DE10209068C1 - Prüfanordnung für ein elektrisches Betriebsmittel und Verfahren zur Prüfung - Google Patents

Abstract

Eine Prüfanordnung dient zur Untersuchung eines elektrischen Betriebsmittels (2), das mit einem elektronischen Schutzgerät (12) ausgestattet ist. Die Prüfanordnung ist zur Anwendung am Einsatzort des Betriebsmittels (2) vorgesehen und ermöglicht es mit einfachen Mitteln, das Ansprechen auf einen betrieblichen Parameter (Strom, Spannung, Frequenz, Temperatur) und eine Stillsetzung des Betriebsmittels (12) festzustellen, wenn der Parameter einen Grenzwert überschritten hat. Hierzu enthält die Prüfanordnung eine dem Schutzgerät (12) entsprechende, auf Standardwerte kalibrierte und geprüfte sowie zugleich mit dem Schutzgerät (12) durch den Parameter oder eine diesen Parameter proportionale Ersatzgröße beaufschlagte Prüfeinheit (16, 17). Ferner ist eine Überwachungseinheit (18) zur Erfassung und Signalisierung des Ansprechens des Schutzgerätes (12) und des Betriebsmittels (2) vorgesehen. Die Prüfanordnung eignet sich insbesondere zur Untersuchung von Leistungsschaltern, die als Schutzgerät (12) einen elektronischen Überstromauslöser enthalten. Der betriebliche Parameter ist hierbei der durch den Leistungsschalter (2) fließende Strom.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfanordnung für ein mit einem elektronischen Schutzgerät ausgestattetes elektrisches Be­ triebsmittel zur Feststellung des Ansprechens des Schutzgerä­ tes auf einen Grenzwert wenigstens eines betrieblichen Para­ meters des Betriebsmittels sowie dessen nachfolgende Still­ setzung und ferner ein Verfahren unter Benutzung einer sol­ chen Prüfanordnung.

Prüfanordnungen der genannten Art kommen nicht nur zum Ein­ satz, um eine ordnungsgemäße Funktion von wichtigen Schutz­ einrichtungen bei der Herstellung eines Betriebsmittels zu untersuchen, sondern auch am späteren Einsatzort der Be­ triebsmittel. Hier kommt es insbesondere darauf an, mit mög­ lichst geringem Aufwand eine Aussage über die Wirkung der Schutzeinrichtungen zu gewinnen. Als Beispiel sei in diesem Zusammenhang als Betriebsmittel ein Niederspannungs- Leistungsschalter betrachtet. Als Schutzgerät enthält ein solcher Leistungsschalter einen elektronischen Überstromaus­ löser, der bei Strömen oberhalb des Nennstromes einen in Ab­ hängigkeit vom Strom verzögerten Auslösebefehl erzeugt. Die vorgesehene Wirkungsweise erfordert es dabei nicht nur, dass der elektronische Überstromauslöser selbst einwandfrei arbei­ tet, sondern dass sich weitere elektrische und/oder elektro­ nische Bauteile und elektro-mechanische Baugruppen wie vorge­ sehen verhalten. Hierzu gehören insbesondere Stromwandler o­ der Stromsensoren, die durch den Leistungsschalter fließende Ströme erfassen und hieraus stromproportionale Spannungen er­ zeugen, die als Ersatzgrößen für die Ströme in dem Überstrom­ auslöser verarbeitet werden. Weiterhin gehören zu diesen Bau­ gruppen ein Elektromagnet einschließlich seiner Stromversor­ gung, der durch ein Ausgangssignal des elektronischen Über­ stromauslösers gesteuert wird und durch Entklinken eines Schaltschlosses die Schaltkontakte im Laststromkreis des Leistungsschalters öffnet, was hier als "Stillsetzung des Be­ triebsmittels" betrachtet wird.

Sinngemäße Probleme treten beim Prüfung anderer elektrische Betriebsmittel auf. Als Beispiel sei ein Antriebsmotor einer industriellen Anlage genannt, der mit einem Schutzgerät gegen unzulässige Erwärmung seiner Wicklungen versehen ist. Hier kommt es gleichfalls darauf an, möglichst die gesamte Wir­ kungskette zu prüfen, angefangen beim Überschreiten einer kritischen Temperatur bis zur Warnung des Betriebspersonals und Stillsetzung des Antriebes bei ausbleibender Abhilfe (Verringerung der Last). Eine Prüfung des Schutzgerätes selbst durch Zuführung eines simulierten Signales eines in dem Antriebsmotor befindlichen Temperatursensors würde den erwünschten Nachweis der Wirksamkeit der Schutzeinrichtung nur teilweise erbringen.

