DD279958A1

DD279958A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung des isolationszustandes des fahrstromkreises gegenueber den anderen fahrzeugteilen elektrisch angetriebener fahrzeuge

Info

Publication number: DD279958A1
Application number: DD30589587A
Authority: DD
Inventors: Hans-Hajo Hedrich; Hubertus Loeffler
Original assignee: Energieversorgung Ingbetrieb
Priority date: 1987-08-11
Filing date: 1987-08-11
Publication date: 1990-06-20

Abstract

Die erfindungsgemaesse Schaltungsanordnung zur Ueberwachung des Isolationszustandes des Fahrstromkreises gegenueber den anderen Fahrzeugteilen elektrisch angetriebener Fahrzeuge ist ueberall dort anwendbar, wo der Fahrstromkreis gegenueber den anderen Fahrzeugteilen (Masse) allpolig isoliert ist und wo eine staendige Kontrolle des Isolationszustandes notwendig erscheint. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, mit deren Hilfe ein allpolig von der Fahrzeugmasse isolierter Fahrstromkreis staendig auf die Aufrechterhaltung des Isolationszustandes ueberwacht wird und die auch kurzzeitige und waehrend des Betriebes auftretende einpolige Isolationsfehler erfasst. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Ausgang eines einseitig an der Fahrzeugmasse liegenden Wechselspannungsgenerators, der einen dem minimal zulaessigen Isolationszustandes angepassten Innenwiderstand aufweist, zum Zwecke der galvanischen Trennung ueber eine Kondensatorschaltung mit dem Eingang eines einseitig auf Fahrzeugmasse liegenden und auf Spannungsunterschreitung der Wechselspannung reagierenden Schwellwertschalters verbunden ist und der gemeinsame Fusspunkt der Kondensatorschaltung am zu ueberwachenden Fahrstromkreis liegt.

Description

Ausführungsbeispiel

Zu Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung an einem batteriegespeisten, gleichstromgetriebenen Fahrzeug dargestellt.

Der Antriebsstromkreis besteht aus der Antriebsbatterie 5, dem Hauptschalter 6, den Sicherungen 7 und 8, dem Stromsteller 9 und derr Antriebsmotor 10.

Der Aufteilung des Antriebsstromkreises für das Überwachungssignal aus dem Generator der Überwachungseinrichtung durch den Stromsteller wird zweckmäßig dadurch begegnet, daß zwei parallele Kondensatorschaltungen 18 vorgesehen werden, die an die von der Antriebsbatterie 5 bis zum Stromsteller 9 und von Stromsteller 9 bis zum Antriebsmotor 10 führenden Prüfabschnitte gekoppelt sind.

Durch die Parallelschaltung weiterer Kondensatorenschaltungen 18 können zusätzliche Prüfabschnitte berücksichtigt werden, die infolge weiterer Elemente im Fahrstromkreis entstehen. Eine besondere Gefährdung am Fahrzeug liegt dort vor, wo der im Fehlerfall auftretende Kurzschlußstrom weder in seiner Höhe noch zeitlich durch Sicherungen 7,8 oder Hauptschalter 6 begrenzt ist. Für diesen Fall sollte eine besondere Meldung festgestellter Isolationsmängel erfolgen.

Die Überwachungseinrichtung besteht zur Erfüllung der Forderungen aus dem ausgeführten Beispiel aus zwei Wechselspannungsgeneratoren 3 und 17 (die auch durch zwei getrennte Ausgangsstufen eines Generators realisiert werden können), aus zwei Schwell Wertschaltern 4 und 11 mit zugehörigen Anzeigespeichern 12,14 und aus zwei Meldeleuchten 13,15.

Tritt ein (auch nur kurzzeitiger) Isolationsfehler in den Prüfabschnitten auf, spricht mindestens einer der Schwellwertschalter 4, 11 an und stellt den zugehörigen Speicher. Haben beide Schwellwertschalter 4,11 angesprochen, kann der Fehler im Batterieberjich oder in der Zuleitung zum Stromsteller liegen.

Die weitere Fehlereingrenzung kann nur dadurch vorgenommen wurden, daß der Hauptschalter 6 geöffnet und die Anzeigespeicher 12,14 zurückgesetzt werden. Spricht jetzt der zum Batteriokreis gehörige Schwellwertschalter 11 erneut an, liegt ein Fehler im Batteriekreis vor.

Für das Rücksetzen der Speicher und zur Herstellung des Betriebszustandes ist der Taster 16 vorgesehen. Während des Fahrbetriebes ist das Erkennen unmittelbarer (niederohmiger) Schlüsse zwischen Teilen des Antriebsstromkreises und der Fahrzeugmasse vorrangig. Der Innenwiderstand Rj des Wechselspannungsgenerators 3 ist dementsprechend niedrig gewählt.

