WO2017178325A1 - Schalterprüfvorrichtung und verfahren zum prüfen eines schalters - Google Patents

Schalterprüfvorrichtung und verfahren zum prüfen eines schalters Download PDF

Info

Publication number
WO2017178325A1
WO2017178325A1 PCT/EP2017/058229 EP2017058229W WO2017178325A1 WO 2017178325 A1 WO2017178325 A1 WO 2017178325A1 EP 2017058229 W EP2017058229 W EP 2017058229W WO 2017178325 A1 WO2017178325 A1 WO 2017178325A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
switch
current
electromechanical drive
energy store
during
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/058229
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jakob HÄMMERLE
Holger Schindler
Original Assignee
Omicron Electronics Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omicron Electronics Gmbh filed Critical Omicron Electronics Gmbh
Publication of WO2017178325A1 publication Critical patent/WO2017178325A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167—Circuits for remote indication

Definitions

  • Embodiments of the invention relate to an apparatus and a method for testing a switch. Embodiments of the invention particularly relate to such devices and methods for testing a switch having an electromechanical drive for moving at least one switch contact.
  • Switches are used in high and medium voltage power engineering for a variety of purposes, such as a breaker in the event of abnormal operating conditions. Such switches may have various configurations. Switches of power engineering can be configured such that they have an electromechanical drive for moving one or more switch contacts.
  • the switch can have an energy store, which feeds the electromechanical drive at least in the case of a switch actuation, in which the switch is intended to trigger rapidly, for example, to interrupt an electrically conductive connection.
  • a source for example a converter coupled on the input side with alternating supply voltage, can be provided in order to charge the energy store of the switch.
  • the source can also provide energy for the electromechanical drive in a switch operation, for example, when the switch is triggered, together with the energy storage.
  • Switch tests may be required or desirable at different times. For example, a switch test can be performed for quality assurance after production and before the switch is installed, for diagnosis during maintenance situations or in other situations. A switch test can be carried out in such a way that the path traveled by a switch contact is recorded time-dependently when the switch is triggered. However, this can only be done to a limited extent Information about components of the electromechanical drive unit of the switch obtained, which includes the electromechanical drive and the energy storage coupled thereto.
  • a switch test device and a method are specified which can detect and evaluate a current flowing during switch actuation, for example during opening or closing, for the electromechanical drive.
  • the current may be the input current of the electromechanical drive or the output current of the energy store.
  • a voltage of the energy storage can be detected during the switch operation and subsequently evaluated.
  • the power or energy absorbed by the electromechanical drive can be determined.
  • the power or energy may be determined as a function of the path length traveled by the switch contact or as a function of time in the switch actuation.
  • Impairment of the energy storage as they can be caused by damage or aging, can be detected.
  • a capacitance of one or more capacitors, which are provided as energy stores, can be determined as a function of the detected current intensity and optionally of the detected voltage.
  • a switch test device is set up for testing a switch which comprises an energy store and an electromechanical drive supplied with at least one energy store from a switch actuation.
  • the switch test device comprises an evaluation circuit which is set up to evaluate an electrical measured variable detected on the energy store, the electromechanical drive or on a conductor connected to the energy store or the electromechanical drive for testing the switch.
  • the electrical measurement variable may include a current strength of a current flowing to the electromechanical drive and optionally a voltage between terminals of the energy storage device.
  • the electromechanical drive of the switch may be coupled to a switch contact to move it.
  • the electromechanical drive may comprise a lifting magnet arrangement.
  • An electromagnet of the lifting magnet arrangement can be supplied with switch actuation by the energy store and optionally additionally by a source different from the energy store.
  • the energy store can be reversibly loadable and dischargeable.
  • the energy storage device may comprise one or more capacitors, which discharge relatively quickly when the switch is actuated.
  • the electrical parameter can be detected at least during a switch operation.
  • the electrical parameter can be detected at least in that switch operation in which the switch should trigger quickly, for example, to end safety-critical conditions.
  • the evaluation circuit can be set up to evaluate a current intensity of a current supplying the electromechanical drive during the switch actuation.
  • the detected and evaluated current intensity may be the current intensity of the total current flowing to the electromechanical drive, ie the current intensity of the input current of the electromechanical drive.
  • the detected and evaluated current intensity may be the current strength of one or more substreams, which flow, for example, from the energy store and a different source in switch operation to the electromechanical drive.
  • the switch operation which senses the current, may be a switch trip, as in safety critical situations, to break an electrically conductive connection when the switch is operating properly.
  • the switch testing device may be configured to detect the current as a function of time. Alternatively or additionally, the switch test device may be configured to detect the current magnitude as a function of a path length traveled by at least one switch contact of the switch during the switch actuation.
  • the evaluation circuit can be set up to determine a power supplied to the electromechanical drive during the switch actuation, depending on the current intensity.
  • the evaluation circuit can be set up in order to determine, depending on the current intensity, an energy supplied to the electromechanical drive during the switch actuation.
  • the voltage of the energy store can be determined in addition. From voltage and current, the energy can be determined by integrating the power.
  • the switch testing device can be set up to detect or determine both a current intensity of a current flowing from the energy store during the switch actuation and a further current intensity of a further current flowing to the electromechanical drive during the switch actuation from a source different from the energy store ,
  • the source other than the energy store may be a power supply that can charge the energy store to provide power for a switch trip.
  • the switch testing device may comprise at least one current measuring device, which is connectable to an electrical conductor leading to the electromechanical drive in order to detect the current intensity.
  • the at least one current measuring device may be a pliers knife.
  • the switch tester may include an interface for reading the current from the clamp meter.
  • the switch tester may be fenced to detect the voltage as a function of time or as a function of a path length traveled by at least one switch contact of the switch during the switch actuation.
  • the evaluation circuit may be configured to determine an energy absorbed by the electromechanical drive during the switch actuation.
  • the evaluation circuit may be configured to determine the energy as a function of time or as a function of a path length covered by at least one switch contact of the switch during the switch actuation. In this way it can be determined how the energy absorbed by the electromechanical drive changes. This allows an improved diagnosis of the switch.
  • the evaluation circuit can be set up to determine a power supplied to the electromechanical drive during the switch operation.
  • the evaluation circuit may be configured to determine the power as a function of time or as a function of a path traveled by at least one switch contact of the switch during the switch operation.
  • the switch testing device may include at least one sensor for detecting a mechanical quantity of the electromechanical drive during the switch operation.
  • the at least one sensor may comprise a path length sensor, for example in the form of a rotation sensor, for detecting a path length covered by a switch contact or by a plurality of switch contacts of the switch during the switch actuation.
  • the evaluation circuit may be configured to assess a state of the energy store and / or a state of an electromechanical switching unit that includes the energy store and the electromechanical drive, depending on the detected measured variable.
  • the switch tester may be configured to monitor the measurand during a plurality of sequential switch operations and to assess the state of the energy store.
  • the switch testing device may alternatively or additionally be set up in order to judge the state of the electromechanical switching unit as a function of the measured variable detected in each case in the case of the plurality of sequential switch operations.
  • the energy store may comprise at least one capacitor.
  • the evaluation circuit may be configured to determine a capacitance of the capacitor as a function of a voltage of the energy store and further depending on a current intensity of a current flowing during the switch operation from the at least one capacitor current.
  • the evaluation circuit may be configured to determine a capacitance of the capacitor depending on a voltage of the energy store and further depending on a current intensity of an input current of the electromechanical drive.
  • the evaluation circuit may be configured to determine a capacitance of the capacitor as a function of a voltage of the energy store and also dependent on a current intensity of an input current of the electromechanical drive and a further current intensity of a further output current of a source different from the energy store.
  • the switch test device may comprise at least one movable, in particular portable, switch tester.
  • a system comprises a switch which has an energy store and an electromechanical drive fed by at least one energy store in the event of a switch actuation.
  • the system includes a switch test device according to an embodiment that is detachably connected or connectable to the switch.
  • the electromechanical drive may comprise a lifting magnet arrangement.
  • the Hubmagnetan Aunt may comprise at least one permanent magnet and an electromagnet, one of which may be movably mounted for linear movement.
  • the switch can be a circuit breaker.
  • the switch can be a circuit breaker for medium voltage networks.
  • the switch may be a switch of a rail vehicle power supply.
  • the energy store can be reversibly loadable and dischargeable.
  • the energy storage device may comprise one or more capacitors, which discharge relatively quickly when the switch is actuated.
  • a method for testing a switch is specified, which comprises an energy store and an electromechanical drive fed by at least one energy store in the event of a switch actuation.
  • the method comprises detecting an electrical measured variable at the energy store, at the electromechanical drive or at a conductor connected to the energy store or the electromechanical drive, and assessing a state of the energy store and / or a state of an electromechanical switching unit that stores the energy store and the electromechanical drive comprises, by evaluating the detected measured variable.
  • the detected measured variable may include a current strength of a current supplying the electromechanical drive during the switch actuation.
  • the method may be practiced with the switch tester or system of one embodiment.
  • the switch test device may be or include a mobile switch tester.
  • Devices, methods, and systems of embodiments allow for improved testing of circuit breakers that include an electromechanical drive powered by a capacitor, accumulator, or other energy store when the switch is tripped. A further examination and diagnosis Such switch is made possible, which also takes into account the electrical component of the switching contact moving electromechanical switching unit.
  • Figure 1 shows a system with a Heidelbergerprüfvortechnische according to an embodiment.
  • Figure 2 shows a system with a Heidelbergerprüfvortechnische according to an embodiment.
  • FIG. 3 shows a system with a switch testing device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 shows a system with a switch testing device according to an exemplary embodiment.
  • Figure 5 shows a system with a Heidelbergerprüfvorraum according to an embodiment.
  • FIG. 6 shows a block diagram of an evaluation circuit according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 7 illustrates an output interface of a switch test device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart of a method according to one embodiment. DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
  • Connections and couplings between functional units and elements illustrated in the figures may also be implemented as an indirect connection or coupling.
  • a connection or coupling may be implemented by wire or wireless.
  • the switch comprises an electromechanical drive for a switch contact and an energy store supplying the electromechanical drive at least during a switch actuation.
  • the switch can be a circuit breaker.
  • the circuit-breaker can be installed or installed in a medium-voltage network.
  • the circuit breaker may be a circuit breaker for a power supply for rail vehicles, especially in a railway or tram supply network.
  • the switch test device may be a mobile device or may be constructed of a plurality of mobile devices to allow the measurements to be made on the installed switches.
  • the switch tester can also be used to test and diagnose switches in laboratory or laboratory environments. As will be described in more detail below, the switch tester according to embodiments is configured to evaluate an electrical quantity that is detected at the one switch contact at switch triggering moving electromechanical switch unit in the switch operation.
  • the measured variable may include a current.
