DE3513849C2

DE3513849C2 -

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Publication number: DE3513849C2
Application number: DE19853513849
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. 5630 Remscheid De Pretzsch; Michael Dipl.-Ing. 5657 Haan De Heedt
Original assignee: Quante GmbH
Current assignee: 3M Deutschland GmbH
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1985-04-17
Publication date: 1992-08-13
Also published as: DE3513849A1; AT393916B; ATA70486A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen jeweils der beiden Isolationswiderstände bei einer Anzahl von Baugruppen einer elektrischen Anlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Ein wichtiger Anwendungsfall ist eine fernmelde- oder signaltechnische Einrichtung mit Gestellen, in welchen die einzelnen Baugruppen aufgenom men sind. Jeder Baugruppe ist ein bestimmtes Bezugspotential oder ein gemeinsames Massepotential zugeordnet, gegenüber denen die Isolationswi derstände überwacht werden sollen. Es liegt eine gemeinsame bezugspoten tialfreie Stromversorgung vor.The invention relates to a method for monitoring each two insulation resistances for a number of modules one electrical system of the type specified in the preamble of claim 1. An important application is a telecommunications or signaling Establishment with racks in which the individual assemblies are accommodated men are. Each assembly is a specific reference potential or common ground potential, against which the Isolationswi conditions should be monitored. There is a common reference point tial-free power supply.

Bei einem Gerät zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer Überwachungs vorrichtung für Isolationswiderstände einer signaltechnischen Einrichtung verwendete man eine Vierzweig-Meßbrücke (DE 27 53 572 A1). Es wurde nicht nur die Funktionsfähigkeit des Überwachungsgerätes überprüft, sondern auch der Zustand der Verbindungsleitungen, der Stromspeisung, der Verstärkung und der Anschlüsse ständig oder periodisch kontrolliert. Die zu überwachenden Isolationswiderstände befanden sich in der einen Brücken hälfte, während in den anderen Brückenzweigen einstellbare Abgleichwider stände vorgesehen waren. Dabei konnte nur ein Spannungsverhältnis der beiden zu überwachenden Isolationswiderstände ermittelt werden, aber nicht die tatsächlich vorliegende Größe der Isolationswiderstände. Es lag nicht ein Überwachungsverfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebe nen Art vor. For a device to control the functionality of a monitoring system Device for insulation resistance of a signaling device a four-branch measuring bridge was used (DE 27 53 572 A1). It was not only checks the functionality of the monitoring device, but also the condition of the connecting lines, the power supply, the Gain and the connections checked continuously or periodically. The too monitoring insulation resistances were in one of the bridges half, while in the other bridge branches adjustable balancing resistance stands were provided. Only a tension ratio of the of the two insulation resistances to be monitored, but not the actual size of the insulation resistance. It wasn't a monitoring method specified in the preamble of claim 1 a kind.

Eine Überwachung des Spannungsverhältnisses der Isolationswiderstände mittels einer Brückenschaltung erfolgte auch bei einem internen Verfahren der Patentinhaberin, das dem Oberbegriff des Anspruches 1 entspricht. In jeder Baugruppe wurde das Spannungsverhältnis aus den Spannungsabfällen über den beiden Isolationswiderständen ermittelt, die zwischen den beiden Polen der Stromversorgung und den einzelnen Gestellen einerseits und dem Massepotential andererseits auftraten. Das Spannungsverhältnis wurde mit einem vorgegebenen, noch zulässigen oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert laufend überwacht. Diese Grenzwerte bestimmten ein Bewe gungsfenster für das variierende Spannungsverhältnis. Alarm wurde gegeben, wenn das beobachtete Spannungsverhältnis über die beiden Grenzwerte hinaus ging.Monitoring the voltage ratio of the insulation resistances by means of a bridge circuit was also carried out in an internal process the patent owner, which corresponds to the preamble of claim 1. In the voltage ratio of the voltage drops in each assembly determined over the two insulation resistances between the two Poles of the power supply and the individual racks on the one hand and the Ground potential, on the other hand, occurred. The tension ratio was with a predetermined, still permissible upper limit and a lower Limit value continuously monitored. These limits determined a move window for the varying voltage ratio. Alarm was given if the observed stress ratio exceeds the two limit values went out.

Bei dem bekannten Verfahren konnte auch Fehlalarm auftreten. Ein Überschreiten der Grenzwerte muß nämlich nicht nur auf einer unzumutba ren Verschlechterung der Isolationswiderstände beruhen, sondern konnte sich auch aus anderen Umständen in der elektrischen Anlage ergeben. So konnte das Spannungsverhältnis auch dann die beiden Grenzwerte übersteigen, wenn einer der Isolationswiderstände anwuchs, also "besser" wurde. Es kann z. B. eine vorausgehend eingedrungene Feuchtigkeit aus der Isolation entweichen und dadurch das Spannungsverhältnis über den Grenzwert hinaus verändern. Ein scheinbarer Fehlerfall ergab auch dann, wenn durch Abschalten von Teilstücken einer Baugruppe in der Anlage eine Erhöhung der beobachteten Isolationswiderstände eintrat.False alarms could also occur with the known method. A Exceeding the limit values must not only be unreasonable their deterioration in insulation resistance, but could also result from other circumstances in the electrical system. So could the voltage ratio also exceeds the two limit values if one of the insulation resistances grew, so it became "better". It can e.g. B. a previously penetrated moisture escape from the insulation and thereby change the voltage ratio beyond the limit. An apparent fault also resulted when switching off Sections of an assembly in the system an increase in the observed Insulation resistance occurred.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, zuverlässiges Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu ent wickeln, das einen wirklichen von einem scheinbaren Fehlerfall eindeutig unterscheiden kann und dabei zugleich Kriterien für eine sichere künftige Überwachung liefert. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Verfahrensschritte erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.The invention has for its object a simple, reliable Method of ent mentioned in the preamble of claim 1 wrap that is a real one from an apparent failure can differentiate and at the same time criteria for a safe future Monitoring supplies. This is according to the invention by the in the license plate of claim 1 method steps achieved, the following is of particular importance.

Die beiden das Bewegungsfenster bestimmenden Grenzwerte werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Fehlerspannungs-Verhältnissen bestimmt. Der eine Grenzwert ergibt sich als Quotient aus dem aktuellen Isolationswiderstand am Pluspol der Stromversorgung und einem noch tolerierbaren Grenzwiderstand am Minuspol. Der andere Grenzwert wird von einem Quotienten bestimmt, der sich aus einem noch tolerierbaren Grenzwert am Pluspol der Stromversorgung und dem aktuellen Isolationswider stand am Minuspol ergibt. Bei der Erfindung wird nicht gleich Alarm ausgelöst, wenn das Spannungsverhältnis diese Grenzwerte übersteigt, sondern es wird ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung der tatsächli chen Isolationswiderstände ausgelöst. Dadurch wird zunächst festgestellt, ob ein wirklicher oder nur ein scheinbarer Fehler vorliegt. Dazu wird ein Referenzwiderstand dem jeweils größeren der beiden zu überwachenden Isolationswiderstände parallel geschaltet. Diese Zuschaltung erfolgt, um den kleineren Isolationswiderstand nicht durch die Zuschaltung des Referenzwi derstandes weiter zu verringern. Durch den parallel geschalteten Referenz widerstand stellt sich ein anderes Spannungsverhältnis ein, dessen Teilspan nungen eine Berechnung der tatsächlichen Isolationswiderstände aus folgendem Grunde zuläßt.The two limit values determining the movement window are at the inventive method of error voltage relationships certainly. The one limit is the quotient of the current one Insulation resistance at the positive pole of the power supply and one more tolerable limit resistance at the negative pole. The other limit is determined by a quotient that is made up of a still tolerable Limit value at the positive pole of the power supply and the current insulation resistance stood at the negative pole. The invention does not immediately trigger an alarm triggered when the voltage ratio exceeds these limits, it is a procedure for the quantitative determination of the actual Chen insulation resistances triggered. This first determines whether there is a real or only an apparent error. For this, a Reference resistance the larger of the two to be monitored Insulation resistors connected in parallel. This connection is made to the smaller insulation resistance not by connecting the reference wi to further decrease. Through the reference connected in parallel resistance is a different tension ratio, the partial chip a calculation of the actual insulation resistances allows the following reason.

