DE19826673C2 - Prüfgerät und Prüfverfahren für Elektrizitätszähler - Google Patents
Prüfgerät und Prüfverfahren für ElektrizitätszählerInfo
- Publication number
- DE19826673C2 DE19826673C2 DE1998126673 DE19826673A DE19826673C2 DE 19826673 C2 DE19826673 C2 DE 19826673C2 DE 1998126673 DE1998126673 DE 1998126673 DE 19826673 A DE19826673 A DE 19826673A DE 19826673 C2 DE19826673 C2 DE 19826673C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- current
- connection
- phase
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
- G01R35/04—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of instruments for measuring time integral of power or current
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät für einen an ein
Wechselspannungsnetz angeschalteten Elektrizitätszähler nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die
Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen der Anschaltung eines
Phasenleiters eines Wechselspannungsnetzes an einen Elektri
zitätszähler.
Zählerprüfgeräte der genannten Art werden verwendet, um
bei Elektrizitätszählern nach deren Einbau eine Überprüfung
der richtigen Anschaltung der Phasenleiter an die Zähleran
schlüsse sowie eine Lastprüfung durchzuführen. Aus der deut
schen Patentschrift DE 35 12 912 C2 ist ein Zählerprüfgerät
bekannt, mit dessen Hilfe ein elektromechanischer Zähler
(Induktionszähler) mit einer Prüfleistung von beispielsweise
2000 W belastet werden kann. Eine derart hohe Prüfleistung
ist bei elektromechanischen Zählern mit einem sich langsam
drehenden Läufer beispielsweise dann erforderlich, wenn die
Marke des Läufers für eine weitere Funktionsprüfung durch
Drehung des Läufers in vertretbar kurzer Zeit in eine sicht
bare Position gebracht werden soll. Würde die hohe Prüflei
stung mit Hilfe einer direkt angekoppelten Prüflast (Wider
stand) erzeugt werden, so ergäbe sich eine unerwünscht hohe
Wärmeentwicklung. Das Problem der Wärmeentwicklung wird bei
dem bekannten Zählerprüfgerät mit Hilfe eines Stromwandlers
beseitigt. Wie in der Patentschrift im einzelnen dargelegt
wird, hat die Verwendung eines Stromwandlers allerdings den
Nachteil, daß eine direkte Prüfung der richtigen Anschaltung
des Phasenleiters an die Stromspule des Zählers nach dem
herkömmlichen Verfahren nicht mehr möglich ist. Deshalb wird
bei dem bekannten Zählerprüfgerät zur Prüfung der Anschal
tung zwischen einem Wicklungsende der an einem Stromanschluß
angeschlossenen Sekundärwicklung des Stromwandlers und dem
Nulleiteranschluß eine Schaltung eingekoppelt, die bei An
legen der Netzwechselspannung einen Strom generiert, der
einen hochfrequenten Anteil hat. Der aufgrund des hoch
frequenten Stromflusses von der Induktivität des Strompfades
hervorgerufene Spannungsabfall wird in einer Indikator
schaltung ausgewertet und gibt über die richtige Anschaltung
der Anschlüsse Auskunft.
Dieses bei dem bekannten Zählerprüfgerät verwendete Ver
fahren zum Überprüfen der Anschlußpolung liefert gute Ergeb
nisse bei elektromechanischen Elektrizitätszählern, deren
Strompfad eine ausreichend hohe Induktivität im Bereich ei
niger µH aufweist. Bei Elektrizitätszählern jedoch, deren
Strompfad einen extrem geringen Innenwiderstand und eine
sehr kleine Induktivität im Bereich von einigen 10 nH hat,
beispielsweise bei statischen Elektrizitätszählern, versagt
jedoch das bei dem bekannten Prüfgerät verwendete Meßprin
zip. Es erreicht nicht die erforderliche Empfindlichkeit zum
Erfassen des sehr geringen Spannungsabfalls am Strompfad.
Eine Lastprüfung wird bei dem bekannten Prüfgerät in
mehreren Stufen durchgeführt. Zunächst wird im Bedarfsfall
die Marke des Läufers in den sichtbaren Bereich "vorgeholt",
indem ein geringer Lastwiderstand in Reihe zur Primärwick
lung des Stromwandlers geschaltet wird, wodurch ein maxima
ler Primärstrom und somit auch ein maximaler Sekundärstrom
erzeugt wird. Der Sekundärstrom durchfließt den Strompfad
des Elektrizitätszählers, wobei sich der Läufer schnell
dreht, bis die Marke im Sichtfenster ist. Anschließend wird
die Lastprüfung bei deutlich geringeren Leistungen durchge
führt, indem in Reihe zu dem zuvor verwendeten Lastwider
stand weitere Lastwiderstände geschaltet werden. Verschie
dene Leistungsstufen werden erreicht, indem zwischen ver
schieden großen in Serie geschalteten Widerständen umge
schaltet wird. Dieses Prinzip erfordert einerseits ein Wi
derstandsnetzwerk aus mehreren Widerständen; andererseits
müssen die verwendeten Umschalter an die zu schaltenden ho
hen Spannungen angepaßt sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Einsatzmöglichkeiten
eines Zählerprüfgeräts zum Prüfen von an ein Wechselspan
nungsnetz angeschalteten Elektrizitätszählern auf eine grö
ßere Anzahl von Zählertypen auszudehnen.
Diese Aufgabe wird mit einem Prüfgerät
gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Darüber hin
aus wird die Erfindung durch ein Verfahren gemäß
dem Patentanspruch 12 gelöst. Die Unteransprüche geben
Ausführungsarten der Erfindung an.
Das beanspruchte Prüfgerät dient der Prüfung eines
Elektrizitätszählers, der an ein Wechselspannungsnetz (mit
wenigstens einem Phasenleiter und einem Nulleiter und/oder
einem weiteren Phasenleiter) angeschaltet ist und der wenig
stens ein aus einem Stromeingangsanschluß und einem Strom
ausgangsanschluß bestehendes Anschlußpaar eines Strompfades
aufweist. Das Prüfgerät weist drei Kontakte auf; ein erster
Kontakt ist mit dem Stromeingangsanschluß, ein zweiter Kon
takt mit dem Stromausgangsanschluß und ein dritter Kontakt
mit dem Nulleiter oder dem weiteren Phasenleiter des Wech
selspannungsnetzes verbindbar. Sofern der Elektrizitätszäh
ler einen Nulleiteranschluß (beispielsweise am Spannungspfad)
aufweist, wird der dritte Kontakt vorzugsweise mit dem
Nulleiteranschluß verbunden. Weist der Elektrizitätszähler
darüber hinaus mehrere Strompfad-Anschlußpaare für mehrere
Phasenleiter auf, so können diese Anschlußpaare nacheinander
mit dem ersten und zweiten Kontakt verbunden werden, um die
einzelnen Phasenleiter zu überprüfen. Das Prüfgerät enthält
eine Einrichtung zum Überprüfen der Anschaltung des Phasen
leiters an das Anschlußpaar. Diese Einrichtung weist einen
Generator zum Erzeugen eines hochfrequenten Stromimpulses
auf, der (wie bei dem bekannten Prüfgerät) zwischen dem
dritten Kontakt einerseits und dem ersten und dem zweiten
Kontakt andererseits einkoppelbar ist. Der Generator kann
eine eigene Spannungsversorgung besitzen, beispielsweise
auch batteriegespeist sein. Vorzugsweise wird der Generator
jedoch von der Wechselspannung des Wechselspannungsnetzes
versorgt. Der Generator erzeugt hochfrequente Stromimpulse,
die von beliebiger Signalform und -dauer sein können, aber
definierte Signalanteile von einer Frequenz aufweisen müs
sen, bei der der Strompfad des Elektrizitätszählers einen
ausreichend hohen Blindwiderstand aufweist.
Die Einrichtung zum Überprüfen der Anschaltung des Pha
senleiters weist ferner eine offene Vollbrücke mit zwei
Halbbrücken auf, die an einem ihrer Endanschlüsse miteinan
der verbunden und mit dem Generator koppelbar sind. Die an
deren Endanschlüsse der beiden Halbbrücken sind mit dem
ersten bzw. dem zweiten Kontakt verbunden, so daß durch Ver
binden des ersten und des zweiten Kontakts mit dem Anschluß
paar die Vollbrücke über den Strompfad geschlossen wird. Der
Generator speist den hochfrequenten Stromimpuls einerseits
an der Verbindungsstelle der beiden Halbbrücken im Prüfgerät
ein. Andererseits wird der Stromimpuls über den dritten Kon
takt und den Nulleiter in das Wechselspannungsnetz, von dort
(über den Netzversorgungstransformator und andere ange
schlossene Verbraucher) zurück in den Phasenleiter und, bei
richtiger Anschaltung, am Stromeingangsanschluß des Elektri
zitätszählers in den ersten Kontakt eingespeist. Bei richtiger
Anschaltung bildet der erste Kontakt somit den gegen
überliegenden Brückenspeisepunkt; der Strompfad des Elektri
zitätszählers liegt dann in derjenigen Halbbrücke, in der
der zweite Kontakt angeordnet ist. Bei falscher Anschaltung
ist der Phasenleiter am Stromausgangsanschluß und somit am
zweiten Kontakt angeschlossen, der dann den gegenüberliegen
den Brückenspeisepunkt bildet. Dann liegt der Strompfad des
Elektrizitätszählers innerhalb der Halbbrücke des ersten
Kontakts. Beide Halbbrücken sind jeweils aus zwei in Serie
geschalteten, an einem Abgriff miteinander verbundenen Zwei
gen gebildet. Eine Spannungsmeßeinrichtung ist zwischen den
beiden Abgriffen eingekoppelt. Je nach Einkopplung des
Strompfads des Elektrizitätszählers bei richtiger oder fal
scher Anschaltung wird die Brücke durch den Strompfad in po
sitiver oder negativer Richtung verstimmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Genera
tor des Prüfgeräts einen Schwingkreis und ein Schaltglied
auf, wobei nach Betätigen des Schaltglieds eine gedämpfte
Sinusschwingung in einer Resonanzfrequenz angeregt wird. Die
Resonanzfrequenz ist nicht gleich der Resonanzfrequenz des
Schwingkreises, da parasitäre induktive und kapazitive Ele
mente der Ankopplung an das Wechselspannungsnetz und des
Wechselspannungsnetzes selbst die Resonanzfrequenz erheblich
verändern. Der Generator weist vorzugsweise eine Serien
schaltung des Schaltgliedes und des Schwingkreises auf, wo
bei der Schwingkreis ein Serienschwingkreis einer Induktivi
tät und eines Kondensators ist und das Schaltglied bei auf
geladenem Kondensator schließt, um einen hochfrequenten
Stromimpuls zu erzeugen. Der als primärer Energiespeicher
dienende Kondensator wird zunächst von der Netzspannung auf
geladen. Nach Schließen des Schaltgliedes entlädt sich der
Kondensator. Die Wechselwirkung mit der Induktivität und den
weiteren in Serie liegenden parasitären Induktivitäten des
Wechselspannungsnetzes führt zu einem Stromimpuls, der durch
einen sprunghaften Anstieg des Stromes und eine anschlie
ßende gedämpfte Sinusschwingung gekennzeichnet ist. Vorzugsweise
werden die Induktivität und die Kapazität des Konden
sators unter Beachtung der parasitären Elemente so gewählt,
daß sich eine Resonanzfrequenz oberhalb von 10 kHz, aber un
terhalb von 1 MHz, vorzugsweise zwischen 100 kHz und 200 kHz
ergibt. Bei einer derartigen Dimensionierung des Generators
sind höherfrequente Einschwingvorgänge oberhalb der Reso
nanzfrequenz im wesentlichen innerhalb der ersten Viertel
periode, d. h. bis zum ersten Nulldurchgang abgeschlossen.
