AT516121B1

AT516121B1 - Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters

Info

Publication number: AT516121B1
Application number: ATA50536/2014A
Authority: AT
Inventors: Ulrich Klapper
Original assignee: Omicron Electronics Gmbh
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2016-09-15
Also published as: WO2016016086A1; AT516121A1; US20170138994A1; US10088509B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters. Der mehrpolige elektrische Leistungsschalter umfasst mehrere Pole (101-103). Jeder der mehreren Pole (101-103) umfasst jeweils einen ersten Anschluss (121-123) und einen zweiten Anschluss (131-133). Durch Schließen des jeweiligen Pols (101-103) ist der erste Anschluss (121-123) des jeweiligen Pols (101-103) über den Pol mit dem zweiten Anschluss (131-133) des jeweiligen Pols (101-103) elektrisch verbindbar. Bei dem Verfahren werden mehrere Mikroohmmessungen an den mehreren Polen (101-103) durchgeführt während die mehreren Pole (101-103) in einer P-P-P-E- Konfiguration beidseitig geerdet sind. Ein Übergangswiderstand von einem der mehreren Pole (101-103) wird in Abhängigkeit von den mehreren Mikroohmmessungen bestimmt.

Description

Beschreibung

ÜBERPRÜFEN EINES MEHRPOLIGEN ELEKTRISCHEN LEISTUNGSSCHALTERS

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters, insbesondere eine Durchführung einer Mikroohmmessung an mehrpoligen Last- oder Leistungsschaltern während diese beidseitig geerdet sind.

[0002] Leistungsschalter, Lastschalter, Trenner und Erdungstrenner sind zentrale Komponenten in elektrischen Schaltanlagen und werden in regelmäßigen Abständen gewartet und überprüft, um deren einwandfreie Funktion gewährleisten zu können. In energietechnischen Anlagen, z.B. Energieerzeugungsanlagen wie Kraftwerken oder Energieübertragungsanlagen, können beispielsweise Leistungsschalter zum Schalten von Betriebsströmen, aber bei Fehlern auch zum Schalten von hohen Überlastströmen oder Kurzschlussströmen verwendet werden. Leistungsschalter können sowohl zum Einschalten dieser Ströme als auch zum Ausschalten der Ströme verwendet werden. Vorzugsweise weisen die Schalter im geschlossenen Zustand einen sehr kleinen Übergangswiderstand auf, um eine unnötige Erwärmung des Schalters zu vermeiden und um im Fehlerstromfall, in welchem einige zehn kA fließen können, sicher zu leiten und nicht zu überhitzen. Zum Schalten mehrphasiger Ströme werden mehrpolige Leistungsschalter verwendet. Jeder Pol des mehrpoligen Leistungsschalters schaltet eine der mehreren Phasen und umfasst einen oder mehrere in Reihe geschaltete Schaltkontakte, sogenannte Unterbrecher oder Unterbrechungseinheiten. Ein Schalter in einem dreiphasigen Netz umfasst somit drei Pole, welche jeweils wieder einen oder mehrere Unterbrecher in Serie umfassen können.

[0003] Bei einer Überprüfung eines derartigen Schalters, beispielsweise eines Leistungsschalters, wird dieser erst geöffnet, dann mittels Trennern von der übrigen Anlage getrennt und schließlich werden alle Pole des Schalters auf beiden Seiten geerdet. Beim Erden eines mehrpoligen Schalters, beispielsweise eines mehrpoligen Leistungsschalters, gibt es zwei übliche Verfahren. Beispielsweise ist es in weiten Teilen Europas üblich, jeden Pol einzeln auf beiden Seiten direkt über eine entsprechende Erdungsleitung mit Erde zu verbinden. In beispielsweise den Vereinigen Staaten von Amerika ist es hingegen üblich, einen ersten Pol auf beiden Seiten über entsprechende Erdungsleitungen zu erden und danach auf beiden Seiten jeweils den ersten Pol mit einem zweiten zu verbinden und danach auf beiden Seiten jeweils den zweiten Pol mit dem dritten Pol zu verbinden. Diese Art der Erdung wird auch als P-P-P-E bezeichnet. Unabhängig von der Art der Erdung ist es aus Sicherheitsgründen ratsam, alle Pole des Schalters stets beidseitig geerdet zu halten.