Weil jede überwachte Baugruppe mit Kapazitäten behaftet ist, treten beim Zuschalten des Referenzwiderstandes die neuen Teilspannungen nicht sogleich ein, sondern stellen sich nach einer e-Funktion allmählich ein. Für eine brauchbare Messung muß man zwar den Ablauf des Einschwingvorgangs abwarten, doch ist es, wie in der Beschreibung noch näher ausgeführt wird, durch zwei Testmessungen in zeitlich gleichen kurzen Abständen möglich, den Zeitpunkt zu ermitteln, wo die Teilspannungen bereits gemessen werden können. An Stelle der passiven Überwachung des Widerstandsverhält nisses im Stand der Technik, ist nunmehr eine aktive Bestimmung der aktuellen Isolationswiderstände möglich. Es ist eindeutig festzustellen, ob der ermittelte Isolationswiderstand wirklich unterhalb des tolerierbaren Grenzwiderstands liegt. Ist dies der Fall, so wird Alarm gegeben. Andern falls liegt nur ein scheinbarer Isolationsfehler vor, der als solcher erkannt wird und folglich nicht Anlaß für einen Fehlalarm ist.Because every monitored module has capacities, the Switching on the reference resistor does not apply the new partial voltages immediately, but gradually set in after an e-function. For a useful measurement is the course of the transient wait, but as will be explained in more detail in the description, possible with two test measurements at the same short intervals, to determine the point in time where the partial voltages have already been measured can be. Instead of passive monitoring of the resistance ratio nisse in the prior art, is now an active determination of current insulation resistances possible. It is clear whether the insulation resistance determined is really below the tolerable Limit resistance is. If this is the case, an alarm is given. Others if there is only an apparent insulation fault that is recognized as such and therefore does not give rise to a false alarm.

Im letztgenannten Fall ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren zugleich eine künftig bessere Überwachung des Spannungsverhältnisses. Die ermittel ten aktuellen Isolationswiderstände werden dazu benutzt, um die beiden vorerwähnten Fehlerspannungs-Verhältnisse zu berechnen, die das künftige Bewegungsfenster bestimmen. Das Bewegungsfenster, in welchem sich das zu überwachende Spannungsverhältnis verändern darf, wird somit im jeweiligen aktuellen Tatbestand angepaßt. Auch wenn sich die Isolationswi derstände gegenüber dem Anfangszustand verändert haben sollten, ist die künftige Überwachung nicht ungünstiger, sondern genauer geworden.In the latter case, the method according to the invention also enables better monitoring of the tension in the future. The determine Current insulation resistances are used to connect the two to calculate the aforementioned error voltage ratios, the future Determine movement window. The movement window in which the The voltage ratio to be monitored may change in the adapted to the current state of affairs. Even if the Isolationswi that should have changed compared to the initial state is the future surveillance has become more accurate, not less favorable.

Um den individuellen Verhältnissen in jeder Baugruppe der elektrischen Anlage gerecht zu werden, empfiehlt es sich, gemäß Anspruch 2, den Referenzwiderstand aus einer Anzahl von Festwiderständen zusammenzuset zen. Gemäß Anspruch 3 sollte eine Kontrolle der Isolationswiderstände, unabhängig vom Fehlerfall, bereits beim Einschalten der elektrischen Anlage ausgeführt werden, wie auch später, beim weiteren Betrieb der Anlage, das erfindungsgemäße Verfahren in größeren, vorprogrammierbaren Zeitabständen gemäß Anspruch 4 ausgeführt werden sollte. Dadurch werden auch jene Fehler erfaßt, bei denen die beiden Isolationswiderstände sich proportional zueinander verändern und daher aus den zunächst beobachteten Spannungsverhältnissen eine Verschlechterung der beiden Isolationswiderstände nicht zu erkennen ist. In den Zwischenzeiten können die Baugruppen schonend einer passiven Überwachung des Spannungsverhältnisses unterzogen werden.To the individual conditions in each assembly of the electrical System to meet, it is recommended, according to claim 2, the Reference resistor composed of a number of fixed resistors Zen. According to claim 3, a control of the insulation resistances, regardless of the fault, as soon as the electrical is switched on Plant will be executed, as later, with the continued operation of the Plant, the inventive method in larger, pre-programmable Time intervals should be carried out according to claim 4. This will also detects those faults in which the two insulation resistances are different change proportionally to each other and therefore from those initially observed Voltage conditions a deterioration of the two insulation resistances is not recognizable. In the meantime, the assemblies gently subjected to passive monitoring of the voltage ratio will.

Aus Sicherheitsgründen empfiehlt es sich, oberhalb und unterhalb des Bewegungsfensters noch eine weitere, obere und untere Schranke für nicht mehr tolerierbare Kurzschluß-Spannungsverhältnisse vorzusehen, wie es Anspruch 5 vorschlägt. Auch extreme Kurzschlußfälle finden dann eine angemessene Behandlung. Mit den aus Anspruch 6 und 7 angegebenen Verfahrensschritten können auch weitere besondere Kurzschlußfälle erkannt werden, wodurch ihre Ursachen schnell beseitigt werden können. Um eine schnelle Betriebsbereitschaft der elektrischen Anlage nach einem Fehler fall herbeizuführen, sollte man gemäß Anspruch 9 verfahren.For security reasons, it is recommended to use the above and below the Motion window yet another, upper and lower bound for not to provide more tolerable short-circuit voltage ratios like it Claim 5 proposes. Extreme short-circuit cases will then also be found adequate treatment. With the specified from claim 6 and 7 Process steps can also identify other special short-circuit cases which can quickly eliminate their causes. To one The electrical system is quickly ready for operation after an error To bring about the case, one should proceed according to claim 9.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungs beispiel dargestellt. Es zeigtIn the drawings, the invention is in one embodiment example shown. It shows

Fig. 1 eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Schaltung, Fig. 1 is a suitable for carrying out the method according to the invention circuit,

Fig. 2 als Anwendungsbeispiel das Zeitdiagramm über das bei einer Baugruppe der Anlage von Fig. 1 be obachtete Spannungsverhältnis Vu, worin das zwischen den zulässigen Grenzwerten liegende Bewegungsfenster und die nicht mehr tolerier baren Kurzschlußspannungsverhältnisse jeweils durch Schraffur verdeutlicht sind, Fig. 2 as an application example of the time chart on the BE with a module of the system of FIG. 1 whached voltage ratio Vu, wherein the movement window and located between the permissible limit values are no longer tolerier cash short-circuit voltage conditions are respectively indicated by hatching,

Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechendes Diagramm, worin ein scheinbarer Isolationsfehler mit dem er findungsgemäßen Verfahren behandelt wurde und zur Schaffung eines neuen, besser angepaßten Bewegungsfensters führte, Fig. 3 is a FIG. 2 corresponding graph, wherein an apparent insulation fault with which he was treated inventive process and led to the creation of a new, better fitting motion window,

Fig. 4 ein Diagramm, worin ein Kurzschlußfehler demon striert ist, Fig. 4 is a diagram wherein a short circuit fault is strated demon,

Fig. 5 die Detailansicht der Schaltung von Fig. 1, die einen ersten scheinbaren Kurzschluß-Fehler infolge eines fehlenden Leitungs-Anschlusses beschreibt, Fig. 5 shows the detailed view of the circuit of Fig. 1, describing a first apparent short-circuit failure due to a missing line terminal,

Fig. 6 ein Diagramm, worin die durch den in Fig. 5 gezeigten Fehler sich ergebenden Betriebsver hältnisse verdeutlicht sind, Fig. 6 is a graph showing the ratios by in Fig. 5 shown errors resulting Betriebsver are illustrated,

Fig. 7 ein Diagramm, das einen scheinbaren Kurzschluß fehler und die daraus folgende Reaktion der Über wachungseinrichtung näher erläutert, Fig. 7 is a diagram illustrating an apparent short circuit fault monitoring device and the subsequent reaction, the closer,

