DE102013205236A1

DE102013205236A1 - Überwachungsvorrichtung und Verfahren zum Überwachen einer Restspannung

Info

Publication number: DE102013205236A1
Application number: DE201310205236
Authority: DE
Inventors: Thomas Fuchs; Alexander Mundry
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Zum Überwachen einer Restspannung (UR) umfasst eine Überwachungsvorrichtung (40) eine erste Spannungserfassungsvorrichtung (61) zum Ermitteln eines Betrags (|UR|) einer ersten Spannung (UR) zwischen einem ersten Leiter (21) und einem bezugspotentialführenden Leiter (23) und zum Erzeugen eines Messsignals (Φ) in Abhängigkeit von dem Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) und eine Auswertevorrichtung (60) zum Auswerten des Messsignals (Φ) und Erzeugen eines Ausgabesignals (s6), das eine Information darüber enthält, ob die erste Spannung einen zulässigen Schwellenwert überschreitet. Die Überwachungsvorrichtung (40) umfasst eine Schutzvorrichtung (SVi), die dazu vorbereitet ist, eine schutzfördernde Maßnahme auszuführen, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils (93) durch eine Person zu vermeiden, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert überschreitet. Außerdem stellt die Erfindung ein entsprechendes Verfahren (100) bereit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen einer Restspannung, wobei die Überwachungsvorrichtung umfasst: eine erste Spannungserfassungsvorrichtung zum Ermitteln eines Betrags einer ersten Spannung zwischen einem ersten Leiter und einem bezugspotentialführenden Leiter und zum Erzeugen eines Messsignals in Abhängigkeit von dem Betrag der ersten Spannung und eine Auswertevorrichtung zum Auswerten des Messsignals und Erzeugen eines Ausgabesignals, das eine Information darüber enthält, ob die erste Spannung einen zulässigen Schwellenwert überschreitet. Das Bezugspotential ist in der Regel ein Erdpotential und/oder ein Sternleiterpotential. Das Bezugspotential kann auch mittels einer kapazitiven Ankopplung erzeugt werden. Der bezugspotentialführende Leiter kann auch als Bezugsleiter oder als Bezugspunkt bezeichnet werden. Der Betrag der ersten Spannung kann beispielsweise ein Mittelwert (insbesondere ein Effektivwert) oder eine Amplitude sein. Wenn die Polarität der ersten Spannung eindeutig ist, kann der Betrag der ersten Spannung auch eine Höhe der ersten Spannung sein, die ohne eine implizite oder explizite Betragsbildung ermittelt wird. Wenn die erste Spannung nur eine Wechselspannung sein kann, kann der Betrag der ersten Spannung mittels Auswertung der ersten Spannung nur in einer Polarität erfolgen (beispielsweise mittels eines Einweggleichrichters).
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen einer Restspannung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Ermitteln eines Betrags einer ersten Spannung zwischen einem ersten Leiter und einem Bezugspotential, Erzeugen eines Messsignals in Abhängigkeit von dem Betrag der ersten Spannung, Auswerten des Messsignals und Erzeugen eines Ausgabesignals, das eine Information über ein Ergebnis der Auswertung des Messsignals enthält.
Die DE 196 01 880 A1 beschreibt eine Überwachungseinrichtung, die einen Prüfstrom auf einen Schutzleiter gibt, wobei ein Prüfstromsensor ein Öffnen einer Schalteinrichtung veranlasst, wenn der erfasste Prüfstrom unterhalb eines vorbestimmbaren oder vorbestimmten Schwellwerts liegt.
Bei leitungsgebundenen Ladesystemen (conductive charging systems) für Fahrzeuge trennt eine Ladekontrolleinheit (EVSE = electric vehicle supply equipment) nach einem Beenden des Ladevorgangs die Netzspannung vom Fahrzeug. Damit wird der Laderegler (OBC = on-board charger) nicht mehr versorgt. Wenn dann noch im Laderegler eine Restenergie gespeichert sein sollte, muss sie aufgrund bestimmter Normvorgaben (beispielsweise IEC 61851-21:2010 Kap. 7.2.3.1) innerhalb einer vorgegebenen Zeit ausgeräumt werden, um eine Berührung eines spannungsführenden Teils durch eine Person zu vermeiden, die für diese Person unangenehm oder gesundheitsgefährdend sein kann.
Da hierfür noch keine elegante technische Lösung bekannt ist, werden heutige Ladesysteme so entworfen, dass die Ausräumung einer Restenergie von Haus aus immer in einer vorgegebenen Zeit sichergestellt ist und/oder indem ein Berührschutz vorgesehen wird. Dies führt dazu, dass bei einem Versagen der Ausräumfunktion oder des Berührschutzes eine Komfortbeeinträchtigung oder eine Gefährdung von Personen nicht ausgeschlossen ist.
