE ist stets vorhanden und soll fehlerfrei überwacht werden und bei auftretenden Fehler signalisiert werden. Das erfolgt mit einer Isolationsüberwachungseinrichtung 4.Referring to FIG. 1 there may be an unearthed network 1 consists of two mains conductors 2, which are supplied by a mains voltage source 3 with DC or AC voltage UAC / DC. The ohmic insulation resistance RE and capacitive insulation resistance CE are always present and should be monitored without errors and signaled when errors occur. This is done with an insulation monitoring device 4 .

Die Isolationsüberwachungseinrichtung 4 besteht aus einer Netzankopplung 13, einer Bandsperre 14, einem Digital Analog Wandler 6 mit Endverstärker 7, einem Meßwiderstand 5, einem Analog Digital Wandler 8 mit integrierendem Meßverfahren und digitalen Filter und einem Mikrorechner 9.The insulation monitoring device 4 consists of a network connection 13 , a bandstop 14 , a digital-to-analog converter 6 with output amplifier 7 , a measuring resistor 5 , an analog-to-digital converter 8 with an integrating measuring method and digital filter and a microcomputer 9 .

Wird über die Netzankopplung 13 eine Impulswechselspannung UI zwischen Netzleiter 2 und Erde E angelegt, kann der Isolationswiderstand RE des eingeschwungenen Netzes bei Eliminierung vorhandener Gleichspannungen auf der Netzleitung 2 bei unterschiedlicher Impulsspannungen UI über den Meßstrom IM aus der Differenz der beiden Meßströme IM nach folgender Gleichung ermittelt werden:
If an alternating pulse voltage UI is applied between the network conductor 2 and earth E via the network coupling 13 , the insulation resistance RE of the steady-state network can be determined from the difference between the two measuring currents IM by eliminating existing DC voltages on the mains line 2 at different pulse voltages UI via the measuring current IM using the following equation become:

Der Innenwiderstand Ri ist der Innenwiderstand der Meßanordnung. Die Berechnung erfolgt in dem Mikrorechner 9. Aufgrund des vorhandenen kapazitiven Isolationswiderstandes CE ist ein Einschwingverhalten des Meßstromes vorhanden. Zur Vermeidung von Meßfehlern wird über die Zeitkonstante des Netzes für den Meßstrom ein Kontrollwert berechnet und mit einem Meßwert bei eingeschwungenen Meßstrom verglichen. Dazu wird aus zeitlich drei äquidistanten Messungen des Meßstromes IM die Zeitkonstante τ des Netzes nach folgender Formel berechnet:
The internal resistance Ri is the internal resistance of the measuring arrangement. The calculation is carried out in the microcomputer 9 . Due to the existing capacitive insulation resistance CE there is a transient response of the measuring current. In order to avoid measuring errors, a control value is calculated for the measuring current via the time constant of the network and compared with a measured value when the measuring current has settled. For this purpose, the time constant τ of the network is calculated from three equidistant measurements of the measuring current IM using the following formula:

Der Kontrollwert des Meßstromes wird nach der folgenden Formel berechnet:
The control value of the measuring current is calculated using the following formula:

Die Messung des Meßstromes IM erfolgt über die Meßspannung UM an den Meßwiderstand 5. The measuring current IM is measured via the measuring voltage UM at the measuring resistor 5 .

