DE2056615A1

DE2056615A1 - Isolationsüberwachungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2056615A1
Application number: DE19702056615
Authority: DE
Inventors: Friedrich 8520 Erlangen Bernard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-11-18
Filing date: 1970-11-18
Publication date: 1972-05-31
Also published as: JPS47288U; FR2115172A1; FR2115172B1; BE774731A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Isolationsüberwachungsvorrichtung für ein unter Spannung stehendes, nicht mit Bezugspotential verbundenes Zweileiternetz, insbesondere für ein Fahrzeugnetz, bei der die zu überwachenden leitungspole durch zwei in Reihe angeordnete Widerstände überbrückt und der Verbindungspunkt der beiden Widerstände über eine Überwachungseinrichtung an Bezugspotential (Fahrzeugpotential) gelegt ist.

Zum Überwachen des Isolationswiderstandes von elektrischen Anlagen ist es bekannt, Quotientenmeßeinrichtungen zu verwenden, bei denen die erforderliche Prüfspannung entweder in einem Kurbelinduktor erzeugt oder über einen Gleichspannungswandler aus einer Batterie zugeführt wird. Bevor bei einer Prüfung des Isolationswiderstandes die Meßeinrichtung mit den zu prüfenden leitungspolen verbunden wird, ist es erforderlich, die Anlage vom Netz zu trennen und die Verbraucher auszuschalten.

Es sind auch Meßmethoden zum Überwachen des Isolationszustandes von unter Spannung stehenden Gleichstromanlagen bekannt, bei denen die Netzgleichspannung als Meßspannung benutzt wird. Ein bekanntes Gerät besitzt einen Spannungsmesser und einen doppelpoligen Umschalter mit drei Schaltstellungen. Aus den Spannungen Pluspol gegen Erde, Pluspol gegen Minuspol und Minuspol gegen Erde kann unter Berücksichtigung des Instrumentenwiderstandes der Isolationswiderstandswert der Gesamtanlage gegen Erde errechnet werden.

Zum Überwachen der Isolation einer Wechselstromanlage im Betrieb dient nach einem bekannten Verfahren ein Gleichstrommeß-

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gerät, das an den zu überwachenden Leitungspol und über eine Batterie an Erde gelegt wird. Zum Schutz gegen die Netzwechselspannung ist dem Strommeßgerät eine Induktivität vorgeschaltet und ein Kondensator parallel geschaltet. Die dem Wechselstromnetz überlagerte Gleichspannung treibt einen Gleichstrom, der als Maß für den Isolationszustand der Anlage dient.

Pig. 1 zeigt eine andere bekannte Anordnung zum Überwachen des Isolationszustandes der Leiter 1, 2 eines Zweileiternetzes, auf das ein Generator G geschaltet ist. Im Mittelpunkt O eines Spannungsteilers mit den Widerständen 4» 5 liegt eine Relais 3 gegen Erde. Hält man die Widerstände 4 und 5 gleich groß und ist kein Isolationsfehler im Netz, so fließt im Relais 3 kein Strom. Tritt hingegen ein Isolationsfehler auf, wie dies durch den Widerstand 6 angedeutet ist, dann wird ein Fehlerstrom über den Widerstand 5, das Relais 3 und den Widerstand 6 der Isolationsfehlerstelle fließen. Je nach Größe dieses Fehlerstromes wird das Relais 3 ansprechen und Meldung geben.

Der Fehlerstrom ist aber neben dem Widerstand 6 der Fehlerstelle auch von der treibenden Generatorspannung TJ abhängig. Auf Fahrzeugen mit dieselelektrischem Antrieb schwankt diese Span- · nung z.B. je nach Fahrzustand zwischen etwa 10$ und 100$. Wollte man die bekannte Schaltung in einer Anlage einsetzen, in der ähnliche Spannungsverhältnisse auftreten, so müßte das Relais also einerseits bei kleinen Netzspannungen ansprechen, andererseits aber auch die maximale Spannung bei sattem Erdschluß (Widerstand 6 ist Null) aushalten. Das Relais müßte also eine verhältnismäßig hohe Empfindlichkeit bei großem Überlastbereich besitzen. Eine Steigerung der Empfindlichkeit des Relais der bekannten Schaltung ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, da schon in gesunden Netzen die Isolationswiderstände der beiden Leitungspole mehr oder weniger voneinander abweichen. Damit Unsymmetrien beseitigt werden können, ist bei der bekannten Schaltung der Nullpunkt einstellbar und im Strompfad des Relais 3 ein einstellbarer Widerstand 3c angeordnet.

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Ist das Relais 3 empfindlich, eingestellt, so können sich !Fehlauslösungen ergeben, wenn sich die Werte der Isolationswiderstände innerhalb noch zulässiger Grenzen verschieben. Derartige Änderungen der Isolationswiderstände treten durch- Alterung, Feuchtigkeit u.dgl. auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Überwachung des Isolationszustandes unabhängig von Änderungen des Isolationswiderstandes der Leitungspole einer Anlage gewährleistet. Die Lösung besteht bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß darin, daß die in Reihe angeordneten Widerstände als gleiche Widerstandswerte aufweisende Pestwiderstände ausgebildet sind, denen zwei weitere in Reihe liegende Pestwiderstände parallelgeschaltet sind, deren Widerstandswert kleiner als der Isolationswiderstand der zu überwachenden Leitungspole ist und deren Verbindungspunkt an Bezugspotential gelegt ist. Auf diese Weise wird der Einfluß, den unterschiedliche Isolationswiderstände der Leitungspole im gesunden Netz auf die Überwachungseinrichtung ausüben, nahezu Null, so daß auch bei sehr großer Empfindlichkeit der Überwachungseinrichtung Fehlanzeigen bzw. -auslösungen mit Sicherheit vermieden werden können. Die Überwachungsvorrichtung ist in gleicher Weise sowohl in Gleichstromnetzen als auch in Wechselstromnetzen einsetzbar, wobei die Bedienung wesentlich erleichtert wird, da ein Justieren von Widerständen während der Messung entfällt.