Auch die aus DE 196 01 880 A1 bekannte Überwachungseinrichtung eignet sich nicht dafür, diese Gefährdung auszuschließen. Denn hier wird keine Maßnahme ausgeführt, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils durch eine Person zu vermeiden, wenn eine Berührspannung des spannungsführenden Teils einen noch zulässigen Grenzwert überschreitet. Selbst dann, wenn die bekannte Prüfstromeinrichtung so abgewandelt würde, das der Prüfstrom nicht von einer Prüfstromquelle bereitgestellt würde, sondern aus einem Spannungspotential auf einem Leiter gegenüber Bezugspotential abgeleitet würde, dann würde bei einer derart abgewandelten Prüfstromeinrichtung eine Berührspannung gerade dann auftreten, wenn sie zu vermeiden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen einer Restspannung bereitzustellen, mit der nach dem Beenden eines Ladevorgangs eine Gefährdung durch eine zu hohe Berührspannung vermieden werden kann. Darüberhinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Überwachen einer Restspannung bereitzustellen, mit dem nach dem Beenden eines Ladevorgangs eine Gefährdung durch eine zu hohe Berührspannung vermieden werden kann. Eine Berührspannung wird beispielsweise dann als zu hoch angesehen, wenn sie als Wechselspannung einen Effektivwert von 42,4 V oder als Gleichspannung 60 V überschreitet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Überwachungsvorrichtung zum Überwachen einer Restspannung folgende Komponenten umfasst: eine erste Spannungserfassungsvorrichtung zum Ermitteln eines Betrags einer ersten Spannung zwischen einem ersten Leiter und einem bezugspotentialführenden Leiter und zum Erzeugen eines Messsignals in Abhängigkeit von dem Betrag der ersten Spannung und eine Auswertevorrichtung zum Auswerten des Messsignals und Erzeugen eines Ausgabesignals, das eine Information darüber enthält, ob die erste Spannung einen zulässigen Schwellenwert überschreitet. Außerdem umfasst die Überwachungsvorrichtung eine Schutzvorrichtung, die dazu vorbereitet ist, eine schutzfördernde Maßnahme auszuführen, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils durch eine Person zu vermeiden, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert überschreitet. Es ist nicht zwingend, dass die schutzfördernde Maßnahme (Schutzmaßnahme) dazu geeignet ist, eine Berührung eines spannungsführenden Teils durch eine Person unter allen Umständen zu vermeiden. Damit es sich um eine schutzfördernde Maßnahme handelt, reicht es auch aus, wenn die Maßnahme nur einen Beitrag dazu leistet, dass eine Berührung eines spannungsführenden Teils durch eine Person unwahrscheinlicher ist, als wenn die Maßnahme nicht stattfindet. Deshalb kann auch die bloße Anzeige, das noch eine zu hohe Restspannung vorhanden ist, eine schutzfördernde Maßnahme und somit Schutzvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellen.
Entsprechend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen einer Restspannung folgende Schritte:

– Ermitteln eines Betrags einer ersten Spannung zwischen einem ersten Leiter und einem Bezugspotential;
– Erzeugen eines Messsignals in Abhängigkeit von dem Betrag der ersten Spannung;
– Auswerten des Messsignals;
– Erzeugen eines Ausgabesignals, das eine Information über ein Ergebnis der Auswertung des Messsignals enthält; und
– Ausführen einer schutzfördernden Maßnahme, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils durch eine Person zu vermeiden, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung einen zulässigen Schwellenwert überschreitet.

Ein Konzept der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, zu erkennen, wenn eine Spannung auf einem ersten Leiter einen noch zulässigen Berührspannungswert überschreitet, und, wenn dies der Fall ist, eine schutzfördernde Maßnahme auszuführen, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils durch eine Person zu vermeiden, die für die Person unangenehm oder gesundheitsgefährdend sein kann.
Eine optionale Weiterbildung sieht vor, dass die Schutzvorrichtung eine Entladehilfe umfasst, die dazu vorbereitet ist, einen Spannungsabbau zwischen dem ersten Leiter und dem bezugspotentialführenden Leiter zu beschleunigen und/oder zwischen dem ersten Leiter und einem zweiten Leiter zu beschleunigen, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert überschreitet. Hierdurch wird erreicht, dass in der Vorrichtung (beispielsweise im Laderegler) noch vorhandene elektrische Energie (beispielsweise mittels Umwandlung in Wärmeenergie) ausgeräumt wird, bevor sie eine Person gefährden kann.
Eine davon unabhängige weitere Weiterbildung sieht vor, dass die Schutzvorrichtung eine Trennvorrichtung umfasst, die dazu vorbereitet ist, berührbare Teile von dem ersten und/oder anderen Leiter galvanisch zu trennen, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert überschreitet, und/oder berührbare Teile mit dem Leiter galvanisch zu verbinden, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert unterschreitet. Hierdurch wird das gefährdende Spannungspotential mit elektrischen Mitteln für Personen unzugänglich gemacht (beispielsweise mittels eines elektrischen oder elektronischen Schalters).
Es kann von Vorteil sein, wenn die Schutzvorrichtung eine Verriegelungsvorrichtung umfasst, die dazu vorbereitet ist, einen Steckverbinder geschlossen zu halten, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert überschreitet, und/oder einen Steckverbinder zu entriegeln, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert unterschreitet. Hierdurch wird das gefährdende Spannungspotential mit elektromechanischen Mitteln für Personen unzugänglich gemacht, wobei durch das Ausgabesignal eine Betätigung der elektromechanischen Mittel veranlasst wird.
Davon unabhängig ist es auch zweckmäßig, wenn die Schutzvorrichtung eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer ersten Information umfasst, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert überschreitet, und/oder wenn die Schutzvorrichtung eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer zweiten Information umfasst, wenn das Ausgabesignal anzeigt, dass der Betrag der ersten Spannung den zulässigen Schwellenwert unterschreitet. Mit Anzeige der ersten und/oder zweiten Information wird das gefährdende Spannungspotential für Personen, die dadurch gefährdet sind, zwar nicht unzugänglich gemacht, jedoch erhalten die gefährdeten Personen mit der Anzeige einen nützlichen Hinweis, der ihnen hilft, eine Berührung von spannungsführenden Teilen zu vermeiden. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass in einer Überwachungsvorrichtung die Anzeige (Warnanzeige) und gleichzeitig eine oder mehrere der anderen erwähnten Arten von Schutzvorrichtungen kombiniert ist. Eine weitere Option sieht vor, dass eine Höhe der Restspannung und/oder ein Auftreten einer zu hohen Restspannung einem ortsfesten oder mobilen Überwachungssystem (beispielsweise einer Gebäudeüberwachung, einem Mobiltelefon oder einem Smartphone) über einen drahtgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikationsweg (beispielsweise mittels WLAN und/oder Bluetooth und/oder ein Zellularfunknetz) mitgeteilt wird (beispielsweise um eine Wartungsmaßnahme einzuleiten).