Fig. 8 in einer Detailansicht von Fig. 1 schaltungs technische Maßnahmen, die im Falle des in Fig. 7 gezeigten scheinbaren Kurzschluß-Fehlers zu treffen sind. Fig. 8 in a detailed view of Fig. 1 circuitry measures to be taken in the case of the apparent short-circuit fault shown in Fig. 7.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine elektrische Anlage 10, die hier als signaltechnische Einrichtung, beispielsweise für den Eisenbahnverkehr, ausgebildet ist. Die Anlage 10 besteht aus einer Schar von zueinander getrennt zu über wachenden Baugruppen, von denen hier lediglich zwei, mit 11, 11′ bezeichnet, dargestellt sind. Wie durch die ge strichelten Verlängerungen der elektrischen Leitungen in Fig. 1 veranschaulicht ist, können n Exemplare solcher Baugruppen vorliegen. Alle Baugruppen 11, 11′ sind an eine gemeinsame erdfreie Stromversorgung 12 angeschlossen, die aus einer elektrischen Batterie 13 besteht und die Ver sorgungsspannung Ub liefert. Der Pluspol der Batterie 13 ist über Leitungen mit der mit p bezeichneten Polleitung der Anlage 10 verbunden, während der Minuspol mit der Leitung m von Fig. 1 jeweils in Verbindung steht. Fig. 1 shows schematically an electrical system 10 , which is designed here as a signaling device, for example for rail traffic. The system 10 consists of a group of separate to be monitored modules, of which only two, designated 11 , 11 ' , are shown. As illustrated by the dashed ge extensions of the electrical lines in Fig. 1, there may be n copies of such assemblies. All modules 11 , 11 ' are connected to a common floating power supply 12 , which consists of an electric battery 13 and the United supply voltage Ub provides. The positive pole of the battery 13 is connected via lines to the pole line of the system 10 , designated p, while the negative pole is connected to the line m from FIG. 1 in each case.

In den einzelnen Baugruppen 11, 11′ sollen die Isolations widerstände zwischen den beiden Polleitungen p, m einer seits und der Erde 14 in der Baugruppe 11 bzw. gegenüber einem ersten Gestell 14′ im Falle der Baugruppe 11′ andererseits über wacht werden. Das Gestell 14′ dient zur Aufnahme ver schiedener Glieder der Signalanlage. Außer diesem ersten Gestell 14′ können noch n weitere Gestelle vorhanden sein, die sowohl gegenüber dieser Erde als auch dem Gestell 14′ isoliert sind und ebenfalls hinsichtlich ihrer eigenen Isolationswiderstände überwacht werden sollen. Dies liefert die bereits erwähnte Erweiterung der vorliegenden Anlage 10 auf n weitere, in Fig. 1 nicht gezeigte Baugruppen. Natürlich könnten in der Praxis auch mehrere Gestelle 14′ untereinander elektrisch verbunden sein und daher als gemeinsame Baugruppe 11′ fungieren. Andererseits wäre es auch denkbar, auf Grund gegenseitiger Iso lationen einzelne Schaltkreise innerhalb eines gegebenen Gestells voneinander elektrisch zu trennen, die dann ge trennt voneinander überwacht werden sollten und daher eigenständige Baugruppen 11, 11′ liefern. Die Beschreibung gilt dann sinngemäß.In the individual assemblies 11 , 11 ' , the insulation resistances between the two pole lines p, m on the one hand and the earth 14 in the assembly 11 or with respect to a first frame 14' in the case of the assembly 11 ' on the other hand are to be monitored. The frame 14 ' is used to hold different members of the signaling system. In addition to this first frame 14 'there may be n further frames which are insulated both from this earth and the frame 14' and should also be monitored for their own insulation resistances. This provides the already mentioned expansion of the present system 10 to n further assemblies, not shown in FIG. 1. Of course, several racks 14 'could be electrically connected to each other in practice and therefore function as a common assembly 11' . On the other hand, it would also be conceivable to isolate individual circuits within a given rack from each other electrically due to mutual isolations, which should then be monitored separately from one another and therefore supply independent modules 11 , 11 ' . The description then applies accordingly.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind, ausgehend von der Erde 14, gegenüber dem Pluspol p der Isolationswiderstand Rp_E und gegenüber dem Minuspol m der Isolationswiderstand Rm_E zu überwachen. Dementsprechend sollen bei der Baugruppe 11′ die beiden Isolationswiderstände Rp₁ und Rm₁ gegenüber dem Gestell 14′ beobachtet werden. Wegen der analogen Verhältnisse genügt es, eine repräsenta tive Baugruppe zu betrachten, beispielsweise die Baugruppe 11′ von Fig. 1, weswegen zur Verallgemeinerung die Indi zierung vereinfacht werden soll auf die zu überwachenden Isolationswiderstände Rp und Rm. Die Überwachung geschieht aber nicht unmittelbar, sondern mittelbar über ein Spannungsverhältnis Vu, das sich ausweislich der Formel (A) in den Zeichnungen aus dem Quotienten der Spannungs abfälle Up über dem einen Isolationswiderstand Rp und dem Spannungsabfall Um über dem anderen Isolationswider stand Rm ergibt. Dazu wird die in Fig. 1 gezeigte besondere Überwachungsschaltung verwendet, die Gegenstand der parallelen Patentanmeldung Kennwort: "(1) Isolationsmesser" der gleichen Anmelderin ist und deren Inhalt zum Gegenstand der vor liegenden Patentanmeldung gemacht wird. Es wird eine Meßein richtung 15 verwendet, die zwar für jede Baueinheit 11, 11′ eigene Eingangsmeßkreise 26, 26′ aufweist, jedoch jenseits eines Wählschalters 23, der jeweils auf einen dieser Eingangsmeßkreise 26, 26′ usw. einstellbar ist, eine allen Baugruppen zugeordneten gemeinsame Folge schaltung 27 besitzt. Der Aufbau der Eingangsmeßkreise ist zueinander gleich, weshalb es hier genügt, den einen Ein gangskreis 26′ näher zu beschreiben, der für die Baugruppe 11′ des ersten Gestells 14′ verwendet wird.In the exemplary embodiment of FIG. 1, starting from the earth 14, opposite the positive pole p of the insulation resistance Rp _E and with respect to the negative terminal of the insulation resistance Rm _E m to be monitored. Accordingly, the two insulation resistances Rp₁ and Rm₁ with respect to the frame 14 'should be observed in the assembly 11' . Because of the analogous conditions, it is sufficient to consider a representative assembly, for example assembly 11 ' of FIG. 1, which is why, for generalization, the indexing should be simplified to the insulation resistances Rp and Rm to be monitored. However, the monitoring is not immediate, but indirectly via a voltage ratio Vu, which can be seen from the formula (A) in the drawings, from the quotient of the voltage drops Up over one insulation resistance Rp and the voltage drop Um over the other insulation resistance Rm. For this purpose, the special monitoring circuit shown in FIG. 1 is used, which is the subject of the parallel patent application password: "(1) Isolationsmesser" by the same applicant and the content of which is made the subject of the present patent application. There is a Meßein device 15 is used, which for each assembly 11 , 11 'has its own input measuring circuits 26 , 26' , but beyond a selector switch 23 , which is adjustable to one of these input measuring circuits 26 , 26 ' etc., one assigned to all modules common follow circuit 27 has. The structure of the input measuring circuits is the same to each other, which is why it is sufficient to describe the one input circuit 26 'in more detail, which is used for the assembly 11' of the first frame 14 ' .

Beachtenswert ist, daß als Bezugspotential für einen Ein gangsverstärker 19 der eine Pol der gemeinsamen Stromver sorgung 12 herangezogen wird, nämlich in Fig. 1 ausweislich der an die Leitung m angeschlossenen Bezugsleitung 28 der Minuspol. Dies gilt auch für alle übrigen Eingangsmeßkreise, wie bei 26 zu entnehmen ist. Das Gestell 14′ ist ausweis lich der Anschlußleitung 29′ über einen hochohmigen Ein gangswiderstand Rt₁ an den Verstärker 19 angeschlossen, was beim Eingangsmeßkreis 26 sinngemäß für die Leitung 29 hinsichtlich der Erde 14 und ihren Eingangswiderstand Rt_E gilt. Am Eingang des Verstärkers 19 wirkt ein Innenwider stand Zi₁. In Fig. 1 bezeichnet die gestrichelte Linie 16 die Schnittstelle zwischen den Baugruppen 11, 11′ der Anlage 10 und den Meßeinrichtungen 15.It is noteworthy that as a reference potential for an input amplifier 19, one pole of the common power supply 12 is used, namely in FIG. 1, as evidenced by the reference line 28 connected to line m, the negative pole. This also applies to all other input measuring circuits, as can be seen at 26 . The frame 14 ' is ID card Lich the connecting line 29' via a high-resistance input resistor Rt 1 connected to the amplifier 19 , which applies analogously to the input measuring circuit 26 for the line 29 with respect to the earth 14 and its input resistance Rt _E. At the input of the amplifier 19 acts an internal resistance Zi₁. In Fig. 1, the dashed line 16 denotes the interface between the assemblies 11 , 11 'of the system 10 and the measuring devices 15th

