Technisches Gebiet der Erfindung

Stand der Technik

Ein DC-Energiesystem umfasst mindestens eine Energiequelle, die elektrische Leistung bevorzugt als Gleichstrom zur Verfügung stellt, also eine DC-Quelle, z.B. eine Batterie, einen PV-Generator oder eine Brennstoffzelle, und mindestens eine Last, die elektrische Leistung bevorzugt als Gleichstrom verbraucht, also eine DC- Senke, z. B. einen Verbraucher, sowie Verbindungen zwischen diesen elektrischen Komponenten. Das DC-Energiesystem kann ein DC-Netz oder einen DC-Bus umfassen, wo die elektrischen Komponenten angeschlossen sind, und weitere Quellen, Speicher und/oder Verbraucher umfassen. Der Übergang zwischen einem DC-Bus mit wenigen angeschlossenen Komponenten, beispielsweise lediglich einer Quelle und einer Senke, und einem DC-Netz mit einer Vielzahl an derartigen Komponenten ist fließend. In dieser Anmeldung wird unter dem Begriff DC-Netz auch ein DC-Bus verstanden.

Ein solches DC-Netz kann geerdet oder ungeerdet betrieben werden. Abhängig von der konkreten Betriebsart können unterschiedliche Überwachungs- und Schutzmechanismen für den Fall eines Erdschlusses normativ gefordert sein.

Ein ungeerdetes DC-Netz, in dem die Potentiale DC+ und DC- der jeweiligen DC- Leitungen DCL+ und DCL- keinen festen Bezug zum Erdpotential aufweisen, hat den Vorteil, dass ein etwaiger erster Erdschluss im DC-Netz, beispielsweise ein Isolationsfehler entlang einer der DC-Leitungen, noch zu keinem Schaden führt. Es wird jedoch eine Isolationsüberwachung benötigt, um das Auftreten jedweden Fehlers zu detektieren und ggf. schon bei einem ersten Erdschluss Gegenmaßnahmen einleiten zu können, z.B. die Energiequelle abzuschalten bzw. . die Energiequelle und/oder die Fehlerstelle vom DC-Netz zu trennen. In einem geerdeten DC-Netz weisen die Potentiale DC+ und DC- einen definierten Bezug zum Erdpotential auf. Ein derartiger Erdbezug kann beispielsweise mittels einer resistiven Verbindung zwischen dem Erdpotential und einem der DC-Potentiale DC+ oder DC- einfach realisiert werden.

Ein DC-Netz kann über einen Stromrichter mit einem weiteren Energienetz, z. B. einem weiteren DC-Netz oder einem AC-Netz, beispielsweise einem AC- Versorgungsnetz, verbunden werden und mit dem weiteren Energienetz elektrische Leistung austauschen, insbesondere zur Unterstützung oder Wiederaufladung der DC-Quelle im DC-Netz. Grundsätzlich kann das DC-Netz auch dauerhaft oder zeitweise vollständig über den Stromrichter mit Energie aus dem weiteren Energienetz versorgt werden, wobei die Energiequelle des DC-Netzes ggf. zur Pufferung von Leistungsschwankungen verwendet werden kann.

Wenn das weitere Energienetz eine Erdung, z. B. in Form eines geerdeten Neutralleiters aufweist und der Stromrichter transformatorlos aufgebaut ist, d.h. keine galvanische Trennung zwischen AC- und DC-Seite aufweist, kann das DC-Netz automatisch über den Stromrichter mit einem festen Erdbezug versehen, d.h. geerdet, werden. Die konkrete Lage der Potentiale des DC-Netzes relativ zum Erdbezug wird dabei durch die konkret verwendete Topologie des Stromrichters vorgegeben. Beispielsweise kann der Stromrichter gleichstromseitig einen geteilten Zwischenkreis aufweisen, dessen Mittelpunkt, also Mittelpotential, mit einem Neutralleiter mit festem Erdbezug verbunden ist, so dass sich die DC-Potentiale am Zwischenkreis weitgehend symmetrisch um das Erdpotential einstellen.

