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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen eines Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere auf eine Prüfvorrichtung, welche den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis öffnet und schließt, wobei die Prüfvorrichtung überwacht wird und/oder dazu eingerichtet ist, eine zufällige Öffnung des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises während einer Wartung zu verhindern und/oder die Wartung von bestimmten Bauteilen zu ermöglichen, ohne den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis zu unterbrechen. Eine gattungsgemäße Prüfvorrichtung ist beispielsweise in
US 7 271 357 B2 offenbart.
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Technischer Hintergrund der Erfindung
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Die meisten Bauteile von Stromerzeugungsanlagen, Stromübertragungsanlagen oder Stromverteilungsanlagen wie z.B. Übertragungsleitungen, Umspannungstransformatoren, Leistungsschaltern und Generatoren werden überwacht und gesteuert. Die Steuerung und Überwachung wird üblicherweise durch elektromechanische oder elektronische Geräte durchgeführt, die in der Lage sind elektrische Größen zu messen, Berechnungen auf der Basis von vorbestimmten Algorithmen und Grenzwerten auszuführen, und das System wenn notwendig zu aktivieren. Auf Grund der hohen Spannung, Stromstärke und Leistung, welche durch die Starkstrombauteile fließt, werden Stromtransformatoren, Potentialtransformatoren und Schutzschalter als Interface zwischen den Starkstrombauteilen und den Niederstromsteuer- und Überwachungsvorrichtungen, wie z.B. dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis eingesetzt. Dieser Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis und die zugeordneten Schaltelemente werden von Technikern geprüft. Beispielsweise prüft ein Techniker die Funktion eines Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises oder seiner zugeordneten Schaltelemente durch Einführen eines Prüfsteckers in eine Interface Prüfvorrichtung und führt verschiedene Prüfungen durch. Leider ist es unvermeidlich, dass während solcher Prüfverfahren Fehler gemacht werden, welche die Anlagen beschädigen oder den Techniker verletzen können. Während der Prüfung kann der Techniker auch den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis durch Ändern der Parameter des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises auf der Basis der Prüfungen oder an Hand anderer Faktoren einstellen. Leider erfordern solche Prüfungen und Einstellungen einen erheblichen Zeitaufwand für den Techniker, was teuer ist. Weiterhin ist es üblich, an den Schaltelementen der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreise Wartungsarbeiten nach Zeitplan durchzuführen. Um Wartungsarbeiten an den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreisen durchzuführen, müssen die zugeordneten Leistungsstromkreise heruntergefahren werden, um es dem Techniker zu ermöglichen, die Wartungsarbeiten auszuführen, da das Interface oder andere Bauteile in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis anderenfalls beschädigt werden können. Diese Betriebsunterbrechungen in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis und in dem Leistungsstromkreis erhöhen die Betriebskosten. Beispielsweise sind Kosten mit dem Umschalten auf einen anderen Leistungsstromkreis verbunden, und Kosten sind mit dem Nutzungsverlust der Anlagen verbunden, die durch den Leistungsstromkreis angetrieben werden. Demnach gibt es in der Technik einen großen Bedarf, Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreise und die damit verbundenen Schaltungen zu verbessern, um die vorgenannten Nachteile zu verringern oder zu beheben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Interface Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Stromkreises, wobei die Interface Prüfvorrichtung Folgendes aufweist: ein Modul, welches dazu eingerichtet ist, einen Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis zu öffnen und zu schließen, wobei das Modul mindestens ein Paar Kontakte aufweist, die gegeneinander vorgespannt und elektrisch verbunden sind und mit einem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis in Reihe geschaltet sind; und einen Detektor und einen zweiten Stromkreis, wobei der zweite Stromkreis mindestens mit einem Teil des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises verbunden wird - bevor oder im Wesentlichen zeitgleich zum Öffnen des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises, wobei das Modul dazu eingerichtet ist, mindestens eine Ausgabe als Funktion mindestens eines Parameters des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises durch Messen mindestens eines Parameters des zweiten Stromkreises zur Verfügung zu stellen; und wobei der Detektor feststellt, ob sich das mindestens eine Kontaktpaar in leitendem Kontakt miteinander befindet und eine Detektorausgabe zur Verfügung stellt, welche anzeigt, ob das mindestens eine Kontaktpaar sich in leitendem Kontakt miteinander befindet, so dass wenn das mindestens eine Kontaktpaar von einem leitenden Kontakt miteinander zu einem nicht leitenden Kontakt miteinander wechselt, oder von einem nicht leitenden Kontakt miteinander zu einem leitenden Kontakt miteinander wechselt, der Detektor seine Detektorausgabe ändert. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Interface Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Schaltkreises, wobei die Interface Prüfvorrichtung Folgendes aufweist: ein Modul, welches dazu eingerichtet ist, einen Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis zu öffnen und zu schließen, wobei das Modul mindestens ein Paar Kontakte aufweist, die gegenander vorgespannt und elektrisch verbunden und in Reihe mit dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis geschaltet sind; und eine Überwachungsschaltung und einen zweiten Stromkreis, wobei der zweite Stromkreis mindestens mit einem Teil des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis verbunden ist - bevor oder im Wesentlichen zeitgleich mit dem Öffnen des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises; wobei das Modul dazu eingerichtet ist, mindestens eine Ausgabe als Funktion mindestens eines Parameters des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises durch Messen mindestens eines Parameters des zweiten Stromkreises zur Verfügung zu stellen.
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Gemäß Patentanspruch 1 wird daher eine Vorrichtung zum Prüfen eines Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises mit einer Einrichtung vorgeschlagen, welche ausgebildet ist, den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis zu öffnen und zu schließen, wobei die Einrichtung wenigstens folgendes beinhaltet: Mindestens ein Paar gegeneinander vorgespannte Kontakte, die in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis in Reihe geschaltet sind, welcher einen ersten Stromkreis bildet, einen zweiten Stromkreis, Mittel, durch welche das mindestens eine Paar gegeneinander vorgespannte und in leitendem elektrischen Kontakt stehende Kontakte in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis in einen Zustand ohne gegenseitig leitenden Kontakt gebracht und im Wesentlichen zeitgleich hierzu der zweite Stromkreis mit dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis verbunden wird, wobei die Einrichtung weiterhin ausgebildet ist, um mindestens ein Ausgabesignal als Funktion mindestens eines Parameters des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises durch Messen mindestens eines Parameters des zweiten Stromkreises zu erzeugen, wobei weiterhin eine Detektoreinrichtung vorgesehen ist, zur Erzeugung wenigstens eines den Kontaktzustand des Kontaktpaars repräsentierenden Detektorsignals, wobei die Detektoreinrichtung wenigstens ein in einen separaten dritten Stromkreis geschaltetes Trennglied beinhaltet, das von einer Trennbetätigungsvorrichtung derart betätigbar ist, dass das Trennglied im Wesentlichen zur gleichen Zeit den Zustand des dritten Stromkreises verändert wie das Kontaktpaar in den Zustand ohne gegenseitig leitenden Kontakt übergeht, um das wenigstens eine Detektorsignal zu erzeugen.
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Das Detektorsignal wird daher parallel und zusätzlich zu dem sich aus dem Schließen oder Trennen des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises unmittelbar ergebenden Signal erzeugt.
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Bevorzugt beinhaltet das wenigstens eine Detektorsignal ein optisches und/oder akustisches Alarmsignal , welches auf einen geöffneten Zustand des Mittelbis Hochspannungsüberwachungsstromkreises hinweist.
