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Vorrichtung zur Überprüfung des Vorhandenseins
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einer Spannung an Teilen von elektrischen Anlagen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Uberprüfung des Vorhandenseins einer Spannung an Teilen von
elektrischen Anlagen, vorzugsweise für den Einsatz im Bergbau unter Tage,mit zwei
durch ein Verbindungskabel miteinander verbundenen Prüfgriffen, die Jeweils eine
einpolige Tastspitze und eine Meßenaltung enthalten.
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Verrichtungen der voranstehend beschriebenen Art,die auch als Spannungsprüfer
bezeichnet werden, sind für den normalen Gebrauch über Tage bekannt, sie sind jedoch
nicht für den einsatz unter age geeignet, da bei einer derartigen Benutzung das
Auftreten zündfähiger Funken ausgeschlossen sein muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art in schlagwetter- und explosionsgeschützter Ausführung zu schaffen,
die einen Anzeigebereich von etwa 2 bis looo Volt aufweist und trotzdem eine einfache
und handliche Bauart besitzt.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßschaltung eine wiederaufladbare Batterie umfaßt, welche
im Prüfstromkreis liegt und beim Berühren spannungsführender Anlageteile durch die
Tastspitze aufladbar ist.
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Durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei
identischen
Meßschaltungen, welche jeweils in einem Prüfgriff angeordnet sind, die miteinander
durch ein Verbindungskabel verbunden sind und außer der Meßschaltung jeweils eine
wiederaufladbare Batterie enthalten, kann mit der Vorrichtung das Vorhandensein
sowohl einer Gleichspannung als auch einer Wechselspannung überprüft werden, wobei
die jeweils mit ihrem Pluspotential an dem spannungsführenden Teil anliegende Meßschaltung
das Vorhandensein einer Spannung anzeigt. Bei einer anliegenden Wechselspannung
zeigen somit beide Meßschaltungen an. Übersteigt die angezeigte Spannung einen bestimmten
Wert,beispielsweise von 500 Volt, bewirkt der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
fliessende Strom ein Wiederaufladen der als Hilfsstromversorgung angeordneten Batterie
in dem jeweils am Pluspotential anliegenden Prüfgriff. Bei Bedarf können die beiden
wiederaufladbaren Batterien selbstverständlich auch mittels einer geeigneten Ladeeinrichtung
aufgeladen werden.
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Insgesamt ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Spannungsprüfer,
welcher das Entstehen von zündfähigen Funken bei der Benutzung ausschließt und durch
die wiederaufladbaren Batterien nicht nur eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer besitzt,
sondern auch durch den Wegfall auswechselbarer Batterien die Gefahr ausschließt,
daß durch den Einsatz bauähnlicher, aber ungeschützter Batterien die zwingend erforderliche
Schutzwirkung beseitigt wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jede wiederaufladbare
Batterie zwischen der Tastspitze und dem Verbindungskabel in Reihe mit einem vorgeschalteten
Widerstand und einer Diode und parallel zu einer Leuchtdiode und einem Transistor
geschaltet, dessen Basisstrom durch einen parallelgeschalteten Widerstand begrenzt
ist.
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Durch diese Ausbildung ist es unerheblich, welcher der beiden Prüfgriffe
mit seiner Tastspitze an dem Pluspotential angesetzt wird, da die jeweils zugehörige
Leuchtdiode das Vorhandensein der zu überprüfenden Spannung anzeigt. Der durch die
Prüfgriffe fliessende Strom wird durch den vorgeschalteten Widerstand auf einen
zulässigen Wert begrenzt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der rfindung ist parallel zur wiederaufladbaren
Batterie eine Zusatzdiode mit einer der Diode entgegengesetzten Durchlaßrichtung
angeordnet, so daß bei Gleichspannung jeweils nur eine Meßschaltung und bei Wechselspannung
beide Meßschaltungen abwechselnd in Funktion treten.
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Um unterschiedlich große Spannungen anzeigen zu können, ist gemäß
einem weiteren Merkmal der E Erfindung zwischen der Diode und der wiederaufladbaren
Batterie jeder Meßschaltung eine Glimmlampe angeordnet. Diese Glimmlampe zeigt eine
zu prüfende Spannung an, die beispielsweise oberhalb von loo Volt liegt, wogegen
die Leuchtdiode das Anliegen einer Spannung oberhalb von zwei Volt signalisiert.
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Um außer einer Begrenzung des Basisstroms des Transistors auch den
Kollektorstrom des Transistors zu begrenzen, kann zwischen der Leuchtdiode und dem
Transistor ein weiterer Widerstand angeordnet sein. Zur Unterdrückung von Brummspannungen
an der Basis des Transistors dient erfindungsgemäß ein diesem zugeordneter Kondensator.