Die Spule sollte eine ausreichend hohe Induktivität aufwei
sen, um höherfrequente Anteile, die deutlich oberhalb der
Resonanzfrequenz liegen, zu unterdrücken. Die Induktivität
liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 10 µH und 100 µH, die
Kapazität des Kondensators vorzugsweise in der Größenordnung
von 0,1 µF.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind
die vier Zweige der Brückenanordnung so ausgebildet, daß die
Differenzen der Impedanzen der Zweige einen wesentlich ge
ringeren Blindanteil der zwischen den beiden Abgriffen meß
baren Spannung bewirken als die Reaktanz des Strompfades des
Elektrizitätszählers. Die Reaktanz des Strompfades des Elek
trizitätszählers ergibt sich im wesentlichen aus dessen In
duktivität, welche bei statischen Elektrizitätszählern im
Bereich von einigen 10 nH liegen kann. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform sind die Differenz der Reaktanzen der beiden
miteinander verbundenen Zweige der Halbbrücken und die
Differenz der Reaktanzen der beiden mit dem ersten bzw. mit
dem zweiten Kontakt verbundene Zweige der Halbbrücken je
weils wesentlich geringer als die minimale Reaktanz des
Strompfades des Elektrizitätszählers. Die Differenzen soll
ten in der Größenordnung von 1 nH oder darunter liegen. Dies
wird vorzugsweise durch eine gleichartige konstruktive Aus
bildung der beiden Halbbrücken und durch sehr geringe Impe
danzen an den Kontakten erreicht.
In bevorzugter Weiterbildung ist das Prüfgerät dadurch
gekennzeichnet, daß die mit dem ersten bzw. zweiten Kontakt
verbundene Zweige der beiden Halbbrücken sehr geringe Impedanzen
aufweisen, die im wesentlichen von den Impedanzen der
Kontakte und der Zuleitungen gebildet sind. Bei dieser Aus
führungsform weisen die beiden mit den Kontakten verbundene
Zweige keine zusätzlichen Zweigwiderstände auf. Die Brücken
zweigimpedanzen werden lediglich durch die Ohmschen Wider
stände (Wirkanteil) und die Induktivität (Blindanteil) der
Zuleitungsdrähte gebildet. Die Länge der Leitung zwischen
dem ersten Kontakt und dem einen Abgriff bzw. dem zweiten
Kontakt und dem anderen Abgriff sollte deshalb möglichst
kurz, ihr Querschnitt möglichst groß sein. Die Impedanzen
der beiden anderen, miteinander verbundenen Zweige der bei
den Halbbrücken sind vorzugsweise wesentlich größer als die
Impedanzen der beiden mit den Kontakten verbundenen Zweige.
Die dort eingekoppelten Zweigwiderstände haben einen Wirk
widerstand von etwa dem 10- bis 1000-fachen der mit den Kon
takten verbundenen Zweigwiderstände. Die Wirkwiderstände der
miteinander verbundenen Zweige liegen im Bereich von 0,2 bis
10 Ω, vorzugsweise 1-2 Ω. Ihre Werte sollten nicht wesent
lich größer gewählt werden, um den dämpfenden Einfluß auf
den hochfrequenten Stromimpuls nicht zu groß werden zu las
sen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Prüfgeräts
weist die Spannungsmeßeinrichtung eine Synchronisiereinrich
tung auf, die die Spannungsmessung mit dem zeitlichen Ver
lauf der Stromimpulse synchronisiert, wobei die Synchroni
siereinrichtung eine mit dem Generator gekoppelte Erfas
sungseinrichtung zum Erfassen wenigstens eines vorgegebenen
Phasenereignisses jedes Stromimpulses und eine mit der Er
fassungseinrichtung gekoppelte Steuereinrichtung zum Auslö
sen einer Spannungsmessung bei Erfassen des Phasenereignis
ses aufweist. Die Erfassungseinrichtung der Synchronisier
einrichtung kann vorzugsweise an einen Knoten der Generator
schaltung angekoppelt sein, an dem eine einfache Erfassung
eines vorgegebenen Phasenereignisses (beispielsweise eines
Extremums oder eines Nulldurchgangs) einer dort abgreifbaren
Spannung möglich ist. Sobald ein Phasenereignis erfaßt worden
ist, wird die Spannungsmessung ausgelöst. Dabei soll un
ter einer Spannungsmessung sowohl eine Einzelmessung als
auch mehrere aufeinanderfolgende Messungen, die Messung
eines Spannungsverlaufs ebenso wie die Integration eines
Spannungsverlaufs verstanden werden. Der Begriff des Auslö
sens der Spannungsmessung beschreibt lediglich den zum
Stromimpulsverlauf synchronisierten Beginn der Meßwerterfas
sungen oder Integrationen. Diese bevorzugte Ausführungsform
des Prüfgeräts macht sich den Umstand zunutze, daß an be
stimmten Schaltungsknoten des Generators Spannungsverläufe
auftreten können, deren Phase während des Stromimpulses in
einer festen Beziehung zum Blindanteil der zwischen den
Brückenabgriffen meßbaren Spannung steht. Aus den gewonnenen
Spannungsmeßwerten läßt sich dann der Blindanteil der
Brückenverstimmung bestimmen, welcher insbesondere von der
Induktivität des Strompfades des Elektrizitätszählers und
dessen jeweiliger Einschaltung in die Brücke bestimmt wird.
Das Phasenereignis ist vorzugsweise ein Nulldurchgang einer
am Generator abgreifbaren Spannung.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist da
durch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung wenig
stens zwei aufeinanderfolgende Phasenereignisse erfaßt und
daß die Steuereinrichtung mit einem mit den beiden Abgriffen
verbundenen Spannungsintegrator gekoppelt ist, wobei die
Steuereinrichtung nach Erfassen eines ersten Phasenereignis
ses eine Integration der Spannung zwischen den Abgriffen
auslöst und nach Erfassen eines zweiten Phasenereignisses
die Integration beendet und einen integrierten Spannungswert
zur Verfügung stellt. Die ersten und zweiten Phasenereignis
se sind vorzugsweise Nulldurchgänge einer am Generator ab
greifbaren Spannung. Bei Verwendung einer Serienschaltung
des Schaltglieds und eines Serienschwingkreises läßt sich
eine solche Spannung beispielsweise am Verbindungsknoten
zwischen der Induktivität und dem Kondensator abgreifen. Es
hat sich gezeigt, daß die dort abgreifbare Spannung Null
durchgänge aufweist, die mit den Nulldurchgängen des Blindanteils
und mit den Maxima des Wirkanteils der zwischen den
Brückenabgriffen meßbaren Spannung zusammenfällt. Werden
beispielsweise der erste und der zweite Nulldurchgang der an
diesem Knoten abgegriffenen Spannung als die Integration
auslösendes bzw. beendendes Ereignis verwendet, so heben
sich die positiven und negativen Wirkanteile, die bei der
Integration in diesem Zeitintervall aufsummiert werden, ge
genseitig nahezu auf. Der integrierte Spannungswert ist dann
ein Maß für den Blindanteil der Spannung zwischen den
Brückenabgriffen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Prüfge
rät neben der Einrichtung zum Überprüfen der Anschlußzuord
nung außerdem eine Lastprüfeinrichtung und eine Umschaltein
richtung zum Abkoppeln der Einrichtung zum Überprüfen der
Anschaltung des Phasenleiters und zum Ankoppeln der Lastprü
feinrichtung auf. Die Umschalteinrichtung umfaßt einen in
den mit dem zweiten Kontakt verbundenen Brückenzweig einge
koppelten Schalter. Sobald die Überprüfung der Phasenleiter-
Anschaltung beendet ist, wird der Schalter geöffnet und so
mit die Brücke von dem zweiten Kontakt abgetrennt. Die Last
prüfeinrichtung weist einen Stromwandler mit einer Primär
wicklung und einer Sekundärwicklung auf. Die beiden An
schlüsse der Sekundärwicklung sind mittels der Umschaltein
richtung mit dem ersten und dem zweiten Kontakt koppelbar.
Dabei koppelt die Umschalteinrichtung die Sekundärwicklung
erst dann an die Kontakte an, wenn die Brückenschaltung ab
gekoppelt worden ist.
Eine Serienschaltung der Primärwicklung, einer Prüflast
und einer elektronisch steuerbaren Schalteinrichtung ist
zwischen dem ersten und dritten Kontakt eingekoppelt. Die
Prüflast ist ein zur Erzeugung der maximalen Prüfleistung
dimensionierter Widerstand minimaler Größe. Die Schaltein
richtung ist mit einer Steuerschaltung gekoppelt, die die
Schalteinrichtung in Abhängigkeit von der Phase der Wechsel
spannung des Wechselspannungsnetzes ansteuert. Diese Phasen
anschnittsteuerung des durch die Primärwicklung fließenden
Stromes hat gegenüber den bekannten Lastprüfeinrichtungen
eine Reihe von Vorteilen. Es ist nur ein einziger Lastwider
stand erforderlich, mit welchem bei einer Einschaltung der
elektronischen Schalteinrichtung während der gesamten Peri
odendauer der Wechselspannung eine maximale Prüfleistung,
beispielsweise zum Vorholen der Läufermarkierung des Läufers
eines elektromechanischen Zählers, erzielt wird. Als Schalt
einrichtung wird üblicherweise eine Triac-Anordnung verwen
det. Der Triac wird über eine entsprechende Treiberschaltung
und einen Mikrocontroller angesteuert. Die Prüfleistungsum
schaltung wird durch ein Programm gesteuert, welches auf
entsprechende Eingaben (beispielsweise über Tasten) eines
Bedieners reagiert. Somit wird eine einfache und flexible
Einstellbarkeit der Prüfleistung erreicht.
Bei dem beanspruchten Verfahren zum Überprüfen der
Anschaltung eines Phasenleiters eines Wechselspannungsnetzes
an ein aus einem Stromeingangsanschluß und einem Stromaus
gangsanschluß bestehendes Anschlußpaar eines Strompfades
eines Elektrizitätszählers wird zunächst der am Elektrizi
tätszähler angeschlossene Lastkreis aufgetrennt. Zur Erlan
gung korrekter Prüfergebnisse muß der Widerstand zwischen
dem zu überprüfenden Phasenleiter und dem Nulleiter (bzw.
dem weiteren Phasenleiter) auf der Lastseite um Größenord
nungen höher sein als der Widerstand zwischen dem zu prüfen
den Phasenleiter und dem Nulleiter (bzw. dem weiteren Pha
senleiter) auf der Netzseite. Anschließend wird eine Prüfan
ordnung mit einer zwei einseitig an einer Verbindungsstelle
verbundene Halbbrücken aufweisenden offenen Vollbrücke der
art mit dem Anschlußpaar verbunden, daß die Vollbrücke durch
den Strompfad des Elektrizitätszählers geschlossen wird.