[0004] Bei einer Überprüfung eines elektrischen Leistungsschalters wird üblicherweise ein so genannter Mikroohmtest durchgeführt, bei welchem bei geschlossenem Schaltkontakt oder Unterbrecher des elektrischen Leistungsschalters der am Leistungsschalter auftretende Widerstand gemessen wird, indem ein vorbestimmter Strom eingespeist wird und eine Spannung über dem Schalter, also bei mehreren Unterbrechern pro Phase über alle Unterbrecher zusammen, gemessen wird. Der vorbestimmte Strom kann mehrere hundert Ampere betragen, beispielsweise 200 Ampere. Weiterhin kann beim Überprüfen des elektrischen Leistungsschalters ein so genannter Timingtest durchgeführt werden, bei welchem eine Schaltdauer erfasst wird, welche der Schalter benötigt, um nach Anlegen eines Steuerbefehls den Schaltbefehl auszuführen. Solange der Leistungsschalter beidseitig geerdet ist, ist eine Durchführung derartiger Überprüfungen jedoch nicht ohne weiteres möglich, da die beidseitige Erdung die Messungen beeinflusst. Die EP 1 464 973 A1 beschreibt ein Verfahren zur Analyse eines Leistungsschalters, wobei zwei Kontakte geerdet werden und eine Eingangsspannung angelegt, sowie gemessen wird. Die Änderung der Ausgangsspannung wird beim Umschaltvorgang aufgenommen. Die EP 2700962 A1 und JP H0682536A beschreiben ebenso Verfahren und Vorrichtungen zum Prüfen von Schaltern.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine sichere, genaue und zuverlässige Prüfung eines geerdeten mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters zu ermöglichen.

[0006] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters nach Anspruch 1 und eine Messvorrichtung zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

[0007] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters bereitgestellt. Der mehrpolige Leistungsschalter umfasst mehrere Pole. Jeder der mehreren Pole ist jeweils einer von mehreren Phasen eines mehrphasigen Netzes zugeordnet und umfasst jeweils einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss. Durch Schließen des jeweiligen Pols ist der erste Anschluss des jeweiligen Pols über ein oder mehrere Unterbrecher mit dem zweiten Anschluss des jeweiligen Pols elektrisch verbindbar. Der erste Anschluss von einem der mehreren Pole wird über ein erstes Erdungskabel mit einem Erdpotential verbunden und der zweite Anschluss von dem einen Pol wird über ein zweites Erdungskabel mit dem Erdpotential verbunden. Dadurch wird der eine Pol beidseitig geerdet. Jeder weitere Pol des Leistungsschalters wird entweder parallel zu dem einen Pol geschaltet oder parallel zu einem anderen der weiteren Pole geschaltet. Dadurch werden die weiteren Pole ebenfalls beidseitig geerdet. Anders ausgedrückt werden die mehreren Pole nicht auf beiden Seiten direkt geerdet, sondern es wird nur ein Pol geerdet und von diesem Pol ausgehend die anderen Pole geerdet. Die Pole werden somit gemäß der zuvor beschriebenen P-P-P-E-Konfiguration geerdet. Eine Reihenfolge, in welcher die Pole angeordnet und geerdet werden, ist dabei nicht relevant. Aus Sicherheitsgründen sollte jedoch zuerst der eine Pol über das erste und zweite Erdungskabel mit dem Erdpotential verbunden werden und danach sollten die weiteren Pole nacheinander parallel zu dem einen Pol bzw. zu einem anderen der weiteren Pole geschaltet werden. Letztendlich ist bei dieser Art der Erdung beispielsweise der erste Anschluss eines ersten Pols direkt über das erste Erdungskabel mit Erdpotential verbunden und der erste Anschluss eines zweiten Pols über ein weiteres Kabel mit dem ersten Anschluss des ersten Pols verbunden und der erste Anschluss eines dritten Pols über noch ein weiteres Kabel mit dem ersten Anschluss des zweiten Pols verbunden usw. Das gleiche gilt für die zweiten Anschlüsse der mehreren Pole. Bei dem Verfahren werden mehrere Mikroohmmessungen an den mehreren Polen durchgeführt während die mehreren Pole beidseitig geerdet sind. Bei jeder der mehreren Mikroohmmessungen wird jeweils ein Strom an beispielsweise dem ersten Anschluss des jeweiligen Pols eingeprägt und an dem zweiten Anschluss des jeweiligen Pols entnommen. Ferner wird eine Spannung über dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss des jeweiligen Pols erfasst. Aufgrund der beidseitigen Erdung entspricht ein Widerstand, welcher aus einem Quotient aus gemessener Spannung und eingeprägtem Strom bestimmt wird, in der Regel nicht einem Übergangswiderstand des betreffenden Pols. Dennoch kann ein Übergangswiderstand von einem der mehreren Pole wird in Abhängigkeit von den mehreren Mikroohmmessungen bestimmt. Durch die mehreren Mikroohmmessungen ist es möglich, die durch die beidseitige Erdung entstehenden Fehler herauszurechnen und so ein genaues Messergebnis der Übergangswiderstände der einzelnen Pole zu erhalten.