Da am Einsatzort eines Betriebsmittels die umfangreiche Aus­ rüstung eines Versuchsfeldes oder Prüffeldes (Test- Laboratorium) nicht zur Verfügung steht, ist der Weg be­ schritten worden, nur besonders störanfällige Komponenten zu prüfen. Hierdurch vereinfacht sich der Aufwand derart, dass unter Umständen ein kleines transportables Gerät ausreichend ist. Beispielsweise entfällt der Aufwand für eine leistungs­ fähige Stromquelle, wenn man sich darauf beschränkt, dem e­ lektronischen Überstromauslöser simulierte Spannungen zuzu­ führen, die den von Stromsensoren abgegebene Spannungen ent­ sprechen. Derartige Spannungen können problemlos mittels ei­ nes batteriebetriebenen Gerätes bereitgestellt werden. Als Ergebnis einer solchen Prüfung wird die Aussage gewonnen, ob der elektronische Überstromauslöser bzw. das sonstige Schutz­ gerät funktionsfähig ist und ob die mechanischen und elektro­ mechanischen Baugruppen das von elektronischen Überstromaus­ löser abgegebene Auslösesignal ordnungsgemäß umsetzen und dem gemäß die Schaltkontakte des Leistungsschalter geöffnet wer­ den ("Stillsetzung des Betriebsmittels"). Beispiele und Schaltungen für transportable Prüfgeräte dieser Art sind z. B. der US 4,803,434 und US 5,272,438 zu entnehmen.

In eine Prüfung der vorstehend erläuterten Art sind die Stromsensoren und ihre Verbindungen mit dem elektronischen Überstromauslöser nicht einbezogen. Somit wird nicht geprüft, ob die Stromsensoren den in den Hauptstrombahnen des Leis­ tungsschalters fließenden Strom wie vorgesehen in ein propor­ tionales Signal (Ersatzgröße) umwandeln und ob diese Signale zu dem elektronischen Überstromauslöser gelangen. Als wirksa­ mer und daher wünschenswert wird demgegenüber eine Prüfung angesehen, die trotz des Verzichtes auf den Aufwand eines vollständig ausgerüsteten Versuchsfeldes die gesamte Wir­ kungskette im Schutzsystem des Betriebsmittel in die Prüfung einbezieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein kostengünsti­ ges Prüfgerät zu schaffen, das eine Prüfung von Betriebsmit­ teln mit echter Belastung ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass

• - eine dem Schutzgerät entsprechende, auf Standardwerte ka­ librierte und geprüfte sowie zugleich mit dem Schutzgerät durch den Parameter oder eine diesem Parameter proportio­ nale Ersatzgröße beaufschlagte Prüfeinheit und
• - eine Überwachungseinheit zur Erfassung und Signalisierung des Ansprechens des Schutzgerätes und des Betriebsmittels vorgesehen sind.

Dadurch, dass als Prüfeinheit ein gleiches Schutzgerät be­ nutzt wird, beschränkt sich der Aufwand für die Verwendung im Rahmen der Erfindung auf eine Auswahl eines geeigneten Exemp­ lars aus einer laufenden Fertigung oder auf genauere Kali­ brierung bzw. Justierung auf vorzugsweise die Mittelwerte ei­ nes Toleranzbandes. Die Überwachungseinheit übernimmt die Er­ fassung und Auswertung der Ansprechwerte des Schutzgerätes und der Prüfeinheit und zeigt somit dem Benutzer direkt an, ob das Schutzgerät richtig reagiert hat und das Betriebsmit­ tel stillgesetzt wurde.

Wesentlich für die Erfindung ist die Unabhängigkeit des Prüf­ ergebnisses von der absoluten Höhe oder von Schwankungen des bei der Prüfung maßgeblichen Parameters, z. B. des Stromes bei einem Leistungsschalter, weil die Prüfeinheit mit demsel­ ben Parameter wie das Betriebsmittel beaufschlagt ist. Daher genügen preiswerte Geräte zum Erzeugen eines Prüfstromes oder sonstigen Parameters, z. B. ein im Kurzschluss betriebener Transformator oder eine transportable Akkumulatorenbatterie.