Zwischen der Verbindungsstelle und dem Nulleiter oder dem
weiteren Phasenleiter wird ein hochfrequenter Stromimpuls
eingespeist. Während des Stromimpulses wird zwischen einem
Abgriff einer der beiden Halbbrücken und einem Abgriff in
der anderen Halbbrücke eine Spannung gemessen. Aus der gemessen
Spannung wird ein Wert gewonnen, der anzeigt, ob der
Phasenleiter an den Stromeingangsanschluß angeschaltet
wurde. Das Verfahren beruht auf dem Prinzip der Verstimmung
einer Blindkomponente der Spannung zwischen den Brückenab
griffen durch Einbindung des Strompfades in einen Brücken
zweig. Es hat eine um Größenordnungen höhere Empfindlichkeit
als bekannte Verfahren und ist deshalb auch bei statischen
Elektrizitätszählern anwendbar.
Der Stromimpuls hat vorzugsweise die Form einer gedämpf
ten hochfrequenten Sinusschwingung, wobei Beginn und Ende
der Meßzeit, in der die Spannung gemessen wird, in Abhängig
keit von vorgegebenen Phasenereignissen des Stromimpulses
gewählt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Stromimpuls von einem einen Schwingkreis aufweisen
den Generator erzeugt. Dabei werden die Nulldurchgänge einer
am Schwingkreis abgreifbaren Spannung erfaßt und die Messung
etwa zum Zeitpunkt eines ersten Nulldurchgangs begonnen und
etwa zum Zeitpunkt eines darauffolgenden zweiten Nulldurch
gangs beendet. Während der Messung können sowohl einzelne
Meßwerte genommen, als auch der Verlauf der Spannung erfaßt
oder auch die Spannung integriert werden. Bei dem bevorzug
ten Ausführungsbeispiel wird der Stromimpuls in Form einer
gedämpften hochfrequenten Sinusschwingung durch ein sprung
haftes Auslösen erzeugt und die Messung beim zeitlich ersten
Nulldurchgang begonnen und beim unmittelbar darauffolgenden
Nulldurchgang beendet. Die mit dem sprunghaften Auslösen der
Sinusschwingung verbundenen Einschwingvorgänge sind größten
teils bis zum ersten Nulldurchgang abgeklungen, so daß ab
diesem Zeitpunkt von einer reinen gedämpften Sinusschwingung
ausgegangen werden kann. Die Messung wird möglichst frühzei
tig nach Auslösen der Sinusschwingung vorgenommen, da bei
den, dort vorhandenen größeren Amplituden ein geringerer Meß
fehler auftritt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die zwi
schen den Abgriffen der beiden Halbbrücken gemessene Span
nung während einer Meßzeit integriert und ein integrierter
Wert gebildet. Die Meßzeit wird dabei so gewählt, daß die
durch Störgrößen verursachten Spannungsanteile sich bei der
Integration im wesentlichen gegenseitig aufheben und einen
geringen Einfluß auf den integrierten Wert haben. Anderer
seits wird die Integrationsperiode so gewählt, daß die durch
die Verstimmung der Brücke durch den Strompfad verursachten
Spannungsanteile aufaddiert werden und den integrierten Wert
im wesentlichen bestimmen. Zur Kompensation der durch die
Wirkanteile der Brücken und andere Störimpedanzen her
vorgerufenen Spannungskomponenten zwischen den Brückenab
griffen gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: eine Mög
lichkeit besteht darin, die Vollbrücke so aufzubauen und die
Lage und Länge der Meßzeit so zu wählen, daß sich die uner
wünschten Anteile im integrierten Wert gegenseitig aufheben.
Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß eine Vollbrücke
verwendet wird, deren vier Zweige so ausgebildet sind, daß
die Differenzen der Impedanzen der Zweige einen wesentlich
geringeren Blindanteil der zwischen den beiden Abgriffen ge
messenen Spannung bewirken als die Reaktanz des Stompfades
des Elektrizitätszählers. Eine andere Möglichkeit besteht
darin, daß vor dem Verbinden der Prüfanordnung mit dem Elek
trizitätszähler ein Vergleichswert durch eine Kalibriermes
sung gewonnen wird, bei der die offene Vollbrücke nicht
durch den Strompfad des Elektrizitätszählers, sondern durch
einen Kurzschluß geschlossen wird. Der Vergleichswert wird
ansonsten in genau der gleichen Weise gewonnen wie später
der Meßwert. Der Vergleichswert wird in der Prüfanordnung
gespeichert. Bei der späteren Spannungsmessung wird nach dem
Bilden des integrierten Werts die Differenz zwischen dem in
tegrierten Wert und dem Vergleichswert berechnet und als
Anzeige für die Anschaltung des Phasenleiters an den Strom
eingangsanschluß verwendet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrie
ben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1A eine schematische Darstellung der Anschal
tung des Zählerprüfgeräts an einen Zähler mit
richtig angeschlossenem Phasenleiter;
Fig. 1B eine schematische Darstellung der Anschal
tung des Zählerprüfgeräts an einen Zähler mit
falsch angeschlossenem Phasenleiter;
Fig. 2 eine Prinzipschaltung der Einrichtung zum
Überprüfen der richtigen Anschaltung des Pha
senleiters des Netzes an den Elektrizitäts
zähler in dem Zählerprüfge
rät;
Fig. 3 ein Zeitdiagramm, das die hochfrequenten
Stromimpulse in bezug zur Wechselspannung des
Phasenleiters darstellt;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das die Spannungsverläufe
der Blind- und Wirkkomponenten der zwischen
den Brückenabgriffen gemessenen Spannung und
der integrierten Spannung darstellt;
Fig. 5 ein Blockschaltbild der Einrichtung zur Last
prüfung; und
Fig. 6 ein Blockschaltbild der Einrichtung zur Prü
fung der Phasenfolge der an einen Dreiphasen
zähler richtig angeschlossenen Phasenleiter.
Die Fig. 1A und 1B zeigen einen Elektrizitätszähler 1,
der an ein Wechselspannungsnetz 2 mit einem Phasenleiter L
und einem Nulleiter N angeschlossen ist. Der Elektrizitäts
zähler 1 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
vier Anschlüsse 3-6 auf, die einen Stromeingangsanschluß 3,
einen Stromausgangsanschluß 4 und Nulleiteranschlüsse 5 und
6 umfassen. Zwischen dem Stromeingangsanschluß 3 und dem
Stromausgangsanschluß 4 liegt der Strompfad 7 des Elektrizi
tätszählers 1. Der Spannungspfad 8 ist zwischen dem Stromeingangsanschluß
3 und den Nulleiteranschlüssen 5 und 6 an
geordnet.
Fig. 1A zeigt die richtige Anschaltung des Phasenleiters
L und des Nulleiters N an den Elektrizitätszähler 1. Der
Phasenleiter L, der beispielsweise einer der drei Phasenlei
ter L1, L2 und L3 eines Drehstromnetzes sein kann, ist an
den Stromeingangsanschluß 3 angeschaltet. An den Stromaus
gangsanschluß 4 ist der Phasenleiter 9 des (hier offenen)
Lastkreises angeschaltet. Der Nulleiter N ist an den Nullei
teranschluß 5 und der Nulleiter 10 des Lastkreises an den
Nulleiteranschluß 6 angeschlossen. Der Strompfad 7 des Elek
trizitätszählers 1 ist somit zwischen dem Phasenleiter des
Wechselspannungsnetzes und dem Phasenleiter 9 des Last
kreises eingekoppelt. Der Spannungspfad 8 ist zwischen dem
Phasenleiter L und dem Nulleiter N eingekoppelt. Fig. 1A
zeigt ferner die Ankopplung eines Zählerprüfgeräts 11 an die
Anschlüsse des zu prüfenden Elektrizitätszählers. Die ord
nungsgemäße Ankopplung des Zählerprüfgeräts 11 an die An
schlüsse 3, 4 und 6 wird auch als Adaption bezeichnet. Das
Zählerprüfgerät weist drei federnde Kontaktspitzen 12, 13
und 14 auf. Die Kontaktspitzen 12 und 13 sind an einem Prüf
kopf des Zählerprüfgeräts befestigt, wobei ihr Abstand ver
stellbar ist. Die Kontaktspitzen 12 und 13 sind im wesent
lichen parallel zueinander derart ausgebildet, daß sie
gleichzeitig auf den Stromeingangsanschluß 3 bzw. den Strom
ausgangsanschluß 4 aufsetzbar sind. Das Zählerprüfgerät 11
ist vorzugsweise in Form einer Prüfpistole ausgeführt, die
vorzugsweise beidhändig gehalten und mit den Kontaktspitzen
12 und 13 auf die Anschlüsse 3 und 4 aufgepreßt wird. Die
Kontaktspitze 14 befindet sich an einem Tastkopf, der über
eine flexible Leitung 15 mit dem Zählerprüfgerät 11 verbun
den ist.
Der in Fig. 1A dargestellte Lastkreis wird geöffnet,
beispielsweise durch Entfernen der in den Lastkreis einge
bundenen Sicherung. Auf der Seite des Wechselspannungsnetzes
2 sind der Phasenleiter L und der Nulleiter N einerseits
über die Transformatorwicklung des Umspanntransformators der
untersten Versorgungsebene und andererseits durch eine Viel
zahl anderer parallel geschalteter Verbraucher gekoppelt.
Wenn im Zählerprüfgerät 11 ein hochfrequenter Stromimpuls
zwischen den Kontaktspitzen 12 und 13 einerseits und der
Kontaktspitze 14 andererseits erzeugt wird, so wird ein
Stromfluß über den folgenden Stromkreis erzeugt: über Lei
tung 15 und Kontaktspitze 14 fließt der Strom in den Nullei
teranschluß 6, von dort über den Nulleiteranschluß 5 in den
Nulleiter N des Wechselspannungsnetzes 2; dort wird er über
die Transformatorwicklung und die parallel geschalteten Ver
braucher in den Phasenleiter L eingekoppelt, der den Strom
schließlich zum Stromeingangsanschluß 3 weiterleitet. Dort
wird der Strom aufgeteilt, wobei ein erster Anteil des Stro
mes über die Kontaktspitze 12 und der verbleibende Anteil
über den Strompfad 7, den Stromausgangsanschluß 4 und die
Kontaktspitze 13 in das Zählerprüfgerät 11 zurückfließt.