Insofern wird ein an sich ungeerdetes DC-Netz durch eine Verbindung mit einem geerdeten Energienetz über einen transformatorlosen Stromrichter ebenfalls zu einem geerdeten Netz. Es können sich somit zwei Betriebszustände für ein solches DC-Netz ergeben, ein ungeerdeter „Stand-alone“-Betrieb und ein geerdeter Betrieb bei Verbindung mit dem geerdeten Energienetz. Dies ist bei der Systemauslegung zu beachten.

Verbindet man allerdings ein geerdetes DC-Netz mit einem geerdeten AC-Netz, beispielsweise über einen Stromrichter, kann es zu derart hohen, unkontrollierten Stromflüssen zwischen den Netzen kommen, dass Komponenten des Stromrichters oder Komponenten der Netze beschädigt werden. Dies gilt auch, wenn in einem vermeintlich ungeerdeten DC-Netz ein Isolationsfehler vorhanden ist.

Das Kürzel DC (engl. direct current) steht in dieser Anmeldung für Gleichstrom oder Gleichspannung und AC (engl. alternating current) für Wechselstrom oder Wechselspannung.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches System und ein Verfahren aufzuzeigen, die einen sicheren Betrieb eines DC-Energiesystems ermöglichen.

Lösung

Die Aufgabe wird durch ein elektrisches System mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.

Beschreibung der Erfindung

Bei einem elektrischen System mit einem Stromrichter zum Leistungstransfer zwischen einer AC-Seite des Stromrichters und einer DC-Seite des Stromrichters ist die AC-Seite des Stromrichters an ein geerdetes dreiphasiges AC-Versorgungsnetz anschließbar und die DC-Seite des Stromrichters ist an ein ungeerdetes DC-Netz anschließbar. Der Stromrichter weist eine Brückenschaltung auf, deren AC- Anschlüsse mit der AC-Seite des Stromrichters verbindbar sind und deren DC- Anschlüsse mit der DC-Seite des Stromrichters verbindbar sind, wobei der Stromrichter so ausgeführt ist, dass ein Erdbezug durch ein angeschlossenes AC- Versorgungsnetz zu einem Erdbezug auf seiner DC-Seite führt. Das elektrische System weist eine mit dem DC-Netz verbundene Erdungsschaltung und eine Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, eine Trennung des Stromrichters vom AC-Versorgungsnetz zu erfassen und über die Erdungsschaltung einen Erdbezug des DC-Netzes herzustellen. Der direkte Erdbezug des DC-Netzes kann also ein- oder ausgeschaltet werden, in Abhängigkeit davon, ob über den Stromrichter ein insofern indirekter Erdbezug über das AC-Versorgungsnetz hergestellt wird oder nicht. Hierdurch kann einerseits sichergestellt werden, dass das DC-Netz stets einen Erdbezug, insbesondere einen niederohmigen Erdbezug aufweist und die Potentiale der DC-Leitungen stets definiert sind. Der stete Erdbezug kann entweder - indirekt - über den Stromrichter aus dem AC-Versorgungsnetz oder - direkt - über die Erdungsschaltung hergestellt werden. Der stete Erdbezug kann aus Sicherheitsgründen wünschenswert sein. Andererseits kann ein doppelter Erdbezug vermieden werden, der zu unerwünschten Ausgleichsströmen führen könnte.

Hierdurch wird der flexible Betrieb eines DC-Netzes unter Erfüllung normativer Anforderungen ermöglicht. Wird ein DC-Netz über den Stromrichter an dem geerdeten AC-Versorgungsnetz betrieben, z.B. an einem TN-Netz oder einem TT- Netz als AC-Versorgungsnetz, so kann der Erdbezug des DC-Netzes über den Stromrichter definiert werden, insbesondere indem es sich um einen transformatorlosen Stromrichter handelt, dessen AC- und DC-Anschlüsse zumindest im Betrieb galvanisch gekoppelt sind. In diesem Betriebszustand kann das DC-Netz aus dem AC-Versorgungsnetz über den Stromrichter mit elektrischer Leistung versorgt werden. Eine DC-Quelle, z. B. Batterie, im DC-Netz kann unterstützend eingesetzt werden und/oder aus dem AC-Versorgungsnetz aufgeladen werden.

