使用可变频率的测试信号的隔离监控的制作方法
【专利摘要】在监控未接地电网的隔离的方法中，AC电压源（12）经由至少一个测试电阻器（RK）连接到电网。具有相对于地的周期性连续电压过程和频率的测试信号（uP）通过AC电压源（12）施加到电网。由于测试信号（uP）而流动的泄漏电流（iAb）被测量；并且根据泄漏电流（iAb）确定欧姆隔离电阻（Riso）。改变测试信号（uP）的频率，以使得泄漏电流（iAb）的有功电流部分在电网变化的泄漏电容（CAb7,CAb8）下保持预定的推荐值。这以隔离或接地故障检测的最大速度提供了期望水平的准确度。
【专利说明】使用可变频率的测试信号的隔离监控
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该国际申请要求标题为“ Isolationsiiberwachung mit einem Priifsignalvariabler Frequenz” 并于 2011 年 5 月 24 日提交的德国专利申请 N0.DE102011050590.3的优先权。
【技术领域】
[0003]本发明涉及监控未接地电网的隔离的方法。更具体地，本发明涉及监控未接地电网的隔离的方法，其包括下列步骤:经由至少一个测试电阻器将AC电压源连接到电网；通过AC电压源将包括相对于地的周期性连续电压过程和频率的测试信号施加到电网；测量由于测试信号而流动的泄漏电流；以及根据泄漏电流确定欧姆隔离电阻。
[0004]此外，本发明涉及用于监控未接地电网的隔离的装置。更具体地，本发明涉及用于监控未接地电网的隔离的装置，其包括:配置成经由至少一个测试电阻器连接到电网并产生具有相对于地的周期性连续电压过程和频率的测试信号的AC电压源；测量由于测试信号而流动的泄漏电流的测量设备；以及根据泄漏电流确定欧姆隔离电阻的评估设备。
[0005]未接地电网可以是DC或AC电网；它还可具有例如在逆变器的输入侧的DC区域和例如在逆变器的输出侧的AC区域。
[0006]未接地电网可以是所谓的IT (法语:isol6e terre)电网，特别是光伏系统或任何其它未接地电网。
【背景技术】
[0007]没有与未接地电网的任何线路的电接地的固定关系的未接地电网也可以被指定为IT (法语:isol6e terre)电网。在这样的电网中，在线路之一和地之间的隔离故障只导致该线路被接地，而电网仍然可操作。然而，这样的隔离故障应尽可能快地被检测到，以能够在任何另外的迫使电网停机的隔离故障出现之前对其进行修理。
[0008]在IT电网中，可通过测量并评估对地的阻抗来检测关于地的隔离故障。对地的阻抗是复值，其由作为其实部的感兴趣的欧姆隔离电阻和作为其虚部的对地的电容性电抗组成。对地的电容性电抗是电网的相对于地有效的泄漏电容的结果。
[0009]IT电网常常用在光伏系统中。由于它们的仅太阳能模组的表面积，光伏系统展示出相对于地的高泄漏电容。当例如雨落在光伏系统上时，这些泄漏电容的值发生相当大地变化。由于高的和同时变化的泄漏电容，监控作为IT电网来操作的光伏系统相对于地的隔离变得相当复杂。此外，由于MPP跟踪而在相应的光伏发电机上出现的电压变化也可能在光伏系统的隔离监控中引起问题。
[0010]从DE2542811B1已知了用于监控未接地电网的隔离的方法及装置。在这里，具有在从25Hz到500Hz的优选范围内的频率的正弦形测试信号通过AC电压源施加到测量对象。在与AC电压源串联连接的电阻器上的电压降用作对由测试信号引起的泄漏电流的测量。泄漏电流提供到在与测试信号同相操作的整流器电路，以确定与测试信号同相的泄漏电流的有功电流部分。已知方法和已知装置结果证明仅在非常有限的程度上适于作为IT电网操作的光伏系统的隔离监控，因为泄漏电流的有功电流部分比较小且因此仅能以较高的误差来确定该有功电流部分。
[0011]从DE3882833D2已知用于监控未接地电网的隔离的另一方法和另一装置。在这里，指示在AC电流电网被监控的情况下，施加到IT电网的测试信号应具有在AC电流的频率以下的频率，并且该频率应低至使得在被监控的电网的泄漏电容上流动的电流被最小化。例如，IOHz的频率被提到。接着为确定隔离电阻对泄漏电流的该无功电流部分进行补