[0008] Der mehrpolige Leistungsschalter kann insbesondere einen dreipoligen Leistungsschalter mit drei Polen umfassen. Bei der zuvor beschriebenen so genannten P-P-P-E-Erdung ist dann ein erster Pol der drei Pole direkt über das erste und zweite Erdungskabel mit dem Erdpotential verbunden, ein zweiter Pol der drei Pole über zwei weitere Kabel parallel zu dem ersten Pol geschaltet und ein dritter Pol der drei Pole über zwei weitere Kabel parallel zu dem zweiten Pol geschaltet. Die Mikroohmmessungen können beispielsweise mit zwei Mikroohmmetern durchgeführt werden, welche gleichzeitig an zwei der drei Pole angeschlossen sind. Beispielsweise kann ein erstes Mikroohmmeter an dem ersten Pol angeschlossen sein und ein zweites Mikroohmmeter an dem dritten Pol angeschlossen sein. Alternativ oder zusätzlich können die Mikroohmmessungen mit drei Mikroohmmetern durchgeführt werden, welche gleichzeitig an die drei Pole angeschlossen sind. Jedes Mikroohmmeter kann dabei eine Stromquelle und eine Spannungsmessvorrichtung umfassen. Die Stromquelle kann eine Stromstärke im Bereich von einigen zig oder einigen hundert Ampere aufweisen, beispielsweise eine Stromstärke von 50 Ampere, 100 Ampere oder 200 Ampere. Ferner können die mehreren Mikroohmmeter unter schiedliche Stromstärken aufweisen. Mit den zwei oder drei Mikroohmmetern können gleichzeitig oder nacheinander eine Anzahl von Mikroohmmessungen durchgeführt werden. Aufgrund der mehreren Messungen kann ein Gleichungssystem aufgestellt werden, in welchem beispielsweise die Widerstände der Verbindungen gegen Erde, zwischen den Polen sowie auch die der geschlossenen Pole als unbekannte Größen auftauchen. Bei passendem Ersatzschaltbild und mit einer genügenden Anzahl von Messungen kann das System gelöst oder bei übervollständiger Bestimmung auch näherungsweise gelöst werden. Insbesondere können so auch die Widerstände der geschlossenen Unterbrecher der mehreren Pole bestimmt werden. Durch die Verwendung unterschiedlicher Stromstärken können mehr unabhängige Lösungen für das Gleichungssystem aufgestellt werden, so dass das System lösbar wird oder bei übervollständiger Bestimmung Messtoleranzen ausgeglichen werden können.

[0009] Bei einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren Mikroohmmessungen nacheinander bei unterschiedlichen Schaltstellungskombinationen der Pole durchgeführt. Vorzugsweise wird einmal gemessen, wenn alle Pole geschlossen sind, und einmal, wenn alle Pole geöffnet sind. Andere beliebige Kombinationen sind jedoch möglich. Anders ausgedrückt wird eine erste Schaltstellungskombination eingestellt, bei welcher Pole einer ersten Gruppe der mehreren Pole geschlossen sind und die übrigen Pole der mehreren Pole geöffnet sind. In dieser ersten Schaltstellungskombination werden mehrere erste Mikroohmmessungen an den mehreren Polen durchgeführt, wobei die mehreren Pole nach wie vor beidseitig geerdet sind. Danach wird eine zweite Schaltstellungskombination eingestellt, in welcher Pole einer zweiten Gruppe der mehreren Pole geschlossen sind und die übrigen Pole der mehreren Pole geöffnet sind. Die zweite Gruppe ist unterschiedlich zu der ersten Gruppe. Während die mehreren Pole in der zweiten Schaltstellungskombination eingestellt und beidseitig geerdet sind werden mehrere zweite Mikroohmmessungen durchgeführt. Dadurch kann die Anzahl von linear unabhängigen Lösungen für das Gleichungssystem erhöht werden, um eine genügende Anzahl von Lösungen zu erhalten, um die unbekannten Widerstände, insbesondere die Übergangswiderstände der Pole zu bestimmen. Wie zuvor erwähnt, können insbesondere beispielsweise die mehreren ersten Mikroohmmessungen durchgeführt werden, wenn alle drei Pole geschlossen sind, und die mehreren zweiten Mikroohmmessungen können durchgeführt werden, wenn alle drei Pole geöffnet sind. Dadurch können besonders gut auflösbare Gleichungssysteme aufgestellt werden. Ferner können die Pole von einer entsprechenden Steuerung automatisch angesteuert werden, so dass die Überprüfung automatisiert durchgeführt werden kann.

