DE102016221282A1

DE102016221282A1 - Ein Verfahren und ein System zum Überwachen einer elektrischen Isolation

Info

Publication number: DE102016221282A1
Application number: DE102016221282.6A
Authority: DE
Inventors: Neal D. Clements; Olsen A. Rodrigues; Wanner D. Kent
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2017-05-18
Also published as: US10371735B2; US20170138995A1; GB201616394D0; GB2544610A; GB2544610B

Abstract

Ein erster Spannungssensor misst eine Primärspannung zwischen einer ersten Klemme einer geprüften Vorrichtung und der elektrischen Erdung, wenn sich ein erster Schalter und ein zweiter Schalter in verschiedenen Ein-Zuständen und Aus-Zuständen befinden. In einem Prüfzustand befindet sich entweder der erste Schalter oder der zweite Schalter in einem Ein-Zustand und in einem Bezugszustand befinden sich sowohl der erste Schalter als auch der zweite Schalter in Ein-Zuständen. Ein beobachteter Isolationswiderstand wird auf der Grundlage gemessener Primär- und Sekundärspannungen des Prüfzustands geschätzt. Ein Bezugsisolationswiderstand beruht auf gemessenen Primär- und Sekundärspannungen des Bezugszustands. Ein Prüfschaltkreis ist ausgefallen wenn der beobachtete Isolationswiderstand mehr als eine Schwellenwertgröße von dem Bezugsisolationswiderstand abweicht.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum Überwachen einer elektrischen Isolation wie zum Beispiel einer Isolation zwischen einer Klemme und einer elektrischen Erdung einer geprüften Vorrichtung.
Hintergrund
In bestimmten Stand-der-Technik-Dokumenten überwacht ein Überwachungssystem die Isolation oder den elektrischen Widerstand zwischen einer Klemme und einer elektrischen Erdung mithilfe eines Prüfschalters, der einen bekannten Widerstandswert (z.B. einen hohen Widerstand, um einen Strom zu begrenzen) zwischen der elektrischen Klemme und der elektrischen Erdung schaltet, um eine Spannung über, oder einen Strom durch, den bekannten Widerstandswert zu messen. Zum Beispiel kann die elektrische Klemme eine positive Gleichstromklemme oder eine negative Gleichstromklemme einer geprüften Vorrichtung repräsentieren, wobei die elektrische Klemme nicht direkt mit der elektrischen Erdung oder der Gehäuseerdung verbunden ist. In einigen Stand-der-Technik-Dokumenten wird ein erster Prüfschalter mit einem ersten Prüfwiderstand in Reihe geschaltet und ein zweiter Prüfschalter wird mit einem zweiten Prüfwiderstand in Reihe geschaltet, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter nacheinander aktiviert werden, um eine Isolation zwischen einer ersten Klemme (z.B. einer positiven Gleichstromklemme) und einer Erdung und einer Isolation zwischen einer zweiten Klemme (z.B. einer negativen Gleichstromklemme) und der Erdung zu prüfen. Wenn jedoch entweder der erste Schalter oder der zweite Schalter in einem kurzgeschlossenen Zustand ausfällt, wird der Isolationswiderstand zwischen einer elektrischen Klemme und einer elektrischen Erdung niedrig erscheinen, was eine falsche Bestätigung eines Isolationsfehlers oder eines nicht ordnungsgemäßen Isolationswiderstands in der geprüften Vorrichtung liefert. Dementsprechend besteht ein Bedarf für ein Verfahren und ein System zum Überwachen einer elektrischen Isolation, die zwischen einem wirklichen niedrigen Isolationswiderstand unterscheiden können oder ermitteln können, ob ein Fehler in dem Prüfschaltkreis vorliegt.
Kurzdarstellung
Gemäß einer Ausführungsform misst ein erster Spannungssensor eine Primärspannung zwischen einer ersten Klemme einer geprüften Vorrichtung und einer elektrischen Erdung, wenn sich ein erster Schalter und ein zweiter Schalter in verschiedenen Kombinationen von Ein-Zuständen und Aus-Zuständen befinden. In einem Prüfzustand befindet sich entweder der erste Schalter oder der zweite Schalter in einem Ein-Zustand und in einem Bezugszustand befinden sich sowohl der erste Schalter als auch der zweite Schalter in Ein-Zuständen. Ein beobachteter Isolationswiderstand wird auf der Grundlage gemessener Primär- und Sekundärspannungen des Prüfzustands geschätzt. Ein Bezugsisolationswiderstand beruht auf gemessenen Primär- und Sekundärspannungen des Bezugszustands. Ein Prüfschaltkreis ist ausgefallen wenn der beobachtete Isolationswiderstand mehr als eine Schwellenwertgröße von dem Bezugsisolationswiderstand abweicht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ausführungsform eines Schaubilds eines Prüfschaltkreises zum Überwachen einer elektrischen Isolation wie zum Beispiel einer Isolation zwischen einer Klemme einer geprüften Vorrichtung und einer elektrischen Erdung.
2 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis, das einen ersten Zustand oder ein eigenständiges Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter eingeschaltet ist und ein zweiter Schalter ausgeschaltet ist.
3 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis, das einen zweiten Zustand oder ein diskretes Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter ausgeschaltet ist und ein zweiter Schalter eingeschaltet ist.
4 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis, das einen dritten Zustand oder ein zusammengesetztes Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter eingeschaltet ist und ein zweiter Schalter eingeschaltet ist.
5 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis, das einen vierten Zustand oder ein ergänzendes Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter ausgeschaltet ist und ein zweiter Schalter ausgeschaltet ist.
6 ist eine Ausführungsform eines Ablaufplans zum Überwachen einer elektrischen Isolation wie zum Beispiel einer Isolation zwischen einer Klemme einer geprüften Vorrichtung und einer elektrischen Erdung, wobei Fehler in dem Prüfschaltkreis zuverlässig erkannt werden können.
7 ist eine weitere Ausführungsform eines Ablaufplans zum Überwachen einer elektrischen Isolation einer geprüften Vorrichtung.
8 ist noch eine weitere Ausführungsform eines Ablaufplans zum Überwachen einer elektrischen Isolation einer geprüften Vorrichtung.
9 ist noch eine weitere Ausführungsform eines Ablaufplans zum Überwachen einer elektrischen Isolation einer geprüften Vorrichtung.
Detaillierte Beschreibung
1 ist eine Ausführungsform eines Blockschaubilds eines Systems 11 zum Überwachen einer elektrischen Isolation wie zum Beispiel einer Isolation zwischen einer Klemme einer geprüften Vorrichtung 36 und einer elektrischen Erdung 34, wobei Fehler, Kurzschlüsse, offene Schaltkreise oder Abweichungen von einem normalen Betriebswiderstand oder einer normalen Betriebsimpedanz in dem Prüfschaltkreis 40 zuverlässig erkannt werden können. Das System 11 ist in der Lage, um Fehler, Kurzschlüsse oder offene Schaltkreise in dem Prüfschaltkreis 40 zuverlässig zu erkennen, die von Fehlern, direkten Kurzschlüssen oder offenen Schaltkreisen in einem oder mehreren Prüfschaltern (12, 14) oder Prüfwiderständen (116, 118) herrühren können. Das System 11 umfasst einen Prüfschaltkreis 40, der mit einem elektronischen Datenverarbeitungssystem 20 verbunden ist. Das System 11 ist geeignet, um eine Isolation oder einen Leckwiderstand in einer geprüften Vorrichtung 36 wie zum Beispiel einem Wechselrichter, einer Leistungselektronikvorrichtung, einer Batterie oder einer Steuereinheit für eine Elektromaschine 38 (z.B. einen Elektromotor oder einen Generator) zu prüfen. Isolation bedeutet die Isolation oder die Isolierung zwischen einer elektrischen Klemme (z.B. 41, 43) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 (z.B. dem Fahrgestell eines Fahrzeugs oder dem Gehäuse der geprüften Vorrichtung 36). Die Isolation kann in Form eines Widerstands, einer Reaktanz oder einer Impedanz zwischen der elektrischen Klemme der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 gemessen werden. Hierbei weist die geprüfte Vorrichtung 36 elektrische Klemmen (z.B. 41, 43) auf, die nicht direkt mit der Erdung 34 verbunden oder an diese angeschlossen sind. Dementsprechend weist die geprüfte Vorrichtung 36 Klemmen (z.B. 41, 43) auf, die während eines normalen oder ordnungsgemäßen Betriebs der geprüften Vorrichtung 36 als unbestimmt in Bezug auf die Erdung 34 gekennzeichnet sind.