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Vorzugsweise sind in dem dritten Stromkreis mehrere in Reihe geschaltete Trennglieder vorgesehen, wobei auf ein Betätigen lediglich eines Trennglieds der mehreren Trennglieder hin das Detektorssignal erzeugt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung beinhaltet das wenigstens eine Kontaktpaar durch Federmittel gegeneinander vorgespannte Kontakte, welche gemäß einer Grundstellung in elektrisch leitendem Kontakt miteinander stehen, wobei der elektrisch leitende Kontakt durch Einbringen wenigstens eines Fingers zwischen diese Kontakte trennbar ist.
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Bevorzugt beinhaltet das Trennglied wenigstens ein weiteres Kontaktpaar, dessen Kontakte gemäß eines Grundzustands in elektrisch leitendem Kontakt miteinander stehen und welche bedingt durch eine Veränderung der Lage des wenigstens einen Fingers in einen Zustand ohne gegenseitig leitenden Kontakt bringbar sind.
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Auch kann die Trennbetätigungsvorrichtung wenigstens einen mit einem Kontakt des Kontaktpaares in Kontakt stehenden, senkrecht zur Einsetzrichtung des Fingers eines separaten Prüfsteckers verschieblich gelagerten Stößel beinhalten, welcher bedingt durch das Einsetzen des Fingers zwischen die Kontakte des Kontaktpaares und die hieraus folgende Bewegung des betreffenden Kontaktes senkrecht zur Einsetzrichtung des Fingers betätigt wird, um das Trennglied zu betätigen.
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Die Detektoreinrichtung kann weiterhin optische Detektionsmittel beinhalten, welche derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie detektieren können, ob eine Trennung der Kontakte des einen Kontaktpaares durch den Finger oder einen anderen Gegenstand bereits erfolgt ist oder unmittelbar bevorsteht.
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Die optischen Detektionsmittel sind bezogen auf die Einsetzrichtung des Fingers dem wenigstens einen Kontaktpaar bevorzugt vorgeordnet.
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Beispielsweise beinhalten die optischen Detektionsmittel wenigstens eine Lichtschranke mit einer Lichtquelle und wenigstens einen Lichtsensor.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Trennbetätigungsvorrichtung den wenigstens einen Finger beinhalten, wobei der wenigstens eine Finger, das eine Kontaktpaar und das weitere Kontaktpaar koaxial angeordnet sind und der wenigstens eine Finger mit dem einen Kontaktpaar und dem weiteren Kontaktpaar derart zusammen wirkt, dass eine Veränderung der Lage des wenigstens einen Fingers zugleich den Kontaktzustand des einen Kontaktpaares und des weiteren Kontaktpaares ändert.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun im Einzelnen mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen. Darin zeigt:
- 1 ein Blockschaltdiagram einer bevorzugten Ausführungsform einer Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung;
- 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Prüfvorrichtung, die zwei Interfacemodule aufweist, wobei jedes Interfacemodul einen Prüfstecker und einen Prüfblock aufweist, wobei der Prüfstecker nicht in den Prüfblock eingesteckt ist;
- 3 die Prüfvorrichtung von 2, wobei die Prüfstecker teilweise in die Prüfblöcke eingesteckt sind;
- 4 die Prüfvorrichtung von 2, wobei die Prüfstecker vollständig in die Prüfblöcke eingesetzt sind;
- 5 eine Vorderansicht von zwei Polen des Prüfblocks, die mit einem Stromtransformator und mit einem Messgerät verbunden sind;
- 6 einen normalerweise geschlossenen Zungenschalter;
- 7 den Zungenschalter aus 6 in offener Stellung;
- 8 ein Merkmal gemäss der Erfindung zum Verhindern eines Lichtbogens während des Einsetzens des Prüfsteckers;
- 9 ein Merkmal gemäss der Erfindung zum Verhindern eines Lichtbogens während des Entfernens des Prüfsteckers;
- 10 einen Normalbetrieb mit einer Mehrzahl von Prüfsteckleisten;
- 11 einen Prüfbetrieb unter Verwendung eines Prüfsteckers in einem Prüfblock einer Mehrzahl von Prüfblöcken;
- 12 einen Prüfbetrieb unter Verwendung eines Prüfsteckers in einem Prüfblock einer Mehrzahl von Prüfblöcken;
- 13 eine weitere Ausführungsform der Prüfvorrichtung mit einem Unterbrecherfinger, der sich innerhalb des Prüfblocks bewegt, aber nicht aus dem Prüfblock entfernt werden kann, wobei sich der Prüfblock in einem normalen Betriebsmodus befindet;
- 14 einen Zustand des Prüfblocks von 13, in welchem der Unterbrecherfinger und ein Kurzschlusskontaktschieber herausgezogen sind;
- 15 einen Zustand des Prüfblocks von 13, in welchem der Unterbrecherfinger herausgezogen ist, aber der Kurzschlusskontaktschieber eingeschoben ist; und
- 16 eine weitere Ausführungsform der Prüfvorrichtung mit einer vorderen Schaltplatine und einer DIN Schiene zur Aufnahme.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Das Überwachen von Interface Prüfvorrichtungen für Mittel- bis Hochspannungsstromkreise und -systeme gemäss einer Ausführungsform der Erfindung kann automatisch realisiert werden, um eine dauerhaftere und umfassendere Überwachung, eine bessere Wirksamkeit und Sicherheit und verringerte mit der Überwachung verbundene Kosten und andere Vorteile zur Verfügung zu stellen. Weiterhin kann die Schaltung, die zum Überwachen und Steuern einer Interface Prüfvorrichtung verwendet wird, auch so ausgelegt sein, dass Wartungsarbeiten an dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis sicher und effizient durchgeführt werden können, ohne den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis abzuschalten. Wenn eine solche Überwachungsschaltung in den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis eingebaut wird, dann kann eine Wartung mit Betriebsunterbrechung verhindert werden, da der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis nicht während der Prüfung und Wartung der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsschaltung heruntergefahren werden muss, d.h. die Wartung wird durchgeführt, ohne den Mittelbis Hochspannungsüberwachungsstromkreis zu unterbrechen. Dies verbessert die Arbeitsabläufe und eliminiert die Probleme, die anderenfalls von diesen Betriebsunterbrechungen erzeugt würden.
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Die Interface Prüfvorrichtung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung kann auch so ausgeführt werden, so dass, wenn ein Prüfstecker (entweder einer der in eine Öffnung des Interfacemoduls eingesteckt wird, oder einer der integral mit dem Interfacemodul geformt ist) den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis öffnet, der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis geschützt ist. Beispielsweise, wenn ein Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis mit einem Leistungsstromkreis durch einen Transformator mit einer Spule in dem Leistungsstromkreis und der anderen Spule in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis verbunden ist, dann kann der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis nicht ohne die Gefahr geöffnet werden, dass die darin angeordnete Spule beschädigt wird. Um den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis für Wartungsarbeiten zu öffnen, müsste der Leistungsstromkreis abgeschaltet werden, weil anderenfalls die primäre Transformatorspule in dem Leistungsstromkreis versuchen wird, einen Strom durch die nahezu unendlich große Impedanz der sekundären Transformatorspule zu treiben, und dadurch eine hohe Spannung in der offenen sekundären Transformatorspule erzeugen, die Bauteile beschädigen und Betreiber gefährden kann. Um solche Probleme zu vermeiden, kann der Prüfstecker dazu eingerichtet sein, dass er einen anderen Stromkreis schließt, bevor der Mittelbis Hochspannungsüberwachungsstromkreis geöffnet wird. Ein solches System kann mit einem automatischen Überwachungssystem für das Interfacemodul ausgeführt werden, oder es kann mit einem Überwachungssystem für das Interfacemodul ausgeführt werden, welches nicht automatisiert ist. In ähnlicher Weise sind auch andere Elemente einschließlich Potentialtransformatoren und Leistungsschalter geschützt.