Der Wählschalter 23 schließt die gemeinsame Folgeschaltung 27 über sein bewegliches Kontaktglied 24 nacheinander an jeweils einen Kontakt 25 aus einer Schar von festen Kon takten 25 an, die jeweils mit dem Ausgang der einzelnen Eingangsverstärker 19 in Verbindung stehen. Zur Folge schaltung 27 gehört zunächst ein Filter 20, das unerwünschte Frequenzen ausschaltet. Dem schließt sich ein nur sche matisch angedeuteter Spannungsteiler 32 an, dessen be sondere Bedeutung in einer parallelen Anmeldung Kennwort: "(4) Automatischer Abgleicher" näher beschrieben ist und deren Texte und Zeichnungen auch zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht werden. Dann schließt sich ein Analog- Digital-Wandler 33 an, der die als analoges Signal an fallenden Spannungen in eine digitale Ausgangsgröße um wandelt, nämlich in Frequenzen, die über eine Ausgangs leitung 34 zu einer Auswerteeinrichtung 30 gelangen.The selector switch 23 closes the common sequence circuit 27 via its movable contact member 24 in sequence to a respective contact 25 from a set of fixed Kon clock 25, which are each in communication with the output of each input amplifier 19th To follow circuit 27 is first a filter 20 that switches off unwanted frequencies. This is followed by an only schematically indicated voltage divider 32 , the special meaning of which is described in more detail in a parallel application password: "(4) Automatic aligner" and whose texts and drawings are also made the content of the present application. Then follows an analog-to-digital converter 33 , which converts the falling voltages as an analog signal into a digital output variable, namely in frequencies which pass via an output line 34 to an evaluation device 30 .

Ausweislich der in Fig. 1 gestrichelten Linie 31 könnte der Wählschalter 23 auch an dieser Stelle der Meßeinrichtung 15 vorgesehen sein und die vorgenannten Bauteile der Fol geschaltung 27 in entsprechender Stückzahl jeweils für sich in Fortsetzung der beschriebenen Eingangskreise 26, 26′ jeder Baugruppe 11, 11′ zugeordnet sein. Sowohl in diesem Fall als auch im dargestellten Ausführungsbei spiel von Fig. 1 kann aber für den Betrieb aller indi viduellen Bauteile der ganzen Meßeinrichtung 15 und der Auswerte einrichtung 30 die gleiche Betriebsspannung Ub₁ verwendet werden. Dies ergibt sich als außerordentlich wichtiger Vorteil durch Verwendung des diesen Einrichtungen 15, 30 gemeinsamen Bezugs potentials m.As evidenced by the dotted in FIG. 1 line 31 of selector 23 could be provided at this point of the measuring device 15 and the aforementioned components of the Fol geschaltung 27 in appropriate quantities in each case in continuation of the input circuits described 26, 26 'of each assembly 11, 11 ' Assigned. In this case as well as in the embodiment shown in FIG. 1, the same operating voltage Ub 1 can be used for the operation of all individual components of the entire measuring device 15 and the evaluation device 30 . This results in an extremely important advantage by using the reference potential m common to these devices 15 , 30 .

Normalerweise erfolgt durch die Schaltung von Fig. 1 eine "passive Isolationsüberwachung", indem das bereits erwähnte Spannungsverhältnis Vu beobachtet wird. Man mißt den Spannungsabfall Um über dem Widerstand Rm in der jeweiligen Baugruppe und ermittelt auf nicht näher gezeigte Weise, z. B. durch einen zusätzlichen Schalter, über die gleiche Meßeinrichtung 15 auch die Batteriespannung Ub. Aus der Differenz von Ub und Um wird mittelbar auch der Spannungs abfall Up über dem Widerstand Rp errechnet. Diese Berech nungen erfolgen durch einen in der Auswerteeinrichtung 30 integrierten Rechner.Normally, the circuit of FIG. 1 performs "passive insulation monitoring" by observing the voltage ratio Vu already mentioned. The voltage drop Um is measured across the resistor Rm in the respective module and determined in a manner not shown, for. B. by an additional switch, the same measuring device 15 and the battery voltage Ub. The voltage drop Up across the resistor Rp is also indirectly calculated from the difference between Ub and Um. These calculations are carried out by a computer integrated in the evaluation device 30 .

Die Auswerteeinrichtung vergleicht fortlaufend das jeweilige Spannungsverhältnis Vu mit definierten Fehlerspannungs verhältnissen V_Rmf und V_Rpf. Diese Fehlerspannungs-Ver hältnisse gehen von einem noch tolerierbaren Grenzwider stand Rm_f und Rp_f andererseits aus, welche in der betreffenden Baugruppe die zugehörigen Isolationswiderstände Rm bzw. Rp einnehmen könnten. Diese Fehlerspannungs-Verhältnisse werden nach den in den Zeich nungen durch die beiden Formeln (B) gegebenen Beziehungen aus den aktuellen gemessenen Isolationswiderständen Rp und Rm ermittelt. Dabei ist das reziproke Bildungsgesetz zu beachten. Im zeitlichen Ablauf ergeben sich dann die im Diagramm von Fig. 2 gezeigten Betriebsverhältnisse, woraus folgendes zu ersehen ist.The evaluation device continuously compares the respective voltage ratio Vu with defined error voltage ratios V _Rmf and V _Rpf . These error voltage ratios are based on a still tolerable limit resistance Rm _f and Rp _f , which could take up the associated insulation resistances Rm and Rp in the relevant module. These fault voltage ratios are determined according to the relationships given in the drawings by the two formulas (B) from the current measured insulation resistances Rp and Rm. The reciprocal education law must be observed. The operating conditions shown in the diagram of FIG. 2 then result in the course of time, from which the following can be seen.

In der vertikalen Achse des Diagramms von Fig. 2 ist das erwähnte Spannungsverhältnis Vu aufgetragen, während hori zontal die Zeit-Achse angeordnet ist. Die beiden erwähnten Fehlerspannungs-Verhältnisse V_Rmf und V_Rpf erscheinen als zur Zeitachse t parallele Linien in Fig. 2 und bestimmen obere und untere Grenzwerte, zwischen denen das Spannungs verhältnis Vu sich im zeitlichen Verlauf verändern darf, was in Fig. 2 durch die Kurve 18 angedeutet ist. Die beiden Grenzwerte V_Rmf und V_Rpf bestimmen ein Bewegungsfenster 17, zwischen denen, ohne daß ein Fehlerfall festgestellt wird, die Kurve 18 sich bewegen darf.The mentioned voltage ratio Vu is plotted in the vertical axis of the diagram in FIG. 2, while the time axis is arranged horizontally. The two mentioned error voltage ratios V _Rmf and V _Rpf appear as lines parallel to the time axis t in FIG. 2 and determine upper and lower limit values between which the voltage ratio Vu may change over time, which is shown in FIG. 2 by the curve 18 is indicated. The two limit values V _Rmf and V _Rpf determine a movement _window 17 , between which the curve 18 may move without an error being detected.