Bei bestimmten Ausführungsformen können die elektrischen Klemmen (z.B. 41, 43) der geprüften Vorrichtung 36 Klemmen mit einer gegensätzlichen Polarität wie zum Beispiel eine negative Gleichstromklemme und eine positive Gleichstromklemme umfassen. Bei weiteren Ausführungsformen können die elektrischen Klemmen der geprüften Vorrichtung jedoch die gleiche Polarität umfassen, die aber ein unterschiedliches Potential zwischen den Klemmen aufweisen. Wie in 1 gezeigt wird, stimmen der erste Schalter 12 und der zweite Schalter 14 mit den elektrischen Klemmen der geprüften Vorrichtung 36 überein, die eine gegensätzliche Polarität aufweisen; wobei die Schalter verändert werden können, um andere unterschiedliche Potentiale zwischen den Klemmen der geprüften Vorrichtung 36 zuzulassen. Während des Betriebs der geprüften Vorrichtung wie zum Beispiel eines Wechselrichters können das System und das Verfahren dieser Offenbarung die Fehler (z.B. einen Kurzschluss zur Erdung) der elektrischen Kabel (z.B. der Wechselstromphasen) erkennen, die zwischen einen Wechselrichter und eine Elektromaschine geschaltet sind.
Bei einer Ausführungsform umfasst der Prüfschaltkreis 40 einen Prüftreiber 10, der mit den Steuerklemmen (42, 44) des ersten Schalters 12 und des zweiten Schalters 14 verbunden ist. Wie in 1 dargestellt wird, umfasst der erste Schalter 12 einen ersten Halbleiter und der zweite Schalter 14 umfasst einen zweiten Halbleiter. Zum Beispiel kann der erste Schalter 12 einen ersten Transistor oder einen ersten Feldeffekttransistor wie zum Beispiel einen N-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor umfassen und der zweite Schalter 14 kann einen zweiten Transistor oder einen zweiten P-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor oder einen anderen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor mit einer unterstützenden Schaltung umfassen. Die geschalteten Klemmen (12, 15) des ersten Schalters 12 sind zwischen die elektrische Erdung 34 (z.B. eine Fahrgestellerdung) und einen ersten Prüfwiderstand 116 geschaltet. Die geschalteten Klemmen (17, 19) des zweiten Schalters 14 sind zwischen die elektrische Erdung 34 (z.B. eine Fahrgestellerdung) und einen zweiten Prüfwiderstand 118 geschaltet. Wenn der Schalter (12, 14) ein Halbleiter ist, können die geschalteten Klemmen zum Beispiel die Kombination eines Emitters und eines Kollektors oder die Kombination einer Source und eines Drains umfassen.
Bei einer Konfiguration ist ein erster Spannungssensor 16 angeschlossen, um eine Primärspannung zwischen einer ersten Klemme 41 (z.B. einer ersten Gleichstromklemme wie zum Beispiel VDC+) und der elektrischen Erdung 34 zu messen, wohingegen ein zweiter Spannungssensor 18 angeschlossen ist, um eine Sekundärspannung zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme wie zum Beispiel VDC–) und der elektrischen Erdung 34 zu messen. Der erste Spannungssensor 16 umfasst eine beliebige Vorrichtung oder einen beliebigen Schaltkreis zum Erfassen, Messen oder Bewerten der Primärspannung oder einer anderen Spannung oder eines zugehörigen Stroms. Auf ähnliche Weise umfasst der zweite Spannungssensor 18 eine beliebige Vorrichtung oder einen beliebigen Schaltkreis zum Erfassen, Messen oder Bewerten der Sekundärspannung oder einer anderen Spannung oder eines zugehörigen Stroms. Zum Beispiel können der erste Spannungssensor 16, der zweite Spannungssensor 18 oder beide eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: ein ohmsches Netzwerk, einen ohmschen Spannungsteiler, eine ohmsche Brücke, einen Operationsverstärker oder einen Operationsverstärker, der einen erkannten Spannungspegel in einen entsprechenden Strompegel wandelt.
Bei einer Ausführungsform kann das Datenverarbeitungssystem 20 einen elektronischen Datenprozessor 22, eine Datenspeichervorrichtung 26 und einen oder mehrere Datenanschlüsse 32 umfassen, die mit einem Datenbus 24 verbunden sind. Die Datenspeichervorrichtung 26 kann eines oder mehrere der folgenden Elemente speichern, abrufen, lesen und schreiben: ein Prüfschaltermodul 28 und ein Messmodul 30. Ein Modul bedeutet eine Software, eine Elektronik oder beides.
Der elektronische Datenprozessor 22 kann einen Prozessor, eine Mikrosteuereinheit, einen digitalen Signalprozessor, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), ein programmierbares Logik-Array, eine programmierbare Logikvorrichtung, ein anwenderprogrammierbares Gate-Array (Field Programmable Gate Array, FPGA), einen Logikschaltkreis, eine arithmetische Logikvorrichtung, eine Boolsche Logikvorrichtung oder eine andere Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen.
Jeder Datenanschluss 32 kann einen Daten-Transceiver, einen Pufferspeicher 53 oder beides umfassen.
Eine optionale Benutzeroberfläche 45 kann für eine Kommunikation über den Datenbus 24 mit dem Datenprozessor 22, der Datenspeichervorrichtung 26 oder den Datenanschlüssen 32 verbunden sein. Die optionale Benutzeroberfläche 45 wird durch die gestrichelten Linien als optional angezeigt. Die optionale Benutzeroberfläche 45 kann eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: einen Bildschirm, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, ein Tastenfeld, eine Tastatur, ein Bedienfeld, eine Zeigervorrichtung (z.B. eine elektronische Maus) oder eine andere Vorrichtung zur Eingabe und Ausgabe von Daten in das oder aus dem Datenverarbeitungssystem 20.
Die Datenspeichervorrichtung 26 kann eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: einen elektronischen Speicher, einen nichtflüchtigen elektronischen Speicher, eine optische Datenspeichervorrichtung, eine magnetische Datenspeichervorrichtung oder eine andere Vorrichtung zum Speichern digitaler oder analoger Daten.