  • the amperage may include the amperage of an input current of the electromechanical drive during the switch actuation.
  • the amperage can be the amperage of an output current of the energy store during the switch operation.
  • the current intensity can be detected in each case for an input current of the electromechanical drive and for at least one additional current during the switch actuation.
  • the at least one further current may be an output current of the energy store or an output current of a source different from the energy store in the switch operation.
  • the amperage (n) may be detected over the course of the switch actuation, either as a function of time or as a function of the path length traveled by a switch contact.
  • the switch tester may detect a voltage between output terminals of the energy store in the course of the switch operation.
  • the voltage may be detected as a function of time or as a function of the distance traveled by a switch contact.
  • the switch test device can computationally determine from the voltage and at least one detected current intensity a power absorbed by the electromechanical drive or an energy taken up by the electromechanical drive.
  • the switch test device may alternatively or additionally be designed to determine the capacitance of one or more capacitors of the energy store from the detected measured variable.
  • the switch testing device can make an assessment of the state of the energy store and / or the electromechanical switching unit, which also comprises the electromechanical drive in addition to the energy store.
  • the assessment can specify in the form of a binary yes / no indication whether the switch may still be used.
  • FIG. 1 shows a system 1 with a switch test device 10 for testing a switch 2.
  • the switch 2 may be a circuit breaker.
  • the switch 2 can be set up to trigger when installed in safety critical situations.
  • the opening and closing of the switch is accomplished by selectively disabling and contacting a first contact 37 and a second contact 38. At least one of the first contact 37 and the second contact 38 may be movably supported in the switch 2.
  • a switch operation in which the switch 2 is transferred from the open to the closed state or from the closed state to the open state, can be such that an electromechanical drive 34 of the switch 2 at least one of the first contact 37 and the second contact 38 moves in the direction 39 shown in Fig. 1.
  • the electromechanical drive 34 does not have to be active in both directions of the switch operation, but can for example be energized only in the transition from the closed state to the open state.
  • the electromechanical drive 34 may include a solenoid assembly 35.
  • a movably mounted magnet 36 can be translationally moved by energizing an electromagnet 35 to thereby move one of the main contacts 37, 38 of the switch.
  • Other configurations of the electromechanical actuator 34 may be used.
  • An electromechanical switching unit of the switch 2 is formed by the electromechanical drive 34 and an energy storage 32 that feeds this at least during a switch actuation.
  • the energy storage device 32 can supply the electromechanical drive 34 when the switch is triggered in order to move the main contacts 37, 38 of the switch 2 relative to one another.
  • a controllable switch (not shown) in the supply line to the electromechanical drive 34 can be selectively closed to supply the electromechanical drive 34 at switch triggering.
  • the energy store 32 may comprise a capacitor 33 or a plurality of capacitors 33.
  • the energy store 32 may alternatively or additionally comprise one or more accumulators.
  • the energy store 32 can be charged by a source 31 until a rapid discharge of the energy store 32 to the electromechanical drive 34 occurs at a switch actuation.
  • the source 31 may be a power supply.
  • the source 31 may include a converter that provides a DC or DC voltage at the output of the source 31.
  • the source 31 can charge the energy store 32.
  • the electromechanical drive 34 is powered by the energy storage 32
  • the energy storage 32 discharges at least partially.
  • An output current of the energy storage device 32 feeds the electromechanical drive 34.
  • an output current of the source 32 can also feed the electromechanical drive 34 when the switch 2 trips.
  • the output current of the source 32 is typically small in comparison to the output current of the energy store 32.
  • the switch testing device 10 is set up for a check of the switch 2.
  • the switch testing device 10 is designed such that it also evaluates at least the energy store 32 and / or the electromechanical switching unit with regard to their properties.
  • the switch testing device 10 can evaluate one or more measuring variables which are detected at the energy store 32, the electromechanical drive 34 or at the lines connected to the energy store 32 or the electromechanical drive 34.
  • the measured variable may in particular include at least one current intensity of a current.
  • the measured variable may include the current intensity of the output current of the energy store 32 in the course of the switch operation.
  • the measured variable may include the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34 in the course of the switch operation.
  • the switch testing device 10 comprises an evaluation circuit 13, which is set up to evaluate the measured variable or detected measured variables detected at the energy store 32, the electromechanical drive 34 or at the conductors connected to the energy store 32 or the electromechanical drive 34.
  • the evaluation circuit 13 may comprise at least one integrated circuit 15.
  • the at least one integrated circuit 15 may be configured to determine from the measured quantity or the plurality of measured variables a power or absorbed energy received by the electromechanical drive during the switch actuation.
  • the at least one integrated circuit 15 may be configured to determine a capacitance of the capacitor 33 or of the capacitors 33 of the energy store 32 from the measured variable or the plurality of measured variables.
  • the evaluation circuit 13 may optionally comprise further circuit components 14, for example to control a control signal for triggering the switch operation via an output 23 to the switch 2.
  • the evaluation circuit 13 may be coupled to an input / output interface 17.
  • a result of the evaluation of the energy store 32 and / or the electromechanical switching unit comprising the energy store 32 and the electromechanical drive 34 can be output via the input / output interface 17.
  • the input / output interface 17 may comprise a display, the one of the evaluation of the 13 determined capacity of the energy storage 32, recorded power of the electromechanical drive 34 as a function of time or as a function of the distance traveled by the contact 37, recorded energy of the electromechanical Drive 34, output power of the energy storage 32 as a function of time or as a function of the path traveled by the contact 37 path length and / or the total energy output from the energy storage 32 can display.
  • the Heidelbergerprüfvortechnisch 10 may include a tester with a housing 1 1, in which the evaluation circuit and optionally also the input / output interface 17 may be mounted. Within the housing 1 1 of the tester can also be arranged at least parts of measuring devices for measuring voltages and / or currents. For example, a voltage measuring device 16 may be integrated in the housing 1 1, the output of which is coupled to the evaluation circuit 13.
  • One or more interfaces 12 may be provided on the housing 11.
  • the interfaces 12 may comprise at least one interface 21 for connection to a current measuring device 25.
  • the interface 21 may be formed as a connection to the electrically conductive connection with the current measuring device 25 or as a wireless interface.
  • the interface 21 may be an analog or digital interface.
  • the interfaces 12 may include terminals 22 for tapping a voltage across the energy storage 32.
  • the interfaces 12 may include an output 23 to control a control signal for triggering the switch operation in the switch test to the switch 2.
  • the interfaces 12 may include an interface 24 for a communication link with a path length sensor 29.
  • the path length sensor 29 may be part of Switch test device 10 may be reversibly releasably attached to the switch 2 and switch to be able to be attached.
  • the path length sensor 29 may be configured to detect the amount of travel traveled by the contact 37 during a switch operation.
  • the path length sensor 29 may, for example, be an incremental sensor whose output signal indicates changes in the position of the contact 37.
  • the switch testing device 10 may include a current measuring device 25 or multiple current measuring devices.
  • the current measuring device 25 may be configured as a pliers knife. Other configurations of the current measuring device 25 can be used.
  • the current measuring device 25 may be connected to the interface 21 in order to provide a current intensity of an input current of the electromechanical drive 34 for further processing.
  • the evaluation circuit 13 can process the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34. For example, a charge stored in the energy store 32 can be estimated by integrating the current intensity l s .
  • the output current of the source 31 is typically negligible during switch actuation as compared to the output current of the energy store 32.
  • the evaluation circuit 13 can compare the charge of the energy store 32 delivered with switch actuation with a desired value in order to determine whether the energy store 32 still fulfills a predetermined quality criterion.
  • the evaluation circuit 13 can further process the output signal of the current measuring device 25 in order to determine the current supplied to the electromechanical drive 34 when the switch is actuated as a function of time.
  • the evaluation circuit 13 the output of the current measuring device 25 and the output signal of the Weglynsensors 29 are combined. In this way, the evaluation circuit 13 can determine the current supplied to the electromechanical drive 34 as a function of the distance traveled by the contact 37. Further processing steps may be taken, for example, to correlate the current strength of the input current of the electromechanical actuator 34 with the position at which contact separation of the contacts 37, 38 occurs.
  • the switch testing device 10 can output results of the evaluation via the input / output interface 17.
  • FIG. 2 shows the switch testing device 10 of FIG. 1, which, in addition to detecting the input current of the electromechanical drive 34, also detects a voltage of the energy store 32 during the switch actuation.
  • the evaluation circuit 13 may be configured to further process the current pulses of the input current of the electromechanical drive 34 and the voltage U of the energy store 32.
  • U (t) denotes the voltage of the energy store 32 at time t during the switch operation
  • l s (t) the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34 at time t
  • P (t) the power consumption of the electromechanical drive 34 at time t
  • the integrated circuit 15 may be configured to determine the power consumption not only as a function of time, but alternatively or additionally as a function of the path length traveled by a main contact of the switch.
  • the integrated circuit 15 may alternatively or additionally be arranged to determine a total of the electromechanical drive during the switch operation recorded energy.
  • the power consumption can be integrated,
  • T1 denotes the start time of the switch operation
  • T2 the time at which the switch operation is completed
  • E the power received by the drive during the switch operation.
  • equation (2) can be suitably evaluated numerically, for example in discrete-time form as
  • the energy E can not only cumulatively for the entire switch operation, but also, for example, time-dependent than the energy that was taken up to a certain time during the switch operation of the electromechanical drive can be determined.
  • the integrated circuit 15 may alternatively or additionally be designed to estimate a capacitance of the at least one capacitor 33 of the energy store 32.
  • the capacity can be estimated, for example, under the assumption, realistic for such switches, that the discharging current of the energy accumulator 32 at switch actuation is large compared to the output current of the source 31
  • C designates the capacitance of the at least one capacitor 33 of the energy store 32.
  • U (Ti) designates the output voltage of the energy store 32 at the beginning of the discharge process in the case of the switch actuation.
  • U (T2) denotes the output voltage of the energy storage 32 at the end of the discharging operation in the switch operation.
  • the Siemenserprüfvortechnisch 10 can automatically determine whether the switch 2 is usable. This can be done in quality control as part of the production process, but also in the maintenance and diagnostics of switches that were already installed and in use.
  • the evaluation circuit 13 can be set up, for example, in order to determine, based on the power consumption of the electromechanical drive 34 or based on the energy received by the electromechanical drive 34, whether the switch 2 fulfills a predetermined quality criterion.
  • the evaluation circuit 13 may be configured to determine, based on the capacitance of the capacitor 33 or the capacitors 33 of the energy store 32, whether the switch 2 fulfills a predetermined quality criterion. Results of the evaluation can be output via the input / output interface 17.
  • FIG. 3 shows the switch testing device 10 of FIG. 1 and FIG. 2, which is set up to detect a current intensity h of an output current of the energy store 32.
  • the switch testing device 10 may be configured to also detect a voltage of the energy storage 32 during the switch operation.
  • the integrated circuit 15 may be configured to determine a capacitance of the at least one capacitor 33 of the energy store 32.
  • the capacity can be calculated as
  • C designates the capacitance of the at least one capacitor 33 of the energy store 32.
  • U (T a ) designates the output voltage of the energy store 32 at a time T a before the start of the discharging process or during the discharging process of the energy store 32 during the switch operation.
  • U (Tb) denotes the output voltage of the energy accumulator 32 at a time Tb which is later than the time T a and which is determined during the discharging operation of the energy accumulator 32 at the switch actuation or after the end of the discharging process.
