DE2317743C2 - Verfahren zur Inbetriebnahme bzw. Außerbetriebsetzung eines einpoligen Spannungssuchers für Wechselhochspannung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einpoligen Spannungssucher für Wechselhochspannung mit optischer und/oder akustischer Signalgabe, mit einer von einer Batterie gespeisten Anzeigeschaltung, wobei die Bauteile der Anzeigeschaltung in einem auf einer Isolierstange anbringbarcn Kopfteil untergebracht sind, und mit einer am Kopfteil angebrachten, zur Anlage an eine Wechselhochspannung führende Leitung dienende Prüfspitze, und einer Gegengewichtskapazitat. und wobei Maßnahmen zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung bei

ίο vorhandener bzw. verschwindender Hochspannung vorgesehen sind.

Es sind eine Anzahl von Geräten zum Nachweis von Hochspannungen führenden Leitungen bekanntgeworden. Hierbei wird meist eine Prüfspitze an die Leitung angelegt, welche über einen Widerstund mit einer Geaengewichtskapazität verbunden ist. Der Widerstand Tsl gleichzeitig Eingangswiderstand eines Verstärkers, dem z. B. ein Multivibrator und die Anzeigeeinrichtung nachgeschaltct wird. So ist ein Hochspannungssucher

ao bekanntgeworden, der eine elektronische Schaltung besitzt. Dieser schaltet sich sclb.vnälig ein bzw. aus wenn Hochspannung vorhanden ist oder nicht (ÖZE, |g. 21. Heft 5. Mai 1%8. S. 258 bis 2b4). Durch die dort ein gangsseisig verwendete Zenerdiode entstehen aber

as Schwierigkeiten in der Anpassung an eine definierte Schaltschwclle, wobei durch die Temperaturabhängig keil der Diode zusätzlich der Anwendungsbereich eingeschränkt wird. Ein Hochspannungssucher ist aber, insbesondere beim Arbeiten im Freien, extremen Umgebungstemperaturen ausgesetzt.

Als Anzeigeeinrichtungen finden elektrische Meßgeräte, elektromagnetische Schauzeichen oder Glühlampen Verwendung. Es sind auch Geräte bekanntgeworden, welche zur Anzeige Gasentladungsröhren besitzcn. die in geeigneter Weise zwischen Prüfspitze und Gegenelektrode geschaltet sind. Eine intermittierende Anzeige läßt sich durch Zusammenschaltung einer Gasentladungsröhre mit einer Widerstands-Kondensator kombination erreichen.

Die bekannten Ausführungen von Hochspannungssuchern. in welchen keine Verstärkung des Eingangssignals vorgesehen ist. sind zumeist unempfindlich und besitzen keine definierte Ansprechschwcllc. Die Wahrnchmbarkcit der Anzeige ist meist unbefriedigend.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen in Abhängigkeit von vorhandener Hochspannung sich selbsttätig ein- bzw. ausschaltender Hochspannungssucher anzugeben, der in einfacher Weise mit einem Minimum an elektronischen Bauelementen aufgebaut werden kann, der auch bei extremen Umgebungstemperaturen zuverlässig arbeitet und der so ausgelegt ist, daß auch eine alle Funktionselementc erfassende Eigenprüfung ohne großen Schaltaufwand eingeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anzeigeschaltung aus bei fehlender Hochspannung nicht Strom verbrauchenden, ständig an die Batterie angeschlossenen elektronischen Bauelementen, und zwar einem Grenzwertschalter, einem nachgcschalteten Zeitglied, welches mit dem 5-(Setz-)Eingang einer dominierend speichernd arbeitenden bistabilen Speicherstufe verbunden ist und einem nachgeschaltcten elektronischen Schalter und aus durch den elektronischen Schalter an die Batterie an- bzw. abzuschaltenden Bauelementen, und zwar einem Impulsgenerator, dessen Impulse einerseits durch eine Rückführungsleitung an den /.-(Lösch-jEingang der Speicherstufe zurückgeführt und andererseits dem Eingang eines Lei-

stungsverstärkers zugeführt werden, welcher wiederum mit einem optischen und/oder akustischen Signalgeber verbunden ist, besteht

hin derartiger aufgebauter Hochspannungssucher benötigt keinen von Hand zu betätigenden Schalter zur Inbetriebnahme. Beim Anlegen dieses ilochspannungsjuchers an die zu prüfende Spannung schaltet sich die Batterie selbsttätig an die Anzeigeschaltung und beim Abnehmen erfolgt eine selbsttätige Abschaltung. Ein solcher elektronischer Schalter besitzt den Vorteil, daß er frei ist von der aus Sicherheitsgründen unzulässigen Handbedienung. Weiterhin ist zu bedenken, daß ein Stromverbrauch nur dann auftritt, wenn ein Hochspannung führendes Teil an der Prüfspitze anliegt. Ein Vergessen des Ausschalten nach Durchführung der Prüfung kann nicht erfolgen, so daß eine Entladung der Batterie aus solchen Gründen auch nicht eintreten

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß ein programmierbarer Unijuncticn-Transistor als Gren/wertschaltcr, Speicherstufc und elektronischer Schalter dient. Mit einem solchen Unijunction-Transistor erreicht man eine wesentliche Vereinfachung der Schaltung.

Zwischen Prüfspitze und Gegengewichtskapazität as b/w. an den Eingang der Anzeigeschaltung kann ein spannungsabhängiger Widerstand geschaltet sein. Hierdurch werden eventuell auftretende Spannungsspit/en von der Anzeigeschaltung ferngehalten.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin. daß als optische Signalgeber Lumineszenz-Dioden dienen. Solche Leuchtdioden sind stoßunempfindlich und besitzen eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer. Es sind aber auch elektrooptische Wandler wie Laserdioden oder Bauelemente, die nematische Substanzen enthalten, einsetzbar.

Die Bauelemente der Anzeigeschaltung sind vorteil hafterweise in einem Gießharzblock eingegossen. Die gesamte Anzeigeschaltung hat den Vorteil, daß sie keine beweglichen oder dem Verschleiß unterworfenen Bauelemente besitzt, so daß sie hochspannungsfest und geschützt gegen äußere mechanische Einflüsse vergossen werden kann.

Zwischen den Eingang der Anzeigeschaltung bzw. die Prüfspitze und die Batterie ist unter Zwischenschaltung eines Widerstands ein handbetätigter Taster geschaltet. Diener dient zur Eigenprüfung der Schaltung. Die Versorgungsspannung wird über den Taster und einen Widerstand an die Prüfspitze gelegt. Hierdurch wird eine an der Prüfspitze anliegende Hochspannung simuliert. Die Signalgeber sprechen an und zeigen, daß der Hochspannungssucher funktionstüchtig ist.

Die Gegengewichtskapazität kann zweckmäßigerweise als Behälter für die Anzeigeschaltung und/oder die Batterie ausgebildet sein.

Der erfindungsgemäße Hochspannungssucher wird an Hand der F i g. 1 und 2 beispielsweise näher erläutert.

Nach dem Blockschaltbild gemäß F 1 g. 1 liegt der Eingang eines Grenzwertschalters 1 der Prüfspit/.e 2 und dem Gegengewicht 3. Nach Anlegen der Prüfspitze 2 des Hochspannungs^nzeigers an ein Strom führendes Anlageteil eines Wcchselspannungsnetzes fließt über die Prüfspitze 2 und den Eingangswiderstand des Grenzwertschalters 1 ein kleiner Wechselstrom zur Gegengewichtskapazität 3. Überschreitet der Scheitelwert des Wechselstromes die eingestellte Schwelle des Grenzwertschalters 1. so gibt sein Ausgang ein Signal ab, welches nach einer Verzögerungszeit durch das Zeitglied 4 die bistabile Speicherstufe 5 setzt. Das Ausgangssignal der Speicherstufe 5 steuert einen elektronischen Schalter 6, der den Impulsgenerator 8 und den Leistungsverstärker 9 mit der Batterie 7 verbindet und damit in Betrieb setzt. Die vom Generator 8 erzeugten Impulse steuern den Leistungsverstärker 9 an, der die optischen und/oder akustischen Signalgeber 10 treibt und eine intermittierende Signalabgabe auslöst.

Die am Ausgang des Generators 8 anstehenden Impulse werden über die Rückführung 11 an den Löscheingang der Speicherzelle 5 geführt. Da die Speicherzelle 5 dominierend speichernd ausgeführt ist, wird der Speicher nur dann gelöscht, wenn das Eingangssignal ausbleibt. Nach Ablegen der Prüfspitzen 2 von dem zu prüfenden Anlageteil schaltet sich deshalb die Batterie über den Schalter 6 selbsttätig ab.

Zur Eigenprüfung des Hochspannungssuchers wird die Batterie 7 über den Taster 12 und den Widerstand 13 an die Prüfspitze 2 gelegt. 1st die Batteriespannung hoch genug, um einen ausreichenden Strom durch den Widerstand 13 /u treiben, so wird eine an der Prüfspitze 2 anliegende Hochspannung simuliert. Die Signalgeber am Ausgang zeigen an. daß der Hochspannungssucher funktionstüchtig ist.

In F i g. 2 ist ein Schallungsbeispiel eines Hochspannungssuchers gezeigt, in welchem ein Schaltelement mit Durchbruchcharakteristik. 1. B. ein programmierbarer Unijunction-Transistor 14, im folgenden PUT genannt, eingesetzt wird.

Die Funktionen des Grenzwertsehalters 1. der Speicherzelle 5 und des elektronischen Schalters 6 werden durch den PUT mit dem Widerstandsnetzwerk 19 ipi Gilterkreis und dem Arbeitswiderstand 20 erfüllt. Der Multivibrator aus den Transistoren 15/16 und den übrigen RC-Bauelementen übernimmt die Aufgabe des Rechleckgenerators 8 und des Leistungsverstärkers 9. Als An/eigeelemente werden zwei oder mehrere Lumineszenz-Dioden 17 verwendet. Zur Eigenprüfung dient der Tastschalter 12 und der Widerstand 13. Der Löschkreis 11 wird aus dem Kondensator 25 gebildet. Die Stromversorgung 22 ist eine Batterie, die ständig an die Schaltung angeschlossen bleibt.

Ein Wechselstrom, der zwischen der Prüfspitze 2 und der Gegengewichtskapazität 3 über die Serienschaltung der Widerstände 13 und 19 fließt, teilt sich auf das Widerstandsnetzwerk 19 und den Eingangswiderstand zwischen Gate und Anode des PlJTs 14 auf. Überschreitet der negative Scheitelwert des Wechselstroms im Eingangswiderstand den Hökerstrom des PUT, so schaltet der PUT durch und es werden der Lastwiderstand 20 und die beiden Basiswiderstände 21 an Spannung gelegt. Erst jetzt kann von der Batterie 22 Strom über die Widerstände 21 in die Basen der Transistoren 15/16 fließen. Wegen der gegenseitigen zeitabhängigen Rückkopplung 24 sperren und leiten die Transistoren 15/16 abwechselnd und bringen die beiden Lumineszenz-Dioden 17 im Gegentakt zum Leuchten. Die Schutzwiderstände 23 begrenzen die Ströme der Lumineszenz-Dioden auf zulässige Werte. Der PUT schaltet lediglich den kleinen Basisstrom des jeweils leitenden Transistors und den geringen Arbeitsstrom durch den Widerstand 20, weshalb sehr empfindliche PUTs mit kleinen Hökerströmen eingesetzt werden können.

Der Arbeitswiderstand 20 legt beim gesperrten PUT die Basen der Transistoren 15/16 über die Widerstände 21 an das negative Potential der Stromquelle. Dadurch kann der Emitter-Collector-Reststrom der beiden

Transistoren 15/16 klein gehalten werden und die Batterie 22 wird im Ruhezustand der Schaltung praktisch nicht entladen.

Der Transistor 16 schaltet periodisch den Kondensator 25 parallel zum Arbeitswiderstand 20; dadurch fällt die Spannung an diesem Widerstand kurzzeitig auf 0 ab und der PUT sperrt. Mit diesem anschließenden Ladevorgang des Kondensators 25 steigt die Spannung wieder an, und der PUT wird wieder leitend, solange sein Gitter noch angesteuert wird. Der Kondensator 25 entlädt sich danach über den Schutzwiderstand 23.

Die kurze Unterbrechung der Basisströme wirkt sich auf die Anzeige nicht aus, da die Ladung der Rückkopplungskondensatoren 24 genügend hoch ist, um den gerade leitenden Transistor durchgesteuert zu hallen.

Mit dem im Gitterkreis liegenden Widerstandsnetzwerk 19 kann die Ansprechwelle des PUT durch Verlängerung des Gesamtwiderstandswertes in weiten Grenzen eingestellt werden. Ein Widerstand 18 mit negativen Temperaturkoeffizienten im Widerstandsnetz- ao werk 19 kompensiert die Temperaturdrift des Hökerstromes.

Da der PUT gleichermaßen auf Gleichstrom und den Scheitelwert eines Wechselstromes reagiert, kann zui Eigenprüfung die Versorgungsspannung herangezogen werden. Mittels des Tasters 12 läßt sich die Batteriespannung über den Widerstand 1.3 an den Eingangskreis des PUT 14 legen. Die einsetzende Anzeige dci Lumineszenz-Dioden 17 zeigt die Betriebstüchtigkeil des Gerätes an. Durch entsprechende Wahl des Widerstandswertes 13 wird der Ladezustand der Batterie 22 in die Prüfung miteinbczogen.

Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 sind keine Schallungsmaßnahmen zur zeitlichen Verzögerung de· Eingangssignals angegeben. Durch Einfügen eines ge eigneten Zeitgliedes 4, wie in F i g. 1 dargestellt, lasser sich Fehlanzeigen ausschließen. Es ist auch möglich beispielsweise zwischen der Prüfspitze 2 und dem Gc gengcwicht 3, oder an anderer Stelle im Eingangskreis einen spannungsabhängigen Widerstand einzufügen der bei Spannungsimpulsen niederohmig wird, und di< Ansprechschwelle des PUT höher legt, wodurch da: Durchschalten des PUT verhindert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einpoliger Spannungssteller für Wechselhochspannung mit optischer und/oder akustischer Signalgabe, mit einer von einer Batterie gespeisten Anzeigeschaltung, deren Bauteile in einem auf einer Isolierstange anbringbaren Kopfteil untergebracht sind, und mit einer am Kopfteil angebrachten, zum Anlegen an eine Wechselhochspanrsung führende Leitung dienenden Prüfspitze, und einer Gegengewichtskapazität, wobei der Eingang der Anzeigeschaltung zwischen Prüfspitze (2) und Gegengewichtskapazität (3) geschaltet ist, und wobei Maßnahmen zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung bei vorhandener bzw. verschwindender Hochspannung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeschaltung aus bei fehlender Hochspannung nicht stromverbrauchenden, ständig an die Batterie (7) angeschlossenen elektronischen Bauelementen, und zwar einem Grenzwerlschalter (I), einem nachgeschalteten Zeitglied (4), welches mit dem .V-(Seiz-)Eingang einer dominierend speichernd arbeitenden bistabilen Speicherstufe (5) verbunden ist und einem nachgeschalteten elektronischen Schalter (6) und aus durch den elektronischen Schalter (6) an die Batterie (7) an- bzw. abzuschaltenden Bauelementen, und zwar einem Impulsgenerator (8), dessen Impulse einerseits durch eine Rückführungsleitung (11) an den /.-(LöschJEingang der Speicherstufe (5) zurückgeführt und andererseits dem Eingang eines Leisiungsvcrstärkers (9) zugeführt werden, welcher mit einem optischen und/ oder akustischen Signalgeber (10) verbunden ist, besteht.

2. Hochspannungssucher nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß als Grenzwertschalter (1). Speicherstufe (5) und elektronischer Schalter (6) ein programmierbarer Unijunction-Transistor (14) dient.

3. Hochspannungssucher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Prüfspitze (2) und Gegengewichtskapazität (3) bzw. an den Eingang der Anzeigeschaltung ein spannungsabhängiger Widerstand geschaltet ist.

4. Hochspannungssucher nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß als optische Signalgeber Lumineszenz-Dioden dienen.

5. Hochspannungssucher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente der Anzeigeschaltung in einem Gießharzblock eingegossen sind.

b. Hochspannungssucher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Eingang der Anzeigeschaltung oder die Prüfspitze und die Batterie (7) vornehmlich unter Zwischenschaltung eines Widerstands (13) ein handbetätigter Taster (12) zur Eigenprüfung des Hochspannungssuchers geschaltet ist.

7. Hochspannungssucher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegengewichtskapazität (3) als Behälter für die Anzeigeschaltung und/oder Batterie ausgebildet ist.