\-ZX O
[0012]在从EP0654673A1已知的用于监控未接地DC和AC电网的隔离的方法和装置中，将具有方波电压过程的测试信号施加到将通过电压源监控的电网。基于所产生的泄漏电流，在测量对象和地之间的隔离电阻的绝对值被确定。由于使用方波电压过程，暂态效应(特别是在待监控的电网中相对于地的任何电容的加载)在测量泄漏电流之前必须等待。由于此，当存在高电容时，隔离电阻的测量值非常低。以前的暂态效应一旦结束且泄漏电流一旦被测量，就试图通过将下一电压阶跃施加到测试信号来对此进行补偿。然而使用高泄漏电容，隔离电阻的单个测量可能仍然花费大约数分钟的时间。这对快速检测隔离故障是不够的。
[0013]因此，仍然需要对用于监控未接地电网的隔离的稳定和快速响应的方法和装置，其能够安全检测出现的隔离故障，即使当存在高泄漏电容，并特别是当存在变化的泄漏电容时。
【发明内容】
[0014]本发明涉及监控未接地电网的隔离的方法。在该方法中，AC电压源经由至少一个测试电阻器连接到电网。包括频率和相对于地的周期性连续电压过程的测试信号通过AC电压源施加到电网。由于测试信号而流动的泄漏电流被测量，且根据泄漏电流确定欧姆隔离电阻。改变测试信号的频率，以使得泄漏电流的有功电流部分在电网变化的泄漏电容下保持预定的推荐值。
[0015]本发明还涉及用于监控未接地电网的隔离的装置。该装置包括:(i)AC电压源，其被配置成经由至少一个测试电阻器连接到电网，并产生具有频率和相对于地的周期性连续电压过程的测试信号；(ii)测量设备，其测量由于测试信号而流动的泄漏电流；以及(iii)评估设备，其根据泄漏电流确定欧姆隔离电阻。AC电压源改变测试信号的频率，以使得泄漏电流的有功电流部分在电网变化的泄漏电容下保持预定的推荐值。
[0016]泄漏电流的有功电流部分保持预定的推荐值意味着它保持在值的受限范围内，并以隔离或接地故障检测的最大速度提供了期望水平的准确度。
[0017]当审查下面的附图和详细描述时，本发明的其它特征和优点将对本领域技术人员变得明显。旨在将所有这样的附加特征和优点包括在本文中的如权利要求所限定的本发明的范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]参考以下附图可更好地来理解本发明。附图中的部件不一定按比例，相反强调明确地说明了本发明的原理。在附图中，相似的附图标记在整个数副图中表示相对应的部分。
[0019]图1示意性示出包括逆变器并作为IT电网操作的光伏系统以及用于监控IT电网的隔离的装置的AC电压源和测量设备。
[0020]图2示出用于确定在根据图1的IT电网与电接地之间存在的电压的简化等效电路图；以及
[0021]图3是复泄漏电流IAb的矢量图，复泄漏电流IAb由作为其实部的有功电流部分Iw和作为其虚部的无功电流部分Ib组成。
【具体实施方式】
[0022]在这里公开的用于监控未接地电网的隔离的方法中，测试信号的频率不是固定的，而是将适应于目前有效的电网的泄漏电容。该适应可以利用很多不同的方法(例如通过重复地或连续地调制测试信号的频率)来实现。在任何情况下，测试信号频率的变化的目的是将泄漏电流的有功电流部分维持在高水平处，以使得实现预定的推荐值。以这种方式，确保可以以足够的准确性和可靠性来确定所监控的电网的隔离电阻。同时，也通过将测试信号的频率向下改变到仅仅实现足够的精确性和可靠性所需的这种程度，以在最少量的时间内实现该确定。换句话说，如果超过推荐值(这总之对实现足够的准确性和可靠性是不必要的)，则对改变的隔离电阻且特别是对隔离故障做出反应所需的时间将会不必要得长。因此，在这里公开的方法中，对改变的隔离电阻且特别是对隔离故障做出反应所需的时间通过保持推荐值来保持尽可能短。另一方面，在这里公开的方法中，推荐值是有功电流部分达到的最小值；然而另一方面，它是不被不必要地超过的目标值。