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Die Interface Prüfvorrichtung kann auch so ausgeführt werden, dass sie erkennt, ob ein Fremdkörper in eine Öffnung für einen Prüfstecker eingeführt wurde. Dies hilft ein unerwünschtes Öffnen des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises zu erkennen, welche anders schwierig zu erkennen wäre. Beispielsweise kann eine solche Interface Prüfvorrichtung die Gegenwart eines Prüfsteckers erkennen, der nicht ordnungsgemäß funktioniert, oder sie kann Sabotage, wie z.B. ein flaches Stück Plastik oder Karton erkennen, das zwischen den Kontakten des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises eingeführt wurde, so dass der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis geöffnet wird.
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1 zeigt ein Blockdiagram einer beispielhaften Interface Prüfvorrichtung 1 gemäss einer Ausführungsform der Erfindung. Die Interface Prüfvorrichtung 1 weist einen Leistungsstromkreis 6 auf, der durch einen Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 überwacht wird, ein Interfacemodul 2, um den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 mit dem einen Prüfstromkreis 7 zu verbinden, eine Interfaceüberwachungsschaltung 55, um das Interfacemodul 2 zu überwachen, wobei die Interfaceüberwachungsschaltung 55 mit einem übergeordneten Überwachungssystem 99 durch ein Eingabe/Ausgabe Modul 50 verbunden ist. Die Interfaceüberwachungsschaltung 55 überwacht den Zustand des Interfacemoduls 2 und signalisiert den Zustand des Interfacemoduls 2 an das übergeordnete Überwachungssystem 99 über das Eingabe/Ausgabe Modul 50. Das Eingabe/Ausgabe Modul 50 stellt eine Kommunikation zwischen dem Interfacemodul 2 und dem übergeordneten Überwachungssystem dadurch her, dass es Signale von dem Interfacemodul 2 erhält, üblicherweise über eine verdrahtete Verbindung und im Gegenzug die Signale an das übergeordnete Überwachungssystem 99 mit oder ohne Verarbeitung überträgt. Die Übertragung von dem Eingabe- / Ausgabe Modul 50 kann durch eine verdrahtete Verbindung, eine optische Verbindung, eine Radiosignalverbindung, eine Kombination von verschiedenen Verbindungen oder jedem anderen geeignete Übertragungsmedium erfolgen. Alternativ kann das Eingabe- / Ausgabe Modul 50 weggelassen werden und das Interfacemodul und das übergeordnete Überwachungssystem 99 können direkt verbunden sein.
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Die Signalisierung kann über ein Standardkommunikationsprotokoll, wie z.B. DNP3, MODBUS und IEC 61850 oder ein individuelles Kommunikationsprotokoll erfolgen. Die Verwendung von solchen Protokollen ermöglicht es, dass Überwachungs-, Schutz- und Prüfvorrichtungen mehr intelligente Merkmale wie z.B. das Aussenden von Zustandsinformationen an eine Vielzahl von anderen Vorrichtungen, die in einem Kommunikationsnetzwerk verbunden sind, aufweisen. Weiterhin können Fehler und andere Probleme während des Testbetriebs, wie z.B. Offenlassen eines Transformatorstromkreises dadurch vermieden werden, dass überwachte Prüfblöcke gemäss den Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, da diese Prüfblöcke mit dem übergeordneten Überwachungssystem 99 über ein geeignetes Protokoll kommunizieren können, was einen Techniker warnen kann, oder sogar die Stromkreise automatisch anpassen, abschalten oder anderweitig betätigen kann. Obgleich ein beispielhafter Satz von Verbindungen gezeigt wird, können andere auch implementiert werden. Schließlich können zusätzliche Steuerungen und Merkmale hinzugefügt werden.
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2 zeigt eine Ausführungsform der Interface Prüfvorrichtung, 1 die ein Interfacemodul 2 mit zwei Prüfsteckern 15 (auch Prüfzungen genannt) und zwei Prüfblöcken 5 (auch Prüfschalter oder Unterbrechungsvorrichtungen genannt) aufweist, wobei die Prüfstecker 15 nicht in die Prüfblöcke 5 eingesetzt sind. Die Interface Prüfvorrichtung von 2 weist einen Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3, ein Überwachungsbauteil 4, einen Leistungsstromkreis 6, einen Prüfstromkreis 7, eine Öffnung 10, zwei B-seitige Kontakte 16 des Prüfsteckers, zwei A-seitige Kontakte 17 (der B-seitige Kontakt 16 des Prüfsteckers und der A-seitige Kontakt 17 werden gemeinsam als ein Paar Prüfsteckerkontakte 16, 17 bezeichnet), zwei Kurzschlussleisten 18, zwei Finger 20, zwei Isolatoren 21, zwei Nutmerkmale 22, zwei vorgespannte B-seitige Prüfblockkontakte 26, zwei A-seitige vorgespannte Prüfblockkontakte 27 (der B-seitige vorgespannte Kontakt 26 und der A-seitige vorgespannte Kontakt 27 des Prüfblocks werden gemeinsam als vorgespanntes Kontaktpaar 26, 27 bezeichnet und können durch hochwertige mit Silber plattierte Kupferkontakte, hochwertige mit Gold plattierte Kupferkontakte oder jedes andere Material oder Materialien geformt werden), Vorspannungsfedern 29, Anschlüsse 30, mindestens ein Trennglied 40, mindestens ein Trenngliedbetätigungselement 41, eine Lichtquelle 60, wie z.B. eine Leuchtdiode, einen Lichtsensor 61 und ein Gerät 62, z.B. ein zu prüfendes Relais. Die beiden Prüfblöcke werden in Reihe verwendet. Der zweite Prüfblock, der nur teilweise auf der rechten Seite von 2 gezeigt ist, ist identisch zu dem vollständig gezeigten Prüfblock. Der erste und der zweite Prüfstecker, die nur teilweise auf der rechten Seite von 2 gezeigt sind, und die gleich dem vollständig gezeigten Prüfstecker sind, können verwendet werden, um das Gerät 62 oder den gesamten Stromkreis 3 zu isolieren und zu prüfen. Der Prüfstecker 15 kann so geformt sein, dass nur geeignete Prüfstecker 15 in die Prüfblöcke 5 durch die Öffnungen 10 mit einem wahlweisen Profilierungsmerkmal 22 auf den Fingern 21 passen. Dieses Profilierungsmerkmal 22 verhindert ein unabsichtliches Einführen von ungeeigneten Prüfsteckern, was das Interfacemodul oder andere Vorrichtungen beschädigen kann und die Person verletzen kann, welche den ungeeigneten Prüfstecker einführt. Geeignete Prüfstecker 15 unterbrechen den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 und verbinden den Prüfstromkreis 7 mit dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 im Wesentlichen zeitgleich. Dies verhindert, dass der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 jemals unterbrochen wird und verhindert damit alle Probleme, die anderweitig durch eine solche Unterbrechung entstehen würden. Die Prüfstecker 15 können in die Prüfblöcke 5 eingesetzt werden um Potential, Strom und Signaltrennglieder zu prüfen, und damit elektrischen Zugang zu allen Polen auf beiden Seiten des Prüfblocks 5 zur Verfügung zu stellen. Die einfache, sichere und effiziente Konstruktion der Interface Prüfvorrichtung stellt Zugang zu den Betriebsströmen zur Verfügung, ohne den Strompfad während oder nach dem Einsetzen des Prüfsteckers zu unterbrechen.
