DE102019123435A1

DE102019123435A1 - Verfahren zur Verifizierung von Phasenzuordnungen

Info

Publication number: DE102019123435A1
Application number: DE102019123435.2A
Authority: DE
Inventors: Elmar Schaper; Christian Bacht
Original assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Current assignee: Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines Anschlusses eines an ein mehrphasiges Stromnetz mit n Phasen angeschlossenen elektronischen Geräts sowie letzteres zur Durchführung des Verfahrens. Das elektronische Gerät besitzt ein an jeweils einer Phase angeschlossenes Spannungsmessgerät sowie Strommessgerät zum Messen zeitlicher Verläufe von an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen bzw. von durch die Phasen fließenden Strömen- bei zeitlich sequentiellem Einschalten und/oder Ausschalten der Spannungen oder- bei zeitversetztem Zuschalten jeweils eines Verbrauchers pro Phase an zumindest (n-1) der Phasen.Diese zeitlichen Verläufe werden auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala miteinander verglichen. Erfolgt synchron zu einem Zeitpunkt eine Änderung einer von einem zum Anschluss an eine erste Phase vorgesehenen Spannungsgerät gemessenen Spannung und eines von einem zum Anschluss an eine von der ersten Phase verschiedenen Phase vorgesehenen Strommessgerät gemessenen Stromes, wird ein fehlerhafter Anschluss des elektronischen Geräts an das Stromnetz registriert und auf dem elektronischen Gerät angezeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Richtigkeit eines Anschlusses eines an ein mehrphasiges Stromnetz angeschlossenen elektronischen Geräts sowie ein elektronisches Gerät zur Durchführung des Verfahrens.
Bei dem Einsatz von elektronischen Geräten, insbesondere von Messgeräten, in mehrphasigen Stromnetzen kann es vorkommen, dass es bei der Installation des elektronischen Gerätes zu einem fehlerhaften Anschließen von Kabeln des elektrischen Geräts an die einzelnen Phasen des mehrphasigen Stromnetzes kommt. Besitzt das elektronische Gerät beispielsweise ein Strommessgerät, welches zum Messen des durch eine erste Phase des Stromnetzes fließenden Stroms vorgesehen ist, so kann dieses Strommessgerät jedoch fälschlicherweise nicht an dieser ersten Phase, sondern an einer von der ersten Phase verschiedenen zweiten Phase, angeschlossen sein. Der von diesem Strommessgerät gemessene Strom wird bei Unkenntnis des aufgrund der Vertauschung der ersten mit der zweiten Phase fehlerhaften Anschlusses somit fälschlicherweise der ersten Phase zugeordnet, obwohl es sich bei dem gemessenen Strom tatsächlich um einen durch die zweite Phase fließenden Strom handelt. Besitzt das elektronische Gerät zudem jeweils ein an die erste Phase und ein an die zweite Phase angeschlossenes Spannungsmessgerät zum Messen einer an der ersten und zweiten Phase relativ zu einem Bezugspotential, z.B. zu dem Erdleiter oder dem Neutralleiter, jeweils anliegenden Spannung und sind diese Spannungsmessgeräte richtig an die einzelnen Phasen des Stromnetzes angeschlossen, so wird der von dem Strommessgerät gemessene Strom ebenfalls fälschlicherweise der Spannung der ersten Phase zugeordnet, obwohl er der Spannung der zweiten Phase zugeordnet werden müsste. Ein solcher Anschlussfehler kann insbesondere bei einer Weiterverwendung der ermittelten Messwerte zu falschen Messergebnissen führen. Handelt es sich bei dem zuvor beschriebenen elektronischen Gerät beispielsweise um ein Energiemessgerät, welches u.a. zum Messen der elektrischen Leistung der einzelnen Phasen vorgesehen ist und die durch die einzelnen Phasen fließenden Ströme sowie die an den einzelnen Phasen relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen misst, so ermittelt das Energiemessgerät im obigen Beispiel des fehlerhaft angeschlossenen Strommessgeräts einen falschen Leistungsmesswert für zumindest die erste und die zweite Phase. Daher kann es sehr hilfreich sein zu überprüfen, ob ein elektronisches Gerät richtig an die Phasen eines mehrphasigen Stromnetzes angeschlossen ist oder ob zumindest eine Vertauschung von Phasen vorliegt.
Gemäß dem Stand der Technik gibt es bereits Verfahren zur Überprüfung der Phasenlagen von Spannungen und Strömen, welche die Phasenbeziehungen gemessener Ströme zu gemessenen Spannungen für die einzelnen Phasen in einem mehrphasigen Stromnetz ermitteln und mit vorgegebenen gespeicherten Phasenbeziehungen vergleichen. So wird in der US2014/0253091 A1 beispielsweise aus den gemessenen Spannungen und Strömen jeweils eine Phasenbeziehung der Ströme zu den Spannungen, d.h. ein Phasendifferenzwinkel zwischen den einzelnen Spannungen und den einzelnen Strömen, für die einzelnen Phasen ermittelt. Falls die zwischen einer Spannung und einem Strom der einzelnen Phasen ermittelte Phasenbeziehung bzw. der ermittelte Phasendifferenzwinkel mit einer voreingestellten Phasenbeziehung bzw. einem voreingestellten Phasendifferenzwinkel nicht übereinstimmt, wird ein falscher Anschluss der Kabel bzw. eine falsche Anordnung der Stromwandler angezeigt. Eine Übereinstimmung des ermittelten Phasendifferenzwinkels mit dem vorgegebenen Phasendifferenzwinkel liegt in der Regel vor, wenn der ermittelte Phasendifferenzwinkel in einem bestimmten vorgegebenen Phasendifferenzwinkelbereich liegt.
Solche Verfahren zur Überprüfung der Richtigkeit des Anschlusses eines an ein mehrphasiges Stromnetz angeschlossenen elektronischen Geräts, welche auf der Ermittlung von einer Phasenbeziehung und einem Vergleichen dieser ermittelten Phasenbeziehung mit vorgegebenen gespeicherten Phasenbeziehungen beruhen, haben jedoch allesamt den Nachteil, dass durch diese Verfahren nicht alle Fehlerfälle hinsichtlich Verdrahtungsfehler erkannt werden. So können beispielsweise Phasendifferenzwinkel, welche außerhalb des vorgegebenen Phasendifferenzwinkelbereichs liegen, nicht mehr einer Phase zugeordnet werden. Auch Verdrahtungsfehler in Anlagen, die an ein mehrphasiges Stromnetz angeschlossenen sind und eine hohe Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung einer Phase erzeugen, können mit diesem Verfahren nicht aufgefunden werden. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, dass für dessen Anwendung die Phasenfolge der Spannungen und Ströme stets bekannt sein muss, beispielsweise in dem jeweiligen an das mehrphasige Stromnetz angeschlossenen elektronischen Gerät gespeichert sein muss.
Demnach ist es gegenüber dem Stand der Technik eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überprüfung der Richtigkeit des Anschlusses eines an ein mehrphasiges Stromnetz angeschlossenen elektronischen Geräts sowie ein elektronisches Gerät zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, wobei mögliche Anschlussfehler des elektronischen Geräts an die einzelnen Phasen des Stromnetzes zuverlässig, auf schnelle sowie einfache Weise und ohne die oben aufgeführten Nachteile automatisch ermittelt werden können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst und durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überprüfung der Richtigkeit eines Anschlusses eines an ein mehrphasiges Stromnetz mit einer Anzahl von n Phasen angeschlossenen elektronischen Geräts weist das elektronische Gerät ein an jeder der Phasen jeweils angeschlossenes Spannungsmessgerät und ein an jeder der Phasen jeweils angeschlossenes Strommessgerät auf. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die zeitlichen Verläufe von jeweils an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen durch die einzelnen Spannungsmessgeräte gemessen und die zeitlichen Verläufe von jeweils durch die Phasen fließenden Strömen durch die einzelnen Strommessgeräte gemessen. Diese zeitlichen Verläufe werden allesamt auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala miteinander verglichen. Die zuvor genannten Schritte erfolgen entweder

a) bei einem zeitlich sequentiellen Einschalten und/oder Ausschalten der einzelnen Spannungen des mehrphasigen Stromnetzes oder
b) bei eingeschalteten und somit jeweils an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen, wobei in diesem Fall an eine Anzahl von zumindest (n-1) der Phasen des Stromnetzes jeweils ein Verbraucher pro Phase zeitversetzt zugeschaltet wird.