Fig. 1B zeigt den Elektrizitätszähler 1 bei falscher An
schaltung des Phasenleiters L an die Stromanschlüsse 3 und
4. Der Stromkreis für einen zwischen den Kontaktspitzen 12
und 13 und der Kontaktspitze 14 im Zählerprüfgerät 11 er
zeugter Stromfluß wird bei dieser Anschaltung ebenfalls über
den Nulleiter N und den Phasenleiter L geschlossen. In die
sem Fall wird der Strom jedoch am Stromausgangsanschluß 4
aufgeteilt, wobei ein erster Stromanteil direkt über die
Kontaktspitze 13 in das Zählerprüfgerät 11 zurückfließt und
der verbleibende Stromanteil über den Strompfad 7, den
Stromeingangsanschluß 3 und die Kontaktspitze 12 in das Zäh
lerprüfgerät 11 zurückfließt.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den sich ergeben
den Stromflüssen bei richtiger Anschaltung und verkehrter
Anschaltung besteht darin, daß der Stromfluß durch den
Strompfad 7 in umgekehrter Richtung erfolgt und somit einen
negierten Spannungsabfall über dem Strompfad 7 erzeugt. Die
sen Unterschied macht sich die erfindungsgemäße Einrichtung
zum Überprüfen der Anschaltung des Phasenleiters, die in dem
Zählerprüfgerät 11 angeordnet ist, zunutze, wie im folgenden
erläutert wird.
Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild der im erfindungsge
mäßen Zählerprüfgerät angeordneten Schaltung zur Überprüfung
der richtigen Anschaltung des Phasenleiters L. Die Schaltung
ist zwischen den Kontaktspitzen 12, 13 und 14 angeordnet.
Die Kontaktspitze 12 ist mit dem Stromeingangsanschluß 3,
die Kontaktspitze 13 mit dem Stromausgangsanschluß 4 und die
Kontaktspitze 14 mit einem Nulleiteranschluß 6 oder 5 ver
bunden. Der Nulleiter N des Wechselspannungsnetzes ist
(richtig) an den Nulleiteranschluß angeschaltet. Der Phasen
leiter L des Wechselspannungsnetzes ist entweder richtig an
den Stromeingangsanschluß 3 oder falsch an den Stromaus
gangsanschluß 4 angeschaltet (dargestellt durch in Klammern
gesetztes "L"). Der Strompfad 7 des Elektrizitätszählers
befindet sich zwischen den Anschlüssen 3 und 4.
Unmittelbar an die Kontaktspitzen 12 und 13 ist eine of
fene Vollbrücke angeschlossen, die aus den Widerständen R1,
R2, R3 und R4 gebildet wird. Die offene Vollbrücke besteht
aus zwei im wesentlichen gleichen Halbbrücken. Eine Halb
brücke wird aus den Widerständen R1 und R3, die andere Halb
brücke aus den Widerständen R2 und R4 gebildet. Die beiden
Halbbrücken sind an der Verbindungsstelle 20 miteinander
verbunden. Die mit der Kontaktspitze 12 verbundene Halb
brücke weist einen von dem Widerstand R1 gebildeten Zweig
und einem von dem Widerstand R3 gebildeten Zweig auf, wobei
die beiden Zweige am Abgriff 21 miteinander verbunden sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abgriff 21 mit
der internen Masse 22 des Zählerprüfgeräts verbunden. Die
mit der Kontaktspitze 13 verbundene Halbbrücke weist einen
den Widerstand R2 enthaltenden Zweig und einen vom Wider
stand R4 gebildeten Zweig auf, wobei die Zweige durch den
Abgriff 23 miteinander verbunden sind. In den mit der Kon
taktspitze 13 verbundenen Brückenzweig ist ein Schalter 24
eingekoppelt. Mit diesem Schalter kann die Brückenanordnung
von dem Zähler abgetrennt werden, was dann erforderlich ist,
wenn weitere Prüfungen, beispielsweise eine Lastprüfung,
vorgenommen werden sollen oder Fehladaptionen vorliegen.
Bei den Zweigwiderständen R1 und R2 handelt es sich
nicht um separate Bauelemente, die in die Brückenzweige ein
geschaltet worden sind, sondern um die Widerstände der Kon
taktspitzen und der Verbindungsleitungen zwischen den Kon
taktspitzen und den Brückenabgriffen. Die Prüfanordnung ist
dabei so konstruiert, daß diese Widerstände miminiert wer
den. Neben den ohmschen Anteilen weisen die Kontaktspitzen
und Zuleitungen induktive Anteile auf; außerdem gibt es ka
pazitive Kopplungen zwischen den Zuleitungen und dem Gehäu
se. Die Brückenzweigwiderstände R1 und R2 sollen somit die
konstruktiv vorhandenen Impedanzen der Kontaktspitzen und
der Zuleitungen zu den Brückenabgriffen symbolisieren. Die
ohmschen Anteile von R1 und R2 liegen beispielsweise im Be
reich von 10 bis 20 mΩ. Durch die Einkopplung des Schalters
24 in den einen Brückenzweig entsteht eine zusätzliche Impe
danz mit einem ohmschen und einem induktiven Anteil. Diese
Asymmetrie kann beispielsweise durch Einbindung eines
(ständig geschlossenen) Blindschalters oder eines synchron
schließenden Schalters in den anderen Brückenzweig kompen
siert werden.
Die Brückenwiderstände R3 und R4 sind Widerstandsbauele
mente, die etwa den 10- bis 1000-fachen Wert der ohmschen
Anteile der Brückenwiderstände R1 und R2 aufweisen. Diese
Widerstände stellen Dämpfungswiderstände für den (unten im
Detail beschriebenen) hochfrequenten Stromimpuls dar. Ihr
Widerstandswert liegt im Bereich von 0,2 Ω bis 10 Ω, vor
zugsweise bei etwa 2 Ω, so daß der Gesamtwiderstand der
Vollbrücke, d. h. der Parallelschaltung der beiden Brücken
zweige, etwa bei 1 Ω liegt. Auch die Brückenzweige der Wi
derstände R3 und R4 besitzen einen induktiven Anteil und pa
rasitäre Kopplungen, so daß jeder Brückenzweig eine Impedanz
mit einem Wirkanteil und einem Blindanteil aufweist.
Die Widerstände R1 bis R4 bilden in Verbindung mit dem
Strompfad 7 eine geschlossene Vollbrücke, die zwischen der
Verbindungsstelle 20 als ersten Speisepunkt und, bei richti
ger Anschaltung, dem Stromeingangsanschluß 3 als zweitem
Speisepunkt über den Phasenleiter L gespeist wird. Der
Strompfad 7 befindet sich dann im Brückenzweig des Wider
stands R2. Bei falscher Anschaltung des Phasenleiters L wird
der Stromausgangsanschluß 4 zum zweiten Brückenspeisepunkt,
wobei sich dann der Strompfad 7 im Brückenzweig des Wider
stands R1 befindet.
Die zwischen den Abgriffen 21 und 23 anliegende Brücken
spannung lädt über den Widerstand R5 den Kondensator C2 auf,
sobald der elektronische Schalter 25 geschlossen wird. Wäh
rend des Schließens des elektronischen Schalter 25 findet
über dem Kondensator C2 eine Integration der Brückenspannung
statt; der integrierte Spannungswert läßt sich am Knoten 26
abgreifen und kann einer (nicht gezeigten) Auswerteschaltung
zugeführt werden.
Zwischen der Verbindungsstelle 20 der beiden Halbbrücken
und der Kontaktspitze 14 ist eine Generatorschaltung zum Er
zeugen eines hochfrequenten Stromimpulses eingekoppelt. Die
Generatorschaltung besteht aus einem Serienschwingkreis und
einem elektronischen Schalter 27. Der Serienschwingkreis be
steht aus der Spule L1 und dem Kondensator C1. Über eine
(zur Vereinfachung nicht dargestellte) Schaltung wird der
Kondensator C1 in der negativen Halbwellen der zwischen der
Phase L und dem Nulleiter N anliegenden Netzpannung auf de
ren Scheitelwert aufgeladen. Der elektronische Schalter 27
wird anschließend kurz vor Erreichen des positiven Scheitel
wertes der Netzspannung geschlossen. Unmittelbar vor dem
Schließen des elektronischen Schalters 27 liegt über diesem
nahezu die doppelte Netzscheitelspannung an. Nach dem
Schließen kommt es zu einer sprunghaften Entladung des Kon
densators C1, wobei aufgrund der Entladung über die in Serie
geschaltete Spule L1 eine exponentiell gedämpfte Sinus
schwingung erzeugt wird.
Fig. 3 stellt die Erzeugung des Stromimpulses in Form
einer gedämpften Sinusschwingung während der positiven Halbwellen
der Netzwechselspannung schematisch dar. Die Netz
spannung 40 hat beispielsweise eine Frequenz von 50 Hz. Die
Stromimpulse 41 werden periodisch jeweils kurz vor Erreichen
der Maxima der positiven Halbwelle ausgelöst. Eine Schal
tungsanordnung, mit der das Aufladen des Kondensators C1 in
der negativen Halbwelle der Wechselspannung und die sprung
artige Entladung des Kondensators kurz vor Erreichen des po
sitiven Scheitelwertes der Netzwechselspannung erreicht
werden kann, ist beispielsweise in der Patentschrift DE 35 12 912 C2
beschrieben. Die Frequenz der hochfrequenten
Stromimpulse 41 wird von der Resonanzfrequenz eines Serien
schwingkreises bestimmt, der aus der Induktivität L1, der
Kapazität C1 sowie den in Serie geschalteten Induktivitäten
und parasitären Kapazitäten der in Fig. 2 dargestellten
Prüfschaltung sowie des den Stromkreis zwischen dem Nullei
ter N und dem Phasenleiter L schließenden Spannungsversor
gungsnetzes gebildet wird. Die Induktivität L1 und die Kapa
zität C1 werden so dimensioniert, daß die Resonanzfrequenz
unter Beachtung des möglichen Bereichs parasitärer Indukti
vitäten und Kapazitäten größer als 10 kHz aber kleiner als
etwa 1 MHz, vorzugsweise im Bereich zwischen 100 kHz und 200 kHz
liegt. Die Resonanzfrequenz wird vom Produkt L . C be
stimmt, was theoretisch eine beliebige Dimensionierung eines
der beiden Bauelemente gestatten würde. Zusätzlich gibt es
allerdings weitere Randbedingungen bei der Dimensionierung
der Spule bzw. des Kondensators. Zunächst ist zu beachten,
daß die parasitären Induktivitäten der Zuleitungen und der
Rückkopplung über das Wechselspannungsnetz im Bereich von
10 µH bis 50 µH liegen können. Außerdem sollte die Indukti
vität L1 nicht zu klein sein, damit hochfrequente Ströme we
sentlich oberhalb der Resonanzfrequenz wirksam unterdrückt
werden. Die Induktivität L1 liegt vorzugsweise im Bereich
zwischen 10 µH und 100 µH, bevorzugten Ausführungsbei
spiel bei etwa 20 µH. Der Kondensator C1 dient als Energie
lieferant und sollte eine Kapazität in der Größenordnung von
0,1 µF haben.