[0010] Bei einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren Mikroohmmessungen an den mehreren Polen derart durchgeführt, dass ein jeweiliges Mikroohmmeter mit dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss eines jeweiligen Pols gekoppelt wird. Vorzugsweise werden die Stromquelle und die Spannungsmessvorrichtung eines jeweiligen Mikroohmmeters mittels einer Vierdrahtmessung genau an die Knotenpunkte der Erdverbindungen, also an den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss des jeweiligen Pols, gesetzt, damit die zu lösenden Gleichungssysteme möglichst einfach werden. Als unbekannte Widerstandsgrößen treten dann im Wesentlichen die Übergangswiderstände der Pole sowie die Widerstände der Verbindungen zwischen den Polen bzw. zwischen Pol und Erde auf.

[0011] Bei einer weiteren Ausführungsform werden bei der Durchführung der mehreren Mikroohmmessungen ein oder mehrere Pole geöffnet oder geschlossen und ein zeitlicher Verlauf von Strom und Spannung während des Öffnens oder Schließens des Pols erfasst. In Abhängigkeit von dem erfassten zeitlichen Verlauf von Strom und Spannung wird ein zeitlicher Verlauf des Übergangswiderstands des Pols bestimmt. Sofern die Mikroohmmeter in der Lage sind, Zeitmessungen am Pol durchzuführen, können eine Mikroohmmessung, eine Schaltzeitmessung und eine dynamische Widerstandsmessung ohne Umverdrahtung der Erdverbindungen und des Messaufbaus durchgeführt werden. Dadurch kann der Leistungsschalter umfassend in kurzer Zeit überprüft werden.

[0012] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Messvorrichtung zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters, insbesondere eines dreipoligen Leistungsschalters, bereitgestellt. Der mehrpolige Leistungsschalter umfasst mehrere Pole, wobei jeder der mehreren Pole jeweils einer von mehreren Phasen eines mehrphasigen Netzes zugeordnet ist und jeweils einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss umfasst. Durch Schließen des jeweiligen Pols ist der erste Anschluss des jeweiligen Pols mit dem zweiten Anschluss des jeweiligen Pols elektrisch verbindbar. Der erste Anschluss von einem der mehreren Pole ist über ein erstes Erdungskabel mit einem Erdpotential verbunden und der zweite Anschluss von dem einen Pol ist über ein zweites Erdungskabel mit dem Erdpotential verbunden. Dadurch wird der eine Pol beidseitig geerdet. Mit weiteren Verbindungskabel wird jeder weitere Pol der mehreren Pole entweder parallel zu dem einen Pol oder parallel zu einem anderen der weiteren Pole geschaltet. Dadurch werden auch die weiteren Pole beidseitig geerdet. Insgesamt werden somit die Pole des mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters in einer P-P-P-E-Konfiguration geerdet. Die Messvorrichtung umfasst eine Mikroohmmessvorrichtung zum Durchführen mehrerer Mikroohmmessungen an den mehreren Polen während die mehreren Pole beidseitig an dem ersten Anschluss und an dem zweiten Anschluss geerdet sind. Die mehreren Mikroohmmessungen werden jeweils an dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss eines jeweiligen Pols durchgeführt. Dazu kann bei jeder der mehreren Mikroohmmessungen jeweils ein Strom an beispielsweise dem ersten Anschluss des jeweiligen Pols eingeprägt und an dem zweiten Anschluss des jeweiligen Pols entnommen werden. Ferner kann eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss des jeweiligen Pols erfasst werden. Aufgrund der beidseitigen Erdung entspricht ein Widerstand, welcher aus einem Quotient aus gemessener Spannung und eingeprägtem Strom bestimmt wird, jedoch in der Regel nicht einem Übergangswiderstand des betreffenden Pols. Die Mikroohmmessvorrichtung kann beispielsweise mehrere Mikroohmmeter umfassen, welche gleichzeitig an unterschiedlichen der mehreren Pole angeschlossen sind. Alternativ kann die Mikromessvorrichtung nur ein einziges Mikroohmmeter umfassen, welches zeitlich nacheinander an verschiedenen Polen der mehreren Pole angeschlossen wird. Die Messvorrichtung umfasst weiterhin eine Verarbeitungsvorrichtung, welche in der Lage ist, einen Übergangswiderstand eines Pols in Abhängigkeit von den mehreren Mikroohmmessungen zu bestimmen. Insbesondere kann die Verarbeitungsvorrichtung in der Lage sein, ein lineares Gleichungssystem oder auch ein überbestimmtes lineares Gleichungssystem zu lösen, welches durch die mit der Mikroohmmessvorrichtung bestimmten Mikroohmmessungen definiert wird und die Übergangswiderstände der mehreren Pole als Unbekannte aufweist. Ferner kann die Verarbeitungsvorrichtung ausgestaltet sein, über beispielsweise eine Bedienoberfläche Bedienhinweise an eine Bedienperson zur Durchführung der Mikroohmmessungen und zum Anschließen der Mikroohmmeter auszugeben. Ferner kann die Verarbeitungsvorrichtung eine Schnittstelle zum Ansteuern des Leistungsschalters aufweisen, um den Leistungsschalter oder einzelne Pole des Leistungsschalters wahlweise in den geöffneten oder den geschlossenen Zustand zu schalten, um in diesen Zuständen Mikroohmmessungen durchzuführen.