Für den Fall, dass der Stromrichter vom AC-Versorgungsnetz getrennt wird, z. B. durch einen AC-Netzfehler, aus Geräteschutzgründen oder ähnlichem, ermöglicht das erfindungsgemäße elektrische System vorteilhaft den sicheren Weiterbetrieb. Ist z. B. ein Energiespeicher in Form einer DC-Quelle, wie z. B. einer Batterie, im DC- Netz vorhanden, so kann das DC-Netz weiter betrieben werden, indem es aus dem Energiespeicher mit elektrischer Leistung versorgt wird. Der Erdbezug des DC- Netzes ist jedoch möglicherweise aufgrund der Trennung des Stromrichters vom AC- Versorgungsnetz nicht mehr über den Stromrichter definiert und es könnte sich ein isoliertes DC-Netz bilden. Dies ist unerwünscht, denn dabei sind die DC-Spannungen gegen Erdpotential im DC-Netz nicht mehr eindeutig festgelegt. Das bedarfsweise Herstellen eines direkten Erdbezugs über die Erdungsschaltung kann daher in vorteilhafter und normgerechter Form einen flexiblen Weiterbetrieb des DC-Netzes ermöglichen, da es bei Trennung des Stromrichters vom AC-Versorgungsnetz definiert einen alternativen Erdbezug des DC-Netzes herstellen kann. Dies ist auch vorteilhaft gegenüber Lösungen, bei denen z. B. über einen Spannungsteiler mit hochohmigen Widerständen zwischen den DC-Leitungen und Erdpotential eine hochohmige Erdung hergestellt und eine passive Symmetrierung des DC-Netzes bewirkt wird, indem insbesondere bei ausgedehnten DC-Netzen mit geringen parasitären Leiter-Erde-Widerständen und/oder einer Vielzahl an Symmetrier- Widerständen vergleichsweise weniger Ableitströme auftreten, weniger Korrosion stattfindet und Toleranzen oder Alterung der Symmetrier-Widerstände bedeutungslos sind.

In einer Ausführungsform des elektrischen Systems ist die Steuereinheit des elektrischen Systems eingerichtet, den Erdbezug des DC-Netzes dadurch herzustellen, dass ein Erdschalter angesteuert wird, über den die Erdungsschaltung mit einem Erdpotential verbunden wird. Hierfür steht die Steuereinheit in Kommunikationsverbindung mit der Erdungsschaltung und insbesondere mit dem Erdschalter. Die Kommunikationsverbindung kann z. B. drahtgebunden oder drahtlos ausgebildet sein.

In einer Ausführungsform des elektrischen Systems weist die Erdungsschaltung einen DC/DC-Steller mit einem Bezugspotential auf, wobei das Bezugspotential durch Schließen des Erdschalters mit dem Erdpotential verbindbar ist. Der DC/DC- Steller ist dazu eingerichtet, über die Verbindung des Bezugspotentials mit dem Erdpotential über den Erdschalter den Erdbezug des DC-Netzes herzustellen. Insbesondere kann ein Mittelpunkt einer Halbbrücke des DC/DC-Stellers das Bezugspotential bilden und über den Erdschalter mit dem Erdpotential verbindbar sein. Damit können die Potentiale der DC-Leiter symmetrisch um das Erdpotential eingestellt werden bzw. dort gehalten werden, nachdem der Stromrichter diese Potentiale symmetrisch eingestellt hat, solange er mit dem geerdeten AC- Versorgungsnetz verbunden war. Eine ansonsten drohende Asymmetrie der DC- Spannungen gegenüber Erdpotential nach Wegfall des indirekten Erdbezugs über den Stromrichter kann nachteilige Effekte verursachen und beispielsweise dazu führen, dass die Grenzen für Luft- und Kriechstrecken in den Erzeugern und Verbrauchern im DC-Netz überschritten werden und diese beschädigt werden. Das elektrische System ist insbesondere vorteilhaft gegenüber z. B. einer „harten“ Erdung an einem der DC-Leiter des DC-Netzes, da bei einer „harte“ Erdung an einem der DC-Leiter etwa doppelt so hohe Spannungen gegen Erde an den DC-Leitern auftreten, die eine entsprechend aufwändigere Isolationskoordination erfordern und/oder die Verwendung von existierenden Geräten und Anlagen verhindern.