[0023]具体地，泄漏电流的有功电流部分的预定推荐值可以是泄漏电流的有功电流部分相对于整个泄漏电流的相对有效值，其保持在预定的相对窗口内，即，特别是在百分比窗口或百分比值的受限范围内。泄漏电流的有功电流部分的相对有效值和整个泄漏电流的关系直接对应于关于引起的测试信号的泄漏电流的相位角。一方面根据准确性和可靠性的水平且同时另一方面根据待实现的反应时间，泄漏电流的有功电流部分的推荐值可被确定为泄漏电流的有功电流部分相对于整个泄漏电流的相对有效值，且可以在从0.1%到50%的典型百分比范围内。优选地，该推荐值为大约10%，从而对应于大约80°的相位角。在特定情况下，推荐值也可被设定为小于0.1%或大于50%。将认识到，如果已经检测到低欧姆隔离故障，则不需要根据针对有功电流部分所推荐的值来进一步增大测试信号的频率。替代地，测试信号的频率可被限制到最大值。在低欧姆隔离故障没有被检测到的情况下，可将该最大值设置成使得它不被达到。
[0024]在这里公开的方法中，测试信号的频率可根据跟踪方法连续改变，以使得泄漏电流的有功电流部分的推荐值总是保持尽可能得接近。为了找到保持推荐值所需的频率，测试信号的频率也可在扩展的频率范围内被重复地扫描。也可以连续地调制测试信号的频率。然而，必须考虑到，在扫描或调制频率期间，在不符合推荐值的测试信号的所有频率下，未实现最佳测量条件，这是因为在太低的频率下，该方法对隔离故障期望做出的反应慢于期望对隔离故障期望做出的反应，或在太高的频率下，该方法操作的准确度低于期望的准确度。
[0025]在这里公开的方法的特定实施例中，也调制测试信号的振幅。可以进行振幅调制，以使得由AC电压源馈送的电功率保持恒定，而不管其随着频率调制的基本变化。可选地，振幅调制可用于保持下列值恒定:(i)泄漏电流的有功电流部分的绝对有效值，或(ii)AC电压源的功率的绝对有功功率值，或(iii) AC电压源的相对于其整个电功率的相对有功功率值。
[0026]此外，测试信号的频率和/或振幅的调制以有利的方式可用于确定测试信号与由测试信号引起的泄漏电流之间的互相关。通过互相关所确定的相似性对应于复泄漏阻抗的绝对值，而测试信号与泄漏电流之间的时移对应于复泄漏阻抗的相位角。
[0027]可选地或此外，泄漏电流可乘以与测试信号Up同相的参考函数。可随后在参考函数的整数数量的周期上对该乘法的乘积进行平均。如果测试信号是正弦信号且如果参考函
数是具有例如的峰值的正弦函数，则所产生的平均值直接对应于泄漏电流的有功电流
部分的有效值。以类似的方式，也可通过使泄漏电流乘以相对于测试信号具有η/2相移的另一参考函数，并通过在另一参考函数的整数数量的周期上对乘法的乘积进行平均来确定泄漏电流的无功电流部分。在正弦信号作为测试信号的情况下，余弦函数可用作另一参考函数，再次优选具有的峰值。实际上，也可通过低通滤波来实现对相应的乘积的平均。
[0028]因为测试信号只连续地变化，因此泄漏电流(特别是泄漏电流的有功电流部分)的阶跃不由测试信号引起，而是隔离故障的指示。当泄漏电流的有功电流部分超过阈值时或当基于泄漏电流确定的隔离电阻下降到低于阈值时，这样的隔离故障当然也一直存在。
[0029]当将这里公开的方法应用于包括逆变器的光伏系统时，AC电压源优选在逆变器的DC电流侧连接到电网，该逆变器的AC电流侧一直到变压器未接地。然而通常，它也可连接到逆变器的AC电流侧的电网的单独线路。在这里，关于电网的隔离状态且特别是关于当前隔离故障的位置的额外信息可通过另外的测量来得到。即使仅在逆变器的DC电流侧上执行本文描述的方法时，逆变器的AC电流侧的隔离故障也可被检测到，只要操作逆变器(可选地)将其DC电流侧的线路与其AC电流侧的线路电流连接。为了将隔离故障定位到逆变器的DC电流或AC电流侧，随后停止逆变器的操作使得其AC电流侧与其DC电流侧电流分离就足够了。如果隔离故障随后不再从其DC电流侧检测到，则它在AC电流侧。然而如果仍然从DC电流侧检测到隔离故障，则它在DC电流侧。