[0013] Die Messvorrichtung ist somit zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters ausgestaltet und umfasst daher auch die im Zusammenhang mit dem Verfahren zuvor beschriebenen Vorteile.

[0014] Obwohl die in der obigen Zusammenfassung beschriebenen speziellen Merkmale in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es klar, dass die Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden können.

[0015] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert werden.

[0016] Fig. 1 zeigt schematisch eine Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem dreipoligen Leistungsschalter.

[0017] Fig. 2 zeigt ein Verfahren zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungs schalters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[0018] Fig. 1 zeigt einen dreipoligen elektrischen Leistungsschalter, welcher drei Pole 101-103 zum Schalten von drei Phasen eines dreiphasigen Stroms umfasst. Der erste Pol 101 schaltet eine erste der drei Phasen, der zweite Pol 102 schaltet eine zweite der drei Phasen und die dritte Pol 103 schaltet eine dritte der drei Phasen. Jeder Pol 101-103 umfasst jeweils einen ersten Anschluss 121-123 und einen zweiten Anschluss 131-133 zum Anschließen von dreiphasigen Stromübertragungsleitungen, sowie ein oder mehreren in Reihe geschaltete Schaltkontakte, sogenannte Unterbrecher oder Unterbrechungseinheiten, welche wahlweise geschlossen oder geöffnet werden können. Durch Schließen des jeweiligen Pols 101-103 wird der erste Anschluss des jeweiligen Pols mit dem zweiten Anschluss des jeweiligen Pols elektrisch verbunden. Somit wird durch Schließen des Pols 101 der erste Anschluss 121 mit dem zweiten Anschluss 131 elektrisch verbunden. Ebenso wird durch Schließen des Pols 102 der erste Anschluss 122 mit dem zweiten Anschluss 132 elektrisch verbunden und durch Schließen des Pols 103 der erste Anschluss 123 mit dem zweiten Anschluss 133 elektrisch verbunden. Die drei Pole 101-103 können beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten Antriebs gleichzeitig oder getrennt voneinander geschaltet werden. Im geschlossenen Zustand weist jeder der Pole 101-103 einen Übergangswiderstand auf, welcher in der schematischen Darstellung der Fig. 1 als Widerstand 111, 112 bzw. 113 dargestellt ist. Der Widerstand 111 stellt somit den Übergangswiderstand des Pols 101 dar, der Widerstand 112 stellt den Übergangswiderstand des Pols 102 dar und der Widerstand 113 stellt den Übergangswiderstand des Pols 103 dar.

[0019] Bei einer Überprüfung des Leistungsschalters werden die Übergangswiderstände 111-113 der Pole 101-103 überprüft. Die Pole 101-103 sollten im geschlossenen Zustand jeweils einen sehr kleinen Übergangswiderstand aufweisen, um sich im Betriebsfall nicht über Gebühr zu erwärmen und um im Fehlerstromfall, in welchem einige zehn kA fließen können, sicher zu leiten und nicht zu überhitzen. Ein Überprüfen der Pole 101-103 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein Verfahren 200, welches in Fig. 2 gezeigt ist, im Detail beschrieben werden.