Eine optionale Schnittstelle 47 kann zwischen den Prüfschaltkreis 40 und die Datenanschlüsse 32 des Datenprozessorsystems 22 geschaltet sein. Zum Beispiel kann die optionale Schnittstelle 47 zwischen den ersten Spannungssensor 16 und den zweiten Spannungssensor 18 und einen oder mehrere der Datenanschlüsse 32 geschaltet sein. Bei einer Konfiguration umfasst die optionale Schnittstelle 47 eines oder mehrerer der folgenden Elemente: einen analogen Multiplexer 49, einen Analog-Digital-Wandler 51 und einen Pufferspeicher 53. Ein analoger Multiplexer 49 kann zum Beispiel einen Gruppe von Operationsverstärkern umfassen, die mehrere Eingänge über Verstärker, ohmsche Spannungsteiler und Eingangsschalter zu einem einzigen Ausgang kombinieren. Der Analog-Digital-Wandler 51 kann das analoge Ausgangssignal des Multiplexers 49 in digitale Daten für ein vorübergehendes Speichern in dem Pufferspeicher 53 wandeln, bis die Datenanschlüsse 32 oder der Datenprozessor 22 die digitalen Daten verarbeiten können. Bei einer Ausführungsform erkennen der erste Spannungssensor 16 und der zweite Spannungssensor 18 eine Primärspannung bzw. eine Sekundärspannung als analoge Signale, die durch die Schnittstelle 47 in digitale Signale oder digitale Daten gewandelt werden, wobei auf die digitalen Daten als Primärspannungsdaten und Sekundärspannungsdaten Bezug genommen werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einem Prüfschaltkreis 40 oder in einem Schalter eines Prüfschaltkreises 40 einen Prüftreiber 10 zum Aktivieren eines ersten Schalters 12 eines Prüfschaltkreises 40, eines zweiten Schalters 14 des Prüfschaltkreises 40 oder von beiden, um einen Ein-Zustand oder einen Aus-Zustand für jeden der beiden Schalter für eine Vielzahl von Zeitintervallen bereitzustellen. In einem ersten Zustand während eines eigenständigen Zeitintervalls, wobei der erste Schalter 12 in einem Ein-Zustand ist und der zweite Schalter 14 in einem Aus-Zustand ist, misst ein erster Spannungssensor 16 eine Primärspannung (des ersten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 einer geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor misst eine Sekundärspannung (des ersten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34. In einem zweiten Zustand während eines diskreten Zeitintervalls, wobei der zweite Schalter 14 in einem Ein-Zustand ist und der erste Schalter 12 in einem Aus-Zustand ist, misst ein erster Spannungssensor 16 eine Primärspannung (des zweiten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 einer geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor 18 misst eine Sekundärspannung (des zweiten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34. In einem dritten Zustand während eines zusammengesetzten Zeitintervalls, wobei der erste Schalter 12 und der zweite Schalter 14 in Ein-Zuständen sind, misst ein erster Spannungssensor 16 eine Primärspannung (des dritten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 einer geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor 18 misst eine Sekundärspannung (des dritten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34. In einem vierten Zustand während eines ergänzenden Zeitintervalls, wobei der erste Schalter 12 und der zweite Schalter 14 in Aus-Zuständen sind, misst ein erster Spannungssensor 16 eine Primärspannung (des vierten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 einer geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor misst eine Sekundärspannung (des vierten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34. In einem Prüfzustand befindet sich entweder der erste Schalter 12 oder der zweite Schalter 14 in einem Ein-Zustand. In einem Bezugszustand befinden sich sowohl der erste Schalter 12 als auch der zweite Schalter 14 in Ein-Zuständen oder sowohl der erste Schalter 12 als auch der zweite Schalter 14 befinden sich in Aus-Zuständen.
Bei einer Ausführungsform ist ein Datenprozessor 22 geeignet, um einen beobachteten Isolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen des ersten Zustands und des zweiten Zustands zu schätzen. „Geeignet für, konfiguriert für oder ausgelegt für“ bedeuten das Softwarebefehle oder Softwaremodule in oder zugehörig zu einer Datenspeichervorrichtung 26 bereitgestellt werden, um die Ausführung der Softwarebefehle oder der Softwaremodule durch den Datenprozessor 22 zu unterstützen. Der Datenprozessor 22 ist geeignet, um einen Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen des dritten Zustands zu schätzen. Der Datenprozessor 22 ist geeignet, um zu ermitteln, dass der Prüfschaltkreis 40 (z.B. der erste Schalter 12 oder der zweite Schalter 14) ausgefallen ist (sich z.B. in einem Kurzschlussmodus oder einem Offener-Schaltkreis-Modus über seine geschalteten Klemmen befindet), wenn der beobachtete Isolationswiderstand (der auf den Spannungsmessungen während der eigenständigen und diskreten Intervalle beruht) um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem Bezugsisolationswiderstand abweicht (der auf Messungen mindestens des zusammengesetzten Zeitintervalls beruht).
Bei einer Ausführungsform sind die folgenden Zeitintervalle voneinander getrennt und überschneiden sich nicht: das eigenständige Zeitintervall, das diskrete Zeitintervall, das zusammengesetzte Zeitintervall und das ergänzende Zeitintervall. Der Prüftreiber 10 kann die Reihenfolge, den Ablauf oder Vertauschungen bei jedem Durchlauf oder Auftreten eines eigenständigen Zeitintervalls, eines diskreten Zeitintervalls, eines zusammengesetzten Zeitintervalls und eines ergänzenden Zeitintervalls ermitteln.
In 2 bis 5 einschließlich entspricht der erste Schalter 112 dem ersten Schalter 12 der 1, der zweite Schalter 114 entspricht dem zweiten Schalter 14 der 1. Der erste Schalter 112 und der zweite Schalter 114 können jeden beliebigen Typ eines Halbleiterschalters, eines Transistors, eines Feldeffekttransistors, eines Bipolartransistors, eines elektromechanischen Relais, eines Reed-Relais oder eines anderen Schalters darstellen. Der Kondensator 124 stellt ein mögliches elektrisches Modell der geprüften Vorrichtung dar, die mit der ersten Klemme 41 und der zweiten Klemme 43 verbunden ist. 2 bis 5 einschließlich stellen einen ersten Isolationswiderstand, R_leakp, 120 bereit, der eine Anzeige der Isolation zwischen der ersten Klemme 41 und der elektrischen Erdung 34 ist, ein zweiter Isolationswiderstand, R_leakp, 120 ist eine Anzeige der Isolation zwischen der ersten Klemme 41 und der elektrischen Erdung 34. Gleiche Bezugszeichen in 1 bis 5 zeigen gleiche Elemente an.
2 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis 40, das einen ersten Zustand oder ein eigenständiges Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter 112 eingeschaltet ist und ein zweiter Schalter 114 ausgeschaltet ist. Der erste Widerstand 116, R_tp, ist zwischen eine Schalterklemme 13 (z.B., einen Drain, einen Kollektor oder eine äquivalente Klemme) des ersten Schalters 112 und die erste Klemme 41 geschaltet. Der zweite Widerstand 118, R_tn, ist zwischen eine Schalterklemme 18 (z.B., einen Drain, einen Kollektor oder eine äquivalente Klemme) des zweiten Schalters 114 und die zweite Klemme 43 geschaltet. Die anderen in 2 gezeigten Widerstände stellen Isolationswiderstände wie zum Beispiel einen Primärisolationswiderstand R_leakp, 120 und einen Sekundärisolationswiderstand, R_leakn, 122 dar. Die Isolationswiderstände stellen keine physischen Widerstände als diskrete Vorrichtungen oder integrierte Schaltkreise (z.B. Halbleiter) des Prüfschaltkreises 40 dar, sondern vielmehr einen Grad oder Umfang einer Isolation zwischen den Klemmen (41, 43) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34. Der Kondensator 124 stellt das Spannungspotential (z.B. das Gleichspannungspotential) zwischen der ersten Klemme 41 und der zweiten Klemme 43 der geprüften Vorrichtung 36 dar. Die elektrische Erdung 34 kann eine Fahrgestellerdung oder eine andere elektrische Erdung wie zum Beispiel die Karosserie eines Fahrzeugs oder den Motor oder den Antriebsstrang des Fahrzeugs umfassen. Die erste Klemme 41 und die zweite Klemme 43 der geprüften Vorrichtung 36 können zum Beispiel ausgelegt sein, um in Bezug auf die elektrische Erdung 34 unbestimmt zu sein oder um eine ausreichende und angemessene Isolation zwischen der elektrischen Erdung 34 und jeder der elektrischen Klemmen beizubehalten. In dem ersten Zustand wird die Primärspannung (des ersten Zustands) als V_P1 angezeigt und die Sekundärspannung (des ersten Zustands) wird als V_N1 angezeigt.