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Zusätzlich stellt das Profilierungsmerkmal 22 sicher, dass die verschiedenen Kontakte richtig zugeordnet sind, so dass der vorgespannte B-seitige Kontakt des Prüfblocks mit dem B-seitigen Kontakt 16 des Prüfsteckers verbunden ist, und der A-seitige vorgespannte Kontakt 27 des Prüfblocks mit dem A-seitigen Kontakt 17 des Prüfsteckers verbunden ist. Der Isolator 21 ist zwischen dem B-seitigen Kontakt 16 des Prüfsteckers und dem A-seitigen Kontakt 17 des Prüfsteckers angeordnet. Mit anderen Worten weist der Finger 20 ein Profilierungsmerkmal 22 auf, das in die Öffnung 10 des Prüfblocks 5 eingreift, so dass der Finger 20 nur in die Öffnung 10 in einer Richtung eingesetzt werden kann und der B-seitige Kontakt 16 des Prüfsteckers 15 mit dem vorgespannten B-seitigen Kontakt 26 des Prüfblocks 5 verbunden wird und der A-seitige Kontakt 17 des Prüfsteckers 15 mit dem A-seitigen vorgespannten Kontakt 27 des Prüfblocks 5 verbunden wird, so dass eine Verbindung mit der richtigen Polarität sicher gestellt ist.
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Der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 ist mit dem Leistungsstromkreis 6 durch ein Überwachungsbauteil 4 gekoppelt. Die Paare vorgespannter Kontakte 26, 27 sind mit dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 durch Anschlüsse 30 verbunden. Der Prüfstecker 15 weist einen Finger 20 auf, der das Paar von Prüfsteckerkontakten 16, 17 aufnimmt, die dazu eingerichtet sind, mit dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 zu verbinden. Das Paar Prüfsteckerkontakte 16, 17 wird mit dem Prüfstromkreis 7 verbunden, um den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 zu prüfen, der das Überwachungsbauteil 4 und das Gerät 62 aufweist. Der Prüfblock 5 und der Prüfstecker 15, welcher den Finger 21 aufweist, können aus stoßfestem Isoliermaterial wie z.B. Plastik (z.B. Propyläen oder Polyethylen) oder jedem anderen geeigneten Material gebildet sein das mechanisch Komponenten des Mittelbis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 und des Prüfstromkreises 7 aufnimmt und isoliert. Das Material des Prüfblocks 5 kann durchsichtig sein, um bei Wartungsarbeiten, beim Erkennen von Sabotage oder dergleichen zu helfen, oder es kann opak sein.
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Der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 betreibt ein Überwachungsbauteil 4, wie z.B. eine Sekundärspule eines Transformators, der zum Überwachen eines Leistungsstromkreises 6 verwendet wird, wobei die Primärspule in dem Leistungsstromkreis 6 angeordnet ist und die Sekundärspule in dem Mittelbis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 angeordnet ist, und den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 mit dem Leistungsstromkreis 6 koppelt. Dies schützt die Überwachungs- und Steuerbauteile 4 vor Beschädigungen, da die höheren Spannungen und/oder Ströme in dem Leitungsstromkreis 6 die Überwachungs- und Steuerbauteile 4 in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 beschädigen oder zerstören würden, wenn sie direkt aufgebracht würden. Beispielsweise kann ein Stromtransformator verwendet werden, um den Leistungsstromkreis 6 zu überwachen, wenn der Strom und/oder die Spannung in dem Leistungsstromkreis 6 zu hoch ist, um direkt auf die Messgeräte in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 oder in dem Prüfstromkreis 7 aufgebracht zu werden. Ein Stromtransformator und/oder andere Elemente können verwendet werden, um einen verringerten Strom zu erzeugen, der genau proportional zu dem Strom in dem Leistungsstromkreis 6 ist, der gut mit Mess- und Aufzeichnungs- Instrumenten in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 und in dem Prüfstromkreis 7 verbunden werden kann. Beispielsweise soll die Sekundärwicklung eines Spannungstransformators nicht von ihrer Last entkoppelt werden, während Strom in der Primärwicklung in dem Leistungsstromkreis 6 strömt, da der Stromtransformator versuchen wird, weiterhin Strom über die nahezu unendlich grosse Impedanz zu treiben, und dadurch eine sehr hohe Spannung erzeugt (in manchen Fällen in dem Bereich von etlichen Kilovolt) in der Sekundärspule des Stromtransformators, was den Stromtransformator dauerhaft schädigen kann, so dass entweder der Stromtransformator nicht länger funktioniert oder nicht länger eine genaue Anzeige für den Leistungsstromkreis liefert, und die sehr hohe Spannung die Sicherheit des Betreibers und der Anlagen gefährden kann.
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Der Prüfblock 5 weist eine Öffnung 10 auf, die dazu eingerichtet ist, einen Finger 20 des Prüfsteckers 15 aufzunehmen. Der Prüfblock 5 weist auch ein Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 auf, die als Trennglieder dienen, welche den Mittelbis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 normalerweise mit externen Anschlüssen 30 verbinden. Alle Trennglieder 30 sind durch eine hintere Platine 45 in Reihe verbunden, die mindestens einen Teil der Interfaceüberwachungsschaltung 55 bildet. Die Überwachung wird üblicherweise unter Verwendung von normalerweise geschlossenen Kontakten ausgeführt, die innerlich durch eine Niederstromversorgung beaufschlagt werden. Jegliches Versagen eines Überwachungskontakts, einer inneren Verdrahtung oder eines Niederstroms erzeugt einen Öffnungsalarm. Die hintere Platine 45 beeinträchtigt die Trenngliedschaltung nicht und kann jederzeit ersetzt werden. Die Anschlüsse 30 können aus leitendem Metallwerkstoff, wie z.B. Messing, Kupfer oder jedem anderen geeigneten Werkstoff hergestellt werden. Die Anschlüsse 30 können dazu eingerichtet sein, Standardverbinder oder andere Verbinder aufzunehmen. Der Finger 20 kann aus schlagfestem Isoliermaterial, wie z.B. Polypropylen, Polyäthylen, oder jedem anderen geeignetem Material hergestellt werden und der Finger kann dazu eingerichtet sein, gegen Spannungen des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 zu isolieren. Wie in 2 dargestellt, ist das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 in dem Prüfblock 5 in geschlossener Stellung. In geschlossener Stellung wird das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 unter Eigenspannung sicher zusammengepresst und kann zusätzlich durch eine oder zwei Vorspannungsfedern 29 zusammengepresst werden, die im Wesentlichen gegen die Öffnungsrichtung des Paares vorgespannter Kontakte 26, 27 wirken und eine Kraft von einer oder von beiden Seiten aufbringen, um einen konstanten Kontaktdruck zu erzeugen, der den Innenwiderstand minimiert (z.B. auf kleiner oder gleich 2 mΩ). Das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 kann durch Einsetzen des Fingers 20 des Prüfsteckers 15 zwischen dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 aufgespreitzt und voneinander getrennt werden.