In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf der dem Meßstrom IM proportionalen Meßspannung UM bei verschiedenen Impulsspannungswerten UI ohne auftretende Meßfehler dargestellt. Bei einem ersten Impulsspannungswert UI1 erfolgen zur Zeit t1 bis t3 drei Messungen der Meßspannung UM1 bis UM3. Daraus wird im Mikrorechner die Zeitkonstante τ1 und der Meßspannungs-Kontrollwert UK4 berechnet. Dieser wird mit dem Meßspannungs-Meßwert UM4 im eingeschwungenen Zustand des Meßstromes IM nach Ablauf eines Vielfachen der Zeitkonstante τ1 des Netzes zum Zeitpunkt t4 in dem Mikrorechner 9 verglichen. Ist die Differenz des Meßspannungs-Kontrollwertes UK4 und dem Meßspannungs- Meßwert UM4 gleich oder annähernd Null, ist die Messung fehlerfrei und durch Ausgabe eines neuen Bitwortes über die serielle Datenleitung 11 zum Digital Analog Wandler 6 mit Endverstärker 7 erfolgt die Umschaltung auf einen neuen Impulsspannungswert UI2. Bei dem Impulsspannungswert UI2 erfolgen zur Zeit t5 bis t7 in analoger Weise wieder drei Messungen der Meßspannung UM5 bis UM7, aus denen in gleicher Art und Weise die Zeitkonstante τ5 und der Meßspannungs- Kontrollwert UK8 berechnet wird und bei einer Differenz von annähernd Null zwischen Meßspannungs-Kontrollwert UK8 und Meßspannungs-Meßwert UM8 wird aus den Meßspannungs-Meßwert UM4 und dem Meßspannungs-Meßwert UM8 die Differenz der letzten zwei Meßspannungen als Meßspannungs-Differenz ΔUM4/8 gebildet. Diese ist ein Maß für den ohmschen Isolationswiderstand RE.In FIG. 2, the time course is shown of the measuring current IM is proportional measurement voltage UM for various impulse voltage values UI without occurring measuring errors. With a first pulse voltage value UI1, three measurements of the measurement voltage UM1 to UM3 take place at the time t1 to t3. From this, the time constant τ1 and the measurement voltage control value UK4 are calculated in the microcomputer. This is compared with the measurement voltage measurement value UM4 in the steady state of the measurement current IM after a multiple of the time constant τ1 of the network at time t4 in the microcomputer 9 . If the difference between the measured voltage control value UK4 and the measured voltage measured value UM4 is equal to or approximately zero, the measurement is error-free and by outputting a new bit word via the serial data line 11 to the digital analog converter 6 with output amplifier 7 , the switchover to a new pulse voltage value UI2 takes place , With the pulse voltage value UI2, three measurements of the measuring voltage UM5 to UM7 are again carried out in an analog manner at time t5 to t7, from which the time constant τ5 and the measuring voltage control value UK8 are calculated in the same way and with a difference of approximately zero between the measuring voltage Control value UK8 and measured voltage measured value UM8 is formed from the measured voltage measured value UM4 and the measured voltage measured value UM8, the difference between the last two measured voltages as the measured voltage difference ΔUM4 / 8. This is a measure of the ohmic insulation resistance RE.

Der zeitliche Verlauf der Impulsspannung UI ist aus Fig. 3 ersichtlich. Dabei beträgt der Impulsspannungswert UI1 den 2- fachen Wert des Impulsspannungswertes UI2.The time course of the pulse voltage UI is shown in FIG. 3. The pulse voltage value UI1 is twice the value of the pulse voltage value UI2.

Es können Meßfehler aus verschiedenen Ursachen auftreten und dann einen zeitlichen Verlauf der Meßspannung UM nach Fig. 4 haben. Im eingeschwungenen Zustand des Meßstromes (IM) besteht zum Zeitpunkt t4 eine Differenz z fischen Meßspannungs-Kontrollwert UK4 und Meßspannungs-Meßwert UM4, das heißt UK4 ist ungleich UM4. Diese Differenz wird im Mikrorechner 9 als Fehler diagnostiziert und die Messung bei gleichen Impulsspannungswert UI wird fortgeführt. Dabei erfolgt eine Verdoppelung der Zwischenzeit zwischen zwei Messungen tm und in den Meßzeiten t5 und t6 werden zwei neue Meßspannungs-Meßwerte UM5 und UM6 ermittelt. Aus den drei letzten Meßspannungs-Meßwerten UM4 bis UM6 wird eine neue Zeitkonstante τ4 und daraus ein neuer Meßspannungs- Kontrollwert UK7 berechnet. Der Vergleich zwischen Meßspannungs-Kontrollwert UK7 und Meßspannungs-Meßwert UM7 erfolgt zum Zeitpunkt t7 nach Ablauf eines Vielfachen der Zeitkonstante τ4 in bereits beschriebener Art und Weise. Die fehlerfreie Messung wird erkannt, wenn die Differenz zwischen Meßspannungs-Kontrollwert UK7 und der Meßspannungs-Meßwert UM7 annähernd Null ist. Dann wird ein neuer Wert der Impulswechselspannung UI modifiziert.Measurement errors can occur for various reasons and then have a temporal course of the measurement voltage UM according to FIG. 4. In the steady state of the measuring current (IM) there is a difference between the measured voltage control value UK4 and the measured voltage measured value UM4 at time t4, that is to say UK4 is not equal to UM4. This difference is diagnosed in the microcomputer 9 as an error and the measurement is continued at the same pulse voltage value UI. The interval between two measurements tm is doubled and two new measured voltage measured values UM5 and UM6 are determined in the measuring times t5 and t6. A new time constant τ4 and from this a new measurement voltage control value UK7 are calculated from the three last measurement voltage measurement values UM4 to UM6. The comparison between the measured voltage control value UK7 and the measured voltage measured value UM7 takes place at the time t7 after a multiple of the time constant τ4 has elapsed in the manner already described. The error-free measurement is recognized when the difference between the measured voltage control value UK7 and the measured voltage measured value UM7 is approximately zero. Then a new value of the pulse alternating voltage UI is modified.