Die Prüfschaltung gemäß Fig. 2 weist ferner eine elek
tronische Ansteuerschaltung 28 auf, welche einen Spannungs
verlauf am Knoten 29 detektiert und in Abhängigkeit von den
Nulldurchgängen der Spannung am Knoten 29 den elektronischen
Schalter 25 schließt und öffnet. Die aus dem Widerstand R5,
dem Kondensator C2 und dem elektronischen Schalter 25 gebil
dete Integratorschaltung wirkt zusammen mit der die Spannung
am Knoten 29 erfassenden Schaltung 28 als sogenannter Syn
chrongleichrichter, dessen Wirkprinzip weiter unten anhand
von Fig. 4 veranschaulicht werden soll. Sämtliche Funktionen
der in Fig. 2 dargestellten Prüfschaltung werden mit Hilfe
eines Mikrocontrollers 30 überwacht und gesteuert. Der Mi
krocontroller 30 umfaßt einen Mikroprozessor und einen Spei
cher zum Speichern von Daten und Programmen und ist mit ent
sprechenden Ein/Ausgabe-Schnittstellen versehen, um den Ver
lauf der Netzwechselspannung zu erfassen und sowohl den
elektronischen Schalter 27 als auch die elektronische An
steuerschaltung 28 anzusteuern. Darüber hinaus übernimmt der
Mikrocontroller 30 die Überwachung und Steuerung weiterer
Funktionen des Zählerprüfgeräts, wie beispielsweise die
Lastprüfung des Elektrizitätszählers und die Überprüfung der
Phasenreihenfolge bei einem Drehstromzähler.
Fig. 4 zeigt drei Spannungs-Zeit-Verläufe. Der Span
nungs-Zeit-Verlauf a) stellt den Verlauf des (im wesent
lichen induktiv bestimmten) Blindspannungsanteils der zwi
schen den Brückenabgriffen 21 und 23 meßbaren Brückendiago
nalspannung dar. Der Verlauf b) stellt den Wirkanteil der
Brückendiagonalspannung dar. Die Brückendiagonalspannung er
gibt sich aus der Summe der Spannungsverläufe a) und b). Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verlauf des
Blindanteils a) von der Differenz der Induktivitäten der
Brückenzweige, im wesentlichen also von der Induktivität des
in einen Brückenzweig eingekoppelten Strompfades bestimmt.
Bei richtiger Anschaltung des Phasenleiters L ergibt sich
beispielsweise der dargestellte Verlauf und bei falscher An
schaltung des Phasenleiters L ein demgegenüber invertierter
(nicht dargestellter) Verlauf. Der Verlauf b) ergibt sich
aus der durch die ohmschen Komponenten der Brücke bewirkten
Verstimmung, somit im wesentlichen aus der Asymmetrie der
Kontaktwiderstände der Kontaktspitzen, der Zuleitungswider
stände und der Brückenwiderstände R1 bis R4. Hierbei hat der
Strompfad des Elektrizitätszählers nur einen relativ gerin
gen Einfluß, da die konstruktive Asymmetrie überwiegt. In
Abhängigkeit von der konstruktiven Ausbildung und den sich
beim Aufsetzen der Kontaktspitzen ergebenden Übergangswider
stände kann die ohmsche Verstimmung der Brücke positiv
(durchgezogener Verlauf) oder negativ (gestrichelter Ver
lauf) sein. Weder die Polung noch die Größe des Wirkanteils
der Brückenverstimmung lassen sich vorher konstruktiv fest
legen.
Unmittelbar nach Einschalten des Schalters 27 liegt über
dem Kondensator C1 die Maximalspannung an; der Stromfluß
wird aber durch die Wirkung der Serien-Induktivität verzö
gert. Somit liegt gleichzeitig auch über der Spule L1 ein
maximaler Betrag der Spannung an. Nach einem Viertel der Pe
riodendauer des hochfrequenten Signals, zum Zeitpunkt t1,
erreicht der Stromfluß durch die Brücke ein Maximum, was zu
einem maximalen Wirkspannungsanteil (Spannungsabfall über
den Widerständen) und somit zu einem maximalen Wirkanteil
der Brückenverstimmung führt. Der Blindanteil ist gegenüber
dem Wirkanteil um 90° phasenverschoben.
Zwischen dem zeitlichen Nullpunkt (dem Moment des Ein
schaltens) und dem Zeitpunkt t1 finden zusätzlich Ein
schwingvorgänge des nicht-idealen Einschaltens statt, die
höherfrequente Anteile aufweisen. Die Schaltung ist so di
mensioniert, daß diese Einschwingvorgänge innerhalb der
ersten Viertelperiode (bis zum Zeitpunkt t1) nahezu voll
ständig abgeklungen sind. Zum Zeitpunkt t2 erreicht der
durch den hochfrequenten Stromimpuls verursachte Stromfluß
ein Minimum (= Extremum der negativen Halbwelle), bei dem der
Wirkanteil der Brückenverstimmung ebenfalls ein Minimum er
reicht.
Die richtige Anschaltung des Phasenleiters L läßt sich
aus dem Verlauf des Blindspannungsanteils der Brückenver
stimmung bestimmen. Bei richtiger Anschaltung hat dieser
Blindspannungsanteil im Intervall von t1 bis t2 eine posi
tive Halbwelle, bei falscher Anschaltung hat er eine nega
tive Halbwelle. Die Polarität des Blindspannungsverlaufs
könnte beispielsweise dadurch bestimmt werden, daß die
Brückendiagonalspannung zu einem Zeitpunkt gemessen wird, zu
dem der Wirkspannungsanteil etwa gleich Null ist. Dieser
Spannungsmeßwert könnte durch eine von der Phase gesteuerte
Abtast- und Halteschaltung erfaßt werden. Die Erfassung
eines solchen Einzelspannungswertes muß jedoch zeitlich sehr
genau vorgenommen werden, ist störanfällig und meßfehlerbe
haftet, da die meßbaren Brückenausgangsspannungen sehr ge
ring sein können.
Bei dem beanspruchten Zählerprüfgerät wird deshalb
die Brückenausgangsspannung über ein vorgegebenes Zeitinter
vall integriert. Anfang und Ende der Integrationszeit werden
dabei so gewählt, daß sich die auf der Einkopplung des
Strompfades in die Brücke beruhende Blindkomponente der
Brückenausgangsspannung auf den integrierten Wert maximal
auswirkt, die Wirkkomponenten der Brückenausgangsspannung
jedoch einen geringeren Einfluß haben. Dies wird dadurch er
reicht, daß die Brückenausgangsspannung im Zeitintervall von
t1 bis t2 (gemäß Fig. 4) integriert wird. Wie aus Fig. 4 er
kennbar ist, führt diese Integrationszeit dazu, daß einer
seits die Brückenausgangsspannung während einer gesamten po
sitiven Halbwelle des Blindanteils integriert wird und ande
rerseits sich der in der ersten Hälfte der Integrationszeit
aufsummierte Wirkanteil mit dem in der zweiten Hälfte der
Integrationszeit aufsummierten Wirkanteil mit umgekehrten
Vorzeichen größtenteils kompensiert. Der Verlauf c) gemäß
Fig. 4 stellt den Verlauf einer am Kondensator C2 integrier
ten Spannung dar, wenn der Kondensator C2 vor Beginn der In
tegration entladen war und der Schalter 25 im Intervall [t1,
t2] geschlossen wird. Bei einem fehlerhaft angeschlossenen
Phasenleiter L würde sich ein zum Verlauf c) inverser Ver
lauf ergeben. Die Polarität der am Knoten 26 anliegenden
Spannung nach dem Ende der Meßzeit ist demzufolge ein Maß
für das richtige Anschalten des Phasenleiters L.
Bei den anhand von Fig. 4 vorgenommenen Erläuterungen
wurde bisher davon ausgegangen, daß die Blindverstimmung der
Brücke im wesentlichen durch die Induktivität des Strompfa
des 7 verursacht wird. Aufgrund einer asymmetrischen Kon
struktion und/oder aufgrund der Einkopplung des Schalters 24
in einen der Brückenzweige kann jedoch der Fall auftreten,
daß die Brücke eine zusätzliche Blindverstimmung durch eine
asymmetrische Verteilung der Blindwiderstände in den
Brückenzweigen erfährt. Wenn beispielsweise diese zusätz
liche Brückenverstimmung positiv und vom Betrag größer als
die durch den Strompfad hervorgerufene Verstimmung ist, so
ergäbe sich sowohl bei richtiger als auch bei falscher An
schaltung des Phasenleiters L eine positive Spannung am Kno
ten 26 des Integrators, wobei sich die Spannungen bei rich
tiger und falscher Anschaltung nur in ihrem Betrag unter
scheiden würden. Aber auch in diesem Falle kann eine Aussage
über die richtige Anschaltung gewonnen werden. Dazu wird vor
Ausführung des Prüfverfahrens ein Vergleichswert des Zähler
prüfgeräts bei kurzgeschlossenen Kontaktspitzen 12 und 13
gewonnen. Die Kontaktspitzen 12 und 13 werden extrem nieder
ohmig kurzgeschlossen und über eine Leitung mit der Kon
taktspitze 14 verbunden. Anschließend wird in gleicher Weise
wie beim späteren Prüfverfahren ein Stromimpuls erzeugt und
die Brückenverstimmung im Zeitintervall [t1, t2] integriert.
Die dann am Knoten 26 über den Kondensator C2 abgreifbare
Vergleichsspannung wird gespeichert (beispielsweise mit
Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers in digitaler Form in
einem Speicher des Mikrocontrollers 30). Dieser gespeicherte
Vergleichswert wird bei der späteren Überprüfung der An
schaltung des Phasenleiters L an den Zähler von dem dann ge
wonnenen integrierten Wert abgezogen, wobei diese Differenz
ein Maß für die richtige Anschaltung des Phasenleiters er
gibt.
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere
Komponente des Zählerprüfgeräts, die Einrichtung zur Last
prüfung des Elektrizitätszählers. Nachdem das Zählerprüfge
rät 11 mittels der Kontaktspitzen 12, 13 und 14 an die An
schlüsse 3, 4 und 6 ordnungsgemäß adaptiert und die richtige
Anschaltung des Phasenleiters L (L1, L2 und/oder L3) über
prüft wurde, wird der Elektrizitätszähler 1 im eingebauten
Zustand einer Lastprüfung unterzogen. Die Lastprüfung dient
der Funktionskontrolle des Elektrizitätszählers. Die Last
prüfung wird, wie es bereits bei dem o. g. bekannnten Zähler
prüfgerät der Fall ist, mit Hilfe einer im Zählerprüfgerät
integrierten Prüflast (Lastwiderstand) und eines Stromwand
lers durchgeführt.
Der Stromwandler 50 weist eine Primärwicklung 51 und
eine Sekundärwicklung 52 auf. Ein Wicklungsende der Primär
wicklung 51 ist über einen Vorwiderstand Rv, die flexible
Leitung 15 und die Tastspitze 14 mit dem Nulleiteranschluß 6
verbunden. Das andere Wicklungsende der Primärwicklung 51
ist über eine elektronisch steuerbare Schalteinrichtung 54
mit der internen Masse des Zählerprüfgeräts gekoppelt, wobei
die interne Masse des Zählerprüfgeräts 11 mit der Kontakt
spitze 12 verbunden ist, welche an den mit dem Phasenleiter
verbundenen Stromeingangsanschluß angepreßt wird. Wenn der
elektronisch steuerbare Schalter 54 geschlossen wird, fließt
ein Primärstrom Ip durch die Primärwicklung 51, wobei der
Primärstrom Ip durch den Vorwiderstand Rv begrenzt wird.