Anhand des in Pig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Mit 7 ist ein Gerät bezeichnet, das zum Überwachen des Isolationszustandes eines unter Spannung stehenden,nicht mit Bezugspotential verbundenen Zweileiternetzes eines Fahrzeuges 8 dient. Im Isolationsüberwachungsgerät 7 sind die in Reihe liegenden Widerstände 4a und 5a über die Klemmen 9, 10 mit den Leitungspolen 1, 2 galvanisch verbunden. Der Verbindungspunkt 0 der Widerstände 4a, 5a ist

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über die Überwachungseinrichtung 3a an das Fahrzeugpotential E gelegt. Bei dem erfindungsgemäßen Isolationsüberwachungsgerät 7 sind die in Reihe angeordneten Widerstände 4a» 5a als gleiche Widerstandswerte aufweisende Festwiderstände ausgebildet, denen zwei weitere in Reihe liegende Pestwiderstände 11, 12 parallelgeschaltet sind. Der Verbindungspunkt 13 der Festwiderstände 11, 12 ist über die Klemme 14 an das Fahrzeugpotential E gelegt. Der Widerstandswert dieser Widerstände ist kleiner als der Isolationswiderstand der zu überwachenden Leitungspole 1, 2. Vorzugsweise ist der Widerstandswert der Festwiderstände 11, 12 etwa zehnmal kleiner als der Isolationswiderstand.

Zur Überwachung von Gleichstromnetzen dienen als Festwiderstände 4a, 5a und 11, 12 ohmsche Widerstände, während für Wechselstromnetze auch induktive Widerstände eingesetzt werden können. Diese haben den Vorteil, daß die Verlustwärme im Gerät kleiner ist.

Die Ansprechempfindlichkeit der Überwachungseinrichtung 3a kann durch Auslegung der Festwiderstände 4a, 5a, 11, 12 den verschiedensten Netzverhältnissen (Spannungshöhe, Netzkapazitäten, Größe der Isolationswiderstände im gesunden Netz usw.) angepaßt werden.

Durch die Festwiderstände 11, 12 wird nicht nur der Einfluß unterschiedlicher Isolationswiderstände auf die Überwachungseinrichtung 3a beseitigt, sondern es werden auch Netzkapazitäten kompensiert, so daß beim Zu- und Abschalten von Verbrauchern mit unsymmetrischer Kapazität gegen das Fahrzeugpotential die Überwachungseinrichtung 3a keine falsche Meldung auslöst.

Das erfindungsgemäße Gerät hat den Vorteil, daß man die Festwiderstände 4a, 5a, 11, 12 so hochohmig wählen kann, daß der Fehlerstrom beim zufälligen Berühren eines Leitungspoles durch eine mit Fahrzeugpotential verbundene Bedienungsperson nicht lebensgefährlich ist. Daher kann ohne Gefährdung von

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Personen die Meßeinrichtung auch dauernd an das Netz angeschlossen bleiben.

Als Überwachungseinrichtung 3a kann ein Relais oder ein Meßinstrument, z.B. ein Voltmeter oder Amperemeter dienen. Baut man ein Meßinstrument in das Gerät 3a ein, so zeigt dieses den Beginn und den Verlauf eines Isolationsfehlers an. Die Verwendung eines Voltmeters hat den Vorteil, daß eine Überlastung wie bei Relais nicht auftreten kann, wenn das Voltmeter auf die maximal auftretende Netzspannung ausgelegt ist. Ein gefährlicher Isolationsfehler im Hetz kann durch einen farbigen Bereich, z.B. durch ein rotes PeId im Anzeigebreich des Meßinstrumentes besser kenntlich gemacht werden.

2 Figuren

4 Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

M J Isolationsüberwachungsvorrichtung für ein unter Spannung stehendes, nicht mit Bezugspotential verbundenes Zweileiternetz, insbesondere für ein Fahrzeugnetz, bei der die zu überwachenden Leitungspole durch zwei in Reihe angeordnete Widerstände überbrückt und der Verbindungspunkt der beiden Widerstände über eine Überwachungseinrichtung an Bezugspotential gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe angeordneten Widerstände (4a, 5a) als gleich große Widerstandswerte aufweisende Pestwiderstände ausgebildet sind, denen zwei weitere in Reihe liegende Pestwiderstände (11, 12) parallelgeschaltet sind, deren Widerstandswert kleiner als der Isolationswiderstand der zu überwachenden Leitungspole (1, 2) ist und deren Verbindungspunkt (13) an das Bezugspotential (E) gelegt ist.
2. Isolationsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert der Pestwiderstände (11, 12) etwa zehnmal kleiner als der Isolationswiderstandswert der zu überwachenden Leitungspole (1, 2) ist.
3. Isolationsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß'die Pestwiderstände (4a, 5a, 11, 12) als ohmsche oder induktive Widerstände ausgebildet sind.
4. Isolationsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (3a) ein Meßinstrument, insbesondere ein Voltmeter, ist.

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