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die erste Spannungserfassungsvorrichtung umfasst:

– einen ersten Prüfanschluss zum Anschluss an den ersten Leiter;
– einen Schutzleiteranschluss zum Anschluss an einen bezugspotentialführenden Leiter;
– einen Strompfad zwischen dem Prüfanschluss und dem Schutzleiteranschluss;
– eine Stromerfassungsvorrichtung zum Erzeugen einer Information über ein Merkmal eines Stroms durch den Strompfad; und
– eine Auswertevorrichtung zum Auswerten der Information über das Merkmal des Stroms und zum Erzeugen eines Ausgabesignals mit dem Auswerteergebnis.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Stromerfassungsvorrichtung Teile eines Übertragers, eines Optokopplers, eines Relais, eines Stromwandlers, eines Triac-Kopplers, eines Piezo-Wandlers oder einer Messimpedanz umfasst. Hierdurch ist in bewährter Weise eine Potentialtrennung der Auswertevorrichtung der Restspannungsüberwachungsvorrichtung von dem Bezugspotentialerzeuger realisierbar. Je nach Sicherheits- und Konstruktionsanforderungen kann die Stromerfassungsvorrichtung auch beispielsweise nur ein (ohmscher) Widerstand sein.
Von Vorteil ist auch, wenn die Überwachungsvorrichtung mindestens zwei Prüfanschlüsse und einen Prüfpotentialerzeuger zum Erzeugen eines Prüfpotentials mittels Verknüpfung von Spannungspotentialen der Prüfanschlüsse aufweist. Hierdurch kann mittels der Spannungsüberwachungsvorrichtung auch dann eine Erkennung einer Restspannung erfolgen, wenn nicht bekannt ist, auf welchem von mindestens zwei Leitern eine Restspannung anliegen kann, die den zulässigen Schwellenwert überschreitet.
Es hat besondere Vorteile, wenn die Überwachungsvorrichtung einen Aktivierungsschalter umfasst, der dazu vorbereitet ist, den Strompfad intermittierend zu schließen und zu öffnen und wenn die Auswertevorrichtung dazu vorbereitet ist, in Zeiten, in denen der Strompfad geöffnet ist, jeweils ein Auswertesignal auszugeben, welches von der Auswertevorrichtung zu einer Zeit erzeugt wurde, als der Strompfad zuletzt geschlossen war. Wenn das Bezugspotential durch den Schutzleiter bereitgestellt wird, werden Ableitströme auch nur während der Messphasen erzeugt. Dadurch, dass verhindert wird, dass ein dauerhafter Ableitstrom erzeugt wird, ist es leichter oder überhaupt erst möglich, bestimmte Normen einzuhalten, die einen Mittelwert von Ableitströmen begrenzen. Außerdem kann ein Vorspannen einer übergeordneten Fehlerstromschutzschaltung, das Ableitströme (insbesondere bei einer Vielzahl von Verbrauchern) sonst verursachen, und somit eine Veränderung des Ansprechbereichs der Fehlerstromschutzschaltung vermieden werden.
Die Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
1 schematisch drei typische Konfigurationen von leitungsgebundenen Ladesystemen für Elektro- oder Hybridfahrzeugen;
2 schematisch eine erste Anordnung zum Überwachen einer Restspannung auf einem Leiterpaar;
3 schematisch eine zweite Anordnung zum Überwachen einer Restspannung auf einem Leiterpaar;
4 schematisch eine Detaildarstellung einer Konfiguration mit einem Mode-2-Ladekabel;
5 schematisch eine erste Ausführungsform einer Restspannungsüberwachung;
6 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Restspannungsüberwachung;
7 schematisch eine dritte Ausführungsform einer Restspannungsüberwachung;
8 schematisch eine vierte Ausführungsform einer Restspannungsüberwachung;
9 schematisch eine erste Alternative für den Strompfad einer Restspannungsüberwachung;
10 schematisch eine zweite Alternative für den Strompfad einer Restspannungsüberwachung;
11 schematisch eine fünfte Ausführungsform einer Restspannungsüberwachung;
12 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zum Überwachen einer Restspannung.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
Die 1 zeigt drei typische Konfigurationen I, II, III für leitungsgebundene Ladesysteme (conductive charging systems). Solche Ladesysteme 80 umfassen folgende Komponenten: eine Verbindung 84 zu einer ortsfesten oder mobilen Elektroinstallation 85, eine Ladekontrolleinheit 88 (EVSE = electric vehicle supply equipment), eine Last- und Kommunikationsleitung 86 und einen Fahrzeugstecker 94. Die erste Konfiguration I umfasst eine Ladesäule 87 mit einer Ladekontrolleinheit 88. Die zweite Konfiguration II umfasst einen Wandkasten 87 mit der Ladekontrolleinheit 88. Die dritte Konfiguration III umfasst ein Mode-2-Ladekabel 89 mit einer Ladekontrolleinheit 88.