Das mehrphasige Stromnetz weist n Phasenleiter bzw. Phasen, auch Außenleiter genannt, zur Stromführung aus dem Stromnetz auf, wobei n eine natürliche Zahl größer 1 beschreibt. Darüber hinaus muss das Stromnetz zudem auch einen Neutralleiter oder Nullleiter N zur Stromführung von einem Verbraucher zurück in das Stromnetz aufweisen.
Ein richtiger Anschluss eines elektronischen Geräts an das mehrphasige Stromnetz liegt im Sinne der Erfindung dann vor, wenn die Spannungsmessgeräte und Strommessgeräte des elektronischen Geräts jeweils an diejenigen Phasen angeschlossen sind, welche den Spannungs- und Strommesseräten jeweils von dem elektronischen Gerät intern, d.h. von Herstellerseite des elektronischen Geräts, vorgegeben sind. Eine solche interne Zuordnung der Phasen zu den jeweiligen Spannungs- und Strommessgerät von Seiten des Herstellers des elektronischen Geräts wird im Rahmen der Erfindung auch als ein zum Anschluss an eine bestimmte Phase vorgesehenes Spannungsmessgerät oder Strommessgerät bezeichnet.
Nach dem zuvor Gesagten liegt ein fehlerhafter Anschluss eines elektronischen Geräts an die Phasen des Stromnetzes somit dann vor, wenn zumindest ein Spannungsmessgerät oder ein Strommessgerät an eine Phase angeschlossen ist, welche diesem Spannungs- bzw. Strommessgerät intern jedoch nicht zugeordnet ist. Dies kann beispielsweise durch Vertauschung zweier Phasen miteinander bei dem Anschließen des jeweiligen Spannungsmessgeräts oder Strommessgeräts des elektrischen Geräts geschehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, zu überprüfen, ob ein elektronisches Gerät, welches an eine Anzahl von n Phasen eines mehrphasigen Stromnetzes angeschlossen ist, im Sinne der Erfindung richtig an diese n Phasen angeschlossen ist. Das elektronische Gerät weist ein an jeder der Phasen jeweils angeschlossenes Spannungsmessgerät zum Messen der zwischen der entsprechenden Phase und einem Bezugspotential anliegenden Spannung und ein an jeder dieser Phasen jeweils angeschlossenes Strommessgerät zum Messen des durch die entsprechende Phase fließenden Stroms auf. Das Bezugspotential kann beispielsweise das Erdpotential, aber auch das Potential eines Neutralleiters bzw. Nullleiters des Stromnetzes sein. Entweder bei einem Einschalten und/oder Ausschalten der einzelnen Spannungen des mehrphasigen Stromnetzes, d.h. beim Anlegen eines Potentials an die Phasen des Stromnetzes, oder bei bereits an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential jeweils anliegenden Spannungen werden die zeitlichen Verläufe dieser Spannungen durch die einzelnen Spannungsmessgeräte und die zeitlichen Verläufe der jeweils durch die Stromleitungen fließenden Ströme durch die einzelnen Strommessgeräte gemessen und aufgezeichnet. Diese zeitlichen Verläufe werden allesamt auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala miteinander verglichen. Eine gemeinsame kalibrierte Zeitskala bedeutet, dass der Startzeitpunkt der Messung sowie die der Messung zugrundeliegende Zeiteinheit für alle gemessenen zeitlichen Verläufe der Spannungen und Ströme identisch ist. Während im ersten Fall, d.h. bei einem Einschalten und/oder Ausschalten der einzelnen Spannungen, stets im Rahmen der Erfindung von einem in zeitlicher Hinsicht sequentiellen Einschalten und/oder Ausschalten der Spannungen ausgegangen wird, wird im zweiten Fall, d.h. bei bereits an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential jeweils anliegenden Spannungen, und somit im laufenden Betrieb des elektronischen Geräts, an eine Anzahl von (n-1) der n Phasen des Stromnetzes zur Unterscheidung der Phasen voneinander jeweils zeitversetzt, d.h. mit zeitlichem Abstand, ein Verbraucher pro Phase zugeschaltet. Das Zuschalten eines Verbrauchers kann insbesondere durch Schließen eines Schalters innerhalb eines Stromkreises der entsprechenden Phase erfolgen, wobei neben dem Verbraucher ein Spannungs- sowie ein Strommessgerät des elektronischen Geräts an den Stromkreis angeschlossen sind.
Wird bei dem Vergleichen der zeitlichen Verläufe der einzelnen gemessenen Spannungen und Ströme eine synchron zu einem Zeitpunkt eintretende Änderung einer von einem Spannungsmessgerät gemessenen Spannung und eines von einem Strommessgerät gemessenen Stromes festgestellt, wobei das Spannungsmessgerät zum Anschluss an eine erste Phase und das Strommessgerät zum Anschluss an eine von dieser ersten Phase verschiedenen Phase vorgesehen ist, so wird ein fehlerhafter Anschluss des elektronischen Geräts an die Phasen des Stromnetzes registriert.
Mit einer synchron zu einem Zeitpunkt eintretenden Änderung einer Spannung und eines Stromes ist gemeint, dass ein signifikanter Anstieg oder Abfall einer Spannung und eines Stromes zu jeweils demselben Zeitpunkt oder aber ein deutlich erkennbares Spannungs- und Stromsignal zu jeweils demselben Zeitpunkt registrierbar ist bzw. gemessen wird, welcher bzw. welches sich jeweils erkennbar von einem Untergrundrauschen unterscheidet. Bei dem Messen der Spannungen und Ströme durch die jeweiligen Spannungs- und Strommessgeräte wird grundsätzlich vorausgesetzt, dass keine Fehler bei der internen Verkabelung des elektronischen Geräts, d.h. auf Herstellerseite des elektronischen Geräts, vorliegen, sondern Fehler bezüglich einer Vertauschung von Phasen lediglich auf Anwenderseite, nämlich beim Anschließen der Spannungs- und Strommessgeräte an die einzelnen Phasen des Stromnetzes, erfolgen.
Zeigen beispielsweise ein erstes Spannungsmessgerät, welches zum Anschluss an eine erste Phase vorgesehen ist und somit von Seiten des Herstellers des elektronischen Geräts einer ersten Phase zugeordnet ist, und ein erstes Strommessgerät, welches ebenfalls zum Anschluss an eine erste Phase entsprechend vorgesehen ist, jeweils zu einem bestimmten gleichen Zeitpunkt eine Änderung des jeweils gemessenen zeitlichen Spannungsverlaufs sowie Stromverlaufs an, und entspricht dieser bestimmte Zeitpunkt im Wesentlichen dem Zeitpunkt, zu welchem entweder eine Spannung auf die erste Phase aufgeschaltet wird oder zu welchem bei bereits an der ersten Phase anliegendem Potential ein Verbraucher an die erste Phase zugeschaltet wird, so kann ein richtiger Anschluss des ersten Spannungsmessgeräts und des ersten Strommessgeräts des elektronischen Geräts an die erste Phase gefolgert werden. Ist im Gegensatz dazu beispielsweise das erste Spannungsmessgerät jedoch nicht von Seiten des Herstellers des elektronischen Geräts zum Anschluss an eine erste Phase, sondern zum Anschluss an eine zweite Phase vorgesehen, während das erste Strommessgerät zum Anschluss an eine erste Phase vorgesehen ist, und erfolgt dennoch eine Änderung des von dem ersten Spannungsmessgerät gemessenen zeitlichen Spannungsverlaufs und des von dem ersten Strommessgerät gemessenen zeitlichen Stromverlaufs zu einem bestimmten gleichen Zeitpunkt wie zuvor beschrieben, so registriert das elektronische Gerät einen Fehler bei dem Anschluss des ersten Spannungsmessgeräts und des ersten Strommessgeräts des elektronischen Geräts. Das erste Spannungsmessgerät ist gemäß beschriebenem Beispiel somit fälschlicherweise an die erste Phase angeschlossen und nicht an die zweite Phase, der das erste Spannungsmessgerät laut Beispiel jedoch von Seiten des Herstellers des elektronischen Geräts zugeordnet ist.