3 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis 40, das einen zweiten Zustand oder ein diskretes Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter 112 ausgeschaltet ist und ein zweiter Schalter 114 eingeschaltet ist. Gleiche Bezugszeichen in 2 und 3 zeigen gleiche Elemente an. In dem zweiten Zustand wird die Primärspannung (des zweiten Zustands) als V_P2 angezeigt und die Sekundärspannung (des zweiten Zustands) wird als V_N2 angezeigt.
4 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis 40, das einen dritten Zustand oder ein zusammengesetztes Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter 112 eingeschaltet ist und ein zweiter Schalter 114 eingeschaltet ist. Gleiche Bezugszeichen in 2 und 4 zeigen gleiche Elemente an. In dem dritten Zustand wird die Primärspannung (des dritten Zustands) als V_P3 angezeigt und die Sekundärspannung (des dritten Zustands) wird als V_N3 angezeigt.
5 ist eine Ausführungsform eines schematischen Schaltbilds für einen Prüfschaltkreis 40, das einen vierten Zustand oder ein ergänzendes Zeitintervall zeigt, wobei ein erster Schalter 112 ausgeschaltet ist und ein zweiter Schalter 114 ausgeschaltet ist. Gleiche Bezugszeichen in 2 und 5 zeigen gleiche Elemente an. In dem vierten Zustand wird die Primärspannung (des vierten Zustands) als V_P4 angezeigt und die Sekundärspannung (des vierten Zustands) wird als V_N4 angezeigt.
6 ist eine Ausführungsform eines Ablaufplans zum Überwachen einer elektrischen Isolation wie zum Beispiel einer Isolation zwischen einer Klemme der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34, wobei Fehler in dem Prüfschaltkreis 40 zuverlässig erkannt werden können. Das Verfahren kann verwendet werden, um einen Fehler in einem Prüfschaltkreis 40 wie zum Beispiel einen Fehler in einem Schalter (12, 112, 14, 114) eines Prüfschaltkreises 40 oder einen Fehler in dem ersten Widerstand 116 oder in dem zweiten Widerstand 118 des Prüfschaltkreises 40 zu erkennen. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt S500.
Im Schritt S500 aktiviert ein Prüfschaltkreis 40 oder ein Prüftreiber 10 einen ersten Schalter (12, 112) eines Prüfschaltkreises 40, einen zweiten Schalter (14, 114) des Prüfschaltkreises 40 oder beide, um eine Kombination eines Ein-Zustands oder eines Aus-Zustands für jeden der beiden Schalter für eine Vielzahl von Zeitintervallen bereitzustellen. Zum Beispiel kann jedes Zeitintervall einem entsprechenden Zustand der Schalter zugeordnet werden. In einem ersten Zustand ist der erste Schalter (12, 112) eingeschaltet und der zweite Schalter (14, 114) ist ausgeschaltet; in dem zweiten Zustand ist der erste Schalter (12, 112) ausgeschaltet und der zweite Schalter (14, 114) ist eingeschaltet; in dem dritten Zustand sind sowohl der erste Schalter (12, 112) als auch der zweite Schalter (14, 114) gleichzeitig eingeschaltet. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der dritte Zustand durch einen alternativen Zustand oder vierten Zustand ersetzt oder ergänzt werden, in dem sowohl der erste Schalter (12, 112) als auch der zweite Schalter (14, 114) gleichzeitig ausgeschaltet sind. Der Prüfschaltkreis 40 oder der Prüftreiber 10 kann den ersten Schalter (12, 112) und den zweiten Schalter (14, 114) zum Beispiel in einem beliebigen Ablauf, einer beliebigen Reihenfolge oder einer Vertauschung des ersten Zustands, des zweiten Zustands oder des dritten Zustands steuern oder aktivieren. Auf ähnliche Weise kann der Prüfschaltkreis 40 oder der Prüftreiber 10 den ersten Schalter (12, 112) und den zweiten Schalter (14, 114) zum Beispiel in einem beliebigen Ablauf, einer beliebigen Reihenfolge oder einer Vertauschung des ersten Zustands, des zweiten Zustands und des vierten Zustands steuern oder aktivieren. Der Prüfschaltkreis 40 oder der Prüftreiber 10 kann auch ein oder mehrerer Zeitintervalle einrichten, in denen jeder der obigen Zustände vorhanden ist, bestehen bleibt oder aktiv oder inaktiv ist.
Im Schritt S502 misst ein erster Spannungssensor 16 in einem ersten Zustand während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. einem ersten Zeitintervall der Zeitintervalle), wobei der erste Schalter (12, 112) in einem Ein-Zustand ist und der zweite Schalter (14, 114) in einem Aus-Zustand ist, eine Primärspannung (des ersten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 (z.B. einer ersten Gleichstromklemme) einer geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor 18 misst eine Sekundärspannung (des ersten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 (z.B. einer Fahrgestellerdung). Bei einer Ausführungsform zeigen eine Primärspannung (des ersten Zustands) und die Sekundärspannung (des ersten Zustands) einen Isolationswiderstand zwischen einer zweiten Klemme 43 und der elektrischen Erdung 34 (z.B. einer Fahrgestellerdung) an. Bei einer Ausführungsform weist die erste Klemme 41 eine erste Polarität (z.B. eine positive Polarität wie zum Beispiel VDC+) auf; die zweite Klemme 43 weist eine zweite Polarität (z.B. eine negative Polarität wie zum Beispiel VDC–) auf, die entgegengesetzt zur ersten Polarität ist. Bei einigen Ausführungsformen kann die erste Klemme 41 eine erste Gleichstromklemme umfassen und die zweite Klemme 43 kann eine zweite Gleichstromklemme umfassen.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Schritts S502 misst ein erster Spannungssensor 16 während einer oder mehreren eigenständigen Zeitintervallen eine Primärspannung (des ersten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und der Datenprozessor 22 mittelt (nimmt z.B. den Mittelwert, den häufigsten Wert oder den mittleren Wert) der gemessenen Primärspannungen über einen Zeitraum (der z.B. mehrerer eigenständige Zeitintervalle umfasst), um eine gemessene Primärspannung für den ersten Zustand bereitzustellen. Auf ähnliche Weise misst ein zweiter Spannungssensor 18 bei einer alternativen Ausführungsform des Schritts S502 während einer oder mehreren eigenständigen Zeitintervallen eine Sekundärspannung (des ersten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und der Datenprozessor 22 mittelt (nimmt z.B. den Mittelwert, den häufigsten Wert oder den mittleren Wert) der gemessenen Sekundärspannungen über den Zeitraum, um eine gemessene Sekundärspannung für den ersten Zustand bereitzustellen. Außerdem kann der Datenprozessor 22 die gemittelten Werte der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen für den ersten Zustand für eine spätere Verwendung in der Datenspeichervorrichtung 26 speichern; die gespeicherten, gemittelten Werte können anstatt oder in Kombination mit dynamisch gemessenen Werten der Primärspannung und der Sekundärspannung für den ersten Zustand verwendet werden.
