[发明专利]用于检测保护导体连接的断开的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于检测与非接地和接地供电系统以及包括转换器系统的接地供电系统中的子系统的保护导体连接的断开的方法和电气保护装置。本发明基于这样的想法：与子系统的保护导体连接的断开将供电系统的网络泄漏电容的总和减少子系统的网络泄漏电容的值。通过评估供电系统消耗的当前总功率，指出具有断开的保护导体连接的操作中的子系统和关闭的子系统之间的必然区别。在连接至子系统的转换器系统的情况下，通过检查为转换器所特有的泄漏电流谱，检测保护导体连接。

技术领域

本发明涉及一种用于检测与非接地供电系统的子系统的保护导体连接的断开的方法和电气保护装置。

更进一步地，本发明涉及一种用于检测与接地交流供电系统的子系统的保护导体连接的断开的方法和电气保护装置。

更进一步地，本发明涉及一种用于检测与接地供电系统的子系统的保护导体连接的断开的方法和电气保护装置，转换器系统连接至该子系统。

背景技术

在供电系统中，作为保护措施，电气设备的导电可触及部件的保护接地是如根据标准所需的保护措施“通过供电系统的自动关闭的保护”的重要部分。这确实与网络类型是非接地供电系统还是接地供电系统无关。

因此，应特别关注经由与子系统的保护导体连接的分支供电系统的子系统的保护接地，因为在大多数情况下，保护导体的断开将使得此保护无效。在此上下文中，子系统指的是整个供电系统的一个单元，其中该单元可被关闭。所述子系统通常包括一件或多件电气设备。

当保护导体连接的断开(第一故障)与另一故障(第二故障)如归因于间隙和爬电距离的短路或归因于不良绝缘的基本绝缘故障结合时，电击的风险增大。

由于此两种故障情况发生在供电系统中的风险并非微乎其微，因此在接地供电系统中，作为额外保护的剩余电流装置(RCD)的使用已变成规范。

然而，在许多工业供电系统中，使用RCD作为防电击的额外保护是不可能的，因为，归因于供电系统中存在的非常大的网络泄漏电容，即使在不存在额外剩余电流的情况下，存在可明显地高于30mA并将因此立刻触发存在于供电系统中的任意RCD的泄漏电流。

如果由于过量泄漏电流而不可能在接地供电系统中使用RCD，或如果所用的RCD并不适于防电击保护(被设计仅用于消防和安装保护)，在断开的保护导体连接和第二故障的情况下存在如此风险：如预期地操作设备的人将遭受危险的电气事故，因为故障电路将通过人体而闭合。

相反，当保护导体连接并未受损时，在基本绝缘的故障的情况下的剩余电流将几乎完全通过保护导体回流至接地供电系统的馈电点。然而，这将导致非常高的接地故障电流且通常还导致危险的高幅度的接触电压-假定接地供电系统被正确地设计。为此，在第一故障的情况下，需要足够迅速地关闭接地供电系统。

关于保护措施，应特别关注接地供电系统中的转换器系统的安装。与转换器系统的保护导体连接是尤其关键的，因为在转换器系统朝向转换器受控驱动的可触及导电部件的输出处的绝缘故障可导致剩余电流，该剩余电流不仅可以呈现网络频率部分还可以呈现从直流分量至MHz范围中的部分的转换器特定谱部分的相当广的谱。

还需注意的是，转换器与驱动外壳(输出滤波器)的输出相位之间的大泄漏电容可充当用于较高频率部分的低阻抗连接。

在此情况下，传统型A的RCD并不提供充分的额外保护。当保护导体连接有故障时，在类型A的RCD没有识别其的情况下，转换器受控驱动的接触可导致电击。在大多数情况下，即使使用混合的频敏类型F的RCD也将不会可靠地预防电击危险。

在正常操作期间，在大多数情况下，转换器的切换-频率范围(kHz范围)中的泄露电流将早已明显地高于30mA；在高功率转换器驱动的正常操作期间，甚至300mA的泄漏电流限值也常常被超出。RCD的使用-即使出于消防的原因-在此类系统中是不可能的。