Nach Beenden eines Ladevorgangs trennt die Ladekontrolleinheit 88 die Netzspannung vom Fahrzeug 90. Damit wird der Laderegler 95 (siehe 4) nicht mehr versorgt. Wenn dann noch im Laderegler 95 (OBC = on-board charger) eine Restenergie gespeichert sein sollte, muss aufgrund bestimmter Normvorgaben (beispielsweise IEC 61851-21:2010 Kap. 7.2.3.1) eine Restspannung UR gegenüber Bezugspotential EP ausgeräumt sein, um eventuelle gefährliche Berührspannungen zu vermeiden. Eine Berührspannung wird beispielsweise dann als zu hoch angesehen, wenn sie als Wechselspannung einen Effektivwert von 42,4 V oder als Gleichspannung 60 V überschreitet.
In der in 2 gezeigten ersten Anordnung zum Überwachen einer Restspannung UR auf einem Leiterpaar 21, 22 ist jedem Leiter 21, 22 eine eigene Spannungserfassungsvorrichtung 61, 62 und für beide Spannungserfassungsvorrichtungen 61, 62 eine gemeinsame Auswertevorrichtung 60 zugeordnet. Um einen Herstellungsaufwand zu verringern, kann der Messzweig 62 für den Nullleiter 22 weggelassen werden, sofern bekannt ist, welcher der beiden Leiter 21, 22 auf L-Potential liegt, also spannungsführend werden kann.
Die 3 zeigt eine zweite Anordnung zum Überwachen einer Restspannung UR, in welcher eine einzelne Spannungserfassungsvorrichtung 61 so ausgelegt ist, dass sie mindestens zwei Leiter 21, 22 überwachen kann.
Die 4 zeigt eine dritte Anordnung zum Überwachen einer Restspannung UR mit einem Mode-2-Ladekabel 89. Das Mode-2-Ladekabel 89 umfasst einen installationsseitige Leitungsabschnitt 84, eine Ladekontrolleinheit 88 und einen fahrzeugseitigen Leitungsabschnitt 86. Der installationsseitige Leitungsabschnitt 84 ist mit einer ortsfesten oder mobilen Elektroinstallation 85 mechanisch und elektrisch fest verbunden oder zumindest dazu vorbereitet, mit einer solchen Elektroinstallation 85 (vorzugsweise mittels eines zweiten Steckverbinders) mechanisch und elektrisch verbunden zu werden. Der fahrzeugseitige Leitungsabschnitt 86 ist an einem Fahrzeug 90 angeschlossen oder zumindest dazu vorbereitet, an einem Fahrzeug 90 (beispielsweise mittels eines ersten Steckverbinders 94) angeschlossen zu werden. Grundsätzlich ist auch vorstellbar, dass der fahrzeugseitige Leitungsabschnitt 86 mit dem Fahrzeug 90 mechanisch fest verbunden ist und das Ladekabel 89 während der Fahrt in dem Fahrzeug 90 mitgeführt wird (obgleich diese Ausführungsvariante aus Gewichtsgründen in der Regel nicht bevorzugt ist).
Das Ladekabel 89 umfasst einen ersten Leiter 21 für eine Phase (L-Leiter) und einen zweiten Leiter 22 (N-Leiter) als Rückleiter. Wenn kein Verpolschutz vorhanden ist oder wenn ein Verpolschutz (wie bei Steckertyp E oder J) vorhanden ist und die Elektroinstallation 85 fehlerhaft ist, kann es vorkommen, dass es vom Zufall abhängt, welcher der beiden Leiter 21, 22 an einer Phase angeschlossen ist, also gegenüber einem Bezugspotential EP spannungsführend ist, und welcher der beiden Leiter 21, 22 den Rückleiter darstellt, also im Normalbetrieb gegenüber dem Bezugspotential EP keine Spannung UN führt oder nur eine verhältnismäßig geringe Spannung UN führt.
Das Ladekabel 89 und auch dessen Ladekontrolleinheit 88 umfasst einen Leiter 23 als Schutzerde. Das Ladekabel 89 ist dazu vorbereitet, das Fahrzeug 90 mit der Elektroinstallation 85 mindestens dreipolig zu verbinden. Die ersten beiden Leiter 21, 22 dienen der Stromversorgung des Fahrzeugs 90 und/oder einer Rückspeisung von elektrischer Energie aus dem Fahrzeug 90 in Richtung zur Elektroinstallation 85. Der Leiter 23 für die Schutzerde dient der elektrischen Verbindung von berührbaren, leitenden Flächen 93 des Fahrzeugs 90 mit einem Bezugspotential EP.
Das Fahrzeug 90 umfasst eine elektrische Last 95 und/oder eine elektrische Quelle 95, die während des Ladevorgangs mit den beiden ersten Leitern 21, 22 elektrisch verbunden ist. Die elektrische Last 95 und/oder die elektrische Quelle 95 ist typischerweise ein Laderegler 95. Zwischen den Anschlüssen 71, 72 für den ersten 21 und den zweiten 22 Leiter, zwischen dem ersten Leiter 21 und anderen Fahrzeugteilen 93 und/oder zwischen dem zweiten Leiter 22 und anderen Fahrzeugteilen 93 sind jeweils diskrete und/oder parasitäre Kapazitäten 96 angeordnet. Auch in dem Ladekabel 89 können zwischen dem ersten 21 und dem zweiten 22 Leiter, zwischen dem ersten Leiter 21 und dem Leiter 23 für die Schutzerde und zwischen dem zweiten Leiter 22 und dem Leiter 23 für die Schutzerde jeweils diskrete und/oder parasitäre Kapazitäten angeordnet sein (die in den Figuren nicht dargestellt sind). Es können auch induktive Elemente/Anteile (beispielsweise Entstördrosseln und/oder parasitäre Induktivitäten) vorhanden sein.