  • T a may be the starting time Ti of the discharging process.
  • Tb may be the end time T2 of the unloading process.
  • the current h of the output current of the energy store 32 is a good approximation of the input current level of the electromechanical drive 34.
  • the evaluation circuit 13 may be configured to further process the current intensity h of the output current of the energy store 32 and the voltage of the energy store 32.
  • the integrated circuit 15 may be configured to provide power consumption of the electromechanical drive as a function of time In this case, U (t) designates the voltage of the energy store 32 at time t during the switch actuation and h (t) the current strength of the output current of the energy store 32 at the time t.
  • the integrated circuit 15 may be arranged to determine the power consumption according to equation (6) not only as a function of time but alternatively or additionally as a function of the path length traveled by a main contact of the switch.
  • the integrated circuit 15 may alternatively or additionally be set up in order to estimate a total of the energy taken up by the electromechanical drive 34 during the switch operation from the current intensity h of the output current of the energy store 32. This can for example
  • the integral of equation (7) may be evaluated numerically as appropriate, as described with reference to equation (3).
  • the energy E can be determined not only cumulatively for the entire switch actuation, but, for example, also as a function of time, as that energy that was taken up by the electromechanical drive up to a certain point in time during the switch actuation.
  • the Siemenserprüfvorraum 10 can automatically determine whether the switch 2 is usable. Results of the evaluation can be output via the input / output interface 17.
  • the assessment of the energy store 32 and / or the electromechanical switching unit, which comprises the energy store 32 and the electromechanical drive 34, can be carried out, for example, as described with reference to FIG. 1 or FIG.
  • the switch testing device 10 may comprise not just one but a plurality of current measuring devices.
  • the current measuring devices can each be designed as a pliers knife.
  • the plurality of current measuring devices can be coupled to the switch 2 such that both the current intensity h of the output current of the energy storage 32 and the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34 are either measured directly or can be determined from the measurement results.
  • FIG. 4 shows a test apparatus comprising a first current measuring device 25 for detecting the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34 and a second current measuring device 26 for detecting the current intensity h of the output current of the energy store 32 during the switch actuation, in which the electromechanical drive Contact 37 of the switch 2 moves, covers.
  • the evaluation circuit 13 may be configured to determine the power consumption of the electromechanical drive 34 and / or the energy consumption of the electromechanical drive 34 from one of the measured current strengths and the output voltage of the energy store 32.
  • the power consumption and / or the energy consumption can be determined as a function of time or as a function of the path length traveled by the contact 37.
  • the power consumption and / or the energy consumption can be determined in particular depending on the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34, for example according to equations (1) to (3).
  • the evaluation circuit 13 may be configured to determine the capacitance of the capacitor 33 or of the capacitors 33 from one of the measured current strengths and the output voltage of the energy store 32.
  • the capacitance can be determined in particular of the current h of the output current of the energy store 32, for example according to equation (5).
  • the evaluation circuit 13 may be configured to determine the power consumption of the electromechanical drive 34 and / or the energy consumption of the electromechanical drive 34 from one of the measured current strengths and the output voltage of the energy store 32.
  • the power consumption and / or the energy consumption can be determined as a function of time or as a function of the distance covered by the contact 37.
  • the power consumption and / or the energy consumption can be determined in particular depending on the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34, for example according to equations (1) to (3).
  • the capacitance for example, according to equation (5), can be determined from the calculated current intensity h of the output current of the energy store 32 together with the output voltage of the energy store 32.
  • the Siemenserprüfvorraum 10 can automatically determine whether the switch 2 is usable. Results of the evaluation can be output via the input / output interface 17.
  • the assessment of the energy store 32 and / or the electromechanical switching unit, which comprises the energy store 32 and the electromechanical drive 34, can be carried out, for example, as described with reference to FIG. 1 or FIG.
  • the switch testing apparatus may include a first current measuring device 26 for detecting the current h of the output current of the energy storage device 32 and a second current measuring device 27 for detecting the current intensity of the output current of the source 31 during the switch operation in which the electromechanical drive moves a contact 37 of the switch 2. From this, the input current of the electromechanical drive 34 can be calculated. Power and / or energy of the electromechanical drive during the switch operation or capacitance of the capacitor may be performed as described with reference to FIGS. 1 to 5. In each of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 5, the switch testing device 10 can be configured such that the evaluation of the measured variable detects whether the energy store 32 and / or the electronic part of the electromechanical drive 34 still meets the quality requirements.
  • FIG. 6 is a block diagram representation 40 of the switch test device 10 according to an embodiment for further explanation of the operation of the evaluation circuit.
  • a current measurement can be carried out or the result of a current measurement can be read out, which is carried out during the switch actuation at a conductor connected to the energy store 32 or the electromechanical drive 34.
  • a voltage measurement interface 42 a voltage measurement can be carried out or the result of a voltage measurement can be read out which is carried out on the energy store 32 or the electromechanical drive 34 during the switch actuation.
  • Via at least one path length measuring interface 43 the result of a path length measurement can be read with which the path length traveled by the contact 37 during the switch actuation is determined.
  • the evaluation circuit 13 may include a power calculation module 44 that calculates a power consumption of the electromechanical drive 34 during the switch operation, depending on the detected voltage and the detected current.
  • the evaluation circuit 13 can optionally include a module 45 for energy calculation, which calculates an energy consumption of the electromechanical drive 34 during the switch operation depending on the detected voltage and at least one detected current.
  • the evaluation circuit 13 may comprise a module 46 for calculating a capacitance of at least one capacitor of the energy store 34.
  • the calculation of the power consumption, energy or capacity can be carried out as described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the evaluation circuit 13 may have a module 47 for assessing the state of the switch 2.
  • the module 47 may judge the state of the switch 2 depending on the calculated power, energy and / or capacity. In this case, the state is assessed at least also taking into account the determined intrinsic properties of the energy store 32 and / or the electromechanical switching unit, which comprises the energy store 32 and the electromechanical drive 34.
  • the module 47 for assessing the state of the switch can be configured, for example, to determine whether the switch 2 fulfills a predetermined quality criterion based on the power consumption of the electromechanical drive 34 or on the basis of the energy received by the electromechanical drive 34.
  • the module 47 for assessing the state of the switch can be set up in order to determine, based on the capacitance of the capacitor 33 or the capacitors 33 of the energy store 32, whether the switch 2 fulfills a predetermined quality criterion.
  • the switch tester 10 may include a controller 48 for the output device.
  • the controller 48 can control the output device in such a way that information about the determined properties of the energy store 32 and / or the electromechanical switching unit, which comprises the energy store 32 and the electromechanical drive 34, is output.
  • Figure 7 shows an exemplary output on a display 17 of a Heidelbergerprüfvorraum 10 according to an embodiment.
  • the display 17 can be controlled so that a representation 51 is displayed, which contains information about the energy absorbed by the electromechanical drive 34.
  • the energy may be represented as a function of the path traveled by the contact 37.
  • the display 17 may be controlled to display a representation 52 that includes information about the current output of the energy store 32 and / or the current input of the electromechanical drive 34.
  • the amperage may be represented as a function of the path traveled by the contact 37.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method 80 according to one embodiment.
  • the method 80 may be performed automatically by the switch testing device 10 according to one embodiment.
  • a switch actuation is triggered.
  • a signal or current can be controlled, which causes the triggering of the switch 10.
  • one or more current measurements are performed.
  • the current measurements for example, the current intensity of the output current of the energy store 32 and / or the current intensity of the input current of the electromechanical drive 34 can be detected or determined in a time-resolved manner during the course of the switch actuation.
  • a voltage for example the output voltage of the energy store 32 can be detected.
  • the current (n) and the detected voltage are evaluated.
  • the evaluation may include the determination of a power or energy received by the electromechanical drive 34 or the determination of a capacitance of the at least one capacitor 33 of the energy store 32.
  • step 84 based on the evaluation at step 83, it may be judged whether the energy storage 32 and / or the electromechanical switching unit comprising the energy storage 32 and the electromechanical drive 34 meets a quality criterion.
  • the state is assessed at least also taking into account the determined properties of the energy store 32 and / or the electromechanical switching unit.
  • the mechanical properties of the switch 2, for example, the kinematics of the electromechanical drive can optionally be taken into account in addition. The judgment may be made as described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • the evaluation of the switch 2 and / or the determination of various characteristics can be carried out so that a plurality of sequential switching operations are monitored. Characteristics such as the energy consumption of the drive 34 per switching operation or the capacity of the energy store 32 can be determined by averaging.
  • FIG. 9 is a flowchart of a method 90 according to one embodiment.
  • the method 90 may be performed automatically by the switch testing device 10 according to one embodiment.
  • a test procedure begins.
  • the test procedure can be triggered by a user input.
  • a switch actuation to close the switch is initiated.
  • Step 93 one or more current measurements are performed.
  • a voltage for example the output voltage of the energy store 32, can be detected.
  • Step 93 may be performed as described with reference to step 82 of method 80 of FIG.
  • a switch operation is initiated to open the switch.
  • step 95 one or more current measurements are performed.
  • a voltage for example the output voltage of the energy store 32, can be detected.
  • Step 93 may be performed as described with reference to step 82 of method 80 of FIG.
  • step 96 it may be checked whether another repetition of the measurements should be performed. For this purpose, it can be determined whether a predetermined number of sequential actuation cycles of the switch 2 has been executed. Alternatively or additionally, it can be checked whether the detected currents and / or voltages or the parameters derived therefrom fulfill a convergence criterion. If another repetition is to be performed, the process returns to step 92. At step 97, if no further repetition is to be carried out, the current strength (n) and the detected voltage are evaluated.
  • the values recorded in the different repetitions can be combined, for example by averaging, with the determination of a power or an energy which is received by the electromechanical drive 34, or the determination of a capacity of the at least one capacitor 33 of the energy accumulator 32 to make higher accuracy.
  • step 98 based on the evaluation at step 97, it may be judged whether the energy storage 32 and / or the electromechanical switching unit comprising the energy storage 32 and the electromechanical drive 34 meets a quality criterion. This may be done as described for step 84 of method 80 of FIG. While embodiments have been described in detail with reference to the figures, alternative or additional features may be used in other embodiments. While, for example, certain evaluation processes such as the determination of capacitances, lines and energies have been described by way of example, alternatively or additionally other characteristic variables of the switch can be determined by the switch test device.
  • a procedure for testing the switch may be performed automatically
  • the apparatus and method of embodiments may also be used for only partially automated test operations.
  • apparatus and method of embodiments may be used to control quality in the production of switches, the apparatus and method of embodiments may also be used to inspect switches after installation, such as during maintenance.
  • Devices, methods and systems according to embodiments allow further testing of switches that have an electromechanical drive and an energy storage that feeds them in a switch operation.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

