本實用新型涉及一種用于不接地供電系統(tǒng)的絕緣故障保護裝置，該絕緣故障保護裝置包括根據標準的用于監(jiān)測不接地供電系統(tǒng)的絕緣電阻的絕緣監(jiān)測裝置。

背景技術：

根據國際標準IEC 61557-8，特定的絕緣監(jiān)測裝置已知是用于監(jiān)測不接地供電系統(tǒng)(法語：isoléterre-IT系統(tǒng))中的絕緣電阻。在本文中，利用了IT系統(tǒng)的獨特優(yōu)點：供電系統(tǒng)不被切斷(斷開)，對負載的連續(xù)供電由IT供電系統(tǒng)供應因此甚至在第一絕緣故障發(fā)生時也被保證，該第一絕緣故障由對地故障或者對外殼故障引起，例如因為IT供電系統(tǒng)的有源零件與地電位分離，即與“地”分離，且在此第一故障情況下，沒有閉合電路可以形成。只有通常非常小的容性剩余電流流動，其決定于IT系統(tǒng)的線路安裝的網絡泄漏電容。

已知的應用領域中，根據標準，絕緣監(jiān)測裝置僅僅用作監(jiān)測裝置，如用在醫(yī)療領域中的IT系統(tǒng)，除已知的應用領域外，應用領域變得越來越重要，其中不接地供電系統(tǒng)尤其是不接地直流系統(tǒng)的切斷也是必需的。例子包括：電動車中充電裝置的使用、和農業(yè)或管道建設中的發(fā)電機一起使用以及和潛水裝置一起使用。此處，除監(jiān)測任務外，以斷開特征/切斷功能為形式的電氣保護功能從而是必需的。

此種開關功能由在接地供電系統(tǒng)中的剩余電流裝置(RCD)以已知的方式執(zhí)行，然而，由于該剩余電流裝置差動電流測量的作用模式，其在不接地的交流和直流系統(tǒng)中發(fā)生第一故障時是無效的。與可利用于接地供電系統(tǒng)中的例如剩余電流裝置(RCD)或者過流保護裝置的保護裝置比較之下，沒有功能上可比較的可用于不接地供電系統(tǒng)或者僅參與在另一外導線上的第二絕緣故障的保護裝置。

技術實現要素：

因此，本實用新型的目的是提供一種用于不接地供電系統(tǒng)的電氣保護裝置，其在第一絕緣故障發(fā)生時除了絕緣監(jiān)測外還滿足擴展的保護功能。

此目的通過一種用于不接地供電系統(tǒng)的絕緣故障保護裝置實現，其包括根據標準的用于監(jiān)測所述不接地供電系統(tǒng)的絕緣電阻的絕緣監(jiān)測裝置，以及包括用于斷開供電系統(tǒng)的切斷裝置，所述切斷裝置借助信號線被直接連接至所述絕緣監(jiān)測裝置，且在所述絕緣監(jiān)測裝置檢測到第一絕緣故障發(fā)生時，所述絕緣監(jiān)測裝置通過所述信號線輸出切斷信號至所述切斷裝置。

通過結合絕緣監(jiān)測裝置和切斷裝置，根據本實用新型的絕緣故障監(jiān)測裝置將標準強制的絕緣監(jiān)測的監(jiān)測功能和剩余電流裝置的保護功能結合。根據其目的，如果絕緣監(jiān)測裝置確定絕緣電阻達不到適于待受監(jiān)測的IT供電系統(tǒng)的可調整的絕緣電阻閾值，這相當于第一絕緣故障發(fā)生，則絕緣監(jiān)測裝置通過信號線直接輸出切斷信號至切斷裝置，且對連接至不接地供電系統(tǒng)的負載的供電通過切斷裝置被斷開。除了絕緣電阻監(jiān)測的功能外，根據本實用新型的絕緣故障保護裝置因此也包括如同從剩余電流裝置所知的切斷功能。

關于絕緣監(jiān)測裝置對第一絕緣故障的檢測的信息，被有利地直接用在切斷裝置中以斷開供電系統(tǒng)。尤其地，絕緣監(jiān)測裝置對對稱和不對稱故障的檢測，由于必需的測量特征而被保證，在安全方面構成顯著的進展。

作為絕緣監(jiān)測裝置形式的具有切斷裝置的安全相關系統(tǒng)的根據本實用新型的絕緣故障保護裝置另外地允許其他用于不接地系統(tǒng)的應用，這些應用以前僅因為沒有可用于不接地系統(tǒng)的保護裝置而獨屬于接地系統(tǒng)。

