DE3232721A1

DE3232721A1 - Verfahren und vorrichtung zum ueberpruefen einer elektrischen isolationsueberwachungseinrichtung

Info

Publication number: DE3232721A1
Application number: DE19823232721
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 4050 Mönchengladbach Duda
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1982-09-03
Publication date: 1984-03-08

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen einer elektrischen Isolationsüberwachungseinrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer elektrischen Isolationsüberwachungseinrichtung in einem ungeerdeten Wechsel- oder Gleichspannungsnetz, z. B. für den Hilfs- oder Steuerstromkreis einer Be- oder Verarbeitungsmaschine, bei dem durch eine Erdverbindung künstlich eine hochohmige Isolationsverschlechterung herbeigeführt wird und umfaßt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In ungeerdet betriebenen Hilfsstromkreisen zeigt der erste Erdschluß noch keine Wirkung. Ein zweiter Erdschluß kann jedoch zur Kontaktüberbrückung und damit zum unbeabsichtigten Anlauf einer Maschine führen oder das beabsichtigte Stillsetzen verhindern. Deshalb sind ungeerdet betriebene Hilfsstromkreise an Be- und Verarbeitungsmaschinen obligatorisch mit einer Isolationsüberwachungseinrichtung zu betreiben (VDE 0113). Bekannte Isolationswächter melden einen Erdschluß oder führen zur Abschaltung des Hilfsstromkreises. Eine Funktionskontrolle dieser Uberwachungsorgane wird mittels manuell zu betätigenden Tastern und durch Beobachten von Meldeleuchten vorgenommen.
Diese manuellen Kontrollarbeiten sind in der Betriebspraxis nachteilig. Insbesondere kann es vorkommen, daß die Kontrolle versehentlich unterlassen wird. Außerdem stört der mit der manuellen Kontrolle verbundene konstruktive Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überprüfen einer elektrischen Isolationsüberwachungseinrichtung zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet, das insbesondere auf einfache Weise unter Vermeidung manueller Kontrolle eine automatische Überprüfung gestattet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die manuellen Kontrollarbeiten vermieden, wobei statt dessen ein automatisch ablaufender Test bei jedem Einschaltvorgang durchgeführt wird. Dadurch wird menschliches Versagen beim Durchführen von routinemäßiger Kontrollarbeit vermieden. Außerdem werden der Steuerunqsaufbau und die Bedienung einer Maschine durch Fortfallen von Befehlsgebern und Meldeleuchten wesentlich vereinfacht.
Es wird ein ordnungsgemäßer Erstanschluß überwacht.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum automatischen Überprüfen einer elektrischen Isolationsüberwachungseinrichtung verwirklicht. Wesentlich ist, daß durch das Verfahren eine Selbstüberwachung stattfindet.
Bei jedem Einschalten der Versorgungsspannung wird ein Eigenfunktionstest des Isolationswächters durchgeführt.
Hierzu wird ein definierter Ausgangszustand der Uberwachungseinrichtung überprüft; dazu gehört auch die Grundstellung des Löschtasters. Anschließend wird ein Isolationsfehler absichtlich hervorgerufen, um das einwandfreie Arbeiten des Isolationswächters zu überprüfen. Erst nach Ansprechen der Überwachungseinheit wird der "Isolationsfehler" wieder beseitigt. Danach wird eine Fehlerspeichereinheit eingeschaltet, und der eingeschaltete Zustand-wird überprüft. Erst jetzt wird die Ausgangs spannung freigegeben und die Freigabe beispielsweise durch eine LED-Anzeige mitgeteilt. Tritt ein Isolationsfehler auf, so wird dieser gespeichert und führt zur Abschaltung der Ausgangsspannung; die LED-Anzeige erlischt. Nach Beheben des Fehlers ist ein Einschalten der Ausgangsspannung wie folgt möglich: entweder wird die Versorgungsspannung aus- und wieder eingeschaltet oder es wird der "Ldsch-Taster" betätigt.
In beiden Fällen wird ein vollständiger Eigenfunktionstest durchgeführt. Während der Dauer des Isolationsfehlers führt ein Einschaltversuch zum wiederholten Abschalten der Ausgangsspannung.
Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Spannungsquelle an eine Ablaufsteuereinrichtung und eine Isolationsüberwachungseinrichtung angeschlossen ist, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung mit der Ablaufsteuereinrichtung in Verbindung steht. Vorzugsweise weist die Ablaufsteuereinrichtung eine erste Steuereinheit auf, an die eine zweite Steuereinheit angeschlossen ist, sind an die zweite Steuereinheit eine dritte Steuereinheit und eine vierte Steuereinheit angeschlossen, ist an die vierte Steuereinheit eine fünfte Steuereinheit angeschlossen, der ein Ausgang folgt und ist die Isolationsüberwachungseinrichtung an die dritte Steuereinheit und an die vierte Steuereinheit angeschlossen.
Um ein sicheres Arbeiten der Vorrichtung zu gewährleisten, bestehen die wesentlichen Teile der Steuerung vorzugsweise aus Relais mit zwangsgeführten Kontakten. Dadurch ist eine Selbstüberwachung des Gerätes möglich und deshalb verhindert ein Funktionsfehler das Einschalten des Hilfsstromkreises. Mit Vorteil ist an die erste Steuereinheit ein Löschtaster angeschlossen.
Vorzugsweise ist an die zweite Steuereinheit ein Prüftaster angeschlossen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist an den Ausgang ein optisches Anzeigegerät angeschlossen. Diese Prüf- und Meldeeinrichtungen sind eingebaut. Diese erleichtern im Fehlerfall die notwendigen Servicearbeiten. Sie werden nicht für routinemäßige Kontrollarbeiten benötigt, da sich das Gerät selbst überwacht.
Der Ansprechwert der Isolationsüberwachung ist bis in den Mga-Ohm-Bereich programmierbar. Die Vorrichtung arbeitet bei verschiedenen Gleichspannungen. Kurzzeitig (msec-Bereich) auftretende, hochohmige Erdschlüsse werden mittels Filter ignoriert, um die Empfindlichkeit des Uberwachungsorgans herabzusetzen (kapazitive Störkopplung). Je niederohmiger der Erdschluß ist, um so geringer wird die Filterwirkung.
Schließlich ist konstruktiv ein kompakter, preiswerter Aufbau der Vorrichtung möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auf eine fache Weise nachträglich in vorhandene Anlagen einbauen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 schematisch den Anschlußplan der erfindungsgemäßen Vorrichtung (selbstüberwachender Isolationswächter), Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindunqsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 ein Flußdiagramm, nach dem die Isolationsüberwachungseinrichtung und die Ablaufsteuereinrichtung betrieben werden und Fig. 4 schematisch einen erweiterten Anschlußplan der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt schematisch ein Gehäuse 1, in dem (nicht dargestellt) die Isolationsüberwachungseinrichtung (Isolationswächter) und die Ablaufsteuereinrichtung angeordnet sind. Am Gehäuse sind eine optische Anzeige 2 für den Betrieb, eine Prüftaste 3 und eine Löschtaste 4 angebracht. Mit E1 und E2 sind die Eingänge für die Versorgungsspannung gekennzeichnet, mit A1 und A2 sind die Ausgänge für die Ausgangs spannung (Hilfsstronkreis) gekennzeichnet. Mit 4 ist die Erdverbindung bezeichnet.
Nach Figur 2 ist die Spannungsquelle 5 an die Ablaufsteuereinrichtung 6 und an eine geerdete Isolationsüberwachungseinrichtung 7 angeschlossen, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung 7 auch mit der Ablaufsteuereinrichtung 6 in Verbindung steht. Die Ablaufsteuereinrichtung 6 weist eine erste Steuereinheit 8 auf, an die eine zweite Steuereinheit 9 angeschlossen ist. An die zweite Steuereinheit 9 sind eine dritte Steuereinheit 10 und eine vierte Steuereinheit 11 angeschlossen. An die vierte Steuereinheit 11 ist eine fünfte Steuereinheit 12 angeschlossen, der ein Ausgang 13 folgt. Die Isolationsüberwachungseinrichtung 7 ist an die dritte Steuereinheit 10 und an die vierte Steuereinheit 11 angeschlossen.
Figur 3 zeigt beispielhaft ein Flußdiagramm, nach dem die als Blockschaltbild in Figur 2 gezeigte Isolationsüberwachungseinrichtung 7 und die Ablaufsteuereinrichtung 6 betrieben werden.
Nach Figur 4 sind mit K2 Kontakte gezeigt, um die Ruhestellung des Relais K2 zu kontrollieren. An dem Gehäuse 1 befinden sich Anschlüsse 15, 16, um die Ruhestellung des Tasters zu kontrollieren. Mit 16 ist eine elektrische Überbrückung bezeichnet.

Claims

Ansprüche Verfahren zum Uberprüfen einer elektrischen Isolationsüberwachungseinrichtung in einem ungeerdeten Wechsel- oder Gleichspannungsnetz, z. B. für den Hilfs- oder Steuerstromkreis einer Be- oder Verarbeitungsmaschine, bei dem durch eine Erdverbindung künstlich eine hochohmiqe Isolationsverschlechterunq herbeigeführt wird, wodurch sich die Funktionsfähigkeit der Isolationsüberwachungseinrichtung ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß nach den Anlegen der Versozgunqsspannungautomatisch ein Isolationsfehler erzeugt wird, dieser als Isolationsfehler festgestellt (erkannt) wird und erst anschließend die Isolation der übrigen elektrischen Schaltungen überwacht wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsüberwachungseinrichtung zusammen mit einer Ablaufsteuereinrichtung betrieben wird.
3) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle (5) an eine Ablaufsteuereinrichtung (6) und eine Isolationsüberwachungseinrichtung (7) angeschlossen ist, wobei die Isolationsüberwachungseinrichtung (7) mit der Ablaufsteuereinrichtung (6) in Verbindung steht.
4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufsteuereinrichtung (6) eine erste Steuereinheit (8) aufweist, an die eine zweite Steuereinheit (9) angeschlossen ist, daß an die zweite Steuereinheit (9) eine dritte Steuereinheit (10) und eine vierte Steuereinheit (11) angeschlossen sind, daß an die vierte Steuereinheit (11) eine fünfte Steuereinheit (12) angeschlossen ist, der ein Ausgang (13) folgt und daß die Isolationsüberwachungseinrichtung (7) an die dritte Steuereinheit (10) und an die vierte Steuereinheit (11) angeschlossen ist.
5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bis fünfte Steuereinheit (8 bis 12) im wesentlichen aus Relais mit zwangsgeführten Kontakten bestehen.
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die erste Steuereinheit (8) ein Löschtaster (4) angeschlossen ist.
7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die zweite Steuereinheit (9) ein Prüftaster (3) angeschlossen ist.
8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang (13) ein optisches Anzeigegerät (14) angeschlossen ist.
9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsüberwachungseinrichtung und eine Ablaufsteuereinrichtung zusammen nach folgendem Flußdiagramm betrieben werden: Spannung Spannung < Spannung < nein Steuerung Steuerung urückgesetzt zurückgesetzt ja Ya s X fsaiationsfehler verursachen nein < fehler erkannt ja Lsalationstehier beseitigen nein insolation nein ehlerpei- Ordnung ja ja Fehl erspeicher Betriebsanzeige EIN AUS I A s a Speicher einem ung Chalt et AUS ja Ausgang spannung EIN