In der Ladekontrolleinheit 88 ist eine Spannungsüberwachungsvorrichtung 40 zum Erkennen einer Restspannung UR auf mindestens einem der beiden Leiter 21, 22 vorgesehen. Die Spannungsüberwachungsvorrichtung 40 kann so ausgeführt sein, wie sie in den Ansprüchen und/oder in einem der folgenden Ausführungsbeispiele beschrieben ist.
Die 5 zeigt eine erste Ausführungsform eines Systems 19, das eine einpolige Schaltstufe 10 mit einem Leiter 21 und eine Spannungsüberwachungsvorrichtung 40 zum Erkennen einer Restspannung UR auf dem Leiter 21 umfasst. Der Leiter 21 ist auf einer Versorgungsseite 50 über einen Schalter 11 mit einem ersten Pol 51 einer Spannungsquelle und auf einer Lastseite 70 mit einem ersten Pol 71 einer Last 95 verbunden. In dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der lastseitige Schutzleiteranschluss 73 direkt mit einem Schutzleiteranschluss 53 der Spannungsquelle verbunden. Die Spannungsüberwachungsvorrichtung 40 ist zwischen den beiden lastseitigen Anschlusspolen 71, 73 angeschlossen. Die Spannungsüberwachungsvorrichtung 40 umfasst eine Impedanz ZP zur Strombegrenzung, eine Stromerfassungsvorrichtung 43 und eine Auswertevorrichtung 60. Die Auswertevorrichtung 60 kann beispielsweise einen Mikrocontroller, ein FPGA (field-programmable gate array) und/oder ein ASIC (application-specific integrated circuit) umfassen. Das ausgewertete Merkmal des Stroms IP kann beispielsweise eine Stromstärke und/oder eine Frequenz sein.
Die Restspannungsüberwachung kann durchgeführt werden, wenn die Schaltstufe 10 so angesteuert wurde, dass an dem Leiter 21 eigentlich keine Restspannung UR mehr anliegen dürfte, deren Betrag |UR| einen zulässigen Schwellenwert überschreitet. Wenn eine Auswertung ergibt, dass durch die Stromerfassungsvorrichtung 43 ein Strom IP fließt, der bei geöffnetem Schaltkontakt 11 nicht auftreten soll, zeigt die Auswertevorrichtung 60 mittels eines Ausgabesignals s6 an, dass an dem Leiter 21 noch eine Restspannung UR anliegt, deren Betrag |UR| einen zulässigen Schwellenwert überschreitet. Dies kann beispielsweise auf einer Restenergie beruhen, die noch auf der Lastseite 70 elektrisch, magnetisch und/oder kinetisch gespeichert ist (beispielsweise in einem Laderegler 95).
Alternativ oder zusätzlich kann die Restspannungserkennung auch durchgeführt werden, wenn die Schaltstufe 10 so angesteuert wurde, dass auf dem Leiter 21 eigentlich noch eine Spannung UR anliegen müsste. Wenn eine Auswertung ergibt, dass durch die Stromerfassungsvorrichtung 43 kein Strom fließt, der im Ladebetrieb eigentlich auftreten müsste, zeigt die Auswertevorrichtung 60 mittels eines Ausgabesignals an, dass an dem Leiter 21 keine Spannung UR anliegt, die im Ladebetrieb eigentlich anliegen müsste. Dies kann beispielsweise auf einem Defekt der Schaltstufe 10 beruhen.
Die 6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Spannungsüberwachungsvorrichtung 40 in einem System 19 mit einer dreipoligen Schaltstufe 10. Die Schaltstufe 10 umfasst einen Leiter 13, der zur Schaltung derjenigen Leitung 23 zwischen Spannungsquelle (auf der Versorgungsseite 50) und Last (auf der Lastseite 70) vorgesehen ist, die für die Restspannungsüberwachung 40 zur Bereitstellung eines Bezugspotentials EP genutzt wird. Um prüfen zu können, ob der erste Leiter 21 spannungsführend ist, ist der Schutzleiteranschluss 33 der Spannungsüberwachungsvorrichtung 40 mit der Leitung 53 auf der Versorgungsseite verbunden 50, welche das Bezugspotential EP führt.
Optional kann anstelle einer elektrischen Verbindung zwischen der Stromerfassungsvorrichtung 43 und dem bezugspotentialführenden Leiter 23 ein Aktivierungsschalter S40 in Serie geschaltet sein. Sofern der optionale Aktivierungsschalter S40 überhaupt vorgesehen ist, wird er während einer Prüfung des Leiters 21 auf Durchlass geschaltet. Dann entsteht ein Strom IP durch die Stromerfassungsvorrichtung 43, sofern mindestens einer der beiden Stromversorgungsleiter 21, 22 ein anderes Spannungspotential führt als der Schutzleiter 23.
Die in 7 dargestellte dritte Ausführungsform einer Restspannungsüberwachungsvorrichtung 40 unterscheidet sich von der Anordnung der 6 darin, dass der Schutzleiteranschluss 33 der Restspannungsüberwachungsvorrichtung 40 auf der Lastseite 70 mit der Leitung 73 verbunden ist, welche dazu vorgesehen ist, das Bezugspotential EP zu führen. Dies stellt folgende besondere Anforderung an die Schaltstufe 10. Vor oder zu Beginn der Prüfung muss der Leiter 13 für diese Leitung 23 geschlossen werden, wobei potentiell spannungsführende Schaltkontakte 11, 12 während der Prüfung noch geöffnet bleiben. Alternativ kann das Bezugspotential EP des Schutzleiteranschlusses 33 von der Lastseite 70 aus oder von der Versorgungsseite 50 aus über einen (in der Figur nicht dargestellten) Hilfsleiter bereitgestellt werden.