Fig. 3 zeigt einen "Fehlerfall", wo die analoge Kurve 18′ über den zeitlichen Verlauf des beobachteten Spannungs verhältnisses Vu die eine Grenze V_Rmf erreicht oder sogar überschritten hat, also in das schraffiert in Fig. 2 und 3 angedeutete Feld des Diagramms gelangt ist. Wie Fig. 3 ver deutlicht, soll dieses Ereignis im Zeitpunkt t₀ stattfinden. In diesem Zeitpunkt wird, wie an der Kurve 18′ durch die Parameter-Angabe verdeutlicht ist, über dem Isolations widerstand Rm der verkleinerte Spannungsabfall Um_t0 gemessen. Durch einen von der Auswerteeinrichtung 30 ausgehenden, in Fig. 1 nicht näher gezeigten Steuerimpuls wird ein be wegliches Kontaktglied in einem Schalter 35 der jeweils beobachteten Baueinheit 11 bzw. 11′ umgelegt, so daß ein zugehöriger Referenzwiderstand Rr₁ bzw. Rr_E parallel zu jenem Isolationswiderstand geschaltet wird, der jeweils größer ist und nicht den Fehlerfall ausgelöst hat. Im vorgenannten Fall würde folglich der Schalter 35 den Re ferenzwiderstand Rr₁ parallel zum Isolationswiderstand Rp₁ schalten. Die überwachte Anlage 10 ist aber, wie Fig. 1 andeutet, mit Kapazitäten behaftet, die entsprechend ihrer Parallel-Lage zu den jeweiligen Widerständen mit Cp₁, Cm₁, Cp_E und Cm_E bezeichnet sind. Dies hat zur Folge, daß die gemessene Spannung vom Zeitpunkt t₀ an sich nach einer Exponentialfunktion allmählich verändert, wie durch das Kurvenstück 21 in Fig. 3 näher gezeigt ist. Es findet ein Einschwingvorgang statt, der in manchen Fällen beispiels weise 1 Minute betragen kann. Es wird daher, wie Fig. 3 verdeutlicht, während zweier aufeinanderfolgender Zeiten t₁ und t₂, die aber jeweils in zueinander gleicher Zeit differenz dt₁ liegen, Testmessungen der sich dann ergebenden Meßspannung vorgenommen, welche zu den aus Fig. 3 ersicht lichen Werten Um_t1 und Um_t2 im Kurvenstück 21 führen. Mit Hilfe der Meßergebnisse bei diesen drei Messungen bei t₀, t₁ und t₂ läßt sich über die aus den Zeichnungen unter (C) angeführte Näherungsgleichung die Einschwingdauer t_d errechnen, was ebenfalls von dem Rechner in der Auswerte einrichtung 30 übernommen wird. Nach Ablauf dieser Ein schwingdauer t_d kann erst die durch Einschalten des Re ferenzwiderstandes Rr sich ergebende Teilspannung ermittelt werden. Dies wird ebenfalls von dem Rechner der Auswerteein richtung 30 übernommen, der die Berechnung nach folgenden beiden Gleichungen aus den bekannten Werten ermittelt, wenn, wie im angenommenen Fall, der Referenzwiderstand Rr dem zugehörigen Isolationswiderstand Rp parallel geschaltet worden ist: Fig. 3 shows an "error case" where the analog curve 18 ' over the time course of the observed voltage ratio Vu which has reached or even exceeded a limit V _Rmf , that is, enters the hatched area of the diagram shown in Fig. 2 and 3 is. As shown in FIG. 3 interpreting light-ver, this event will take place at the time t o. At this point in time, as is shown on curve 18 ' by the parameter specification, the reduced voltage drop Um _{t0 is} measured across the insulation resistance Rm. By a starting from the evaluation device 30 , not shown in Fig. 1 control pulse, a be movable contact member is flipped in a switch 35 of the observed unit 11 or 11 ' , so that an associated reference resistor Rr₁ or Rr _E parallel to that insulation resistance is switched, which is larger and did not trigger the error case. In the aforementioned case, the switch 35 would consequently switch the reference resistor Rr 1 in parallel with the insulation resistor R p 1. The monitored system 10 , however, as Fig. 1 indicates, has capacities which are designated according to their parallel position to the respective resistors with Cp₁, Cm₁, Cp _E and Cm _E. This has the consequence that the measured voltage from time t₀ itself gradually changes after an exponential function, as shown in more detail by curve portion 21 in FIG. 3. A settling process takes place, which in some cases can be, for example, 1 minute. It is therefore, as Fig. 3 illustrates, during two consecutive times t₁ and t₂, but which are each in the same time difference dt₁, test measurements of the resulting measuring voltage are made, which can be seen from FIG. 3 values _t1 and Lead around _t2 in curve section 21 . With the help of the measurement results for these three measurements at t₀, t₁ and t₂, the settling time t _{d can be} calculated from the approximation equation given in the drawings under (C), which is also taken over by the computer in the evaluation device 30 . After this period of oscillation t _{d has} elapsed, the partial voltage resulting from switching on the reference resistor Rr can be determined. This is also taken over by the computer of the evaluation device 30 , which determines the calculation according to the following two equations from the known values if, as in the assumed case, the reference resistor Rr has been connected in parallel with the associated insulation resistor Rp:

Sofern aber der Referenzwiderstand Rr parallel dem anderen Isolationswiderstand Rm in der betreffenden Baueinheit zugeschaltet wird, so ergeben sich die folgenden abweichen den Gleichungen für die aus Fig. 2 ersichtliche Schaltung:However, if the reference resistor Rr is connected in parallel with the other insulation resistor Rm in the relevant unit, the following deviations result from the equations for the circuit shown in FIG. 2:

In Fig. 3 ist auch der Meßpunkt Um_r im Kurvenstück 21 am Ende der Einschwingzeit t_d im Kurvenstück 21 angeführt. Dann wird der Schalter 35 durch einen entsprechenden Impuls vom Computer der Auswerteeinrichtung 30 wieder geöffnet, weshalb dann, wiederum nach einer Exponential funktion das beobachtete Spannungsverhältnis Vu wieder anzusteigen beginnt, das in Fig. 3 durch ein gegenläufiges, sich anschließendes Kurvenstück 22 verdeutlicht ist. Auch hier ergibt sich wieder ein Einschwingvorgang, der aber wesentlich länger dauert als der vorausgehende Einschwingvorgang t_d beim Einschalten des Referenzwiderstandes Rr, nämlich beispielsweise etwa 20 Minuten. Während dieses Einschwingvorgangs im Kurvenstück 22 läßt sich das tatsächliche Spannungsverhältnis Vu noch nicht ermitteln. Um diesen Vorgang zu beschleunigen, wird erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, einen Widerstand, insbesondere den ohnehin verfügbaren Referenzwiderstand Rr, parallel dem jeweils anderen Iso lationswiderstand zu schalten. Ausgehend von dem vorbe schriebenen Fall, bei dem Rr parallel zu Rp geschaltet wurde, wird jetzt der Schalter 35 den Referenzwiderstand Rr parallel zum Isolationswiderstand Rm schalten. Dadurch ergibt sich ein wesentlich kürzerer Einschwingvorgang im Kurvenstück 22 und es wird eine schnellere Betriebsbereitschaft in der betreffenden Meßeinrichtung erreicht.In Fig. 3, the measurement point Um _r in the curve section 21 at the end of the settling time t _d in the curve section 21 is given . Then the switch 35 is opened again by a corresponding pulse from the computer of the evaluation device 30 , which is why, after an exponential function, the observed voltage ratio Vu begins to rise again, which is illustrated in FIG. 3 by an opposing, subsequent curve piece 22 . Here, too, there is again a transient process, but this takes considerably longer than the preceding transient process t _d when the reference resistor Rr _is switched on, namely, for example, about 20 minutes. The actual voltage ratio Vu cannot yet be determined during this transient process in the curve section 22 . In order to accelerate this process, it is further proposed according to the invention to connect a resistor, in particular the already available reference resistor Rr, in parallel with the other insulation resistor. Starting from the previously described case in which Rr was connected in parallel to Rp, switch 35 will now switch the reference resistor Rr in parallel with the insulation resistor Rm. This results in a much shorter settling process in the curve section 22 and a faster operational readiness is achieved in the measuring device in question.

Die auf die vorgenannte Weise ermittelten beiden aktuellen Isolationswiderstände Rm und Rp werden nun daraufhin über prüft, ob sie tatsächlich die noch tolerierbaren oben er wähnten Grenzwiderstandswerte Rm_f bzw. Rp_f erreichen. Ist dies der Fall, so wird von der Auswerteeinrichtung 30 Alarm ausgelöst und dieser Alarm auch angezeigt. Zweck mäßigerweise wird auch der Zeitpunkt der Alarmauslösung festgehalten. Wie schon eingangs erwähnt wurde, kann aber auch ein scheinbarer Fehlerfall auftreten, der sich bei spielsweise durch Abschalten von Teilkreisen der Baugruppen ergibt, und zwar das Spannungsverhältnis Vu auch an den oberen und unteren Grenzwert V_Rmf bzw. V_Rpf führt, aber nicht auf einer unzumutbaren Erniedrigung des Iso lationswiderstandes Rm bzw. Rp beruht. Es kann sogar sein, daß der jeweils andere Isolationswiderstand in Wirklichkeit besser als vorher geworden ist. Dies wird vom Auswertegerät 30 sofort festgestellt, weil dann die ermittelten aktuellen Isolationswiderstände Rm, Rp nicht die Grenzwiderstände Rm_f bzw. Rp_f erreichen. Die Auswerteeinrichtung 30 gibt jetzt keinen Alarm, sondern veranlaßt Korrekturen der Überwachung in folgender Weise.The two current insulation resistances Rm and Rp determined in the aforementioned manner are then checked to determine whether they actually reach the limit resistance values Rm _f and Rp _f mentioned above. If this is the case, the evaluation device 30 triggers an alarm and this alarm is also displayed. The time at which the alarm is triggered is also expediently recorded. As already mentioned at the beginning, an apparent fault can also occur, which arises, for example, by switching off component circuits of the modules, namely that the voltage ratio Vu also leads to the upper and lower limit values V _Rmf and V _Rpf , but not to one unreasonable reduction in the insulation resistance Rm or Rp is based. It may even be that the other insulation resistance has actually become better than before. This is determined immediately by the evaluation device 30 , because then the current insulation resistances Rm, Rp determined do not reach the limit resistances Rm _f or Rp _f . The evaluation device 30 now does not give an alarm, but instead makes corrections to the monitoring in the following manner.