In einer Ausführungsform des elektrischen Systems ist der DC/DC-Steller mit einer elektrischen Speichereinheit, z. B. DC-Quelle, verbindbar und zum Transfer elektrischer Leistung zwischen der Speichereinheit und dem DC-Netz eingerichtet. Die Steuereinheit ist eingerichtet, den DC/DC-Steller so anzusteuern, dass bei erfasster Trennung der Brückenschaltung von dem AC-Versorgungsnetz das DC- Netz über den DC/DC-Steller aus der Speichereinheit betreibbar ist, indem die für den Betrieb des DC-Netzes notwendige elektrische Leistung ersatzweise aus der Speichereinheit entnommen und der notwendige Erdbezug des DC-Netzes ersatzweise über die Erdungsschaltung hergestellt wird.

In einer Ausführungsform des elektrischen Systems ist der DC/DC-Steller eingerichtet, das DC-Netz mit einer DC-Leistung zu versorgen, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, eine DC-Spannung im DC-Netz, z. B. über eine Messeinrichtung, zu erfassen und den DC/DC-Steller so anzusteuern, dass die DC- Spannung symmetriert wird, indem die DC-Potentiale der DC-Spannung symmetrisch um das Bezugspotential des DC/DC-Stellers eingestellt werden. Vorzugsweise weist das Bezugspotential des DC/DC-Stellers dabei über die Erdungsschaltung eine Verbindung zum Erdpotential auf. Dies führt dann zu einer Symmetrierung der DC- Spannung um das Erdpotential.

Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit eingerichtet sein, einen weiteren DC/DC-Steller, der sich z. B. im Stromrichter befinden kann, so anzusteuern, dass über den weiteren DC/DC-Steller die DC-Spannung symmetriert wird.

In einer Ausführungsform des elektrischen Systems ist die Steuereinheit eingerichtet, einen Fehlerstrom mittels einer Fehlerstrommessung zu erkennen und bei erkanntem Fehlerstrom den Erdbezug des DC-Netzes zu trennen. Die Fehlerstrommessung erfolgt bevorzugt mittels einer Differenzstrommessung an den AC-Anschlüssen der Brückenschaltung. Die Fehlerstrommessung kann insbesondere bei geöffneten oder geschlossenen AC-Schaltern aktiv sein, also wenn das AC-Versorgungsnetz von der Brückenschaltung getrennt oder mit ihr verbunden ist. Die Fehlerstrommessung kann auch mittels einer Isolationsüberwachung des DC-Netzes erfolgen. Z. B. kann in einer Ausführungsform zusätzlich eine Erdung des DC-Netzes im Fehlerfall über eine Sicherung, z. B. GFDI (ground fault detection interruption), vorgesehen sein. Dies dient zur Vermeidung unzulässig hoher Ableitströme, z.B. bei Isolationsfehlem im DC-Netz.

Ein Verfahren zum Betrieb des elektrischen Systems weist die Schritte auf:

• Erfassen einer Trennung der Brückenschaltung vom AC-Versorgungsnetz und

• bei erkannter Trennung: Herstellen eines Erdbezuges des DC-Netzes über die Erdungsschaltung.

Bei erkannter fortbestehender Verbindung der Brückenschaltung mit dem AC- Versorgungsnetz bleibt das DC-Netz selbst ungeerdet und behält seinen Erdbezug insofern indirekt über den Erdbezug des AC-Versorgungsnetzes über den Stromrichter.

Das Verfahren ermöglicht somit einen flexiblen und sicheren Betrieb eines DC- Netzes. Der Erdbezug kann flexibel über den Stromrichter und das geerdete AC- Versorgungsnetz oder - wenn keine Verbindung zum geerdeten AC- Versorgungsnetz besteht -mittels der Erdungsschaltung hergestellt werden.

In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Herstellen des Erdbezugs des DC-Netzes durch ein Schließen des Erdschalters. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Herstellen der Erdbezugs. Bevorzugt steuert die Steuereinheit den Erdschalter an, um sein Schließen zu bewirken.