[0020] Wenn ein Leistungsschalter geprüft wird, werden zunächst die Pole 101-103 geöffnet und der gesamte Leistungsschalter mittels Trennern von der übrigen Anlage, beispielsweise von Energieübertragungsleitungen, getrennt. Dann werden im Schritt 201 die drei Pole 101-103 beidseitig geerdet. Dazu werden die ersten Anschlüsse 121-123 und die zweiten Anschlüsse 131-133 mit Erdpotential verbunden. Das Erdpotential ist in Fig. 1 mit den Bezugszeichen 14 und 15 gekennzeichnet. Ein übliches Erdungsschema ist die P-P-P-E-Erdung, bei welcher eine erste Phase beidseitig direkt mit Erdpotential verbunden wird, eine zweite Phase parallel zu der ersten Phase geschaltet wird und eine dritte Phase parallel zu der zweiten Phase geschaltet wird. In Fig. 1 ist ein derartiges P-P-P-E-Erdungsschema dargestellt. Der erste Anschluss 121 des ersten Pols 101 der ersten Phase ist über ein erstes Erdungskabel 16 mit Erdpotential 14 direkt verbunden. Der zweite Anschluss 131 des ersten Pols 101 ist über ein zweites Erdungskabel 17 direkt mit dem Erdpotential 15 verbunden. Der Widerstand des ersten und zweiten Erdungskabels 16, 17 wird durch einen Widerstand 22 symbolisiert. Alternativ könnten auch zwei Widerstände, einer für jedes Erdungskabel 16, 17 symbolisch dargestellt werden. Da jedoch, wie nachfolgend gezeigt werden wird, aus Sicht einer Mikroohmmessung die Widerstände der Erdungskabel 16, 17 ohnehin in Reihe liegen, kann der Gesamtwiderstand der Erdungskabel 16, 17 durch den Widerstand 22 symbolisch dargestellt werden. Der erste Anschluss 122 des zweiten Pols 102 ist über ein Kabel 18 mit dem ersten Anschluss 121 des ersten Pols 101 verbunden. Der zweite Anschluss 123 des zweiten Pols 102 ist über ein Kabel 19 mit dem zweiten Anschluss 131 des ersten Pols 101 verbunden. Somit ist der zweite Pol 102 parallel zu dem ersten Pol 101 geschaltet. Der gemeinsame Widerstand der Kabel 18, 19 wird in Fig. 1 durch den Widerstand 23 ersatzweise symbolisch dargestellt. Der dritte Pol 103 ist über Kabel 20, 21 parallel zu dem zweiten Pol 102 geschaltet. Anders ausgedrückt ist der erste Anschluss 123 des dritten Pols 103 über das Kabel 20 mit dem ersten Anschluss 122 des zweiten Pols 102 verbunden und der zweite Anschluss 133 des dritten Pols 103 ist über das Kabel 21 mit dem zweiten Anschluss 132 des zweiten Pols 102 verbunden. Die Verbindungen über die Kabel 18-21 stellen jeweils direkte Verbindungen zwischen den Anschlüssen 121-123 bzw. 131-133 dar. Ein gesamter Widerstand der Kabel 20, 21 wird in Fig. 1 durch den Widerstand 24 symbolisch dargestellt. Ein gesamter Widerstand der Kabel 18, 19 wird in Fig. 1 durch den Widerstand 23 symbolisch dargestellt.

[0021] Alternativ können die drei Pole 101-103 auch in einer sogenannten P-P-P-E-Erdung geerdet werden. Dabei wird der erste Anschluss 121 des ersten Pols 101 direkt mit Erdpotential verbunden und der zweite Anschluss 133 des dritten Pols 103 direkt mit Erdpotential verbunden. Die übrigen ersten Anschlüsse 122 und 123 werden wie zuvor beschrieben mit dem ersten Anschluss 121 des ersten Pols 101 verbunden und die übrigen zweiten Anschlüsse 131 und 132 werden wie zuvor beschrieben mit dem zweiten Anschluss 133 des dritten Pols 103 verbunden.

[0022] An die Pole 101-103 wird nun eine Messvorrichtung angeschlossen, welche drei Mikroohmmeter 11,12 und 13 umfasst. Jedes Mikroohmmeter 11-13 umfasst jeweils eine Stromquelle 30 und eine Spannungsmessvorrichtung 31, z.B. ein Voltmeter. In Fig. 1 sind die Stromquelle 30 und die Spannungsmessvorrichtung 31 nur für die Mikroohmmessvorrichtung 11 mit Bezugszeichen versehen. Die Mikroohmmessvorrichtungen 12 und 13 umfassen jedoch vergleichbare Stromquellen und Spannungsmessvorrichtungen. Das Mikroohmmeter 11 wird über eine Vierdrahtverbindung mit dem ersten Anschluss 121 und dem zweiten Anschluss 131 des ersten Pols 101 gekoppelt. Dadurch können Einflüsse der Zuleitungen zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen 121, 131 und der Mikroohmmessvorrichtung 11 vermieden werden. Das zweite Mikroohmmeter 12 ist ebenfalls über eine Vierdrahtverbindung mit dem ersten Anschluss 122 und dem zweiten Anschluss 132 des zweiten Pols 102 verbunden. Das dritte Mikroohmmeter 13 ist über eine Vierdrahtverbindung mit dem ersten Anschluss 123 und dem zweiten Anschluss 133 des dritten Pols 103 verbunden. Alternativ können die Stromquelle 30 und die Spannungsmessvorrichtung 31 auch an unterschiedlichen Punkten des jeweiligen Pols 101-103 angeschlossen werden, wodurch jedoch ein resultierendes Gleichungssystem komplexer wird, da zusätzlich unbekannte Widerstände zwischen diesen Punkten zu berücksichtigen wären.