An Hand der ermittelten aktuellen Isolationswiderstände Rm, Rp werden an Hand der bereits oben erwähnten Formeln (B) neue Fehlerspannungs-Verhältnisse ermittelt, die jetzt, wie Fig. 3 verdeutlicht, zu neuen Grenzwerten V′_Rmf und V′_Rpf führen. Diese bestimmen ein dementsprechendes neues Bewegungsfenster 17′, in welchem sich in der weiteren Folge das beobachtete Spannungsverhältnis Vu verändern darf, ohne einen neuen Fehlerfall auszulösen. Damit ergibt sich eine bessere Anpassung an die neuen Verhältnisse.Using the current insulation resistances Rm, Rp determined, new error voltage ratios are determined using the formulas (B) already mentioned, which now, as shown in FIG. 3, lead to new limit values V ′ _Rmf and V ′ _Rpf . These determine a corresponding new movement window 17 ' , in which the observed voltage ratio Vu may subsequently change without triggering a new fault. This results in a better adaptation to the new conditions.

Wie schon aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind in einigem Abstand oberhalb des Bewegungsfensters 17 weitere obere und untere Schranken Vm_ks und Vp_ks angeordnet, welche nicht mehr tolerierbare Kurzschlußverhältnisse festlegen, die in keinem Fall überschritten und unterschritten werden dürfen und daher in den Fig. 2 bis 8 kreuzschraffiert angedeutet sind. Man könnte diese Schranken durch eine den Formeln (B) vergleichbare Definition festlegen, die mit minimalen, nicht mehr tolerierbaren Kurzschluß-Isolationswiderständen bestimmt werden. In Praxis geht man aber so vor, daß man einen Kurzschlußfall bereits dann annimmt, wenn das Spannungs verhältnis sich von dem normalen Wert wie 1 : 50 verändert. Ein solches Ereignis wird von der Auswerteeinrichtung 30 als "Kurzschlußfall" angesehen. Dieser kann nun tatsächlich vorliegen oder durch andere fehlerhafte Umstände begründet sein, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres ermittelt werden können, wie an Hand der übrigen Fig. 4 bis 8 näher erläutert ist. Dazu wird das erfindungsgemäße Ver fahren in der jeweils nachfolgend angeführten Weise modi fiziert.As can already be seen from Fig. 2, at a certain distance above the movement window 17 further upper and lower limits Vm _ks and Vp _ks are arranged, which define no longer tolerable short-circuit ratios, which may not be exceeded and undercut in any case and therefore in the are indicated Fig. 2 to 8 are cross-hatched. These barriers could be determined by a definition comparable to the formulas (B), which are determined with minimal, no longer tolerable short-circuit insulation resistances. In practice, however, one proceeds in such a way that a short-circuit case is assumed when the voltage ratio changes from the normal value such as 1:50. Such an event is regarded by the evaluation device 30 as a "short-circuit case". This can now actually exist or be justified by other faulty circumstances which can be easily determined using the method according to the invention, as is explained in more detail with reference to the remaining FIGS . For this purpose, the method according to the invention is modified in the following manner.

Im Diagramm von Fig. 4 wird ein Kurzschlußfall angenommen, wo im Zeitpunkt t₀ die untere Schranke Vp_ks durch einen unzulässig kleinen Isolationswiderstand Rpf festgestellt worden ist. Eine komplette Isolationsmessung im Sinne der Fig. 3 würde jetzt zu viel Zeit in Anspruch nehmen, zumal solche Kurzschlußfehler häufig nur äußerst kurz sind, z. B. 2,5 Sekunden dauern. Im übrigen ist man natürlich auch bestrebt, einen wirklichen gravierenden Kurzschlußfall möglichst schnell zu ermitteln. Deshalb wird jetzt erfindungsgemäß ein verkürztes Prüfungsverfahren angewendet, welches folgen dermaßen arbeitet:In the diagram of FIG. 4, a short-circuit case is assumed where, at time t₀, the lower bound Vp _{ks has been} determined by an impermissibly low insulation resistance Rpf. A complete insulation measurement in the sense of FIG. 3 would now take too much time, especially since such short-circuit faults are often only extremely short, e.g. B. last 2.5 seconds. For the rest, of course, one also endeavors to determine a really serious short circuit as quickly as possible. Therefore, according to the invention, a shortened test procedure is now used, which works as follows:

Der Referenzwiderstand Rr wird auch jetzt wieder dem hoch ohmigeren der beiden Isolationswiderstände Rm parallel geschaltet und es ergibt sich nach bestimmter Zeit, im Zeitpunkt t₁ ein Spannungswert, der in Fig. 4 durch den entsprechenden Parameter Um_t1 gekennzeichnet ist. Dies führt zu der aus Fig. 4 ersichtlichen aktuellen Spannungs änderung dUm_t1, die von der Auswerteeinrichtung 30 mit einem bestimmten vorgegebenen Schwellenwert dU_s verglichen wird. Die Höhe dieses Schwellenwertes dU_s richtet sich nach der Größe des Referenzwiderstandes Rr und dem nicht mehr tolerierbaren minimalen Isolationswiderstand sowie der zugehörigen Kapazität der Anlage 10. Jetzt kann es zu folgenden beiden Fallunterschieden kommen.The reference resistor Rr is now again connected in parallel to the high-impedance of the two insulation resistors Rm, and after a certain time, at time t 1, a voltage value results which is identified in FIG. 4 by the corresponding parameter Um _t1 . This leads to the current voltage change dUm _{t1 shown in} FIG. 4, which is compared by the evaluation device 30 with a specific predetermined threshold value dU _s . The level of this threshold value dU _s depends on the size of the reference resistance Rr and the no longer tolerable minimum insulation resistance and the associated capacitance of the system 10 . The following two case differences can now occur.

Ist bei der Messung eine Spannungsänderung dUm_t1 ermittelt worden, die, wie in Fig. 4 verdeutlicht, unterhalb dieses Schwellenwertes dU_s liegt, so liegt ein tatsächlicher "Kurzschlußfall" vor, der zu einem entsprechenden Alarm durch die Auswerteeinrichtung 30 führt. Die weitere Messung der Isolationswiderstände Rm bzw. Rp wird nicht mehr ver anlaßt und auch nicht angezeigt. Es wird aber ein ent sprechendes Signal gegeben und es können zweckmäßigerweise die dabei vorliegenden Kurzschlußspannungen Um bzw. Up angezeigt werden, wobei auch der Zeitpunkt dieses Kurz schlußfalls festgehalten wird.If a voltage change dUm _{t1 has been} determined during the measurement, which, as shown in FIG. 4, lies below this threshold value dU _s , then there is an actual “short circuit case” which leads to a corresponding alarm by the evaluation device 30 . The further measurement of the insulation resistances Rm or Rp is no longer caused and is also not displayed. However, a corresponding signal is given and the short-circuit voltages Um or Up present can expediently be displayed, the time of this short-circuit event also being recorded.