Nach einer Registrierung eines fehlerhaften Anschlusses des elektronischen Geräts, wie zuvor beschrieben, wird auf dem elektronischen Gerät das Vorliegen eines solchen fehlerhaften Anschlusses, vorzugsweise mittels eines Anzeigeelements, angezeigt. Dabei kann das Anzeigen eines Anschlussfehlers beispielsweise mittels einer LED mit rotem Licht erfolgen. Auch kann ein solcher Anschlussfehler auf einem als Anzeigedisplay ausgebildeten Anzeigeelement des elektronischen Geräts, beispielsweise in Form einer Fehlermeldung, angezeigt werden. Auch weitere Ausgestaltungen eines solchen Anzeigeelements sind im Rahmen der Erfindung denkbar.
Eine automatische Korrektur von Anschlussfehlern des elektronischen Geräts an die einzelnen Phasen ist im Rahmen der Erfindung nicht vorgesehen. Vielmehr soll dem Anwender des elektronischen Geräts angezeigt werden, ob ein solcher Anschlussfehler, beispielsweise eine Vertauschung von zwei Phasen miteinander beim Anschließen an die Phasen des Stromnetzes, vorliegt. Wird ein Anschlussfehler auf dem elektronischen Gerät angezeigt, so muss der Anwender diesen manuell korrigieren, nachdem der Anwender das elektronische Gerät außer Betrieb genommen hat. Bei der Wiederinbetriebnahme des elektronischen Geräts werden die Spannungen an den einzelnen Phasen zeitlich sequentiell aufgeschaltet, d.h. es wird jeweils ein Potential an die einzelnen Phasen mit zeitlichem Abstand zueinander angelegt, und eine erneute Überprüfung auf Anschlussfehler des elektronischen Geräts an die einzelnen Phasen findet gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren statt.
Gemäß einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren zudem den Schritt des Überprüfens für jede einzelne Phase des Stromnetzes durch das elektronische Gerät, ob die Spannungsmessgeräte und die Strommessgeräte des elektronischen Geräts richtig an die jeweiligen Phasen angeschlossen sind. Vorzugsweise umfasst das Verfahren zudem den Schritt eines Anzeigens eines richtigen oder falschen Anschlusses für jede einzelne Phase auf dem elektronischen Gerät.
Bezogen auf das oben genannte Beispiel heißt dies, dass an die einzelnen Phasen mit zeitlichem Abstand jeweils entweder ein Potential beim Einschaltvorgang angelegt wird bzw. die einzelnen Phasen beim Ausschaltvorgang potentialfrei geschaltet werden oder bei bereits an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen an jede der zumindest (n-1) Phasen mit zeitlichem Abstand jeweils ein Verbraucher zugeschaltet wird. So wird für jede Phase einzeln und zeitlich betrachtet nacheinander überprüft, ob das jeweilige zum Anschluss an die entsprechende Phase vorgesehene Spannungsmessgerät und Strommessgerät auch tatsächlich an diese Phase angeschlossen ist. Ist dies der Fall, so muss das elektronische Gerät eine Änderung eines Spannungsverlaufs und eines Stromverlaufs zu einem bestimmten gleichen Zeitpunkt, wie oben beschrieben, registrieren. Dabei ist dieser bestimmte gleiche Zeitpunkt entweder der Zeitpunkt, zu dem ein Potential an diese entsprechende Phase angelegt wird bzw. diese Phase potentialfrei geschaltet wird oder zu dem ein Verbraucher zugeschaltet wird. Zudem muss dieser Spannungsverlauf von einem Spannungsmessgerät und dieser Stromverlauf von einem Strommessgerät gemessen werden, wobei das Spanungsmessgerät und das Strommessgerät zum Anschluss an dieselbe Phase vorgesehen sein müssen, d.h. von Seiten des Herstellers des elektronischen Geräts derselben Phase zugeordnet sein müssen.
Vorzugsweise erfolgt zudem eine Anzeige für jede einzelne Phase auf dem elektronischen Gerät, ob ein richtiger Anschluss eines Spannungsmessgeräts und eines Strommessgeräts des elektronischen Geräts an die jeweilige Phase vorliegt. Insbesondere kann das elektronische Gerät dafür ein Anzeigeelement aufweisen. Das Anzeigeelement kann beispielsweise aus jeweils zwei LEDs pro Phase bestehen, wobei jeweils eine erste LED rotes Licht für einen falschen Anschluss und jeweils eine zweite LED grünes Licht für einen richtigen Anschluss anzeigt. Weiterhin kann beispielsweise auch eine digitale Anzeige als Anzeigeelement auf dem elektronischen Gerät ausgebildet sein, welche für jede Phase mit Hilfe von Worten einen richtigen oder falschen Anschluss anzeigt oder aber lediglich eine Fehlermeldung ausgibt.
Bei den Schritten des Messens und Vergleichens der zeitlichen Verläufe der einzelnen Spannungen und Ströme kann die gemeinsame kalibrierte Zeitskala entweder auf Echtzeit oder auf gemittelten Zeitintervallen, insbesondere gemittelt über eine Periodendauer, basieren. Demzufolge werden die zeitlich zu erfassenden Spannungen und Ströme der jeweiligen Phasen entweder in Echtzeit oder in Form von Mittelwerten, insbesondere von Effektivwerten, d.h. als quadratische Mittelwerte jeweils über eine Periodendauer gemittelt, von den einzelnen Spannungs- und Strommessgeräten des elektronischen Geräts ausgegeben.
Zudem sieht eine Weiterentwicklung des Verfahrens den Schritt eines Speicherns von Parametern in einer Speichereinrichtung des elektronischen Geräts vor, wobei diese Parameter zumindest eine bereits von dem elektronischen Gerät überprüfte und als richtig ausgewertete Zuordnung der einzelnen Spannungen und Ströme zu den jeweiligen Phasen des Stromnetzes umfassen. Sollte eine erneute Überprüfung der Phasenzuordnungen der einzelnen von den Spannungs- und Strommessgeräten gemessenen Spannungen und Strömen aus irgendwelchen Gründen nicht möglich sein, so kann auf die in der Speichereinrichtung gespeicherten Parameter zurückgegriffen werden.
Bei dem elektronischen Gerät kann es sich gemäß einer Ausführungsform der Erfindung um ein Messgerät, insbesondere um ein Energiemessgerät handeln. Energiemessgeräte kommen häufig dann zum Einsatz, wenn elektrische Energie- und Leistungsmessungen an den einzelnen Phasen eines Stromnetzes vorgenommen werden sollen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das mehrphasige Stromnetz insbesondere genau drei Phasen auf. Ein dreiphasiges Stromnetz findet u.a. Anwendung im Bereich der elektrischen Energietechnik für Transport und Verteilung von elektrischer Energie in Stromnetzen. So sind beispielsweise überregionale Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetze, Niederspannungsnetze im Bereich der lokalen Stromversorgung oder Drehstrommaschinen, die als Antrieb von Aufzügen oder in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden, grundsätzlich dreiphasig ausgebildet.
Vorzugsweise umfassen die Strommessgeräte jeweils Stromsensoren, wobei die Stromsensoren vorzugsweise als Strommesswandler ausgebildet sind. Stromsensoren haben den Vorteil, dass sie den Strom berührungslos, insbesondere anhand von einer durch elektrische Ströme ausgelösten magnetischen Flussdichte messen können. Dies ermöglicht den Austausch eines defekten Stromsensors, ohne dass das elektronische Gerät außer Betrieb genommen werden muss.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung zudem ein elektronisches Gerät zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens. Das zum Anschluss an ein mehrphasiges Stromnetz mit einer Anzahl von n Phasen vorgesehene elektronische Gerät weist an jeder der Phasen über Anschlüsse jeweils angeschlossene Spannungsmessgeräte zum Messen von an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential jeweils anliegenden Spannungen sowie an jeder der Phasen über Anschlüsse jeweils angeschlossene Strommessgeräte zum Messen der jeweils durch die Phasen fließenden Ströme auf. Ferner besitzt das elektronische Gerät eine Auswerteinrichtung, welche derart ausgestaltet ist, dass sie die von den Spannungsmessgeräten und Strommessgeräten gemessenen zeitlichen Verläufe der an den einzelnen Phasen relativ zu einem Bezugspotential jeweils anliegenden Spannungen und der durch die Phasen jeweils fließenden Ströme auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala miteinander vergleicht. Dies erfolgt entweder bei a) einem zeitlich sequentiellen Einschalten und/oder Ausschalten der einzelnen Spannungen des mehrphasigen Stromnetzes, d.h. bei einem zeitlich sequentiellen Anlegen eines jeweiligen Potentials an die einzelnen Phasen des Stromnetzes, oder
b) bei eingeschalteten und somit jeweils an den Phasen relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen, wobei an eine Anzahl von zumindest (n-1) der Phasen des Stromnetzes jeweils ein Verbraucher, d.h. eine Last, pro Phase jeweils zeitversetzt zugeschaltet wird.