Eine Schalterprüfvorrichtung (10) dient zum Prüfen eines Schalters (2), der einen Energiespeicher (32) und einen bei einer Schalterbetätigung wenigstens von dem Energiespeicher (32) gespeisten elektromechanischen Antrieb (34) umfasst. Die Schalterprüfvorrichtung (10) umfasst eine Auswerteschaltung (13), die eingerichtet ist, um zur Prüfung des Schalters (2) eine an dem Energiespeicher (32), dem elektromechanischen Antrieb (34) oder an einem mit dem Energiespeicher (32) oder dem elektromechanischen Antrieb (34) verbundenen Leiter erfasste elektrische Messgröße (U, 15 Is) auszuwerten.

Description

Schalterprüfvorrichtung und Verfahren zum
Prüfen eines Schalters
GEBIET DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen eines Schalters. Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen insbesondere derartige Vorrichtungen und Verfahren zum Prüfen eines Schalters, der einen elektromechanischen Antrieb zum Bewegen wenigstens eines Schalterkontakts aufweist.
HINTERGRUND
Schalter werden in der Hoch- und Mittelspannungsenergietechnik für vielfältige Zwecke eingesetzt, beispielsweise als Unterbrecher im Fall abnormaler Betriebszustände. Derartige Schalter können verschiedene Ausgestaltungen aufweisen. Schalter der Energietechnik können derart ausgestaltet sein, dass sie einen elektromechanischen Antrieb zu Bewegen eines oder mehrere Schalterkontakte aufweisen. Der Schalter kann einen Energiespeicher aufweisen, der wenigstens bei einer Schalterbetätigung, in der der Schalter beispielsweise zum Unterbrechen einer elektrisch leitenden Verbindung rasch auslösen soll, den elektromechanischen Antrieb mit speist. Zusätzlich kann eine Quelle, beispielsweise ein eingangsseitig mit Versorgungswechselspannung gekoppelter Wandler, vorgesehen sein, um den Energiespeicher des Schalters zu laden. Die Quelle kann auch bei einer Schalterbetätigung, beispielsweise beim Auslösen des Schalters, zusammen mit dem Energiespeicher Energie für den elektromechanischen Antrieb bereitstellen.
Eine Prüfung derartiger Schalter kann zu verschiedenen Zeiten erforderlich oder wünschenswert sein. Beispielsweise kann eine Schalterprüfung zur Qualitätssicherung nach der Produktion und vor Installation des Schalters, zur Diagnose bei Wartungssituationen oder in anderen Situationen erfolgen. Eine Schalterprüfung kann so erfolgen, dass der von einem Schalterkontakt zurückgelegte Weg zeitabhängig bei einer Schalterauslösung aufgenommen wird. Hieraus lassen sich jedoch nur in geringem Umfang Informationen über Komponenten der elektromechanischen Antriebseinheit des Schalters erhalten, das den elektromechanischen Antrieb und den damit gekoppelten Energiespeicher umfasst. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es besteht ein Bedarf an verbesserten Vorrichtungen und Verfahren zur Prüfung eines Schalters, der einen elektromechanischen Antrieb zum Bewegen wenigstens eines Schalterkontakts und einen diesen wenigstens bei einer Schalterauslösung speisen- den Energiespeicher aufweist. Es besteht insbesondere ein Bedarf an derartigen Vorrichtungen und Verfahren, die bei der Schalterprüfung zusätzliche Information über den Energiespeicher des Schalters, beispielsweise Kondensatoren oder Akkumulatoren, liefert. Nach Ausführungsbeispielen werden eine Schalterprüfvorrichtung und ein Verfahren angegeben, die bei der Schalterprüfung einen bei Schalterbetätigung, beispielsweise beim Öffnen oder Schließen, zum elektromechanischen Antrieb fließenden Strom erfassen und auswerten können. Der Strom kann der Eingangsstrom des elektromechanischen Antriebs oder der Ausgangsstrom des Energiespeichers sein. Optional kann zusätzlich eine Spannung des Energiespeichers bei der Schalterbetätigung erfasst und anschließend ausgewertet werden. Auf diese Weise kann beispielsweise die vom elektromechanischen Antrieb aufgenommene Leistung oder Energie ermittelt werden. Die Leistung oder Energie kann als Funktion der von dem Schalterkontakt zurückgelegten Weglänge oder als Funktion der Zeit bei der Schalterbetätigung ermittelt wer- den. Beeinträchtigungen des Energiespeichers, wie sie durch Beschädigungen oder Alterung hervorgerufen werden können, können erkannt werden. Beispielsweise kann eine Kapazität eines oder mehrerer Kondensatoren, die als Energiespeicher vorgesehen sind, abhängig von der erfassten Stromstärke und optional der erfassten Spannung ermittelt werden.
Die Schalterprüfvorrichtung und das Verfahren nach Ausführungsbeispielen der Erfindung liefern im Vergleich zu herkömmlichen Techniken zusätzliche Informationen über das Antriebssystem eines Schalters, der einen elektromechanischen Antrieb und einen diesen bei Schalterauslösung speisenden Energiespeicher umfasst. Eine Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel ist zum Prüfen eines Schalters eingerichtet, der einen Energiespeicher und einen bei einer Schalterbetätigung wenigstens von dem Energiespeicher gespeisten elektromechanischen Antrieb umfasst. Die Schalterprüfvorrichtung umfasst eine Auswerteschaltung, die eingerichtet ist, um zur Prüfung des Schalters eine an dem Energiespeicher, dem elektromechanischen Antrieb oder an einem mit dem Energiespeicher oder dem elektromechanischen Antrieb verbundenen Leiter erfasste elektrische Messgröße auszuwerten. Die elektrische Messgröße kann eine Stromstärke eines zu dem elektromechanischen Antrieb fließenden Stroms und optional eine Spannung zwischen Anschlüssen des Energie- Speichers umfassen.
Der elektromechanische Antrieb des Schalters kann mit einem Schalterkontakt gekoppelt sein, um diesen zu bewegen. Der elektromechanische Antrieb kann eine Hubmagnetanordnung umfassen. Ein Elektromagnet der Hubmagnetanordnung kann bei Schalterbetätigung von dem Energiespeicher und optional zusätzlich von einer von dem Energiespeicher verschiedenen Quelle gespeist werden. Der Energiespeicher kann reversibel ladbar und entladbar sein. Der Energiespeicher kann einen Kondensator oder mehrere Kondensatoren umfassen, die bei Schalterbetätigung relativ rasch entladen werden.
Die elektrische Messgröße kann wenigstens während einer Schalterbetätigung erfasst werden. Die elektrische Messgröße kann wenigstens bei derjenigen Schalterbetätigung erfasst werden, bei der der Schalter rasch auslösen sollte, beispielsweise um sicherheitskritische Zustände zu beenden.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um eine Stromstärke eines den elektromechanischen Antrieb während der Schalterbetätigung speisenden Stroms auszuwerten. Die erfasste und ausgewertete Stromstärke kann die Stromstärke des insgesamt zum elektromechanischen Antrieb fließenden Stroms, d.h. die Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs sein. Die erfasste und ausgewertete Stromstärke kann die Stromstärke eines oder mehrere Teilströme sein, die beispielsweise von dem Energiespeicher und einer davon verschiedenen Quelle bei Schalterbetäti- gung zum elektromechanischen Antrieb fließen. Die Schalterbetätigung, bei der die Stromstärke erfasst wird, kann eine Schalterauslösung sein, wie sie in sicherheitskritischen Situationen zum Unterbrechen einer elektrisch leitenden Verbindung auftreten soll, wenn der Schalter ordnungsgemäß funktioniert.
Die Schalterprüfvorrichtung kann eingerichtet sein, um die Stromstärke als Funktion der Zeit zu erfassen. Alternativ oder zusätzliche kann die Schalterprüfvorrichtung eingerichtet sein, um die Stromstärke als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt des Schalters während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu erfassen.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um abhängig von der Stromstärke eine dem elektromechanischen Antrieb bei der Schalterbetätigung zugeführte Leistung zu ermitteln.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um abhängig von der Stromstärke eine dem elektromechanischen Antrieb bei der Schalterbetätigung zugeführte Energie zu ermitteln. Dazu kann zusätzlich die Spannung des Energiespeichers ermittelt. Aus Spannung und Stromstärke kann die Energie durch Integration der Leistung bestimmt werden.
Die Schalterprüfvorrichtung kann eingerichtet sein, um sowohl eine Stromstärke eines während der Schalterbetätigung aus dem Energiespeicher fließenden Stroms als auch eine weitere Stromstärke eines weiteren Stroms, der während der Schalterbetätigung aus einer von dem Energiespeicher verschiedenen Quelle zu dem elektromechanischen Antrieb fließt, zu erfassen oder zu ermitteln. Die von dem Energiespeicher verschiedene Quelle kann ein Netzgerät sein, das den Energiespeicher aufladen kann, um Energie für eine Schalterauslösung bereitzustellen. Die Schalterprüfvorrichtung kann wenigstens eine Strommesseinrichtung umfassen, die mit einem zu dem elektromechanischen Antrieb führenden elektrischen Leiter verbindbar ist, um die Stromstärke zu erfassen. Die wenigstens eine Strommesseinrichtung kann ein Zangenmesser sein. Die Schalterprüfvorrichtung kann eine Schnittstelle zum Auslesen der Stromstärke von dem Zangenmesser umfassen. Die Schalterprüfvorrichtung kann eingenchtet sein, um die Spannung als Funktion der Zeit oder als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt des Schalters während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu erfassen. Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um eine während der Schalterbetätigung von dem elektromechanischen Antrieb aufgenommenen Energie zu ermitteln.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um die Energie als Funktion der Zeit oder als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt des Schalters während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu ermitteln. Auf diese Weise kann bestimmt werden, wie sich die von dem elektromechanischen Antrieb aufgenommene Energie verändert. Dies erlaubt eine verbesserte Diagnose des Schalters.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um eine während der Schalterbetäti- gung dem elektromechanischen Antrieb zugeführte Leistung zu ermitteln.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um die Leistung als Funktion der Zeit oder als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt des Schalters während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu ermitteln.
Die Schalterprüfvorrichtung kann wenigstens einen Sensor zum Erfassen einer mechanischen Messgröße des elektromechanischen Antriebs während der Schalterbetätigung umfassen. Der wenigstens ein Sensor kann einen Weglängensensor, beispielsweise in Form eines Rotationssensors, zum Erfassen einer von einem Schalterkontakt oder von mehreren Schalterkontakten des Schalters während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge umfassen. Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um einen Zustand des Energiespeichers und/oder einen Zustand einer elektromechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher und den elektromechanischen Antrieb umfasst, abhängig von der erfass- ten Messgröße zu beurteilen. Die Schalterprüfvorrichtung kann eingerichtet sein, um die Messgröße während mehrerer sequentieller Schalterbetätigungen zu überwachen und den Zustand des Energiespeichers zu beurteilen. Die Schalterprüfvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich eingerichtet sein, um den Zustand der elektromechanischen Schalteinheit abhängig von der bei den mehreren sequentiellen Schalterbetätigungen jeweils erfassten Messgröße zu beurteilen.
Der Energiespeicher kann wenigstens einen Kondensator umfassen.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um eine Kapazität des Kondensators abhängig von einer Spannung des Energiespeichers und weiter abhängig von einer Stromstärke eines während der Schalterbetätigung aus dem wenigstens einen Kondensator fließenden Stroms zu ermitteln.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um eine Kapazität des Kondensators abhängig von einer Spannung des Energiespeichers und weiter abhängig von einer Stromstärke eines Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs zu ermitteln.
Die Auswerteschaltung kann eingerichtet sein, um eine Kapazität des Kondensators abhängig von einer Spannung des Energiespeichers und weiter abhängig von einer Stromstärke eines Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs und einer wei- teren Stromstärke eines weiteren Ausgangsstroms einer von dem Energiespeicher verschiedenen Quelle zu ermitteln.
Die Schalterprüfvorrichtung kann wenigstens ein bewegliches, insbesondere ein portables, Schalterprüfgerät umfassen.
Ein System nach einem Ausführungsbeispiel umfasst einen Schalter, der einen Energiespeicher und einen bei einer Schalterbetätigung wenigstens von dem Energiespeicher gespeisten elektromechanischen Antrieb aufweist. Das System umfasst eine Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel, die lösbar mit dem Schalter verbunden oder verbindbar ist.
Der elektromechanische Antrieb kann eine Hubmagnetanordnung umfassen. Die Hubmagnetanordnung kann wenigstens einen Permanentmagneten und einen Elektromagneten umfassen, von denen einer für eine Linearbewegung beweglich gelagert sein kann. Der Schalter kann ein Leistungsschalter sein. Der Schalter kann ein Leistungsschalter für Mittelspannungsnetze sein.