Die 8 zeigt eine vierte Ausführungsform der Restspannungsüberwachungsvorrichtung 40 in einem System 19 mit einem Bezugspotentialerzeuger 41, in welchem das Prüfpotential UP am Abgriff 44 einer Serienschaltung aus zwei gegeneinander gerichteten Dioden D21, D22 erzeugt wird, wobei die äußeren Anschlüsse der Serienschaltung jeweils an einer anderen der beiden Stromversorgungsleitungen 21, 22 angeschlossen sind. Hierfür können Dioden eines Brückengleichrichters verwendet werden, beispielsweise wenn ein Brückengleichrichter zur Versorgung einer Steuerung ohnehin vorhanden ist. Zur Begrenzung des Prüfstroms IP kann ein Widerstand ZP oder eine Halbleiterschaltung (beispielsweise eine Z-Diode oder eine Stromquelle) mit ausreichender Spannungsfestigkeit vorgesehen sein.
In der Ausführungsform der 8 wird unterstellt, dass das Bezugspotential EP des Schutzleiteranschlusses 33 von der Lastseite 70 aus bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, vor oder zu Beginn der Prüfung den Schaltkontakt 13 für die Leitung 23 zu schließen, wobei potentiell spannungsführende Schaltkontakte 11, 12 während der Prüfung noch geöffnet bleiben. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Bezugspotential EP für den Schutzleiteranschluss 33 von der Versorgungsseite 50 aus über einen (in der Figur nicht dargestellten) Hilfsleiter bereitzustellen.
Die 9 zeigt einen Prüfpotentialerzeuger 41, der zwei in Serie geschaltete Kapazitäten C21, C22 umfasst. Ein Abgriff 44 zwischen den beiden in Serie geschalteten Kapazitäten C21, C22 führt das Prüfpotential UP. Die Restspannungsüberwachungsvorrichtung 10 umfasst eine Serienschaltung aus einer Strombegrenzungsimpedanz ZP und einer Fotodiode D1 eines Optokopplers OK. Der Fotodiode D1 ist eine Freilaufdiode D2 antiparallel geschaltet, um Wechselstrom IP durch die Kapazität C3 zu ermöglichen. Alternativ kann eine Effizienz des Optokopplers OK dadurch verbessert werden, das er zwei antiparallel geschaltete Fotodioden umfasst. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Schaltung mit zwei Optokopplern aufzubauen, deren Fotodioden antiparallel geschaltet sind.
Die 10 zeigt einen Strompfad 39, in welchem anstelle des Optokopplers OK ein Übertrager ÜB vorgesehen ist.
Statt der Kondensatoren C3, C21, C22 können sogenannte Schutzimpedanzen (beispielsweise pulsfeste Widerstände, z. B. aus der CMB-Serie von Vishay^®) oder eine Kombination aus Kondensatoren und Widerständen verwendet werden.
Die 11 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Restspannungsüberwachungsvorrichtung 40 in einem System 19. Der Prüfpotentialerzeuger 41 ist hier so aufgebaut wie bei der dritten Ausführungsform. Allerdings wird hier (ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform) statt des Optokopplers OK ein Übertrager ÜB verwendet, wobei der bezugspotentialführende Leiter 23 über eine Primärwicklung ÜB1 des Übertragers ÜB geführt wird. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich, wenn hierfür der Übertrager eines Fehlerstromschutzschalters mitverwendet wird. In einer nicht dargestellten Alternative ist die fünfte Ausführungsform so abgewandelt, dass statt der beiden Dioden D21, D22 und des Widerstandes ZP eine Sternschaltung von drei Kondensatoren C21, C22, C3 vorgesehen ist.
Das in 12 gezeigte Verfahren 100 zum Überwachen einer Restspannung UR umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt 110 wird ein Betrag |UR| einer ersten Spannung UR zwischen einem ersten Leiter 21 und einem Bezugspotential EP ermittelt. In einem zweiten Schritt 120 wird ein Messsignal Φ in Abhängigkeit von dem Betrag |UR| der ersten Spannung UR erzeugt. In einem dritten Schritt 130 wird das Messsignal Φ ausgewertet. In einem vierten Schritt 140 wird ein Ausgabesignal s6 erzeugt, das eine Information über ein Ergebnis der Auswertung des Messsignals Φ enthält. In einem fünften Schritt 150 wird eine schutzfördernde Maßnahme ausgeführt, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils 93 durch eine Person 99 zu vermeiden, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag |UR| der ersten Spannung UR einen zulässigen Schwellenwert überschreitet (beispielsweise eine Entladung über Zuschalten einer Entladeimpedanz).
Die Schutzvorrichtung SVi kann eine Entladehilfe SV1 umfassen, die dazu vorbereitet ist, einen Spannungsabbau zwischen dem ersten Leiter 21 und dem bezugspotentialführenden Leiter 23 zu beschleunigen und/oder zwischen dem ersten Leiter 21 und einem zweiten Leiter 22 zu beschleunigen, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag |UR| der ersten Spannung UR den zulässigen Schwellenwert überschreitet (beispielsweise mittels eines Relais, das im Fahrzeug schaltungstechnisch direkt an der Ladedose angeordnet ist).
Alternativ oder zusätzlich kann die Schutzvorrichtung SVi eine Trennvorrichtung SV2 umfassen, die dazu vorbereitet ist, berührbare Teile 93 von dem ersten 21 und/oder einem anderen Leiter 22, 23 galvanisch zu trennen, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag |UR| der ersten Spannung UR den zulässigen Schwellenwert überschreitet. Unabhängig davon kann die Schutzvorrichtung SVi eine Trennvorrichtung SV2 umfassen, die dazu vorbereitet ist, berührbare Teile 93 mit dem Leiter galvanisch zu verbinden, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag |UR| der ersten Spannung UR den zulässigen Schwellenwert unterschreitet.