Wie vorstehend erläutert, genügt im Prinzip eine einzige Prüfeinheit, die auf die Mitte des Toleranzbandes des Schutz­ gerätes eingestellt ist, wobei die Überwachungseinheit die Abweichung des tatsächlichen Ansprechwertes von diesem Mit­ telwert ermittelt und damit eine Auswertung ermöglicht bzw. direkt vornimmt, ob der Schutz des Betriebsmittels gewähr­ leistet ist. Diese Arbeitsweise der Überwachungseinheit wird erleichtert, wenn ein zweite, gleichfalls dem Schutzgerät entsprechende und mit dem Parameter beaufschlagte Prüfeinheit vorgesehen ist, wobei die eine der Prüfeinheiten auf untere und die weitere Prüfeinheit auf obere Grenzwerte eines für das Schutzgerät zulässigen Toleranzbandes seiner Ansprechei­ genschaften eingestellt ist. Die Bereitstellung der beiden Prüfeinheiten kann gleichfalls durch Auswahl geeigneter Ex­ emplare aus einer laufenden Fertigung oder durch gezielte Einstellung bzw. Justierung erfolgen.

Um Fehler bei der Benutzung des Prüfgerätes zu vermeiden emp­ fiehlt es sich, dass eine Einstellvorrichtung zur gemeinsamen Einstellung des Schutzgerätes und der Prüfeinheit bzw. Prüf­ einheiten auf gleiche Ansprechwerte vorgesehen ist.

Damit der Benutzer ohne Benutzung zusätzlicher Hilfsmittel direkt verwertbares Prüfergebnisse erhält, kann die Überwa­ chungseinheit eine Zeiterfassungsschaltung und eine Ver­ gleichsschaltung enthalten und es kann eine von der Überwa­ chungseinheit gesteuerte Anzeigeeinheit für die Auslösezeiten und Ansprechwerte des Schutzgerätes und der Prüfeinheit bzw. Prüfeinheiten sowie des Betriebsmittels vorgesehen sein.

Wie schon erwähnt, besteht ein wesentlicher Vorteil des neuen Prüfgerätes darin, dass eine volle Funktionsprüfung des Be­ triebsmittels und seines Schutzgerätes unter Benutzung trans­ portabler Stromquellen oder anderer Mittel zur Bereitstellung der für das Betriebsmittel relevanten Parameter durchgeführt werden kann. Dabei kann der betreffende Parameter, z. B. Strom, Spannung, Frequenz oder Temperatur, in seiner Höhe un­ terschiedlich sein oder kann während der Prüfung schwanken. Daher ist es für den Benutzer nützlich, wenn die Überwa­ chungseinheit eine Messeinrichtung für die Höhe des während der Prüfung wirksamen Parameters enthält.

Bei der Erläuterung der möglichen Anwendungen von Prüfgeräten nach der Erfindung wurden Niederspannungs-Leistungsschalter mit elektronischen Überstromauslösern erwähnt. Insbesondere mehrpolige Leistungsschalter dieser Art, die in jedem Pol zur Gewinnung einer dem Strom proportionalen Ersatzgröße einen Stromsensor aufweisen, wobei die Ersatzgrößen der Ströme al­ ler Pole dem Überstromauslöser zugeführt werden, können vor­ zugsweise nach folgendem Verfahren geprüft werden:

• - der Leistungsschalter wird an seinem Einsatzort von seinem Laststromkreis getrennt und mit einer nicht stabilisierten Hilfsstromquelle derart verbunden wird, dass alle Pole von demselben Strom durchflossen werden,
• - die von einem Stromsensoren abgegebene Ersatzgröße wird der Prüfeinheit für die unteren Grenzwerte zugeführt,
• - die von einem weiteren Stromsensor abgegebene Ersatzgröße wird der Prüfeinheit für die oberen Grenzwerte zugeführt,
• - die von einem verbleibenden Stromsensor abgegebene Ersatz­ größe wird dem elektronischen Überstromauslöser zugeführt und
• - die Ausgangssignale der Prüfeinheiten und des Überstrom­ auslösers werden in der Überwachungseinheit miteinander verglichen und das Ergebnis wird mittels der Anzeigeein­ heit ausgegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 veranschaulicht in einem schematischen Schaltplan die Energieversorgung eines Verbrauchers mit einem Leistungs­ schalter.