Im Schritt S504 misst ein erster Spannungssensor 16 in einem zweiten Zustand während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. einem zweiten Zeitintervall der Zeitintervalle), wobei der zweite Schalter (14, 114) in einem Ein-Zustand ist und der erste Schalter (12, 112) in einem Aus-Zustand ist, eine Primärspannung (des zweiten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 (z.B. einer ersten Gleichstromklemme) einer geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor 18 misst eine Sekundärspannung (des zweiten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 (z.B. einer Fahrgestellerdung). Bei einer Ausführungsform zeigen eine Primärspannung (des zweiten Zustands) und die Sekundärspannung (des zweiten Zustands) einen Isolationswiderstand zwischen einer ersten Klemme 41 und einer Fahrgestellerdung oder der elektrischen Erdung 34 an.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Schritts S504 misst ein erster Spannungssensor 16 während einer oder mehreren diskreten Zeitintervallen eine Primärspannung (des zweiten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und der Datenprozessor 22 mittelt (nimmt z.B. den Mittelwert, den häufigsten Wert oder den mittleren Wert) der gemessenen Primärspannungen über einen Zeitraum (der z.B. mehrerer diskrete Zeitintervalle umfasst), um eine gemessene Primärspannung für den zweiten Zustand bereitzustellen. Auf ähnliche Weise misst ein zweiter Spannungssensor 18 bei einer alternativen Ausführungsform des Schritts S504 während einer oder mehreren eigenständigen Zeitintervallen eine Sekundärspannung (des zweiten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und der Datenprozessor mittelt (nimmt z.B. den Mittelwert, den häufigsten Wert oder den mittleren Wert) der gemessenen Sekundärspannungen über den Zeitraum, um eine gemessene Sekundärspannung für den zweiten Zustand bereitzustellen. Außerdem kann der Datenprozessor 22 die gemittelten Werte der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen für den zweiten Zustand für eine spätere Verwendung in der Datenspeichervorrichtung 26 speichern; die gespeicherten, gemittelten Werte können anstatt oder in Kombination mit dynamisch gemessenen Werten der Primärspannung und der Sekundärspannung für den zweiten Zustand verwendet werden.
Im Schritt S506 misst ein erster Spannungssensor 16 in einem dritten Zustand während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. einem dritten Zeitintervall der Zeitintervalle), wobei der erste Schalter (12, 112) und der zweite Schalter (14, 114) in Ein-Zuständen sind, eine Primärspannung (des ersten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 (z.B. einer ersten Gleichstromklemme) einer geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor 18 misst eine Sekundärspannung (des dritten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 (z.B. einer zweiten Gleichstromklemme) der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Schritts S506 misst ein erster Spannungssensor 16 während einer oder mehreren zusammengesetzten Zeitintervallen eine Primärspannung (des dritten Zustands) zwischen einer ersten Klemme 41 der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und der Datenprozessor 22 mittelt (nimmt z.B. den Mittelwert, den häufigsten Wert oder den mittleren Wert) der gemessenen Primärspannungen über einen Zeitraum (der z.B. mehrerer zusammengesetzte Zeitintervalle umfasst), um eine gemessene Primärspannung für den dritten Zustand bereitzustellen. Auf ähnliche Weise misst ein zweiter Spannungssensor 18 bei einer alternativen Ausführungsform des Schritts S504 während einer oder mehreren zusammengesetzten Zeitintervallen eine Sekundärspannung (des dritten Zustands) zwischen einer zweiten Klemme 43 der geprüften Vorrichtung 36 und der elektrischen Erdung 34 und der Datenprozessor mittelt (nimmt z.B. den Mittelwert, den häufigsten Wert oder den mittleren Wert) der gemessenen Sekundärspannungen über den Zeitraum, um eine gemessene Sekundärspannung für den dritten Zustand bereitzustellen. Außerdem kann der Datenprozessor 22 die gemittelten Werte der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen für den dritten Zustand für eine spätere Verwendung in der Datenspeichervorrichtung 26 speichern; die gespeicherten, gemittelten Werte können anstatt oder in Kombination mit dynamisch gemessenen Werten der Primärspannung und der Sekundärspannung für den dritten Zustand verwendet werden.
Im Schritt S508 schätzt ein Datenprozessor 22 einen beobachteten ersten Isolationswiderstand zwischen der ersten Klemme 41 und der elektrischen Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen (z.B. in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls und in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls). Der Schritt S508 kann gemäß verschiedenen Prozessen ausgeführt werden, die getrennt oder gemeinsam ausgeführt werden können. In einem ersten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Primärisolationswiderstand (R_leakp) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P1 eine Primärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. einem ersten Zeitintervall) gemessen wird, V_N1 eine Sekundärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. dem ersten Zeitintervall) gemessen wird, V_P2 die Primärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. einem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, V_N2 eine Sekundärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. dem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, R_tp ein Widerstandswert des ersten Widerstands 116 ist und R_tn ein Widerstandswert des zweiten Widerstands 118 ist.
In einem zweiten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Primärisolationswiderstand aufgrund einer der Folgenden: die gemessene Primärspannung in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls, die gemessene Primärspannung in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls, die gemessene Sekundärspannung in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls, die gemessene Sekundärspannung in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls, wobei das eigenständige Zeitintervall und das diskrete Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
Im Schritt S510 schätzt der Datenprozessor 22 einen ersten Bezugsisolationswiderstand zwischen der ersten Klemme 41 und der Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen (z.B. in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls). Der Schritt S510 kann gemäß verschiedenen Prozessen ausgeführt werden, die getrennt oder gemeinsam ausgeführt werden können. In einem ersten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Primärisolationswiderstand (R_leakp) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P3 eine Primärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. einem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_N3 eine Sekundärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. dem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_P2 die Primärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. einem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, V_N2 eine Sekundärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. dem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, und R_tp ein Widerstandswert des ersten Widerstands 116 ist.
In einem zweiten Prozess schätzt der Datenprozessor 22 den ersten Bezugsisolationswiderstand zwischen der ersten Klemme 41 und der Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls, wobei das zusammengesetzte Zeitintervall und das diskrete Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
Im Schritt S512 ermittelt der Datenprozessor 22, ob der beobachtete erste Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem ersten Bezugsisolationswiderstand abweicht. Bei einer Ausführungsform beträgt die Schwellenwertgröße ungefähr fünfzig Prozent (50 %) des Bezugsisolationswiderstands, obwohl in der Praxis andere Schwellenwertgrößen verwendet werden können. Ungefähr bedeutet eine Fehlergrenze von plus oder minus zehn Prozent eines Werts. Wenn der Datenprozessor 22 ermittelt, dass der beobachtete erste Isolationswiderstand nicht mehr als eine Schwellenwertgröße von dem ersten Bezugsisolationswiderstand abweicht, wird das Verfahren mit dem Schritt S500 fortgesetzt (z.B. nachdem ein Zeitintervall gewartet wurde). Wenn der beobachtete erste Isolationswiderstand zum Beispiel innerhalb einer maximalen Fehlergrenze oder einer Grenze des ersten Bezugsisolationswiderstands liegt, werden der Prüfschaltkreis 40 und der erste Schalter (12, 112) und der zweite Schalter (14, 114) als normal funktionierend betrachtet. Wenn der Datenprozessor 22 ermittelt, dass der beobachtete Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem Bezugsisolationswiderstand abweicht, wird das Verfahren mit dem Schritt S514 fortgesetzt.
Im Schritt S514 ermittelt der Datenprozessor 22, dass ein Prüfschaltkreis 40 (z.B. der erste Schalter (12, 112) oder der zweite Schalter (14, 114)) (z.B. als ein Kurzschluss oder ein offener Schaltkreis zwischen den geschalteten Klemmen) ausgefallen ist. Der Datenprozessor 22 kann zum Beispiel eine Warnmeldung (z.B. akustisch, optisch oder beides) erzeugen, die über die Benutzeroberfläche 45 (z.B. auf ihrem Bildschirm) für einen Betreiber dargestellt wird, dass der Prüfschaltkreis 40 ausgefallen ist oder dass einer der Schalter (12, 14, 112, 114) des Prüfschaltkreises 40 ausgefallen ist. Wenn der beobachtete Isolationswiderstand und der Bezugsisolationswiderstand nicht gleich sind oder nicht in einer bestimmten Fehlergrenze (z.B. plus oder minus fünfzig Prozent des Bezugsisolationswiderstands) liegen, sind einer oder mehrere der Schalter ausgefallen, oder sie befinden sich in einem Fehlermodus mit offenen geschalteten Klemmen, mit geschlossenen geschalteten Klemmen oder mit Beidem.