Der Schalter kann ein Schalter einer Schienenfahrzeugenergieversorgung sein.
Der Energiespeicher kann reversibel ladbar und entladbar sein. Der Energiespeicher kann einen Kondensator oder mehrere Kondensatoren umfassen, die bei Schalterbetätigung relativ rasch entladen werden. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Prüfen eines Schalters angegeben, der einen Energiespeicher und einen bei einer Schalterbetätigung wenigstens von dem Energiespeicher gespeisten elektromechanischen Antrieb um- fasst. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer elektrischen Messgröße an dem Energiespeicher, an dem elektromechanischen Antrieb oder an einem mit dem Energie- Speicher oder dem elektromechanischen Antrieb verbundenen Leiter, und ein Beurteilen eines Zustands des Energiespeichers und/oder eines Zustands einer elektromechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher und den elektromechanischen Antrieb umfasst, durch Auswerten der erfassten Messgröße. Die erfasste Messgröße kann eine Stromstärke eines den elektromechanischen Antrieb während der Schalterbetätigung speisenden Stroms umfassen.
Das Verfahren kann mit der Schalterprüfvorrichtung oder dem System nach einem Ausführungsbeispiel ausgeführt werden.
Weitere Merkmale der Schalterprüfvorrichtung und des Verfahrens nach Ausführungsbeispielen entsprechen den unter Bezugnahme auf die Schalterprüfvorrichtung beschriebenen Merkmalen. Bei den Vorrichtungen, Systemen und Verfahren kann die Schalterprüfvorrichtung ein mobiles Schalterprüfgerät sein oder umfassen.
Vorrichtungen, Verfahren und Systeme nach Ausführungsbeispielen erlauben eine verbesserte Prüfung von Leistungsschaltern, die einen von einem Kondensator, einem Akkumulator oder einem anderen Energiespeicher bei Schalterauslösung gespeisten elektromechanischen Antrieb umfassen. Eine weitergehende Prüfung und Diagnose derartiger Schalter wird ermöglich, die auch die elektrischen Komponente der den Schalterkontakt bewegenden elektromechanischen Schalteinheit berücksichtigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen identische Bezugszeichen identische Elemente. Figur 1 zeigt ein System mit einer Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 2 zeigt ein System mit einer Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 3 zeigt ein System mit einer Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 4 zeigt ein System mit einer Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungs- beispiel.
Figur 5 zeigt ein System mit einer Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel. Figur 6 zeigt Blockdiagramm eines Auswerteschaltung nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 7 illustriert eine Ausgabeschnittstelle einer Schalterprüfvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel.
Figur 9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und ihr Zweck dem Fachmann verständlich werden.
In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein.
Nachfolgend werden Vorrichtungen und Verfahren zum Prüfen eines Schalters detailliert beschrieben, wobei der Schalter einen elektromechanischen Antrieb für einen Schalterkontakt und einen den elektromechanischen Antrieb wenigstens bei einer Schalterbetätigung speisenden Energiespeicher umfasst.
Der Schalter kann ein Leistungsschalter sein. Der Leistungsschalter kann ein in einem Mittelspannungsnetz installiert oder zu installieren sein. Der Leistungsschalter kann ein Leistungsschalter für eine Energieversorgung für Schienenfahrzeuge, insbesondere in einem Eisenbahn- oder Straßenbahnversorgungsnetz, sein. Die Schalterprüf- Vorrichtung kann ein mobiles Gerät sein oder kann aus mehreren mobilen Geräten aufgebaut sein, um die Durchführung der Messungen an dem installierten Schaltern zu erlauben. Die Schalterprüfvorrichtung kann auch zur Prüfung und Diagnose von Schaltern in Laborumgebungen bzw. Laboranwendungen eingesetzt werden. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, ist die Schalterprüfvorrichtung nach Ausführungsbeispielen eingerichtet, um eine elektrische Messgröße auszuwerten, die an der einen Schalterkontakt bei Schalterauslösung bewegenden elektromechanischen Schalteinheit bei der Schalterbetätigung erfasst wird. Die Messgröße kann eine Stromstärke umfassen. Die Stromstärke kann die Stromstärke eines Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs während der Schalterbetätigung umfassen. Die Stromstärke kann die Stromstärke eines Ausgangsstroms des Energiespeichers während der Schalterbetätigung umfassen. Es können mehrere Stromstärken erfasst und ausgewertet werden. Beispielsweise kann die Stromstärke jeweils für einen Eingangsstrom des elektromechanischen Antriebs und für wenigstens einen weiteren Strom bei der Schalterbetätigung erfasst werden. Der wenigstens eine weitere Strom kann ein Ausgangsstrom des Energiespeichers oder ein Ausgangsstrom einer von dem Energiespeicher verschiedenen Quelle bei der Schalterbetätigung sein. Die Stromstärke(n) kann über den Verlauf der Schalterbetätigung hinweg erfasst werden, entweder als Funktion der Zeit oder als Funktion der von einem Schalterkontakt zurückgelegten Weglänge. Durch Auswertung der Stromstärke, optional in Kombination mit einer Spannung des Energiespeichers, können Informationen über den Zustand des elektromechanischen Antriebssystems einschließlich seines Energiespeichers gewonnen werden.
Zusätzlich zur Auswertung der Stromstärke kann die Schalterprüfvorrichtung eine Spannung zwischen Ausgangsanschlüssen des Energiespeichers im Verlauf der Schalterbetätigung erfassen. Die Spannung kann als Funktion der Zeit oder als Funktion der von einem Schalterkontakt zurückgelegten Weglänge erfasst werden. Die Schalterprüfvorrichtung kann aus der Spannung und wenigstens einer erfassten Stromstärke eine von dem elektromechanischen Antrieb aufgenommene Leistung o- der eine von dem elektromechanischen Antrieb aufgenommene Energie rechnerisch ermitteln.
Die Schalterprüfvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich eingerichtet sein, um die Kapazität eines Kondensators oder mehrerer Kondensatoren des Energiespeichers aus der erfassten Messgröße zu ermitteln.
Anhand der Auswertung kann die Schalterprüfvorrichtung eine Beurteilung des ZuStands des Energiespeichers und/oder der elektromechanischen Schalteinheit, die neben dem Energiespeicher auch den elektromechanischen Antrieb umfasst, vorneh- men. Die Beurteilung kann in Art einer binären Ja/Nein-Angabe angeben, ob der Schalter noch verwendet werden darf.
Figur 1 zeigt ein System 1 mit einer Schalterprüfvorrichtung 10 zum Prüfen eines Schalters 2.
Der Schalter 2 kann ein Leistungsschalter sein. Der Schalter 2 kann eingerichtet sein, um im installierten Zustand in sicherheitskritischen Situationen auszulösen. Das Öffnen und Schließen des Schalters erfolgt, indem ein erster Kontakt 37 und ein zweiter Kontakt 38 selektiv außer Berührung und in Berührung gebracht werden. Wenigstens einer von dem ersten Kontakt 37 und dem zweiten Kontakt 38 kann beweglich in dem Schalter 2 gelagert sein.
Eine Schalterbetätigung, bei der der Schalter 2 von dem offenen in den geschlossenen Zustand oder von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand überführt wird, kann so erfolgen, dass ein elektromechanischer Antrieb 34 des Schalters 2 wenigstens einen von dem ersten Kontakt 37 und dem zweiten Kontakt 38 in die in Fig. 1 gezeigte Richtung 39 bewegt. Der elektromechanische Antrieb 34 muss nicht in beiden Richtungen der Schalterbetätigung aktiv sein, sondern kann beispielsweise nur bei der Überführung von dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand bestromt werden.
Der elektromechanische Antrieb 34 kann eine Hubmagnetanordnung 35 umfassen. Ein beweglich gelagerter Magnet 36 kann durch Bestromung eines Elektromagneten 35 translatorisch bewegt werden, um dadurch einen der Hauptkontakte 37, 38 des Schalters zu bewegen. Andere Ausgestaltungen des elektromechanischen Antriebs 34 können verwendet werden.
Eine elektromechanische Schalteinheit des Schalters 2 wird durch den elektromechanischen Antrieb 34 und eine diesen wenigstens bei einer Schalterbetätigung speisenden Energiespeicher 32 gebildet. Der Energiespeicher 32 kann beispielsweise bei Schalterauslösung den elektromechanischen Antrieb 34 versorgen, um die Hauptkontakte 37, 38 des Schalters 2 relativ zueinander zu bewegen. Ein (nicht dargestellter) steuerbarer Schalter in der Zuleitung zum elektromechanischen Antrieb 34 kann selektiv geschlossen werden, um den elektromechanischen Antrieb 34 bei Schalterauslösung zu versorgen.
Der Energiespeicher 32 kann einen Kondensator 33 oder mehrere Kondensatoren 33 umfassen. Der Energiespeicher 32 kann alternativ oder zusätzlich einen Akkumulator oder mehrere Akkumulatoren umfassen. Der Energiespeicher 32 kann durch eine Quelle 31 geladen werden, bis bei einer Schalterbetätigung eine rasche Entladung des Energiespeichers 32 zum elektromechanischen Antrieb 34 erfolgt. Die Quelle 31 kann ein Netzteil sein. Die Quelle 31 kann einen Wandler umfassen, der an dem Ausgang der Quelle 31 einen Gleichstrom oder eine Gleichspannung bereitstellt. Im Betrieb des Schalters 2 kann die Quelle 31 den Energiespeicher 32 laden. Bei einer Schalterbetätigung, bei der der elektromechanische Antrieb 34 von dem Energiespeicher 32 gespeist wird, entlädt sich der Energiespeicher 32 wenigstens teilweise. Ein Ausgangsstrom des Energiespeichers 32 speist den elektromechanischen Antrieb 34. Zusätzlich kann auch ein Ausgangsstrom der Quelle 32 den elektromechanischen Antrieb 34 mit speisen, wenn der Schalter 2 auslöst. Der Ausgangsstrom der Quelle 32 ist dabei typischerweise klein im Vergleich zum Ausgangsstrom des Energiespeichers 32.
Die Schalterprüfvorrichtung 10 ist für eine Prüfung des Schalters 2 eingerichtet. Die Schalterprüfvorrichtung 10 ist derart ausgestaltet, dass sie wenigstens auch den Energiespeicher 32 und/oder die elektromechanische Schalteinheit hinsichtlich ihrer Eigenschaften bewertet. Dazu kann die Schalterprüfvorrichtung 10 eine oder mehrere Mess- großen auswerten, die an dem Energiespeicher 32, dem elektromechanischen Antrieb 34 oder an den mit dem Energiespeicher 32 oder dem elektromechanischen Antrieb 34 verbundenen Leitungen erfasst werden. Die Messgröße kann insbesondere wenigstens eine Stromstärke eines Stroms beinhalten. Die Messgröße kann die Stromstärke des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 im Verlauf der Schalterbetäti- gung umfassen. Die Messgröße kann die Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 im Verlauf der Schalterbetätigung umfassen.
Die Schalterprüfvorrichtung 10 umfasst eine Auswerteschaltung 13, die eingerichtet ist, um die die an dem Energiespeicher 32, dem elektromechanischen Antrieb 34 oder an den mit dem Energiespeicher 32 oder dem elektromechanischen Antrieb 34 verbundenen Leitern erfasste Messgröße oder erfassten Messgrößen auszuwerten. Die Auswerteschaltung 13 kann wenigstens eine integrierte Schaltung 15 umfassen. Die wenigstens eine integrierte Schaltung 15 kann eingerichtet sein, um aus der Messgröße oder den mehreren Messgrößen eine von dem elektromechanischen Antrieb während der Schalterbetätigung aufgenommene Leistung oder aufgenommene Energie zu bestimmen. Die wenigstens eine integrierte Schaltung 15 kann eingerichtet sein, um aus der Messgröße oder den mehreren Messgrößen eine Kapazität des Kondensators 33 oder der Kondensatoren 33 des Energiespeichers 32 zu ermitteln. Die Auswerteschaltung 13 kann optional weitere Schaltungskomponenten 14 umfassen, beispielsweise um ein Steuersignal zum Auslösen der Schalterbetätigung über einen Ausgang 23 an den Schalter 2 auszusteuern. Die Auswerteschaltung 13 kann mit einer Ein-/Ausgabeschnittstelle 17 gekoppelt sein. Ein Ergebnis der Beurteilung des Energiespeichers 32 und/oder der elektromechani- schen Schalteinheit, die den Energiespeicher 32 und den elektromechanischen An- trieb 34 umfasst, kann über die Ein-/Ausgabeschnittstelle 17 ausgegeben werden. Die Ein-/Ausgabeschnittstelle 17 kann eine Anzeige umfassen, die eine von der Auswerteschaltung 13 ermittelte Kapazität des Energiespeichers 32, aufgenommene Leistung des elektromechanischen Antriebs 34 als Funktion der Zeit oder als Funktion der von dem Kontakt 37 zurückgelegten Weglänge, aufgenommene Energie des elektrome- chanischen Antriebs 34, Ausgangsleistung des Energiespeichers 32 als Funktion der Zeit oder als Funktion der von dem Kontakt 37 zurückgelegten Weglänge und/oder die von dem Energiespeicher 32 insgesamt abgegebene Energie anzeigen kann.
Die Schalterprüfvorrichtung 10 kann ein Prüfgerät mit einem Gehäuse 1 1 umfassen, in dem die Auswerteschaltung und optional auch die Ein-/Ausgabeschnittstelle 17 montiert sein können. Innerhalb des Gehäuses 1 1 des Prüfgeräts können auch wenigstens Teile von Messeinrichtungen zum Messen von Spannungen und/oder Stromstärken angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Spannungsmesseinrichtung 16 in das Gehäuse 1 1 integriert sein, deren Ausgang mit der Auswerteschaltung 13 gekop- pelt ist.