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3 beschreibt einen Zustand der Interface Prüfvorrichtung 1, in welchem die Prüfstecker 15 teilweise in die Prüfblöcke 5 eingesetzt sind. Genauer gesagt wurden die Prüfstecker 15 in die Öffnungen 10 des Prüfblocks 5 eingesetzt, so dass das Paar von Prüfsteckerkontakten 16, 17 das Paar von vorgespannten Kontakten 26, 27 kontaktiert, aber das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 nicht trennt. Das Paar Prüfsteckerkontakte 16, 17 ist in Kontakt mit dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 und erdet den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 durch die A-seitigen Kontakte 17 der Prüfstecker 15 und die Kurzschlussschienen 18, die als Sicherheitsmaßnahme dienen, um den Überwachungsstromkreis 3 und den Prüfstromkreis 7 zu schützen, und trägt dazu bei, dass kein Lichtbogen gebildet wird, wenn die Kontakte 26, 27 geöffnet werden. Zusätzlich kann jedes Interfacemodul 2 einen oder mehrere Detektoren aufweisen. Beispielsweise kann ein Detektor aus mindestens einem Trennglied gebildet werden, das von einer entsprechenden Trennbetätigungsvorrichtung 41 betätigt wird. Das Trennglied 40 wird im Wesentlichen zur gleichen Zeit getrennt, wie das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 getrennt wird, um anzuzeigen, dass der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis offen ist. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die jeweilige Trennbetätigungsvorrichtung 41 ein isolierter mechanischer Stössel sein (z.B. aus Polypropylen, Polyäthylen oder jedem anderen geeigneten Material), welcher sich innerhalb der Vorspannungsfedern 29 erstreckt und das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 kontaktiert. Die jeweilige Trennbetätigungsvorrichtung 41 wird mechanisch durch das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 verlagert, wenn der Finger 20 weit genug in die Öffnung 10 eingeführt wird, so dass der Finger 20 das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 trennt und den Stromkreis 3 öffnet. Die Bewegung des isolierten mechanischen Stössels bewirkt, dass das Trennglied 40 geöffnet wird und dadurch ein Signal an die Interfaceüberwachungsschaltung 55 sendet und schließlich an das übergeordnete Überwachungssystem 99, welches anzeigt, dass das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 getrennt ist.
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Das Öffnen eines Trennglieds 40 löst einen ferngesteuerten Alarm durch ein externes Eingabe/Ausgabe Modul 50 aus, welches mit den Interface Prüfvorrichtungen 1 durch eine verdrahtete Verbindung verbunden ist. Der Alarm kann dauerhaft, periodisch oder jede andere Art von Alarm sein. Die Anordnung eines jeden Interfacemoduls 2 ermöglicht die Verwendung von drei unabhängigen Sensoren, die zwei verschiedene und unabhängige Erkennungsverfahren verwenden, um den Zustand des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 zu bestimmen, der geprüft wird, wobei die Verfahren in dem Detektor einzeln oder gemeinsam verwendet werden können. Das Ziel einer solchen Redundanz ist ein höheres Sicherheitsniveau zu garantieren, was oft in Anlagen wie z.B. Kernkraftwerken, chemischen Anlagen oder dergleichen wünschenswert ist. Das mindestens eine interne Trennglied 40 wird so angeordnet, dass es für den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 in dem Augenblick oder substanziell in dem Augenblick, wenn der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 geöffnet oder geschlossen wird, ein Zustandssignal sendet, wodurch eine falsche Signalisierung verhindert wird. Die Kammer für das Signalglied und der Finger 20 entsprechen den Isolationsspezifikationen für eine Interface Prüfvorrichtung 1.
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Immer wenn der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 auf Grund des Einsetzen eines Prüfsteckers 15 geöffnet wird, dann wird ein inneres Trennglied durch die entsprechende Trennbetätigungsvorrichtung geöffnet, die senkrecht zu der Einsetzrichtung des Fingers 20 des Prüfsteckers 20 zwischen dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 angeordnet ist. Das Einsetzen erzeugt eine Versetzung des Paares vorgespannter Kontakte 26, 27, die auf die entsprechende Trennbetätigungsvorrichtung 41 übertragen wird, die dazu eingerichtet ist, das jeweilige Trennglied 40 zu öffnen.
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Das Interfacemodul 2 gemäss der Erfindung erlaubt auch die Verwendung von einem oder mehreren inneren Trenngliedern 40 zum Signalisieren gleicher oder ähnlicher Vorgänge. Dies stellt eine Redundanz zur Verfügung, die das Risiko verringert, dass ein sicherheitskritischer Vorgang nicht signalisiert wird. Wenn zwei innere Trennglieder 40 verwendet werden, dann wird eines der inneren Trennglieder auf einer Seite des Prüfblocks 5 angebracht und das andere Trennglied 40 wird auf der anderen Seite des Prüfblocks 5 angebracht, so dass wenn der Prüfstecker 15 eingesetzt wird, sich das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 in Richtung auf die inneren Trennglieder 40 bewegt, die von den jeweiligen Trennbetätigungsvorrichtungen geöffnet werden, die sich innerhalb der Vorspannfedern 29 erstrecken. Die beiden inneren Trennglieder 40 sind in Reihe verbunden, so dass der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis als offen angesehen wird, wenn ein Trennglied 40 offen ist.
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Gemäss einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung können eine Lichtquelle 60 und ein ihr zugeordneter Lichtsensor 61 in dem Detektor angeordnet sein und können angrenzend an die Öffnung 10 des Testblocks 5 angebracht werden, um das Einsetzen des Prüfsteckers 15 oder jedes anderen Gegenstands zu erkennen, welcher schließlich das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 trennen würde, aber möglicherweise nicht genügend Versetzung erzeugt, so dass die jeweilige Trennbetätigungsvorrichtung das mindestens eine Trennglied 40 öffnet. Die Lichtquelle 60 und ihr zugeordneter Lichtsensor 61 sind von allen anderen Detektoren unabhängig, und das Signal von dem Lichtsensor 61 wird auf die Interfaceüberwachungsschaltung 55 übertragen. Wenn der Lichtsensor 61 nicht eine bestimmte Menge Licht von der Lichtquelle 60 erhält, dann zeigt sein Signal an die Interfaceüberwachungsschaltung 55 eine Abschattung an, welche bewirkt, dass ein Alarm von dem übergeordneten Überwachungssystem 99 angezeigt wird. Die Lichtquelle 60 und der Lichtsensor 61 können in jedem Interfacemodul 2 angebracht werden, oder eine einzelne Lichtquelle 60 und ein Lichtsensor 61 können in einem Block aus Interfacemodulen 2 angebracht werden.