[0030]关于电网的隔离状态的额外信息也可通过确定来自电网的相对于彼此被隔离的单独线路的分流电流(partial current)来得到。可在电压源和电网的单独线路之间直接确定分流电流，或基于单独线路的相对于地的电压间接确定分流电流。评估分流电流允许将检测到的隔离故障分配给电网的单独线路。这至少适用于电网的隔离(即，电流分离)线路。在包括光伏发电机的电网中，该隔离没有现有的操作。一旦光伏发电机变成不活动和非导电的，像在夜晚期间，然而该隔离就会存在，且随后可以按所描述的方式至少定位隔离故障。也可在白天期间通过布置在光伏发电机和逆变器之间的单独线路中的开关来实现这样的定位。如果这些开关被逐个断开且如果同时在DC电流侧测量来自电网的单独线路的分流电流，则可确定出隔离故障位于相应断开的开关的哪一侧。
[0031]现在更详细地参考附图，图1示意性示出光伏系统I，其被设置为IT电网，S卩，为相对于电接地5隔离的电网，并从光伏发电机2越过逆变器3延伸一直到变压器4。从光伏发电机2 —直到逆变器3，IT电网是DC电网，且从逆变器3 —直到变压器4，IT电网是AC电网。经由变压器4，光伏系统I将来自光伏发电机2的电能馈送到公共AC电网6，其具有对地5的固定参考。逆变器3的输入线7和8相对于地5的隔离电阻Riso7和Ristj8由图1中的欧姆电阻器9来表示。这些欧姆电阻器9并联连接到电容器10，其代表输入线7和8相对于地的泄漏电容Cab7和Cab8。这些泄漏电容Cab7和Cab8本质上产生于光伏发电机2的太阳能模块的大的表面积。
[0032]如果在输入线7或8之一中存在隔离故障，即，当隔离电阻Ristj7或Ristj8之一变得太小从而出现接地故障时，光伏系统I未必完全关闭。当光伏发电机2的第二输入线且因此第二极仍然相对于地5隔离时，关闭逆变器3常常足以避免高泄漏电流流动。然而，对于关闭逆变器3和在修理接地故障的任何情况下，该接地故障必须尽快被检测到。为此，提供了装置11。该装置11包括AC电压源12，将包括相对于地5的周期性连续电压过程的测试信号通过该AC电压源12经由包括两个测试电阻器Rk7和Rk8的耦合网络13施加到光伏系统I的逆变器3的DC电流侧的电网。由在这里作为安培计的测量设备14来测量由于测试信号％而在耦合网络中流动的泄漏电流iAb。此外，由也作为安培计的测量设备15和16来测量流经测试电阻器Rk7和Rk8的分流电流iAb7和iAb8。可选地，由作为伏特计的测量设备17和18来测量在输入线7和8分别与地5之间的电压uAb7和uAb8。测试信号Up可由相对于地的正弦形AC电压组成，该AC电压的振幅可被调制。在每种情况下，测试信号包括相对于地的周期性连续电压过程，且它可相对于其频率而变化。该变化可被产生为啁啾或小波；然而优选地，它是连续的变化，或频率在其最佳值通过啁啾或通过小波确定之后保持恒定，一直到下一啁啾或小波。
[0033]由测量设备14到18测量的电流或电压取决于隔离电阻1^。7和1^。8以及泄漏电容CAb7和CAb8及测试信号Up的频率。特别是，根据Xc=I/ (2 fXCAb)，AC电流电阻和泄漏电抗Xc取决于泄漏电容CAb7和CAb8，其中f是测试信号Up的频率。使用非常高的泄漏电容CAb，电容性泄漏电抗Xc变小，且相应地，与相对高的隔离电阻Riso7和Ristj8相比，测试信号Up在泄漏电容CAb7和CAb8上引起高的泄漏电流。这阻碍基于测量泄漏电流iAb以足够高的准确度确定隔离电阻Ristj7和RiS()8。当测试信号％的频率f减小时，泄漏电抗X。增大，这意味着从相对观点来看在泄漏电容CAb7和CAb8上的泄漏电流变得较小而经过隔离电阻Ristj7和Ristj8的泄漏电流变得较高。随着测试信号Up的总功率保持恒定，这在当前的情况下甚至允许随着测试信号增大的频率而增大测试信号％的振幅，从绝对观点看，流经隔离电阻Riso7和Rist58的泄漏电流也增大。然而，测试信号Up的频率f的减小导致隔离电阻Rist57和Riso8的确定变得较慢，并因此无法快速地检测到隔离电阻Rist57和Riso8的变化。由于这个原因，实现测试信号Up的频率f的优化，以确保一方面泄漏电流对隔离电阻Ristj7和Ristj8的确定足够高，而在另一方面保持对隔离电阻的变化做出反应的测试所需的时间很短。
