DE102018117933A1

DE102018117933A1 - Spannungsprüfgerät mit Spannungsabgriff

Info

Publication number: DE102018117933A1
Application number: DE102018117933.2A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Current assignee: Dipl Ing H Horstmann GmbH
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-01-30

Abstract

Es wird ein Spannungsprüfgerät offenbart, welches einen Spannungsabgriff aufweist, der zum Anschluss eines weiteren Geräts vorgesehen ist. Das Spannungsprüfgerät weist eine interne Impedanz auf, die dem Spannungsabgriff vorgeschaltet ist, wobei die interne Impedanz so groß gewählt ist, dass der Spannungsabgriff jedenfalls ohne Rückwirkung auf die Spannungsprüfanzeige ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannungsprüfgerät mit einem Spannungsabgriff, insbesondere zur Feststellung der Spannungsfreiheit.
Technischer Hintergrund
Insbesondere hohe elektrische Spannungen und/oder große Ströme haben auf Menschen bekanntermaßen physiologisch negative Auswirkungen. Demzufolge muss für das Arbeiten an elektrischen Anlagen sichergestellt sein, dass diese spannungslos sind. Zur Anzeige insbesondere von hohen Spannungen werden nach dem Stand der Technik Spannungsprüfgeräte verwendet, welche mit einem Leiter elektrisch verbunden sind, und die anzeigen, ob an diesem Leiter eine Spannung gegenüber einem Bezugspotenzial, typischerweise Erde, anliegt. Insbesondere sind derartige Spannungsprüfgeräte für mehrphasige, insbesondere dreiphasige Hochspannungssysteme bekannt, welche für die Energieübertragung verwendet werden.
Die Norm IEC 61243-5 definiert einige Anforderungen an derartige Spannungsprüfgeräte bzw. entsprechende Systeme, die kurz als VDS (Voltage Detecting System) bezeichnet werden, wobei die Norm auf Spannungsprüfgeräte für einen Einzelleiter und eine kapazitive Kopplung an ein spannungsführendes System, insbesondere ein wechselspannungsführendes System im Spannungsbereich von 1kV bis 52kV und für Frequenzen im Bereich von 16 2/3 Hz bis 60 Hz abstellt. Dabei beschreibt diese Norm Anforderungen an ein solches Gerät, lässt jedoch weitestgehend offen, auf welche Weise die Anforderungen erfüllt werden.
Die Norm IEC 62271-213 bezieht sich auf Spannungsprüf- und -Anzeigesysteme, sogenannte VDIS (Voltage Detection Indication Systems), die über eine kapazitive oder ohmsche Kopplung mit spannungsführenden Teilen verbunden sind. Die VDIS sind zum Feststellen und Anzeigen des Vorhandenseins einer Spannung in einem Wechselstromsystem von mehr als 1kV bei Frequenzen bis 60Hz vorgesehen. Ebenso wie die IEC 61243-5 definiert die Norm Anforderungen, jedoch nicht alle Einzelheiten eines solchen VDIS.
Typischerweise sollen die Spannungsprüfgeräte die Anforderungen dieser Normen erfüllen und dabei einen Spannungsabgriff aufweisen, an welchen ein weiteres Gerät angeschlossen werden kann.
Typischerweise weisen die an den Spannungsabgriff angeschlossenen Geräte einen für Mess- oder Prüfgeräte hohen Eingangswiderstand auf, sodass nur ein geringer Strom an dem Spannungsabgriff fließt.
An einem solchen Spannungsabgriff des Spannungsprüfgeräts kann jedoch das Problem entstehen, dass der abgegriffene Strom eine Stromstärke erreicht, welche eine Rückwirkung auf das Spannungsprüfgerät hat und damit dessen Funktion beeinträchtigt.
Dieses Problem wird durch das nachfolgend beschriebene Spannungsprüfgerät gelöst.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher beschrieben. Die Figur zeigt dabei eine Ausführungsform, welche die Erfindung verwirklicht.
Es zeigt:

1: eine schematische Darstellung eines Spannungsprüfgeräts.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Spannungsprüfgerät 1, welches einen Eingang 2, eine damit verbundene Detektorschaltung 7 sowie eine Anzeige 6 und einen Spannungsabgriff 3 aufweist.
Der Eingang 2 ist über eine dafür geeignete Zuleitung 4 mit einem spannungsführenden System verbunden. Der Eingang 2 sowie die Zuleitung 4 können dabei jeweils für vier Leiter ausgelegt sein, beispielsweise also für drei spannungsführende Phasen sowie einen Mittelpunktleiter. Dabei ist vorgesehen, das Spannungsprüfgerät 1 mittels der Zuleitung 4 mit einem spannungsführenden System 5 zu verbinden.
Das System 5 kann dabei ein beliebiges spannungsführendes System sein, insbesondere ein Hochspannungssystem mit Spannungen größer als 1kV, wobei das spannungsführende System insbesondere einen oder mehrere kapazitive Spannungsteiler aufweisen kann. Vorzugsweise ist das Spannungsprüfgerät 1 über die Zuleitung 4 mit dem spannungsführenden System 5 elektrisch verbunden, beispielsweise über einen kapazitiven Teiler des Systems 5. Die an dem spannungsführenden System anliegende Spannung oder eine kapazitiv geteilte Spannung liegt entsprechend an dem Eingang 2 des Spannungsprüfgeräts 1 an und kann von diesem überwacht werden.
Weiterhin weist das Spannungsprüfgerät 1 eine Anzeige 6 zur Anzeige einer Spannung auf, welche dem Spannungsprüfgerät 1 über die Zuleitung 4 zugeführt ist. Das Spannungsprüfgerät weist dazu noch eine entsprechende Detektorschaltung 7 auf, welche die Anzeige entsprechend der zugeführten Spannung ansteuert.
Die Detektorschaltung 7 ist mit dem Eingang 2 des Spannungsprüfgeräts elektrisch verbunden und erhält damit die Spannung als Eingangssignal, welche dem Spannungsprüfgerät über den Eingang zugeführt wird, sodass die Detektorschaltung in Abhängigkeit der Eingangsspannung die Anzeige 6 ansteuert. In dem hier beschriebenen Fall erhält die Detektorschaltung 7 damit die Spannung, welche an dem spannungsführenden System 5 bzw. an einem kapazitiven Teiler des Systems 5 abgegriffen wird.
In einer Ausführungsform kann die gemessene Spannung als Zahlenwert angezeigt werden, wobei die Spannung beispielsweise gegenüber dem Mittelpunktleiter oder dem Erdpotenzial ermittelt wird. Die Anzeige kann dabei für einen jeweiligen Leiter separat erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anzeige 6 von der Detektorschaltung 7 so angesteuert werden, dass diese für das Anliegen einer Spannung ein Symbol anzeigt, beispielsweise einen Blitz, wenn die am Eingang anliegende Spannung einen vordefinierten Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise zeigt das Spannungsprüfgerät an, ob eine Mindestspannung in dem überwachten, spannungsführenden System anliegt oder nicht. Die Anzeige kann dabei für einen jeweiligen Leiter separat erfolgen. Eine Anzeige von drei Blitzen, wie sie beispielhaft in der 1 dargestellt ist, zeigt damit an, dass jeder der drei Leiter eine Spannung führt, die höher als die Schwellwertspannung ist, also das überwachte System nicht spannungsfrei ist. Detektorschaltungen 7, welche die oben beschriebenen Funktionen implementieren, sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik an sich bekannt.
Der Spannungsabgriff 3 ist zum Anschluss eines weiteren Geräts 8, typischerweise eines Messgeräts, vorgesehen. Das angeschlossene Gerät 8 kann dabei ein beliebiges Gerät sein, typischerweise ist dieses jedoch ein Gerät, welches auch zur Überwachung des spannungsführenden Systems 5 verwendet wird, beispielsweise ein Kurzschlussanzeiger KSA.
Dem weiteren Gerät wird über den Spannungsabgriff die Spannung des Eingangs des Spannungsprüfgeräts 1 zugeführt. Der Spannungsabgriff 3 ist daher mit dem Eingang 2 elektrisch verbunden, wobei alle Leiter durchverbunden sind.
Typischerweise weist das weitere Gerät 8 eine hohe Eingangsimpedanz auf, sodass im Normalfall nur ein sehr geringer Strom fließt, welcher die Messung und damit die Anzeige des Spannungsprüfgeräts nicht verfälscht. Ein großer Stromfluss würde Rückwirkungen auf die Messung und damit die Anzeige des Spannungsprüfgeräts 1 haben und diese verfälschen. Würde ein Gerät mit zu niedriger Eingangsimpedanz an den Spannungsabgriff 3 des Spannungsprüfgeräts angeschlossen, beispielsweise bei einem Isolationsfehler oder Kurzschluss in dem weiteren Gerät 8, beispielsweise bei einem Kurzschlussanzeiger durch eingedrungene Feuchtigkeit oder Fehler in der elektronischen Schaltung, oder bei einem Isolationsfehler oder Kurzschluss an einem Stecker oder an einer Verbindungsleitung zwischen dem weiteren Gerät 8 und dem Spannungsprüfgerät, so wäre die an den Spannungsabgriff 3 angeschlossene Impedanz gering, sodass ein großer Strom fließen und dieser die Messung und damit die Anzeige des Spannungsprüfgeräts 1 verfälschen würde.
Zur Begrenzung des Stromflusses umfasst das Spannungsprüfgerät 1 eine Schutzimpedanz Z_iS 9, welche so hochohmig ausgeführt ist, dass die Detektorschaltung 7 des Spannungsprüfgeräts 1 eine an der Zuleitung 4 anliegende Spannung fehlerfrei erkennen kann, unabhängig von der Impedanz, welche am Spannungsabgriff 3 angeschlossen ist. Insbesondere ist die Schutzimpedanz 9 so hochohmig, dass das Spannungsprüfgerät die Anforderungen der IEC 61243-5 unabhängig von der am Spannungsabgriff 3 angeschlossenen Impedanz erfüllen kann. Dabei kann die am Spannungsabgriff 3 angeschlossene Impedanz diejenige des Weiteren Geräts 8 sein. Es kann jedoch auch vorkommen, dass die am Spannungsabgriff 3 angeschlossen Verbindungsleitung 10 oder das weitere Gerät 8 einen Defekt, beispielsweise einen Kurzschluss, aufweisen, sodass die Kontakte des Spannungsabgriffs 3 kurzgeschlossen sind und damit ein unbegrenzter Stromfluss möglich wäre. Durch die Schutzimpedanz 9 wird der Stromfluss über den Spannungsabgriff 3 derart begrenzt, dass der fließende Strom die Funktionalität der Detektorschaltung 7 nicht beeinflusst. Idealerweise hat der Spannungsabgriff 3 damit keine Rückwirkung auf die Funktionalität des Spannungsprüfgeräts 1.
Die Schutzimpedanz kann in einer Ausführungsform ein ohmscher oder kapazitiver Widerstand mit einem Wert im Bereich von 1 bis 100 Megaohm, besonders bevorzugt im Bereich 5 bis 50 Megaohm und ganz besonders bevorzugt im Bereich 10 bis 20 Megaohm, und dort insbesondere 11,9 Megaohm.
Die Schutzimpedanz 9 ist dabei in der Verbindung zwischen dem Eingang 2 und dem Spannungsabgriff 3 vorzugsweise so angeordnet, dass sie unmittelbar vor dem Spannungsabgriff 3 angeordnet ist, und jedenfalls die Detektorschaltung 7 unmittelbar mit dem Eingang 2 verbunden ist, sodass ein Spannungsabfall an der Schutzimpedanz 9 die Detektierung/Ermittlung der Spannung nicht beeinflusst.
Bezugszeichenliste

1: Spannungsprüfgerät
2: Eingang
3: Spannungsabgriff
4: Zuleitung
5: spannungsführendes System
6: Anzeige
7: Detektorschaltung
8: weiteres Gerät
9: Schutzimpedanz
10: Verbindungsleitung

Claims

Spannungsprüfgerät (1) zur Anzeige einer Spannung mit einem Eingang (2) zur Zuleitung der zu überwachenden Spannung und mit einer Detektorschaltung (7) zur Detektierung der zu überwachenden Spannung und mit einem Spannungsabgriff (3), vorgesehen zum elektrischen Anschluss eines weiteren Geräts, und mit einer dem Spannungsabgriff (3) vorgeschalteten Schutzimpedanz (9) zur Begrenzung des Stromflusses über den Spannungsabgriff (3).
Spannungsprüfgerät (1) nach Anspruch 1, wobei die Schutzimpedanz einen Widerstand von 1 bis 100 Megaohm, bevorzugt von 5 bis 50 Megaohm und ganz besonders bevorzugt von 10 bis 20 Megaohm aufweist.
Spannungsprüfgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Spannungsprüfgerät ein Gehäuse aufweist und die Schutzimpedanz (9) in das Gehäuse des Spannungsprüfgeräts integriert ist.
Spannungsprüfgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Spannungsprüfgerät eine Detektorschaltung 7 zur Detektierung der zu überwachenden Spannung aufweist, wobei die Detektorschaltung unmittelbar mit dem Eingang (2) elektrisch verbunden ist.
Spannungsprüfgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schutzimpedanz (9) unmittelbar mit dem Spannungsabgriff elektrisch verbunden ist.