Außerdem kann die Schutzvorrichtung SVi eine Verriegelungsvorrichtung SV3 umfassen, die dazu vorbereitet ist, einen Steckverbinder 94 geschlossen zu halten, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung UR den zulässigen Schwellenwert überschreitet. Unabhängig davon kann die Schutzvorrichtung SVi eine Verriegelungsvorrichtung SV3 umfassen, die dazu vorbereitet ist, einen Steckverbinder 94 zu entriegeln, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag |UR| der ersten Spannung UR den zulässigen Schwellenwert unterschreitet.
Darüberhinaus kann die Schutzvorrichtung SVi eine Anzeigevorrichtung SV4 zur Anzeige einer ersten Information umfassen, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag |UR| der ersten Spannung UR den zulässigen Schwellenwert überschreitet. Unabhängig davon kann die Schutzvorrichtung SVi eine Anzeigevorrichtung SV4 zur Anzeige einer zweiten Information umfassen, wenn das Ausgabesignal s6 anzeigt, dass der Betrag |UR| der ersten Spannung UR den zulässigen Schwellenwert unterschreitet.
Die vorgeschlagenen Ausführungsformen der Überwachungsvorrichtung und des Verfahrens zum Überwachen einer Restspannung kann nicht nur in Ladesystemen (beispielsweise Ladekabel) sondern auch im Fahrzeug realisiert werden.
Grundsätzlich ist das Verfahren bei allen Geräten und Verbrauchern anwendbar, die eine Steckvorrichtung besitzen, welche eine Spannung führen kann, die eine potentielle Komfortbeeinträchtigung oder für Personen, Tiere oder Gegenstände eine potentielle Gefahr darstellt.
Alternativ kann das Bezugspotential auch mittels einer kapazitiven Ankopplung an ein Erdpotential erzeugt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Restspannung einen Wechselspannungsanteil (beispielsweise eine elektromagnetische Kraft eines Verbrauchers im Fahrzeug) umfasst. Für die kapazitive Ankopplung kann die Überwachungsvorrichtung einen Leiter (beispielsweise eine Abschirmung) aufweisen, wobei der Leiter als Sensor für die kapazitive Ankopplung an das Erdpotential genutzt wird. Eine Abschirmung lässt sich kostengünstig herstellen und kann gleichzeitig auch eine elektromagnetische Verträglichkeit der Überwachungsvorrichtung oder des Gerätes verbessern, das durch die Überwachungsvorrichtung abgesichert wird.
Es kann zweckmäßig sein, wenn der Leiter, der für die kapazitive Ankopplung vorgesehen ist, eine metallische Beschichtung auf einer Innenfläche eines Gehäuseteils aufweist. Hierdurch kann in kostengünstiger und unauffälliger Weise eine größere und damit möglichst wirksame Leiterfläche hergestellt werden. Dadurch verbessert sich die Kopplung und somit die Zuverlässigkeit bei gleichzeitig minimierten Koppelströmen.
Besonders bevorzugt ist, wenn der Leiter, welcher für eine kapazitive Ankopplung vorgesehen ist, eine Abschirmung eines Kabels aufweist. Auch hierdurch kann in kostengünstiger und unauffälliger Weise eine größere und damit möglichst wirksame Leiterfläche hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

10: Schaltstufe
11: erster Schaltkontakt
12: zweiter Schaltkontakt
13: Schaltkontakt für Leitung mit Erdpotential
19: System
20: Steckdose
21: erster Stromversorgungsleiter
22: zweiter Stromversorgungsleiter
23: Bezugsleiter; Bezugspunkt
31: erster Prüfanschluss
32: zweiter Prüfanschluss
33: Bezugspotentialanschluss
39: Strompfad
40: Spannungsüberwachungsvorrichtung
41: Bezugspotentialerzeuger
43: Erfassungsvorrichtung
44: Abgriff
50: Versorgungsseite
51: erster Pol der Spannungsquelle
52: zweiter Pol der Spannungsquelle
53: Bezugspotentialanschluss der Spannungsquelle
60: Auswertevorrichtung
61: erste Spannungserfassungsvorrichtung
62: zweite Spannungserfassungsvorrichtung
70: Lastseite
71: 1. Pol der Last; 1. Anschluss am Fahrzeugstecker
72: 2. Pol der Last; 2. Anschluss am Fahrzeugstecker
73: Bezugspotentialanschluss der Last
80: Ladesystem
84: installationsseitiger Leitungsabschnitt
85: Elektroinstallation
86: fahrzeugseitiger Leitungsabschnitt
87: Ladesäule, Wandkasten
88: Ladekontrolleinheit
89: Mode-2-Ladekabel
90: Fahrzeug
93: berührbare leitende Fläche des Fahrzeugs
94: Fahrzeugstecker
95: Laderegler
96: Kapazitäten im Fahrzeug
99: Person
100: Verfahren
110: erster Schritt
120: zweiter Schritt
130: dritter Schritt
140: vierter Schritt
C21: erste Kapazität
C22: zweite Kapazität
C3: dritte Kapazität
D1: Fotodiode
D2: Freilaufdiode
EP: Erdpotential
IP: Prüfstrom
OK: Optokoppler
Φ: Größe; Lichtstärke; magnetischer Fluss
s6: Ausgabesignal mit Auswerteergebnis
s13: Steuersignal zum Steuern einer Bereitstellung eines Bezugspotentials
S40: Aktivierungsschalter
SVi: Schutzvorrichtung
SV1: Entladehilfe
SV2: Trennvorrichtung
SV3: Verriegelungsvorrichtung
SV4: Anzeigevorrichtung
T1: Fototransistor
ÜB: Übertrager
ÜB1: Primärwicklung des Übertragers
UP: Prüfpotential
UR: Restspannung
ZP: Strombegrenzer; Strombegrenzungsimpedanz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19601880 A1 [0003, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEC 61851-21:2010 Kap. 7.2.3.1 [0004]
IEC 61851-21:2010 Kap. 7.2.3.1 [0034]

Claims

Überwachungsvorrichtung (40) zum Überwachen einer Restspannung (UR), wobei die Überwachungsvorrichtung (40) umfasst: – eine erste Spannungserfassungsvorrichtung (61) zum Ermitteln eines Betrags (|UR|) einer ersten Spannung (UR) zwischen einem ersten Leiter (21) und einem bezugspotentialführenden Leiter (23) und zum Erzeugen eines Messsignals (Φ) in Abhängigkeit von dem Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR); und – eine Auswertevorrichtung (60) zum Auswerten des Messsignals (Φ) und Erzeugen eines Ausgabesignals (s6), das eine Information darüber enthält, ob die erste Spannung (UR) einen zulässigen Schwellenwert (|UR|) überschreitet; dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (40) eine Schutzvorrichtung (SVi) umfasst, die dazu vorbereitet ist, eine schutzfördernde Maßnahme auszuführen, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils (93) durch eine Person (99) zu vermeiden, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert überschreitet.