Bei alternativen Ausführungsformen des Schritts S514 kann der Datenprozessor 22 ein Diagnosemodul mit logischen Computerbefehlen, Dateien, Datensätzen oder einer Datenbank umfassen, um den Fehlermodus (z.B. einen Kurzschluss oder einen offenen Schaltkreis) und einen spezifisch ausgefallenen Schalter (z.B. den ersten Schalter, den zweiten Schalter (14, 114) oder beide) zu identifizieren. Das Diagnosemodul kann zum Beispiel eine Suchtabelle umfassen, die in der Datenspeichervorrichtung 26 gespeichert ist und die Beziehungen zwischen oder untereinander von einem oder mehreren der folgenden Elemente definiert: (1) beobachtete Isolationswiderstände, (2) ein Bezugsisolationswiderstand, (3) Bereiche beobachteter Isolationswiderstände, (4) Bereiche des Bezugsisolationswiderstands, (5) Schalterfehlermodi, (6) Schalterfehlermodi mit Kurzschluss, (7) Schalterfehlermodi mit offenem Schaltkreis und (8) Schalterkennungen wie zum Beispiel erster Schalter oder zweiter Schalter (14, 114).
Das Verfahren der 7 ist ähnlich wie das Verfahren der 6, mit der Ausnahme, dass in 7 die Schritte S508, S510 und S512 durch die Schritte S509, S511 bzw. S513 ersetzt werden. Gleiche Bezugszeichen in 6 und 7 zeigen gleiche Schritte oder Prozesse an.
Im Schritt S509 schätzt ein Datenprozessor 22 einen beobachteten zweiten Isolationswiderstand zwischen der zweiten Klemme 43 und der Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen (z.B. in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls und in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls). Der Schritt S509 kann gemäß verschiedenen Prozessen ausgeführt werden, die getrennt oder gemeinsam ausgeführt werden können. In einem ersten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Sekundärisolationswiderstand (R_leakn) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P1 eine Primärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. einem ersten Zeitintervall) gemessen wird, V_N1 eine Sekundärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. dem ersten Zeitintervall) gemessen wird, V_P2 die Primärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. einem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, V_N2 eine Sekundärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. dem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, R_tp ein Widerstandswert des ersten Widerstands 116 ist und R_tn ein Widerstandswert des zweiten Widerstands 118 ist.
In einem zweiten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Sekundärisolationswiderstand aufgrund einer der Folgenden: die gemessene Primärspannung in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls, die gemessene Primärspannung in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls, die gemessene Sekundärspannung in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls, die gemessene Sekundärspannung in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls, wobei das eigenständige Zeitintervall und das diskrete Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
Im Schritt S511 schätzt ein Datenprozessor 22 einen zweiten Bezugsisolationswiderstand zwischen der zweiten Klemme 43 und der Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen (z.B. in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls). Der Schritt S511 kann gemäß verschiedenen Prozessen ausgeführt werden, die getrennt oder gemeinsam ausgeführt werden können. In einem ersten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Sekundärisolationswiderstand (R_leakn) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P3 eine Primärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. einem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_N3 eine Sekundärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. dem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_P1 eine Primärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. einem ersten Zeitintervall) gemessen wird, V_N1 eine Sekundärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. dem ersten Zeitintervall) gemessen wird, und R_tn ein Widerstandswert des zweiten Widerstands 118 ist.
In einem zweiten Prozess schätzt der Datenprozessor 22 den zweiten Bezugsisolationswiderstand zwischen der ersten Klemme 41 und der Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und aufgrund der gemessenen Primärspannungen und gemessenen Sekundärspannungen in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls, wobei das zusammengesetzte Zeitintervall und das eigenständige Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
Im Schritt S513 ermittelt der Datenprozessor 22, ob der beobachtete zweite Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem zweiten Bezugsisolationswiderstand abweicht. Bei einer Ausführungsform beträgt die Schwellenwertgröße ungefähr fünfzig Prozent (50 %) des Bezugsisolationswiderstands. Ungefähr bedeutet eine Fehlergrenze von plus oder minus zehn Prozent eines Werts. Wenn der Datenprozessor 22 ermittelt, dass der beobachtete zweite Isolationswiderstand nicht mehr als eine Schwellenwertgröße von dem zweiten Bezugsisolationswiderstand abweicht, wird das Verfahren mit dem Schritt S500 fortgesetzt (z.B. nachdem ein Zeitintervall gewartet wurde). Wenn der beobachtete erste Isolationswiderstand zum Beispiel innerhalb einer maximalen Fehlergrenze oder einer Grenze des ersten Bezugsisolationswiderstands liegt, funktionieren der Prüfschaltkreis 40 und der erste Schalter (12, 112) und der zweite Schalter (14, 114) normal. Wenn jedoch der Datenprozessor 22 ermittelt, dass der beobachtete zweite Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem zweiten Bezugsisolationswiderstand abweicht, wird das Verfahren mit dem Schritt S514 fortgesetzt.
Im Schritt S514 ermittelt der Datenprozessor 22, dass ein Prüfschaltkreis 40 (z.B. der erste Schalter (12, 112) oder der zweite Schalter (14, 114)) (z.B. als ein Kurzschluss oder ein offener Schaltkreis zwischen den geschalteten Klemmen) ausgefallen ist. Der Datenprozessor 22 kann zum Beispiel eine Warnmeldung (z.B. akustisch, optisch oder beides) erzeugen, die über die Benutzeroberfläche 45 (z.B. auf ihrem Bildschirm) für einen Betreiber dargestellt wird, dass der Prüfschaltkreis 40 ausgefallen ist oder dass einer der Schalter (12, 14, 112, 114) des Prüfschaltkreises 40 ausgefallen ist. Wenn der beobachtete Isolationswiderstand und der Bezugsisolationswiderstand nicht gleich sind oder nicht in einer bestimmten Fehlergrenze (z.B. plus oder minus fünfzig Prozent des Bezugsisolationswiderstands) liegen, sind einer oder mehrere der Schalter ausgefallen, oder sie befinden sich in einem Fehlermodus mit offenen geschalteten Klemmen, mit geschlossenen geschalteten Klemmen oder mit Beidem. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Datenprozessor 22 ein Diagnosemodul mit logischen Computerbefehlen, Dateien, Datensätzen oder einer Datenbank umfassen, um den Fehlermodus (z.B. einen Kurzschluss oder einen offenen Schaltkreis) und einen spezifisch ausgefallenen Schalter (z.B. den ersten Schalter, den zweiten Schalter (14, 114) oder beide) zu identifizieren. Das Diagnosemodul kann zum Beispiel eine Suchtabelle umfassen, die in der Datenspeichervorrichtung 26 gespeichert ist und die Beziehungen zwischen oder untereinander von einem oder mehreren der folgenden Elemente definiert: (1) beobachtete Isolationswiderstände, (2) ein Bezugsisolationswiderstand, (3) Bereiche beobachteter Isolationswiderstände, (4) Bereiche des Bezugsisolationswiderstands, (5) Schalterfehlermodi, (6) Schalterfehlermodi mit Kurzschluss, (7) Schalterfehlermodi mit offenem Schaltkreis und (8) Schalterkennungen wie zum Beispiel erster Schalter oder zweiter Schalter (14, 114).
Das Verfahren der 8 ist ähnlich wie das Verfahren der 6 mit der Ausnahme, dass in dem Verfahren der 8 der Schritt S800 hinzugefügt wird, der Schritt S510 durch den Schritt S515 ersetzt wird, und der Schritt S506 optional oder abhängig davon ist, welche Gleichung für den Isolationswiderstand in Schritt S515 verwendet wird. Gleiche Bezugszeichen in 6 und 8 zeigen gleiche Schritte oder Prozesse an.