Die Auswerteinrichtung ist ferner zum Registrieren eines fehlerhaften Anschlusses des elektronischen Geräts an die Phasen des Stromnetzes sowie zum Anzeigen dieses fehlerhaften Anschlusses auf dem elektronischen Gerät, vorzugsweise mittels eines Anzeigeelements, eingerichtet und ausgebildet. Ein solcher Anschlussfehler wird von der Auswerteinrichtung des elektronischen Geräts im Falle einer synchron zu einem Zeitpunkt eintretenden Änderung einer Spannung und eines Stromes, wobei diese Spannung von einem zum Anschluss an eine erste Phase vorgesehenen Spannungsmessgerät relativ zu einem Bezugspotential gemessen wird und dieser Strom von einem zum Anschluss an eine von der ersten Phase verschiedenen Phase vorgesehenen Strommessgerät gemessen wird, registriert, wie im Detail anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens zuvor beschrieben wurde.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen davon sowie der dazugehörigen Figuren deutlich.

1: zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Inbetriebnahme eines elektronischen Geräts infolge eines Spannungsaufschaltens durch Schalter S1.
2: zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Zuschalten eines Verbrauchers an eine Phase des Stromnetzes während des laufenden Betriebs eines elektronischen Geräts
3: zeigt ein Blockdiagramm zum Anschluss von Spannungsmessgeräten und Strommessgeräten eines elektrischen Geräts an ein mehrphasiges Stromnetz in richtiger Anschlusskonfiguration.
4: zeigt zeitliche Verläufe der einzelnen von den Spannungsmessgeräten und den Strommessgeräten des elektronischen Geräts gemessenen Spannungen und Ströme infolge eines Spannungsaufschaltens bei der Anschlusskonfiguration gemäß 3.
5: zeigt ein Blockdiagramm zum Anschluss von Spannungsmessgeräten und Strommessgeräten eines elektrischen Geräts an ein mehrphasiges Stromnetz in falscher Anschlusskonfiguration (Vertauschung der Kabel zweier Spannungsmessgeräte).
6: zeigt zeitliche Verläufe der einzelnen von den Spannungsmessgeräten und den Strommessgeräten des elektronischen Geräts gemessenen Spannungen und Ströme infolge eines Spannungsaufschaltens bei der Anschlusskonfiguration gemäß 5.

1 stellt ein Prinzipschaltbild zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Inbetriebnahme eines elektronischen Geräts 2 infolge eines Spannungsaufschaltens, d.h. eines Aufschaltens der Energieversorgung, eines mehrphasigen Stromnetzes 1 dar. Ein Spannungsaufschalten im Rahmen der Erfindung sieht stets vor, dass jeweils Potentiale zeitlich sequentiell, d.h. mit zeitlichem Versatz relativ zueinander, an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ angelegt werden. Nach dem Spannungsaufschalten können Spannungen U₁ , U₂ , U₃ , welche sich aus der Potentialdifferenz zwischen dem an die jeweilige Phase L₁ , L₂ , L₃ angelegten Potential und einem Bezugspotential, beispielsweise einem Erdleiter oder einem Neutralleiter bzw. Nullleiter N, ergeben, an den einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ gemessen werden.
Das in 1 gezeigte mehrphasige Stromnetz 1 besteht beispielhaft aus drei Phasenleitern bzw. Phasen L₁ , L₂ , L₃ und aus einem Neutralleiter N. Die Anzahl der Phasen und folglich „n“ ist in diesem Ausführungsbeispiel somit 3. Das Stromnetz 1 kann jedoch in weiteren Ausführungsbeispielen, auch wenn dies nicht explizit in den Figuren dargestellt ist, auch zweiphasig ausgebildet sein oder aber mehr als drei Phasen aufweisen
Ein elektronisches Gerät 2 ist bereits an die drei Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 derart angeschlossen, dass es an jeder der Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 über Anschlüsse jeweils angeschlossene Spannungsmessgeräte 3 und Strommessgeräte 4 aufweist. Die Spannungsmessgeräte 3 dienen folglich zur Messung der jeweiligen Spannungen, die zweckmäßig als Wechselspannungen vorliegen, und die Strommessgeräte 4 zur Messung der jeweiligen elektrischen Stromstärken bzw. Ströme, die zweckmäßig als Wechselströme vorliegen. In der Ausführungsform gemäß 1 umfassen die Strommessgeräte 4 mit ihnen verbundene Stromsensoren 8, welche die jeweiligen Ströme I₁ , I₂ , I₃ z.B. anhand einer durch die Ströme ausgelösten magnetischen Flussdichte berührungslos messen. Dabei sind die Stromsensoren 8 zweckmäßig Wechselstromsensoren und gemäß 1 beispielhaft als Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ ausgebildet. Die Spannungsmessgeräte 3 des elektronischen Geräts 2 dienen zum Messen der zeitlichen Verläufe der an den Phasen L₁ , L₂ , L₃ relativ zu einem Bezugspotential jeweils anliegenden Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und die Strommessgeräte 4 dienen zum Messen der zeitlichen Verläufe der jeweils durch die Phasen L₁ , L₂ , L₃ fließenden Ströme I₁ , I₂ , I₃ .
Wird nun Schalter S2 in 1 geschlossen, so schließen die an den Phasen L₁ , L₂ , L₃ anliegenden Kontakte K4, K5 und K6 des Schalters S2 und die Verbraucher R₁ , R₂ , R₃ werden folglich an das Stromnetz 1 geschaltet. Es fließt jedoch noch kein Strom durch die Verbraucher R₁ , R₂ , R₃ , da Schalter S1 noch nicht geschlossen ist. Schalter S1 und S2 sind in 1 beispielhaft als dreipolige Schalter ausgebildet und können insbesondere ein Schütz sein. Wird nun Schalter S1 geschlossen, sodass die an den Phasen L₁ , L₂ , L₃ anliegenden Kontakte K1, K2 und K3 des Schalters S1 geschlossen werden, so erfolgt ein Spannungsaufschalten und folglich auch ein Stromfluss durch die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ zu dem elektronischen Gerät 2 und den Verbrauchern R₁ , R₂ , R₃ . Das Spannungsaufschalten bzw. das Schließen der einzelnen Kontakte K1, K2, K3 des Schalters S1 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung als in zeitlicher Hinsicht sequentiell zu betrachten, denn aufgrund von Kontaktprellen kommt es zu Schaltverzögerungen. Kontaktprellen beschreiben mechanisch ausgelöste Störeffekte bei elektromechanischen Schaltern und Tastern, durch welche es zu einem mehrfachen Öffnen und Schließen des Schalters kommt. Die Kontakte K1, K2, K3 schließen daher nicht allesamt zum gleichen Zeitpunkt, sondern mit zeitlichem Versatz zueinander, also zeitlich sequentiell. Genau diesen zeitlichen Versatz beim Spannungsaufschalten macht sich die vorliegende Erfindung zunutze, um zu überprüfen, ob das elektronische Gerät 2 richtig an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ angeschlossen ist.
Anstatt von dreipoligen Schaltern gemäß 1 kann jedoch auch jeweils ein einpoliger Schalter pro Phase zum Einsatz kommen. Die drei einpoligen Schalter müssten ebenfalls wie die Kontakte K1, K2, K3 des Schalters S1 mit zeitlichem Versatz zueinander geschlossen werden, entweder automatisch oder auch manuell, um das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden.