Eine Schnittstelle oder mehrere Schnittstellen 12 kann bzw. können an dem Gehäuse 1 1 vorgesehen sein. Die Schnittstellen 12 können wenigstens eine Schnittstelle 21 zur Verbindung mit einer Strommesseinrichtung 25 umfassen. Die Schnittstelle 21 kann als Anschluss zur elektrisch leitenden Verbindung mit der Strommesseinrichtung 25 oder als Drahtlosschnittstelle ausgebildet sein. Die Schnittstelle 21 kann eine analoge oder digitale Schnittstelle sein.
Die Schnittstellen 12 können Anschlüsse 22 zum Abgreifen einer Spannung an dem Energiespeicher 32 umfassen.
Die Schnittstellen 12 können einen Ausgang 23 umfassen, um ein Steuersignal zum Auslösen der Schalterbetätigung bei der Schalterprüfung an den Schalter 2 auszusteuern.
Die Schnittstellen 12 können eine Schnittstelle 24 für eine Kommunikationsverbindung mit einem Weglängensensor 29 umfassen. Der Weglängensensor 29 kann Teil der Schalterprüfvorrichtung 10 sein und kann zur Schalterprüfung reversibel lösbar an dem Schalter 2 anbringbar sein. Der Weglängensensor 29 kann eingerichtet sein, um bei einer Schalterbetätigung die von dem Kontakt 37 zurückgelegte Weglänge zu erfassen. Der Weglängensensor 29 kann beispielsweise ein inkrementeller Sensor sein, dessen Ausgangssignal Änderungen der Position des Kontakts 37 angibt.
Die Schalterprüfvorrichtung 10 kann eine Strommesseinrichtung 25 oder mehrere Strommesseinrichtungen umfassen. Die Strommesseinrichtung 25 kann als Zangenmesser ausgestaltet sein. Andere Ausgestaltungen der Strommesseinrichtung 25 kön- nen verwendet werden. Die Strommesseinrichtung 25 kann mit der Schnittstelle 21 verbunden sein, um eine Stromstärke eines Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 zur weiteren Verarbeitung bereitzustellen.
Die Auswerteschaltung 13 kann die Stromstärke des Eingangsstroms des elektro- mechanischen Antriebs 34 verarbeiten. Beispielsweise kann eine in dem Energiespeicher 32 gespeicherte Ladung durch Integration der Stromstärke ls abgeschätzt werden. Der Ausgangsstrom der Quelle 31 ist während der Schalterbetätigung im Vergleich zum Ausgangsstrom des Energiespeichers 32 typischerweise vernachlässigbar. Die Auswerteschaltung 13 kann die bei Schalterbetätigung abgegebene Ladung des Ener- giespeicher 32 mit einem Sollwert vergleich, um zu bestimmen, ob der Energiespeicher 32 noch ein vorgegebenes Gütekriterium erfüllt. Die Auswerteschaltung 13 kann das Ausgangssignal der Strommesseinrichtung 25 weiter verarbeiten, um den bei Schalterbetätigung dem elektromechanischen Antrieb 34 zugeführten Strom als Funktion der Zeit zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteschaltung 13 das Ausgangssignal der Strommesseinrichtung 25 und das Ausgangssignal des Weglängensensors 29 kombiniert werden. Auf diese Weise kann die Auswerteschaltung 13 den dem elektromechanischen Antrieb 34 zugeführten Strom als Funktion der von dem Kontakt 37 zurückgelegten Weglänge ermitteln. Weitere Verarbeitungsschritte können vorgenommen werden, beispielsweise um die Stromstärke des Eingangs- Stroms des elektromechanischen Antriebs 34 mit der Position zu korrelieren, an der Kontakttrennung der Kontakte 37, 38 erfolgt.
Die Schalterprüfvorrichtung 10 kann Ergebnisse der Auswertung über die Ein-/Ausga- beschnittstelle 17 ausgeben. Figur 2 zeigt die Schalterprüfvorrichtung 10 von Figur 1 , die zusätzlich zu einer Erfassung des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 auch eine Spannung des Energiespeichers 32 während der Schalterbetätigung erfasst. Die Auswerteschaltung 13 kann eingerichtet sein, um die Stromstäre des Eingangs- stroms des elektromechanischen Antriebs 34 und die Spannung U des Energiespeichers 32 weiter zu verarbeiten. Die integrierte Schaltung 15 kann eingerichtet sein, um eine Leistungsaufnahme des elektromechanischen Antriebs als Funktion der Zeit als P(t) = U(t) x ls(t) (1 ) zu ermitteln. Dabei bezeichnet U(t) die Spannung des Energiespeichers 32 zur Zeit t während der Schalterbetätigung, ls(t) die Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 zur Zeit t und P(t) die Leistungsaufnahme des elektrome- chanischen Antriebs 34 zur Zeit t.
Die integrierte Schaltung 15 kann eingerichtet sein, um die Leistungsaufnahme nicht nur als Funktion der Zeit, sondern alternativ oder zusätzlich auch als Funktion der von einem Hauptkontakt des Schalters zurückgelegten Weglänge zu ermitteln.
Die integrierte Schaltung 15 kann alternativ oder zusätzlich eingerichtet sein, um eine von dem elektromechanischen Antrieb während der Schalterbetätigung insgesamt aufgenommene Energie zu ermitteln. Dazu kann beispielsweise die Leistungsaufnahme integriert werden,
E = /r T (t') x /s(t')dt' (2)
Dabei bezeichnet T1 die Anfangszeit der Schalterbetätigung, T2 die Zeit, bei der die Schalterbetätigung abgeschlossen ist, und E die während der Schalterbetätigung von dem Antrieb aufgenommene Energie.
Das Integral von Gleichung (2) kann in geeigneter weise numerisch ausgewertet werden, beispielsweise in zeitdiskreter Form als
E =
Figure imgf000017_0001
U(td x Is(td x (T2 - TJ/N, (3) wobei N die Anzahl von Zeitpunkten angibt, die als Stützstellen für die numerische Integration verwendet werden.
Die Energie E kann nicht nur kumulativ für die gesamte Schalterbetätigung, sondern beispielsweise auch zeitabhängig als diejenige Energie, die bis zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Schalterbetätigung von dem elektromechanischen Antrieb aufgenommen wurde, ermittelt werden.
Die integrierte Schaltung 15 kann alternativ oder zusätzlich eingerichtet sein, um eine Kapazität des wenigstens einen Kondensators 33 des Energiespeichers 32 abzuschätzen. Die Kapazität kann unter der für derartige Schalter realistischen Annahme, dass der Entladestrom des Energiespeichers 32 bei Schalterbetätigung groß ist im Vergleich zu dem Ausgangsstrom der Quelle 31 , beispielsweise abgeschätzt werden als
Ε «£ψ -. (4)
U(7i)-[/(72) V '
Dabei bezeichnet C die Kapazität des wenigstens einen Kondensators 33 des Energiespeichers 32. U(Ti) bezeichnet die Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 zu Beginn des Entladevorgangs bei der Schalterbetätigung. U(T2) bezeichnet die Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 zum Ende des Entladevorgangs bei der Schalterbetätigung.
Anhand der Auswertung der Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 und des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34, die während der Schalterbetätigung überwacht werden, kann die Schalterprüfvorrichtung 10 automatisch ermit- teln, ob der Schalter 2 verwendbar ist. Dies kann bei einer Qualitätskontrolle als Teil des Produktionsprozesses, aber auch bei der Wartung und Diagnose von Schaltern, die bereits installiert und im Gebrauch waren, ausgeführt werden.
Die Auswerteschaltung 13 kann beispielsweise eingerichtet sein, um anhand der Leis- tungsaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 oder anhand der vom elektromechanischen Antrieb 34 aufgenommenen Energie zu bestimmen, ob der Schalter 2 ein vorgegebenes Gütekriterium erfüllt. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteschaltung 13 eingerichtet sein, um anhand der Kapazität des Kondensators 33 oder der Kondensatoren 33 des Energiespeichers 32 zu bestimmen, ob der Schalter 2 ein vorgegebenes Gütekriterium erfüllt. Ergebnisse der Auswertung können über die Ein-/Ausgabeschnittstelle 17 ausgegeben werden.
Figur 3 zeigt die Schalterprüfvorrichtung 10 von Figur 1 und Figur 2, die eingerichtet ist, um eine Stromstärke h eines Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 zu erfassen. Die Schalterprüfvorrichtung 10 kann eingerichtet sein, um auch eine Spannung des Energiespeichers 32 während der Schalterbetätigung zu erfassen.
Die integrierte Schaltung 15 kann eingerichtet sein, um eine Kapazität des wenigstens einen Kondensators 33 des Energiespeichers 32 zu bestimmen. Die Kapazität kann berechnet werden als
Figure imgf000019_0001
Dabei bezeichnet C die Kapazität des wenigstens einen Kondensators 33 des Ener- giespeichers 32. U(Ta) bezeichnet die Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 zu einer Zeit Ta vor dem Beginn des Entladevorgangs oder während des Entladevorgangs des Energiespeichers 32 bei der Schalterbetätigung. U(Tb) bezeichnet die Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 zu einer Zeit Tb, die später als die Zeit Ta ist und die während des Entladevorgangs des Energiespeichers 32 bei der Schalterbetä- tigung oder nach dem Ende des Entladevorgangs ermittelt wird. Beispielsweise kann Ta die Anfangszeit Ti des Entladevorgangs sein. Tb kann die Endzeit T2 des Entladevorgangs sein.
Das Integral im Nenner von Gleichung (5) kann auf geeignete Weise numerisch aus- gewertet werden, beispielsweise wie unter Bezugnahme auf Gleichung (3) beschrieben.
Für typische Schalter 2 ist die Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 eine gute Näherung für die Eingangsstromstärke des elektromechanischen Antriebs 34.
Die Auswerteschaltung 13 kann eingerichtet sein, um die Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 und der Spannung des Energiespeichers 32 weiter zu verarbeiten. Die integrierte Schaltung 15 kann eingerichtet sein, um eine Leistungsaufnahme des elektromechanischen Antriebs als Funktion der Zeit als P(f * U(t) x (t) (6) näherungsweise zu bestimmen. Dabei bezeichnet U(t) die Spannung des Energiespeichers 32 zur Zeit t während der Schalterbetätigung und h(t) die Stromstärke des Aus- gangsstroms des Energiespeichers 32 zur Zeit t.
Die integrierte Schaltung 15 kann eingerichtet sein, um die Leistungsaufnahme gemäß Gleichung (6) nicht nur als Funktion der Zeit, sondern alternativ oder zusätzlich auch als Funktion der von einem Hauptkontakt des Schalters zurückgelegten Weglänge zu ermitteln.
Die integrierte Schaltung 15 kann alternativ oder zusätzlich eingerichtet sein, um eine von dem elektromechanischen Antrieb 34 während der Schalterbetätigung insgesamt aufgenommene Energie aus der Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energiespei- chers 32 abzuschätzen. Dazu kann beispielsweise
E L U(t') x lsl (t')dt' (7) ausgewertet werden.
Das Integral von Gleichung (7) kann in geeigneter weise numerisch ausgewertet werden, wie dies unter Bezugnahme auf Gleichung (3) beschrieben wurde. Die Energie E kann nicht nur kumulativ für die gesamte Schalterbetätigung, sondern beispielsweise auch zeitabhängig als diejenige Energie, die bis zu einem bestimmten Zeitpunkt wäh- rend der Schalterbetätigung von dem elektromechanischen Antrieb aufgenommen wurde, ermittelt werden.
Anhand der Auswertung der Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 und des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32, die während der Schalterbetätigung über- wacht werden, kann die Schalterprüfvorrichtung 10 automatisch ermitteln, ob der Schalter 2 verwendbar ist. Ergebnisse der Auswertung können über die Ein-/Ausga- beschnittstelle 17 ausgegeben werden. Die Beurteilung des Energiespeichers 32 und/oder der elektromechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher 32 und den elektromechanischen Antrieb 34 umfasst, kann beispielsweise wie unter Bezugnahme auf Figur 1 oder Figur 2 beschrieben erfolgen. Die Schalterprüfvorrichtung 10 kann nicht nur eine, sondern mehrere Strommesseinrichtungen umfassen. Die Strommesseinrichtungen können jeweils als Zangenmesser ausgebildet sein. Die mehreren Strommesseinrichtungen können so mit dem Schalter 2 koppelbar sein, dass sowohl die Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energie- Speichers 32 als auch die Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 entweder direkt gemessen werden oder aus den Messergebnissen ermittelbar sind.
Figur 4 zeigt eine Prüfvorrichtung, die eine erste Strommesseinrichtung 25 zum Erfas- sen der Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 und eine zweite Strommesseinrichtung 26 zum Erfassen der Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 während der Schalterbetätigung, bei der der elektro- mechanische Antrieb einen Kontakt 37 des Schalters 2 bewegt, umfasst. Die Auswerteschaltung 13 kann eingerichtet sein, um aus einer der gemessenen Stromstärken und der Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 die Leistungsaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 und/oder die Energieaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 zu bestimmen. Die Leistungsaufnahme und/oder die Energieaufnahme kann zeitabhängig oder als Funktion der von dem Kontakt 37 zu- rückgelegten Weglänge ermittelt werden. Die Leistungsaufnahme und/oder die Energieaufnahme kann insbesondere abhängig von der Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34, beispielsweise gemäß Gleichungen (1 ) bis (3) , bestimmt werden. Die Auswerteschaltung 13 kann eingerichtet sein, um aus einer der gemessenen Stromstärken und der Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 die Kapazität des Kondensators 33 oder der Kondensatoren 33 zu ermitteln. Die Kapazität kann insbesondere der Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32, beispielsweise gemäß Gleichung (5), bestimmt werden.
