DE102011083710B4

DE102011083710B4 - Prüfmittel für einen Schalter, insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen

Info

Publication number: DE102011083710B4
Application number: DE201110083710
Authority: DE
Inventors: Robert Donhauser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: DE102011083710A1

Abstract

Prüfmittel (PM) für einen Schalter (s), der aufweist a) Schaltkontakte, die zum Unterbrechen eines durch einen Leiter fließenden elektrischen Stroms (I) durch einen Schaltmechanismus voneinander getrennt werden, b) einen Stromwandler, der am Leiter angeordnet ist und eine zum Strom (I) korrespondierende analoge Wandlerspannung erzeugt, und c) eine elektronische Auslöseeinheit, die mit der Wandlerspannung beaufschlagt ist, jeweils einen von der Wandlerspannung abgeleiteten Strom mit einer Strombedingung vergleicht und bei Erfüllung der Strombedingung die Trennung der Schaltkontakte nach einer Auslösezeit entsprechend einer Zeit-Strom-Kennlinie (2) auslöst, wobei die Prüfmittel (PM) den Schalter (S) mit einem jeweils vorgegebenen Strom (Ip) oder alternativ mit einer jeweils zum Strom korrespondierenden Wandlerspannung beaufschlagen, die Auslösezeit bis zum Auslösen messen und prüfen, ob die gemessene Auslösezeit der Zeit-Strom-Kennlinie (2) des Schalters (S) entspricht, und wobei die Prüfmittel ein Display (1) aufweisen, welches die Zeit-Strom-Kennlinie (2) und zusätzlich die gemessenen Auslösezeiten über dem zugehörigen Strom (I) anzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (1) während der Messung der Auslösezeit jeweils die Zeit (t) über dem jeweils zugehörigen Strom (Ip) anzeigt, die der Schalter (S) bereits mit dem Strom (Ip) bzw. mit der korrespondierenden Wandlerspannung beaufschlagt ist.