采用根據本實用新型的絕緣故障保護裝置，新發(fā)現和未來應用也可以被接納。例如，以下事實可以得到解決：用于直流電壓系統(tǒng)的保護裝置在市場中是難以獲得的，以及研究已經顯示的直流故障對剩余電流裝置(RCD)的切斷行為的不利影響。而且，具有切斷的IT系統(tǒng)的優(yōu)勢已經被認識到，關于對稱絕緣故障的發(fā)生的實踐經驗持續(xù)增多，且用于已知的網絡形式中的6mA直流電的傳感器技術已經被引入不同的標準，這些正被重視。

根據本實用新型的絕緣故障保護裝置同等地適合于交流和直流供電系統(tǒng)。尤其地，基于差動電流測量原理以及安裝于用于檢測直流剩余電流或者用于以直流部件檢測交流剩余電流的普通剩余電流裝置(RCD)的精密測量技術不再必要。

在另一個實施例中，切斷裝置具有一組用于斷開供電系統(tǒng)的導線的觸點。

考慮到功能性和斷開特征，絕緣故障保護裝置因此滿足與剩余電流裝置相同的安全標準。

有利地，根據標準的絕緣監(jiān)測裝置和切斷裝置形成共同的結構單元。

因此，絕緣故障保護裝置構成緊湊的結構單元，簡化其如在安裝時的實際使用。

附圖說明

其他有利的實施例特征從借助舉例以說明本實用新型優(yōu)選實施例的附圖和以下描述中變得顯而易見。附圖中：

圖1示出根據本實用新型的絕緣故障保護裝置在不接地交流供電系統(tǒng)中的應用；

圖2示出根據本實用新型的絕緣故障保護裝置在不接地直流供電系統(tǒng)中的應用。

具體實施方式

圖1示意地說明根據本實用新型的絕緣故障保護裝置2在不接地交流供電系統(tǒng)4中的安裝，該不接地交流供電系統(tǒng)4包括兩個導線L1和L2。舉例來說，第一絕緣故障R_F已經發(fā)生在一件設備6上、在導線L1和該件設備6的外殼之間，這引起剩余電流I_F。剩余電流電路通過具有保護導線電阻R_PE的保護導線PE和連接至大地10的接地電極8的電阻R_AE以及通過電纜、線路電容C_E和自然泄漏電容C_N部分地閉合。

絕緣故障保護裝置2包括根據具有功能安全性和滿足例如在國際標準IEC 61557-8中定義的要求的標準的絕緣監(jiān)測裝置12。連接在導線L1、L2和保護導線PE之間的絕緣監(jiān)測裝置12在供電系統(tǒng)4上主動地疊加測量電壓，對應于絕緣電阻的測量電流形成，其反過來在絕緣監(jiān)測裝置12中引起可測量的壓降。在此處說明的絕緣故障R_F的情況中，絕緣電阻降至適于待受監(jiān)測的供電系統(tǒng)4的特征值之下。這被絕緣監(jiān)測裝置12識別為第一次絕緣故障，接著根據本實用新型設置且通過信號線16直接連接至絕緣監(jiān)測裝置12的切斷裝置14被激活以斷開供電系統(tǒng)4。切斷裝置14可以在與絕緣監(jiān)測裝置12公用的殼體中被布置為絕緣故障保護裝置2的集成部件。

圖2使用以下示例示出根據本實用新型的絕緣故障保護裝置2的應用：使用充電裝置26(電動車輛供電設備EVSE)通過不接地直流供電系統(tǒng)20為電動車輛24的電能存儲器22充電的過程。

歸因于發(fā)生在導線L1和保護導線PE之間第一絕緣故障R_F的絕緣電阻降被絕緣故障保護裝置2的絕緣監(jiān)測裝置12檢測到，接著切斷信號通過信號線16被輸出至切斷裝置14。切斷裝置14斷開供電系統(tǒng)20的導線L1、L2。根據本實用新型的絕緣故障保護裝置2可以是直流充電站28的一部分。

特別地在電動車領域，根據本實用新型的絕緣故障保護裝置2的使用伴隨著顯著的優(yōu)勢。例如，可被切斷的直流IT系統(tǒng)20的應用可允許在充電站28中的保護超導線PE的導線截面的減小。特別是在非常高的充電電壓和充電電流的情況下，由于體積和重量的原因，保護導線的截面設計是意義重大的。

在由于安裝的根據本實用新型的絕緣故障保護裝置2而可被切斷的IT系統(tǒng)4、20中，故障電流I_F能用作計算保護導線PE截面的基礎。

標準IEC 61557-8的100秒的切斷時間可設定為IT系統(tǒng)4、20的最大切斷時間。在所述切斷時間內，在另一導線上的第二故障不需要處理，因為兩個獨立且不相關的故障的同時發(fā)生通常可以被忽略，考慮到此種事件的可能性足夠小，風險通常是可容許的。