Figur 5 zeigt eine Prüfvorrichtung, die eine erste Strommesseinrichtung 25 zum Erfassen der Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 und eine zweite Strommesseinrichtung 26 zum Erfassen der Stromstärke des Ausgangsstroms der Quelle 31 während der Schalterbetätigung, bei der der elektromechanische Antrieb einen Kontakt 37 des Schalters 2 bewegt, umfasst. Die Auswerteschaltung 13 kann eingerichtet sein, um aus einer der gemessenen Stromstärken und der Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 die Leistungsaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 und/oder die Energieaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 zu bestimmen. Die Leistungsaufnahme und/oder die Energieaufnahme kann zeitabhängig oder als Funktion der von dem Kontakt 37 zurückgelegten Weglänge ermittelt werden. Die Leistungsaufnahme und/oder die Energieaufnahme kann insbesondere abhängig von der Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34, beispielsweise gemäß Gleichungen (1 ) bis (3), bestimmt werden.
Die Auswerteschaltung 13 kann eingerichtet sein, um aus den gemessenen Stromstärken die Stromstärke h = - I2 des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 zu berechnen. Aus der so rechnerisch bestimmten Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 kann zusammen mit der Ausgangsspannung des Energie- Speichers 32 die Kapazität, beispielsweise gemäß Gleichung (5), bestimmt werden.
Anhand der Auswertung der Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 und des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32, die während der Schalterbetätigung überwacht werden, kann die Schalterprüfvorrichtung 10 automatisch ermitteln, ob der Schalter 2 verwendbar ist. Ergebnisse der Auswertung können über die Ein-/Ausga- beschnittstelle 17 ausgegeben werden. Die Beurteilung des Energiespeichers 32 und/oder der elektromechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher 32 und den elektromechanischen Antrieb 34 umfasst, kann beispielsweise wie unter Bezugnahme auf Figur 1 oder Figur 2 beschrieben erfolgen.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform, die nicht in den Figuren dargestellt ist, kann die Schalterprüfvorrichtung, die eine erste Strommesseinrichtung 26 zum Erfassen der Stromstärke h des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 und eine zweite Strommesseinrichtung 27 zum Erfassen der Stromstärke des Ausgangsstroms der Quelle 31 während der Schalterbetätigung, bei der der elektromechanische Antrieb einen Kontakt 37 des Schalters 2 bewegt. Daraus kann rechnerisch der Eingangsstrom des elektromechanischen Antriebs 34 ermittelt werden. Leistung und/oder Energie des elektromechanischen Antriebs während der Schalterbetätigung oder eine Kapazität des Kondensators können wie unter Bezugnahme auf Figur 1 bis Figur 5 beschrieben ausgeführt werden. Bei jeder der unter Bezugnahme auf Figur 1 bis Figur 5 beschriebenen Ausgestaltungen kann die Schalterprüfvorrichtung 10 so ausgestaltet sein, dass anhand der Auswertung der Messgröße erkannt wird, ob der Energiespeicher 32 und/oder der Elektronikteil des elektromechanischen Antriebs 34 noch den Güteanforderungen ent- spricht.
Figur 6 ist eine Blockdiagrammdarstellung 40 der Schalterprüfvorrichtung 10 nach einem Ausführungsbeispiel zur weiteren Erläuterung der Funktionsweise der Auswerteschaltung.
Über wenigstens eine Strommessungs-Schnittstelle 41 kann eine Strommessung erfolgen oder das Ergebnis einer Strommessung ausgelesen werden, die während der Schalterbetätigung an einem mit dem Energiespeicher 32 oder dem elektromechanischen Antrieb 34 verbundenen Leiter vorgenommen wird. Über wenigstens eine Span- nungsmessungs-Schnittstelle 42 kann eine Spannungsmessung erfolgen oder das Ergebnis einer Spannungsmessung ausgelesen werden, die während der Schalterbetätigung an dem Energiespeicher 32 oder dem elektromechanischen Antrieb 34 vorgenommen wird. Über wenigstens eine Weglängenmessungs-Schnittstelle 43 kann das Ergebnis einer Weglängenmessung ausgelesen werden, mit der die von dem Kontakt 37 während der Schalterbetätigung zurückgelegte Weglänge ermittelt wird.
Die Auswerteschaltung 13 kann ein Modul 44 zur Leistungsberechnung umfassen, das abhängig von der erfassten Spannung und wenigstens einer erfassten Stromstärke eine Leistungsaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 während der Schalter- betätigung berechnet. Die Auswerteschaltung 13 kann optional ein Modul 45 zur Energieberechnung umfassen, das abhängig von der erfassten Spannung und wenigstens einer erfassten Stromstärke eine Energieaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 während der Schalterbetätigung berechnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteschaltung 13 ein Modul 46 zur Berechnung einer Kapazität wenigstens eines Kondensators des Energiespeichers 34 umfassen.
Die Berechnung der Leistungsaufnahme, Energie oder Kapazität kann wie unter Be- zugnahme auf Figur 1 bis Figur 5 beschrieben ausgeführt werden. Die Auswerteschaltung 13 kann ein Modul 47 zur Beurteilung des Zustands des Schalters 2 aufweisen. Das Modul 47 kann den Zustand des Schalters 2 abhängig von der berechneten Leistung, Energie und/oder Kapazität beurteilen. Dabei erfolgt die Beurteilung des Zustands wenigstens auch unter Berücksichtigung der ermittelten Eigen- schaffen des Energiespeichers 32 und/oder der elektromechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher 32 und den elektromechanischen Antrieb 34 umfasst.
Das Modul 47 zur Beurteilung des Zustands des Schalters kann beispielsweise eingerichtet sein, um anhand der Leistungsaufnahme des elektromechanischen Antriebs 34 oder anhand der vom elektromechanischen Antrieb 34 aufgenommenen Energie zu bestimmen, ob der Schalter 2 ein vorgegebenes Gütekriterium erfüllt. Alternativ oder zusätzlich kann das Modul 47 zur Beurteilung des Zustands des Schalters eingerichtet sein, um anhand der Kapazität des Kondensators 33 oder der Kondensatoren 33 des Energiespeichers 32 zu bestimmen, ob der Schalter 2 ein vorgegebenes Gütekriterium erfüllt.
Die Schalterprüfvorrichtung 10 kann eine Steuerung 48 für die Ausgabeeinrichtung umfasst. Die Steuerung 48 kann die Ausgabeeinrichtung so ansteuern, dass Information über die ermittelten Eigenschaften des Energiespeichers 32 und/oder der elektro- mechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher 32 und den elektromechanischen Antrieb 34 umfasst, auszugeben.
Figur 7 zeigt eine beispielhafte Ausgabe auf einer Anzeige 17 einer Schalterprüfvorrichtung 10 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Anzeige 17 kann so gesteuert wer- den, dass eine Darstellung 51 angezeigt wird, die Information über die von dem elektromechanischen Antrieb 34 aufgenommene Energie beinhaltet. Beispielsweise kann die Energie als Funktion der von dem Kontakt 37 zurückgelegten Weglänge dargestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzeige 17 so gesteuert werden, dass eine Darstellung 52 angezeigt wird, die Information über die Stromstärke des Ausgangs- Stroms des Energiespeichers 32 und/oder die Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs 34 beinhaltet. Beispielsweise kann die Stromstärke als Funktion der von dem Kontakt 37 zurückgelegten Weglänge dargestellt werden.
Figur 8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 80 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 80 kann von der Schalterprüfvorrichtung 10 nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden. Bei Schritt 81 wird eine Schalterbetätigung ausgelöst. Dazu kann ein Signal oder Strom ausgesteuert werden, der die Auslösung des Schalters 10 veranlasst.
Bei Schritt 82 werden ein oder mehrere Strommessungen ausgeführt. Mit den Strom- messungen können beispielsweise die Stromstärke des Ausgangsstroms des Energiespeichers 32 und/oder die Stromstärke des Eingangsstroms des elektromechani- schen Antriebs 34 während des Verlaufs der Schalterbetätigung zeitaufgelöst erfasst oder ermittelt werden. Optional kann eine Spannung, beispielsweise die Ausgangsspannung des Energiespeichers 32 erfasst werden.
Bei Schritt 83 werden die Stromstärke(n) und die erfasste Spannung ausgewertet. Wie unter Bezugnahme auf Figur 1 bis Figur 7 beschrieben wurde, kann die Auswertung die Bestimmung einer Leistung oder einer Energie, die von dem elektromechanischen Antrieb 34 aufgenommen wird, oder die Bestimmung einer Kapazität des wenigstens einen Kondensators 33 des Energiespeichers 32 umfassen.
Bei Schritt 84 kann basierend auf der Auswertung bei Schritt 83 beurteilt werden, ob der Energiespeicher 32 und/oder die elektromechanische Schalteinheit, die den Energiespeicher 32 und den elektromechanischen Antrieb 34 umfasst, ein Gütekriterium erfüllt. Dabei erfolgt die Beurteilung des Zustands wenigstens auch unter Berücksichtigung der ermittelten Eigenschaften des Energiespeichers 32 und/oder der elektromechanischen Schalteinheit. Die mechanischen Eigenschaften des Schalters 2, beispielsweise die Kinematik des elektromechanischen Antriebs, kann optional zusätzlich berücksichtigt werden. Die Beurteilung kann wie unter Bezugnahme auf Figur 1 bis Figur 7 beschrieben erfolgen.
Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen kann die Beurteilung des Schalters 2 und/oder die Ermittlung verschiedener Kenngrößen so erfolgen, dass mehrere sequentielle Schaltvorgänge überwacht werden. Kenngrößen wie die Energieaufnahme des Antriebs 34 pro Schaltvorgang oder die Kapazität des Energiespeichers 32 können durch Mittelung bestimmt werden.
Figur 9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 90 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 90 kann von der Schalterprüfvorrichtung 10 nach einem Ausführungsbeispiel automatisch ausgeführt werden. Bei Schritt 91 beginnt eine Prüfprozedur. Die Prüfprozedur kann durch eine Benutzereingabe ausgelöst werden.
Bei Schritt 92 wird eine Schalterbetätigung zum Schließen des Schalters ausgelöst.
Bei Schritt 93 werden ein oder mehrere Strommessungen ausgeführt. Optional kann eine Spannung, beispielsweise die Ausgangsspannung des Energiespeichers 32, er- fasst werden. Schritt 93 kann wie unter Bezugnahme Schritt 82 des Verfahrens 80 von Figur 8 beschrieben ausgeführt werden.
Bei Schritt 94 wird eine Schalterbetätigung zum Öffnen des Schalters ausgelöst.
Bei Schritt 95 werden ein oder mehrere Strommessungen ausgeführt. Optional kann eine Spannung, beispielsweise die Ausgangsspannung des Energiespeichers 32, er- fasst werden. Schritt 93 kann wie unter Bezugnahme auf Schritt 82 des Verfahrens 80 von Figur 8 beschrieben ausgeführt werden.
Bei Schritt 96 kann überprüft werden, ob eine weitere Wiederholung der Messungen ausgeführt werden soll. Dazu kann ermittelt werden, ob eine vorgegebene Anzahl se- quentieller Betätigungszyklen des Schalters 2 ausgeführt wurde. Alternativ oder zusätzlich kann überprüft werden, ob die erfassten Ströme und/oder Spannungen oder die daraus abgeleiteten Kenngrößen ein Konvergenzkriterium erfüllen. Falls eine weitere Wiederholung ausgeführt werden soll, kehrt das Verfahren zu Schritt 92 zurück. Bei Schritt 97 wird, falls keine weitere Wiederholung ausgeführt werden soll, die Strom- stärke(n) und die erfasste Spannung ausgewertet. Dabei können die in den unterschiedlichen Wiederholungen erfassten Werte kombiniert werden, beispielsweise durch Mittelung, um die Bestimmung einer Leistung oder einer Energie, die von dem elektromechanischen Antrieb 34 aufgenommen wird, oder die Bestimmung einer Ka- pazität des wenigstens einen Kondensators 33 des Energiespeichers 32 mit höherer Genauigkeit vorzunehmen.
Bei Schritt 98 kann basierend auf der Auswertung bei Schritt 97 beurteilt werden, ob die Energiespeicher 32 und/oder die elektromechanische Schalteinheit, die den Ener- giespeicher 32 und den elektromechanischen Antrieb 34 umfasst, ein Gütekriterium erfüllt. Dies kann wie für Schritt 84 des Verfahrens 80 von Figur 8 beschrieben ausgeführt werden. Während Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben wurden, können bei weiteren Ausführungsbeispielen alternative oder zusätzliche Merkmale verwendet werde. Während beispielsweise bestimmte Auswertevorgänge wie die Bestimmung von Kapazitäten, Leitungen und Energien beispielhaft beschrieben wurden, können durch die Schalterprüfvorrichtung alternativ oder zusätzlich andere charakteristische Größen des Schalters bestimmt werden.
Während bei Ausführungsbeispielen eine Prozedur zur Prüfung des Schalters auto- matisch ausgeführt werden kann, können die Vorrichtung und das Verfahren nach Ausführungsbeispielen auch für nur teilweise automatisierte Prüfvorgänge verwendet werden.
Während die Vorrichtung und das Verfahren nach Ausführungsbeispielen zur Quali- tätskontrolle bei der Produktion von Schaltern verwendet werden können, können die Vorrichtung und das Verfahren nach Ausführungsbeispielen auch zur Prüfung von Schaltern nach deren Installation, beispielsweise bei der Wartung, eingesetzt werden.
Vorrichtungen, Verfahren und Systeme nach Ausführungsbeispielen erlauben eine weitergehende Prüfung von Schaltern, die einen elektromechanischen Antrieb und einen diesen bei einer Schalterbetätigung speisenden Energiespeicher aufweisen.