Zur Überprüfung der Richtigkeit des Anschlusses des elektronischen Geräts 2 an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 werden die zeitlichen Verläufe der einzelnen Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und die einzelnen Ströme I₁ , I₂ , I₃ von den Spannungsmessgeräten 3 bzw. von den Stromwandlern W₁ , W₂ , W₃ der Strommessgeräte 4 auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala gemessen und vorzugsweise mittels einer Auswerteinrichtung 5 des elektronischen Geräts 2 miteinander auf dieser gemeinsamen kalibrierten Zeitskala verglichen. Mit einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala ist gemeint, dass der Startzeitpunkt der Messung sowie die der Messung zugrundeliegende Zeiteinheit für alle gemessenen zeitlichen Verläufe der Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ identisch ist.
Die gemeinsame kalibrierte Zeitskala kann dabei entweder auf Echtzeit beruhen oder aber auf gemittelten Zeitintervallen, insbesondere gemittelt über eine Periodendauer, basieren. Folglich werden die zu messenden Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ der einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ entweder als Echtzeitwerte oder als gemittelte Werte, insbesondere als Effektivwerte, d.h. als quadratische Mittelwerte gemittelt über eine Periodendauer, von den Spannungsmessgeräten 3 und Strommessgeräten 4 des elektronischen Geräts 2 ausgegeben.
Lässt sich anhand der zeitlichen Verläufe der jeweiligen Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ der einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ eine synchron zu einem bestimmten Zeitpunkt eintretende Änderung einer Spannung und eines Stromes feststellen, und wird diese Spannung von einem zum Anschluss an eine erste Phase vorgesehenen Spannungsmessgerät 3 relativ zu einem Bezugspotential und dieser Strom von einem zum Anschluss an eine von der ersten Phase verschiedenen Phase vorgesehenen Strommessgerät 4 gemessen, so registriert das elektronische Gerät 2 einen fehlerhaften Anschluss des elektronischen Geräts 2 an die Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1. Infolgedessen erfolgt ein Anzeigen eines solchen fehlerhaften Anschlusses bzw. eines Anschlussfehlers auf dem elektronischen Gerät 2. Zur Anzeige des fehlerhaften Anschlusses kann das elektronische Gerät ein Anzeigeelement 7 aufweisen. Ein solches Anzeigeelement 7 kann u.a. eine rotes Licht anzeigende LED oder auch ein Anzeigedisplay mit der Anzeige eines Anschlussfehlers durch Worte, beispielsweise durch eine Fehlermeldung, sein.
Vorzugsweise überprüft das elektronische Gerät 2 bei der Überprüfung der Richtigkeit des Anschlusses des elektronischen Geräts 2 an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 für jede einzelne Phase L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1, ob dessen Spannungsmessgeräte 3 und dessen Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ der Strommessgeräte 4 an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ richtig angeschlossen sind. Vorzugsweise wird auf dem elektronischen Gerät 2 für jede einzelne Phase L₁ , L₂ , L₃ mittels eines Anzeigeelements 7 angezeigt, ob das an der jeweiligen Phase angeschlossene Spannungsmessgerät 3 und/oder der an die jeweilige Phase angeschlossene Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ richtig oder falsch angeschlossen ist. So können auf dem Anzeigeelement 7 beispielsweise jeder Phase zwei LEDs, eine LED mit grünem Licht und eine LED mit rotem Licht, zugeordnet sein. Die LED mit grünem Licht wird dann aktiviert bzw. angeschaltet, wenn an die entsprechende Phase sowohl das Spannungsmessgerät 3 als auch der Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ richtig angeschlossen sind. Wenn jedoch ein Spannungsmessgerät 3 und/oder ein Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ falsch an die entsprechende Phase angeschlossen ist, wird die LED mit rotem Licht aktiviert bzw. angeschaltet. Es sind jedoch auch beliebige alternative Ausgestaltungen eines solchen Anzeigeelements denkbar.
Stellt das elektronische Gerät 2 nun einen Anschlussfehler fest und zeigt diesen mittels eines Anzeigeelements 7 an, so sollte der Anwender des elektronischen Geräts 2 dieses gemäß 1 zunächst durch Öffnen des Schalters S1 außer Betrieb nehmen und die Anschlüsse des elektronischen Geräts 2 manuell überprüfen und korrigieren. Dies ist in 1 durch eine Hand sowie ein gestricheltes Oval dargestellt, wobei der Anwender in 1 eine fehlerhafte Vertauschung der Anschlüsse der die Ströme I₂ und I₃ messenden Stromwandler W₂ und W₃ korrigieren muss. Demnach muss das elektronische Gerät 2 sowohl eine gleichzeitige Änderung einer an der zweiten Phase L₂ relativ zu einem Bezugspotential angelegten Spannung U₂ und eines Stromes I₃ , welcher jedoch von einem zum Anschluss an die dritte Phase L₃ vorgesehenen Strommessgerät gemessen wird, als auch eine gleichzeitige Änderung einer an der dritten Phase L₃ relativ zu einem Bezugspotential angelegten Spannung U₃ und eines durch die dritte Phase L₃ fließenden Stromes I₂ , welcher jedoch von einem zum Anschluss an die zweite Phase L₂ vorgesehenen Strommessgerät gemessen wird, registriert haben. Dabei gilt es zu beachten, dass sich die Bezeichnung eines Strommessgeräts im Falle eines Stromwandlers wie in 1 auf eine Strommessung auf der Sekundärseite des Stromwandlers bezieht und der gemessene Strom folglich ein Sekundärstrom ist.
Eine automatische Korrektur von einem fehlerhaften Anschluss des elektronischen Geräts 2 an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht vorgesehen. Nach erfolgter manueller Korrektur durch den Anwender kann das elektronische Gerät 2 wieder in Betrieb genommen werden. Durch das Schließen des Schalters S1 erfolgt ein zeitlich sequentielles Spannungsaufschalten wie zuvor beschrieben, und eine erneute Überprüfung auf Anschlussfehler des elektronischen Geräts 2 findet gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren statt.
2 zeigt ein Prinzipschaltbild einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dem Zuschalten eines Verbrauchers bzw. einer Last R₃ an eine Phase, hier beispielhaft an die dritte Phase L₃ des Stromnetzes 1, und zwar während des laufenden Betriebs eines elektronischen Geräts 2. Das Stromnetz 1 besteht wie auch in 1 beispielhaft aus drei Phasenleitern bzw. Phasen L₁ , L₂ , L₃ und auch einem Neutralleiter, wobei in 2 der Übersichtlichkeit halber jedoch nur die dritte Phase L₃ und der Neutralleiter N dargestellt sind. Das in 2 dargestellte elektronische Gerät 2 ist beispielhaft als Energiemessgerät ausgebildet und wird in dem Stromnetz 1 zur Energie-und Leistungsmessung verwendet. Dazu ist das Energiemessgerät 2 an die Phasen L₁ , L₂ , L₃ und an den Neutralleiter N des Stromnetzes 1 angeschlossen und weist an jeder der Phasen L₁ , L₂ , L₃ über Anschlüsse des Energiemessgeräts 2 jeweils angeschlossene Spannungsmessgeräte 3 und Strommessgeräte 4 auf. In 2 ist jedoch der Übersichtlichkeit halber nur ein Anschluss des Energiemessgeräts 2 an die dritte Phase L₃ und an den Neutralleiter N über die Anschlüsse T1, T2, T3, T4 gezeigt.
Die Strommessgeräte 4, von denen in 2 beispielhaft das an die dritte Phase L₃ angeschlossene Strommessgerät 4 gezeigt ist, umfassen in 2 Stromsensoren 8 und sind über die Stromsensoren 8 an das Stromnetz 1 angeschlossen. Die Stromsensoren 8 ermöglichen eine berührungslose Strommessung der durch die einzelnen Phasen fließenden Ströme I₁ , I₂ , I₃ . Das in 2 beispielhaft an die dritte Phase L₃ angeschlossene Spannungsmessgerät 3 misst den zwischen der dritten Phase L₃ und dem Neutralleiter N anliegenden Potentialunterschied, d.h. die Spannung U₃ , was entsprechend auch für die an die erste und zweite Phase L₁ , L₂ , jeweils angeschlossenen, nicht dargestellten Spannungsmessgeräte 3 gilt.