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Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, die Meßschaltung und
die wiederaufladbare Batterie jedes Prüfgriffes unzugänglich im allseits verschlossenen
Gehäuse des Prüfgriffes anzuordnen, so daß Veränderungen der Meßschaltung und ein
Auswechseln der Batterie ohne eine erkennbare äußere Zerstörung nicht möglich sind.
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Damit ein Testen der jeweiligen Meßschaltung auf Funktionsfähigkeit
ohne Schwierigkeiten möglich ist,wird mit der Erfindung schließlich vorgeschlagen,
in jedem Gehäuse eine Testelektrode mit einem für die jeweils andere Tastspitze
zugänglichen Testkontakt anzuordnen, an dem das Pluspotential der wiederaufladbaren
Batterie anliegt. Wird die Tastspitze des einen Prüfgriffes an den Testkontakt des
anderen Prüfgriffes angesetzt, zeigt die Leuchtdiode der angelegten Tastspitze durch
Aufleuchten an,daß daß sich die jeweilige
Meßschaltung in einem
einwandfreien Zustand befindet.
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Aur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigen: Fig, 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung.
deren einer Prüfgrif in Längeschnitt gezeichnet ist, und Pig. 2 ein Schaltbild der
beiden Meßschaltungen.
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Die auf der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Überprüfung des
Vorhandenseins einer Spannung an Teilen von elektrischen Anlagen umfaßt zwei gleichartige
Prüffgriffe A und B, deren Aufbau am besten im linken Teil der Fig. 1 zu erkennen
ist. Jeder Prüfgriff A bzw. besitzt ein zylindrisches Gehäuseunterteil 1, in welchem
eine wiederaufladbare Batterie 2 angeordnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
wurde eine dreizellige Nickel-Cadmium-Batterie verwendet, deren Minuspotential über
einen Kontaktpunkt 3 sowie durch ein Verbindungskabel 4 mit den entsprechenden Kontaktpunkt
3 der anderen Batterie 2 verbunden ist. Das Verbindungskabel 4 ist in Jedem Prüfgriff
A und B durch eine Knickschutztülle 5 umgeben und durch eine Zugentlastungsschelle
6 gehalten.
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Das Pluspotential Jeder Batterie 2 steht in Berührung mit einer Kontaktplatte
7, die durch eine Zylinderfeder 8 belastet ist.
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In das Gehäuseunterteil 1 ist ein Gehäuseoberteil 9 eingeschraubt,
welches eine Meßschaltung enthält und durch eine Gehäusespitze lo abgedeckt ist.
Die Gehäusespitze 10 wird nach dem Einbau der Meßschaltung unlösbar mit dem Gehäuseoberteil
9 verbunden, welches seinerseits durch Verkleben des Gewindes unlösbar mit dem Gehäuseunterteil
1 verschraubt wird. Im Vorderteil der Gehäusespitze lo ist jeweils eine Tastspitze
11 angeordnet, die zugleich einen Widerstand 12 bildet und durch eine Vergußmasse
13 in der Gehäusespitze 10 befestigt ist. Über eine Kegelfeder 14 steht jede Tastspitze
11 mit der zugehörigen Meßschaltung in ständiger Verbindung.
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Der Aufbau der in jedem Prüfgriff A bzw. B angeordneten Meßschaltung
ist
aus Fig. 2 ersichtlich. Diese Darstellung läßt erkennen, daß in Reihe mit dem Widerstand
12 und zwischen diesem und der zugehörigen Batterie 2 eins Diode 15 sowie eine Glimmlampe
16 angeordnet sind. Parallel zur Batterie 2 sind Jeweils eine Leuchtdiode 17 und
ein Transistor 18 angeordnet, dessen Kollektorstrom durch einen vorgeschalteten
Widerstand 19 begrenzt ist. Auch der Basisstrom des Transistors 13 ist durch einen
den voranstehend erwähnten Schaltungselementen parallel geschalteten Widerstand
20 begrenzt. Um Brummspannungen an der Basis des Transistors 18 zu unterdrücken,
ist dem Transistor 18 weiterhin ein Kondensator 21 zugeordnet. In Reihe mit dem
Widerstand 12 und parallel zu den anderen Schaltungselementen ist schließlich eine
Zusatzdiede 22 geschaltet, deren Durchlaßrichtung der der Diode 15 entgegene setzt
ist.
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Wie Fi.2 erkennen läßt, ist der Aufbau der beiden voranstehend beschriebenen
Meßschaltungen identisch. Zwischen den in Fig. 2 schematisch eingezeichneten Tastspitzen
11 lassen sich sowohl Gleichspannungen als auch Wechselspannungen im Bereich zwischen
2 und looo Volt feststellen.