In einer Ausführungsform des Verfahrens stellt das Schließen des Erdschalters eine Verbindung zwischen einem Bezugspotential eines DC/DC-Stellers, der Erdungsschaltung und einem Erdpotential her, wobei der DC/DC-Steller so ausgeführt ist, dass eine Verbindung des Bezugspotentials über den Erdschalter mit dem Erdpotential den Erdbezug des DC-Netzes herstellt. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das DC-Netz über den DC/DC-Steller mit einer elektrischen DC-Leistung versorgt, wobei der DC/DC-Steller die DC- Spannung des DC-Netzes bevorzugt symmetrisch um das Bezugspotential einstellt, insbesondere wenn die Brückenschaltung vom AC-Versorgungsnetz getrennt ist. In einer Ausführungsform erfolgt die Versorgung des DC-Netzes mit elektrischer Leistung aus einem mit dem DC/DC-Steller verbundenen elektrischen Energiespeicher, z. B. in Form einer DC-Quelle. Der DC/DC-Steller ist dabei auf einer seiner beiden Seiten mit dem elektrischen Energiespeicher verbunden und in der Lage, auf der anderen Seite eine DC/DC-Ausgangsspannung einzustellen. Wird das DC-Netz über den DC/DC-Steller mit elektrischer Leistung versorgt und ist die Verbindung der Brückenschaltung mit dem AC-Versorgungsnetz getrennt, so entspricht die DC/DC-Ausgangsspannung der DC-Spannung des DC-Netzes.

Eine Ausführungsform des Verfahrens weist die Schritte auf:

• Erfassen eines Wiederverbindens der Brückenschaltung mit dem AC- Versorgungsnetz und

• bei Wiederverbinden: Aufhebung des Erdbezugs des DC-Netzes über die Erdungsschaltung durch Öffnen des Erdschalters. Der Erdbezug des DC- Netzes ist wieder über die AC-Seite, d. h. das AC-Versorgungsnetz, gegeben. Bevorzugt steuert die Steuereinheit den Erdschalter an, um sein Schließen zu bewirken.

Bei erkannter fortbestehender Trennung der Brückenschaltung von dem AC- Versorgungsnetz bleibt das DC-Netz selbst über die Erdungsschaltung geerdet.

Kurzbeschreibunq der Figuren

Im Folgenden wird die Erfindung mithilfe von Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Systems; Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens.

Fiqurenbeschreibunq In Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform eines elektrischen Systems dargestellt. Ein Stromrichter 10 weist eine AC-Seite 16 und eine DC-Seite 18 auf. An der AC-Seite 16 ist ein am Erdpotential PE geerdetes dreiphasiges AC- Versorgungsnetz 12 angeschlossen. An der DC-Seite ist 18 ein DC-Netz 14 angeschlossen. Das DC-Netz 14 weist eine Batterie 42, eine Last 44 und einen DC/DC-Steller 40 auf. Die Last 44 ist über DC-Schalter 48 mit dem DC-Netz verbindbar. Die Last 44 kann insbesondere einen oder mehrere Verbraucher umfassen, wie z. B. eine Maschine, eine Industrieanlage, oder auch einen Elektrolyseur. Die Batterie 42 und die Last 44 sind über DC-Leitungen DC+, DC- mit dem Stromrichter 10 verbunden.

Der Stromrichter 10 weist eine Brückenschaltung 20 auf, die ausgebildet ist, Wechselstrom oder Wechselspannung an AC-Anschlüssen ACL1 , ACL2, ACL3 in Gleichstrom oder Gleichspannung an DC-Anschlüssen DCL+, DCL+ umzuwandeln. Die Brückenschaltung 20 ist ebenfalls ausgebildet, Gleichstrom oder Gleichspannung an den DC-Anschlüssen DCL+, DCL+ in Wechselstrom oder Wechselspannung an den AC-Anschlüssen ACL1 , ACL2, ACL3 umzuwandeln. Im dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht die Umwandlung dadurch, dass eine Steuereinheit 30 Halbleiterschalter der Brückenschaltung 20 geeignet ansteuert. Die Brückenschaltung 20 mit Halbleiterschaltern ist in der Regel transformatorlos ausgebildet, d. h. die AC-Anschlüsse ACL1 , ACL2, ACL3 und die DC-Anschlüsse DCL+, DCL- einer solchen Brückenschaltung sind galvanisch gekoppelt. Wenn das AC-Versorgungsnetz einen Erdbezug aufweist, z. B. durch einen an PE geerdeten Neutralleiter, werden die DC-Anschlüsse DCL+, DCL- damit im regulären Betrieb des Stromrichters 10 automatisch über die Brückenschaltung 20 geerdet.

