[发明专利]确定非接地供电系统中局部系统泄漏电容的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于选择性地确定由主系统(4)和至少一个局部系统(6)组成的非接地供电系统(2)中的局部系统泄漏电容(Ce)的方法和监测设备(9)。根据本发明的监测设备包括：扩展的绝缘监测系统(20)，被配置为用于确定供电系统(2)的整体系统泄漏电容(Ceges)；扩展的绝缘故障定位系统(30)，被配置为用于确定在相应的局部系统(6)中捕获的局部测试电流(Ie)的欧姆和电容性局部测试电流部分(Ire，Ice)；以及阻抗评估系统(40)，用于确定待监测的每个局部系统(6)的局部绝缘电阻(Re)和局部系统泄漏电容(Ce)。

技术领域

本发明涉及用于选择性地确定由主系统和至少一个局部系统组成的非接地供电系统中的局部系统泄漏电容的方法和监测设备。

背景技术

当对操作、火灾和接触安全性的要求增加时，使用非接地供电系统的网络配置。在这种网络配置中，供电系统的有源部件相对于“地”与地电位分离-或者经由足够高的阻抗连接到地。因此，这种形式的供电系统也被称为隔离网络(IT)或IT供电系统。

如果在第一故障实例(例如，接地故障或物理接触)中不会出现危险的故障电流，那么有源部件和地之间的(中性点)阻抗被认为足够高。

非接地供电系统的主要优点在于，在绝缘监测系统连续监测绝缘状态的前提下，即使已经出现第一故障，非接地供电系统也能够在没有规定的时间限制的情况下继续操作；但是，建议尽快消除第一故障。

为了满足快速消除第一故障的要求，绝缘故障定位系统通常用在具有一个主系统和若干局部系统的扩展的、广泛分支的非接地供电系统中。

绝缘故障定位系统主要由一个测试电流产生器以及若干测试电流传感器组成，测试电流产生器产生测试电流并在一个或多个有源导体与地之间的中心位置处将该测试电流馈送到非接地供电系统中，若干测试电流传感器大多数被配置为测量电流互感器并且被布置在待监测的线路出口(局部系统)处，以便在那里捕获局部测试电流，所述测量电流互感器连接到用于评估测量信号的中央绝缘故障评估设备。

为了衡量供电系统是否实际上是非接地的或足够高阻抗的供电系统，不仅要对绝缘电阻进行持续监测，而且还要对预期的系统泄漏电容和用于将连接的操作装置接地的接地系统的布局进行严格监控。

在大多数应用中，对预期的系统泄漏电容和接地系统的监控在规划阶段，在初始操作期间和在重复测试中就足够。

但是，存在对安全性至关重要的电气设施，诸如在铁路应用中，其中系统泄漏电容不能被视为静态量，而是必须被视为也可以经由不同的影响因素在测试间隔内发生临界变化的动态参数，影响因素诸如环境影响(湿度、损害)。

超过系统泄漏电容阈值与本接地系统的电气特性相结合可导致不再满足电气安全性的规范要求。在这些情况下，应该自动关闭非接地供电系统。

但是，这与非接地供电系统的基本概念相矛盾，非接地供电系统基于防止设施在出现第一故障时被关闭以及操作停顿带来的后果。

根据现有技术，做出努力以在重复测试的过程期间确认保护性接地系统是否仍然被适当地配置。例如，操作期间增加的系统泄漏电容可导致保护性接地系统不再与操作条件对应。

不幸的是，这部分的重复测试不能在电气设施的运行操作期间执行。取决于待测试的供电系统的扩展和复杂性，在这种情况下估计需要相当长的时间要求和对应的操作停顿持续时间。

而且，如果仅在某些操作状态下发生系统泄漏电容增加，那么在重复测试期间发现这种可能危险的可能性就会非常小。

在实践中使用的另一种可能的解决方案包括使接地系统过大。使保护性导体横截面从一开始就过大，使得即使出现在操作期间预期的系统泄漏电容的波动时也满足规范要求。取决于相应的应用，这种可能性不能以经济上可行的方式执行。根据经验，设计者和电气设施的操作员都不足够熟悉重要的相关系统参数(诸如系统泄漏电容及其波动范围)是有问题的。