Die letzte Zwischenzeit zwischen zwei Messungen tm wird für die folgenden Messungen beibehalten. Erfolgen nachfolgend fehlerfreie Messungen, wird bei jeder fehlerfreien Messung ein Fehlerzählfaktor Z um den Wert Eins reduziert und bei Unterschreitung eines bestimmten Wertes erfolgt die Halbierung der Zwischenzeit zwischen zwei Messungen tm.The last split between two measurements tm is for keep the following measurements. Successes below error-free measurements, with every error-free measurement an error count factor Z reduced by one and at The value falls below a certain value Halving the meantime between two measurements tm.

Nach Fig. 5 erfolgt der Programmablauf zur Bestimmung des ohmschen Isolationswiderstandes RE im Mikrorechner 9. Bei Programmstart werden die Grundeinstellungen für die Impulsspannung UI, die erste Meßzeit tn und die erste Zwischenzeit zwischen zwei Meßpunkten tm eingestellt. Dann erfolgen drei Messungen der Meßspannung UM zu den Zeitpunkten t1 bis t3. Aus diesen drei Meßspannungen UM1 bis UM3 wird über die Zeitkonstante T der Meßspannungs-Kontrollwert UK4 berechnet. Zum nächsten Meßzeitpunkt t4 wird der Meßspannungs-Meßwert UK4 gemessen und mit der Meßspannungs- Kontrollwert UK4 verglichen. Ist die Differenz Null, erfolgt die Berechnung des Isolationswiderstand der aktuellen Messung Rneu. Nachfolgend wird der Isolationswiderstand der vorherigen Messung Ralt und der Isolationswiderstand der aktuellen Messung Rneu verglichen. According to FIG. 5, the program flow is carried out to determine the ohmic insulation resistance RE in the micro-computer 9. When the program starts, the basic settings for the pulse voltage UI, the first measuring time tn and the first intermediate time between two measuring points tm are set. Then three measurements of the measuring voltage UM take place at times t1 to t3. From these three measuring voltages UM1 to UM3, the measuring voltage control value UK4 is calculated via the time constant T. At the next measuring time t4, the measured voltage measured value UK4 is measured and compared with the measured voltage control value UK4. If the difference is zero, the insulation resistance of the current measurement Rneu is calculated. The insulation resistance of the previous measurement Ralt and the insulation resistance of the current measurement Rneu are compared below.

Beträgt die Differenz Null bzw. maximal 10%, wird der Isolationswiderstand RE als Mittelwert berechnet und ausgegeben. Bei einem Fehlerzählfaktor Z größer Null wird sofort eine neue Impulsspannung UI eingestellt und die nächste Messung beginnt mit gleicher Zwischenzeit zwischen zwei Messungen tm in gleicher Art und Welle, wobei der ohmsche Isolationswiderstand RE bei jedem Impulsspannungswert UI berechnet wird.If the difference is zero or a maximum of 10%, the Insulation resistance RE calculated as mean and output. If the error count factor Z is greater than zero immediately set a new pulse voltage UI and the next measurement begins with the same intermediate time between two measurements tm of the same type and wave, the ohmic insulation resistance RE at every pulse voltage value UI is calculated.

Bei auftretenden Differenzen zwischen dem Meßspannungs- Kontrollwert UK und der Meßspannung UM wird der Fehlerzählfaktor Z auf den Wert 10 gesetzt und die Zwischenzeit zwischen zwei Messungen tm wird verdoppelt und die Messung wird weitergeführt.If there are differences between the measuring voltage Control value UK and the measurement voltage UM will be the Error count factor Z set to the value 10 and the The time between two measurements tm is doubled and the measurement is continued.

Bei fehlerfreien Vergleich am Ende jeder Messung wird der Fehlerzählfaktor Z jeweils um den Faktor 1 verringert und bei Unterschreiten der Zahl 5 wird außerdem die Zwischenzeit zwischen zwei Messungen tm halbiert.If the comparison at the end of each measurement is error-free, the error count factor Z is reduced by a factor of 1 and if the number falls below 5 , the intermediate time between two measurements tm is also halved.

Übersteigt die Zwischenzeit zwischen zwei Messungen tm den Wert von 2 Sekunden, wird Fehler ausgegeben und eine neue Messung gestartet. If the meantime between two measurements tm den Value of 2 seconds, error is output and a new one Measurement started.  