In der Fig. 2 ist ein Verfahren zur Prüfung eines Leistungs­ schalters mit elektronischem Überstromauslöser dargestellt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 veranschaulicht die Anordnung von Betriebsmitteln in einem Versorgungsnetz.

In der Fig. 2 sind eine Geräteanordnung und ein Verfahren zur Prüfung des Schutzgerätes eines Leistungsschalters ge­ zeigt.

Die Fig. 3 zeigt eine Überwachungseinheit und eine Anzeige­ einheit auf der Basis von Relaisschaltungen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überwachungseinheit und einer Anzeigeeinheit unter Verwendung von Logikbausteinen zeigt die Fig. 4.

In der Fig. 5 sind als digital elektronische Baugruppen aus­ gebildete Überwachungs- und Anzeigeeinheiten dargestellt.

Die Fig. 6 veranschaulicht eine vereinfachte Ausführung ei­ nes Prüfgerätes mit nur einer Prüfeinheit.

Die in der Fig. 1 veranschaulichte übliche Versorgungsschal­ tung eines Drehstrommotors 1 umfasst ein Versorgungsnetz mit Leitern L1, L2 und L3 sowie einen Leistungsschalter 2. Dieser ist in bekannter Weise mehrpolig entsprechend der Anzahl von Leitern des Versorgungsnetzes ausgebildet und ist in der Fig. 1 schematisch im Schnitt gezeigt. Als wesentliche Merkma­ le des Leistungsschalters 2 sind obere und untere Anschluss­ schienen 3 bzw. 4, ein hiermit in Verbindung stehendes Schaltkontaktsystem 5 sowie eine Lichtbogenlöschkammer 6 ge­ zeigt. Zum Ein- und Ausschalten ist eine Antriebsvorrichtung 7 mit einer Schaltwelle 8 vorgesehen, die zur gleichzeitigen Betätigung der Schaltkontaktsysteme 5 in allen Polen des Leistungsschalters 2 dient.

Zur Überwachung der durch die Schaltkontaktsysteme 5 fließen­ den Ströme dienen Stromsensoren 10, die in dem gezeigten Bei­ spiel den unteren Anschlussschienen 4 zugeordnet sind. Von den Stromsensoren 10 abgegebene, dem jeweils fließenden Strom proportionale Ersatzgrößen, beispielsweise in der Gestalt ei­ ner Spannung, werden mittels Verbindungsleitungen 11 einem Schutzgerät 12 zugeführt, welches als elektronischer Über­ stromauslöser ausgebildet ist. In bekannter Weise ermittelt das Schutzgerät 12 für über dem Nennstrom des Leistungsschal­ ters 2 liegende Ströme eine Verzögerungszeit, nach deren Ab­ lauf die Schaltkontaktanordnungen 5 zu öffnen sind. Dies ge­ schieht durch Erregung eines der Antriebsvorrichtung 7 zuge­ ordneten Auslösemagneten 13.

Auf Einzelheiten der vorstehend erwähnten Komponenten und Baugruppen sowie auf die Stromversorgung des Schutzgerätes 12 wird nicht näher eingegangen, weil diese für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind und im übrigen in zahl­ reichen geeigneten Ausführungen bekannt und in der Literatur beschrieben sind.

Für die Betriebssicherheit und den Schutz des Motors 1, des Leistungsschalters 2 und aller beide Geräte mit dem Versor­ gungsnetz (Leiter L1, L2, L3) verbindenden Kabel und Leitun­ gen ist es wesentlich, dass die Schaltkontaktanordnungen 5 geöffnet werden, wenn ein unzulässiger bzw. gefahrbringender Betriebszustand auftritt. Hierzu muss eine einwandfrei funk­ tionierende Wirkungskette bestehen, die aus den Stromsensoren 10, die in Verbindungsleitungen 11, dem Schutzgerät 12, dem Auslösemagnet 13 und der Antriebsvorrichtung 7 mit der Schaltwelle 8 umfasst. Versagt eines dieser Elemente, so wer­ den die Schaltkontaktanordnungen 5 nicht oder zu spät geöff­ net. Die nachstehend zu beschreibende Prüfanordnung gestattet es, eine solche Funktionsprüfung am Einsatzort des Leistungs­ schalters 2 durchzuführen, ohne dass hierfür der umfangreiche Aufwand an Geräten und Schaltungen erforderlich ist, der in einem Versuchsfeld für Leistungsschalter bereitgehalten wird.