[0034]根据图2的简化等效电路图示出了如何根据所测量的泄漏电流iAb和耦合网络13的测试电阻器Rk的值推断出在耦合网络13上的电压降uKk。根据网孔规则，于是可确定并联连接的隔离电阻Ris。和泄漏电容CAb上的电压降uAb。以这种方式，电流iAb和电压Uab可用于确定Ris。和CAb的值。可选地，也可直接测量电压uAb。然而，这由于根据图1的光伏发电机2的高输出值而需要一些努力，且只提供了较低的准确度。然而，在耦合网络13上下降的电压uKk也可不费力地被直接测量。
[0035]以与从uAb和iAb产生的隔离阻抗Z是复值(其由作为其实部的隔离电阻R和作为其虚部的泄漏电抗X。组成)相同的方式，泄漏电流IAb也是由作为其实部的有功电流部分Iw和作为其虚部的即电容泄漏电流的无功电流部分Ib组成的复值(参见图3)。可通过将iAb的与时间相关的测量值乘以与测试信号Up同相的正弦函数来确定实部Ib的有效值。相应地，可通过将iAb的与时间相关的测量值与包括相对于测试信号％的π /2相移的参考信号相乘来获得虚部Ib的有效值。然而以这种方式，如果Iw相对于电容泄漏电流(即，IAb的无功电流部分Ib)足够高，则只得到Iw的足够准确的值。这通过根据这里公开的方法调谐测试信号Up的频率来确保。换句话说，通过足够小的频率来确保无功电流部分Ib不太强烈地超过在Ris。和CAb的并联电路中的泄漏电流IAb的有功电流部分Iw，否则因为已经由于在光伏系统上的降雨而导致例如由泄漏电容的变化引起的在泄漏电流IAb的有功功率部分1￥和无功功率部分Ib之间的相位角Φ的小变化将会对在确定隔离阻抗Z的无功功率部分Ib和感兴趣的实部R时的准确度方面有强烈的影响。
[0036]也在关于隔离故障的快速检测被优化的测试信号Up的频率f处，在泄漏电流的有功电流部分和无功电流部分之间的相位角?由于在光伏系统中的相对高的隔离电阻R和相对小的泄漏电抗Xc之间的典型关系而导致只显示对感兴趣的隔离电阻R的值的很少依赖性。特别是，在不通过将数字化信号uAb和iAb每个分别乘以正弦信号或余弦信号来确定相位角f(该正弦信号或余弦信号与测试信号Up同相并然后被低通滤波)的情况下，完成这里描述的方法。以这种方式得到的DC值代表通过测试信号耦合的功率的虚拟的有功部分(来自与参考正弦的乘法的Uw和Iw)和无功部分(来自与参考余弦的乘法的Ub和IbX根据这些值可计算出虚功率:
[0037]P=UwXIw+UbXIb
[0038]Q=UwXIb-UbXIw
[0039]从虚功率中，可如下根据光伏发电机和地之间的电压的有效值来确定具有电阻和电抗部分Rlso和X。的复阻抗Z:
[0040]Riso=UeffVP
[0041]Xc=UeffVQ
[0042]在这里公开的方法中，iAb的测量值在被数字化之后也可通过计算关于测试信号Up的互相关来评估，该测试信号Up关于其频率和/或其振幅而被调制，其中确定与有功电流部分和无功电流部分之间的相位角Φ相对应的关于Up的iAb的时移，并确定在测试信号Up和与复隔离阻抗Z相对应的测量信号iAb之间的相似性。关于测试信号Up的电压过程，特别调谐的小波在这里是适当的，例如具有正弦形载波和在具有O到30伏特的振幅的从0.1到IHz的频率范围内的调制的小波。通常，将测试信号Up的振幅保持在50伏特的安全极低电压以下是适当的。
[0043]通过调谐测试信号Up的频率f所确保的在这里公开的方法的灵敏性不仅仅适用于量化地完全确定复隔离阻抗Z或仅其实部Ris。。因为测试信号％包括连续电压过程且不包括高频率，因此由测试信号引起的测量值iAb、iAb7、iAb8、uAb7、uAb8 (特别是泄漏电流的所确定的有功电流部分)不会包括任何阶跃状变化。如果这样的阶跃出现在测量值中，则这是输入线7和8的隔离的突然故障的指示。此外，区分开iAb7和iAb8或uAb7和uAb8允许至少粗略地定位任何隔离故障。在这里，网格规则可单独地应用于根据图1的逆变器3的两个输入线7和8以及根据图2的光伏发电机2的对应极，而至少光伏发电机2不对输入线7和9取捷径。在夜晚期间在没有隔离时特别是这种情况。通过停止逆变器的操作并因此中断其输出线20到22与输入线7和8之间的(交替)电流连接，可进行隔离故障到逆变器3的AC电流侧的定位。由于逆变器的AC电流侧的隔离故障，泄漏电流IAb将于是减小。为了进一步定位AC电流侧的隔离故障，测试信号可随后施加到逆变器3的单独输出线20到22，同时测量所产生的泄漏电流。