Durch Veränderung des Innenwiderstandes Rj des Wechselspannungsgenerators 3 können auch höhere Widerstandswerte der Isolation, wie sie z. B. durch eingedrungenes Wasser in den Motor oder Elektrolytaustritt aus der Batterie entspringen, erkennbar gemacht und näherungsweise in ihrer Größe bestimmt werden. Das kann mit der gleichen Überwachungsanordnung durch Veränderung des Innenwiderstandes des Wechselspannungsgenerators 3 geschehen. Zweckmäßigerweise ist die Überwachungseinrichtung fest in das Fahrzeug zu installieren.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung des Isolationszustandes des Fahrstromkreises gegenüber den anderen Fahrzeugteilen elektrisch angetriebener Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang eines einseitig an der Fahrzeugmasse (2) liegenden Wechselspannungsgenerators (3), der einem dem minimal zulässigen Isolationswiderstand R_isoi angepaßten Innenwiderstand R, aufweist, mit dem Eingang eines auf Spannungsunterschreitung der Wechselspannung reagierenden Schwellwertschalter (4) verbunden und über eine oder mehrere Kondensatorschaltungen (18) an den zu überwachenden Fahrstromkreis (1) geführt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kondensatorschaltungen (18) parallel zueinander zwischen den Wechselspannungsgeneratoren (3) und (17) und den Schwellwertschaltern (4) und (11) zur gleichzeitigen Überwachung mehrerer Teilstromkreise geschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung und Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur differenzierten Bewertung des Isolationszustandes der Innenwiderstand des Wechselspannungsgenerators (3) veränderlich ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die ertindungsgemäße Schaltungsanordnung ist überall dort anwendbar, wo der Fahrstromkreis gegenüber den anderen Fahrzeugteilen (Masse) allpolig isoliert ist und so eine ständige Kontrolle des Isolationszustandes notwendig erscheint.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus dem Stand der Technik sind keine komplexen technischen Lösungen für die Komplettierung von Elektrofahrzeugen zur Überwachung des Isolationszustandes bei allseitig isolierten Fahrstromkreisen bekanntgeworden.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung des Isolationszustandes von elektrsich angetriebenen Fahrzeugen zu schaffen, um deren Betriebssicherheit zu erhöhen und den Wartungsaufwand zu reduzieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung vorzuschlagen, mit deren Hilfe ein allpolig von der Fahrzeugmasse isolierter Fahrstromkreis ständig auf die Aufrechterhaltung des Isolationszustandes überwacht wird und die auch kurzzeitige und während des Betriebes auftretende einpolige Isolationsfehler erfaßt. Da die relativ hohe Belastungsfähigkeit der Antriebsstromquellen elektrisch angetriebener Fahrzeuge bei Kurzschlüssen zu Zerstörungen am Fahrzeug führen kann und sich daraus erhebliche Gefährdungen ergeben können, wird vielfach die vollständige galvanische Trennung von Antriebsstromkreis/Fahrstromkreis gegenüber Fahrzeugmasse angewendet, auch wenn dies aus Gründen des Berührungsschutzes z. B. nicht erforderlich wäre.

Da die Fehler im Entstehungszustand oft nur intermittierend uno während der Bewegung des Fahrzeuges auftreten (Scheuerstellen der Leitungen z. B.), ist die Erkennung durch Kontrollmessungen erschwert und unsicher. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ausgang eines einseitig an der Fahrzeugmasse 2 liegenden Wechselspannungsgenerators 3, der eine dem minimal zulässigen Isolationszustand angepaßten Innenwiderstand R₁ aufweist, zum Zwecke einer galvanischen Trennung über eine Kondensatorachaltung 18 mit dem Eingang eines einseitig auf Fahrzeugmasse 2 liegenden und auf Spannungsunterschreitung der Wechselspannung reagierenden Schwellwertschalters 4 verbunden ist und der gemeinsame Fußpunkt der Kondensatorschaltung 18 am zu überwachenden Fahrstromkreis 1 liegt. Bei entsprechender Dimensionierung der Kondensatorschaltung 18 sind deren Wechselstromwiderstand vernachlässigbar, und der Isolationswiderstand R_i50| des Wechselspannungsgenerators 3 bildet mit dem Innenwiderstand Rj einen Spannungsteiler, mit dem der Isolationszustand bewertet werden kann (Fig. 1).

Die Kurvenform der Wechselspannung aus dem Wechselspannungsgenerator 3 hat für die Funktion der Ei-findung nachgeordnete Bedeutung. Es ist aber zu beachten, daß aus dem Fahrstromkreis 1 weitere Wechselspannungen als Störspannung an den Eingang des Schwellwertschalters 4 gelangen können. Je nach Art und Größe dieser Störspannungen kann durch Wahl der Frequenz und Kurvanform der Generatorspannung, Tastung des Schwellwertschalters 4 u.a.m. die Unterscheidungsfähigkeit des Schwellwertschalters 4 gegenüber periodischen Störspannungen gewählleistet werden. Schaltspannungen und andere nichtperiodische Störspannungen, die zeitweise gegen Null gehen, bleiben ohne Einfluß auf die Bewertung des Isolationswiderstandes Ri,_oi, weil der Schwellwertschalter 4 die Schwellwertunterschreitung durch geminderten Isolationswiderstand R_ISOi erkennt. Es muß aber eine Überlastung des Eingangs (durch bekannte Mittel) verhindert und eine den Bedingungen angepaßte Ansprechzeit des Schwellwertschalters 4 gewährleistet werden.