Gemäß der Fig. 2 verbleibt der Leistungsschalter 2 an seinem Einsatzort und wird mit einer Prüfstromquelle 14 verbunden. Die Prüfung, Auswertung und Anzeige erfolgen durch ein kom­ paktes Prüfgerät 15. Der Leistungsschalter 2 ist in der Fig. 2 vereinfacht dargestellt. Gezeigt sind nur die schematisch angedeuteten Schaltkontaktanordnungen 5, die Schaltwelle 8, Stromsensoren 10 sowie das Schutzgerät 12. Das Prüfgerät 15 enthält zwei Prüfeinheiten 16 und 17, eine Überwachungsein­ heit 18, eine Anzeigeeinheit 20 sowie eine Einstellvorrich­ tung 21.

Die Prüfstromquelle 14 in der Fig. 2 ist ein vorzugsweise im Kurzschluss zu betreibender Transformator, der zur Anpassung an den Prüfstromkreis mit Anzapfungen versehen ist. Dieser Transformator muss nur in der Lage sein, einen im Bereich des Überstromes des Leistungsschalters 2 liegenden Strom für eine Zeitdauer im Bereich von Sekunden bis Minuten abzugeben. Da es auf die Einhaltung eines ganz bestimmten Wertes des Stro­ mes nicht ankommt, entfällt jeglicher Aufwand für die Stabi­ lisierung des Stromes. Während im normalen Betrieb des Leis­ tungsschalters 2 die von den Stromsensoren 10 in jedem der Pole des Leistungsschalters abgegebenen Signale gesondert dem Schutzgerät 12 zugeführt werden und für die Auslösung des Leistungsschalters der jeweils größte Strom maßgebend ist, sind in der Prüfanordnung gemäß der Fig. 2 die Anschlusslei­ tungen der Stromsensoren 10 gesondert zugänglich gemacht. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass zwischen die in der Fig. 1 gezeigten Verbindungsleitungen 11 und das Schutzgerät 12 eine Zwischenklemme derart eingefügt ist, dass nur einer der Stromsensoren mit dem Schutzgerät 12 verbunden ist, während die Verbindungsleitungen der weiteren Stromsen­ soren aus dem Leistungsschalter 2 zur Verbindung mit dem Prüfgerät 15 herausgeführt sind. In diesem sind die betref­ fenden Verbindungsleitungen mit je einer Prüfeinheit 16 bzw. 17 verbunden, die dem Schutzgerät 12 bis auf ihre Einstellung bzw. Kalibrierung vollständig entsprechen.

Zum besseren Verständnis der Prüfanordnung und des Verfah­ rensablaufes wird nachfolgend die Fig. 7 betrachtet, die ei­ ne übliche Auslösekennlinie eines Schutzgerätes (entsprechend 12 in der Fig. 1) in einem Diagramm zeigt, in welchem die Auslöseverzögerung t über dem Strom I aufgetragen ist. In be­ kannter Weise ist dabei die Zeitachse logarithmisch geteilt, um von Sekunden-Bruchteilen bis zu Stunden reichende Verzöge­ rungszeiten darstellen zu können. Zum Verständnis der Erfin­ dung wird ein mit LT (Langzeitverzögerung; Long Time Delay) betrachtet, der den oberhalb des Nennstromes I_N liegenden Überlastbereich charakterisiert. Die in Richtung zu noch hö­ heren Strömen sich anschließenden Abschnitte ST und I (Kurz­ zeitverzögerung; Short Time Delay) und unverzögerte Auslösung (Instantaneous) werden nicht betrachtet, da sie mit den Mit­ teln eines Vorort einzusetzenden Prüfgerätes in der Regel nicht untersucht werden können. In der Regel fällt die Kenn­ linie des jeweiligen Schutzgerätes nicht mit der durch die jeweils anzuwendende Vorschrift gegebenen Kurve LT zusammen, sondern weicht mehr oder weniger von dieser ab. Dabei wird ein Streuband als zulässig angesehen, das sich zwischen einer unteren Grenzkurve UG und einer oberen Grenzkurve OG er­ streckt. Bei einem von der Prüfstromquelle 14 (Fig. 2) zur Verfügung gestellten Prüfstrom I_P wird somit der Leistungs­ schalter 2 als ordnungsgemäß angesehen, wenn die Abschaltung innerhalb des zwischen der unteren Grenzlinie UG und der obe­ ren Grenzlinie OG liegenden Streubereiches fällt. Oberhalb bzw. unterhalb dieses Streubereiches liegende Auslösungen sind dem gegenüber zu beanstanden, weil sie die Betriebssi­ cherheit beeinträchtigen.