Bezugszeichenliste ILIST OF REFERENCE SIGNS I

11

ungeerdetes Netz
ungrounded network

22

Netzleiter
network manager

33

Netzspannungsquelle
Commercial power supply

44

Isolationsüberwachungseinrichtung
Insulation monitoring device

55

Meßwiderstand
measuring resistance

66

Digital Analog Spannungsquelle
Digital analog voltage source

77

Endverstärker
amplifier

88th

Analog Digital Wandler
Analog to digital converter

99

Mikrorechner
microcomputer

1010

Dateneingangsleitung
Data input line

1111

Serielle Datenausgangsleitung
Serial data output line

1212

Externe Schnittstellen
External interfaces

1313

Netzankopplung
system coupling

1414

Bandsperre
bandstop

Bezugszeichenliste IILIST OF REFERENCE SIGNS II

IRi Innenwiderstand der Meßschaltung
RE ohmscher Isolationswiderstand
CE kapazitiver Isolationswiderstand
E Erde
UI Impulswechselspannung
UM Meßspannungs-Meßwert
ΔUM Differenz-Meßspannung
ΔUI Differenz Impulsspannung
ΔI Differenz Meßströme
UK Meßspannungs-Kontrollwert
UAC/DC Gleich- oder Wechselspannung
IM Meßstrom
Ralt Isolationswiderstand der vorherigen Messung
Rneu Isolationswiderstand der aktuellen Messung
τ Zeitkonstante
tm Zwischenzeit zwischen zwei Messungen
z Fehlerzählfaktor
IRi internal resistance of the measuring circuit
RE ohmic insulation resistance
CE capacitive insulation resistance
E earth
UI AC pulse voltage
UM measured voltage measured value
ΔUM differential measuring voltage
ΔUI difference in pulse voltage
ΔI difference measuring currents
UK measurement voltage control value
UAC / DC direct or alternating voltage
IM measuring current
Ralt insulation resistance of the previous measurement
Rnew insulation resistance of the current measurement
τ time constant
In the meantime between two measurements
z Error count factor

Claims (10)