[0044]在实质上不偏离本发明的精神和原理的情况下，可对本发明的优选实施例进行很多变化和修改。所有这样的修改和变化旨在被包括在本文中的如下面的权利要求所限定的本发明的范围内。
[0045]参考数字的列表
[0046]I光伏系统
[0047]2光伏发电机
[0048]3逆变器
[0049]4变压器
[0050]5 地
[0051]6 AC 电网
[0052]7输入线
[0053]8输入线
[0054]9欧姆电阻器
[0055]10电容器
[0056]11 装置
[0057]12 AC 电压源
[0058]13耦合网络
[0059]14测量设备
[0060]15测量设备
[0061]16测量设备
[0062]17测量设备
[0063]18测量设备
[0064]20输出线
[0065]21输出线
[0066]22输出线
【权利要求】
1.一种监控未接地电网的隔离的方法，包括: -将AC电压源(12)经由至少一个测试电阻器(Rk)连接到所述电网， -将包括频率和相对于地的周期性连续电压过程的测试信号Up)通过所述AC电压源(12)施加到所述电网， -测量由于所述测试信号(Up)而流动的泄漏电流(iAb)，以及 -根据所述泄漏电流(iAb)确定欧姆隔离电阻(Ris。)， 其中改变所述测试信号(Up)的所述频率，以使得所述泄漏电流(iAb)的有功电流部分在所述电网的变化的泄漏电容(CAb7，CAb8)下保持预定的推荐值。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据跟踪方法来改变所述测试信号Up)的所述频率⑴。
3.如权利要求1所述的方法，其中在扩展的频率范围上重复地增大和/或减小所述测试信号(Up)的所述频率(f)。
4.如权利要求1所述的方法，其中连续调制所述测试信号Up)的所述频率(f)。
5.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中调制所述测试信号(Up)的振幅。
6.如权利要求5所述的方法，其中调制所述测试信号(Up)的振幅，以使得下列项保持恒定: -由所述AC电压源(12)耦入的`电功率，或 -所述泄漏电流(iAb)的所述有功电流部分的绝对有效值，或 -由所述AC电压源(12)耦入的所述电功率的绝对有功功率值，或 -由所述AC电压源(12)耦入并相对于所述AC电压源(12)耦入的整个电力值的所述电功率的相对有功功率值。
7.如权利要求4到6中的任一项所述的方法，其中确定在所述测试信号(Up)与所述泄漏电流(iAb)之间的互相关。
8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中将所述泄漏电流(iAb)乘以与所述测试信号(Up)同相的参考函数，且在所述参考函数的整数数量的周期上对乘积进行平均来用于确定所述泄漏电流(iAb)的有功电流部分，和/或将所述泄漏电流(iAb)乘以具有相对于所述测试信号Up)的π /2相移的另一参考函数，且在所述另一参考函数的整数数量的周期上对乘积进行平均来用于确定所述泄漏电流(iAb)的无功电流部分。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述测试信号(Up)是正弦信号。
10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中如果所述泄漏电流(iAb)的所述有功电流部分超过阈值和/或如果所述泄漏电流(iAb)和/或所述泄漏电流(iAb)的所述有功电流部分显示阶跃状变化，则指示隔离故障。
11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中测量来自所述电网的相对于彼此隔离的单独线路的分流泄漏电流，并相对于所检测的隔离故障的位置来评估所述分流泄漏电流。