Description

Die Erfindung betrifft Prüfmittel für einen Schalter, insbesondere Leistungsschalter für Niederspannungen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Leistungsschalter für Niederspannungen sind bekannt und dienen zum Schutz von angeschlossenen Verbrauchern durch Unterbrechen eines durch einen Leiter fließenden elektrischen Stroms, insbesondere im Falle eines Kurzschlusses. Sie verfügen über Schaltkontakte, die bei geschlossenem Schalter aneinander anliegen und zum Öffnen des Schalters durch einen Schaltmechanismus voneinander getrennt werden. Zur Erfassung des Stroms dient ein Stromwandler, der eine zum Strom korrespondierende Wandlerspannung erzeugt. Mit der Wandlerspannung ist eine elektronische Auslöseeinheit beaufschlagt, welche anhand des abgeleiteten Stroms prüft, ob eine vorgegebene Strombedingung erfüllt ist. Im einfachsten Fall besteht die Strombedingung aus einem vorgegebenen Schwellwert (Stromschwellwert). Überschreitet der Strom diesen Schwellwert, so ist die Strombedingung erfüllt und die Auslöseeinheit löst die Trennung der Schaltkontakte aus.
Eine Zeit-Strom-Kennlinie definiert die stromabhängige Auslösezeit des Schalters, d. h. die Zeit, die bei einem vorgegebenen Strom jeweils bis zur Auslösung des Schalters abgewartet wird. Die Auslösezeit kann dabei im Überlastbereich mehr als zehn Minuten betragen.
Die Schalter müssen in vorgegebenen Zeitintervallen gewartet werden. Bei der Wartung wird geprüft, ob die Auslösezeiten der Zeit-Strom-Kennlinie entsprechen. Dabei wird für einzelne Ströme jeweils die Auslösezeit gemessen. Meist wird der Strom nur simuliert, d. h. eine dem Strom entsprechende Wandlerspannung auf die Auslöseeinheit gegeben.
Zur Prüfung wird die Zeit-Strom-Kennlinie auf einem graphischen Display beispielsweise eines verwendeten Computers angezeigt. Zusätzlich werden die bereits ermittelten Auslösezeiten beispielsweise als Lichtpunkt eingeblendet.
Nachteilig ist dabei, dass dem Anwender durch diese Art der Visualisierung kein Eindruck über den zeitlichen Ablauf des Tests vermittelt wird.
Eine gattungsgemäße Prüfanordnung für einen Leistungsschalter ist bereits aus der WO03073577A1 bekannt, die dem Leistungsschalter ein stromproportionales Messsignal zu Prüfzwecken zuführt, das aus einem Stromwandler gewonnen ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, dem Anwender jeweils den Ablauf als auch das Ergebnis der Messung der Auslösezeiten anzuzeigen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Lösung sieht vor, dass sie während der Messung einer Auslösezeit jeweils die Zeit über dem jeweiligen Strom anzeigt, die der Schalter bereits mit einem Strom bzw. mit einer zum Strom korrespondierenden Wandlerspannung beaufschlagt ist.
Vorzugsweise umfassen die Prüfmittel zum Anzeigen der während der Messung der Auslösezeit jeweils vergangenen Zeit ein graphisches Element.
Zweckmäßig ist es, wenn das graphische Element ein Punkt, ein Stern oder ein Quadrat ist.
Statt die Auslösezeiten als graphisches Element insbesondere in Form eines leuchtenden Punkts, Sterns oder Quadrats erst bei Auslösung und damit nach abgeschlossener Messung anzuzeigen (in der Grafik zu platzieren), wird bereits während der Messung die bereits verstrichene Zeit ebenfalls als graphisches Element angezeigt. Dieses graphische Element wandert dabei in der Anzeige der Zeit-Strom-Kennlinie jeweils bis zur Auslösung in Echtzeit nach oben und bleibt dann in der zuletzt erreichten Position stehen. Auf diese Weise erhält der Anwender einen direkten Eindruck über den zeitlichen Ablauf der Messung, d. h. er sieht jeweils, wie sich die abgelaufene Zeit über dem Strom der Sollzeit, d. h. der Zeit-Strom-Kennlinie, nähert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Prüfmittel für einen Schalter in Form eines Testgeräts,
2 das mit dem Schalter verbundene Testgerät gemäß 1 und
3 ein Prüfmittel in Form eines Personal-Computers und einer Signalquelle.
1 zeigt ein Prüfmittel PM für einen Schalter S in Form eines Testgeräts TG mit einem Display 1, auf dem eine Zeit-Strom-Kennlinie 2 in einem Zeit-Strom-Diagramm 3 dargestellt ist.
Bei dem Schalter S handelt es sich um einen Leistungsschalter für Niederspannungen. Dieser dient zum Schutz von angeschlossenen Verbrauchern, wobei der Strom über Schaltkontakte des Schalters S fließt. Der Strom wird mittels eines Stromwandlers erfasst, der am Strom durchflossenen Leiter angeordnet ist und eine zum Strom korrespondierende analoge Wandlerspannung abgibt. Eine elektronische Auslöseeinheit vergleicht die Wandlerspannung mit einem Schwellwert (Stromschwellwert) und löst den Schalter S über einen Schaltmechanismus bei Überschreitung des Schwellwerts aus. Die Schaltkontakte werden nach einer vorgegebenen Zeit, der Auslösezeit, voneinander getrennt. Die Auslösezeiten sind vorgegeben und in der Zeit-Strom-Kennlinie 2 in Abhängigkeit vom fließenden Strom I dargestellt.
Zur Prüfung, ob die Auslösezeiten der Zeit-Strom-Kennlinie 2 entsprechen, wird das Testgerät TG mit dem Schalter S verbunden, was in 2 schematisch dargestellt ist (der Schalter S verfügt hier über keine eigene Anzeige). Nach Drücken eines Testbuttons T wird die Auslöseeinheit, vom Testgerät TG gesteuert, nacheinander mit Wandlerspannungen beaufschlagt, die jeweils einem Strom Ip der Zeit-Strom-Kennlinie 2 entsprechen. (Alternativ kann selbstverständlich auch ein entsprechender Strom I durch den Schalter S geschickt werden, was allerdings technisch deutlich aufwendiger ist.) Nach Anlegen einer Wandlerspannung wird die jeweils verstrichene Zeit in Form eines blinkenden Leuchtpunkts bP als graphisches Element im Zeit-Strom-Diagramm 3 über dem Strom Ip auf dem Display 1 angezeigt. Anstelle eines Punkts (Leuchtpunkts bP) kann das graphische Element beispielsweise auch als Stern oder Quadrat ausgebildet sein, das ebenfalls leuchtet und blinkt. Anstelle des Blinkens kann das graphische Element alternativ auch anderweitig markant sein. Der Leuchtpunkt bP wandert zeitlich (hier zeitlinear) von unten nach oben, d. h. von der Stromachse über dem Strom Ip zur entsprechenden Position der Zeit-Strom-Kennlinie 2. Dies ist in 1 durch gestrichelte Kreise K dargestellt, wobei der besseren Anschaulichkeit wegen mehrere beabstandete Kreise K dargestellt sind, die unterschiedlichen Zeiten entsprechen. Selbstverständlich ist auf dem Display 1 immer nur jeweils ein blinkender Leuchtpunkt bP zu sehen.
Bei Auslösen des Schalters S bleibt der Leuchtpunkt bP jeweils an der Position stehen, an der er sich gerade befindet, und hört auf zu blinken. Die nicht blinkenden Leuchtpunkte sind in 1 mit P bezeichnet und entsprechen den bereits gemessenen Auslösezeiten. Man erkennt in 1 links von den gestrichelten Kreisen K mehrere Leuchtpunkte P, die hier alle auf bzw. an der Zeit-Strom-Kennlinie 2 liegen. Anschließend wird die Wandlerspannung um einen Spannungswert erhöht und ein Leuchtpunkt bp läuft von neuem in dem Strom-Zeit-Diagramm 2 von unten nach oben. Nachdem alle vorgegebenen Ströme Ip durchlaufen sind, zeigen die Leuchtpunkte P die gemessenen Auslösezeiten an. Man sieht dann sofort, ob diese wie in 1 auf der Zeit-Strom-Kennlinie 2 liegen. Die gemessenen Auslösezeiten entsprechen der vorgegebenen Zeit-Strom-Kennlinie 2, wenn die Leuchtpunkte P im Rahmen einer vorgegebenen Genauigkeit, also innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes, auf der Zeit-Strom-Kennlinie 2 liegen.
Eine Alternative ist in 3 gezeigt, wo ein Personal-Computer PC mit der entsprechenden Steuer-Software zusammen mit einer Signalquelle SQ die Prüfmittel PM bildet. Das graphische Display 1 ist hierbei der Bildschirm des Personal-Computers PC, von dem die mit dem Schalter S verbundene Signalquelle SQ und damit der Schalter S entsprechend gesteuert wird. Die Signalquelle SQ erzeugt computergesteuert die jeweiligen Wandlerspannungen.
Eine weitere Alternative ist es, wenn der Schalter S selbst über ein Display 1 verfügt, um auf diesem den oben beschriebenen Testverlauf anzuzeigen. In diesem Fall kann ein Testgerät TG ohne eigenes Display verwendet werden.