Bei der Prüfanordnung und dem Verfahren nach der Fig. 2 ist die Prüfeinheit 16 auf die untere Grenzkurve UG eingestellt, während die Prüfeinheit 17 auf die oberen Grenzwerte OG ein­ gestellt ist. Die Ausgangssignale sowohl des Schutzgerätes 12 als auch die Ausgangssignale der Prüfeinheiten 16 und 17 wer­ den der Überwachungseinheit 18 zugeführt. Diese ist zugleich mit einem Hilfsschalter 22 verbunden, der die Stellung der Schaltwelle 8 und damit die Stellung der Schaltkontaktanord­ nungen 5 signalisiert. Die Überwachungseinheit 18 ermittelt nun aus den zugeführten Signalen, ob die Öffnung der Schalt­ kontaktanordnungen 5 mit einer zulässigen Toleranz innerhalb der vorgesehenen Zeit erfolgt. Das Ergebnis wird dem Benutzer mittels der Anzeigevorrichtung 20 dargestellt. Innerhalb des Bereiches der von der Prüfstromquelle 14 bereitzustellenden Ströme kann der gewünschte Ansprechstrom mittels einer ge­ meinsamen Einstellvorrichtung 21 gewählt werden. Wie in der Fig. 2 dargestellt, beeinflusst die Einstellvorrichtung zugleich das Schutzgerät 12 und die Prüfeinheiten 16 und 17. Ferner wird an die Anzeigevorrichtung 20 eine entsprechende Meldung gegeben.

Die Prüfung wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, dass im ausgeschalteten Zustand des Leistungsschalters 2 (Schalt­ kontaktanordnungen 5 entsprechend der gestrichelten Stellung geöffnet) die Prüfstromquelle 14 beispielsweise durch Verbin­ dung mit dem Versorgungsnetz (L1, L2, L3) primärseitig in Be­ trieb genommen wird. Beim anschließenden Einschalten des Leistungsschalters 2 werden alle Schaltkontaktanordnungen 5 aufgrund der Reihenschaltung mit der Sekundärseite der Prüf­ stromquelle 14 mit dem gleichen Strom durchflossen. Dement­ sprechend geben alle Stromsensoren 10 ein gleiches, dem flie­ ßenden Strom entsprechendes Signal ab. Bei ordnungsgemäßem Zustand des Leistungsschalters 2 veranlasst nun das Schutzge­ rät 12 in der vorgesehenen Weise die Auslösung und damit die Öffnung der Schaltkontaktanordnungen 5. Die Prüfeinheit 16 für den unteren Grenzwert wird dabei gleichfalls ansprechen, während die Prüfeinheit 17 nicht reagiert.

Liegt die Ansprechzeit des Schutzgerätes 12 unterhalb eines unteren Grenzwertes, so spricht bei der Prüfung nur das Schutzgerät 12 an und keines der Prüfeinheiten 16 und 17. Um­ gekehrt sprechen beide Prüfeinheiten 16 und 17 zusätzlich zu dem Schutzgerät 12 an, wenn die Ansprechverzögerung oberhalb eines oberen Grenzwertes liegt.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 3 ein Beispiel für die Wir­ kungsweise der Überwachungseinheit 18 erläutert. Die Aus­ gangsgrößen der Prüfeinheiten 16 und 17 sowie des Schutzgerä­ tes 12 werden jeweils an ein Relais R16, R17, R12 angelegt. Als Ausgabegerät sind zwei weitere Relais RU und RO vorgese­ hen. Die letztgenannten Relais verfügen über einen Selbsthal­ tekontakt derart, dass sie nach kurzzeitiger Ansteuerung an­ gezogen bleiben und diesen Zustand somit bis zu ihrer von Hand vorzunehmenden Rückstellung signalisieren. Die Relais R16 und R17 sind mit je einem Umschaltkontakt versehen, wäh­ rend das Relais R12 zwei solche Umschaltkontakte aufweist. Spricht das Schutzgerät 12 schneller an als das Prüfgerät 16 für die untere Grenzkurve, so wird das Relais RU über den Ru­ hekontakt des Relais R16 und den einen Arbeitskontakt des Re­ lais R12 an Spannung gelegt. Es geht über seinen Arbeitskon­ takt in Selbsthaltung und signalisiert, dass die Auslösung zu schnell, dass heißt noch vor dem Erreichen der unteren Grenz­ kurve UG erfolgt ist. Spricht das Schutzgerät 12 in dem Streuband zwischen der oberen Grenzkurve OG und der unteren Grenzkurve UG an, so reagiert gleichfalls die Prüfeinheit 16 für den unteren Grenzwert. Damit kommt weder für das Relais RU noch das Relais RO ein Stromkreis zustande, dass heißt bei ordnungsgemäß arbeitendem Schutzgerät 12 sind die Relais RU und RO nicht aktiv. Arbeitet demgegenüber das Schutzgerät 12 unzulässig verzögert, so sind die Relais R16 und R17 erregt, bevor auch das Relais R12 anzieht. Dies bedeutet, dass über den Arbeitskontakt des Relais R17 das Relais RO erregt wird und in Selbsthaltung geht bevor das Relais R12 anspricht. Da­ mit signalisiert RO eine oberhalb der oberen Grenzkurve lie­ gende Auslöseverzögerung.