Tritt im laufenden Betrieb des Energiemessgeräts 2 ein Defekt an zumindest einem Stromsensor 8 auf, so muss der zumindest eine defekte Stromsensor 8 ausgetauscht werden. Durch die berührungslose Strommessung des Stromsensors 8 kann dies auch im laufenden Betrieb des Energiemessgeräts 2 erfolgen. Häufig wird bereits bei einem defekten Stromsensor 8 ein Austausch aller Stromsensoren 8 auf Anwenderseite in Erwägung gezogen, sodass es nach einem Austausch der Stromsensoren 8 zu Anschlussfehlern der neu angeschlossenen Stromsensoren 8 kommen kann. Im laufenden Betrieb des Energiemessgeräts 2, d.h. bei geschlossenem Schalter S1, kann keine Überprüfung der Richtigkeit des Anschlusses des Energiemessgeräts 2, insbesondere der Stromsensoren 8, an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 auf Grundlage eines zeitlich sequentiellen Spannungsaufschaltens, wie anhand von 1 beschrieben, erfolgen. Daher wird gemäß 2 derart verfahren, dass die zeitliche Verzögerung beim Spannungsaufschalten sozusagen durch jeweils einen Verbraucher pro Phase, welcher zeitversetzt zu zumindest zwei der drei Phasen L₁ , L₂ , L₃ zugeschaltet wird, ersetzt wird. Dies erfolgt wie folgt: Zunächst werden, ebenfalls wie anhand von 1 beschrieben, die zeitlichen Verläufe der einzelnen an den Phasen L₁ , L₂ , L₃ relativ zu dem Neutralleiter N anliegenden Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und der einzelnen durch die Phasen L₁ , L₂ , L₃ fließenden Ströme I₁ , I₂ , I₃ von den entsprechenden Spannungsmessgeräten 3 und den Strommessgeräten 4, welche die Stromsensoren 8 jeweils umfassen, auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala ausgewertet und diese zeitlichen Verläufe miteinander verglichen. Diese Auswertung erfolgt in 2 in einer Auswerteinrichtung 5 des Energiemessgeräts 2. Zu einer ersten Phase, in 2 beispielhaft anhand von der dritten Phase L₃ dargestellt, wird nun ein Verbraucher R₃ durch Schließen des Schalters S2 zugeschaltet und somit an das Energiemessgerät 2 angeschlossen. Das Hinzuschalten des Verbrauchers R₃ verursacht eine Änderung des zeitlichen Verlaufs des durch diese Phase, d.h. in 2 durch die dritte Phase, fließenden Stroms I₃ , welcher von dem an die dritte Phase angeschlossenen Stromsensor 8 gemessen wird. Aufgrund der Änderung des Stroms, insbesondere in Form eines Stromsprungs, erfolgt daraus unmittelbar auch ein Spannungssprung in Abhängigkeit von einem Quellenwiderstand R_Q und einem Leitungswiderstand R_L , d.h. eine zeitgleiche Änderung der zwischen der dritten Phase L₃ und dem Neutralleiter N anliegenden Spannung U₃ . Zeigen nun sowohl der zum Anschluss an die dritte Phase L₃ vorgesehene Stromsensor 8 als auch das zum Anschluss an die dritte Phase L₃ vorgesehene Spannungsmessgerät 3 jeweils eine Änderung des zeitlichen Verlaufs des Stroms I₃ bzw. der Spannung U₃ unmittelbar zu dem Zeitpunkt an, zu welchem der Verbraucher R₃ zu der dritten Phase L₃ zugeschaltet worden ist, so registriert das Energiemessgerät 2 keinen Anschlussfehler in Bezug auf die dritte Phase L₃ . Zeigen jedoch im Gegensatz dazu beispielsweise ein zum Anschluss an die erste oder zweite Phase L₁ , L₂ vorgesehener Stromsensor 8 als auch das zum Anschluss an die dritte Phase L₃ vorgesehene Spannungsmessgerät 3 jeweils eine Änderung des zeitlichen Verlaufs eines Stromes I₁ , I₂ bzw. der Spannung U₃ unmittelbar zu dem Zeitpunkt an, zu welchem der Verbraucher R₃ zu der dritten Phase L₃ zugeschaltet worden ist, so registriert das Energiemessgerät 2 einen Anschlussfehler in Bezug auf die dritte Phase L₃ . Kurz nachdem der Verbraucher R₃ zu der dritten Phase L₃ zugeschaltet worden ist, jedoch mit zeitlichem Versatz, wird ein weiterer Verbraucher R₁ oder R₂ an die erste oder zweite Phase L₁ , L₂ durch Schließen eines Schalters entsprechend zugeschaltet. Stellt das Energiemessgerät 2 eine zeitgleiche Änderung einer Spannung und eines Stroms zu dem Zeitpunkt des Hinzuschaltens des weiteren Verbrauchers R₁ oder R₂ fest, wobei diese Spannung beispielsweise von einem zum Anschluss an die erste Phase L₁ vorgesehenen Spannungsmessgerät 3 gemessen wird und dieser Strom von einem zum Anschluss an die zweite Phase L₂ vorgesehenen Stromsensor 8 gemessen wird, so registriert das Energiemessgerät 2 einen fehlerhaften Anschluss in Bezug auf diejenige Phase, zu welcher der Verbraucher R₁ oder R₂ zugeschaltet wurde.
Nachdem zwei Verbraucher an jeweils eine Phase zugeschaltet worden sind, kann das Energiemessgerät bereits eine Aussage darüber treffen, ob allgemein ein Anschlussfehler des Energiemessgeräts 2 an die Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 vorliegt oder nicht, unabhängig davon, an welcher der drei Phasen L₁ , L₂ , L₃ ein fehlerhafter Anschluss registriert wurde. Vorzugsweise findet jedoch eine Überprüfung jeder einzelnen Phase L₁ , L₂ , L₃ auf mögliche Anschlussfehler der an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ jeweils angeschlossenen Stromsensoren 8 und Spannungsmessgeräte 3 statt. Weiterhin zeigt das Energiemessgerät 2 vorzugsweise auch für jede einzelne Phase L₁ , L₂ , L₃ einen solchen Anschlussfehler an. Hierbei sind verschiedene Ausgestaltungen denkbar. So kann das Energiemessgerät 2 beispielsweise nur jeweils z.B. mittels einer LED mit rotem Licht oder eines Texts auf einem Anzeigedisplay anzeigen, dass ein Anschlussfehler entweder insgesamt oder in Bezug auf eine konkrete Phase registriert wurde. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, in denen das Energiemessgerät 2 den Anwender auch auf einen richtigen Anschluss des Energiemessgeräts 2 an die Phasen L₁ , L₂ , L₃ hinweist, ebenfalls entweder insgesamt in Bezug auf das Energiemessgerät 2, wobei dann in Bezug auf alle drei Phasen ein richtiger Anschluss vorliegen muss, oder aber in Bezug auf eine konkrete Phase.
Das in 2 dargestellte Energiemessgerät 2 wertet die zeitlich zu erfassenden Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ der jeweiligen Phasen L₁ , L₂ , L₃ beispielhaft in Form von Effektivwerten aus. Die Effektivwerte entsprechen den quadratischen Mittelwerten der zeitlich veränderlichen Spannungen und Ströme, wobei eine Mittelwertbildung über die Periodendauer erfolgt. Denkbar ist jedoch in einer alternativen Ausführungsform auch eine Auswertung in Echtzeit oder über ein bestimmtes Zeitintervall, welches nicht der Periodendauer entspricht.
Zudem sieht das gemäß 2 beispielhaft erläuterte Verfahren vorzugsweise vor, dass ein Speichern von Parametern, welche zumindest eine bereits von dem Energiemessgerät 2 überprüfte und als richtig ausgewertete Zuordnung der einzelnen Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ zu den jeweiligen Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 umfassen, erfolgt. Um dies zu ermöglichen, weist das Energiemessgerät 2 gemäß 2 eine Speichereinrichtung 6 auf. Sollte eine erneute Überprüfung der Phasenzuordnungen der einzelnen von den Spannungs- und Strommessgeräten 3, 4 gemessenen Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Strömen I₁ , I₂ , I₃ aus irgendwelchen Gründen nicht möglich sein, so kann auf die in der Speichereinrichtung 6 des Energiemessgeräts 2 gespeicherten Parameter zurückgegriffen werden.