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4 beschreibt das Interfacemodul 2 aus 1, wobei die Prüfstecker 15 vollständig in die Prüfblöcke 5 eingesetzt sind. Der A-seitige Kontakt 16 des Prüfsteckers verbindet mit dem A-seitigen vorgespannten Kontakt 26 des Prüfblocks und der B-seitige Kontakt 17 des Prüfsteckers verbindet mit dem B-seitigen vorgespannten Kontakt 27 des Prüfblocks des Mittel- bis Hochspannungsstromkreises 3 und das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 wird getrennt. Dies bedeutet, dass die B-seitigen vorgespannten Kontakte 27 des Prüfblocks mit dem B-seitigen Kontakt 17 des Prüfsteckers verbunden werden und dadurch mit der Kurzschlussschiene 18 geerdet werden und so zum Prüfen verwendet werden können.
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Das weitere Einführen des Prüfsteckers 15 in den Prüfblock 5 wie in 4 gezeigt, schiebt den Finger 20 zwischen das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 und trennt das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 voneinander und bewirkt das Öffnen des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 und verbindet den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 dadurch mit dem Prüfstromkreis 7 und isoliert das zu prüfende Bauteil in der gleichen Bewegung. Das Einführen des Fingers 20 zwischen dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 erfolgt entgegen der natürlichen Öffnungsrichtung des Lichtbogens zwischen dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 und fügt einen Isolator 21 zwischen den beiden Polen des Paares vorgespannter Kontakte 26, 27 ein und dies stellt sicher, dass kein Lichtbogen auftritt, während das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 geöffnet wird. Die Interfaceprüfvorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, eine Funktionalität zu implementieren, wobei ein neuer Kontakt hergestellt wird, bevor ein bestehender Kontakt geöffnet wird. Das Herstellen des Kontakts bedeutet hier das Kurzschließen der Anschlüsse des Stromtransformators. Diese Funktionalität, bei der ein neuer Kontakt hergestellt wird bevor ein bestehender Kontakt unterbrochen wird, stellt einen überlegenen Schutz für Stromtransformatoren und andere Schaltungselemente zur Verfügung. Zum Beispiel wenn der Prüfstecker 15 eingeführt wird, dann wird das Paar vorgespannter Kontakte automatisch durch die Kurzschlussschiene 18 entlang vorbestimmter Pole in einem einzigen Schritt kurzgeschlossen. Die einfache, sichere und effiziente Ausführung des Prüfsteckers 15 und des Prüfblocks 5 liefert Zugang zu im Betrieb befindlichen Mittel- bis Hochspannungsüberwachungs- und Steuerbauteilen 4 und zu dem Gerät 62 ohne den Strompfad vor oder während des Einführens des Prüfsteckers 15 zu unterbrechen. Die Interfaceprüfvorrichtung 1 nutzt eine Funktionalität, bei der ein Kontakt hergestellt wird, bevor ein anderer Kontakt unterbrochen wird, um die Kontinuität des elektrischen Systems aufrechtzuerhalten und die Stromkreisbauteile des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 automatisch kurzzuschließen, bevor der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungs- und Steuerungsstromkreis 3 geöffnet wird. Potential und Signalverbindungen werden durch den Prüfstecker 15 durch eine hochwertige elektrische Isolierung unterbrochen. Die einzelne Bewegung zum Einführen des Prüfsteckers 15 „verbindet“ und „trennt“ den Mittel- bis Hochspannungsstromkreis 3 in einer sicheren Abfolge, die jedes Mal eine korrekte Isolierung und Wiederherstellung erreicht. Wenn der Prüfstecker 5 wie in 4 dargestellt eingeführt wird, dann kann das Prüfen und Ersetzen eines beschädigten Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsbauteils 4 und des Geräts 62 sicher ausgeführt werden.
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Das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 schliesst automatisch wenn der Prüfstecker 15 entfernt wird. Beispielsweise stellen die Vorspannungsfedern 29, welche das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 gegeneinander drücken, sicher, dass der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 geschlossen ist, wenn die Prüfverfahren abgeschlossen sind.
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In 2, 3 und 4 werden verschiedene Signale an das übergeordnete Überwachungssystem 99 geschickt, abhängig davon ob der Prüfstecker 15 nicht eingeführt, teilweise eingeführt oder vollständig eingeführt ist. 2 veranschaulicht das Interfacemodul 2 während des Normalbetriebs, wobei die verschiedenen Stromkreise geschlossen sind. In diesem Fall ist der Zustand „ok“, und es wird von dem übergeordneten Überwachungssystem 99 kein Alarm ausgegeben. In 3, welche ein Interfacemodul 2 unmittelbar vor dem Prüfbetrieb zeigt, erreicht Licht von der Lichtquelle 60 nicht den zugeordneten Lichtsensor 61, was bewirkt, dass dem übergeordneten Überwachungssystem 99 eine Abschattung angezeigt wird. In diesem Fall ist der Zustand „Alarm“ und ein Alarm wird von dem übergeordneten Überwachungssystem 99 angezeigt. In 4, welche das Interfacemodul 2 während des Prüfbetriebs zeigt, erreicht Licht von der Lichtquelle 60 nicht den zugeordneten Lichtsensor 61, was bewirkt, dass dem übergeordneten Überwachungssystem 99 eine Abschattung angezeigt wird und das Paar vorgespannter Kontakte getrennt ist, was auch dem übergeordneten Überwachungssystem 99 angezeigt wird. In diesem Fall ist der Status „Alarm“, und ein Alarm wird von dem übergeordneten Überwachungssystem 99 angezeigt.
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Die Verwendung von mehreren Prüfsteckern 15 ermöglicht das Prüfen von Teilen des Prüfstromkreises 7. Wenn alternativ der gesamte Prüfstromkreis geprüft werden soll, dann kann ein einzelner Prüfstecker verwendet werden.
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10 zeigt den Normalbetrieb mit einer Mehrzahl von Prüfblöcken 5. 11 stellt den Betrieb im Testmodus unter Verwendung eines Prüfsteckers 15 in einem Testblock aus einer Mehrzahl von Testblöcken 5 dar. 12 stellt den Betrieb im Prüfmodus unter Verwendung eines Prüfsteckers 100 in einem Prüfblock aus einer Mehrzahl von Prüfblöcken 5 dar.
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5 beschreibt eine Vorderansicht von zwei Polen des Prüfblocks, die mit einem Stromtransformator und einem Messinstrument verbunden sind. Die Bezugszahlen 8 kennzeichnen die Steckkontakte des Prüfinstruments 7.
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6 beschreibt einen normalerweise geschlossenen Zungenschalter 42 in geschlossener Position, der als Trennglied 40 verwendet werden kann. Alternativ können auch andere mechanische Schalter, kapazitive Schalter und induktive Schalter verwendet werden, oder jedes andere geeignete Trennglied kann verwendet werden. Das Trennglied 40 öffnet einen Schalter in der Interfaceüberwachungsschaltung 55. Jedes offene Paar von vorgespannten Kontakten 26, 27 bewirkt, dass sich mindestens ein Trennglied 40 öffnet, welches in den Prüfblock 5 eingebaut ist. Das interne Trennglied 40 kann aus zwei Zungen 42 gebildet werden, die einander in ihrer Ruheposition berühren, was es ermöglicht, dass Strom durch die Interfaceüberwachungsschaltung 55 fließt. Wenn die jeweilige Trennbetätigungsvorrichtung 41, die ein Paar von vorgespannten Kontakten 26, 27 kontaktiert, im Wesentlichen senkrecht zur Einführungsbewegung des Fingers 20 versetzt wird, dann öffnet die jeweilige Trennbetätigungsvorrichtung das Trennglied 40 und bewirkt, dass die Überwachungsschaltung 55 anzeigt, dass das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 offen ist. 7 stellt den normalerweise geschlossenen Zungenschalter aus 6 in der offenen Stellung dar.