Sinngemäß die gleichen Funktionen wie vorstehend anhand der Fig. 3 beschrieben weist die Schaltung gemäß die Fig. 4 auf. In dieser werden anstelle von Relais Logikbausteine ver­ wendet, wobei als Anzeigemittel Anzeigelampen LU und LO vor­ gesehen sind.

Wird gemäß der Fig. 5 in der Überwachungseinheit ein Mikro­ prozessor 25 benutzt, so ermöglicht dies eine erweiterte und für den Benutzer besonders übersichtliche Anzeige. Demgemäß sind als Anzeigemittel neben einer Anzeigelampe für den obe­ ren und den unteren Grenzwert eine weitere Anzeigelampe LK für das korrekte Verhalten des Schutzgerätes vorgesehen. Fer­ ner ermöglicht der Mikroprozessor durch Vergleich der An­ sprechzeiten der Prüfeinheiten 16 und 17 sowie des Schutzge­ rätes 12 den Betrieb einer Displayeinheit 26, die eine je­ weils festgestellte Ansprechverzögerung entlang einem das Streuband darstellenden Balken positioniert.

Wie einleitend erwähnt, kann das Verhalten eines Schutzgerä­ tes auch dadurch geprüft werden, dass als Referenz eine Prüf­ einheit benutzt wird, die möglichst genau der vorschriftenge­ mäßen Auslösekennlinie entspricht. Dies veranschaulicht die Fig. 6, in der das Schutzgerät mit 12 und die Prüfeinheit mit 27 bezeichnet sind. Eine Überwachungseinheit 28 mit der Wirkung einer Vergleichsschaltung ermittelt die Differenz zwischen den Auslöseverzögerungen des Schutzgerätes 12 und der Prüfeinheit 27 und bringt diese in einer Anzeigeeinheit 30 zur Darstellung. Ein Komparator 31 vergleicht den ermit­ telten Zeitunterschied mit einer einstellbaren Fehlergrenze und gibt das Ergebnis in einer Fehleranzeige 32 aus.

Bezugszeichen

1

Motor (Betriebsmittel)

2

Leistungsschalter (Betriebsmittel)

3

Obere Anschlussschiene

4

Untere Anschlussschiene

5

Schaltkontaktanordnung

6

Lichtbogenlöschkammer

7

Antriebsvorrichtung

8

Schaltwelle

10

Stromwandler, Stromsensor

11

Verbindungsleitung

12

Schutzgerät (elektronischer Überstromauslöser)

13

Auslösemagnet

14

Prüfstromquelle (Transformator)

15

Prüfgerät

16

Prüfeinheit (unterer Grenzwert)

17

Prüfeinheit (oberer Grenzwert)

18

Überwachungseinheit

20

Anzeigeeinheit

21

Einstellvorrichtung

25

Mikroprozessoreinrichtung

26

Displayeinheit

27

Prüfeinheit (

Fig.

6

)

28

Überwachungseinheit (

Fig.

6

)

30

Anzeigeeinheit

31

Komparator

32

Fehleranzeige

Fig.

3

:
R12 Relais am Schutzgerät

12

R16 Relais an der Prüfeinheit

16

R17 Relais an der Prüfeinheit

17

RU Relais für unteren Grenzwert
RO Relais für oberen Grenzwert

Fig.