3 zeigt ein Anschlussbeispiel eines elektronischen Geräts 2, welches an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ eines dreiphasigen Stromnetzes 1 jeweils angeschlossene Spannungsmessgeräte 3 und Strommessgeräte 4 aufweist. Die Strommessgeräte 4 umfassen in 3 beispielhaft als Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ ausgebildete Stromsensoren, über welche die Strommessgeräte 4 an die jeweiligen Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 angeschlossen sind. Die Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ messen jeweils Sekundärströme, welche im Wesentlichen proportional zu den durch die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ fließenden Primärströmen sind. Die Spannungsmessgeräte 3 messen den zwischen den einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ und dem Neutralleiter N jeweils anliegenden Potentialunterschied, d.h. die Spannungen U₁ , U₂ , U₃ . Wie in 3 erkennbar, sind sowohl die drei Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ als auch die drei Spannungsgeräte 3 des elektronischen Geräts 2 richtig an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ des Stromnetzes 1 angeschlossen.
4 zeigt die von den Spannungsmessgeräten 3 und den Stromwandlern W₁ , W₂ , W₃ der Strommessgeräte 4 des elektronischen Geräts 2 in der Anschlusskonfiguration gemäß 3 gemessenen Spannungs- und Stromverläufe über die Zeit t, wobei die jeweiligen Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ jeweils als Effektivwerte gemessen werden. Erfolgt nun im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein zeitlich sequentielles Spannungsaufschalten, bei welchem der Kontakt K1 eines Schalters S1, wie in 1 dargestellt, zum Zeitpunkt t7 schließt, der Kontakt K2 des Schalters S1 zum Zeitpunkt t8 schließt und der Kontakt K3 des Schalters S1 zum Zeitpunkt t9 schließt, so erfolgt bei einer richtigen Anschlusskonfiguration des elektronischen Geräts 2 gemäß 3 zum Zeitpunkt t7 zunächst ein gleichzeitiger Anstieg der Spannung U₁ und des Stromes I₁ , zum Zeitpunkt t8 dann ein gleichzeitiger Anstieg der Spannung U₂ und des Stromes I₂ und schließlich zum Zeitpunkt t9 ein gleichzeitiger Anstieg der Spannung U₃ und des Stromes I₃ .
Würde hingegen im laufenden Betrieb des elektronischen Geräts 2 beispielsweise zum Zeitpunkt t7 ein Verbraucher R₁ zu der ersten Phase L₁ und zum Zeitpunkt t8 ein Verbraucher R₂ zu der zweiten Phase L₂ zugeschaltet werden, so wäre in den zeitlichen Verläufen der Spannungen U₁ , U₂ , U₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ zum Zeitpunkt t7 ein gleichzeitiger Strom- und Spannungssprung des Stromes I₁ und der Spannung U₁ sowie zum Zeitpunkt t8 ein gleichzeitiger Strom- und Spannungssprung des Stromes I₂ und der Spannung U₂ feststellbar. Dies geht jedoch nicht aus den Figuren hervor. Ist kein Anschlussfehler in Bezug auf die erste und zweite Phase L₁ , L₂ registriert worden, geht daraus automatisch hervor, dass auch in Bezug auf die dritte Phase L₃ kein Anschlussfehler des elektronischen Geräts 2 vorliegen kann.
5 stellt ein Anschlussbeispiel eines elektronischen Geräts 2, welches an die einzelnen Phasen L₁ , L₂ , L₃ eines dreiphasigen Stromnetzes 1 jeweils angeschlossene Spannungsmessgeräte 3 und Strommessgeräte 4 aufweist, dar. Die Strommessgeräte 4 umfassen in 5 beispielhaft Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ , über welche die Strommessgeräte 4 die durch die jeweiligen Phasen L₁ , L₂ , L₃ fließenden Ströme I₁ , I₂ , I₃ messen. Im Gegensatz zu dem in 3 dargestellten Anschlussbeispiel sind nun die Anschlüsse zweier Spannungsmessgeräte 3 vertauscht. Das zum Anschluss an die erste Phase L₁ vorgesehene Spannungsmessgerät ist fälschlicherweise an die zweite Phase L₂ angeschlossen und misst demnach eine zwischen der zweiten Phase L₂ und dem Neutralleiter N anliegende Spannung V₂ anstatt, wie vorgesehen, eine zwischen der ersten Phase L₁ und dem Neutralleiter N anliegende Spannung V₁ . Darüber hinaus ist das zum Anschluss an die zweite Phase L₂ vorgesehene Spannungsmessgerät fälschlicherweise an die erste Phase L₁ angeschlossen und misst folglich eine zwischen der ersten Phase L₁ und dem Neutralleiter N anliegende Spannung V₁ und nicht, wie vorgesehen, eine zwischen der zweiten Phase L₂ und dem Neutralleiter N anliegende Spannung V₂ ,
6 zeigt entsprechend der 4 die von den Spannungsmessgeräten 3 und den Stromwandlern W₁ , W₂ , W₃ der Strommessgeräte 4 des elektronischen Geräts 2 in der Anschlusskonfiguration gemäß 5 gemessenen Spannungs- und Stromverläufe über die Zeit t. Die jeweiligen Spannungen V₁ , V₂ , V₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ werden jeweils als Effektivwerte gemessen.
Erfolgt nun im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei vorliegender Anschlusskonfiguration gemäß 5 ein zeitlich sequentielles Spannungsaufschalten, bei welchem der Kontakt K1 eines Schalters S1, wie in 1 dargestellt, zum Zeitpunkt t7 schließt, der Kontakt K2 des Schalters S1 zum Zeitpunkt t8 schließt und der Kontakt K3 des Schalters S1 zum Zeitpunkt t9 schließt, so erfolgt bei der Anschlusskonfiguration des elektronischen Geräts 2 gemäß 5 zum Zeitpunkt t7 zunächst ein gleichzeitiger Anstieg der Spannung V₂ und des Stromes I₁ , zum Zeitpunkt t8 dann ein gleichzeitiger Anstieg der Spannung V₁ und des Stromes I₂ und schließlich zum Zeitpunkt t9 ein gleichzeitiger Anstieg der Spannung V₃ und des Stromes I₃ . Anhand der zeitlichen Reihenfolge des Anstiegs der Spannungen V₁ , V₂ , V₃ verglichen mit den jeweils zeitgleichen Anstiegen der Ströme I₁ , I₂ , I₃ wird anhand von 6 festgestellt, dass ein Anschlussfehler in Bezug auf die Phasen L₁ und L₂ vorliegen muss. Jedoch ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht möglich festzustellen, ob nun die zum Anschluss an die Phasen L₁ und L₂ vorgesehenen Spannungsgeräte 3 des elektronischen Geräts 2, welche die Spannungen V₁ und V₂ messen, oder aber die zum Anschluss an die Phasen L₁ und L₂ vorgesehenen Stromwandler W₁ , W₂ , W₃ des elektronischen Geräts 2, welche die Ströme I₁ und I₂ messen, falsch angeschlossen sind.
Würde hingegen bei der in 5 dargestellten Anschlusskonfiguration des elektronischen Geräts 2 im laufenden Betrieb des elektronischen Geräts 2 beispielsweise, wie auch bzgl. 4 beschrieben, zum Zeitpunkt t7 ein Verbraucher R₁ zu der ersten Phase L₁ und zum Zeitpunkt t8 ein Verbraucher R₂ zu der zweiten Phase L₂ zugeschaltet werden, so wäre in den zeitlichen Verläufen der Spannungen V₁ , V₂ und Ströme I₁ , I₂ zum Zeitpunkt t7 ein gleichzeitiger Strom- und Spannungssprung des Stromes I₁ und der Spannung V₂ sowie zum Zeitpunkt t8 ein gleichzeitiger Strom- und Spannungssprung des Stromes I₂ und der Spannung V₁ feststellbar. Dies geht jedoch nicht aus den Figuren hervor. Demzufolge wird auch in diesem Fall gefolgert, dass ein Anschlussfehler hinsichtlich der Phasen L₁ und L₂ vorliegen muss. Da offensichtlich eine Vertauschung lediglich bezüglich der Phasen L₁ und L₂ vorliegt, kann in Bezug auf die dritte Phase L₃ kein Anschlussfehler des elektronischen Geräts 2 vorliegen.
