DE4332649A1 - Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung eines elektrischen Gerätes, insbesondere zur Messung des Schutzleiterwiderstandes - Google Patents

Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung eines elektrischen Gerätes, insbesondere zur Messung des Schutzleiterwiderstandes

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    • GPHYSICS
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherheitsüber­ prüfung eines elektrischen Gerätes, insbesondere ein Ver­ fahren zur Messung des Schutzleiterwiderstandes, des Isola­ tionswiderstandes und/oder Ersatzableitstromes nach DIN VDE 0 701, wobei abhängig von der Schutzklasse des elektrischen Gerätes unterschiedliche Meßverfahren durch ein Meßgerät durchgeführt werden, welches eine Steckdose aufweist, in die der Netzstecker des zu überprüfenden Gerätes eingeführt wird.
Ein Verfahren der vorbezeichneten Art ist bekannt und wird in den Richtlinien gemäß VDE 0 701 im Detail beschrieben. Um die entsprechenden Sicherheitsmessungen durchführen zu können, muß zunächst durch die Person, die das Verfahren mit dem geeigneten Meßgerät durchführt, bestimmt werden, zu welcher Schutzklasse das zu prüfende Gerät gehört. Es gibt Geräte in Schutzklasse 1, die einen Schutzleiter an der Steckdose nutzen und deswegen am Geräte- oder Netzstecker ein Schutzleiterelement aufweisen. In der Bundesrepublik Deutschland sind sogenannte "Schuko"-Stecker gebräuchlich, die ein sich diametral gegenüberliegendes Schutzleiterpaar am Gehäuse des Netzsteckers aufweisen. In anderen Ländern sind jedoch weitere Netzstecker gebräuchlich, die eine an­ dere Schutzleiteranordnung mit beispielsweise nur einem Schutzleiterkontakt haben.
Geräte der Schutzklasse 2 sind Geräte, die sogenannte Euro- oder Flachstecker nutzen, keine Schutzleiter aufweisen und deswegen besondere Isolierungsmaßnahmen aufweisen müssen, beispielsweise doppelte Isolierungen, um den entsprechenden Sicherheitsnormen zu genügen.
Eine korrekte Vorprüfung der Schutzklasse ist notwendige Voraussetzung für den richtigen Programmablauf bei der Mes­ sung gemäß DIN VDE 0 701 S.
Ist die Bedienungsperson unaufmerksam und vergißt die Ein­ stellung der richtigen Schutzklasse oder gibt sie eine falsche Schutzklasse am Meßgerät ein, so läuft das Meßver­ fahren fehlerhaft ab, das nach dem Stand der Technik be­ kannte Gerät kann die nach der Norm vorgeschriebenen Mes­ sungen nicht korrekt durchführen, ein fehlerhaftes Meßer­ gebnis bzw. Meßprotokoll ist dann zwangsläufig die Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. ein Meßgerät anzugeben, mit welchem Messungen gemäß DIN VDO 0 701 durchgeführt werden können und das so ausge­ staltet ist, daß Bedienungsfehler durch Bedienungspersonen weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß nach dem Verfahren durch das Meßgerät vor Beginn der Hauptmessung zunächst einmal eine automatische Vorabmessung zur Schutzklassenbe­ stimmung erfolgt, wobei die Schutzklasse des zu überprüfen­ den elektrischen Gerätes dadurch ermittelt wird, daß das Vorhandensein und/oder die Funktion von Schutzleitern an dem Netzstecker des elektrischen Gerätes bei oder nach des­ sen Einführung in die Steckdose am Meßgerät überprüft wird:
Diese automatische Überprüfung sorgt grundsätzlich dafür, daß im Meßgerät kein falscher, d. h. schutzklassenun­ typischer Prüfvorgang durchgeführt wird, sondern das Meß­ gerät sogleich das korrekte Meßprogramm ansteuert und durchführt. Dadurch werden fehlerhafte Protokolle vermie­ den, die Sicherheit der Messung wird gesteigert, die Be­ dienung bzw. Durchführung des Meßverfahrens wird ver­ einfacht.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, daß abhängig von dem Er­ gebnis der Schutzklassenmessung eine Programmauswahlschal­ tung des Meßgerätes angesteuert wird. Die Programmauswahl­ schaltung bzw. der Programmauswahleingang der entsprechen­ den Schaltung sorgt dafür, daß der richtige prozessorge­ steuerte vollautomatische Meßablauf eingeschaltet wird.
Um die Schutzklasse des Prüflings zu ermitteln, sind unter­ schiedliche Verfahrensweisen möglich. Zunächst liegt es grundsätzlich im Rahmen der Erfindung, das Vorhandensein des/der Schutzleiter(s) am Netzstecker des Prüflings durch mechanische Abtastung des Netzsteckers zu ermitteln. Man kann sich vorstellen, daß im Bereich der Steckdose ein fe­ dervorgespannter Stift heraussteht, der von Netzsteckern der einen Art, beispielsweise von Schutzkontaktsteckern, beaufschlagt wird und dadurch einen Schalter schließt und von Netzsteckern ohne Schutzkontaktleiter nicht beauf­ schlagt wird, wodurch der Schaltvorgang nicht eingeleitet wird und die Programmablaufsteuerung entsprechend beein­ flußt wird. Es ist aber auch möglich, das Vorhandensein von Schutzleitern am Netzstecker durch optische Sensoren zu er­ mitteln, die beispielsweise auf den metallischen Glanz der Oberfläche der Schutzleiter am Netzstecker reagieren. Es ist auch möglich, den Schutzleiter quasi als Reflektor zu nehmen und den Sensor auf die vom Schutzleiter reflektierte Strahlung einer Lichtquelle reagieren zu lassen.
Als besonders vorteilhaft bieten sich elektrische Maßnahmen an, die unter Einschluß mindestens eines leitfähigen Ab­ schnittes des Schutzleiters durchgeführt werden. Es ist beispielsweise denkbar, durch eine elektrische Messung den Stromfluß, den Spannungsfall oder einen Widerstand zwischen den beiden sich diametral gegenüberliegenden Schutzleitern des Netzsteckers zu ermitteln. Dies erfolgt dann dadurch, daß die Schutzleiter des Netzsteckers in herkömmlicher Weise durch die ,Schutzkontaktbügel in der Dose beaufschlagt werden und nach Herstellen der Kontaktierung eine ent­ sprechende Messung durchgeführt wird. Es ist aber auch mög­ lich, die elektrische Messung, an nur einem Schutzleiter des Netzsteckers vorzunehmen, wobei dann der Schutzleiter durch zwei an ihn angelegte Kontakte beaufschlagt werden kann.
Auch kann die elektrische Messung eine Kapazitätsmessung sein, wobei die Kapazität mindestens eines Schutzleiters und/oder der daran angeschlossenen elektrischen Elemente, beispielsweise der Anschlußleitung oder des Chassis ge­ messen wird. Auch daraus läßt sich die Schutzklasse bestim­ men. Ganz allgemein ist es ferner möglich, die Form des Netzsteckers durch mindestens eine Lichtschrankenanordnung abzutasten oder abzuscannen und daraus abzuleiten, ob der Netzstecker Schutzleiter aufweist oder nicht. Unter Umstän­ den sind die gängigsten Formen von Netzsteckern vorher in einem geeigneten Speicher abzulegen, so daß die Scanneran­ ordnung oder Lichtschrankenanordnung erkennen kann, mit welchem Steckertyp sie es zu tun hat.
Ein Meßgerät zur Erfassung der Daten gemäß DIN VDE 0 701 weist ein Gehäuse auf, das in mindestens einer seiner Wan­ dungen eine Steckdose zum Einführen des Netzsteckers des Prüflings hat. Die elektrischen Anschlüsse der Steckdose stehen mit einer Meßelektronikschaltung in Verbindung, die abhängig vom Ergebnis der Überprüfungs- oder Sicherheits­ messung auf einer Anzeigevorrichtung am Gerät die ermittel­ ten Werte darstellt oder die Meßwerte einem Drucker zu­ führt, mit welchem ein Meßprotokoll erstellt werden kann.
In der Steckdosenöffnung ist nun mindestens eine Abtastvor­ richtung vorgesehen, mit der es möglich ist, das Vorhanden­ sein von Schutzleitern an in die Steckdose einführbaren Netzsteckern des Prüflings zu ermitteln. Die Abtastvorrich­ tung kann grundsätzlich eine mechanische Abtastvorrichtung sein, die durch das Gehäuse eines Schutzkontaktnetzsteckers beaufschlagt wird und durch das Gehäuse eines schutzleiter­ freien Flachsteckers beispielsweise nicht beaufschlagt wird. Es ist auch möglich, die Abtastvorrichtung aus den Schutzkontaktbügeln in der Steckdose bestehen zu lassen, die die Schutzleiter des eingeführten Netzsteckers beauf­ schlagen und die mit einer elektrischen Meßvorrichtung in Verbindung stehen, durch welche eine Strom-, Spannungs-, Widerstands- oder Kapazitätsmessung an den Schutzleitern des Netzsteckers durchführbar ist. Unter Strom-, Spannungs- Widerstand- oder Kapazitätsmessung sind alle Messungen gemeint, mit denen ein Stromfluß, ein Spannungsabfall, ein Widerstand oder die elektrische Kapazität an oder zwischen den Schutzleitern bestimmbar ist.
Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, einen optischen Sensor vorzusehen, der so angeordnet sein soll, daß er dem Schutzleiter eines eingesteckten Netzsteckers im wesentli­ chen gegenüberliegt. Er ist dann in der Lage, auf den "metallischen Oberflächenglanz" eines Schutzleiters zu rea­ gieren und eine entsprechende Schaltung zu beeinflussen. Die Abtastvorrichtung elektrischer Art kann auch zwei Ab­ tastkontakte aufweisen, die quasi wie zwei Abtastspitzen mit Abstand nur einen Schutzleiter beaufschlagen und an diesem eine Widerstands-, Strom- oder Spannungsmessung durchführen.
Jedenfalls ist es zweckdienlich, wenn das Ergebnis der Schutzklassenüberprüfung vollautomatisch zur Steuerung des Programmablaufes der Hauptmeßvorrichtung herangezogen wird, mit welcher der Schutzleiterwiderstand, der Isolationswi­ derstand und/oder der Ersatzableitstrom nach DIN VDE O 701 gemessen wird.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1: eine Draufsicht auf die Steckdose eines Meßgerä­ tes, zur Sicherheitsüberprüfung elektrischer Ge­ räte
Fig. 2: Eine schematische Seitenansicht eines Netz­ steckers eines Prüflings, dessen Schutzleiter zur Ermittlung der Schutzklasse mit Abtastvor­ richtungen beaufschlagt werden.
Fig. 3: Ein Meßgerät mit einer Steckdose, an der der Netzstecker eines Prüflings angeschlossen ist.
Zunächst wird auf Zeichnungsfigur 3 Bezug genommen. Dort ist ein Meßgerät 1 dargestellt, das über eine Netzleitung 2 und seinen Netzstecker 3 an eine Wandsteckdose 4 ange­ schlossen ist. Das Meßgerät 1 weist ein Gehäuse 5 auf, auf dessen Frontseite eine Anzeigevorrichtung 6 sowie Bedie­ nungselemente 7 angeordnet sind. Eine seiner Wandungen 8 trägt eine Steckdose 9, in die der Netzstecker 10 des zu überprüfenden Gerätes 11 eingesteckt wird.
Über einen Eingang 12 ist ein Tastkopf 13 am Meßgerät 1 angeschlossen, mit dem unterschiedliche Bereiche des Gerä­ tes 11 auf Spannungs- oder Potentialfreiheit überprüft wer­ den können.
Nachfolgend wird auf Zeichnungsfigur 1 Bezug genommen. Dort ist die Steckdose 9 in Draufsicht dargestellt, wobei die Steckdosenöffnung 14 nach Art einer Schukosteckdose ausge­ bildet ist und in ihr diametral sich gegenüberliegend zwei Schutzkontaktbügel 15 angeordnet sind, die mit den Schutz­ leitern 16 einem e,ingesteckten Steckers 17 in Kontakt ste­ hen.
Innerhalb der Steckdosenöffnung 14 ist nun schematisch die Umrißform eines schutzleiterfreien Flach- oder Eurosteckers 18 dargestellt, der naturgemäß die Schutzkontaktbügel 15 nicht beaufschlagt bzw. die Steckdosenöffnung 14 nicht aus­ füllt. Diese Tatsache der Nichtbeaufschlagung der Schutz­ kontaktbügel 15 bzw. der Nichtausfüllung der Steckdosenöff­ nung 14 wird nun dazu verwendet, um zu entscheiden, zu wel­ cher Schutzklasse das angeschlossene Gerät 11 gehört.
Zu dieser Entscheidungsfindung stehen unterschiedliche Mit­ tel zur Verfügung. Mechanische Mittel können dadurch ver­ wirklicht werden, daß Abtaststifte 20 mechanisch aus dem Boden der Steckdosenöffnung 14 herausstehen. Diese werden von einem Schukostecker 17 - so wie er in Fig. 2 darge­ stellt ist - beaufschlagt, von einem Flachstecker 18 jedoch nicht.
Mit den Abtaststiften 20 verbundenen Schaltelemente sind in " der Lage, ein Signal abzugeben, so daß das Meßgerät 1
selbsttätig erkennt, zu welcher Schutzklasse der Prüfling gehört.
Eine Art einer elektrischen Messung zur Bestimmung der Schutzklasse des angeschlossenen Gerätes 11 kann über die Schutzkontaktbügel 15 vorgenommen werden. Wird an diese ein Stromkreis 23 mit einer Spannungsquelle 24 angeschlossen, so kann überprüft werden, ob nach Einstecken des Netz­ steckers ein Strom fließt, was durch ein Meßgerät 25 erfaßt und an eine Programmauswahlschaltung 26 weitergegeben wer­ den kann, die ihrerseits eine Programmschaltung 27 ansteu­ ert.
Wird ein Spannungsfluß durch das Meßgerät 25 festgestellt, wird die Programmauswahlschaltung 26 bzw. 27 die Programm­ schaltung entsprechend ansteuern.
Ganz allgemein sind in Zeichnungsfigur 2 anhand des dort dargestellten Schukosteckers 17 weitere Möglichkeiten auf­ gezeigt, wie beispielsweise elektrisch oder optisch eine Schutzklassenermittlung erfolgen kann.
Auf der Oberseite des Steckers ist eine Abtastvorrichtung 30 vorgesehen, die zwei Abtaststifte 31 aufweist, die den obenliegenden Schutzleiter 16 mit Abstand beaufschlagen. Die Abtastvorrichtung 30 ist nun so ausgebildet, daß bei Kurzschluß der beiden Abtaststifte 31 durch den von ihnen beaufschlagten Schutzleiter 16 ein Signal an die Programmauswahlschaltung 26 gegeben wird, das beinhaltet, daß ein Gerät der Schutzklasse 1 angeschlossen ist. Werden die beiden Abtaststifte 31 nach Einstecken des Netzsteckers 17 nicht kurzgeschlossen, wird entschieden, daß kein Schutzkontaktstecker vorliegt.
Abtastvorrichtung 40 ist eine optische Abtastvorrichtung. Diese weist eine Strahlungsquelle 41 auf, die einen Licht­ strahl 42 gegen den Schutzleiter 16 richtet. Der Licht­ strahl 42 wird reflektiert und gelangt zu einem lichtemp­ findlichen Element 43. Ist kein Schutzleiter 16 vorhanden, wird der Lichtstrahl 42 nicht bzw. nicht richtig reflek­ tiert, weswegen das lichtempfindliche Element 43 der Ab­ tastvorrichtung ein Signal abgeben kann, wonach ein Gerät der Schutzklasse 2 angeschlossen ist.
Grundsätzlich liegt es auch im Bereich des möglichen, eine Mehrzahl von Lichtschranken oder sonstigen Abtastelementen vorzusehen, die die Gestalt des eingesteckten Netzsteckers im Bereich der Steckdosenöffnung 14 analysieren oder ab­ scannen und entsprechend die Entscheidung über die Schutz­ klasse treffen und an die Programmauswahlschaltung 26 wei­ terleiten.
Bezugszeichenliste
1 Meßgerät
2 Netzleitung
3 Netzstecker
4 Wandsteckdose
5 Frontseite
6 Anzeigevorrichtung
7 Bedienungselemente
8 Wandung
9 Steckdose
10 Netzstecker
11 Gerät
12 Eingang
13 Tastkopf
14 Steckdosenöffnung
15 Schutzkontaktbügel
16 Schutzleiter
17 Stecker
18 Flach- oder Eurostecker
20 Abtaststifte
23 Stromkreis
24 Spannungsquelle
25 Meßgerät
26 Programmauswahlschaltung
27 Programmauswahlschaltung
30 Abtastvorrichtung
31 Abtaststifte
40 Abtastvorrichtung
41 Strahlungsquelle
42 Lichtstrahl
43 Element

Claims (17)

1. Verfahren zur Sicherheitsüberprüfung eines elektri­ schen Gerätes, insbesondere zur Messung des Schutz­ leiterwiderstandes, des Isolationswiderstandes und/oder Ersatzableitstromes nach DIN VDE 0 701 S (Hauptmessung), wobei abhängig von der Schutzklasse des elektrischen Gerätes unterschiedliche Meßver­ fahren durch ein Meßgerät durchgeführt werden, das eine Steckdose aufweist, in die der Netzstecker des zu überprüfenden Gerätes eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Meßgerät vor Beginn der Hauptmessung automatisch die Schutzklasse des zu überprüfenden elektrischen Gerätes dadurch ermittelt wird, daß das Vorhandensein und/oder die Funktion von mindestens einem Schutzleiter an dem Netzstecker des elektri­ schen Gerätes bei oder nach dessen Einführung in die Steckdose am Meßgerät überprüft wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von dem Ergebnis der Schutzklassen­ messung ein Programmauswahleingang der Meßschaltung des Meßgerätes angesteuert wird, durch die bestimmt wird, welches Meßverfahren durch das Meßgerät durch­ geführt wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein des/der Schutzleiter(s) am Netzstecker des zu überprüfenden Gerätes durch mecha­ nische Abtastung des Netzsteckers ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein des/der Schutzleiter(s) am Netzstecker durch einen optischen Sensor ermittelt wird, der auf die Reflektivität der metallischen Oberfläche des/der Schutzleiter(s) am Netzstecker reagiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor die von der metallischen Oberfläche mindestens eines Schutzleiters reflek­ tierte Strahlung einer Lichtquelle registriert.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorhandensein mindestens eines Schutzleiters am Netzstecker durch eine elektrische Messung unter Anschluß mindestens eines leitfähigen Abschnittes des/der Schutzleiter(s) ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die elektrische Messung ein Stromfluß, ein Spannungsabfall oder ein Widerstand zwischen den bei­ den sich diametral gegenüberliegenden Schutzleitern des Netzsteckers ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der elektrischen Messung nur ein Schutzleiter des Netzsteckers durch zwei an ihn angelegte Kontakte beaufschlagt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Messung eine Kapazitätsmessung ist, die die Kapazität mindestens eines Schutzleiters sowie der daran angeschlossenen elektrischen Elemente (Leitung, Chassis) abtastet und daraus die Schutz­ klasse bestimmt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Netzsteckers durch mindestens eine Lichtschrankenanordnung abgetastet und daraus abge­ leitet wird, ob der Netzstecker Schutzleiter aufweist oder nicht.
11. Meßgerät zur Sicherheitsüberprüfung elektrischer Ge­ räte, insbesondere zur Erfassung des Schutzleiter­ und/oder Isolationswiderstandes und/oder des Ersatzableitstromes und/oder der Spannungsfreiheit von elektrischen Geräten mit einem Gehäuse, das in mindestens einer seiner Wandungen eine Steckdose zum Einführen des Netzsteckers des zu überprüfenden elek­ trischen Gerätes aufweist, deren elektrische An­ schlüsse mit einer Meßelektronikschaltung in Verbin­ dung stehen, die abhängig vom Ergebnis der Überprü­ fungsmessung auf einer Anzeigevorrichtung am Gehäuse die ermittelten Meßwerte darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steckdosenöffnung (14) mindestens eine Abtastvorrichtung (Abtaststifte 20; Schutzkontaktbü­ gel 15; 30; 40) zur Ermittlung des Vorhandenseins von Schutzleitern (16) an in die Steckdose (9) einführba­ ren Netzsteckern (17) vorgesehen ist.
12. Meßgerät nach einem der vorhergehenden, Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (20) eine mechanische Abtastvorrichtung ist, die durch das Gehäuse eines Schutzkontaktnetzsteckers (17) beaufschlagt und durch das Gehäuse eines schutzleiterfreien Flachsteckers (18) nicht beaufschlagt wird.
13. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung aus den Schutzkontaktbügeln (15) in der Steckdose (9) besteht, die die Schutzlei­ ter (16) des eingeführten Netzsteckers (17) beauf­ schlagen und die mit einer Meßvorrichtung (23-25) in Verbindung stehen, durch welche eine Strom-, Span­ nungs- Widerstands- oder Kapazitätsmessung an den Schutzleitern des Netzsteckers durchführbar ist.
14. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (40) einen optischen Sensor umfaßt, der in den dem Schutzleiter (16) eines einge­ steckten Netzsteckers (17) gegenüberliegenden Steckdosenwandungsbereichen angeordnet ist.
15. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des optischen Sensors eine Strahlungs­ quelle (41) angeordnet ist, deren Strahlung vom Schutzleiter (16) des eingesteckten Netzsteckers (17) in den optischen Sensor (43) reflektiert wird.
16. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (30) mindestens zwei Abtastkontakte (Abtaststifte 31) aufweist, die in der Steckdose (9) so angeordnet sind, daß sie einen Schutzleiter (16) eines in die Steckdose eingeführten Netzsteckers (17) mit Abstand beaufschlagen.
17. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Abtastvorrichtung oder der mit der zusammenwirkenden Schaltung mit einem Programm­ auswahleingang der Meßschaltung verbunden ist.
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