DE602004001181T2

DE602004001181T2 - Gerät zur Prüfung des Alterungsgrades eines Varistors

Info

Publication number: DE602004001181T2
Application number: DE602004001181T
Authority: DE
Inventors: Gerard Serrie
Original assignee: Soule Protection Surtensions SA
Current assignee: Soule Protection Surtensions SA
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-08-03
Also published as: PL1507270T3; FR2858856B1; ES2267024T3; EP1507270A1; DK1507270T3; PT1507270E; ATE330320T1; EP1507270B1; FR2858856A1; DE602004001181D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das allgemeine technische Gebiet der Geräte zum Prüfen des Alterns von Varistoren, die insbesondere innerhalb von Vorrichtungen zum Schutz von Anlagen und Ausstattungen vor Überspannungen, zum Beispiel vor Überspannungen aufgrund von Blitzschlag verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors durch Anlegen einer Spannung zwischen den Klemmen des Varistors.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Prüfen des Alterns eines Varistors durch Anlegen einer Spannung zwischen den Klemmen des Varistors.
Varistoren werden gewöhnlich verwendet, um elektrische Anlagen und Ausstattungen vor Überspannungen zu schützen. Wenn eine Überspannung innerhalb einer Anlage auftritt, erfährt der Varistor einen Stromstoß, der bewirkt, dass der Varistor beschädigt wird. Das Beschädigen der Varistoren ist schwierig, ja sogar unmöglich vorherzusehen, insofern als es nicht nur von der Anzahl der Stromstöße, die der Varistor im Laufe seines Lebens erhalten hat, sondern auch von deren Amplitude abhängt. Es ist daher schwierig, im Vorhinein die Lebensdauer und den Alterungsgrad eines Varistors vorherzusehen, und der Benutzer stellt oft im Nachhinein die Zerstörung dieses Letzteren fest, so dass die Anlage Gefahr läuft, während einer gewissen Latenzzeit ungeschützt zu funktionieren.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist es bekannt, die Anlage, die man schützen will, mit einem zusätzlichen Sicherheitsvaristor zu versehen, der parallel zu einem anderen Varistor installiert wird. Wenn daher einer der zwei Varistoren sein Lebensende erreicht und nicht mehr in der Lage ist, seine Schutzfunktion zu erfüllen, übernimmt der andere Varistor seine Aufgabe und gewährleistet seinerseits den Schutz der Anlage. Ein solches Verfahren erlaubt es daher, die Sicherheit der Anlage merklich zu verbessern, weist aber dennoch mehrere Nachteile auf.
Zuerst genießt die Anlage während der ganzen Zeitspanne, in der der erste Varistor schadhaft ist, einen auf einen einzigen Varistor verringerten Schutz bis zum Ersetzen des defekten Varistors. Wenn daher ein Stromstoß mit einer sehr großen Amplitude und auf jeden Fall einer Amplitude größer als die maximale Entladungsleistung des Ersatzvaristors auftritt, läuft die Anlage Gefahr, völlig schutzlos zu sein, und das plötzlich und unvorhersehbar.
Da der defekte Varistor ferner automatisch von dem Ersatzvaristor ersetzt wird, ist der Betreiber der Anlage nicht immer in der Lage, schnell festzustellen, dass einer der zwei Varistoren ausgefallen ist. Es kann daher eine gewisse Latenzzeit vor dem Ersetzen des defekten Varistors auftreten. Bei diesem Verfahren genießt die Anlage daher nicht ständig einen optimalen Schutz.
Es ist daher bekannt, ein Verfahren zum Prüfen des Alterns der Varistoren auf der Grundlage der Quantifizierung der Verschlechterung, die die Varistoren durch Stöße, die sie erhalten haben, erfahren, zu verwenden. Das von den Stromstößen verursachte Verschlechtern bewirkt ein Sinken der Strom-Spannungs-Kenndaten der Varistoren in nichtlinearer Weise, das heißt eine Verringerung der Impedanz der Varistoren unter einer gegebenen Spannung. Dieses Quantifizierungsverfahren der Verschlechterung der Varistoren beruht daher auf dem Vergleich des Widerstands des Varistors oder gleichwertig der Stärke des Strom, der den Varistor unter einer gegebenen Spannung und in einem gegebenen Augenblick durchquert, mit dem Widerstand des Varistors, respektive der Stärke des Strom, der ihn unter der gleichen Spannung im neuen Zustand durchquerte. Die Steigerung des Stroms, respektive die Verringerung des Widerstands zwischen der Messung im neuen Zustand und der Messung im Gebrauchtzustand ist für die Verschlechterung des Bauteils repräsentativ. Ein solches Prüfverfahren erlaubt es daher zu prüfen, ob die Anlage ständig optimalen Schutz genießt, und das Zerstören des Varistors vorherzusehen.
Das oben erwähnte Prüfverfahren ist jedoch insofern schwer umzusetzen, als die Strom-Spannungskennlinie nicht für alle Varistoren identisch ist, sondern jedem Varistor oder jedem Varistortyp eigen ist. Ein solches Verfahren erfordert daher einen ersten Schritt, bei dem man vor dem Anbringen eines neuen Varistors auf der zu schützenden elektrischen Anlage den Wert des Widerstands oder des Stroms, der ihn unter einer gegebenen Spannung durchquert, misst, wobei dieser Schritt für jede Vorrichtung zum Schutz vor Überspannungen durchgeführt werden muss und von einem Schritt des Aufzeichnens des Referenzmesswerts begleitet ist, um später das Altern des Varistors prüfen zu können. Insbesondere kann der Messwert im neuen Zustand direkt auf dem Bauteil angegeben und zum Beispiel graviert werden. Der Varistor kann daher, sobald er innerhalb der Anlage angebracht ist, regelmäßig geprüft werden, und man misst insbesondere seinen Widerstand oder die Stärke des Stroms, der ihn durchquert, wenn eine Spannung an seine Klemmen angelegt wird, die mit der identisch ist, die bei der Messung angelegt wurde, die am Varistor im neuen Zustand vorgenommen wurde.
Alle Schritte des oben genannten Verfahrens bilden hohe Auflagen nicht nur für den Unternehmer, dem die Herstellung des Varistors obliegt, sondern auch für den Betreiber, der für die Instandhaltung einer elektrischen Anlage verantwortlich ist, insbesondere wenn Letztere mit zahlreichen Vorrichtungen zum Schutz vor Überspannungen ausgestattet ist. Insbesondere erfordert ein solches Verfahren, dass ein Techniker regelmäßig den Alterungsgrad der Varistoren prüft, wobei jedes Mal eine nicht vernachlässigbare Gefahr eines menschlichen Versagens und/oder Gerätversagens besteht.
Ferner ist es bekannt, ein spezifisches Messgerät im Rahmen dieses Prüfverfahrens zu verwenden. Dieses Gerät ist jedoch nicht konzipiert, um direkt anzuzeigen, ob der Varistor ersetzt werden muss oder nicht. Es erlaubt es nur, Widerstandsmessungen des Varistors oder der Stärke des Stroms, der den Varistor durchquert, wenn eine Spannung an seine Klemmen angelegt wird, durchzuführen. Nach dem Messen ist der mit der Prüfung der Anlage beauftragte Techniker daher gezwungen, selbst eine Verarbeitung der Daten durchzuführen, die vom Messgerät geliefert werden, so dass diese Operationen viel Zeit in Anspruch nehmen, was oft mit den Betriebsauflagen einer elektrischen Anlage schlecht vereinbar ist.
Ein derartiges Verfahren erfordert ferner einen zwingenden Vorabschritt, der darin besteht, auf jeden Bauteil seinen Widerstand zu gravieren, der im neuen Zustand und unter einer gegebenen Spannung gemessen wurde.
US 2 669 004 (Blair) offenbart ein Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors.
Ziel der Erfindung ist es, ein neues Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das es erlaubt, schnell und präzise den Alterungsgrad eines Varistors zu beurteilen und anzugeben, ungeachtet des anfänglichen und Originalzustands.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein neues Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das einfach konzipiert ist und ein leichtes und direktes Ablesen der Ergebnisse der Tests zum Prüfen des Alterns der Varistoren erlaubt.
Eine weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein neues Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das direkt, nach einer minimalen Anzahl von Bedienvorgängen anzeigen kann, ob der Varistor ersetzt werden muss oder nicht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein neues Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das keine Demontage der elektrischen Anlage erfordert, insbesondere um das zu prüfende Bauteil zu entfernen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein neues Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das keine Störung der Anlage verursacht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein neues Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das für Beobachtungs-, Überwachungsoperationen und Prüfoperationen während des Alterungsprozesses eines Varistors verwendet werden kann.
Die der Erfindung zugewiesenen Ziele sind es, ein neues Verfahren zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das die Nachteile des früheren Stands der Technik, die oben aufgezählt wurden, nicht aufweist und das es erlaubt, den Alterungsgrad eines Varistors ungeachtet seines Ausgangs- und Originalszustands präzise und schnell zu beurteilen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das direkt und klar anzeigen kann, ob der Varistor noch zuverlässig verwendet werden kann oder ob er ersetzt werden muss.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren zum Prüfen des Alterns eines Varistors vorzuschlagen, das für Beobachtungs-, Überwachungs- und Prüfoperationen während des Alterungsprozesses eines Varistors angewandt werden kann.
Die der Erfindung zugewiesenen Ziele werden mit Hilfe eines Geräts zum Prüfen des Alterns eines Varistors durch Anlegen einer Spannung zwischen den Klemmen des Varistors verwirklicht, das Folgendes aufweist:

– Mittel zum Erzeugen von Spannung, die eingerichtet sind, um Folgendes zu erzeugen: – eine erste Spannung, die eine erste Polung aufweist, – eine zweite Spannung, die eine zweite Polung aufweist, die der ersten Polung entgegengesetzt ist,
- Mittel zum elektrischen Anschließen der Spannungserzeugungsmittel an die Klemmen des Varistors,
– Mittel zum Messen einerseits eines ersten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der durch den Varistor fließt, wenn die erste Spannung an die Klemmen dieses Letzteren angelegt wird, und andererseits eines zweiten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der durch den Varistor fließt, wenn die zweite Spannung an die Klemmen angelegt wird, wobei der erste und der zweite Wert einen ersten Messwert und einen zweiten Messwert bilden,
– und eine elektronische Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist, um den ersten Messwert zu speichern, ihn mit dem zweiten Messwert zu vergleichen und einen berechneten Unterschiedwert zu berechnen, der dem Wert des Unterschieds zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert entspricht.

Die der Erfindung zugewiesenen Ziele werden auch mit Hilfe eines Verfahrens zum Prüfen des Alterns eines Varistors durch Anlegen einer Spannung zwischen den Klemmen des Varistors verwirklicht, wobei das Verfahren Folgendes aufweist:

– einen Schritt (a) des Messens eines ersten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der ihn durchquert, wenn eine erste Spannung an die Klemmen des Varistors gemäß einer ersten Polung angelegt wird, wobei der erste Wert einen ersten Messwert bildet,
– einen zweiten Schritt (b) zum Messen eines zweiten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der ihn durchquert, wenn eine zweite Spannung an die Klemmen des Varistors gemäß einer zweiten Polung angelegt wird, wobei die zweite Polung zu der ersten Polung entgegengesetzt ist, und wobei der zweite Wert einen zweiten Messwert bildet,
– dann einen Schritt (c) des Vergleichens des ersten und des zweiten Messwerts.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich besser bei der Lektüre der anliegenden Beschreibung sowie mit Hilfe der anliegenden Zeichnungen rein zur Information und Veranschaulichung, bei welchen:
1 gemäß einer perspektivischen Ansicht ein Gerät zum Prüfen des Alterns eines erfindungsgemäßen Varistors veranschaulicht, das dazu bestimmt ist, zum Prüfen eines Varistors oder einer Patrone zum Schutz einer elektrischen Anlage vor Überspannungen verwendet zu werden.
2 gemäß einer Vorderansicht eine vereinfachte schematische Darstellung der elektrischen Montage veranschaulicht, die einem ersten Schritt des Verfahrens zum Prüfen des Alterns eines Varistors mit Hilfe des erfindungsgemäßen Prüfgeräts entspricht.
3 gemäß einer Vorderansicht eine vereinfachte schematische Darstellung der elektrischen Montage veranschaulicht, die einem zweiten Schritt des Prüfens des Alterns eines Varistors mit Hilfe des erfindungsgemäßen Prüfgeräts entspricht.
4 gemäß einer schematischen Vorderansicht ein Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors veranschaulicht, das im Rahmen einer Prüf- und Beobachtungsanwendung des Alterns eines Varistors verwendet wird.
1 zeigt ein Gerät 1 zum Prüfen des Alterns eines Varistors 2 durch Anlegen einer Spannung zwischen den Klemmen 2A, 2B des Varistors 2.
Erfindungsgemäß bezeichnet ein „Varistor" ein Resistivbauteil, dessen Strom-Spannungskennlinie nichtlinear ist, wie zum Beispiel einen Thermistor, einen Fotowiderstand oder vorzugsweise einen Varistor mit Metalloxid (MOV), der gewöhnlich in Vorrichtungen zum Schutz vor Überspannungen verwendet wird. Dieser letztere Varistortyp wird allgemein aufgrund der Tatsache bevorzugt, dass es eine große Anzahl von Versionen dieser Bauteile gibt, die sich voneinander durch den Fehlerstromwert des Typs Blitzschlagstrom unterscheiden, dessen Ableiten sie erlauben, was es dem Benutzer erlaubt, das für seine Anwendung passende Bauteil auszuwählen.
Die in den Vorrichtungen zum Schutz vor Überspannung verwendeten Varistoren werden zwischen der Phase der zu schützenden elektrischen Anlage und der Erdung angeschlossen und sind so konzipiert, dass ihre Impedanz beim normalen Betrieb so hoch ist, dass sie keinen Kurzschluss verursachen. Im Gegenteil, wenn eine Überspannung innerhalb der Anlage auftritt, werden die Varistoren durchlässig und leiten einen Fehlerstrom, zum Beispiel einen Blitzschlagstrom zur Erdung ab, was direkt die Impulsspitzen der Überspannung eliminiert.
Erfindungsgemäß weist das Gerät 1 zum Prüfen des Alterns eines Varistors Spannungserzeugungsmittel 3 auf, die in den 2 und 3 schematisch und vereinfacht dargestellt sind.
Die Spannungserzeugungsmittel 3 sind vorteilhafterweise eingerichtet, um eine erste Spannung U₁ zu erzeugen, die eine erste Polung P₁ aufweist, und eine zweite Spannung U₂, die vorzugsweise einen Absolutwert gleich oder im Wesentlichen gleich dem der ersten Spannung U₁ hat, wobei die zweite Spannung U₂ eine Polung P₂ aufweist, die der ersten Polung P₁ entgegen gesetzt ist.
Das Anlegen der ersten Spannung U₁ und der zweiten Spannung U₂ an den Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 erlaubt es daher, den Widerstand und/oder die Stärke des Stroms, der den Varistor unter zwei entgegen gesetzten Polungen P₁ P₁, P₂ durchquert, zu messen, was es erlaubt, den Alterungsgrad des Varistors zu prüfen.
Erfindungsgemäß weist das Prüfgerät 1 auch Mittel 4 zum elektrischen Anschließen der Spannungserzeugungsmittel 3 an die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 auf.
Gemäß einer Variante der Erfindung und wie in 4 dargestellt, bestehen die Anschlussmittel 4 aus mindestens zwei Leitern 5, 6, die in Enden 5A, 5B, 6A, 6B enden und ein elektrisches Anschließen durch Kontakt erlauben.
Besonders vorteilhaft bestehen die Enden 5A, 5B, 6A, 6B aus proximalen Enden 5A, 6A, die dazu bestimmt sind, an das Prüfgerät 1 angeschlossen zu werden, und distalen Enden 5B, 6B, die dazu bestimmt sind, an die Klemmen 2A, 2B des zu prüfenden Varistors 2 angeschlossen zu werden.
Vorteilhafterweise können die distalen Enden 5B, 6B vom Typ Messspitzen sein und können auch mechanische Mittel zum Anhängen aufweisen, die zum Beispiel die Form von „Krokodilklemmen" oder Klemmprüfspitzen („Gripfil"-Spitzen) haben.
Das Prüfgerät 1 kann zum direkten Prüfen des Varistors verwendet werden, es kann aber natürlich auch verwendet werden, um eine Patrone 7 zum Schützen der Anlage vor Überspannungen zu prüfen, wobei die Patrone 7 mindestens einen Varistor 2 aufweist und mit elektrischen Anschlussmitteln 8 (1) versehen ist. In diesem Fall kommen die distalen Enden 5B, 6B der Leiter 5, 6 direkt mit den Anschlussmitteln 8 der Patrone 7 in Berührung.
Vorteilhafterweise weisen die Spannungserzeugungsmittel 3 eine Spannungsquelle 9 auf, die eine Spannung zwischen mindestens zwei Polen 10A, 10B des Prüfgeräts 1, nämlich einem ersten Pol 10A und einem zweiten Pol 10B erzeugen kann (2 und 3).
Besonders vorteilhaft kann die Spannungsquelle 9 eine Batterie oder eine Akkumulatorenbatterie aufweisen, es kann aber auch in Betracht gezogen werden, das Prüfgerät 1 an den Netzstrom anzuschließen, wobei die Spannungsquelle 9 vorzugsweise einen Transformator aufweist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weisen die Spannungserzeugungsmittel 3 auch Mittel 11 zum Umkehren der Polung der zwischen den Polen 10A, 10B erzeugten Spannung auf (2 und 3).
Beispielhaft und nicht einschränkend und wie in 2 dargestellt, erlauben es die Mittel 11 zum Umkehren der Polung, wenn sich der erste Pol 10A ursprünglich in einem Zustand höheren Potenzials befindet, und der zweite Pol 10B sich in einem Zustand niedrigeren Potenzials befindet, den ersten Pol 10A auf einen Zustand mit niedrigerem Potenzial übergehen zu lassen und den zweiten Pol 10B auf einen Zustand mit höherem Potenzial, wie das in 3 dargestellt ist.
Vorteilhafterweise bestehen die Mittel 11 zum Umkehren der Polung aus einem manuellen oder automatischen Auslöser 12.
Zur Veranschaulichung kann der manuelle Auslöser 12 daher einen Knopf aufweisen, der zwei Stellungen einnehmen kann, nämlich eine erste Stellung 12A, die zur ersten Polung P₁ gehört, und eine zweite Stellung 12B, die zu der zweiten Polung P₂ gehört. Derart erlaubt es das Betätigen des Knopfs des manuellen Auslösers 12, manuell und nach Belieben die Polung der Spannung, die zwischen den Polen 10A, 10B des Prüfgeräts 1 erzeugt wird, umzukehren (1).
Natürlich können die Mittel 11 zum Umkehren der Polung auch aus einem automatischen Auslöser bestehen, der innerhalb einer Elektronikschaltung eingebaut ist. Ein solcher automatischer Auslöser erlaubt es insbesondere, das Gerät 1 eine Reihe von Prüftests ausführen zu lassen, wodurch die Anzahl der Bedienvorgänge des Benutzers beschränkt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, weist das Prüfgerät 1 zwei Paare von Polen auf, nämlich ein erstes Polpaar und ein zweites Polpaar. In diesem Fall wird die erste Spannung U₁ zwischen den Polen erzeugt, die das erste Polpaar bilden, und die zweite Spannung U₂ mit gleichem Absolutwert aber mit der Polung P₂, die der Polung P₁ der ersten Spannung U₁ entgegen gesetzt ist, wird zwischen den Polen erzeugt, die das zweite Polpaar bilden. Gemäß einer Ausführungsform ist der manuelle oder automatische Auslöser 12 nicht mehr unerlässlich, weil es zum Prüfen des Alterungsgrads eines Varistors 2 genügt, nacheinander die Klemmen 2A, 2B dieses Letzteren an das erste Polpaar und dann an das zweite Polpaar anzuschließen, wobei das Anschließen mit Hilfe der Anschlussmittel 4 erfolgen kann.
Vorteilhafterweise umfasst das Prüfgerät 1 Mittel zum Messen (nicht dargestellt) eines ersten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der den Varistor durchquert, wenn die erste Spannung U₁ an die Klemmen 2A, 2B dieses Letzteren angeschlossen wird, und eines zweiten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der durch den Varistor fließt, wenn die zweite Spannung U₂ an die Klemmen 2A, 2B angeschlossen wird. Der erste und der zweite Wert bilden daher jeweils einen ersten Messwert und einen zweiten Messwert.
Die Messmittel sind vorzugsweise so konzipiert, dass sie die Stärke des Stroms messen, der durch den Varistor unter einer gegebenen Spannung fließt, aber sie können natürlich auch so konzipiert sein, dass sie den Widerstand des Varistors messen, wobei letztere Messung im Wesentlichen gleichwertig ist und es erlaubt, zur gleichen Diagnose des Alterns des Varistors zu gelangen.
Ferner können die Messmittel auch so konzipiert sein, dass sie sowohl den Widerstand als auch die Stärke des Stroms, der den Varistor durchquert, messen, so dass es bei Versagen eines für die Messungen, zum Beispiel die Widerstandmessung, erforderlichen Bauteils, möglich ist, eine zweite Prüfmessung durchzuführen, die darauf abzielt, in dem vorliegenden Beispiel die Stromstärke zu messen. Eine solche Konzeption kann auch eine Verbesserung der Präzision der Messungen ermöglichen.
Besonders vorteilhaft bestehen die Messmittel vorzugsweise aus einem Ohmmeter und/oder Amperemeter, wobei jedes dieser Messgeräte vorzugsweise des herkömmlichen Typs ist, der zum Beispiel ein Galvanometer aufweist.
Vorteilhafterweise umfasst das Prüfgerät 1 eine elektronische Verarbeitungseinheit, die einen Mikroprozessor aufweist, der an eine Elektronikkarte angeschlossen ist, wobei der Mikroprozessor funktional mit den Messmitteln verbunden ist.
Die elektronische Verarbeitungseinheit ist vorzugsweise konzipiert und eingerichtet, um den ersten Messwert zu speichern, ihn mit dem zweiten Messwert zu vergleichen und einen berechneten Unterschiedswert zu berechnen, der dem Unterschiedswert zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert entspricht. Da daher die Strom-Spannungskennlinie des Varistors nur in der Gebrauchspolung dieses Letzteren geändert wird, nämlich in die Richtung von der zu schützenden Phase zu der Erdung, erlaubt es der Vergleich des ersten Messwerts gemäß der ersten Polung, mit dem zweiten Messwert gemäß der zweiten Polung, den Alterungsgrad des Varistors zu bestimmen. Die Stromstöße können nämlich die Strom-Spannungskennlinie eines beschädigten Varistors nur in seiner Betriebspolung ändern, so dass die Strom-Spannungskennlinie in der Polung, die der Betriebspolung entgegen gesetzt ist, mit der Strom-Spannungskennlinie des gleichen Varistors im neuen Zustand identisch ist.
Vorteilhafterweise umfasst das Prüfgerät 1 mindestens ein Anzeigemittel für Informationen, die aus den Messungen hervorgehen, die von den Messmitteln durchgeführt werden. Das Anzeigemittel ist vorzugsweise funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden, um den ersten Messwert und/oder den zweiten Messwert und/oder den berechneten Unterschiedswert anzuzeigen. Das Anzeigemittel kann auch Werte anzeigen, die von den berechneten oder gemessenen Werten über zusätzliche Rechenoperationen abgeleitet werden.
Besonders vorteilhaft umfasst das Anzeigemittel ein digitales Display 15, das gleichzeitig oder verzögert den ersten Messwert und/oder den zweiten Messwert und/oder den berechneten Unterschiedswert anzeigen kann.
Vorteilhafterweise umfasst das Anzeigemittel Leuchttasten 16A, 16B, die funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden sind, um den Alterungsgrad des Varistors anzugeben. Zur Veranschaulichung und nicht einschränkend können die Tasten 16A, 16B aus zwei Leuchtmeldern bestehen, nämlichen einem Leuchtmelder, der, wenn er eingeschaltet ist, ein erstes, beispielsweise grünes Licht erzeugen kann, das anzeigt, dass der Varistor weiterhin zuverlässig verwendet werden kann, und einem Leuchtmelder, der, wenn er eingeschaltet ist, ein zweites, beispielsweise rotes Licht erzeugen kann, das anzeigt, dass der Varistor beschädigt ist und ersetzt werden muss.
Derartige Leuchttasten 16A, 16B können mit Hilfe von Leuchtdioden hergestellt werden.
Man kann an Stelle oder als Ergänzung der binären oben genannten Anzeige auch die Möglichkeit einer abgestuften und allmählichen Anzeige des Zustands des Varistors in Betracht ziehen, zum Beispiel mit Hilfe einer Reihe von Dioden, die eine Farbenabstufung bilden können, zum Beispiel von Grün über Orange zu Rot. Es kann alternativ eine Zeigerskala verwendet werden, um die gleiche Funktion zu erfüllen wie die oben genannte Reihe von Dioden. Schließlich kann man auch das Anzeigen einer Sicherheitsmarge vorsehen, die zum Beispiel in Prozent ausgedrückt ist (wobei 100 % einem neuen Varistor entsprechen und 0 % einem Varistor, der ersetzt werden muss).
Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße Prüfgerät 1 ein Mittel zur externen Anzeige, das funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit vorzugsweise durch Verdrahtung oder Funkverbindung verbunden ist, um ein dezentrales Ablesen der Ergebnisse zu erlauben, insbesondere des ersten und des zweiten Messwerts sowie des berechneten Unterschiedswerts.
Besonders vorteilhaft umfasst das Prüfgerät 1 eine erste Speichereinheit, die das Speichern eines vorbestimmten Schwellenwerts erlaubt, wobei der Schwellenwert dazu bestimmt ist, innerhalb der elektronischen Verarbeitungseinheit mit dem berechneten Unterschiedswert verglichen zu werden. Der Schwellenwert quantifiziert den maximal zulässigen Unterschied zwischen der Strom-Spannungskennlinie des Varistors im neuen Zustand und der Strom-Spannungskennlinie des gleichen Varistors nach einer bestimmten Betriebsdauer. Insbesondere muss das Prüfgerät 1, sobald der berechnete Unterschiedswert diesen Schwellenwert überschreitet, insbesondere über die Leuchttasten 16A, 16B anzeigen, dass der Varistor ersetzt werden muss. Bevor daher eine Messung durchgeführt wird, wird der Schwellenwert, der dem Varistor, den man prüfen will, entspricht, oder auch der ganze Schwellenwertbereich in Zusammenhang mit einer Reihe zu prüfender Varistoren vorzugsweise in das Prüfgerät 1 eingegeben, zum Beispiel mit Hilfe einer Tastatur 18, die über eine Draht- oder eine Funkverbindung mit dem Prüfgerät 1 verbunden wird. Die elektronische Verarbeitungseinheit erlaubt daher das Steuern des Speicherns der Daten in dem Speicher.
Gemäß einer Variante der Erfindung umfasst das Prüfgerät 1 eine zweite Speichereinheit, die funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden ist, um die berechneten Unterschiedswerte zu speichern. Diese zweite Speichereinheit ist vorzugsweise eine Speichereinheit des nicht flüchtigen Typs.
Gemäß dieser Variante umfasst das Prüfgerät 1 vorteilhafterweise einen Echtzeittaktgeber, der ein Signal ausgibt, das das Datum und die augenblickliche Uhrzeit darstellt und mindestens ein vorbestimmtes Datum und eine vorbestimmte Uhrzeit speichert. Der Echtzeittaktgeber ist vorzugsweise funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit so verbunden, dass die Häufigkeit der Aufzeichnungen und Speicherungen innerhalb der zweiten Speichereinheit im Voraus programmiert werden kann. Die elektronischen Verarbeitungseinheit vergleicht daher das augenblickliche Datum und die augenblickliche Uhrzeit mit dem vorbestimmten Datum und der vorbestimmten Uhrzeit und geht, wenn sie jeweils gleich sind, zum Speichern mit Zeitstempel der in diesem Augenblick berechneten Unterschiedswerte in der zweiten Speichereinheit weiter.
Besonders vorteilhaft können die erste und die zweite Speichereinheit innerhalb eines einzigen Speicherblocks des nicht flüchtigen Typs gruppiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Prüfgerät 1 eine Ausgangssteckverbindung 19, die funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden ist. Die Ausgangssteckverbindung 19 ist dazu bestimmt, das Anschließen des Prüfgeräts 1 an ein EDV-Lesegerät 20 des Typs Computer zu erlauben, um zu diesem die berechneten Unterschiedswerte mit Zeitstempel, die in der zweiten Speichereinheit enthalten sind, zu exportieren. Wie in 4 dargestellt, hat die Ausgangssteckverbindung 19 vorzugsweise die Form eines Kabels.
Gemäß dieser Ausführungsvariante kann die Verarbeitung der Informationen, insbesondere der Vergleich zwischen den berechneten Unterschiedswerten und dem Schwellenwert von dem EDV-Lesegerät 20 ausgeführt werden. In diesem Fall werden die Schwellenwerte, die der Reihe von Varistoren entsprechen, die man prüfen will, vorzugsweise als Eingangsdaten im EDV-Lesegerät 20 oder direkt im Prüfgerät 1 gespeichert.
Besonders vorteilhaft erlauben es die Spannungserzeugungsmittel 3, eine variable Spannung zu erzeugen, deren Amplitude mit Hilfe eines Einstellmittels 21, zum Beispiel mit Hilfe eines Potentiometers ausgewählt werden kann. Die zum Prüfen des Alterungsgrads eines Varistors angelegte Spannung kann daher in Abhängigkeit von dem Varistortyp ausgewählt werden.
Insbesondere in dem Fall, in dem die Merkmale (anzulegender Spannungswert und Schwellenwert) jedes auf dem Markt verfügbaren Varistortyps in dem Speicher des Prüfgeräts 1 gespeichert sind, braucht der Benutzer nur noch im Augenblick des Prüfens den zu prüfenden Varistortyp mit Hilfe eines beliebigen geeigneten Auswahlsystems (EDV-Abrollmenü, Potentiometer, Tastatur usw.) auszuwählen.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung und wie in 1 dargestellt, umfasst das Prüfgerät 1 einen Sockel 24, der die Anschlussmittel 4 enthält. Der Sockel 24 ist vorzugsweise funktional insbesondere elektrisch mit den Messmitteln verbunden. Der Sockel 24 ist ferner eingerich tet, um abnehmbar zu deren Prüfung eine Patrone 7 zum Schutz von Anlagen vor Oberspannungen aufzunehmen, wobei die Patrone 7 mindestens einen Varistor aufweist und mit elektrischen Anschlussmitteln 8 versehen ist. Derartige Patronen 7 sind dem Fachmann als solche gut bekannt.
Vorzugsweise hat die Patrone 7 allgemein Parallelepipedform und die elektrischen Anschlussmittel 8 sind vorzugsweise Stecker. Die elektrischen Anschlussmittel 8 haben daher vorzugsweise die Form von mindestens zwei Stiften 8A, 8B, die das Anschließen der Patrone 7 an die elektrische Anlage erlauben.
Natürlich ist die Konfiguration mit zwei Stiften 8A, 8B, die in 1 veranschaulicht ist, nur veranschaulichend gegeben und ist in keiner Weise einschränkend. Die Patrone 7 kann nämlich zum Beispiel vier elektrische Anschlussstifte aufweisen oder irgendeine andere Form haben.
Vorteilhafterweise umfasst der Sockel 24 eine Aufnahme 25, die die Patrone 7 aufnehmen kann. Dazu entspricht der Querschnitt der Aufnahme 25 im Wesentlichen dem Querschnitt der Patrone 7, so dass Letztere in die Aufnahme 25 mit kleinem Spiel eingefügt werden kann.
Insbesondere ist die Patrone 7 dazu bestimmt, auf den Sockel 24 gesteckt zu werden. Dazu ist die Aufnahme 25 vorzugsweise mit elektrischen Kontaktmittel versehen, die zu den Anschlussmitteln 8 der Patrone 7 komplementär sind. Die elektrischen Kontaktmittel bilden daher die Anschlussmittel 4.
Besonders vorteilhaft sind die elektrischen Kontaktmittel innerhalb von Löchern 26A, 26B eingerichtet, die vorzugsweise auf dem Boden 27 der Aufnahme 25 angeordnet sind, wobei die Löcher 26A, 26B vorzugsweise rechteckige Querschnitte aufweisen, die im Wesentlichen zu denen der Stifte 8A, 8B komplementär sind.
Natürlich ist die Anzahl der Löcher 26A, 26B, die auf dem Boden 27 eingerichtet sind, vorzugsweise gleich der Anzahl der Stifte 8A, 8B der Patrone 7. Die Löcher 26A, 26B bilden daher Anschlussbuchsen, die zu den Steckmitteln, die von den Stiften 8A, 8B gebildet werden, komplementär sind.
Besonders vorteilhaft wird die Patrone 7 mit Verschiebungsführungsmitteln auf den Sockel 24 gesteckt, wie zum Beispiel Hohlkehlen 29, 30, die auf den Seitenrändern der Aufnahme 25 eingerichtet sind. Die Hohlkehlen 29, 30 erlauben es auch, die Bewegung der Patrone 7 nach ihrem Einführen innerhalb der Aufnahme 25 zu verhindern.
Das Prüfgerät 1 umfasst auch bevorzugt mechanische Befestigungsmittel der Patrone 7 innerhalb der Aufnahme 25. Diese mechanischen Mittel können zum Beispiel mindestens einen Dorn und eine entsprechende Öffnung aufweisen, wobei Letztere jeweils auf der Patrone 7 und auf dem Sockel 24 oder umgekehrt eingerichtet werden können. Natürlich ist diese Konfiguration der Befestigungsmittel nicht einschränkend, und das Gerät kann weitere mechanische Befestigungsmittel aufweisen, die für die Patronen 7 geeignet sind, die auf dem Markt erhältlich und dem Fachmann gut bekannt sind.
Vorteilhafterweise umfasst das Prüfgerät 1 ein tragbares Gehäuse 40, in dem die Spannungserzeugungsmittel 3, die Messmittel, die elektronischen Verarbeitungseinheit und das Anzeigemittel eingerichtet sind. Wie in 1 dargestellt, befinden sich das digitale Display 15, die Einstellmittel 21, die Tasten 16A, 16B, der manuelle Auslöser 12 sowie die Pole 10A, 10B vorzugsweise auf der Vorderseite 40A des Gehäuses 40. Ferner ist die Aufnahme 25 vorzugsweise gegen das Ende des Gehäuses, dem digitalen Display 15 entgegen gesetzt angeordnet, aber diese Konfigu ration ist nicht einschränkend, und es kann zum Beispiel in Betracht gezogen werden, die Aufnahme 25 auf der Vorderseite 40A des Gehäuses 40 einzurichten.
Natürlich können die Löcher 26A, 26B zur Aufnahme der Stifte 8A, 8B direkt auf einer der Seiten des Gehäuses 40 eingerichtet werden, wobei es nicht erforderlich ist, eine Aufnahme 25 zum Aufnehmen der Patrone 7 herzustellen.
Besonders vorteilhaft kann das Gehäuse 40 eine miniaturisierte Form haben, zum Beispiel die Form eines Moduls, das auf eine Schalttafel oder direkt auf die Anlage gesteckt werden kann, die mit der Vorrichtung zum Schützen vor Überspannung versehen ist. Das Altern des Varistors kann daher dezentral geprüft werden, insbesondere mit Hilfe des externen Anzeigemittels und/oder des EDV-Lesegeräts 20, so dass es nicht erforderlich ist, einen Techniker an Ort und Stelle zu schicken, um den Alterungsgrad des Varistors zu prüfen.
Der Einsatz und die Funktionsweise des Prüfgeräts 1 des Alterns eines Varistors werden unten beschrieben.
Das Prüfen des Alterns eines Varistors, der im Rahmen einer Vorrichtung zum Schutz einer Anlage vor Überspannungen verwendet wird, kann an Ort und Stelle oder dezentral erfolgen.
In dem Fall, in dem die Prüfung an Ort und Stelle erfolgt, zum Beispiel durch einen Techniker, der mit der Wartung der elektrischen Anlage beauftragt ist, werden die Schwellenwerte, die für den Unterschied zwischen der Strom-Spannungskennlinie der Varistoren im neuen Zustand und der Strom-Spannungskennlinie der Varistoren in verschlechtertem Zustand repräsentativ sind, vorab als Eingangsdaten in das Prüfgerät 1 eingegeben, zum Beispiel mit Hilfe der Tastatur 18. Die Schwellenwerte entsprechen einem gegebenen Varistortyp, und man kann zum Beispiel einen ganzen Schwellenwertbereich, der einer Reihe von Varistoren entspricht, speichern, und in diesem Fall muss der Techniker vor jeder Messung den Schwellenschwert auswählen, der dem zu prüfenden Varistor entspricht.
Wenn die Vorrichtung zum Schutz vor Überspannungen die Form eines einfachen Varistors hat, der in die zu schützende elektrische Anlage eingebaut ist, wird das Prüfgerät 1 vorzugsweise direkt an die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 angeschlossen, zum Beispiel mit Messspitzen, die die Form von zwei Leitern 5, 6 haben, die mit proximalen Enden 5A, 6A versehen sind, die dazu bestimmt sind, in die Pole 10A, 10B des Geräts 1 gesteckt zu werden, und distale Enden 5B, 6B, die dazu bestimmt sind, direkt an die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 angeschlossen zu werden.
Wenn das Prüfgerät 1 zwei Polpaare aufweist, kann der Varistor nacheinander über Anschlussmittel 4 an jedes der Polpaare des Geräts 1 angeschlossen werden, so dass der Widerstand und/oder die Stärke des Stroms, der ihn unter einer Spannung mit gleichem Absolutwert durchquert, nacheinander gemäß zwei entgegen gesetzten Polungen gemessen werden.
Wenn das Prüfgerät 1 nur zwei Pole 10A, 10B aufweist, werden die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 vorzugsweise an diese zwei Pole angeschlossen, und es reicht, dass der Techniker zum Durchführen der Prüfmessung die Polung der Spannung, die zwischen den Polen 10A, 10B erzeugt wird, zum Beispiel mit einem manuellen Auslöser 12 umkehrt. Natürlich kann das Prüfgerät 1 auch mit einem automatischen Auslöser versehen sein, so dass das Gerät 1 systematisch und ohne äußere Steuerung eine Reihe von Prüftests ausführt.
Die an die Klemmen 2A, 2B des zu prüfenden Va ristors 2 anzulegende Spannung kann vorzugsweise vor dem Messen ausgewählt werden, zum Beispiel mit Hilfe eines Potentiometers, das auf dem Gehäuse 40 des Prüfgeräts 1 installiert wird. Nach jeder Messung werden die verschiedenen Ergebnisse nacheinander oder gleichzeitig über ein Anzeigemittel, zum Beispiel ein digitales Display 15, angezeigt, auf dem der erste und der zweite Messwert sowie der berechnete Unterschiedswert und eventuell der charakteristische Schwellenwert des zu prüfenden Varistors angezeigt werden.
Besonders vorteilhaft zeigt das Prüfgerät 1 auch zum Beispiel mit Hilfe der Leuchttasten 16A, 16B an, ob der Varistor ersetzt werden muss oder nicht. Insbesondere kann das Prüfgerät 1 zum Beispiel mit Hilfe eines grünen Leuchtmelders anzeigen, dass der geprüfte Varistor noch für den Schutz der Anlage verwendet werden kann. Umgekehrt, wenn die Marge bis zum Lebensende des Varistors zu gering ist, mit anderen Worten, wenn die Gefahr des Versagens des Varistors vor der nächsten Prüfung zu groß ist, kann das Prüfgerät 1 zum Beispiel mit Hilfe eines roten Leuchtmelders anzeigen, dass es erforderlich ist, den Varistor zu ersetzen. Auf diese Weise braucht der mit der Wartung beauftragte Techniker keinerlei Rechenoperation auszuführen, und das Ergebnis der Tests kann direkt auf dem Prüfgerät 1 abgelesen werden.
Natürlich kann es in Betracht gezogen werden, ein vereinfachtes Prüfgerät 1 herzustellen, das sich darauf beschränkt, zum Beispiel den Widerstand und/oder die Stärke des Stroms zu messen, der den Varistor unter einer ersten Spannung U₁ und anschließend unter einer zweiten Spannung U₂ durchquert, wobei die erste und die zweite Spannung entgegen gesetzte Polungen P₁, P₂ aufweisen, und in diesem Fall muss der mit der Wartung beauftragte Techniker selbst die Berechnung des Unterschieds zwischen dem ersten und dem zweiten Messwert durchführen und den Unterschiedswert, das heißt den berechneten Unterschiedswert mit dem zu dem geprüften Varistor gehörenden Schwellenwert vergleichen.
Wenn die Anlage mit einer Vorrichtung zum Schutz vor Überspannungen versehen ist, die eine abnehmbare Patrone 7 aufweist, braucht der Techniker nur diese Patrone 7 von der elektrischen Anlage abzustecken und sie auf das Prüfgerät 1 zu stecken, um die Prüftests auszuführen. Insbesondere kann die Patrone 7 in die Aufnahme 25 eingefügt werden, die dazu in dem Sockel 24 des Prüfgeräts 1 eingerichtet ist, so dass die Stifte 8A, 8B zum Anschließen der Patrone 7 in das Innere der entsprechenden Löcher 26A, 26B, die auf dem Sockel 24 eingerichtet sind, eindringen.
Natürlich kann man in Betracht ziehen, andere Anschlussmittel 4 zu verwenden, und insbesondere Leiter 5, 6, um das Prüfgerät 1 mit der Patrone 7 zu verbinden. Die Leiter 5, 6 können dabei an mindestens einem ihrer Enden mit Messtasten oder vorzugsweise mit „Krokodilklemmen" versehen sein.
Gemäß einer anderen Betriebsvariante des Prüfgeräts kann das Prüfen des Alterns eines Varistors auch dezentral erfolgen, wobei das Prüfgerät 1 im Wesentlichen ständig an die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 oder auch an die elektrischen Anschlussmittel 8 der Patrone 7 angeschlossen ist, wobei der Varistor 2 oder die Patrone 7 in die zu schützende Anlage 50 eingebaut ist. In diesem Fall kann das Ablesen der Prüfergebnisse dezentral erfolgen, zum Beispiel mit Hilfe eines externen Anzeigemittels oder auch mit einem EDV-Lesegerät 20. Die Häufigkeit der Prüfungen ist daher vorprogrammiert, so dass es nicht erforderlich ist, an der Anlage einzugreifen, um die Zuverlässigkeit des Varistors zu prüfen.
Das erfindungsgemäßen Gerät zum Prüfen des Alterns eines Varistors erlaubt es daher, das Risiko des Versagens der Varistoren, die in elektrischen Anlagen installiert sind, zu eliminieren.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Prüfgeräts besteht darin, dass es erlaubt, den Alterungsgrad der Varistoren zu prüfen, ohne die elektrische Anlage auch nur teilweise demontieren zu müssen, insbesondere um das Bauteil zum Prüfen zu entfernen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Prüfgeräts besteht darin, dass es keine Störung der elektrischen Anlage hervorruft.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Prüfen des Alterns eines Varistors 2, das einen Schritt (a) des Messens eines ersten Werts des Widerstands des Varistors 2 und/oder der Stärke des Stroms, der ihn durchquert, während eine erste Spannung U₁ an die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 gemäß einer ersten Polung P₁ angelegt wird, umfasst, wobei der erste Wert einen ersten Messwert bildet.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren auch einen Schritt (b) des Messens eines zweiten Werts des Widerstands des Varistors 2 und/oder der Stärke des Stroms, der ihn durchquert, wenn eine zweite Spannung U₂ mit einem Absolutwert, der vorzugsweise im Wesentlichen gleich dem der ersten Spannung U₁ ist, an die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 gemäß einer zweiten Polung P₂ angelegt wird.
Erfindungsgemäß ist die zweite Polung P₂ der ersten Polung P₁ entgegen gesetzt, und der zweite Wert des Widerstands und/oder der Stärke des Stroms, der ihn durchquert, bildet einen zweiten Messwert.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren auch einen Schritt (c) nach den Schritten (a) und (b) des Vergleichens des ersten und des zweiten Messwerts.
Erfindungsgemäß ist es völlig gleichwertig, den Widerstand des Varistors oder die Stärke des Stroms, der den Varistors durchquert zu messen, wenn eine gleiche Spannung an die Klemmen des Varistors angelegt wird. Es geht nämlich um das Vergleichen des Widerstands oder auch der Stärke des Stroms, der den Varistor durchquert, zwischen einem ersten Zustand, der dem Anlegen einer ersten, die erste Polung P₁ aufweisenden Spannung U₁ an die Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 entspricht (2), und einem zweiten Zustand, der dem Anlegen einer zweiten, eine Polung P₂ aufweisenden Spannung U₂ zwischen den Klemmen 2A, 2B des Varistors 2 entspricht, die der ersten Polung P₁ entgegen gesetzt ist (3).
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren nach den Schritten (a), (b) einen Schritt des Berechnens (d) eines berechneten Unterschiedswerts, der dem Unterschied zum Beispiel zwischen dem ersten und dem zweiten Messwert entspricht. Natürlich kann man eine andere Operation als den Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Messwert ausführen, um den berechneten Unterschiedswert zu erzielen. Insbesondere kann der berechnete Unterschiedswert dem Ergebnis einer Division zwischen dem ersten und dem zweiten Messwert entsprechen.
Besonders vorteilhaft umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt (e) des Anzeigens des ersten Messwerts und/oder des zweiten Messwerts und/oder des berechneten Unterschiedswerts. Der erste und der zweite Messwert sowie der berechnete Unterschiedswert können gleichzeitig oder nacheinander auf Befehl des Benutzers oder automatisch im Rahmen einer Reihe vorprogrammierter Tests angezeigt werden.
Vorteilhafterweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt (f) des Vergleichens zwischen dem berechneten Unterschiedswert und einem vorbestimmten und gespeicherten Schwellenwert, wobei der Schwellenwert das Limit definiert, das der berechnete Unterschiedswert nicht überschreiten darf, damit ein Varistor als zuverlässig betrachtet werden kann. Wenn der berechnete Unterschiedswert größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, muss der Varistor vorzugsweise ersetzt werden.
Gemäß einer weiteren Variante des Verfahrens wird das Bestimmen des ersten und des zweiten Messwerts sowie des berechneten Unterschiedswerts verwendet, um die Beobachtung des Alterns eines Varistors, der auf einer elektrischen Anlage installiert ist, sicherzustellen.
Gemäß dieser Variante umfasst das Verfahren einen Schritt (g) des Speicherns des ersten und zweiten Messwerts sowie des berechneten Unterschiedswerts mit Zeitstempel in einem vorzugsweise nicht flüchtigen Speicher. Der Erfassungszyklus, der aus den Schritten (a) bis (g) besteht, wird vorzugsweise regelmäßig gemäß einer vorbestimmten Erfassungshäufigkeit wiederholt.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren auch einen Schritt (h) des Exportierens der Informationen mit Zeitstempel, die in dem Speicher enthalten sind, zu einem EDV-Lesegerät 20, wobei der Schritt (h) regelmäßig gemäß einer so genannten Wiederherstellungshäufigkeit größer oder gleich der Erfassungshäufigkeit ausgeführt wird.
Besonders vorteilhaft umfasst das Verfahren einen Schritt (i) des Verarbeitens der exportierten Informationen mit Zeitstempel mit Hilfe eines EDV-Programms, um zeitliche Beobachtungsinformationen des Alterns des Varistors zu erzielen. Natürlich kann der Schwellenwert Folgendes sein:

– entweder eine Eingangsinformation der elektronischen Verarbeitungseinheit, wobei diese Information zuvor in dem Prüfgerät 1 gespeichert wird und anschließend ebenso wie die Informationen mit Zeitstempel, die in dem Speicher enthalten sind, exportiert werden kann,
– oder eine Eingangsinformation eines EDV-Programms zum Verarbeiten der Informationen mit Zeitstempel, die zu dem EDV-Lesegerät 20 exportiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen des Alterns eines Varistors erlaubt daher das einfache und effiziente Beurteilen des Alterungsgrads eines Varistors, ohne dass es erforderlich wäre, die Strom-Spannungskennlinie des Varistors im neuen Zustand zu kennen und zu messen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es erlaubt, die Entwicklung der Verschlechterung eines Varistors mitzuverfolgen und sein Zerstören vorherzusehen, so dass die elektrische Anlage jederzeit optimal geschützt ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es das schnelle Prüfen einer großen Anzahl von Varistoren erlaubt.

Claims

Gerät zur Prüfung der Alterung eines Varistors (2) durch Anlegen einer Spannung zwischen den Klemmen (2A, 2B) des Varistors (2), umfassend: – Mittel zum Erzeugen von Spannung (3), eingerichtet, um Folgendes zu erzeugen: – eine erste Spannung (U₁), die eine erste Polung (P₁) aufweist, – eine zweite Spannung (U₂), die eine zweite Polung (P₂) aufweist, die der ersten Polung (P₁) entgegengesetzt ist, – Mittel zum elektrischen Anschließen (4) der Mittel zum Erzeugen von Spannung (3) an die Klemmen (2A, 2B) des Varistors (2), – Mittel zum Messen einerseits eines ersten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der durch den Varistor läuft, wenn die erste Spannung (U₁) an die Klemmen (2A, 2B) dieses Letzteren angelegt wird, und andererseits eines zweiten Werts des Widerstands des Varistors und/oder der Stärke des Stroms, der durch den Varistor läuft, wenn die zweite Spannung (U₂) an die Klemmen (2A, 2B) angelegt wird, wobei der erste und der zweite Wert einen ersten Messwert und einen zweiten Messwert bilden, – und eine elektronische Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist, um den ersten Messwert zu speichern, ihn mit dem zweiten Messwert zu vergleichen und einen berechneten Unterschiedswert zu berechnen, der dem Wert des Unterschieds zwischen dem ersten Messwert und dem zweiten Messwert entspricht.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen von Spannung (3) Folgendes umfassen: – eine Spannungsquelle (9), die eine Spannung zwischen mindestens zwei Polen (10A, 10B) des Geräts (1) erzeugen kann, – Mittel (11) zum Umkehren der Polung der Spannung zwischen den mindestens zwei Polen (10A, 10B).
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: – ein erstes Paar Pole, wobei die erste Spannung (U₁) zwischen den Polen, die das erste Polpaar bilden, erzeugt wird, – ein zweites Paar Pole, wobei die zweite Spannung (U₂) zwischen den Polen, die das zweite Polpaar bilden, erzeugt wird.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel aus einem Ohmmeter und/oder einem Amperemeter bestehen.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Mittel zum Anzeigen der Informationen aufweist, die aus den Messungen hervorgehen, die von den Messmitteln durchgeführt werden, wobei das Anzeigemittel funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit derart verbunden ist, dass der erste Messwert und/oder der zweite Messwert und/oder der berechnete Unterschiedswert angezeigt wird.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemittel Leuchttasten (16A, 16B) aufweist, die funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden sind, um den Alterungsgrad des Varistors anzuzeigen.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ein externes Anzeigemittel umfasst, das funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden ist, um ein dezentrales Lesen der Ergebnisse zu erlauben.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine erste Speichereinheit aufweist, die es erlaubt, einen vorausbestimmten Schwellenwert zu speichern, wobei der Schwellenwert dazu bestimmt ist, innerhalb der elektronischen Verarbeitungseinheit mit den berechneten Unterschiedswerten verglichen zu werden.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zweite Speichereinheit aufweist, die funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden ist, um die berechneten Unterschiedswerte zu speichern.
Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Echtzeittaktgeber aufweist, der ein Signal liefert, das das augenblickliche Datum und die augenblickliche Uhrzeit darstellt und mindestens ein vorausbestimmtes Datum und eine vorausbestimmte Uhrzeit speichert, wobei der Echtzeittaktgeber funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden ist, damit Letztere das augenblickliche Datum und die augenblickliche Uhrzeit mit dem vorausbestimmten Datum und der vorausbestimmten Uhrzeit vergleicht, und, wenn diese jeweils in Paaren gleich sind, das Speichern der in diesem Augenblick berechneten Unterschiedswerte mit Datum- und Uhrzeitstempel in der zweiten Speichereinheit vornimmt.
Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Ausgangssteckverbindung (19) aufweist, die funktional mit der elektronischen Verarbeitungseinheit verbunden ist, um das Gerät (1) mit einem EDV-Lesegerät (20) des Typs Computer verbinden zu können, um zu diesem die berechneten und mit dem Datum- und Uhrzeitstempel versehenen Unterschiedswerte, die in der zweiten Speichereinheit enthalten sind, zu exportieren.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es die Mittel zum Erzeugen von Spannung (3) erlauben, eine variable Spannung zu erzeugen, deren Amplitude mit Hilfe eines Einstellmittels (21) des Typs Potentiometer ausgewählt werden kann.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlussmittel (4) aus mindestens zwei Leitern (5, 6) bestehen, die mit Enden (5A, 5B, 6A, 6B) abschließen, die eine elektrischen Verbindung durch Kontakt erlauben.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Sockel (24) aufweist, der die Anschlussmittel (4) enthält, wobei der Sockel funktional mit den Messmitteln verbunden und eingerichtet ist, um abnehmbar zu ihrem Überwachen eine Patrone (7) zum Schutz für Anlagen vor Überspannungen aufzunehmen, wobei die Patrone (7) mindestens einen Varistor aufweist und mit elektrischen Anschlussmitteln (8) versehen ist.
Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (24) eine Aufnahme (25) aufweist, die die Patrone (7) aufnehmen kann, wobei die Aufnahme mit elektrischen Kontaktmitteln ergänzend zu den An schlussmitteln (8) der Patrone (7) versehen ist, wobei die elektrischen Kontaktmittel die Anschlussmittel (4) bilden.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein tragbares Gehäuse (40) aufweist, in welchem die Spannungserzeugungsmittel (3), die Messmittel, die elektronische Verarbeitungseinheit und das Anzeigemittel eingerichtet sind.
Verfahren zum Prüfen der Alterung eines Varistors (2) durch Anlegen einer Spannung zwischen den Klemmen (2A, 2B) des Varistors (2), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – einen Schritt (a) des Messens eines ersten Werts des Widerstands des Varistors (2) und/oder der Stärke des Stroms, die ihn durchquert, wenn eine erste Spannung (U₁) an die Klemmen (2A, 2B) des Varistors (2) gemäß einer ersten Polung (P₁) angelegt wird, wobei der erste Wert einen ersten Messwert bildet, – einen zweiten Schritt (b) zum Messen eines zweiten Werts des Widerstands des Varistors (2) und/oder der Stärke des Stroms, die ihn durchquert, wenn eine zweite Spannung (U₂) an die Klemmen (2A, 2B) des Varistors (2) gemäß einer zweiten Polung (P₂) angelegt wird, wobei die zweite Polung (P₂) zu der ersten Polung (P₁) entgegengesetzt ist, und wobei der zweite Wert einen zweiten Messwert bildet, – und einen Schritt (c) des Vergleichens des ersten und des zweiten Messwerts.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spannungswert (U₂) einen Absolutwert gleich dem des ersten Spannungswerts (U₁) besitzt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt (d) des Berechnens eines berechneten Unterschiedswerts aufweist, der einem Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Messwert entspricht.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt (e) des Anzeigens des ersten Messwerts und/oder des zweiten Messwerts und/oder des berechneten Unterschiedswerts aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt (f) des Vergleichens zwischen dem berechneten Unterschiedswert und einem vorausbestimmten und gespeicherten Schwellenwert aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen des ersten und des zweiten Werts und des berechneten Unterschiedswerts verwendet wird, um die Überwachung der Alterung eines Varistors (2) sicherzustellen, der in einer elektrischen Anlage (50) installiert ist.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: – einen Schritt (g) des Speicherns in einem Speicher des ersten und des zweiten Messwerts mit Datum- und Uhrzeitstempel sowie des berechneten Unterschiedswerts, wobei der aus den Schritten (a) bis (g) gebildete Erfassungszyklus regelmäßig gemäß einer Erfassungsfrequenz wiederholt wird, – einen Schritt (h) zum Exportieren der mit einem Datum- und Uhrzeitstempel versehenen Informationen, die in dem Speicher enthalten sind, zu einem EDV-Lesegerät (20), wobei dieser Schritt (h) regelmäßig gemäß einer Rückgewinnungsfrequenz durchgeführt wird, die größer als oder gleich der Erfassungsfrequenz ist, – einen Schritt (i) der Verarbeitung der Informationen mit Datum- und Uhrzeitstempel, die mit Hilfe eines EDV-Programms exportiert werden, um Informationen zur zeitlichen Überwachung der Alterung des Varistors (2) zu erhalten.