DE3712783A1 - Verfahren zur ueberpruefung der funktionsfaehigkeit einer pruefvorrichtung fuer hochspannungsleiter sowie pruefvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Prüfvorrichtung zum Feststellen der Spannungsfreiheit eines elektrischen Leiters, ins­ besondere eines Hochspannungs- oder Mittelspannungsleiters, mit Hilfe von kapazitiven Meßelektroden, die nahe dem zu überprüfenden Leiter angebracht sind, unter Verwendung eines Anzeigegerätes, dessen Funktion gesondert geprüft werden kann.

Eine von der Erfindung erfaßte Prüfvorrichtung besteht aus mindestens einer fest installierten, insbesondere einge­ gossenen Meßelektrode in der Nähe des Leiters, dessen Spannungsfreiheit festzustellen ist, aus einem Anzeige­ gerät zum Anzeigen der Spannungsführung oder Spannungs­ freiheit des Leiters und aus mindestens einem Verbindungs­ kabel zwischen der Meßelektrode und dem Anzeigegerät.

Das Feststellen der Spannungsfreiheit eines stromführenden Leiters insbesondere bei Mittelspannungsanlagen oder sogar bei Hochspannungsanlagen ist eine unter Umständen lebens­ wichtige Vorprüfung, bevor an einem im Betriebszustand unter Spannung stehenden Teil gearbeitet werden kann. Die Anzeige "Spannung vorhanden" oder "Spannung nicht vorhanden" muß eindeutig sein, und zusätzlich muß Gewiß­ heit herrschen, daß die benutzte Prüfvorrichtung auch tat­ sächlich voll funktionsfähig ist. Dazu gehört sowohl die Funktion der Anzeige als auch die Funktion des Meßwertge­ bers, also der Meßelektrode einschl. Leitung zu dem An­ zeigegerät.

Eine der Funktionsprüfungen kann zum Beispiel mit Hilfe der Betriebsspannung vorgenommen werden, wenn die vor­ herrschenden Bedingungen (noch) das Aufgeben der Betriebs­ spannung auf das entsprechende Bauteil, an dem gearbeitet werden soll, zulassen. Bei ordnungsgemäß funktionierender Prüfvorrichtung kommt es unter Einschaltbedingungen zu der Anzeige "Spannung vorhanden", die auf die Anzeige "Spannung nicht vorhanden" in dem Augenblick wechseln muß, in dem die Belastung abgeschaltet wird. In der Regel läßt sich die Gleichzeitigkeit dieser beiden Ereignisse genau genug beobachten, um diesen Test als zuverlässig zu ak­ zeptieren. Es ist offensichtlich, daß diese Art der Eigen­ prüfung der Prüfvorrichtung umständlich ist und in der Praxis nicht immer angewendet werden kann, weil die Schaltmöglichkeit zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt nicht besteht oder zu ge­ fährlich ist.

Die auf dem Markt befindlichen Geräte sind aus diesem Grun­ de mit einer Eigenprüfmöglichkeit ausgestattet, die ledig­ lich das Anzeigegerät umfaßt, nicht jedoch den fest in die Anlage integrierten Koppelteil, also die beispielsweise eingegossenen Meßelektroden und die unmittelbaren Anschlüs­ se. Die damit durchführbare Eigenprüfmöglichkeit beschränkt sich demnach auf die Korrektheit des Schwellenwertes und auf die Anzeigefunktion an sich, also auf die Brauchbar­ keit des Gerätes bei einem entsprechenden Meßeingangswert. Die Überprüfung der Meßelektroden einschließlich der un­ mittelbaren Zuleitungen muß durch Schalten der Hauptlast in dem Leiter durchgeführt werden, was jedoch nicht immer möglich ist. Wenn auch die Funktionskontrolle des Anzeige­ gerätes als der wichtigere Teil der Prüfung anzusehen ist, bleibt festzustellen, daß eine lückenlose Prüfung der Funktion einer entsprechenden Prüfvorrichtung in bestimmten Fällen nicht durchgeführt werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Prüfungsvorrichtung der eingangs genannten Art so zu ver­ bessern, daß eine vollständige Eigenprüfmöglichkeit für die Prüfvorrichtung besteht, also die Funktion in ihrer Ge­ samtheit überpüft werden kann, bevor die eigentliche Prüfmessung erfolgt.

Bezüglich des Verfahrens schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß in der Nähe der Meßelektrode eine kapazitive Prüfelektrode angeordnet wird, und daß an die Prüfelektrode eine Prüfspannung zur Erzeugung eines Meß­ signals an der Meßelektrode angelegt wird. Bezüglich der Prüfvorrichtung schlägt die Erfindung vor, daß in der Nähe des Leiters mindestens eine Prüfelektrode angebracht, insbesondere eingegossen ist, und daß die Prüfelektrode über eine weitere Leitung zum Anlegen und Abschalten einer Prüfspannung mit einem Prüfgenerator verbindbar ist.

Das Anbringen von entsprechenden Prüfelektroden ist oftmals auch nachträglich noch möglich, besonders vorteilhaft ist jedoch die Ausstattung des festen Teils der Prüfvorrichtung, der teilweise in Komponenten der Hochspannungsanlage inte­ griert ist, von Anfang an mit Prüfelektroden. In jedem Fall entsteht eine Prüfvorrichtung, mit deren Hilfe ein ka­ pazitives Signal simuliert werden kann, als stünde der bezüglich seiner Spannungsführung bzw. seiner Spannungsfrei­ heit zu untersuchenden Leiters für die Dauer des Prüfsig­ nals unter Spannung. Die Prüfelektrode wirkt sowohl gegen­ über dem Leiter als auch gegenüber der benachbarten Meß­ elektrode als Kapazität, so daß indirekt der Leiter mit einbezogen ist.

Die Prüfspannung dient ausschließlich dazu, den Leitungs­ durchgang von der Meßelektrode zu dem Anzeigegerät fest­ zustellen. Da es sich um eine Leitung über Kapazitäten handelt, deren Widerstand bei hohen Frequenzen niedrig ist, wird als Prüfspannung ein Signal von beispielsweise 3 bis 9 KHz verwendet, für das eine Spannung von 2 bis 8 Volt ausreicht. Die Grenze der Frequenzwahl nach oben hängt von der oberen Grenzfrequenz des Anzeigegerätes ab. Die hohe Frequenz führt außerdem dazu, daß das Prüf­ signal von einem Meßsignal leicht zu unterscheiden ist, falls es darauf ankommt.

Die Überprüfung des Anzeigegerätes an sich hinsichtlich Funktion und damit hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Schwellenwertes unter Simulierung eines Eingangssignals soll beibehalten werden, wobei diese Überprüfung von einer integrierten Eigenprüfvorrichtung übernommen wird. Die Eigenprüfung kann auch je nach Bedarf durch Anschluß an das übliche Versorgungsnetz (z. B. 220 V,50 Hz) vorge­ nommen werden. Im Ergebnis werden dadurch sowohl das An­ zeigegerät als auch der dem Hochspannungsteil zugeordnete Gerätebereich unabhängig voneinander getestet, so daß eine lückenlose Überprüfung vorhanden ist. Falls dann der nach­ folgende Prüfungsablauf zu der Anzeige "spannungsfrei" bzw. "Spannung nicht vorhanden" führt, kann von der Richtigkeit dieses Signals ausgegangen werden.

Zur Erzeugung des niedervoltigen hochfrequenten Prüfsignals bedarf es eines entsprechenden Generators, der ebenfalls in das Anzeigegerät integriert sein sollte.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert; die einzige Fig. der Zeichnung zeigt:
eine schematische Schaltungsanordnung der er­ findungsgemäßen Prüfvorrichtung am Beispiel eines einzigen Hochspannungsleiters.

In der einzigen Fig. der Zeichnung soll an einer Prüfvor­ richtung eine Überprüfungsmöglichkeit geschaffen werden, um festzustellen, ob ein Hochspannungsleiter 1 spannungsführend ist oder nicht. Dieser kann sich innerhalb eines Schaltge­ rätes oder -gehäuses als Flachmaterial aus Kupfer befinden, darüber hinaus sind auch alle diejenigen Fälle erfaßt, in denen der Leiter beispielsweise die Elektrode einer Sicherung, eines Isolators, eines Schalters oder dergleichen ist. In der Nähe des Leiters ist eine Meßelektrode 2 angebracht, die bei Sicherungskörpern und Isolatoren zum Beispiel in das zur Isolierung vorgesehene Kunststoffmaterial einge­ gossen sein kann. In unmittelbarer Nachbarschaft, jedoch galvanisch getrennt, ist gemäß der Erfindung eine Prüf­ elektrode 3 angeordnet, die beliebig gestaltet sein kann, also zum Beispiel auch mit der Lage und Form der Meßelektrode 2 übereinstimmen kann. Die Prüfelektrode 3 bildet sowohl mit dem Leiter 1 als auch mit der Meßelektrode 2 eine Kapa­ zität, was in der Zeichnung andeutungsweise durch ent­ sprechende Kondensatorsymbole wiedergegeben ist.

Bei funktionstüchtiger Prüfvorrichtung wird das Potential der Prüfelektrode 2 aufgrund der Spannung in dem Leiter 1 festgestellt, wobei Streukapazitäten nicht weiter ins Gewicht fallen, oder mit ausgenutzt werden für die Stärke des Meßsignals.

Wenn das Anzeigegerät die Anzeige "Spannung nicht vor­ handen" von sich gibt, kann bedenkenlos an dem Leiter 1 gearbeitet werden, vorausgesetzt, die Spannungsfreiheit wurde eindeutig festgestellt, und es wurde geerdet und kurzgeschlossen.

Die Überprüfung des eigentlichen Anzeigegerätes auf Funktion bei einem entsprechenden Eingangssignal ist in der Fig. nicht berücksichtigt, da eine derartige Überprüfung bekannt ist und von der Erfindung in bekannter Weise übernommen wird. Bisher konnte jedoch der Teil von der Meßelektrode 2 einschließlich der Zuleitung 5 zu dem Anzeigegerät 4 nicht überprüft werden, es sei denn, der Leiter 1 konnte noch unter Last gesetzt werden.

Die Erfindung kann auf das Unterlastsetzen des Leiters 1 verzichten, da über die der Meßelektrode 2 benachbarte Prüfelektrode 3 ein niedervoltiges, hochfrequentes Prüf­ signal an die Meßstelle gegeben werden kann, das über die Koppelfunktion der Kapazitäten direkt an der Meßelektrode 2 sowie indirekt über den Leiter 1 an der Meßelektrode 2 ein entsprechendes Prüfsignal hervorruft, das von dem Meßsignal zur Feststellung einer Spannung in dem Leiter 1 unterscheid­ bar ist. Wegen der hohen Frequenz sind nur geringe Spannungen erforderlich. Aufgrund des großen Frequenzabstandes zwischen den 50 oder 60 Hz und den beispielsweise 7 kHz des Prüf­ signales ist außerdem eine Separierung beider Signale sehr leicht möglich.

Da das Prüfsignal deutlich von einem Meßsignal unter­ scheidbar ist, ist das Abschalten des Prüfsignales nicht erforderlich. Vielmehr kann es fortwährend aufgebracht werden, so daß die Kontrolle der Funktionstüchtigkeit der Meßelektrode 2 sowie der Verbindungsleitung 5 auch während der Messung erhalten bleibt, mit der die Spannungsführung bzw. die Spannungsfreiheit festgestellt wird. Der unglück­ liche Zufall, daß sich unmittelbar im Anschluß an die Eigenprüfung ein Defekt einstellt, der ein trügerisches Meßergebnis hervorbringt, wird dadurch ausgeschaltet.

Claims (7)

1. Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Prüfvorrichtung zum Feststellen der Spannungs­ freiheit eines elektrischen Leiters, insbesondere eines Hochspannungs- oder Mittelspannungsleiters, mit Hilfe von kapazitiven Meßelektroden, die nahe dem zu überprüfenden Leiter angebracht sind, unter Ver­ wendung eines Anzeigegerätes, dessen Funktion ge­ sondert geprüft werden kann, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Nähe der Meßelektrode eine kapazitive Prüfelektrode angeordnet wird, und daß an die Prüfelektrode eine Prüfspannung zur Er­ zeugung eines Meßsignals an der Meßelektrode angelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüfspannung hochfrequent ist, insbesondere in einem Frequenzbereich von einigen KHz liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüfspannung einige Volt beträgt.

4. Prüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus mindestens einer fest instal­ lierten, insbesondere eingegossenen Meßelektrode in der Nähe des Leiters, dessen Spannungsfreiheit festzu­ stellen ist, aus einem Anzeigegerät zum Anzeigen der Spannungsführung oder Spannungsfreiheit des Leiters und aus mindestens einem Verbindungskabel zwischen der Meßelektrode und dem Anzeigegerät, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Nähe des Leiters (1) mindestens eine Prüfelektrode (3) angebracht, ins­ besondere eingegossen ist, und daß die Prüfelektrode (3) über eine weitere Leitung (5) zum Anlegen und Ab­ schalten einer Prüfspannung mit einem Prüfgenerator ver­ bindbar ist.

5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Prüfgenerator Bestandteil des Anzeigegerätes (4) ist.

6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Anzeigegerät (4) hin­ sichtlich der reinen Anzeigefunktion einschließlich des Schwellenwertes für die Anzeige "Spannung vorhanden" durch Anschluß an das übliche Stromnetz (z.B. 220 V, 50 Hz) überprüfbar ist oder eine eigene, batteriebetriebene Eigenprüfvorrichtung besitzt.

7. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Prüfelektrode (3) anzulegende Spannung einige Volt und die Frequenz einige KHz beträgt.