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8 beschreibt ein Merkmal der Erfindung zum Verhindern eines Lichtbogens, wenn ein Prüfstecker 15 eingeführt wird, während 9 ein Merkmal der Erfindung zum Verhindern eines Lichtbogens darstellt, wenn der Prüfstecker 15 entfernt wird. Gemäss 8 wird die Erzeugung von Lichtbögen verhindert, da das Einführen des Paares von Prüfsteckerkontakten 16, 17 und des Isolators 21 des Prüfsteckers 15 zwischen die Kontakte 26, 27 gegen die natürliche Richtung der Öffnung des elektrischen Lichtbogens erfolgt. In ähnlicher Weise wird, wenn das Paar von Prüfsteckerkontakten 16, 17 von dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 gelöst wird, die Erzeugung von Lichtbögen verhindert, da die Kontakte in Gegenrichtung zur Öffnung des Lichtbogens schließen.
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13 stellt eine andere Ausführungsform des Interfacemoduls 2 mit einem Unterbrecherfinger 65 dar, der sich innerhalb des Interfacemoduls 2 bewegt, aber nicht aus dem Interfacemodul 2 entfernt werden kann, welches sich in der normalen Betriebsart befindet. Diese Ausführungsform bietet Sicherheit gegen das Einführen von Fremdkörpern und schützt das Interfacemodul 2 vor Staub und Feuchtigkeit, da das Interfacemodul 2 keine Öffnungen aufweist, die nach aussen hin offen sind.
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In dem Interfacemodul 2 von 13 sind zwei Kontaktpaare vorhanden. Das erste Kontaktpaar ist das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27, welches dazu eingerichtet ist, den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 zu öffnen und zu schließen. Das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 wird von dem Unterbrecherfinger 65 geöffnet, der einen Isolator 21 aufweist. Der Unterbrecherfinger 65, der den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 unterbricht, ist integral mit dem Interfacemodul 2 ausgeführt. Wenn sich der Unterbrecherfinger 65 in der „Ruheposition“ an dem Modul wie in 13 gezeigt befindet, dann fließt ein Strom in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 durch das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27, die geschlossen sind. Das zweite Kontaktpaar 43, 44 bildet ein normalerweise geschlossenes Trennglied 40, welches zum Öffnen und Schließen der Interfaceüberwachungsschaltung 55 eingerichtet ist. Wenn sich der Unterbrecherfinger 65 in der „Ruheposition“ an dem Modul 2 befindet, dann strömt ein Überwachungsstrom in der Interfaceüberwachungsschaltung 55 durch das geschlossene Kontaktpaar 43, 44.
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14 stellt das Interfacemodul 2 gemäß 13 dar, mit dem Unterbrecherfinger 65, der sich innerhalb des Interfacemoduls 2 bewegt, aber nicht von dem Interfacemodul 2 entfernt werden kann. Dabei befinden sich der Unterbrecherfinger 65 und eine Kurzschlussschiene 71 in einer herausgezogenen Lage. Der Unterbrecherfinger 65 bewegt sich zwischen einer „Ruheposition“ für den Normalbetrieb wie in 13 dargestellt oder einer „herausgezogenen Position“ oder einem Prüfmodus wie in 14 dargestellt hin und her. Der Unterbrecherfinger 65 wird in dem Modul 2 aufgenommen und wird nicht von dem Modul 2 entfernt. Wenn der Unterbrecherfinger 65 in die in 14 dargestellte Position gezogen wird, dann wird der Isolator 21 zwischen das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 gezogen, mit dem Isolatorkeil 66 voraus, um sie zu trennen und dadurch den Mittel- bis Hochspannungsstromkreis 3 zu unterbrechen. Wie in 14 gezeigt, wird der Isolator 21 zwischen dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 an dem Isolatorkeil 66 in der Mitte des Isolators 21 durch die von dem Kontaktdruck des vorgespannten Kontaktpaars 26, 27 erzeugte Reibung und von der Haltekraft der Kontakte an den Wänden des Isolatorkeils 66 gehalten. Das zweite Kontaktpaar 42, 43 bildet das Trennglied 40 um den Zustand des vorgespannten Kontaktpaars 26, 27 anzuzeigen. Wenn der Unterbrecherfinger 65 aus der in 13 dargestellten Position auf die in 14 dargestellte Position gezogen wird, dann wird der Isolatorkeil 66 auch zwischen das zweite Kontaktpaar 43, 44 gezogen, um dieses zu trennen und um die Interfaceüberwachungsschaltung 55 zu öffnen. Wie in 14 beschrieben, wird der Isolator 21 zwischen dem zweiten Kontaktpaar 43, 44 an dem Isolatorkeil 66 im Zentrum des Isolators 21 durch die vom Kontaktdruck des zweiten Kontaktpaars 43, 44 erzeugte Reibung gehalten. Das zweite Kontaktpaar 43, 44 bildet dann das Trennglied 40 der Interfaceüberwachungsschaltung 55.
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Wenn der Unterbrecherfinger 65 wie in 14 dargestellt gezogen wird, dann wird das zweite Kontaktpaar 42, 43 im Wesentlichen zeitgleich mit dem Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 geöffnet und unterbricht den Stromkreis der Interfaceüberwachungsschaltung 55, was ein Alarmsignal durch das Eingabe- / Ausgabemodul 50 auf der elektronischen Schaltplatine 45 an das übergeordnete Überwachungssystem 99 schickt.
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In den stromführenden Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreisen 3 wird der Mechanismus zur Kontaktherstellung vor dem Öffnen eines bestehenden Kontaktes durch einen Kurzschlusskontakt 70 ausgeführt, der geschlossen wird, bevor das Paar vorgespannter Kontakte 26, 27 den Mittel- bis Hochspannungsstromkreis 3 wie in 14 dargestellt öffnet. Der Kurzschlusskontakt 70 verbindet den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3. Diese Position, wo der Unterbrecherfinger 65 und der Kurzschlusskontaktschieber zusammen verriegelt sind, wird verwendet, um den Stromtransformator zu entkoppeln und um sicherzustellen, dass ein Kontakt hergestellt wird, bevor ein bestehender Kontakt geöffnet wird. Um den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 zum Messen und Prüfen zu öffnen, muss der Kurzschlusskontakt 70 zu dem Modul zurückbewegt und wie in 15 gezeigt geöffnet werden. Der Kurzschlusskontakt 70 wird von dem Kurzschlusskontaktschieber 71 bewegt, der während des Normalbetriebs an dem Unterbrecherfinger 65 verriegelt ist. Um den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 zu öffnen muss der Kurzschlusskontaktschieber 71 an dem Unterbrecherfinger wie in 15 gezeigt entriegelt werden und zu dem Modul 2 zurückbewegt werden. Bevor der Kurzschlusskontaktschieber 71 zu dem Modul 2 zurückbewegt wird, muss der Anwender sicherstellen, dass ein korrektes Messelement mit den Kontakten 26, 27 verbunden ist.