Wäre jedoch bei einer nicht dargestellten Anschlusskonfiguration des elektronischen Geräts 2 während dessen Betrieb und bei entsprechendem Hinzuschalten der Verbraucher R₁ , R₂ an die Phasen L₁ , L₂ , wie zuvor beschrieben, beispielsweise in den zeitlichen Verläufen der Spannungen V₁ , V₂ , V₃ und Ströme I₁ , I₂ , I₃ zum Zeitpunkt t7 ein gleichzeitiger Strom- und Spannungssprung des Stromes I₁ und der Spannung V₃ sowie zum Zeitpunkt t8 ein gleichzeitiger Strom- und Spannungssprung des Stromes I₂ und der Spannung V₁ feststellbar, so läge ein Anschlussfehler des elektronischen Geräts 2 in Bezug auf alle drei Phasen L₁ , L₂ , L₃ vor.
Es wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, die sich einem Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung, den Figuren ergeben, auch wenn diese Merkmale nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammensetzungen mit anderen der in der vorliegenden Erfindung offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht explizit ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Zugunsten der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wurde eine umfassende, ausdrückliche Beschreibung sämtlicher möglicher Kombinationen von Merkmalen vermieden. Der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die in der Beschreibung und den Zeichnungen im Detail dargestellten und lediglich als Beispiel dienenden Ausführungsformen der Erfindung beschränkt. Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. Das in den Patentansprüchen aufgeführte Wort „aufweisen“ schließt andere Elemente oder Schritte nicht aus. Der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die Kombination von Merkmalen, die in verschiedenen Patentansprüchen beansprucht sind, ist nicht ausgeschlossen.
Bezugszeichenliste

1: mehrphasiges Stromnetz
2: elektronisches Gerät
3: Spannungsmessgerät(e)
4: Strommessgerät(e)
5: Auswerteinrichtung
6: Speichereinrichtung
7: Anzeigeelement
8: Stromsensor(en)
L₁, L₂, L₃,... L_n: Phasen
N: Neutralleiter
U₁, U₂, U₃,... U_n: Spannungen
V₁, V₂, V₃: Spannungen
I₁, I₂, I₃,... In: Ströme
S₁, S₂: Schalter
K₁, ... K6: Kontakte
W₁, W₂, W₃,... W_n: Stromwandler
R₁, R₂, R₃,... R_n: Verbraucher, Last
R_Q: Quellenwiderstand
R_L: Leitungswiderstand
T₁, T₂, T₃, T₄: Anschlüsse des elektronischen Geräts
P₁, P₂: Anschlüsse Stromwandler auf Primärseite
S₁, S₂: Anschlüsse Stromwandler auf Primärseite
t₇, t₈, t₉: Zeitpunkte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2014/0253091 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Überprüfung der Richtigkeit eines Anschlusses eines an ein mehrphasiges Stromnetz (1) mit einer Anzahl von n Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) angeschlossenen elektronischen Geräts (2), wobei das elektronische Gerät (2) ein an jeder der Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) des Stromnetzes (1) jeweils angeschlossenes Spannungsmessgerät (3) und ein an jeder der Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) des Stromnetzes jeweils angeschlossenes Strommessgerät (4) aufweist, mit den Schritten: - Messen zeitlicher Verläufe von jeweils an den Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n) durch die einzelnen Spannungsmessgeräte (3) sowie von jeweils durch die Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) fließenden Strömen (I_1,I₂, I₃, ..., In) durch die einzelnen Strommessgeräte (4) und Vergleichen dieser zeitlichen Verläufe auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala entweder a) bei einem zeitlich sequentiellen Einschalten und/oder Ausschalten der einzelnen Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n) des Stromnetzes (1) oder b) bei eingeschalteten und somit jeweils an den Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n), wobei an eine Anzahl von zumindest (n-1) der Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) des Stromnetzes (1) jeweils ein Verbraucher (R₃) pro Phase jeweils zeitversetzt zugeschaltet wird, - im Falle einer synchron zu einem Zeitpunkt eintretenden Änderung einer Spannung und eines Stromes, wobei diese Spannung von einem zum Anschluss an eine erste Phase vorgesehenen Spannungsmessgerät (3) relativ zu einem Bezugspotential gemessen wird und dieser Strom von einem zum Anschluss an eine von der ersten Phase verschiedenen Phase vorgesehenen Strommessgerät (4) gemessen wird: Registrieren eines fehlerhaften Anschlusses des elektronischen Geräts (2) an die Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) des Stromnetzes (1) und Anzeigen des fehlerhaften Anschlusses auf dem elektronischen Gerät (2), vorzugsweise mittels eines Anzeigeelements.
Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt des Überprüfens für jede einzelne Phase (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) des Stromnetzes (1) durch das elektronische Gerät (2), ob die Spannungsmessgeräte (3) und die Strommessgeräte (4) des elektronischen Geräts (2) an die jeweiligen Phasen richtig angeschlossen sind, und vorzugsweise des Anzeigens eines richtigen oder falschen Anschlusses für jede einzelne Phase (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) auf dem elektronischen Gerät (2) .
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schritten eines Messens und Vergleichens der zeitlichen Verläufe der Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n) und Ströme ( I₁, I₂, I₃, ..., In) die gemeinsame kalibrierte Zeitskala entweder auf Echtzeit oder auf gemittelten Zeitintervallen, insbesondere gemittelt über eine Periodendauer, basiert.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Speicherns von Parametern, welche zumindest eine bereits von dem elektronischen Gerät (2) überprüfte und als richtig ausgewertete Zuordnung der einzelnen Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n) und Ströme ( I₁, I₂, I₃, ..., In) zu den jeweiligen Phasen des Stromnetzes (1) umfassen, in einer Speichereinrichtung (6) des elektronischen Geräts (2).
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät (2) ein Messgerät, insbesondere ein Energiemessgerät ist.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrphasige Stromnetz (1) genau drei Phasen (L₁, L₂, L₃) aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommessgeräte (4) Stromsensoren (8) umfassen, wobei die Stromsensoren (8) vorzugsweise als Strommesswandler (W₁, W₂, W₃, ..., W_n) ausgebildet sind.
Elektronisches Gerät (2) zum Anschluss an zumindest eine Anzahl von n Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) eines mehrphasigen Stromnetzes (1), wobei das elektronische Gerät (2) an jeder der Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) über Anschlüsse jeweils angeschlossene Spannungsmessgeräte (3) zum Auswerten von an den Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n, N) relativ zu einem Bezugspotential jeweils anliegenden Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n) sowie an jeder der Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) über Anschlüsse jeweils angeschlossene Strommessgeräte (4) zum Messen der jeweils durch die Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n, N) fließenden Ströme (I₁, I₂, I₃,..., In, I_N) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Gerät (2) ferner eine Auswerteinrichtung (5) aufweist, welche derart ausgestaltet ist, dass sie die von den Spannungsmessgeräten (3) und Strommessgeräten (4) gemessenen zeitlichen Verläufe der an den einzelnen Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n, N) relativ zu einem Bezugspotential jeweils anliegenden Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n) und der durch die Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n, N) jeweils fließenden Ströme ( I₁, I₂, I₃, ..., In, I_N) a) bei einem zeitlich sequentiellen Einschalten und/oder Ausschalten der einzelnen Spannungen (U₁, U₂, U₃, ..., U_n) des mehrphasigen Stromnetzes (1) oder b) bei eingeschalteten und somit jeweils an den Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) relativ zu einem Bezugspotential anliegenden Spannungen, wobei an eine Anzahl von zumindest (n-1) der Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) des Stromnetzes (1) jeweils ein Verbraucher (R₃) pro Phase jeweils an eine Anzahl von zumindest (n-1) der Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n) des Stromnetzes (1) jeweils ein Verbraucher (R₃) pro Phase jeweils zeitversetzt zugeschaltet wird, wird, auf einer gemeinsamen kalibrierten Zeitskala miteinander vergleicht, und die Auswerteinrichtung (5) ferner im Falle einer synchron zu einem Zeitpunkt eintretenden Änderung einer Spannung und eines Stromes, wobei diese Spannung von einem zum Anschluss an eine erste Phase vorgesehenen Spannungsmessgerät (3) relativ zu einem Bezugspotential gemessen wird und dieser Strom von einem zum Anschluss an eine von der ersten Phase verschiedenen Phase vorgesehenen Strommessgerät (4) gemessen wird, dazu eingerichtet und ausgebildet ist, einen fehlerhaften Anschluss des elektronischen Geräts (2) an die Phasen (L₁, L₂, L₃, ..., L_n, N) des Stromnetzes (1) zu registrieren und auf dem elektronischen Gerät (2), vorzugsweise mittels eines Anzeigeelements, anzuzeigen.