12.如权利要求11所述的方法，其中在所述AC电压源(12)和所述电网的所述单独线路(7，8 )之间直接测量所述分流泄漏电流，或通过所述单独线路(7，8 )相对于地(5 )的电压间接测量所述分流泄漏电流。
13.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述AC电压源(12)连接到在逆变器(3)的DC电流侧的电网。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述泄漏电流(iAb)和/或来自所述电网的单独线路(7，8)的分流泄漏电流 -在所述逆变器处于操作时，以及 -在所述逆变器未处于操作时，其中可选地将布置在所述线路(7，8)中的多个开关中的一个开关断开， -在逆变器(3)的DC电压侧被测量， -并相对于所检测的隔离故障的位置而被评估。
15.一种用于监控未接地电网的隔离的装置(11)，包括: -AC电压源(12)，其配置成经由至少一个测试电阻器(Rk)连接到所述电网并产生具有频率和相对于地(5)的周期性连续电压过程的测试信号(uP)， -测量设备(14)，其测量由于所述测试信号(Up)而流动的泄漏电流(iAb)，以及 -评估设备，其根据所述泄漏电流(iAb)确定欧姆隔离电阻(Ris。)， 其中所述AC电压源(12)改变所述测试信号(Up)的所述频率，以使得所述泄漏电流(iAb)的有功电流部分在所述电网的变化的泄漏电容(CAb7，CAb8)下保持预定的推荐值。
16.如权利要求15所述 的装置(11)，其中所述AC电压源(12)根据跟踪方法来改变所述测试信号(Up)的所述频率。
17.根据权利要求15所述的装置(11)，其中所述AC电压源(12)在频率范围上重复地增大和/或减小所述测试信号Up)的所述频率。
18.如权利要求15所述的装置(11)，其中所述AC电压源(12)连续地调制所述测试信号(Up)的所述频率。
19.根据权利要求15到18中的任一项所述的装置(11)，其中所述AC电压源(12)调制所述测试信号Up)的振幅。
20.根据权利要求18或19所述的装置(11)，其中所述评估设备确定在所述测试信号(Up)与所述泄漏电流(iAb)之间的互相关。
21.根据权利要求15到20中的任一项所述的装置(11)，其中所述评估设备将所述泄漏电流(iAb)乘以与所述测试信号Up)同相的参考函数，且在所述参考函数的整数数量的周期上对乘积进行平均，来用于确定所述泄漏电流(iAb)的有功电流部分，和/或将所述泄漏电流(iAb)乘以具有相对于所述测试信号Up)的π/2相移的另一参考函数，且在所述另一参考函数的整数数量的周期上对乘积进行平均，来用于确定所述泄漏电流(iAb)的无功电流部分。
22.根据权利要求15到21中的任一项所述的装置(11)，其中所述测试信号(Up)是正弦信号。
23.根据权利要求15到22中的任一项所述的装置(11)，其中当所述泄漏电流(iAb)的所述有功电流部分超过阈值时和/或当所述泄漏电流(iAb)和/或所述泄漏电流(iAb)的所述有功电流部分显示阶跃状变化时，所述评估设备指示隔离故障。
24.根据权利要求15到23中的任一项所述的装置(11)，其中所述测量设备(15到18)测量从所述电网的相对于彼此隔离的单独线路(7，8)流动的分流电流，且其中所述评估设备相对于所检测的接地故障的位置来评估所述分流电流。
25.根据权利要求24所述的装置(11 )，其中所述测量设备(15到18)在所述AC电压源(12)和所述电网的单独线路(7，8)之间直接测量所述分流电流，或通过所述单独线路相对于地的电压来间接测量所述分流·电流。
【文档编号】G01R27/18GK103547932SQ201280024649
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月24日 优先权日:2011年5月24日
【发明者】D·赫尔梅林, R·莱曼 申请人:艾思玛太阳能技术股份公司