4

:
LU Anzeigemittel (Lampe) für unteren Grenzwert
LO Anzeigemittel (Lampe) für oberen Grenzwert

Fig.

5

:
LO Anzeigemittel (Lampe) für oberen Grenzwert
LU Anzeigemittel (Lampe) für unteren Grenzwert
LK Anzeigemittel (Lampe) für korrektes Ansprechen

Fig.

7

:
OG Grenzkurve für oberen Grenzwert
UG Grenzkurve für unteren Grenzwert
LT Kurvenabschnitt für Langzeitverzögerung
ST Kurvenabschnitt für Kurzzeitverzögerung
Inst Kurvenabschnitt für unverzögerte Auslösung
I_N

Nennstrom
I_P

Prüfstrom

Claims (6)

1. Prüfanordnung für ein mit einem elektronischen Schutzgerät (12) ausgestattetes elektrisches Betriebsmittel zur Feststel­ lung des Ansprechens des Schutzgerätes (12) auf einen Grenz­ wert wenigstens eines betrieblichen Parameters des Betriebs­ mittels sowie dessen nachfolgende Stillsetzung, gekennzeichnet durch
eine dem Schutzgerät (12) entsprechende, auf Standardwerte kalibrierte und geprüfte sowie zugleich mit dem Schutzge­ rät (12) durch den Parameter oder eine diesem Parameter proportionale Ersatzgröße beaufschlagte Prüfeinheit (16; 17; 27), und
durch eine Überwachungseinheit (18; 28) zur Erfassung und Signalisierung des Ansprechens des Schutzgerätes (12) und des Betriebsmittels.

2. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite, gleichfalls dem Schutzgerät (12; 28) ent­ sprechende und mit dem Parameter beaufschlagte Prüfeinheit (17) vorgesehen ist, wobei die eine der Prüfeinheiten (16) auf untere und die weitere Prüfeinheit (17) auf obere Grenz­ werte eines für das Schutzgerät (12) zulässigen Toleranzban­ des seiner Ansprecheigenschaften eingestellt ist.

3. Prüfanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellvorrichtung zur gemeinsamen Einstellung des Schutzgerätes (12) und der Prüfeinheit (27) bzw. Prüfeinhei­ ten (16, 17) auf gleiche Ansprechwerte vorgesehen ist.

4. Prüfanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (18; 28) eine Zeiterfassungs­ schaltung und eine Vergleichsschaltung enthält und dass eine von der Überwachungseinheit (18; 28) gesteuerte Anzeigeein­ heit (20,; 30) für die Auslösezeiten und Ansprechwerte des Schutzgerätes (12) und der Prüfeinheit (27) bzw. Prüfeinhei­ ten (16, 17) sowie des Betriebsmittels vorgesehen ist.

5. Prüfanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (18; 28) eine Messeinrichtung für den bei der Prüfung des Betriebsmittels wirksamen Parame­ ter enthält.

6. Verfahren zur Prüfung eines mit einem elektronischen Über­ stromauslöser ausgestatteten Leistungsschalters (2) mittels einer Prüfanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Leistungsschalter (2) mehrpolig ist und zur Gewin­ nung einer dem Strom proportionalen Ersatzgröße in jedem Pol einen Stromwandler bzw. Stromsensor (10) aufweist, wobei die Ersatzgrößen aller Pole dem Überstromauslöser zugeführt wer­ den, dadurch gekennzeichnet, dass
der Leistungsschalter (2) an seinem Einsatzort von seinem Laststromkreis getrennt und mit einer nicht stabilisierten Hilfsstromquelle (14) derart verbunden wird, dass alle Po­ le von demselben Strom durchflossen werden,
die von einem der Stromwandlern bzw. Stromsensoren (10) abgegebene Ersatzgröße der Prüfeinheit (16) für die unte­ ren Grenzwerte zugeführt wird,
die von einem weiteren Stromwandler bzw. Stromsensor (10) abgegebene Ersatzgröße der Prüfeinheit (17) für die oberen Grenzwerte zugeführt wird, und
die von einem verbleibenden Stromsensor (10) abgegebene Ersatzgröße dem elektronischen Überstromauslöser des Leis­ tungsschalters (2) zugeführt wird,
die Ausgangssignale der Prüfeinheiten (16, 17) und des Ü­ berstromauslösers in der Überwachungseinheit (18) mitein­ ander verglichen und das Ergebnis mittels der Anzeigeein­ heit (20) ausgegeben wird.