[0023] Im Schritt 202 wird nun eine Schaltstellungskombination der Pole 101-103 eingestellt. Im Schritt 203 werden dann Mikroohmmessungen mit den Mikroohmmetern 11-13 durchgeführt. Dies wird für eine bestimmte Menge von Schaltstellungskombinationen wiederholt. Beispielsweise können die Mikroohmmessungen im Schritt 203 einmal durchgeführt werden während alle drei Pole 101-103 geöffnet sind und ein weiteres Mal während alle drei Pole 101-103 geschlossen sind. Im Schritt 204 wird überprüft, ob alle gewünschten Schaltstellungskombinationen eingestellt und entsprechende Mikroohmmessungen durchgeführt wurden. Weitere Kombinationen, bei denen nur ein oder zwei der Pole 101-103 geschlossen sind, können ebenfalls durchgeführt werden. Das in Fig. 1 gezeigte Widerstandsnetzwerk mit den unbekannten Widerständen 22-24 und 111-113 kann mit Hilfe der mit den Mikroohmmetern 11-13 eingeprägten Ströme und gemessenen Spannungen gelöst werden, beispielsweise durch Anwenden der Kirchhoff’schen Regeln. Beispielsweise kann im Schritt 205 ein lineares Gleichungssystem mit den unbekannten Widerständen 22-24 und 111-113 aufgestellt werden und dieses Gleichungssystem im Schritt 206 gelöst werden.

[0024] In Abhängigkeit von der Anzahl der durchgeführten Mikroohmmessungen im Schritt 203 kann das im Schritt 205 aufgestellte Gleichungssystem sogar überbestimmt sein. In diesem Fall können die unbekannten Widerstände 22-24 und 111-113 näherungsweise bestimmt werden, wobei jedoch diese näherungsweisen Lösungen eine hohe Genauigkeit aufweisen, da Messtoleranzen kompensiert werden können. Die Mikroohmmeter 11-13 können ferner mit unterschiedlichen Strömen arbeiten, beispielsweise mit 50, 100 oder 200 Ampere Gleichstrom. Durch die verschiedenen Ströme ergeben sich verschiedene Verhältnisse, welche weitere Möglichkeiten bieten, Lösungen für das Gleichungssystem zu liefern.

[0025] Die in Fig. 1 gezeigten Vierdrahtverbindungen zu den ersten und zweiten Anschlüssen 121-123 bzw. 131-133 stellen eine Vierdrahtmessung bereit und sollten möglichst genau an die Knotenpunkte der Verbindungen ansetzen, damit die zu lösenden Gleichungssysteme möglichst einfach sind.