Die DC-Leitungen DC+, DC- sind mit den DC-Anschlüssen DCL+, DCL- verbunden. Die konkrete Lage der Potentiale der DC-Leitungen relativ zum Erdbezug (DC+ / DC- gegen PE) werden dabei durch die konkret verwendete Topologie der Brückenschaltung 20 vorgegeben. Beispielsweise kann die Brückenschaltung 20 einen DC-seitigen, geteilten DC-Zwischenkreis aufweisen, dessen Mittelpunkt mit dem Neutralleiter des AC-Versorgungsnetzes 12 mit festem Erdbezug PE als Mittelpotential verbunden ist, so dass sich die DC-Potentiale am DC-Zwischenkreis und damit an den DC-Anschlüssen DCL+, DCL- weitgehend symmetrisch um das Erdpotential PE einstellen. Insofern wird ein an sich ungeerdetes DC-Netz 14 durch eine Verbindung mit dem geerdeten AC-Versorgungsnetz 12 über den transformatorlosen Stromrichter 10 ebenfalls zu einem geerdeten DC-Netz 14. Es kann sich somit ein geerdeter Betrieb des DC-Netzes 14 bei Verbindung mit dem geerdeten AC-Versorgungsnetz 12 einstellen.

Über AC-Schalter 22 können die AC-Anschlüsse ACL1 , ACL2, ACL3 mit der AC- Seite 16 verbunden werden. Der Stromrichter 10 weist weiter eine Fehlerstrommessung 32 an den AC-Anschlüssen ACL1 , ACL2, ACL3 auf, die auf einer Differenzstrommessung der drei AC-Anschlüsse ACL1 , ACL2, ACL3 basiert. Über die Fehlerstrommessung 32 kann z. B. eine Fehlfunktion im DC-Netz erkannt werden.

Der DC/DC-Steller 40 ist zwischen der Batterie 42 und DC-Schaltern 46 angeordnet. Der DC/DC-Steller 40 ist über die DC-Schalter 46 mit dem DC-Netz 14 verbindbar und dazu eingerichtet, auf einer Ausgangsseite des DC/DC-Stellers 40 eine DC/DC- Ausgangsspannung einzustellen. Das Einstellen der DC/DC-Ausgangsspannung kann beispielsweise durch das Ansteuern von Halbleiterschaltern des DC/DC- Stellers 40 durch die Steuereinheit 30 erfolgen. Eine Eingangsseite des DC/DC- Stellers 40 ist mit den Anschlüssen der Batterie 42 verbunden. Aus der Batterie 42 kann das DC-Netz 14, z. B. bei Trennung des Stromrichters 10 vom AC- Versorgungsnetz 12 mit elektrischer Leistung versorgt werden, indem der DC/DC- Steller 40 der Batterie 42 eine entsprechende elektrische Leistung entnimmt und mit einer geeigneten DC/DC-Ausgangsspannung in das DC-Netz 42 einspeist.

Der DC/DC-Steller 40 ist Teil einer Erdungsschaltung. Die Erdungsschaltung weist außerdem einen Erdschalter 24 auf. Über den Erdschalter 24 ist ein Bezugspotential des DC/DC-Stellers 40 mit Erdpotential PE verbindbar. Bei geschlossenem Erdschalter 24 kann ein Erdbezug des DC-Netzes 14 über die Erdungsschaltung hergestellt werden. Der Erdschalter 24 ist durch die Steuereinheit 30 ansteuerbar und kann durch ein Steuersignal der Steuereinheit 30 geöffnet und geschlossen werden. Über Trennschalter 26.1 , 26.2 können die DC-Anschlüsse DCL+, DCL- der Brückenschaltung 20 mit der DC-Seite 18 verbunden werden. Das DC-Netz 14 weist DC-Leitungen DC+ und DC- auf. Eine Messeinrichtung 38 ist eingerichtet, die DC- Spannung UDC zwischen den beiden DC-Leitungen DC+, DC- des DC-Netzes 14 zu messen. Bei geschlossenen Trennschaltern 26.1 , 26.2 kann die DC-Spannung UDC vom Stromrichter 10 vorgegeben werden und insbesondere der DC- Ausgangsspannung der Brückenschaltung 20 entsprechen. Bei geschlossenen DC- Schaltern 46 und einer Trennung der Brückenschaltung 20 vom AC-Versorgungsnetz 12 kann die DC-Spannung UDC durch den DC/DC-Steller40 eingestellt werden und insbesondere der DC/DC-Ausgangsspannung des DC/DC-Stellers 40 entsprechen. Die DC-Spannung UDC kann an den jeweiligen DC-Leitungen DC+, DC- gegen Erdpotential PE ermittelt werden. Damit kann jede der DC-Leitungen DC+, DC- einzeln gegen Erdpotential PE gemessen werden.

In Fig. 2 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb des elektrischen Systems dargestellt.

In einem Schritt S1 wird überprüft, ob die AC-Schalter 22 geöffnet sind - Zweig „ja“ - oder nicht - Zweig „nein“. Sind die AC-Schalter geschlossen, so sind die AC- Anschlüsse ACL1 , ACL2, ACL3 der Brückenschaltung 20 mit der AC-Seite 16 des Stromrichters 10 verbunden und das DC-Netz 14 ist über den Stromrichter 10 geerdet. Sind die AC-Schalter geöffnet, so sind die AC-Anschlüsse ACL1 , ACL2, ACL3 der Brückenschaltung 20 von der AC-Seite 16 des Stromrichters 10 getrennt und das DC-Netz 14 erhält keinen Erdbezug über den Stromrichter 10. In Schritt S1 kann gegebenenfalls überprüft werden, ob der Erdbezug des DC-Netzes 14 über die AC-Seite 16 aus anderen Gründen weggefallen ist.

Fehlt der Erdbezug des DC-Netzes 14 überden Stromrichter 10, so wird in einem Schritt S2 der Erdschalter 24 geschlossen und damit ein Erdbezug des DC-Netzes 14 hergestellt.

In einem Schritt S3 wird die DC-Spannung UDC durch den DC/DC-Steller 40 um das Erdpotential PE als Bezugspotential symmetriert. Die DC/DC-Ausgangsspannung kann auf der Ausgangsseite des DC/DC-Stellers 40 eingestellt werden und entspricht bei geschlossenen DC-Schaltern 46 und einer Trennung der Brückenschaltung 20 vom AC-Versorgungsnetz 12 der DC-Spannung UDC.

Optional kann das Verfahren die Schritte aufweisen, dass ein Wiederverbinden der Brückenschaltung 20 mit dem AC-Versorgungsnetz 12 erfasst wird und bei einem erkannten Wiederverbinden der Erdbezug des DC-Netzes 14 über die Erdungsschaltung durch Öffnen des Erdschalters 24 aufgehoben wird. Der Erdbezug des DC-Netzes 14 ist in diesem erkannten Zustand wieder über die AC-Seite 16, d. h. das AC-Versorgungsnetz 12, gegeben.

Bezuqszeichenliste

10 Stromrichter 12 AC-Versorgungsnetz

14 DC-Netz

16 AC-Seite

18 DC-Seite

20 Brückenschaltung

22 AC-Schalter

24 Erdschalter

26.1 , 26.2 Trennschalter

30 Steuereinheit

32 Fehlerstrommessung

38 Spannungsmesser

40 DC/DC-Steller

42 Batterie

44 Last

46 DC-Schalter

48 DC-Schalter

ACL1 , ACL2, ACL3 AC-Anschluss DCL+, DCL- DC-Anschluss DC+, DODC-Leitung PE Erdpotential

S1 , S2, S3 Verfahrensschritte

UDC DC-Spannung