1. Verfahren zur Isolationsüberwachung von ungeerdeten Gleich- oder Wechselspannungsnetzen, für einer über eine ohmsche Netzankopplung zwischen. Netz und Erde eingekoppelten und in Betrag und Dauer wechselnden Impulswechselspannung mit Erfassung des Meßstromes im eingeschwungenen Zustand des Meßstromes und Bestimmung des ohmschen Isolationswiderstandes aus der Differenz von jeweils zwei aufeinander folgenden Meßwerten des über das Netz und Erde fließenden Meßstromes dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Impulsspannungswert aus drei im gleichen Zeitabstand ermittelten Meßspannungsmeßwerten i1, i2, i3 die Zeitkonstante des Netzes und dass aus einem der Meßspannungswerte bei einem Vielfachen der Zeitkonstante eine Kontroll-Meßspannung im Einschwingzustand vorab ermittelt wird, dass nach diesem festen Vielfachen der Zeitkonstante die tatsächliche Meßspannung erfaßt wird und mit der Kontroll-Meßspannung verglichen wird, daß nachfolgend auf einen neuen Impulsspannungswert, umgeschaltet Wird, wenn die Vergleichsdifferenz annähernd Null ist und dass bei einer maßgebenden Differenz der Vorgang in analoger Weise wiederholt wird und bei wiederholt auftretenden Differenzen ein Fehlersignal gebildet wird. 1. Method for monitoring the insulation of unearthed direct or alternating voltage networks, for one via an ohmic network connection between. Grid and earth coupled and changing in amount and duration, alternating pulse voltage with detection of the measuring current in the steady state of the measuring current and determination of the ohmic insulation resistance from the difference between two successive measured values of the measuring current flowing through the grid and earth, characterized in that for each pulse voltage value three measured voltage measured values i 1 , i 2 , i 3 determined at the same time interval, and that from one of the measured voltage values at a multiple of the time constant a control measuring voltage in the transient state is determined in advance that after this fixed multiple of the time constant the actual measured voltage is detected and is compared with the control measuring voltage that is subsequently switched to a new pulse voltage value when the comparison difference is approximately zero and that if there is a significant difference, the process is carried out in an analogous manner is repeated and an error signal is formed in the event of repeated differences. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitkonstante T über die Formel
ermittelt wird2. The method according to claim 1, characterized in that the time constant T via the formula
is determined 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Differenzwert zwischen Kontrollwert und Meßwert der Meßzyklus weitergeführt wird und die Zwischenzeit zwischen zwei Messungen bei jedem Fehlersignal verdoppelt wird, eine neue Kontroll- Meßspannung über das Vielfache der reuen Zeitkonstante durch zwei zusätzliche Messwerte des Meßstromes bei gleicher Impulsspannung vorab ermittelt wird und bei wiederholten fehlerfreien Messungen die Zwischenzeit zwischen zwei Messungen halbiert wird.3. The method according to claim 1, characterized in that if there is a difference between the control value and Measured value the measuring cycle is continued and the Meantime between two measurements for each Error signal is doubled, a new control Measuring voltage over the multiple of the real time constant by two additional measured values of the measuring current same pulse voltage is determined in advance and at repeated the error-free measurements is halved between two measurements. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Meßstrom proportionale Meßspannung zu jeden Meßzyklus als Mittelwert mehrere Meßwerte durch Anordnung eines Analog Digital Wandlers mit integrierenden Meßverfahren und digitalen Filter gebildet wird. 4. The method according to claim 1, characterized in that the measuring voltage proportional to the measuring current for each Measurement cycle as an average of several measurements Arrangement of an analog digital converter with integrating measuring method and digital filter is formed.   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines Grenzwertes fehlerhafter Messungen zwischen Kontrollwert und Meßwert über den Mikrorechner ein Fehlersignal ausgegeben und die Messung erneut begonnen wird.5. The method according to claim 1, characterized in that when a limit value of incorrect measurements is reached between the control value and the measured value via the microcomputer an error signal is output and the measurement is repeated is started. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im laufenden Betrieb bei jeder Impulsspannung der ohmsche Isolationswiderstand ermittelt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that during operation with each pulse voltage ohmic insulation resistance is determined. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß festgestellte Meßfehler zu einer Verlängerung des Meßvorganges bei gleicher Impulsspannung führen und bei fehlerfreien Messungen die Zwischenzeit zwischen zwei Messungen verkürzt wird.7. The method according to claim 1, characterized in that detected measurement errors for an extension of the Carry out measuring process with the same pulse voltage and at error-free measurements the intermediate time between two Measurements is shortened. 8. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Impulsspannungsquelle, die über ein ohmsche Netzankopplung und einem Meßwiderstand (5) zwischen ein zu überwachendes Netz und Erde ausgeführt ist und die aus der Differenz von zwei aufeinander folgende Meßstrom Meßwerten den ohmschen Isolationswiderstand (RE) des Netzes bestimmt, dadurch gekennzeichnet daß die Impulsspannungsquelle als programmierbare Spannungsquelle (6) ausgebildet ist, die in Abhängigkeit der Bitfolge auf einer seriellen Datenleitung (11) verschiedene Impulspannungen erzeugen kann und dort eine Auswerteinheit (89) durch Analog- Wandler (8) und Mikrorechner (9) derart ausgebildet ist, daß bei Übereinstimmung von Kontroll-Meßspannung (Uk) und Meßwert (Um) das Ende des Einschwingvorganges ist und ein neuer Impulsspannungswert modifiziert ist.8. A device for performing the method according to claim 1 with a pulse voltage source, which is carried out via an ohmic network coupling and a measuring resistor ( 5 ) between a network to be monitored and earth, and the ohmic insulation resistance (RE.) From the difference between two successive measured current measured values ) of the network, characterized in that the pulse voltage source is designed as a programmable voltage source ( 6 ) which can generate different pulse voltages depending on the bit sequence on a serial data line ( 11 ) and there an evaluation unit ( 89 ) by analog converter ( 8 ) and Microcomputer ( 9 ) is designed in such a way that if the control measurement voltage (Uk) and measurement value (Um) match, the end of the transient process and a new pulse voltage value is modified. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik mit Analog Digital Wandler und Mikrorechner so ausgebildet ist, daß sie zu Beginn des Einschwingvorganges des Meßstromes aus drei Messungen des Meßstromes die Zeitkonstante und einen Kontrollwert ermittelt und einen Vergleich der Kontroll-Meßspannung mit dem Meßwert durchführt und das Ergebnis des Vergleiches auf die Zwischenzeit zwischen zwei Messungen wirkt und auswertet.9. Device according to claim 8, characterized in that the electronics with analog digital converter and Microcomputer is designed so that at the beginning of the Transient process of the measuring current from three measurements of the measuring current, the time constant and a control value determined and a comparison of the control measuring voltage with the measured value and the result of the Compare the meantime between two measurements works and evaluates. 10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßwerterfassung ein Wandler mit integrierenden Meßverfahren und digitalen Filter verwendet ist.10. Device according to claim 8, characterized in that a transducer with integrating for data acquisition Measuring method and digital filter is used.
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