Im anderen Fall, wo nach Ablauf einer definierten Zeit spanne zwischen t₁ und t₀ eine gegenüber dem erwähnten Schwellenwert dU_s größere Spannungsänderung dUm_t1 sich ergibt, liegt kein wirklicher Kurzschlußfall, sondern nur ein scheinbarer Kurzschlußfall vor, der vermutlich durch einen Umladevorgang der Kapazitäten in der betreffenden Baugruppe 11 bzw. 11′ der signaltechnischen Anlage 10 zustande gekommen ist. Jetzt kann, ohne zeitlichen Druck, die bereits beschriebene Messung der Isolationswiderstände im Sinne der Fig. 3 ausgeführt werden. Dies kann zunächst von der Auswerteeinrichtung 30 angezeigt und dann durch eine Beobachtungsperson in die Wege geleitet werden. Es wäre aber auch möglich, daß die Auswerteeinrichtung 30 ein entsprechendes Programm besitzt, welche die vorbe schriebene Verfahrensweise selbsttätig steuert.In the other case, where after a defined period of time between t₁ and t₀ a greater than the mentioned threshold dU _s voltage change dUm _t1 results, there is no real short-circuit case, but only an apparent short-circuit case, which is probably due to a reloading of the capacities in the relevant assembly 11 or 11 'of the signaling system 10 has come about. Now the measurement of the insulation resistances in the sense of FIG. 3 can be carried out without time pressure. This can first be displayed by the evaluation device 30 and then initiated by an observer. However, it would also be possible for the evaluation device 30 to have a corresponding program which automatically controls the procedure described above.

Es können bei der Kurzschlußüberwachung schließlich auch Sonderfälle auftreten, von denen ein erster im Diagramm von Fig. 6 veranschaulicht ist und auf Verhältnissen be ruht, die vorausgehend in Fig. 5 dargestellt sind, wo der untere linke Teil der Schaltung von Fig. 2 wiederge geben ist. Wie aus Fig. 5 erkennbar, soll angenommen werden, daß der Anschlußstecker der Meßeinrichtung 15 hinsichtlich dieser Baugruppe 11 nicht steckt; es soll die Verbindung der Anschlußleitung 29 gegenüber der Erde 14 nicht bestehen. Wie in Fig. 6 verdeutlicht, sinkt der ermittelte Spannungswert Um_t0 auf den Wert Null. Die angedeutete Schranke Vm_ks wird jetzt überschritten und es wird folglich der Referenzwiderstand Rr, wie im er findungsgemäßen Verfahren vorausgehend beschrieben wurde, dem anderen Isolationswiderstand Rp parallel geschaltet. Jetzt steigt die Meßspannung auf den in Fig. 6 angedeuteten Wert Um_t1, der annähernd der Batteriespannung Ub entspricht. Dieser Wert ist in Fig. 6 als Parameter mit eingezeichnet. Ein solches Ereignis ist für das erfindungsgemäße Verfahren ein Kriterium, daß der Stecker des Geräts nicht eingesteckt ist bzw. nicht ordnungsgemäß funktioniert. Dies wird in der Auswerteeinrichtung 30 festgestellt und entsprechend angezeigt. Die Bedienungsperson kann eine entsprechende Behebung dieses Defekts vornehmen. Wie ersichtlich, ist im Falle der Fig. 6 der Spannungsanstieg beträchtlich höher als der Schwellen wert dU_s, nämlich nahezu gleich Ub. Erreicht die Spannungs änderung nicht diese hohen Werte, so ist dies ein Hinweis für eine sogenannte "Anzeigebereichs-Überschreitung", die nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 7 und 8 näher be schrieben wird.Finally, special cases can also occur in the short-circuit monitoring, a first of which is illustrated in the diagram in FIG. 6 and is based on conditions which are previously shown in FIG. 5, where the lower left part of the circuit of FIG. 2 reproduces is. As can be seen from Fig. 5, it should be assumed that the connector of the measuring device 15 is not inserted with respect to this assembly 11 ; the connection of the connecting line 29 to the earth 14 should not exist. As illustrated in FIG. 6, the determined voltage value Um _t0 drops to the value zero. The indicated barrier Vm _ks is now exceeded and consequently the reference resistance Rr, as described above in the method according to the invention, is connected in parallel with the other insulation resistance Rp. The measuring voltage now rises to the value Um _t1 indicated in FIG. 6, which corresponds approximately to the battery voltage Ub. This value is also shown in FIG. 6 as a parameter. Such an event is a criterion for the method according to the invention that the plug of the device is not plugged in or is not functioning properly. This is determined in the evaluation device 30 and displayed accordingly. The operator can correct this defect accordingly. As can be seen, in the case of FIG. 6, the voltage rise is considerably higher than the threshold value dU _s , namely almost equal to Ub. If the voltage change does not reach these high values, then this is an indication of a so-called "display range exceeded", which will be described in more detail below in connection with FIGS. 7 and 8.

In der Anlage 10 kann es vorkommen, daß bei manchen Bau gruppen die zu überwachenden Isolationswiderstände Rp, Rm extrem hochohmig sind und aus diesem Grunde von der Meß vorrichtung 15 nicht verarbeitet werden können. Die Folge ist, daß, wie Fig. 7 erläutert, das beobachtete Spannungs verhältnis Vu in den kreuzschraffierten Bereich des Dia gramms gelangt, beispielsweise über die eingezeichnete untere Kurzschluß-Schranke Vm_ks. Es wird, wie schon oben erläutert wurde, zum Zeitpunkt t₀ der Referenzwiderstand Rr durch den erwähnten Schalter 35 wirksam gesetzt, und zwar parallel zu dem in der dargestellten Baugruppe 11 befindlichen Isolationswiderstand Rp_E. Dadurch schließt sich an die bisherige Kurve 18′′ ein wieder exponentielles Kurvenstück 21′′ an, das nach einer definierten Zeit t₁ den aus Fig. 7 ersichtlichen Spannungsabfall Um_t1 erreicht. Daraus ergibt sich die ersichtliche Spannungsänderung dUm_t1, die zwar größere als der bereits erwähnte vorgegebene Schwellenwert dU_s, aber kleiner als die Batteriespannung Ub ist. Dieser Tatbestand wird von der Auswerteeinrichtung 30 erkannt und in der zugehörigen Anzeige entsprechend kenntlich gemacht. Dann wird der zum Referenzwiderstand Rr gehörende Schalter 35 geöffnet und es schließt sich im Kurvenverlauf von Fig. 7 wieder ein exponentieller Abfall 22′′ auf den Ausgangswert an.In system 10 , it can happen that in some construction groups the insulation resistances Rp, Rm to be monitored are extremely high-resistance and for this reason cannot be processed by measuring device 15 . The result is that, as shown in FIG. 7, the observed voltage ratio Vu reaches the cross-hatched area of the diagram, for example via the lower short-circuit barrier Vm _{ks shown} . As already explained above, the reference resistor Rr is activated by the aforementioned switch 35 at time t Zeitpunkt, in parallel with the insulation resistor Rp _E located in the module 11 shown. This follows the previous curve 18 '' a again exponential curve piece 21 '' , which after a defined time t₁ reaches the voltage drop Um _{t1 shown} in FIG. 7. This results in the apparent voltage change dUm _t1 , which is greater than the already mentioned predetermined threshold value dU _s , but smaller than the battery voltage Ub. This fact is recognized by the evaluation device 30 and identified accordingly in the associated display. Then the switch 35 belonging to the reference resistor Rr is opened and an exponential drop 22 '' to the initial value follows again in the curve of FIG. 7.

Die Anzeige der Auswerteeinrichtung 30 macht aber die Bedienungsperson darauf aufmerksam, daß bei diesem Verhalten eine "Anzeigebereichs-Überschreitung" vorliegt. Die Bedienungsperson wird daher extern zur Meß einrichtung, also in der Baugruppe 11 innerhalb der Anlage 10, wie Fig. 7 zeigt, einen ausreichend hohen Zusatzwider stand Rz parallel zu dem betreffenden Isolationswiderstand Rp_E schalten, der etwa dem Eingangswiderstand der Meßeinrichtung 15 ent spricht. Bei der künftigen Überwachung der Baugruppe 11 hat dies zur Folge, daß das beobachtete Spannungsverhältnis Vu wieder innerhalb des Bewegungsfensters 17 von Fig. 7 liegt. Kommt es jetzt zu aktiven Messungen der Isolationswiderstände, so wird geräteseitig der Referenzwiderstand Rr auf Grund der ge nannten Betriebsbedingungen dem größeren Isolationswiderstand parallel geschaltet, worauf sich die übliche Bestimmung der aktuellen Isolationswerte unter Einbeziehung des parallelgeschalteten Zusatzwiderstandes Rz ergibt.However, the display of the evaluation device 30 draws the operator's attention to the fact that this behavior means that the display range has been exceeded. The operator is therefore external to the measuring device, that is, in the assembly 11 within the system 10 , as shown in FIG. 7, a sufficiently high additional resistance was Rz parallel to the relevant insulation resistance Rp _E , which speaks about the input resistance of the measuring device 15 ent. In the future monitoring of the assembly 11 , this has the consequence that the observed voltage ratio Vu is again within the movement window 17 of FIG. 7. If there are now active measurements of the insulation resistances, the reference resistance Rr is connected in parallel to the larger insulation resistance on the device side due to the named operating conditions, which results in the usual determination of the current insulation values including the parallel connected additional resistance Rz.

