DE4318288C2 - Prüfgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Ein Prüfgerät zur Anzeige des Vorhandenseins von Hochspannung an einem hochspannungsaktiven Teil in einer Mittel- oder Hochspannungsanlage, einem Schaltschrank oder anderen Hochspannungsgerät ist mit einem Koppelteil ausgestattet, das eine kapazitiv an das hochspannungsführende Bauteil angekoppelte Koppelelektrode aufweist. Diese Koppelelektrode ist über die Parallelschaltung aus einer spannungsbegrenzenden Solldurchbruchstelle, einer Meßbeschaltung und einem offenen Prüfanschluß an Masse geschaltet. Das Koppelteil ist dabei für die Speisung eines Signalverarbeitungsgerätes bestimmt und so bemessen, daß es als Sollwert einen vorbestimmen Mindestprüfstrom an eine vorgegebene Bürde liefert. Dieser Mindestprüfstrom liegt um einen festgelegten Differenzstromwert über einem Anzeigemaximalstromwert, ab dem das Signalverarbeitungsgerät jedenfalls ein Anzeigesignal generiert und so einen Hinweis abgibt, daß das Bauteil Hochspannung führt. (Entwurf DIN VDE 0681 Teil 7 Seite 35).

Ein weiteres bekanntes Prüfgerät (DE 40 10 373 A1) weist einen Koppelkopf auf, der eine Koppelelektrode und eine dazu parallel stehende elektrisch isolierte Gegenelektrode enthält. Der Koppelkopf wird dabei mechanisch am zu überwachenden, hochspannungsführenden Teil festgesetzt, wobei die Gegenelektrode mit dem hochspannungsführenden Teil elektrisch leitend verbunden ist. Die Koppelelektrode steht entweder über einen elektrooptischen Sensor und einen Lichtwellenleiter oder unmittelbar über ein Koaxialkabel mit einem Meßpunkt an einer Schaltanlagenfront in Verbindung, an den für die Spannungsprüfung handelsübliche Meß- und Prüfeinrichtungen anzuschließen sind. Ein Eigentest auf Funktionsfähigkeit ist hierbei nicht vorgesehen.

Es ist auch ein Prüfgerät zur Anzeige des Vorhandenseins von Hochspannung an einem hochspannungsaktiven Teil bekannt (DE 37 27 950 C2), wobei ein Stützisolator mit integrierter Koppelelektrode den hochspannungsaktiven Teil trägt und bei dem die Koppelelektrode ein LCD-Element speist, dessen Schaltzustand bzw. Anzeige mittels einer optoelektronischen Tastimpulseinrichtung abgefragt wird. Hierzu ist ein Duplex-Lichtwellenleiter vorgesehen, über welchen ein optischer Sensor und ein optischer Empfänger angekoppelt ist. Mit dieser Einrichtung läßt sich zwar überwachen, ob der Duplex-Lichtwellenleiter intakt ist, nicht jedoch die ordnungsgemäße Funktion des LCD-Elements und des Spannungsteilers im Stützisolator. Zudem ist eine Einrichtung zur elektrischen Energieversorgung der Sender/Empfänger-Einheit erforderlich.

Daneben ist ein Prüfgerät für Hochspannungseinrichtungen bekannt (US 4 520 318), bei dem ein manuell zu handhabendes, elektrisch isoliertes Teleskoprohr einen Feldstärkesensor enthält, dessen Ausgangssignal einem Schwellwertdetektor zugeleitet wird, der aus einer Stromquelle gespeist wird und bei Erreichen eines Schwellwertes ein Signal generiert. Zur Prüfung wird das Teleskoprohr mechanisch an den Hochspannungsleiter angelegt und die Länge des Teleskoprohrs so weit verkürzt, bis am Feldstärkesensor das die Signaleinrichtung auslösende Schwellwertsignal erreicht ist. Aus der mechanischen Stellung der Teleskoprohrabschnitte zueinander wird die Höhe der Spannung am Hochspannungsleiter bestimmt. Von Nachteil ist auch bei dieser Anordnung, daß ein Test auf Funktionsfähigkeit der Meßstrecke bis zum hochspannungsführenden Leiter hin nicht während eines Meßvorganges möglich und außerdem eine eigene Stromversorgung sowie eine manuelle Handhabung des Teleskoprohres erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Prüfgerät gemäß der eingangs genannten Art Maßnahmen zu treffen, durch welche eine Überprüfung des Koppelteils auf vorschriftsmäßige Funktion möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs.

Bei einer Ausgestaltung eines Prüfgeräts gemäß der Erfindung wird durch den festen Anschluß des Signalverarbeitungsgeräts an das Koppelteil sichergestellt, daß stets eine Anzeige über den Spannungszustand des zu überwachenden Bauteils gegeben ist. Dabei ist eine Überprüfung des Koppelteils auf vorschriftsmäßige Funktionstauglichkeit dadurch gegeben, daß durch eine Prüfbeschaltung geprüft werden kann, ob der von dem Koppelteil tatsächlich gelieferte Meßstrom noch immer um wenigstens einen vorbestimmten Differenzstromwert höher liegt, als er für die sichere Anzeige des Betriebszustandes des hochspannungsaktiven Teils notwendig ist. Dabei ist der hierfür vorgesehene Betriebsstrom-Wert, bei dem das Signalverarbeitungsgerät jedenfalls das Vorhandensein von Hochspannung anzeigen muß, auf einen vorbestimmten Wert festgelegt. Dieser Wert liegt aber um den Differenzstromwert unter dem aus Sicherheitsgründen vorgegebenen Mindestprüfstromwert. Die Prüfbeschaltung weist dabei eine Impedanz auf, die bei den dem Mindestprüfstrom entsprechenden Betriebsbedingungen einen dem Differenzstromwert entsprechenden Nebenschlußstrom fließen läßt. Solange demnach bei angeschalteter Prüfbeschaltung der vom Koppelteil gelieferte Strom höher als der vorbestimmte Prüfstromwert liegt, fließt dem Signalverarbeitungsgerät ein Meßstrom zu, der höher als der Anzeigemaximalstromwert liegt. Demnach erlischt in diesem Betriebszustand das Anzeigesignal für das Vorhandensein der Hochspannung nicht, die Koppelschaltung erfüllt also noch ihre vorschriftsmäßigen Betriebsbedingungen. Ist jedoch z. B. durch Alterung der vom Koppelteil gelieferte Strom unter den Mindestprüfstromwert abgesunken, dann erlischt in diesem Fall das Anzeigesignal. Bei abgeschalteter Prüfbeschaltung wird dagegen noch immer das Vorhandensein der Hochspannung am hochspannungsaktiven Bauteil durch das Anzeigesignal des Signalverarbeitungsgerätes dauernd angezeigt, während durch das wahlweise Zuschalten der Prüfbeschaltung die Funktionstauglichkeit des Koppelteils in vorgeschriebenen Wiederholungsprüfungen nachgewiesen werden kann.

Vorzugsweise ist das Signalverarbeitungsgerät und der Prüfanschluß in das Koppelteil baulich integriert, indem die Gesamteinrichtung beispielsweise in ein Schaltschrankgehäuse eingefügt ist. Der Prüfanschluß kann dabei eine einfache, frei zugängliche Steckkontaktanordnung sein, an die manuell eine kapazitive, ohmsche oder gemischte Prüfimpedanz ansteckbar ist. Die Prüfimpedanz kann jedoch auch in das Koppelteil oder ein Schaltschrankgehäuse integriert und über eine Schalteinrichtung wahlweise an den Prüfanschluß anschaltbar sein. Das Signalverarbeitungsgerät kann außer dem Anzeigeelement für das Vorhandensein oder Fehlen der Hochspannung noch mit einem Warnsignalgeber ausgestattet sein, der dann anspricht, wenn der dem Signalverarbeitungsgerät zugeführte Meßstrom unter dem Mindestprüfstromwert aber über dem Anzeigemaximalstrom liegt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Schaltungsskizze eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In einer nicht näher dargestellten Mittelspannungs- oder Hochspannungsanlage, insbesondere einem gekapselten Schaltschrank oder sonstigen Schaltgerät mit einem ggf. hochspannungsführenden elektrischen Bauteil 1 ist ein Koppelteil 2 vorgesehen, das eine gegenüber dem Bauteil 1 elektrisch isolierte, kapazitiv daran angekoppelte Koppelelektrode 2.1 aufweist. Die Koppelelektrode 2.1 speist eine Parallelschaltung aus einer Solldurchbruchstelle 3 (Funkenstrecke), einer Meßbeschaltung 4, einem Signalverarbeitungsgerät 5 und einer offenen Prüfsteckeranordnung 6. Die Parallelschaltung ist dabei gegen Masse geschaltet. Dabei kann die Einheit aus der Parallelschaltung der Meßbeschaltung 4, dem Signalverarbeitungsgerät 5 und dem Prüfanschluß 6 als Einbaugerät ausgebildet und in die Koppelschaltung 2 baulich integriert sein. Das Koppelteil 2 ist so ausgelegt, daß es bei bestimmungsgemäßer Funktion durch die festgelegte Eingangsimpedanz des Signalverarbeitungsgerätes einen vorbestimmten Mindestprüfstrom liefert, wobei auch Stromwerte oberhalb dieses Mindestprüfstromes zulässig sind. Das Signalverarbeitungsgerät ist dagegen so ausgelegt, daß es bei einem demgegenüber geringeren, definierten Anzeigemaximalstrom jedenfalls ein Anzeigesignal generiert, wenn Hochspannung am Bauteil 1 anliegt. Bei Erreichen dieses Anzeigemaximalstromwertes muß den Vorschriften entsprechend das Anzeigesignal erzeugt werden. Die Ansprechwerte können dabei auch niedriger als der Anzeigemaximalwert liegen. Die Differenz, die bei funktionsgerechtem Aufbau der Koppelschaltung 2 zwischen dem Mindestprüfstrom und dem Anzeigemaximalstromwert liegt, ist aus Sicherheitsgründen auf einen bestimmten Wert festgelegt, damit ein Ansprechen der Signalverarbeitungsschaltung 5 bei vorhandener Hochspannung zuverlässig gegeben ist.

Um feststellen zu können, ob die Bau- oder Schaltelemente des Koppelteils 2 nicht durch Alterung oder andere Umstände eine solcher Veränderung erfahren haben, daß die Anzeige der vorhandenen Hochspannung unsicher wird, ist der Prüfanschluß 6 und eine daran wahlweise manuell anzuschaltende Prüfbeschaltung 7 vorgesehen. Diese Prüfbeschaltung ist in ihrer Prüfimpedanz so ausgelegt, daß bei ordnungsgemäßer Funktion des Koppelteils 2 ein Nebenschlußstrom gegen Masse parallel zum Eingang 8 des Signalverarbeitungsgeräts 5 abgeleitet wird, der dem aus Sicherheitsgründen festgelegten Differenzstromwert entspricht. Durch Anlegen der Prüfbeschaltung 7 an den Prüfanschluß 6 wird somit der über den Eingang 8 des Signalverarbeitungsgerätes 5 abfließende Strom um den Differenzstromwert vermindert. Es wird also der Sicherheitsstromanteil von der Signalverarbeitungsschaltung 5 ferngehalten. Wenn bei dieser Prüfung bei vorhandener Hochspannung am Bauteil 1 das von dem Signalverarbeitungsgerät 5 generierte Anzeigesignal nicht erlischt, ist sichergestellt, daß bei abgeschalteter Prüfbeschaltung 7 das Koppelteil 2 einen ausreichenden Ansteuerstrom für das Signalverarbeitungsgerät 5 liefert. Erlischt dagegen die Anzeige des Signalverarbeitungsgeräts bei angeschalteter Prüfbeschaltung 7, dann ist die geforderte Sicherheit nicht mehr gegeben, die Koppelschaltung 2 erfüllt demnach also die vorschriftsmäßigen Betriebsbedingungen nicht. Mit dieser als Wiederholungsprüfung zu bezeichnenden Anschaltung der Prüfimpedanz 7 kann somit die Funktionstauglichkeit der gesamten Anzeigeeinrichtung geprüft werden, so daß im Bedarfsfall eine Überarbeitung der Koppelschaltung und des Signalverarbeitungsgerätes 5 angezeigt ist.

Das Signalverarbeitungsgerät 5 ist dabei zusammen mit dem Prüfanschluß in das Koppelteil 2 baulich integriert. Insbesondere kann das Koppelteil 2 mit dem Signalverarbeitungsgerät 5, der Meßbeschaltung 4 und dem Prüfanschluß 6 als Einheit ausgebildet und innerhalb des Koppelteils 2 lösbar integriert sein. Dabei kann die Gesamtanordnung in ein Gehäuse eines das spannungsführende Bauteil 1 aufnehmenden Schaltschranks fest eingebaut sein, wobei das Anzeigeelement des Signalverarbeitungsgeräts und der Prüfanschluß 6 frei von außen sichtbar bzw. zugänglich sein müssen. Der Prüfanschluß ist vorzugsweise eine zweipolige Steckkontaktanordnung, von der ein Pol an Masse und der andere an den Eingang 8 bzw. an die Verbindungsleitung 10 zur Koppelelektrode 2.1 angeschlossen ist. Die Prüfbeschaltung 7 besteht insbesondere aus einem ohmschen oder einem kapazitiven Widerstand, ggf. auch aus einer Kombination solcher Bauelemente. Die so gebildete Prüfimpedanz 7 kann auch verdeckt im Koppelteil angeordnet werden, wobei eine manuell von außen steuerbare Schalteinrichtung vorzusehen ist, mittels welcher wahlweise die Anschaltung dieser Prüfimpedanz an die Verbindungsleitung 10 ermöglicht wird. Die Bereithaltung einer eigenen losen Prüfimpedanz ist dann nicht erforderlich. Zusätzlich ist es möglich, im Signalverarbeitungsgerät 5 eine Spannungspegelerkennungsschaltung vorzusehen, die bei einem dem Signalverarbeitungsgerät zugeführtem Meßstrom, der unter dem Mindestprüfstrom aber über dem Anzeigemaximalstrom liegt, ein zusätzliches Warnsignal generiert.

Nach den Vorschriften ist der Mindestprüfstrom, der von der Koppelelektrode 2.1 in Verbindung mit der Meßbeschaltung 4 durch die am Eingang 8 gemessene Eingangsimpedanz von 2 Megaohm der Signalverarbeitungsschaltung 5 erzeugt wird, mindestens 3,6 Mikroampere. Der Anzeigemaximalstromwert, bei dem das Signalverarbeitungsgerät 5 jedenfalls ein Anzeigesignal für vorhandene Hochspannung generieren muß, liegt bei 2,5 Mikroampere und damit der aus Sicherheitsgründen bestimmte Differenzstromwert bei 1,1 Mikroampere.

Claims (8)

1. Prüfgerät für Mittel- oder Hochspannungsanlagen, -schaltschränke oder -geräte mit einem Koppelteil, das eine kapazitiv an ein spannungsführendes Bauteil angekoppelte Koppelelektrode aufweist, die über die Parallelschaltung aus einer spannungsbegrenzenden Solldurchbruchstelle, einer Meßbeschaltung sowie einem Prüfanschluß an Masse geschaltet ist, wobei das Koppelteil für die Speisung eines Signalverarbeitungsgerätes bestimmt und für die Lieferung eines vorbestimmten Mindestprüfstromes ausgelegt ist, der um einen festgelegten Differenzstromwert über einem Anzeigemaximalstromwert liegt, ab dem das Signalverarbeitungsgerät jedenfalls ein Anzeigesignal generiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalverarbeitungsgerät (5) fest an das Koppelteil (2) angeschlossen und eine Prüfbeschaltung (7) wahlweise an den Prüfanschluß (6) anlegbar ist, wobei die Prüfbeschaltung (7) eine Impedanz aufweist, die bei den dem Mindestprüfstrom entsprechenden Betriebsbedingungen einen dem Differenzstromwert entsprechenden Nebenschlußstrom fließen läßt.

2. Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalverarbeitungsgerät (5) und der Prüfanschluß (6) in das Koppelteil (2) baulich integriert ist.

3. Prüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelteil (2) mit dem Signalverarbeitungsgerät (5) und dem Prüfanschluß (6) in ein Gehäuse eines das spannungsführende Bauteil (1) aufnehmenden Gehäuses fest eingebaut ist.

4. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalverarbeitungsgerät (5) ein Anzeige- und/oder Alarmelement steuert.

5. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfanschluß (6) eine frei zugängliche Steckkontaktanordnung ist, an die manuell eine kapazitive und/oder ohmsche Prüfimpedanz (7) ansteckbar ist.

6. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfanschluß (6) im Koppelteil (2) verdeckt angeordnet ist und eine Schalteinrichtung aufweist, mittels welcher wahlweise eine ohmsche und/oder kapazitive Prüfimpedanz (7) an den Prüfanschluß (6) anschaltbar ist.

7. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalverarbeitungsgerät (5) ein Anzeigesignal bei angeschlossener Prüfimpedanz (7) nur dann generiert, wenn der vom Koppelteil (2) tatsächlich gelieferte Meßstrom um den vorbestimmten Differenzstromwert über dem Anzeigenmaximalstromwert liegt, bei dem das Signalverarbeitungsgerät (5) ein Anzeigesignal erzeugt.

8. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalverarbeitungsgerät (5) bei einem ihm zugeführten Meßstrom, der unter dem Mindestprüfstrom aber über dem Anzeigemaximalstrom liegt, ein Warnsignal generiert.