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Um den Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis
3 zu öffnen, muss der Unterbrecherfinger an dem Interfacemodul
2 herausgezogen werden, der Kurzschlusskontaktschieber
71 muss von dem Unterbrecherfinger
65 entriegelt werden, und der Kurzschlusskontaktschieber
71 muss zurück zu dem Interfacemodul
2 bewegt werden. Die Tatsache dass diese drei Handlungen ausgeführt werden müssen, was nicht unabsichtlich geschehen kann, stellt einen hohen Grad an Sicherheit zur Verfügung, der sicherstellt, dass der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis
3 nicht unabsichtlich geöffnet wird. Die Tabelle 1 listet mögliche Positionen des Unterbrecherfingers
65 und des Kurzschlusskontaktschiebers
71 und des entsprechenden offenen oder geschlossenen Zustands des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 auf. Es ist unmöglich, dass sich der Unterbrecherfinger
65 in der Ruheposition befindet, wenn der Kurzschlusskontaktschieber
71 sich in der herausgezogenen Position befindet, was den korrekten Betrieb des Interfacemoduls sichergestellt.
| Tabelle 1 |
| Unterbrecherfinger 65 | Kurzschlusskontaktschieber 71 | Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 |
| Ruhestellung | Ruhestellung | Geschlossen |
| Herausgezogen | Herausgezogen | Geschlossen |
| Herausgezogen | Ruhestellung | Offen |
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Mehrere Trennglieder 40 der Interfaceprüfvorrichtungen 1 können eines nach dem anderen durch ein Kabelpaar verbunden werden, was ein Netzwerk von so vielen Einheiten erzeugt, wie sie das Netzteil betreiben kann. Jedes Trennglied ist in Reihe durch eine Schaltplatine 45 verbunden, welche an jedem Interfacemodul 2 angeschlossen werden kann. Wenn eines der Trennglieder in der Kette offen ist, dann wird der elektrische Strom, der durch die Interfaceüberwachungsschaltung 55 strömt, unterbrochen, und ein Eingabe-/Ausgabemodul 50, welches auf der Schaltplatine angebracht ist, signalisiert diesen Vorgang an ein Überwachungssystem durch ein Kommunikationsprotokoll. Die Überwachungsschaltung 55 weist ein Eingabe-/Ausgabemodul 50 auf einer elektronischen Schaltplatine 45 auf, die mechanisch mit dem Interfacemodul 2 verbunden ist und elektrisch mit der Überwachungsschaltung 55 verbunden ist. Die Überwachungsschaltung 55 löst einen Alarm aus, der anzeigt, dass ein Paar vorgespannter Kontakte des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungs- und Steuerstromkreises 3 offen ist. Ein Strom, der von dem Eingangs- und Ausgangsmodul 50 zur Verfügung gestellt wird, fließt durch die Überwachungsschaltung 55. Der Strom wird unterbrochen, wenn ein Stecker eingesetzt wird, der ein beliebiges Trennglied aktiviert. Das Eingabe- / Ausgabemodul, welches die Leistung zur Verfügung stellt, stellt die Unterbrechung fest und signalisiert den Vorgang dann an das Überwachungssystem, mit welchem es verbunden ist.
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16 stellt eine andere beispielhafte Ausführungsform mit einer vorderen Platine 100 und einer hinten angeordneten Aufnahme 105 wie z.B. einer DIN-Schiene dar. Durch Verwendung einer Vorderplatine 100 und einer hinteren Aufnahme 105 werden Wartung, Reparatur und Ersatz der Vorderplatine 100 im Vergleich zu Ausführungsformen mit einer hinteren Platine vereinfacht. Beispielsweise hängt ein Zugriff auf die vordere Platine 100 nicht davon ab, was für andere Elemente um die vordere Platine 100 herum angeordnet sind, wo hingegen ein Zugang zu der hinteren Platine durch andere Elemente, die nahe an oder vor der hinteren Platine 45 angebracht sind, behindert werden kann. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung einer hinteren Standardaufhängung 105 und einer vorne liegenden Platine 100 in jedem Interfacemodul 2, dass verschiedene Interfacemodule 2 verwendet werden können, ohne dass man sich darüber Sorgen machen müsste, ob die Wartung, Reparatur und der Ersatz der vorderen Platinen 100 durch die anderen Elemente des Interfacemoduls 2, durch andere angrenzende Interfacemodule 2 oder durch den Raum, in dem alle Interfacemodule 2 angeordnet sind, behindert werden. Die Verwendung einer hinten liegenden Standardaufnahme 105 standardisiert die Interfacemodule 2, so dass Nachrüstungen und verschiedene Module verwendet werden können, ohne dass zusätzliche konstruktive Randbedingungen zu beachten sind.
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Obgleich verschiedene Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist festzuhalten, dass Änderungen, Ersetzungen, Umwandlungen, Modifikationen, Variationen und Permutationen ausgeführt werden können, ohne über den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung hinauszugehen, welcher nur durch die beiliegenden Patentansprüche bestimmt wird.
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Die Erfindung betrifft daher eine Interfaceprüfvorrichtung 1 zum Prüfen eines Stromkreises, welche folgendes aufweist: Ein Modul 2, welches dazu eingerichtet ist, einen Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 zu öffnen und zu schließen. Dieses Modul 2 weist folgendes auf: Mindestens ein Paar gegeneinander vorgespannte Kontakte 26, 27, die elektrisch verbunden und in dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 in Serie verschaltet sind und einen Detektor und einen zweiten Stromkreis 7, wobei der zweite Stromkreis mit dem Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3 vor oder im Wesentlichen zeitgleich mit der Öffnung des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 verbunden wird. Das Modul 2 ist dazu eingerichtet, mindestens eine Ausgabe als Funktion mindestens eines Parameters des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 durch Messen mindestens eines Parameters des zweiten Stromkreises 7 zur Verfügung zu stellen; und wobei der Detektor feststellt, ob das mindestens eine Kontaktpaar 26, 27 sich in leitendem Kontakt befindet und eine Detektorausgabe zur Verfügung stellt, welche anzeigt, ob sich das mindestens eine Kontaktpaar 26, 27 in leitendem Kontakt befindet, so dass der Detektor die Detektorausgabe ändert, wenn das mindestens eine Kontaktpaar 26, 27 von einem Zustand mit leitendem Kontakt in einen Zustand ohne leitenden Kontakt übergeht oder von einem Zustand ohne leitenden Kontakt in einen Zustand mit leitendem Kontakt übergeht.
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Dabei kann der Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreis 3, ohne dass er unterbrochen wird, gewartet werden.
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Der Detektor bestimmt, ob ein Gegenstand in eine Öffnung in dem Modul 2 eingeführt wurde oder nicht, wobei der Gegenstand ein Finger des Moduls 2 ist. Alternativ ist der Gegenstand kein Finger des Moduls 2.
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Weiterhin kann der Detektor eine Position mindestens eines Kontakts des mindestens einen Kontaktpaares feststellen.
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Insbesondere kann der Detektor feststellen, ob sich ein dritter Stromkreis in einem geöffneten oder einem geschlossenen Zustand befindet, und das Feststellen substanziell zeitgleich mit dem Öffnen oder Schließen des Mittel- bis Hochspannungsüberwachungsstromkreises 3 erfolgt.
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Weiterhin weist die Prüfvorrichtung eine Überwachungsschaltung auf, wobei die Überwachungsschaltung in das Modul 2 integriert ist und die Überwachungsschaltung eine Eingabe von dem Detektor erhält und diese in ein vorbestimmtes Kommunikationsprotokoll umwandelt.
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Die Überwachungsschaltung ist bevorzugt im Vorderteil der Interfaceprüfvorrichtung 1 angeordnet ist.