Die im Zusammenhang mit Fig. 3 geschilderten Verfahrens schritte werden nicht nur im Fehlerfall veranlaßt, sondern zweckmäßigerweise auch unabhängig davon in folgenden beiden Fällen ausgeführt. Zu Beginn des Betriebs, also beim Einschal ten der Meßeinrichtung wird, bewirkt durch eine in der Auswerteeinrichtung 30 befindliche Steuerung, automatisch eine Messung der aktuellen Isolationswiderstände Rm, Rp veranlaßt und damit auch die das Bewegungsfenster 17 be stimmenden oberen und unteren Grenzwerte V_Rmf und V_Rpf bestimmt. Dies wird natürlich für jede einzelne Baugruppe 11, 11′ der Anlage 10 ausgeführt. Damit ist der weitere Betrieb in der geschilderten erfindungsgemäßen Weise ge währleistet.The method described in connection with FIG. 3 steps are not only caused in the event of an error, but also expediently carried out independently of it in the following two cases. At the beginning of the operation, that is to say when the measuring device is switched on, a control in the evaluation device 30 automatically causes a measurement of the current insulation resistances Rm, Rp and thus also the upper and lower limit values V _Rmf and V which determine the movement window 17 _Rpf determined. This is of course carried out for each individual assembly 11 , 11 'of the system 10 . This ensures further operation in the manner described according to the invention.

Die Steuermittel im Bereich der Auswerteeinrichtung 30 sorgen auch dafür, daß zumindest in jenen Fällen, wo eine aktive Messung der Isolationswiderstände Rm, Rp nicht stattgefunden hat, die entsprechenden Referenzmessungen in regelmäßigen zeitlichen Abständen, z. B. spätestens alle 24 Stunden, ausge führt werden. Die dabei erlangten neuen Werte werden dann gespeichert und sind für die Bestimmung der oberen und unteren Grenze V_Rmf und V_Rpf des Bewegungsfensters 17 maßgeblich. Dadurch werden auch jene Fälle erfaßt, wo sich die beiden Isolationswiderstände Rp, Rm proportional zuein ander verändern sollten und daher bei dem beobachteten Spannungsverhältnis Vu normalerweise nicht in Erscheinung treten. Dadurch ist eine zuverlässige Überwachung gewähr leistet.The control means in the area of the evaluation device 30 also ensure that, at least in those cases where an active measurement of the insulation resistances Rm, Rp has not taken place, the corresponding reference measurements at regular time intervals, e.g. B. at the latest every 24 hours. The new values obtained are then stored and are decisive for determining the upper and lower limits V _Rmf and V _{Rpf of} the movement _window 17 . This also covers those cases where the two insulation resistances Rp, Rm should change in proportion to each other and therefore normally do not appear at the observed voltage ratio Vu. This ensures reliable monitoring.

Claims

1. Method for monitoring each of the two insulation resistances (Rm, Rp) in a number of assemblies ( 11 , 11 ' ) in an electrical system ( 10 ) with a common, potential-free power supply ( 12 ), with respect to each assembly ( 11 , 11') ) assigned specific reference potential or relative to the common ground potential ( 14 ), in particular in the case of a telecommunications or signaling device with individual assemblies receiving frames ( 14 ' ),
wherein in each assembly ( 11 , 11 ' ) the voltage ratio (Vu) from the voltage drops (Up; Um) over the two insulation resistances (Rp, Rm) between the two poles (p, m) of the power supply ( 12 ) and the ground potential ( 14 ) or the individual frames ( 14 ' ) occur, is determined, and the voltage ratio (Vu) with a predetermined still permissible upper limit and a lower limit is continuously compared
and these limit values determine a movement window ( 17 ) for the varying voltage ratio (Vu),
characterized by
that the two limit values determining the movement window ( 17 ) are error voltage ratios (V _Rpf , V _Rmf ), of which one limit value (V _Rmf ) is a quotient from the current insulation resistance (Rp) at the positive pole (p) of the power supply ( 12 ) and a tolerable limit resistance (Rm _f ) at the negative pole (m), while the other limit value (V _Rpf ) is the quotient of a tolerable limit resistance (Rpf) at the positive pole (p) of the power supply ( 12 ) and the current one Insulation resistance (Rm) at the negative pole (m),
and that when the interference signal is generated, the larger of the two insulation resistances (Rm, Rp) to be monitored, a reference resistor (Rr) was connected in parallel in the measuring device and the voltage drops (Um, Um _r ), which occurred once without and once with the reference resistor ( Rr), then be determined when the shrinkage time (td) for the transient process of the voltage ratio (Vu) to be monitored, which results from the connection of the reference resistance (Rr), has expired,
then the actual concrete insulation resistances (Rm, Rp) can be calculated from these voltage drops (Um, Um _r ), the battery voltage (Ub) and the connected reference resistor (Rr)
and for the one case in which at least one of the two current insulation resistances (Rm, Rp) has reached the value of the tolerable limit resistance (Rm _f , Rp _f ), an alarm is triggered,
and for the other case, in which neither of the two current insulation resistances (Rm, Rp) has decreased to the value of the permissible limit resistances (Rm _f , Rp _f ), new insulation voltage ratios (V _Rpf , V _Rmf ) are determined, which provide the upper and lower limit values (V ′ _Rpf , V ′ _Rmf ) of a new movement _window ( 17 ′) for the further monitoring of the voltage ratio (Vu).

2. The method according to claim 1, characterized in that that the reference resistance (Rr) by selective on switch off one or more individual resistors a number of fixed resistors is formed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measurement of each current insulation resistances (Rm, Rp) by switching on the reference resistance (Rr), regardless of the fault, in each case executed when switching on the electrical system becomes.

4. The method according to claim 3, characterized in that the measurement of the individual current insulation resistance levels (Rm, Rp) by switching on the reference resistor (Rr), regardless of the fault, in certain time intervals is executed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that above and below the movement window ( 17 ) as an upper and lower limit for monitoring the system serving no longer tolerable short-circuit voltage ratios (Vm _ks , Vp _ks ) are determined and that in the event of a short circuit in which the observed voltage ratio (Vu) reaches the upper or lower short-circuit voltage ratio (Vm _ks , Vp _ks ), the reference resistor (Rr) the higher-impedance of the two insulation resistors (Rm, Rp) connected in parallel and after a certain short time the resulting voltage change (dUm _l ) is measured and compared with a predetermined threshold value (du _s ), which depends on the size of the tripping insulation resistance (Rm _f , Rp _f ) of the reference resistor (Rr) and depends on the capacity of the system, only for the case where the voltage change (dUm _tl ) falls below the threshold value (dU _s ), e in short-circuit alarm is given, while in all other cases, which only correspond to an apparent short circuit, the measurement of the individual current insulation resistance (Rm, Rp) is carried out.

6. The method according to claim 5, characterized in that the apparent short-circuit case, in which the voltage change (dUm _tl ) increases almost to the operating voltage (Ub) of the system ( 10 ) as a connection error of the relevant assembly ( 11th , 11 ') the system is recognized and displayed accordingly.

7. The method according to claim 5, characterized in that the apparent short-circuit case in which the voltage change (dUm _tl ) exceeds the threshold value (dU _s ), but does not nearly reach the operating voltage (Ub), is recognized as an excess range and is shown.

8. The method according to claim 7, characterized in that in the event of the display range being exceeded in the relevant assembly ( 11 , 11 ') a magnitude corresponding to the internal resistance of the measuring device ( 15 ) corresponding additional resistance (Rz) parallel to the not as reference potential (m) used pole (p) of the power supply ( 12 ) is switched.

9. The method according to claim 1, characterized in that after the determination of the new movement window ( 17 ') determining limit values (V' _{Rmf '} , V' _Rpf ) was a resistance, in particular the reference resistance (Rr), parallel to the other insulation resistance the relevant module ( 11 , 11 ') in the measuring device ( 15 ) is switched on until the voltage ratio (Vu) has approximately reached the previous limit value (R _Rmf , V _Rpf ) of the preceding movement _window ( 17 ) which is relevant for triggering the fault .