In 8 wird der Block für Schritt S506 in gestrichelte Linien angezeigt, da der Schritt S506 optional oder abhängig davon ist, welche Isolationswiderstandsgleichung oder -gleichungen in Schritt S515 verwendet wird oder werden. Wenn die im Schritt S515 verwendete Isolationswiderstandsgleichung zum Beispiel die gemessenen Primärspannungen und die gemessenen Sekundärspannungen in dem dritten Schritt während des zusammengesetzten Zeitintervalls benötigt, ist der Schritt S506 in 8 erforderlich.
Im Schritt S800 misst der erste Spannungssensor 16 in einem vierten Zustand während eines ergänzenden Zeitintervalls der Zeitintervalle, wobei der erste Schalter (12, 112) und der zweite Schalter (14, 114) in Aus-Zuständen sind, eine Primärspannung (des vierten Zustands) zwischen der ersten Klemme 41 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor 18 misst eine Sekundärspannung (des vierten Zustands) zwischen der zweiten Klemme 43 und der Erdung 34.
Im Schritt S515 schätzt der Datenprozessor 22 einen ersten Bezugsisolationswiderstand zwischen der ersten Klemme 41 und der Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen (z.B. in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls). Der Schritt S515 kann gemäß verschiedenen Prozessen ausgeführt werden, die getrennt oder gemeinsam ausgeführt werden können. In einem ersten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den ersten Bezugsisolationswiderstand (R_leakp) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P3 eine Primärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. einem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_N3 eine Sekundärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. dem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_P4 eine Primärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. einem vierten Zeitintervall) gemessen wird, V_N4 eine Sekundärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. dem vierten Zeitintervall) gemessen wird, R_tp der Widerstandswert des ersten Widerstands 116 ist und R_tn der Widerstandswert des zweiten Widerstands 118 ist.
In einem zweiten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den ersten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls. Außerdem ermittelt der Datenprozessor 22 den ersten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls, wobei das zusammengesetzte Zeitintervall und das ergänzende Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
In einem dritten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den ersten Bezugsisolationswiderstand (R_leakp) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P1 eine Primärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. einem ersten Zeitintervall) gemessen wird, V_N1 eine Sekundärspannung des ersten Zustands ist, die in einem oder während eines eigenständigen Zeitintervalls (z.B. dem ersten Zeitintervall) gemessen wird, V_P4 eine Primärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. einem vierten Zeitintervall) gemessen wird, V_N4 eine Sekundärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. dem vierten Zeitintervall) gemessen wird, und R_tp der Widerstandswert des ersten Widerstands 116 ist.
In einem vierten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den ersten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls. Außerdem ermittelt der Datenprozessor 22 den ersten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls und aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls, wobei das eigenständige Zeitintervall und das ergänzende Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
Das Verfahren der 9 ist ähnlich wie das Verfahren der 7 mit der Ausnahme, dass in dem Verfahren der 9 der Schritt S800 hinzugefügt wird, der Schritt S511 durch den Schritt S517 ersetzt wird, und der Schritt S506 optional oder abhängig davon ist, welche Gleichung für den Isolationswiderstand in Schritt S517 verwendet wird. Gleiche Bezugszeichen in 7 und 9 zeigen gleiche Schritte oder Prozesse an.
In 9 wird der Block für Schritt S506 in gestrichelte Linien angezeigt, da der Schritt S506 optional oder abhängig davon ist, welche Isolationswiderstandsgleichung oder -gleichungen in Schritt S517 verwendet wird oder werden. Wenn die im Schritt S517 verwendete Isolationswiderstandsgleichung zum Beispiel die gemessenen Primärspannungen und die gemessenen Sekundärspannungen in dem dritten Schritt während des zusammengesetzten Zeitintervalls benötigt, ist der Schritt S506 in 9 erforderlich.
Im Schritt S800 misst der erste Spannungssensor 16 in einem vierten Zustand während eines ergänzenden Zeitintervalls der Zeitintervalle, wobei der erste Schalter (12, 112) und der zweite Schalter (14, 114) in Aus-Zuständen sind, eine Primärspannung (des vierten Zustands) zwischen der ersten Klemme 41 und der elektrischen Erdung 34 und ein zweiter Spannungssensor 18 misst eine Sekundärspannung (des vierten Zustands) zwischen der zweiten Klemme 43 und der Erdung 34.
Im Schritt S517 schätzt der Datenprozessor 22 einen zweiten Bezugsisolationswiderstand zwischen der ersten Klemme 41 und der Erdung 34 aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen (z.B. in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls). Der Schritt S517 kann gemäß verschiedenen Prozessen ausgeführt werden, die getrennt oder gemeinsam ausgeführt werden können. In einem ersten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Sekundärisolationswiderstand (R_leakn) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P3 eine Primärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. einem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_N3 eine Sekundärspannung des dritten Zustands ist, die in einem oder während eines zusammengesetzten Zeitintervalls (z.B. dem dritten Zeitintervall) gemessen wird, V_P4 eine Primärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. einem vierten Zeitintervall) gemessen wird, V_N4 eine Sekundärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. dem vierten Zeitintervall) gemessen wird, R_tp der Widerstandswert des ersten Widerstands 116 ist und R_tn der Widerstandswert des zweiten Widerstands 118 ist.
In einem zweiten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den zweiten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls. Außerdem ermittelt der Datenprozessor 22 den zweiten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Sekundärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls, wobei das zusammengesetzte Zeitintervall und das ergänzende Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
In einem dritten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den Sekundärisolationswiderstand (R_leakn) gemäß der folgenden Gleichung:
wobei V_P2 eine Primärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. einem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, V_N2 eine Sekundärspannung des zweiten Zustands ist, die in einem oder während eines diskreten Zeitintervalls (z.B. dem zweiten Zeitintervall) gemessen wird, V_P4 eine Primärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. einem vierten Zeitintervall) gemessen wird, V_N4 eine Sekundärspannung des vierten Zustands ist, die in einem oder während eines ergänzenden Zeitintervalls (z.B. dem vierten Zeitintervall) gemessen wird, und R_tn der Widerstandswert des zweiten Widerstands 118 ist.
In einem vierten Prozess ermittelt der Datenprozessor 22 den zweiten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Primärspannungen in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls. Außerdem ermittelt der Datenprozessor 22 den zweiten Bezugsisolationswiderstand aufgrund der gemessenen Sekundärspannungen in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls und in dem vierten Zustand während des ergänzenden Zeitintervalls, wobei das diskrete Zeitintervall und das ergänzende Zeitintervall zu verschiedenen Zeiten in Bezug zueinander und in einer beliebigen Abfolge auftreten.
Das Verfahren und das System dieser Offenbarung sind sehr gut geeignet, um einen Selbsttestmechanismus für die Schalter (z.B. den ersten Schalter und den zweiten Schalter (14, 114)) eines Prüfschaltkreises bereitzustellen, der eine elektrische Isolation zwischen einer Gleichstromklemme und einer elektrischen Erdung bewertet und überwacht. Das Verfahren und das System dieser Offenbarung können zum Beispiel als Teil eines Plans verwendet werden, um die Norm IEC 61557-1 der International Electrotechnical Commission (IEC) mit dem Titel „Electrical safety in low voltage distribution systems up to 1,000 V a.c. and 1,500 V d.c. – Equipment for testing, measuring or monitoring of protective measures – Part 1: General requirements" zu erfüllen. Das Verfahren und das System dieser Offenbarung können eine verbesserte Genauigkeit und Zuverlässigkeit für das Schätzen und Überwachen einer elektrischen Isolation unterstützen, wobei die Isolationswiderstandsgleichungen oder -berechnungen verwendet werden, um zwischen einem Schalterausfall (z.B. des ersten Schalters und des zweiten Schalters (14, 114) des Prüfschaltkreises) und echten Isolationswiderstandswerten zu unterscheiden (z.B., um das Vorhandensein oder das Fehlen einer elektrischen Isolation zuverlässig zu ermitteln). Das Verfahren und das System dieser Offenbarung verwenden Berechnungen der Isolationswiderstände anstelle von reinen Spannungsmessungen, um genauer zwischen einer nicht ausreichenden elektrischen Isolation und einem Problem in dem Prüfschaltkreis zu unterscheiden, der diese Isolation erkennt; Berechnungen der Isolationswiderstände durch den Datenprozessor erfolgen typischerweise schnell und unterstützen eine geeignete Auflösung für eine zuverlässige Unterscheidung zwischen der elektrischen Isolation und einem Problem in dem Prüfschaltkreis über einen weiten Bereich von Isolationswiderständen (z.B. ungefähr 2 kOhm bis 2 MOhm). Selbst wenn ein Schalter in einem geöffneten Zustand ausfällt, können das Verfahren und das System dieser Offenbarung ein wirksames, zuverlässiges Erkennen eines Schalterausfalls über einen weiten Bereich von Isolationswiderständen (z.B. ungefähr 2 kOhm bis 2 MOhm) für den anderen Schalter unterstützen.
Nachdem die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den angefügten Patentansprüchen definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm IEC 61557-1 der International Electrotechnical Commission (IEC) mit dem Titel „Electrical safety in low voltage distribution systems up to 1,000 V a.c. and 1,500 V d.c. – Equipment for testing, measuring or monitoring of protective measures – Part 1: General requirements“ [0067]

Claims

Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Isolation einer geprüften Vorrichtung durch einen Prüfschaltkreis, wobei das Verfahren umfasst: Aktivieren eines ersten Schalters eines Prüfschaltkreises, eines zweiten Schalters des Prüfschaltkreises oder beider Schalter, um einen Ein-Zustand oder einen Aus-Zustand für jeden der Schalter für eine Vielzahl von Zeitintervallen bereitzustellen; in einem ersten Zustand während eines eigenständigen Zeitintervalls der Zeitintervalle, wobei der erste Schalter in dem Ein-Zustand ist und wobei der zweite Schalter in dem Aus-Zustand ist, Messen einer Primärspannung zwischen einer ersten Klemme und einer elektrischen Erdung; in einem zweiten Zustand während eines diskreten Zeitintervalls der Zeitintervalle, wobei der zweite Schalter in dem Ein-Zustand ist und wobei der erste Schalter in dem Aus-Zustand ist, Messen einer Sekundärspannung zwischen einer zweiten Klemme und der elektrischen Erdung; in einem dritten Zustand während eines zusammengesetzten Zeitintervalls der Zeitintervalle, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter in den Ein-Zuständen sind, Messen der Primärspannung und der Sekundärspannung; Schätzen eines beobachteten Isolationswiderstands aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen des ersten Zustands und des zweiten Zustands; Schätzen eines Bezugsisolationswiderstands aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen des dritten Zustands; und Ermitteln, dass der Prüfschaltkreis ausgefallen ist, wenn der beobachtete Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem Bezugsisolationswiderstand abweicht, wobei der beobachtete Isolationswiderstand auf Spannungsmessungen während des eigenständigen und des diskreten Intervalls beruht und wobei der Bezugsisolationswiderstand auf Messungen während mindestens des zusammengesetzten Zeitintervalls beruht, das sich in der Zeit nicht mit dem eigenständigen und dem diskreten Intervall überschneidet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schätzen eines beobachteten Isolationswiderstands ein Schätzen eines ersten beobachteten Isolationswiderstands zwischen der ersten Klemme und der elektrischen Erdung aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls und in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Schätzen des Bezugsisolationswiderstands ein Schätzen eines ersten Bezugsisolationswiderstands zwischen der ersten Klemme und der elektrischen Erdung aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ermitteln, dass der Prüfschaltkreis ausgefallen ist, ein Ermitteln umfasst, dass der Prüfschaltkreis ausgefallen ist, wenn der beobachtete erste Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem ersten Bezugsisolationswiderstand abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schätzen eines beobachteten Isolationswiderstands ein Schätzen eines zweiten beobachteten Isolationswiderstands zwischen der zweiten Klemme und der elektrischen Erdung aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen in dem ersten Zustand während des eigenständigen Zeitintervalls und in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Schätzen des Bezugsisolationswiderstands ein Schätzen eines zweiten Bezugsisolationswiderstands zwischen der zweiten Klemme und der elektrischen Erdung aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen in dem dritten Zustand während des zusammengesetzten Zeitintervalls und in dem zweiten Zustand während des diskreten Zeitintervalls umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ermitteln, dass der Prüfschaltkreis ausgefallen ist, ein Ermitteln umfasst, dass der Prüfschaltkreis ausgefallen ist, wenn der beobachtete zweite Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem zweiten Bezugsisolationswiderstand abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das eigenständige Zeitintervall, das diskrete Zeitintervall und das zusammengesetzte Zeitintervall in einer beliebigen Reihenfolge oder einer Vertauschung untereinander auftreten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwertgröße ungefähr fünfzig Prozent des Bezugsisolationswiderstands beträgt.
System zum Überwachen einer elektrischen Isolation einer geprüften Vorrichtung durch einen Prüfschaltkreis, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schalter mit seinen geschalteten Klemmen, die mit einer elektrischen Erdung und einem ersten Widerstand verbunden sind; einen zweiten Schalter mit seinen geschalteten Klemmen, die mit einer elektrischen Erdung und einem zweiten Widerstand verbunden sind; einen Prüftreiber zum Aktivieren des ersten Schalters eines Prüfschaltkreises, des zweiten Schalters des Prüfschaltkreises oder beider Schalter, um gemäß einem ersten Zustand, einem zweiten Zustand und einem dritten Zustand einen Ein-Zustand oder einen Aus-Zustand für jeden der Schalter für eine Vielzahl von Zeitintervallen bereitzustellen; wobei in einem ersten Zustand der erste Schalter in dem Ein-Zustand ist und der zweite Schalter in dem Aus-Zustand ist, wobei in dem zweiten Zustand der zweite Schalter in dem Ein-Zustand ist und der erste Schalter in dem Aus-Zustand ist, wobei in dem dritten Zustand der erste Schalter in dem Ein-Zustand ist und der zweite Schalter in dem Ein-Zustand ist; einen ersten Spannungssensor zum Messen einer Primärspannung zwischen einer ersten Klemme und der elektrischen Erdung während des ersten Zustands, des zweiten Zustands und des dritten Zustands; einen zweiten Spannungssensor zum Messen einer Sekundärspannung zwischen einer zweiten Klemme und der elektrischen Erdung während des ersten Zustands, des zweiten Zustands und des dritten Zustands; einen elektronischen Datenprozessor, der geeignet ist zum: Schätzen eines beobachteten Isolationswiderstands aufgrund der gemessenen Primärspannungen und Sekundärspannungen des ersten Zustands und des zweiten Zustands; Schätzen eines Bezugsisolationswiderstands aufgrund der gemessenen Primärspannungen und der gemessenen Sekundärspannungen des dritten Zustands; und Ermitteln, dass der Prüfschaltkreis ausgefallen ist, wenn der beobachtete Isolationswiderstand um mehr als eine Schwellenwertgröße von dem Bezugsisolationswiderstand abweicht, wobei der beobachtete Isolationswiderstand auf Spannungsmessungen während verschiedener Zeitintervalle der Zeitintervalle beruht, die eigenständig und diskret sind und sich nicht in der Zeit überschneiden.