[0026] Die Mikroohmmeter können ferner derart ausgestaltet sein, dass sie Zeitmessungen an den ihnen zugeordneten Polen 101-103 durchführen. Dadurch können eine Mikroohmmessung und eine Schaltzeitmessung sowie eine dynamische Widerstandsmessung ohne Umverdrah-tung der Erdung und des Messaufbaus durchgeführt werden, wodurch das Verfahren zeitsparend und Risiko minimierend durchgeführt werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters, wobei der mehrpolige Leistungsschalter mehrere Pole (101-103) umfasst, wobei jeder der mehreren Pole (101-103) jeweils einen ersten Anschluss (121- 123) und einen zweiten Anschluss (131-133) umfasst, wobei durch Schließen des jeweiligen Pols (101-103) der erste Anschluss (121-123) des jeweiligen Pols (101- 103) mit dem zweiten Anschluss (131-133) des jeweiligen Pols (101-103) elektrisch verbindbar ist, wobei der erste Anschluss (121) von einem (101) der mehreren Pole (101-103) über ein erstes Erdungskabel (16) mit einem Erdpotential (14) verbunden ist und der zweite Anschluss (131) von dem einen Pol (101) über ein zweites Erdungskabel (17) mit dem Erdpotential (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder weitere Pol (102, 103) der mehreren Pole (101-103) entweder parallel zu dem einen Pol (101) oder parallel zu einem anderen der weiteren Pole (102, 103) geschaltet ist, wobei das Verfahren umfasst: Durchführen (203) mehreren Mikroohmmessungen an den mehreren Polen (101-103) während die mehreren Pole (101-103) beidseitig geerdet sind, und Bestimmen (206) eines Übergangswiderstands (111-113) von einem der mehreren Pole (101-103) in Abhängigkeit von den mehreren Mikroohmmessungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mit jeder der mehreren Mikroohmmessungen jeweils ein Strom an dem ersten Anschluss (121-123) des jeweiligen Pols (101-103) eingeprägt wird und der Strom an dem zweiten Anschluss (131-133) des jeweiligen Pols (101-103) entnommen wird und eine Spannung zwischen dem ersten Anschluss (121-123) des jeweiligen Pols (101-103) und dem zweiten Anschluss (131-133) des jeweiligen Pols (101-103) gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mehrpolige Leistungsschalter einen dreipoligen Leistungsschalter mit drei Polen (101-103) umfasst, wobei die Mikroohmmessungen mit zwei Mikroohmmetern (11, 13) durchgeführt werden, welche gleichzeitig an zwei (101, 103) der drei Pole (101-103) angeschlossen sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mehrpolige Leistungsschalter einen dreipoligen Leistungsschalter mit drei Polen (101-103) umfasst, wobei die Mikroohmmessungen mit drei Mikroohmmetern (11-13) durchgeführt werden, welche gleichzeitig an die drei Pole (101-103) angeschlossen sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei jedes Mikroohmmeter (11-13) eine Stromquelle (30) und eine Spannungsmessvorrichtung (31) umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Stromstärke der Stromquelle (30) von einem ersten der Mikroohmmeter (11-13) und eine Stromstärke der Stromquelle (30) von einem zweiten der Mikroohmmeter (11-13) unterschiedlich sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchführen der mehreren Mikroohmmessungen umfasst: Einstellen (202) einer ersten Schaltstellungskombination, wobei in der ersten Schaltstellungskombination Pole einer erste Gruppe der mehreren Pole (101- 103) geschlossen sind und die übrigen Pole der mehreren Pole (101-103) geöffnet sind, Durchführen (203) mehrerer erster Mikroohmmessungen an den mehreren Polen (101-103) während die mehreren Pole (101-103) in der ersten Schaltstellungskombination eingestellt und beidseitig geerdet sind, Einstellen (202) einer zweiten Schaltstellungskombination, wobei in der zweiten Schaltstellungskombination Pole einer zweite Gruppe der mehreren Pole (101-103) geschlossen sind und die übrigen Pole der mehreren Pole (101-103) geöffnet sind, wobei die zweite Gruppe unterschiedlich zu der ersten Gruppe ist, und Durchführen (203) mehrerer zweiter Mikroohmmessungen an den mehreren Polen (101-103) während die mehreren Pole (101-103) in der zweiten Schaltstellungskombination eingestellt und beidseitig geerdet sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchführen (203) der mehreren Mikroohmmessungen an den mehreren Polen (101- 103) umfasst: Koppeln eines jeweiligen Mikroohmmeters (11-13) mit dem ersten Anschluss (121-123) und dem zweiten Anschluss (131-133) des jeweiligen Pols.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchführen (203) der mehreren Mikroohmmessungen umfasst: Öffnen oder Schließen eines Pols der mehreren Pole, und Erfassen eines zeitlichen Verlaufs der Mikroohmmessung während des Öffnens oder Schließens des Pols, und Bestimmen eines zeitlichen Verlaufs des Übergangswiderstands des Pols in Abhängigkeit von dem erfassten zeitlichen Verlauf der Mikroohmmessung.
10. Messvorrichtung zum Überprüfen eines mehrpoligen elektrischen Leistungsschalters, wobei der mehrpolige Leistungsschalter mehrere Pole (101-103) umfasst, wobei jeder der mehreren Pole (101-103) jeweils einen ersten Anschluss (121-123) und einen zweiten Anschluss (131-133) umfasst, wobei durch Schließen des jeweiligen Pols der erste Anschluss (121-123) des jeweiligen Pols mit dem zweiten Anschluss (131-133) des jeweiligen Pols elektrisch verbindbar ist, wobei ein erstes Erdungskabel (16) zum Verbinden des ersten Anschlusses (121) von einem (101) der mehreren Pole (101-103) mit einem Erdpotential (14), und ein zweites Erdungskabel (17) zum Verbinden des zweiten Anschlusses (131) von dem einen Pol (101) mit dem Erdpotential (15) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung folgende Merkmale umfasst: weitere Verbindungskabel (18-21) zum Schalten von jedem weiteren Pol (102, 103) der mehreren Pole (101-103) entweder parallel zu dem einen Pol (101) oder parallel zu einem anderen der weiteren Pole (102,103), eine Mikroohmmessvorrichtung (11-13) zum Durchführen mehrerer Mikroohmmessungen an den mehreren Polen (101-103) während die mehreren Pole (101-103) beidseitig geerdet sind, und eine Verarbeitungsvorrichtung, welche ausgestaltet ist, einen Übergangswiderstand eines Pols in Abhängigkeit von den mehreren Mikroohmmessungen zu bestimmen.
11. Messvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9 ausgestaltet ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen