DE7831958U1 - Pruefeinrichtung zum anzeigen einer elektrischen spannung bzw. zur phasenpruefung am wechselspannungsnetz - Google Patents

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 G 8047 BFlD

Prüfeinrichtung zum Anzeigen einer elektrischen Spannung bzw. zur Phasenprüfung am Wechselspannungsnetz.

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zum Anzeigen einer elektrischen Spannung bzw. zur Phasenprüfung am Wechselspannungsnetz in Form eines Schraubenziehers, dessen Schraubendrehklinge den einen Pol, dessen Griffende den anderen Pol darstellen und in dessen Griff ein optisches Anzeigeelement und wenigstens ein strombegrenzender elektrischer Widerstand angeordnet sind.

Es ist bekannt, daß zum Anzeigen des Vorhandenseins eine elektrische Spannung, beispielsweise an den Steckdosen des Wechselspannungsnetzes, Glimmlampentester mit einem Vorwiderstand verwendet werden. Diese Geräte können auch dafür benutzt werden, daß festgestellt wird, welcher der Netzspannungspole einer Steckdose gegenüber Erde Spannung führt (Phasenprüfung). Zu diesem Zweck sind diese Geräte

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in erster Linie beispielsweise als Schraubenzieher ausgebildet, weil im Anschluß an die Phasenprüfung meist ein Abtrennen oder Befestigen einer Anschlußklemme folgt. Die bekannten Geräte dienen vor oder nach dem Arbeiten an einer elektrischen Leitung der Überprüfung, ob Spannung vorhanden ist und welcher der beiden Pole Spannung führt.

Bei den bekannten Prüfgeräten der geschilderten Art ist die als Schraubenzieher ausgebildete Prüfspitze der eine Pol, während der andere Pol von der Prüfperson berührt wird, so daß der Prüfstrom, der im vorliegenden Falle gleichzeitig auch der Anzeigestrom ist, durch den menschlichen Korper gegen Erde abfließt.

Die Verwendung von Glimmlampen bei den bekannten Geräten und die volle Ausnutzung der Spannung gegen Masse als Anzeigestrom bringt eine Reihe von unter bestimmten Umständen gefährlichen Nachteilen mit sich.

Sind die Ableitbedingungen gegen Masse besonders gut, beispielsweise wenn die Prüfperson auf einer geerdeten Metallplatte steht, dann ist der durch den menschlichen ■ Körper fließende Strom hoch und abhängig von dem Innenwiderstand des Prüfgerätes. Dieser Innenwiderstand kann aber nicht beliebig' hoch gewählt werden, weil dann der . Anzeigestrom nicht ausreicht, um das Anzeigeelement, beispielsweise die Glimmlampe, zu einem erkennbaren Aufleuchten zu veranlassen. Di.es gilt insbesondere bei heller Tageslichteinstrahlung (Sonnenlicht) oder bei relativ heller Innenraumbeleuchtung oder auch dann, wenn die Prüfperson auf einem relativ hochohmigen Boden (Plastikbelag des Fuß-

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bodens, Kunststoffteppich, Gummiplatte) steht. In all diesen Fällen konnte die Prüfperson irrtümlich annehmen, daß ein nicht erkennbares oder zu geringes Aufleuchten des Anzeigeelements das Nichtvorhandensein von Spannung an der Spannungsquelle vortäuscht.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Geräte besteht darin, daß die Prüfperson vor dem Prüfvorgang selbst nicht ohne weiteres feststellen kann, ob das Prüfgerät funktionsfähig ist. Diese Funktionsunfähigkeit kann bedingt ^ sein durch einen Defekt in den vorhandenen Bauelementen oder den entsprechenden Zuleitungen.

Ein weiterer, besonders wesentlicher Nachteil der bekann-. 15 ten Geräte resultiert aus folgendem Umstand.

Der menschliche Körper verträgt, je nach persönlichem Gesundheitszustand, nur eine gewisse maximale Stromstärke ohne persönliche Gefährdung, die in der Größenordnung von 1 bis 5 mA liegt. Um aus Sicherheitsgründen diesem Risi- | ko vorzubeugen, ist es erforderlich, bei den bekannten | Prüfgeräten den Vorwiderstand relativ hochohmig zu wählen mit der Konsequenz, daß der Anzeigestrom nicht mehr ausreicht, die als Anzeigeelement verwendete Glimmlampe zu einem ausreichend erkennbaren Leuchten zu veranlassen.

ϊ Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, muß eine Prüf- I einrichtung folgende Forderungen gleichzeitig erfüllen, «, nämlich: ' |

a) besonders hoher Innenwiderstand, der die Prüfeinrichtung für die Prüfperson in jedem Falle ungefährlich gestaltet;

b) selbst "bei Hochohmigkeit gegenüber Erde soll noctt eine Anzeige für das Vorhandensein einer Spannung möglich sein;

c) vor dem Prüf Vorgang soll eine Kontrolle der Funktionsfähigkeit des Gerätes gewährleistet sein, damit aus Sicherheitsgründen gewährleistet ist, daß im Falle eines defekten Prüfgerätes die Prüfperson einen unter ümständen gefährlichen Fehlschluß dahingehend nicht ziehen kann, die zu prüfende Leitung sei spannungsfrei j

d) unter allen Einstrahlungsbedingungen für Fremdlicht soll stets eine eindeutige helle Anzeige vorhanden sein;

e) die untere Grenzspannung für die Anzeige soll auf eine für den menschlichen Körper unschädliche Größenordnung von etwa kO bis 50 V herabgesetzt sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfeinrichtung der eingangs angegebenen Art konstruktiv so zu gestalten, daß die oben angegebenen Forderungen erfüllt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Prüfeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in dem Griff eine Batterie auswechselbar untergebracht ist, der die für die Funktionsfähigkeit erforderlichen vier Widerstände , zwei Transistoren, ein Prüfschalter und das optische Anzeigeelement derart vorge- \ lagert sind, daß das Anzeigeelement von außen sichtbar ist.

Auf diese Weise ist es möglich, daß der Innenwiderstand der Einrichtung zwischen Prüfspitze und Masse bei einer zu prüfenden Spannung von 220V Wechselstrom gleich oder größer als 2MS2 und der durch den menschlichen Körper fließende Prüfstrom kleiner als 0,1mA ist.

Für die Trennverstärkerschaltung können nicht nur ein oder

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mehrere Transistoren verwendet werden, sondern auch Mehrfachverstärker, beispielsweise Operationsverstärker, die es gestatten, den Signalstrom durch Erhöhung der Vorwiderstände noch um einige Größenordnungen zu verringern. 5

Als optisches Anzeigeelement können Leuchtdioden (LED), Flüssigkristallanzeigen (LCD) mit entsprechendem Ansteuerelement oder ähnliches verwendet werden. Auch einfache Glimmlampen oder Fadenlampen sind geeignet, jedoch nur dann, wenn ein ausreichend hoher Anzeigestrom vorhanden ist. '

Die Prüfeinrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es, darin eine Trennverstärkerschaltung unterzubringen, die den SignalStromkreis und den Anzeigestromkreis voneinander trennt, indem am Eingang des Prüfkreises die Empfindlichkeit des Trennverstärkers den Signalstrom bestimmt und bei genügend hohem Verstärkungsfaktor damit die gewünschte Hochohmigkeit der Prüfeinrichtung erreicht wird; die für den Prüfstrom erforderliche Energie wird am Ausgang des Trennverstärkers aus der Batterie entnommen; die Funktionsfähigkeit der Prüfeinrichtung ist selbsttätig, d.h. ohne äußere Spannungsquelle, prüfbar.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die beigefügten Figuren.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schaltung, bei der das Prinzip zur Anwendung gelangt, und

Fig. 2 eine Prüfeinrichtung als Gerät.

In Fig. 1 liegt die Prüf spannung U zwischen der Prüf spitze P und der Masse M. Das Massepotential M stellt bei einem beispielsweise als Schraubenzieher ausgebildeten einpoligen Prüfgerät den metallischen Berührungspunkt dar, der von der Prüf person berührt werden muß, so daß der Strom durch •den menschlichen Körper gegen Masse fließen kann.

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Der Widerstand 5 gewährleistet die besondere Hochohmigkeit der gesamten Prüfeinrichtung. Der Widerstandswert dieses Widerstandes 5 kann gleich oder größer als 2 ΜΩ gewählt werden.
5

Am Widerstand 5 liegt der Eingang des Trennverstärkers, hier in Darlington-Konfiguration, aus den beiden Transistoren 1 und 2 gebildet.

Bei einer Stromverstärkung pro Transistor von 100 resultiert ein Verhältnis von Anzeigestrom zu Prüf strom (Signalstrom) von 10 000. Da eine Leuchtdiode, hler mit 3 bezeichnet, etwa 4 mA zum eindeutig hellen Aufleuchten benötigt, beträgt der Mindestprüfstrom O,4yuA.

Die Schaltung' ist dadurch schon so empfindlich geworden, daß bereits Prüf spannungen von 0,8 V angezeigt werden könnten. Für den praktischen Gebrauch sind derart geringe Prüfspannungen selbst dann nicht sinnvoll, wenn sich auf dem Nulleiter wegen der Fehlstrome Restpotentiale befinden.

Allerdings ermöglicht die hohe Empfindlichkeit dieser Schaltung einen weiteren Vorteil definiert einzubauen.

Durch den Widerstand 6 kann die Empfindlicbkeit begrenzt werden und zwar so, daß die bei der Aufgabe genannten 40 oder 50 V als untere Empfindlichkeitsgrenze für die Prüfeinrichtung gelten und eine sinnvolle Begrenzung darstellen.

Der Widerstand 4 dient lediglich zu Strombegrenzungszwecken für das optische Anzeigeelement 3j Im vorlie-

"⁷^ 78 G 8 0W BRD genden Falle und vorzugsweise eine Leuchtdiode (LED).

Es ist für den Fachmann erkennbar, daß sich die Bauelemente 3 und 4 auch an einer anderen Stelle des Anzeige-Stromkreises befinden können.

Die Verwendung einer Batterie in der Prüfeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bringt zwar mit sich, daß der Ladezustand nicht stets optimal ist, anderer-/^- 10 seits sind aber gegenwärtig Batterien im Handel erhältlich, die bei relativ hohen Spannungen von 12 V und besonders kleiner räumlicher Abmessung (ca. 0,6 cm 0, 2 cm lang) "" . auch eine ausreichende Kapazität haben, "so daß die Verwendung von Batterien in solchen Prüfgeräten dann für eine befriedigend lange Zeit möglich ist, wenn dafür gesorgt wird, daß die Funktionsfähigkeit der Prüfeinrichtung selbsttätig kontrollierbar ist.

Die vorliegende Erfindung schlägt hierzu vor, daß durch einen Prüfschalter 7 und einen Widerstand 8 die Batteriespannung auf den Eingang des Trennverstärkers geschaltet werden kann, so daß die Funktionsfähigkeit der Einrichtung kontrollierbar ist u.zw. nicht nur der Batterie, sondern gleichzeitig auch der Bauelemente der Trennverstärkerschaltung, nämlich der Leuchtdiode 3_f der Transistoren 1 und 2 und der Verschaltung dieser Bauelemente im Anzeigestromkreis. Hierdurch wird die oben unter Punkt c) gestellte Forderung auf einfache Weise eindeutig erfüllt und damit ein Vorteil erzielt, der bisher bei den auf dem Markt befindlichen Geräten, die ohne Batterie arbeiten, prinzipiell nicht erfüllbar war.

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Der Vorwiderstand 5 wird zwar als für die Sicherheit des Gerätes maßgebliches Bauelement in den PrüfVorgang nicht miteinbezogen, jedoch sind für diese Zwecke ge-, genwärtig derart sichere elektrische Widerstände (z.B.

Massewiderstände mit einem Korper aus Oxidkeramik) auf dem Markt erhältlich, so daß es nicht notig ist, die Schaltung so auszugestalten, daß auch dieser Widerstand prüfbar ist. Eine solche Ausgestaltung wäre für die vorliegenden Zwecke zwar möglich, ist aber mit einem erheblichen Aufwand verbunden und konnte darüber hinaus für einen Laien als Prüfperson Anlaß zu Fehlschlüssen geben.

\ In Fig. 2 ist die Prüfeinrichtung in Form eines mit

Schraubenzieher 9 versehenen Griffes 10 dargestellt.

Im Griff 10 ist eine Batterie B auswechselbar untergebracht u.zw. vorteilhafterweise derart, wie es im deutschen GM 7 738 799 beschrieben ist.

Der Batterie B sind die für die Funktionsfähigkeit erforderlichen Widerstände 4,5,6,8, die Transistoren 1,2, der Schalter 7 und das Anzeigeelement 3 derart vorgelagert, daß das Anzeigeelement 3 von außen sichtbar ist. Der Tastschalter 7 befindet sich in einer Position, die es ermöglichst, bei mit der Hand umfaßtem Griff eine Betätigung mittels Daumen durchzuführen. Andererseits ist der Tastschalter 7 so angeordnet, daß er bei Prüfung einer Spannung im Wechselspannungsnetz nicht irrtümlich betätigt werden kann. Die Anordnung der Batterie B ^im oberen, d.h. in der Nähe des Masseanschlusses . M befindlichen Teil des Griffes 10 hat den Vorteil, daß trotz Auswechselbarkeit der Batterie dafür gesorgt werden kann, daß das Gerät Lm hohen Maße gegen eindringendes Wasser oder gegen Feuchtigkeit dicht ist, beispiels-35

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weise durch Dichtungen am Verschluß des Griffes. Für den Tastschalter 7 können an sich "bekannte gegen Feuchte und Wasser sichere Schalter verwendet werden.

Um das Griffende der Prüfeinrichtung ist der Masseanschluß M gelegt, hier mit einer als Halte-Clip ausgebildeten Spange 11 versehen. Der Schraubenzieher stellt gleichzeitig die Prüfspitze P der Prüfeinrichtung dar.

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* · 1 Schutzansprüch-2 Figuren

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Claims (1)

1. VPA 78 G 8047 BRD

   Schutzanspruch

   Prüfeinrichtung zum Anzeigen einer elektrischen Spannung bzw. zur PhasenprUfung am Wechselspannungsnetz in Form eines Schraubenziehers, dessen Schraubendrehklinge den einen Pol, dessen Griffende den anderen Pol darstellen und in dessen Griff ein optisches Anzeigeelement und wenigstens ein strombegrenzender elektrischer Widerstand angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Griff (10) eine Batterie (B) auswechselbar untergebracht ist, der die für die Funktionsfähigkeit erforderlichen vier Widerstände (4, 5, 6, 8), zwei Transistoren (1, 2), ein Prüfschalter (7) und das optische Anzeigeelement (3) derart vorgelagert sind, daß das Anzeigeelement (3) von außen sichtbar ist.