Ein Wicklungsende der Sekundärwicklung 52 ist mit der
Kontaktspitze 12 verbunden. Das andere Ende der Sekundär
wicklung 52 ist über den Schalter 53 mit der Kontaktspitze
13 verbunden. Wenn der Schalter 53 geschlossen ist, indu
ziert der durch die Primärwicklung 51 fließende Primärstrom
Ip einen vom Übersetzungsverhältnis ü des Stromwandlers 50
bestimmten Sekundärstrom Is = Ip . Ü durch die Sekundärwick
lung 52. Der Sekundärstrom Is fließt über den Stromeingangsanschluß
3 durch den Strompfad 7 des Elektrizitätszählers 1
zum Stromausgangsanschluß 4. Aus dem Produkt des durch den
Strompfad 7 fließenden Sekundärstroms Is und der am Span
nungspfad 8 anliegenden Spannung zwischen Phasenleiter L und
Nulleiter N errechnet sich die Prüfleistung. Der Stromwand
ler 50 als Bürde des Strompfades 7 bewirkt eine Lastsimula
tion am Zähler, wobei die tatsächlich frei werdende Wärme
leistung, die im wesentlichen am Vorwiderstand Rv erzeugt
wird, auf das Bruchteil des Übersetzungsverhältnisses ü des
Wandlers reduziert wird.
Mit der elektronisch steuerbaren Schalteinrichtung 54
ist eine Steuerschaltung 55 gekoppelt, die die Schaltein
richtung 54 in Abhängigkeit von der Phase der Wechselspan
nung des Phasenleiters ansteuert. Es wird vorzugsweise eine
Phasenanschnittsteuerung verwendet, wobei die elektronisch
steuerbare Schalteinrichtung 54 einen Triac aufweist. Die
Steuerschaltung 55 weist einen Mikrocontroller und diverse
Schnittstellen- und Treiberschaltungen auf. Durch die Pha
senanschnittsteuerung kann der Primärstrom auf einfache
Weise stufenlos eingestellt werden. Soll beispielsweise ein
elektromechanischer Elektrizitätszähler mit einem Läufer ge
prüft werden, so wird zunächst die Prüfleistung durch Frei
geben des Primärstroms über die gesamte Periode der Wechsel
spannung auf eine maximale Prüfleistung eingestellt, wobei
eine maximale Rotationsgeschwindigkeit des Läufers erreicht
wird, um die Läufermarke in den Bereich eines Sichtfensters
hineinzubewegen. Anschließend wird der Elektrizitätszähler
bei einer geringeren Leistung weitergeprüft. Die Umschaltung
zwischen den Leistungsstufen wird von einem im Mikrocontrol
ler ablaufenden Programm gesteuert. Dabei reagiert der Mi
krocontroller auf Bedienereingaben, die beispielsweise mit
Hilfe des in Fig. 5 dargestellten Schalters S1 erfolgen. Die
mikrocontroller-gesteuerte Phasenanschnittsteuerung hat den
Vorteil, daß auf einfache Weise eine Vielzahl unter
schiedlicher Leistungsstufen eingestellt werden kann. Ein
weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit des Abschaltens
des Stromwandlers durch Sperren der Schalteinrichtung 54 bei
fehlerhafter Adaption des Zählerprüfgeräts, beispielsweise
bei Anschaltung der Kontaktspitze 12 an einen ersten
Phasenleiter und der Kontaktspitze 14 an einen zweiten Pha
senleiter. Durch die Möglichkeit der elektronisch gesteuer
ten Auftrennung der Verbindung über die Primärwicklung des
Stromwandlers ist es nicht mehr erforderlich, den Strom
wandler auch für die höhere Spannung zwischen zwei Phasen
leitern auszulegen. Der Stromwandler braucht nur noch für
die niedrigere Spannung zwischen Phasenleiter L und Nullei
ter N ausgelegt zu sein. Dadurch werden das Volumen und die
Masse der Schaltung reduziert.
Die in den Fig. 2 und 5 dargestellten Schaltungen sind
in einem Zählerprüfgerät 11 kombiniert. Die einzelnen Prüf
abläufe und die Umschaltung zwischen der Anschaltprüfung und
der Lastprüfung wird vorzugsweise durch ein im Mikrocon
troller ablaufendes Programm gesteuert. Die An- und Abschal
tung der einzelnen Prüfschaltungen wird über elektronische
Schalter und/oder Relaiskontakte (beispielsweise dem in Fig.
2 dargestellten Schalter 24 und dem in Fig. 5 dargestellten
Schalter 53) realisiert.
Fig. 6 zeigt eine weitere Komponente des universellen
Zählerprüfgeräts, eine Einrichtung zum Überprüfen der Pha
senfolge der an einen Drehstromzähler angeschalteten Drei
phasenleiter des Drehstromnetzes. Der Elektrizitätszähler 1'
weist drei Strompfade 7, 7' und 7" auf, an deren Strom
eingangsanschlüsse 3, 3', 3" die drei Phasenleiter L1, L2
und L3 angeschlossen sind. An den Stromausgangsanschlüssen
4, 4', 4" sind die Phasenleiter 9, 9', 9" des Lastkreises
angeschlossen. Die Spannungspfade 8, 8', 8" sind zwischen
den Stromeingangsanschlüssen 3, 3', 3" und den Nulleiteran
schlüssen 5 und 6 angeordnet. Der Nulleiter N des Drehstrom
netzes 2 ist am Nulleiteranschluß 5 der Nulleiter 10 des
Lastkreises am Nulleiteranschluß angeschlossen.
Die Kontaktspitze 12 des Zählerprüfgeräts 11 ist an
einem Stromanschluß des Phasenleiters L1, bei der in Fig. 6
dargestellten Anschaltung am Stromausgangsanschluß 4 ange
schlossen. Die Kontaktspitze 13 des Zählerprüfgeräts 11 ist
an einem Stromanschluß des Phasenleiters L2, hier am Strom
eingangsanschluß 3' angeschlossen. Die über eine flexible
Leitung 15 mit dem Zählerprüfgerät 11 verbundene Kontakt
spitze 14 ist an einem Stromanschluß des Phasenleiters L3,
hier am Stromeingangsanschluß 3" angeschlossen. Zwischen der
Kontaktspitze 13 und der Kontaktspitze 12 befindet sich im
Zählerprüfgerät 11 ein erster Spannungsteiler 60, der im
einfachsten Fall aus zwei Widerständen besteht. Ein zweiter
Spannungsteiler 61 ist zwischen der Kontaktspitze 14 und der
Kontaktspitze 12 eingekoppelt. Im dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel sind beide Spannungsteiler mit der Kontakt
spitze 12 verbunden, wobei die mit der Kontaktspitze 12
verbundene Leitung als interne Masse 62 des Zählerprüfgeräts
11 dient. Bei alternativen Ausführungsformen können auch die
mit den Kontaktspitzen. 13 oder 14 verbundenen Leitungen des
Zählerprüfgeräts als interne Masse verwendet werden.
Die beiden Abgriffe der Spannungsteiler 60 und 61 sind
mit einer Umschalteinrichtung 63 verbunden, welche die Ab
griffe alternativ mit einer Abtast- und Halte-Schaltung 64
verbindet. Die Abtast- und Halte-Schaltung 64 erfaßt die
zwischen Leitung 65 und Masse 62 anliegende Spannung und
stellt diese einem Analog-Digital-Wandler 66 zur Verfügung.
Ein Mikrocontroller 67 steuert über entsprechende Schnitt
stellen und Treiber sowohl den Umschalter 63 als auch die
Abtast- und Halte-Schaltung 64 und liest darüberhinaus die
Digitalwerte aus dem Analog-Digital-Wandler 66. Die Digital
werte werden zwischengespeichert und anschließend programm
gesteuert weiterverarbeitet. Eine Stromversorgungsbaugruppe
68 ist beispielsweise zwischen der Kontaktspitze 12 und der
Kontaktspitze 14 eingekoppelt und versorgt sämtliche Bau
gruppen mit der erforderlichen Betriebsspannung. Die Prüfung
der Phasenfolge der drei Phasenleiter L1 bis L3 erfolgt pro
grammgesteuert. Beginnend mit einem vorgegebenen Phasener
eignis, beispielsweise einem Nulldurchgang der zwischen den
Kontaktspitzen 13 und 12 anliegenden Spannung, werden die
Spannungswerte an den Spannungsteilern 60 und 61 abwechselnd
in schneller Folge mehrfach für eine vorgegebene Meßzeit er
faßt und gespeichert. Dabei liefert der Spannungsteiler 60
Spannungswerte, die proportional zur Spannungsdifferenz L2 -
L1 sind. Der Spannungsteiler 61 liefert Spannungswerte, die
proportional zur Differenz L3 - L1 sind.
Die Meßzeit, innerhalb welcher die Spannungswerte mehr
fach hintereinander abgetastet werden, kann erheblich kürzer
als eine Periodendauer sein. Beispielsweise reicht es aus,
die Meßwerte zwischen einem Nulldurchgang der am Spannungs
teiler 60 abgegriffenen Spannung und einem unmittelbar dar
auffolgenden Nulldurchgang der am Spannungsteiler 61 abge
griffenen Spannung zu erfassen. Anschließend können per
Software die gespeicherten Spannungswerte, beispielsweise
durch Addition und Vergleich, weiterverarbeitet werden.
Alternativ kann auch der zeitliche Abstand zwischen dem
Nulldurchgang am Spannungsteiler 60 und dem darauffolgenden
Nulldurchgang am Spannungsteiler 61 mit der Periodendauer
der Wechselspannung verglichen werden: beträgt der Abstand
zwischen dem Nulldurchgang am Spannungsteiler 60 und dem
darauffolgenden Nulldurchgang am Spannungsteiler 61 1/6 der
Periodendauer, so sind die Phasenleiter richtig angeschal
tet; beträgt er 2/6, so sind sie in verkehrter Reihenfolge
angeschaltet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der in Fig. 6
dargestellten Anordnung werden vor dem Prüfen der Phasen
folge die Effektivwerte der an den Spannungsteilern abge
griffenen Spannungen bestimmt. Dabei wird überprüft, ob
beide Effektivwerte in einem Bereich liegen, der der vorge
gebenen Nennspannung zwischen zwei Phasenleitern entspricht.
Dies dient der Überprüfung der richtigen Anschaltung des
Zählerprüfgeräts und dient der Vermeidung falscher Ergeb
nisse bei der anschließenden Prüfung der Phasenfolge. Das
Vorschalten der Spannungsprüfung erhöht die Zuverlässigkeit
der Drehfeldprüfung. Anstelle der Effektivwerte können auch
alternativ die Spitzenwerte bestimmt werden.