Überwachungsvorrichtung (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (SVi) eine Entladehilfe (SV1) umfasst, die dazu vorbereitet ist, einen Spannungsabbau zwischen dem ersten Leiter (21) und dem bezugspotentialführenden Leiter (23) zu beschleunigen und/oder zwischen dem ersten Leiter (21) und einem zweiten Leiter (22) zu beschleunigen, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert überschreitet.
Überwachungsvorrichtung (40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (SVi) eine Trennvorrichtung (SV2) umfasst, die dazu vorbereitet ist, berührbare Teile von dem ersten (21) und/oder einem anderen Leiter (22, 23) galvanisch zu trennen, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert überschreitet, und/oder berührbare Teile mit dem Leiter galvanisch zu verbinden, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert unterschreitet.
Überwachungsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (SVi) eine Verriegelungsvorrichtung (SV3) umfasst, die dazu vorbereitet ist, einen Steckverbinder (94) geschlossen zu halten, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert überschreitet, und/oder einen Steckverbinder (94) zu entriegeln, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert unterschreitet.
Überwachungsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (SVi) eine Anzeigevorrichtung (SV4) zur Anzeige einer ersten Information umfasst, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert überschreitet, und/oder dass die Schutzvorrichtung (SVi) eine Anzeigevorrichtung (SV4) zur Anzeige einer zweiten Information umfasst, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) den zulässigen Schwellenwert unterschreitet.
Überwachungsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannungserfassungsvorrichtung umfasst: – einen ersten Prüfanschluss (31) zum Anschluss an den ersten Leiter (21); – einen Schutzleiteranschluss (33) zum Anschluss an einen bezugspotentialführenden Leiter (23); – einen Strompfad (39) zwischen dem Prüfanschluss (31) und dem Schutzleiteranschluss (33); – eine Stromerfassungsvorrichtung (43) zum Erzeugen einer Information (Φ) über ein Merkmal eines Stroms (IP) durch den Strompfad (39); und – eine Auswertevorrichtung (60) zum Auswerten der Information (Φ) über das Merkmal des Stroms (IP) und zum Erzeugen eines Ausgabesignals (s6) mit dem Auswerteergebnis.
Überwachungsvorrichtung (40) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromerfassungsvorrichtung (43) Teile eines Übertragers (ÜB), eines Optokopplers (OK), eines Relais, eines Stromwandlers, Triac-Kopplers, eines Piezo-Wandlers oder einer Messimpedanz umfasst.
Überwachungsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (40) mindestens zwei Prüfanschlüsse (31, 32) und einen Prüfpotentialerzeuger (41) zum Erzeugen eines Prüfpotentials (UP) mittels Verknüpfung von Spannungspotentialen der Prüfanschlüsse (31, 32) aufweist.
Überwachungsvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung (40) einen Aktivierungsschalter (S40) umfasst, der dazu vorbereitet ist, den Strompfad (39) intermittierend zu schließen und zu öffnen und dass die Auswertevorrichtung (60) dazu vorbereitet ist, in Zeiten, in denen der Strompfad (39) geöffnet ist, jeweils ein Auswertesignal (s6) auszugeben, welches von der Auswertevorrichtung (60) zu einer Zeit erzeugt wurde, als der Strompfad (39) zuletzt geschlossen war.
Verfahren (100) zum Überwachen einer Restspannung (UR), wobei das Verfahren (100) folgende Schritte umfasst: – Ermitteln (110) eines Betrags (|UR|) einer ersten Spannung (UR) zwischen einem ersten Leiter (21) und einem Bezugspotential (EP); – Erzeugen (120) eines Messsignals (Φ) in Abhängigkeit von dem Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR); – Auswerten (130) des Messsignals (Φ); und – Erzeugen (140) eines Ausgabesignals (s6), das eine Information über ein Ergebnis der Auswertung des Messsignals (Φ) enthält; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) auch folgenden Schritt umfasst: – Ausführen (150) einer schutzfördernden Maßnahme, die dazu beiträgt, eine Berührung eines spannungsführenden Teils (93) durch eine Person (99) zu vermeiden, wenn das Ausgabesignal (s6) anzeigt, dass der Betrag (|UR|) der ersten Spannung (UR) einen zulässigen Schwellenwert überschreitet.