Claims

P AT E N TA N S P R Ü C H E
1 . Schalterprüfvorrichtung zum Prüfen eines Schalters (2), der einen Energiespeicher (32) und einen bei einer Schalterbetätigung wenigstens von dem Energiespeicher (32) gespeisten elektromechanischen Antrieb (34) umfasst,
wobei die Schalterprüfvorrichtung (10) umfasst:
eine Auswerteschaltung (13), die eingerichtet ist, um zur Prüfung des Schalters (2) eine an dem Energiespeicher (32), dem elektromechanischen Antrieb (34) oder an einem mit dem Energiespeicher (32) oder dem elektromechanischen Antrieb (34) verbundenen Leiter erfasste elektrische Messgröße (U, , Ii, I2) auszuwerten.
2. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 1 ,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um eine Stromstärke ( , Ii, I2) eines den elektromechanischen Antrieb (34) während der Schalterbetätigung speisenden Stroms auszuwerten.
3. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 2,
wobei die Schalterprüfvorrichtung (10) eingerichtet ist, um die Stromstärke ( , Ii, ) als Funktion der Zeit oder als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt (37) des Schalters (2) während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu ermitteln.
4. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um abhängig von der Stromstärke (ls, Ii, I2) eine dem elektromechanischen Antrieb (34) bei der Schalterbetätigung zugeführte Leistung zu ermitteln.
5. Schalterprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um abhängig von der Stromstärke (ls, Ii, I2) eine dem elektromechanischen Antrieb (34) bei der Schalterbetätigung zugeführte Energie zu ermitteln.
6. Schalterprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
wobei die Schalterprüfvorrichtung (10) eingerichtet ist, um sowohl eine Stromstärke (Ii) eines während der Schalterbetätigung aus dem Energiespeicher (32) fließenden Stroms als auch eine Stromstärke ( ) eines Eingangsstroms des elekt- romechanischen Antriebs (34) zu erfassen oder zu ermitteln.
7. Schalterprüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, umfassend
wenigstens eine Strommesseinrichtung (25, 26), die mit einem zu dem elektrome- chanischen Antrieb (34) führenden elektrischen Leiter verbindbar ist, um die Stromstärke ( , Ii, I2) zu erfassen.
8. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 7,
wobei die Strommesseinrichtung (25, 26) ein Zangenmesser ist.
9. Schalterprüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um eine während der Schalterbetätigung erfasste Spannung (U) des Energiespeichers (32) auszuwerten.
10. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 9,
wobei die Schalterprüfvorrichtung (10) eingerichtet ist, um die Spannung (U) als Funktion der Zeit oder als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt (37) des Schalters (2) während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu erfassen.
1 1 . Schalterprüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um eine während der Schalterbetätigung von dem elektromechanischen Antrieb (34) aufgenommenen Energie zu ermitteln.
12. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 12,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um die Energie als Funktion der Zeit oder als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt (37) des Schal- ters (2) während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu ermitteln.
13. Schalterprüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um eine dem elektromechanischen Antrieb (34) während der Schalterbetätigung zugeführte Leistung zu ermit- teln.
14. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um die Leistung als Funktion der Zeit oder als Funktion einer von wenigstens einem Schalterkontakt (37) des Schalters (2) während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge zu ermitteln.
15. Schalterprüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens einen Sensor (29) zum Erfassen einer mechanischen Messgröße des elektromechanischen Antriebs (34) während der Schalterbetätigung.
16. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 15,
wobei der wenigstens eine Sensor (29) einen Weglängensensor zum Erfassen einer von einem Schalterkontakt oder von mehreren Schalterkontakten des Schalters (2) während der Schalterbetätigung zurückgelegten Weglänge umfasst.
17. Schalterprüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um einen Zustand des Energiespeichers (32) und/oder einen Zustand einer elektromechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher (32) und den elektromechanischen Antrieb (34) umfasst, abhängig von der erfassten Messgröße (U, , Ii , I2) zu beurteilen.
18. Schalterprüfvorrichtung nach Anspruch 17,
wobei die Schalterprüfvorrichtung (10) eingerichtet ist, um die Messgröße während mehrerer sequentieller Schalterbetätigungen zu überwachen und den Zustand des Energiespeichers (32) und/oder den Zustand der elektromechanischen Schaltein- heit abhängig von der bei den mehreren sequentiellen Schalterbetätigungen jeweils erfassten Messgröße (U, , Ii , I2) zu beurteilen.
19. Schalterprüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Energiespeicher (32) wenigstens einen Kondensator umfasst, und wobei die Auswerteschaltung (13) eingerichtet ist, um eine Kapazität des Kondensators abhängig von einer Spannung (U) des Energiespeichers (32) und weiter abhängig von
- einer Stromstärke (h) eines während der Schalterbetätigung aus dem wenigstens einen Kondensator fließenden Stroms oder
- einer Stromstärke ( ) eines Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs (34) während der Schalterbetätigung oder - einer Stromstärke ( ) eines Eingangsstroms des elektromechanischen Antriebs (34) während der Schalterbetätigung und einer weiteren Stromstärke ( ) eines weiteren Stroms, der während der Schalterbetätigung aus einer von dem Energiespeicher (32) verschiedenen Quelle (31 ) zu dem elektromechanischen Antrieb (34) fließt,
zu ermitteln.
20. Schalterprüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Schalterprüfvorrichtung (10) wenigstens ein mobiles, insbesondere ein portables, Schalterprüfgerät umfasst.
21 . System, umfassend
einen Schalter (2), der einen Energiespeicher (32) und einen bei einer Schalterbetätigung wenigstens von dem Energiespeicher (32) gespeisten elektromechanischen Antrieb (34) umfasst, und
eine Schalterprüfvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die lösbar mit dem Schalter (2) verbunden oder verbindbar ist.
22. System nach Anspruch 21 ,
wobei der elektromechanische Antrieb (34) eine Hubmagnetanordnung (35, 36) umfasst.
23. System nach Anspruch 21 oder Anspruch 22,
wobei der Schalter (2) ein Leistungsschalter ist.
24. Verfahren zum Prüfen eines Schalters (2), der einen Energiespeicher (32) und einen bei einer Schalterbetätigung wenigstens von dem Energiespeicher (32) gespeisten elektromechanischen Antrieb (34) umfasst, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen einer elektrischen Messgröße (U, , Ii, I2) an dem Energiespeicher (32), an dem elektromechanischen Antrieb (34) oder an einem mit dem Energiespeicher (32) oder dem elektromechanischen Antrieb (34) verbundenen Leiter, und
Beurteilen eines Zustands des Energiespeichers (32) und/oder eines Zustands einer elektromechanischen Schalteinheit, die den Energiespeicher (32) und den elektromechanischen Antrieb (34) umfasst, durch Auswerten der erfassten Messgröße (U, ls, Ii, ).
25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die erfasste Messgröße (U, , Ii , I2) eine Stromstärke ( , Ii , I2) eines den elektromechanischen Antrieb (34) während der Schalterbetätigung speisenden Stroms umfasst.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder Anspruch 25,
wobei das Verfahren mit der Schalterprüfvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgeführt wird.
PCT/EP2017/058229 2016-04-11 2017-04-06 Schalterprüfvorrichtung und verfahren zum prüfen eines schalters WO2017178325A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50303/2016 2016-04-11
AT503032016 2016-04-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017178325A1 true WO2017178325A1 (de) 2017-10-19

Family

ID=58489674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/058229 WO2017178325A1 (de) 2016-04-11 2017-04-06 Schalterprüfvorrichtung und verfahren zum prüfen eines schalters

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017178325A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110646190A (zh) * 2019-10-26 2020-01-03 国网山东省电力公司淄博供电公司 一种电动隔离开关机械特性测试箱
EP4060707A1 (de) * 2021-03-17 2022-09-21 Eaton Intelligent Power Limited Pfiffige diagnosevorrichtung für interne bauteile von anbauteilen für leistungsschalter
US20220299971A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 Eaton Intelligent Power Limited Smart circuit interrupter accessories applied power diagnostics

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1215792A1 (de) * 2000-12-12 2002-06-19 ABB T&D Technology Ltd. Verbesserte Steuervorrichtung und entsprechendes Verfahren
EP1939915A2 (de) * 2006-12-28 2008-07-02 General Electric Company Messen einer analogen Spulenspannung und Spulenstrom
EP2466711A1 (de) * 2010-12-17 2012-06-20 General Electric Company Kapazitanzprüfung und Stromüberwachungsschaltung zur Verwendung in einer Schaltungsschutzvorrichtung
US20150276877A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Electric power system circuit breaker trip diagnostic

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1215792A1 (de) * 2000-12-12 2002-06-19 ABB T&D Technology Ltd. Verbesserte Steuervorrichtung und entsprechendes Verfahren
EP1939915A2 (de) * 2006-12-28 2008-07-02 General Electric Company Messen einer analogen Spulenspannung und Spulenstrom
EP2466711A1 (de) * 2010-12-17 2012-06-20 General Electric Company Kapazitanzprüfung und Stromüberwachungsschaltung zur Verwendung in einer Schaltungsschutzvorrichtung
US20150276877A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Electric power system circuit breaker trip diagnostic

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110646190A (zh) * 2019-10-26 2020-01-03 国网山东省电力公司淄博供电公司 一种电动隔离开关机械特性测试箱
EP4060707A1 (de) * 2021-03-17 2022-09-21 Eaton Intelligent Power Limited Pfiffige diagnosevorrichtung für interne bauteile von anbauteilen für leistungsschalter
US20220299971A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 Eaton Intelligent Power Limited Smart circuit interrupter accessories applied power diagnostics
WO2022194429A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 Eaton Intelligent Power Limited Smart circuit interrupter accessories applied power diagnostics
US20220301801A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 Eaton Intelligent Power Limited Smart circuit interrupter accessories internal component diagnostics
US11978607B2 (en) 2021-03-17 2024-05-07 Eaton Intelligent Power Limited Smart circuit interrupter accessories internal component diagnostics
US11994836B2 (en) 2021-03-17 2024-05-28 Eaton Intelligent Power Limited Smart circuit interrupter accessories applied power diagnostics

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018217116B3 (de) Hochvoltsystem und Verfahren zur Überwachung von Isolationsfehlern in einem Hochvoltsystem
DE102016107598B3 (de) Vorrichtung und verfahren zum überwachen eines hochvolt-schützes in einem fahrzeug
EP2996899B1 (de) Vorladen eines kraftfahrzeug-hochvoltnetzes
DE102013219243B4 (de) Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Alterung eines elektronischen Unterbrechungselements, insbesondere eines Leistungsschützes
EP3503343A1 (de) Elektrisches system und verfahren zur diagnose der funktionsfähigkeit von leistungsrelais in einem elektrischen system
DE102010042750A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Kurzschlusses
DE102011004516A1 (de) Schaltung und Verfahren zur Diagnose von Schaltkontakten in einem batteriebetriebenen Straßenfahrzeug
DE102016214458A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum erfassen eines dielektrischen durchschlags in einem umweltfreundlichen fahrzeug
DE19950008A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Steuern des Schaltzustands einer Schaltverbindung zwischen den elektrischen Ausgängen einer in einer mobilen Vorrichtung angeordneten Brennstoffzelle und einem in der mobilen Vorrichtung angeordneten isolierten elektrischen Netz
DE10212493A1 (de) Anordnung zur Isolationsüberwachung eines elektrisch von Massepotential einer Einrichtung isolierten Gleichstromnetzes
WO2016050406A1 (de) Batteriesystem mit einer zum versorgen eines hochvoltnetzes mit elektrischer energie ausgebildeten batterie und einer messeinrichtung zum messen mindestens eines isolationswiderstandes der batterie
WO2014005674A1 (de) Diagnoseeinrichtung zur überprüfung einer steuersignalleitung
DE102015108024A1 (de) Kontinuierliche leckdetektionsschaltung mit integrierter robustheitsprüfung und symmetrischer fehlerdetektion
WO2017178325A1 (de) Schalterprüfvorrichtung und verfahren zum prüfen eines schalters
DE102012015911B3 (de) Diagnoseeinrichtung zur Überprüfung einer Steuersignalleitung
EP2546852B1 (de) Bistabiles Sicherheitsrelais
DE102012008601A1 (de) Kraftwagen und Verfahren zum Erkennen einer blockierten Schalteinrichtung einer Fahrzeugbatterie
EP3608156A1 (de) Vorrichtung, ladesäule sowie verfahren zur erfassung des zustands einer kraftfahrzeug-batterie
WO2013010694A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum überwachen einer masseverbindung
DE102016123269A1 (de) Verfahren für eine elektrische Funktionsprüfung bei einem Fahrzeug
EP2546664B1 (de) Verfahren zur Überprüfung einer Messanordnung zur Spannungsbestimmung und Verfahren zum Laden einer ladbaren Spannungsquelle
EP4108497A1 (de) Verfahren zum laden eines elektrofahrzeugs unter verwendung einer sicherheitsschaltung
DE102011003699A1 (de) Verfahren zur Stromstärkemessung einer Kraftfahrzeugbatterie
DE19853511C2 (de) Verfahren zur zustandsorientierten Instandhaltung von Leistungsschaltern und Meß- und Prüfeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102020108493B4 (de) Diagnosegerät und Verfahren zur Diagnose

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17715920

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17715920

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1