Vorteilhafterweise sind die anhand von Fig. 3 beschrie
benen Anschaltprüfeinrichtung, die anhand von Fig. 5 be
schriebene Lastprüfeinrichtung und die anhand von Fig. 6
beschriebene Drehfeldprüfeinrichtung in einem Zählerprüfge
rät 11 integriert. Zusätzlich weist das Zählerprüfgerät Ein
richtungen auf, die unmittelbar nach einem Anschließen der
Kontaktspitzen 12, 13 und 14 an Anschlüsse eines Elektrizi
tätszählers die Spannungen zwischen jeweils zwei Kontakt
spitzen messen und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Mes
sung bei richtiger Anschaltung die erwünschte Überprüfung
beginnen, daß heißt eine Anschaltprüfung des Phasenleiters
bei Ankopplung der Kontaktspitzen 12 und 13 an einen Phasen
leiter und der Kontaktspitze 14 an einen Nulleiter bzw. die
Drehfeldrichtungsprüfung bei Ankopplung der drei Kontakt
spitzen an drei unterschiedliche Phasenleiter. Der Anschalt
prüfung eines Phasenleiters folgt dann die Lastprüfung. Die
Prüfabläufe werden von einem im Mikrocontroller abgearbeite
ten Programm überwacht und gesteuert. Das Prüfergebnis wird
optisch und/oder akustisch angezeigt. Zusätzlich kann eine
Funktionsprüfung des Zählerprüfgeräts in den Prüfablauf ein
gebunden werden.
Claims (21)
1. Prüfgerät (11) für einen Elektrizitätszähler (1), der
an ein Wechselspannungsnetz (2) mit wenigstens einem Phasen
leiter (L) und einem Nulleiter (N) und/oder einem weiteren
Phasenleiter angeschaltet ist und der wenigstens ein aus
einem Stromeingangsanschluß (3) und einem Stromausgangsan
schluß (4) bestehenden Anschlußpaar eines Strompfades (7)
aufweist, mit
einem mit dem Stromeingangsanschluß (3) zu verbindenden ersten Kontakt (12),
einem mit dem Stromausgangsanschluß (4) zu verbindenden zweiten Kontakt (13),
einem mit dem Nulleiter (N) oder einem weiteren Phasen leiter des Wechselspannungsnetzes (2) zu verbindenden dritten Kontakt (14) und
einer Einrichtung zum Überprüfen der Anschaltung des wenigstens einen Phasenleiters (L) an das Anschlußpaar (3, 4),
wobei die Einrichtung zum Überprüfen der An schaltung einen zwischen den dritten Kontakt (14) einerseits und den ersten und zweiten Kontakt (12, 13) andererseits ein koppelbaren Generator zum Erzeugen hochfrequenter Stromim pulse (41) aufweist,
gekennzeichnet durch:
eine offene Vollbrücke mit zwei Halbbrücken, die an einem ihrer Endanschlüsse (20) miteinander verbunden und mit dem Generator gekoppelt sind und deren andere Endanschlüsse derart mit dem ersten (12) beziehungsweise dem zweiten (13) Kontakt verbunden sind, daß durch Verbinden des ersten (12) und des zweiten (13) Kontakts mit dem Anschlußpaar (3, 4) die Vollbrücke über den Strompfad (7) des Elektrizitätszählers (1) geschlossen ist,
wobei beide Halbbrücken jeweils aus zwei in Serie ge schalteten, an einem Abgriff (21, 23) miteinander verbundenen Zweigen gebildet sind, wobei eine Spannungsmeßeinrichtung zwischen den beiden Abgriffen (21, 23) eingekoppelt ist.
einem mit dem Stromeingangsanschluß (3) zu verbindenden ersten Kontakt (12),
einem mit dem Stromausgangsanschluß (4) zu verbindenden zweiten Kontakt (13),
einem mit dem Nulleiter (N) oder einem weiteren Phasen leiter des Wechselspannungsnetzes (2) zu verbindenden dritten Kontakt (14) und
einer Einrichtung zum Überprüfen der Anschaltung des wenigstens einen Phasenleiters (L) an das Anschlußpaar (3, 4),
wobei die Einrichtung zum Überprüfen der An schaltung einen zwischen den dritten Kontakt (14) einerseits und den ersten und zweiten Kontakt (12, 13) andererseits ein koppelbaren Generator zum Erzeugen hochfrequenter Stromim pulse (41) aufweist,
gekennzeichnet durch:
eine offene Vollbrücke mit zwei Halbbrücken, die an einem ihrer Endanschlüsse (20) miteinander verbunden und mit dem Generator gekoppelt sind und deren andere Endanschlüsse derart mit dem ersten (12) beziehungsweise dem zweiten (13) Kontakt verbunden sind, daß durch Verbinden des ersten (12) und des zweiten (13) Kontakts mit dem Anschlußpaar (3, 4) die Vollbrücke über den Strompfad (7) des Elektrizitätszählers (1) geschlossen ist,
wobei beide Halbbrücken jeweils aus zwei in Serie ge schalteten, an einem Abgriff (21, 23) miteinander verbundenen Zweigen gebildet sind, wobei eine Spannungsmeßeinrichtung zwischen den beiden Abgriffen (21, 23) eingekoppelt ist.
2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Generator einen Schwingkreis (L1, C1) und ein Schalt
glied (27) aufweist, wobei nach Betätigen des Schaltglieds
(27) eine gedämpfte Sinusschwingung in einer Resonanzfre
quenz angeregt wird.
3. Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Generator eine Serienschaltung des Schaltgliedes
(27) und des Schwingkreises aufweist, wobei der Schwingkreis
ein Serienschwingkreis einer Induktivität (L1) und eines
Kondensators (C1) ist und das Schaltglied (27) bei aufgela
denem Kondensator (C1) schließt, um einen hochfrequenten
Stromimpuls (41) zu erzeugen.
4. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die vier Zweige der Brücke so ausgebildet sind, daß
die Differenzen der Impedanzen der Zweige einen wesentlich
geringeren Blindanteil der zwischen den beiden Abgriffen
(21, 23) meßbaren Spannung bewirken als die Reaktanz des
Strompfades (7) des Elektrizitätszählers (1).
5. Prüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz der Reaktanzen der beiden miteinander ver
bundenen Zweige der Halbbrücken und die Differenz der Reak
tanzen der beiden mit dem ersten (12) beziehungsweise mit
dem zweiten (13) Kontakt verbundenen Zweige der Halbbrücken
jeweils wesentlich geringer sind als die minimale Reaktanz
des Strompfades (7) des Elektrizitätszählers.
6. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mit dem ersten beziehungsweise zweiten
Kontakt verbundenen Zweige der beiden Halbbrücken sehr ge
ringe Impedanzen aufweisen, die im wesentlichen von den Im
pedanzen der Kontakte und der Zuleitungen (R1, R2) gebildet
sind.
7. Prüfgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Impedanzen der beiden miteinander verbundenen Zweige
der beiden Halbbrücken wesentlich größer sind als die Impe
danzen der beiden Zweige, die mit dem ersten (12) bezie
hungsweise dem zweiten (13) Kontakt verbunden sind.
8. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Spannungsmeßeinrichtung eine Synchro
nisiereinrichtung aufweist, die die Spannungsmessung mit dem
zeitlichen Verlauf der Stromimpulse (41) synchronisiert,
wobei die Synchronisiereinrichtung eine mit dem Generator
gekoppelte Erfassungseinrichtung (28) zum Erfassen wenig
stens eines vorgegebenen Phasenereignisses jedes Stromimpul
ses (41) und eine mit der Erfassungseinrichtung (28) gekop
pelte Steuereinrichtung zum Auslösen einer Spannungsmessung
bei Erfassen des Phasenereignisses aufweist.
9. Prüfgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das wenigstens eine Phasenereignis ein Nulldurchgang
einer am Generator abgreifbaren Spannung ist.
10. Prüfgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (28) wenigstens zwei
aufeinanderfolgende Phasenereignisse erfaßt und daß die
Steuereinrichtung mit einem mit den beiden Abgriffen
verbundenen Integrator (R5, C2) gekoppelt ist, wobei die
Steuereinrichtung nach Erfassen eines ersten Phasenereignis
ses eine Integration der Spannung zwischen den Abgriffen
auslöst und nach Erfassen eines zweiten Phasenereignisses
die Integration beendet und einen integrierten Spannungswert
zur Verfügung stellt.
11. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1-10, gekenn
zeichnet durch eine Lastprüfeinrichtung und eine Umschalt
einrichtung (24, 53) zum Abkoppeln der Einrichtung zum Über
prüfen der Anschaltung und Ankoppeln der Lastprüfeinrich
tung,
wobei die Umschalteinrichtung einen in den mit dem zwei ten Kontakt (13) verbundenen Brückenzweig eingekoppelten Schalter (24) umfaßt, der zum Abkoppeln der Einrichtung zum Überprüfen der Anschaltung öffnet,
wobei die Lastprüfeinrichtung einen Stromwandler (50) mit einer Primärwicklung (51) und einer Sekundärwicklung (52) aufweist,
wobei die beiden Anschlüsse der Sekundärwicklung (52) mittels der Umschalteinrichtung (53) mit dem ersten (12) und dem zweiten (13) Kontakt koppelbar sind,
wobei eine Serienschaltung der Primärwicklung (51), einer Prüflast (Rv) und einer elektronisch steuerbaren Schalteinrichtung (54) zwischen dem ersten (12) und dritten (14) Kontakt eingekoppelt ist, wobei die Prüflast (Rv) ein zur Erzeugung der maximalen Prüfleistung dimensionierter Widerstand minimaler Größe ist, und
wobei mit der Schalteinrichtung (54) eine Steuerschal tung (55) gekoppelt ist, die die Schalteinrichtung (54) in Abhängigkeit von der Phase der Wechselspannung des Wech selspannungsnetzes (2) ansteuert.
wobei die Umschalteinrichtung einen in den mit dem zwei ten Kontakt (13) verbundenen Brückenzweig eingekoppelten Schalter (24) umfaßt, der zum Abkoppeln der Einrichtung zum Überprüfen der Anschaltung öffnet,
wobei die Lastprüfeinrichtung einen Stromwandler (50) mit einer Primärwicklung (51) und einer Sekundärwicklung (52) aufweist,
wobei die beiden Anschlüsse der Sekundärwicklung (52) mittels der Umschalteinrichtung (53) mit dem ersten (12) und dem zweiten (13) Kontakt koppelbar sind,
wobei eine Serienschaltung der Primärwicklung (51), einer Prüflast (Rv) und einer elektronisch steuerbaren Schalteinrichtung (54) zwischen dem ersten (12) und dritten (14) Kontakt eingekoppelt ist, wobei die Prüflast (Rv) ein zur Erzeugung der maximalen Prüfleistung dimensionierter Widerstand minimaler Größe ist, und
wobei mit der Schalteinrichtung (54) eine Steuerschal tung (55) gekoppelt ist, die die Schalteinrichtung (54) in Abhängigkeit von der Phase der Wechselspannung des Wech selspannungsnetzes (2) ansteuert.