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Wenn ein Pluspotential an einer der beiden Tnatspltzen 11 anliegt,
wird die jeweils andere Meßschaltung durch die Zusatzdiode 22, die dann in Flußrichtung
liegt, Überbrückt. Das gleiche geschieht, wenn das Pluspotential wechselt. Bei einer
zu ermittelnden Gleichspannung spricht somit die Meßschaltung in demjenigen Prüfgriff
A bzw. B an,an welchem das Pluspotential anliegt. aol einer Wechselspannung zeigen
beide Meßschaltungen an. Im folgenden soll zum besseren Verständnis davon ausgegangen
werden, daß eine Gleichspannung an einer der Tastspitzen 11 anliegt.
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Über die Widerstände 12 und 20 gelangt das Pluspotential an die Basis
des Transistors 18 und steuert diesen, sofern die Spannung größer als 2 Volt ist,
in den leitenden Zustand. Der dann fliessende Kollektorstrom des Transistors 18
fließt durch die Leuchtdiode 17,wobei er vom Widerstand 19 beispielsweise n'&f
1 mA
begrenzt wird. D.n Strom liefert die dreizellige Batterie 2
mit beispielsweise 10 Milliamperestunden. Der Widerstand 20 begrenzt gleichseitig
den Basisstroni da Transistors18.
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Eventuell auftretende Brummspannungen an der Basis dieses Transistors
18 werden durch den Kondensator 21 unterdrückt.
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Sofern die zu prüfende Spannung größer als beispielsweise 100 Volt
ist, zeigt dies zusätzlich die Glimmlampe 16 an. Der Glimmlampenstrom wird durch
den Widerstand 12 begrenzt; er kann nur in Durchflußrichtung der Diode 15 über die
Batterie 2 fließen.
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Bei beispielsweise 500 Volt beträgt der Strom durch die Meßschaltung
2,05 mA, so daß bereits ein Ladestrom für die Batterie 2 von 1 mA fließt.
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Die Zusatadiode 22 überbrückt die Meßschaltung, wenn an der zuge hörigen
Tastspitze 11 ein Minuspotential anliegt, ohne daß hierbei die Batterie entladen
wird. Bei einer anliegenden Gleichspannung spricht somit inner nur diejenige Meßschaltung
an, an deren Tastspitze 11 ein Pluspotential ansteht. Der Jeder Tastspitze 11 nachgeschaltete
Widerstand 12 beträgt beispielsweise 100 Kilo Ohm, welcher infolge des Gesamtwiderstandes
von 200 Kilo Ohm den Strom bei beispielsweise 1000 Volt auf 5 mA begrenzt.
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Durch die in jedes frtWaritr A und B eingebaute Batterie a ist ein
Testen der Vorrichtung auf Funktionsfähigkeit möglich. Zu diesem Zweck enthält jeder
Prüfgriff A und B eine Testelektrode 23 mit einem Testkontakt 24. Diese beiden Schaltungselemente
sind im linken Teil der Fig. 1 zu erkennen, die ebenfalls die Lage der Glimmlampe
16 und der Leuchtdiode 17 innerhalb des Gehäuseoberteiles 9 erkönnen läßt, und zwar
unterhalb eines Ausschnittes in diesem Gehäuseroberteil 9, der durch ein lichtdurchlässiges
Fenster 10a in der Gehäusespitze 10 eine Beobachtung des Aufleuchtens der Glimmlampe
16 sowie der Leuchtdiode 17 ermöglicht.
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Wird die eine Tastspitze 11 an den mit dem Fluspotential der Batterie
2 in VerblMun£ stehenden Tastkontakt 24 des anderen Prüfgriffes aqelegt,so leuchtet
die leuchtdiode 17 des angelegten
Prüfgriffes A bzw. B auf, wodurch
eine einwandfreie Funktion der zugehörigen Meßschaltung signalisiert wird. Durch
ein wechselzeitige Berühren der Testkontakte 24 mit der Tastspitze 11 des Jeweils
anderen Prüfgriffes läßt sioh somit die gesamte Vorrichtung auf Funktionsfähigkeit
prüfen.
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Bereits bei Spannungen oberhalb von 400 geht die diesen Betrag Überschreitende
3panung als Ladestrom in die Jeweilige Batterie 2 ein. Bei vollständig entladener
Batterie 2 beträgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Lade:eit mit 500 Volt
etwa 20 Stunden. Mittels eines geeigneten Ladegerätes ist deshalb auch bei völliger
Entladung ein Wiedersufladen der Batterien 2 möglich, beispielsweise wenn die voranstehend
beschriebene Vorrichtung stets zur Überprüfung von Spannen unterhalb 400 Volt be.
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nutzt worden ist. Die Kapazität der beschriebenen Batterien 2 reicht
bei einer derartigen Benutzung für eine Benutzungsdauer von über einem Jahr aus.
Durch Wiederaufladen kann die Benutzungsdauer auf mehrere Jahre verlängert werden.