Claims

Prüfmittel (PM) für einen Schalter (s), der aufweist a) Schaltkontakte, die zum Unterbrechen eines durch einen Leiter fließenden elektrischen Stroms (I) durch einen Schaltmechanismus voneinander getrennt werden, b) einen Stromwandler, der am Leiter angeordnet ist und eine zum Strom (I) korrespondierende analoge Wandlerspannung erzeugt, und c) eine elektronische Auslöseeinheit, die mit der Wandlerspannung beaufschlagt ist, jeweils einen von der Wandlerspannung abgeleiteten Strom mit einer Strombedingung vergleicht und bei Erfüllung der Strombedingung die Trennung der Schaltkontakte nach einer Auslösezeit entsprechend einer Zeit-Strom-Kennlinie (2) auslöst, wobei die Prüfmittel (PM) den Schalter (S) mit einem jeweils vorgegebenen Strom (Ip) oder alternativ mit einer jeweils zum Strom korrespondierenden Wandlerspannung beaufschlagen, die Auslösezeit bis zum Auslösen messen und prüfen, ob die gemessene Auslösezeit der Zeit-Strom-Kennlinie (2) des Schalters (S) entspricht, und wobei die Prüfmittel ein Display (1) aufweisen, welches die Zeit-Strom-Kennlinie (2) und zusätzlich die gemessenen Auslösezeiten über dem zugehörigen Strom (I) anzeigen, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (1) während der Messung der Auslösezeit jeweils die Zeit (t) über dem jeweils zugehörigen Strom (Ip) anzeigt, die der Schalter (S) bereits mit dem Strom (Ip) bzw. mit der korrespondierenden Wandlerspannung beaufschlagt ist.
Prüfmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel zum Anzeigen der jeweils während der Messung der Auslösezeit vergangenen Zeit (t) ein graphisches Element umfassen.
Prüfmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das graphische Element ein Punkt, ein Stern oder ein Quadrat ist.
Prüfmittel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das graphische Element leuchtet.
Prüfmittel nach einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das graphische Element zur Anzeige der bereits verstrichenen Zeit (t) auf dem Display (1) zeitlich über dem zugehörigen Strom (Ip) entlang einer Linie bewegt.
Prüfmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das graphische Element in einem Zeit-Strom-Diagramm (3) über dem zugehörigen Strom (Ip) nach oben bewegt.
Prüfmittel nach einem der Ansprüche 2–6, dadurch gekennzeichnet, dass das graphische Element nach Auslösen des Schalters (S) in dieser Position verbleibt.
Prüfmittel nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel (PM) ein Testgerät (TG) mit einem Display (1) sind.
Prüfmittel nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfmittel (PM) aus einem Personal-Computer (PC) mit der entsprechenden Steuer-Software zusammen mit einer Signalquelle SQ gebildet werden, wobei das Display (1) zum Personal-Computer (PC) gehört.