12. Verfahren zum Überprüfen der Anschaltung eines Pha
senleiters eines Wechselspannungsnetzes an ein aus einem
Stromeingangsanschluß und einem Stromausgangsanschluß be
stehendes Anschlußpaar des Strompfades eines Elektrizi
tätszählers, wobei das Wechselspannungsnetz neben dem Pha
senleiter einen Nulleiter und/oder einen weiteren Phasenlei
ter aufweist, wobei
der am Elektrizitätszähler angeschlossene Lastkreis auf getrennt wird;
eine Prüfanordnung mit einer zwei einseitig an einer Verbindungsstelle verbundene Halbbrücken aufweisenden offe nen Vollbrücke derart mit dem Anschlußpaar verbunden wird, daß die Vollbrücke durch den Strompfad des Elektrizitätszäh lers geschlossen wird;
zwischen der Verbindungsstelle und dem Nulleiter oder dem weiteren Phasenleiter des Wechselspannungsnetzes ein hochfrequenter Stromimpuls eingespeist wird;
zwischen einem Abgriff in einer der beiden Halbbrücken und einem Abgriff in der anderen Halbbrücke eine Spannung während des hochfrequenten Stromimpulses gemessen wird, und
aus der gemessenen Spannung ein Wert gewonnen wird, der anzeigt, ob der Phasenleiter an den Stromeingangsanschluß angeschaltet wurde.
der am Elektrizitätszähler angeschlossene Lastkreis auf getrennt wird;
eine Prüfanordnung mit einer zwei einseitig an einer Verbindungsstelle verbundene Halbbrücken aufweisenden offe nen Vollbrücke derart mit dem Anschlußpaar verbunden wird, daß die Vollbrücke durch den Strompfad des Elektrizitätszäh lers geschlossen wird;
zwischen der Verbindungsstelle und dem Nulleiter oder dem weiteren Phasenleiter des Wechselspannungsnetzes ein hochfrequenter Stromimpuls eingespeist wird;
zwischen einem Abgriff in einer der beiden Halbbrücken und einem Abgriff in der anderen Halbbrücke eine Spannung während des hochfrequenten Stromimpulses gemessen wird, und
aus der gemessenen Spannung ein Wert gewonnen wird, der anzeigt, ob der Phasenleiter an den Stromeingangsanschluß angeschaltet wurde.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Stromimpuls in Form einer gedämften hochfrequenten
Sinusschwingung eingespeist wird, und daß der Beginn und das
Ende einer Meßzeit in der die Spannung gemessen wird, in
Abhängigkeit von vorgegebenen Phasenereignissen des Strom
impulses gewählt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stromimpuls von einem einen Schwingkreis aufwei senden Generator erzeugt wird,
daß die Nulldurchgänge einer am Schwingkreis abgreifba ren Spannung erfaßt werden, und
daß die Messung etwa zum Zeitpunkt eines ersten Null durchgangs begonnen und etwa zum Zeitpunkt eines darauffol genden zweiten Nulldurchgangs beendet wird.
daß der Stromimpuls von einem einen Schwingkreis aufwei senden Generator erzeugt wird,
daß die Nulldurchgänge einer am Schwingkreis abgreifba ren Spannung erfaßt werden, und
daß die Messung etwa zum Zeitpunkt eines ersten Null durchgangs begonnen und etwa zum Zeitpunkt eines darauffol genden zweiten Nulldurchgangs beendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stromimpuls durch ein sprunghaftes Auslösen der ge
dämpften Sinusschwingung erzeugt wird und daß die Messung
beim zeitlich ersten Nulldurchgang begonnen und beim unmit
telbar darauffolgenden Nulldurchgang dieser gedämpften Sinusschwingung beendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannung gemessen wird, indem die
Spannung mehrfach abgetastet und die abgetasteten Span
nungswerte gespeichert werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannung gemessen wird, indem die
Spannung während einer Meßzeit integriert und ein inte
grierter Wert gebildet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vollbrücke verwendet wird, deren vier Zweige so ausgebildet sind, daß die Differenzen der Impedanzen der Zweige einen wesentlich geringeren Blindanteil der zwischen den beiden Abgriffen gemessenen Spannung bewirken als die Reaktanz des Strompfades des Elektrizitätszählers, und
daß der integrierte Wert als Anzeige für die Anschaltung des Phasenleiters an den Stromeingangsanschluß verwendet wird.
daß eine Vollbrücke verwendet wird, deren vier Zweige so ausgebildet sind, daß die Differenzen der Impedanzen der Zweige einen wesentlich geringeren Blindanteil der zwischen den beiden Abgriffen gemessenen Spannung bewirken als die Reaktanz des Strompfades des Elektrizitätszählers, und
daß der integrierte Wert als Anzeige für die Anschaltung des Phasenleiters an den Stromeingangsanschluß verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Verbinden der Prüfanordnung mit dem Elektri
zitätszähler ein Vergleichswert gewonnen wird, indem
die offene Vollbrücke durch einen Kurzschluß ge schlossen wird;
zwischen der Verbindungsstelle und dem Kurz schluß ein mit dem Stromimpuls im wesentlichen iden tischer Vergleichsstromimpuls eingespeist wird;
während des Vergleichsstromimpulses die Spannung zwischen den beiden Abgriffen in einer in ihrer Länge und in ihrer Phasenlage zu dem Stromimpuls mit der Meßzeit im wesentlichen identischen Vergleichs meßzeit in gleicher Weise integriert wird; und
die integrierte Spannung als Vergleichswert ge speichert wird; und
daß nach dem Bilden des integrierten Werts die Differenz zwischen dem integrierten Wert und dem Vergleichswert gebil det und als Anzeige für die Anschaltung des Phasenleiters an den Stromeingangsanschluß verwendet wird.
die offene Vollbrücke durch einen Kurzschluß ge schlossen wird;
zwischen der Verbindungsstelle und dem Kurz schluß ein mit dem Stromimpuls im wesentlichen iden tischer Vergleichsstromimpuls eingespeist wird;
während des Vergleichsstromimpulses die Spannung zwischen den beiden Abgriffen in einer in ihrer Länge und in ihrer Phasenlage zu dem Stromimpuls mit der Meßzeit im wesentlichen identischen Vergleichs meßzeit in gleicher Weise integriert wird; und
die integrierte Spannung als Vergleichswert ge speichert wird; und
daß nach dem Bilden des integrierten Werts die Differenz zwischen dem integrierten Wert und dem Vergleichswert gebil det und als Anzeige für die Anschaltung des Phasenleiters an den Stromeingangsanschluß verwendet wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schritte des Einspeisens des Strom
impulses und der Spannungsmessung innerhalb mehrerer auf
einanderfolgender Perioden der Wechselspannung des Wech
selspannungsnetzes mehrmals jeweils bei einer vorgegebenen
Phasendifferenz gegenüber dem Beginn der jeweiligen Periode
ausgeführt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromimpulse kurz vor oder etwa bei Erreichen der
Maxima der Wechselspannung eingespeist werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998126673 DE19826673C2 (de) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Prüfgerät und Prüfverfahren für Elektrizitätszähler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998126673 DE19826673C2 (de) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Prüfgerät und Prüfverfahren für Elektrizitätszähler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19826673A1 DE19826673A1 (de) | 1999-12-30 |
DE19826673C2 true DE19826673C2 (de) | 2002-01-10 |
Family
ID=7870981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998126673 Expired - Fee Related DE19826673C2 (de) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | Prüfgerät und Prüfverfahren für Elektrizitätszähler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19826673C2 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106501754B (zh) * | 2016-10-19 | 2023-05-02 | 浙江恩鸿电子有限公司 | 三相电能表的直流及偶次谐波影响量的试验装置 |
CN108919171B (zh) * | 2018-06-29 | 2023-12-26 | 国网宁夏电力有限公司固原供电公司 | 电表内部故障校验仪 |
CN110523647B (zh) * | 2019-10-08 | 2024-04-05 | 郑州三晖电气股份有限公司 | 一种通信模块自动化检测流水线系统及其工作方法 |
DE102020114445A1 (de) | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Westenergie Ag | Mobile Zähler-Sicherheitsvorrichtung |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3512912C2 (de) * | 1985-03-22 | 1989-12-28 | Thielscher-Electronic Gmbh, 4100 Duisburg, De | |
DE4324760A1 (de) * | 1993-07-23 | 1995-01-26 | Martin Dr Ing Kahmann | Schaltungsanordnung zur Prüfung von Wechselstrom-Energiemeßgeräten |
DE19526723C1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-02-13 | Siemens Ag | Elektrizitätszähler |
-
1998
- 1998-06-16 DE DE1998126673 patent/DE19826673C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3512912C2 (de) * | 1985-03-22 | 1989-12-28 | Thielscher-Electronic Gmbh, 4100 Duisburg, De | |
DE4324760A1 (de) * | 1993-07-23 | 1995-01-26 | Martin Dr Ing Kahmann | Schaltungsanordnung zur Prüfung von Wechselstrom-Energiemeßgeräten |
DE19526723C1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-02-13 | Siemens Ag | Elektrizitätszähler |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19826673A1 (de) | 1999-12-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3706659C2 (de) | ||
EP3335012B1 (de) | Elektronische steuerungseinheit | |
EP0432386B1 (de) | Anordnung zur Ermittlung von Werten elektrischer Grössen, die von Messwerten mindestens zweier elektrischer Eingangsgrössen der Anordnung ableitbar sind | |
DE602004012237T2 (de) | Verfahren zur präzisen bestimmung der position eines fehlers in einem elektrischen übertragungssystem | |
DE69212542T2 (de) | Anordnung zur Überwachung und Messung der Isolierung für elektrische Netze mit isoliertem Nulleiter | |
DE10106200C1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Isolationsüberwachung ungeerdeter elektrischer Netze | |
EP0693674B1 (de) | Vorrichtung mit einem Messtransformator zur Erfassung der position eines linear beweglichen Objektes | |
DE69706659T2 (de) | Prüfung von elektrischen anlagen | |
DE19826673C2 (de) | Prüfgerät und Prüfverfahren für Elektrizitätszähler | |
EP0045113B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Lokalisierung eines Erdschlusses | |
WO1998036285A1 (de) | Verfahren zum messen des widerstandes einer an einem drehübertrager angeschlossenen last | |
DE2545325C3 (de) | Schaltungsanordnung zur Messung des Isolationswiderstandes erdfreier Starkstromschaltungen | |
DE3723568C2 (de) | Differenzstromschutzschalter | |
DE19538163C1 (de) | Vorrichtung zur Drehzahl- und Drehrichtungserkennung mittels magnetfeldabhängiger Widerstandselemente | |
DE69405998T2 (de) | Elektrisches testgerät | |
EP0165512B1 (de) | Messverfahren zur Ermittlung der Differenz zwischen einer Wechselspannung und einer zweiten Spannung sowie Messvorrichtung zu seiner Anwendung | |
DE1591882B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur fehlerortung in einer wechselstromuebertragungsleitung | |
DE19631807C1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Drehfeldrichtung in einem Dreiphasennetz (Drehstromnetz) | |
DE10307668B3 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Parameter eines gelöschten Netzes | |
DE102018106940A1 (de) | Messvorrichtung, Messsystem und Verfahren zur verteilten Energiemessung | |
EP0692099B1 (de) | Phasenprüfgerät | |
DE3941975C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Überwachung von Isolationswiderständen in Stromnetzen | |
DE3636837C2 (de) | ||
DE19640821A1 (de) | Verfahren zur Erfassung von Erdschlüssen | |
DE3512912C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |