Beschreibung Überwachungsverfahren für ein elektromagnetisches Schaltgerät und hiermit korrespondierendes elektromagnetisches Schaltge- rat Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungsverfahren für ein elektromagnetisches Schaltgerät zumindest auf ord- nungsgemäßes Verbinden eines Eingangs-und eines Ausgangskon- takts durch eine Kontaktbrücke, wobei bei ordnungsgemäßem Verbinden der Kontakte die Kontaktbrücke mittels eines Brük kenantriebs bei Vorgabe eines Verbindungsbefehls von einer Trenn-in eine Verbindungsposition überführt wird, sowie ein hiermit korrespondierendes elektromagnetisches Schaltgerät.

Elektromagnetische Schaltgeräte, also Schütze und Relais, sind allgemein bekannt. Sie weisen mindestens einen Eingangs- und einen Ausgangskontakt auf, die durch eine Kontaktbrücke miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt werden. Neben dem normalen Verschleiß können im wesentlichen zwei Störungen auftreten. Die eine Störung ist das Brechen der Kontaktbrük- ke. In diesem Fall können die Kontakte nicht mehr ordnungsge- mäß miteinander verbunden werden. Die andere Störung ist das Verschweißen der Kontaktbrücke mit den Kontakten. In diesem Fall können die Kontakte nicht mehr ordnungsgemäß voneinander getrennt werden. Insbesondere eine gebrochene Brücke kann zur Zerstörung des gesamten elektromagnetischen Schaltgeräts und auch zu Störungen in einer angeschlossenen Anlage führen.

Selbstverständlich ist es möglich, das elektromagnetische Schaltgerät in einer Testschaltung auf ordnungsgemäßes Funk- tionieren zu überprüfen. Dieser Test erfolgt aber in einer Testschaltung. Eine kontinuierliche Überwachung des elektro- magnetischen Schaltgeräts während des Betriebs ist damit nicht möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Überwachungsverfahren für ein elektromagnetisches Schaltgerät und ein hiermit korrespondierendes elektromagnetisches Schaltgerät zu schaffen, mittels derer das elektromagnetische Schaltgerät im laufenden Betrieb zumindest auf ordnungsgemä- ßes Verbinden der Kontakte überwachbar ist.

Die Aufgabe wird für das Überwachungsverfahren dadurch ge- löst, daß bei Vorgabe des Verbindungsbefehls vor dem Überfüh- ren der Kontaktbrücke in die Verbindungsposition eine Überwa- chungsschaltung an die Kontakte angekoppelt wird und durch Auswertung einer aber den Kontakten abfallenden, der Überwa- chungsschaltung zugeführten Kontaktspannung ein Indikator für das ordnungsgemäße Verbinden der Kontakte ermittelt wird.

Hiermit korrespondierend wird die Aufgabe für das elektroma- gnetische gelöst,dadurch - daß eine Überwachungsschaltung über einen Hilfsschalter an die Kontakte ankoppelbar ist, - daß der Hilfsschalter derart ausgebildet ist, daß bei Vor- gabe eines Verbindungsbefehls der Hilfsschalter vor dem Überführen der Kontaktbrücke in die Verbindungsposition ge- schlossen wird, und -daß die Überwachungsschaltung einen Indikator für das ord- nungsgemäße Verbinden der Kontakte abgibt.

Wenn bei ordnungsgemäßem Trennen der Kontakte die Kontakt- brücke mittels des Brückenantriebs bei Vorgabe eines Trennbe- fehls von der Verbindungs-in die Trennposition überführt wird, bei Vorgabe eines Trennbefehls nach dem Überführen der Kontaktbrücke in die Trennposition die Überwachungsschaltung von mindestens einem der Kontakte abgekoppelt wird und durch Auswertung der Kontaktspannung ein Indikator für das ord- nungsgemäße Trennen der Kontakte ermittelt wird, kann das elektromagnetische Schaltgerät auch auf ordnungsgemäßes Tren- nen des Eingangs-von dem Ausgangskontakt durch die Kontakt- brücke überwacht werden.

Wenn die Kontaktspannung vor dem Zuführen zur Überwachungs- schaltung gleichgerichtet wird, ist die Überwachungsschaltung unabhängig von der Art und gegebenenfalls Polung der geschal- teten Spannung einsetzbar.

Wenn ein mit der Kontaktspannung korrespondierendes Vorsignal einer Auswerteeinheit zugeführt wird, die den Indikator er- mittelt, ist die Ermittlung des Indikators besonders einfach.

Wenn das Vorsignal der Auswerteeinheit galvanisch getrennt zugeführt wird, kann die Auswerteeinheit besonders einfach in eine übergeordnete Steuerung und/oder die Schützsteuerung eingegliedert werden. Insbesondere ist es möglich, bei nicht ordnungsgemäßem Verbinden bzw. Trennen der Kontakte das elek- tromagnetische Schaltgerät in einen sicheren Zustand zu über- führen. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, bei nicht ordnungsgemäßem Verbinden bzw. Trennen der Kontakte das nicht ordnungsgemäße Verbinden bzw. Trennen der Kontakte an eine übergeordnete Steuerung zu melden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei- gen in Prinzipdarstellung FIG 1 ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einer Überwachungsschaltung und FIG 2-4 je ein Schaltdiagramm des elektromagnetischen Schaltgeräts und einen Vorsignalverlauf.

Gemäß FIG 1 ist ein elektromagnetisches Schaltgerät 1 als Schütz ausgebildet. Es weist mindestens einen Eingangskontakt 2 und einen hiermit korrespondierenden Ausgangskontakt 3 so- wie eine Kontaktbrücke 4 auf. Bei ordnungsgemäßem Funktionie- ren des elektromagnetischen Schaltgeräts 1 wird die Kontakt- brücke 4 bei Vorgabe eines Verbindungsbefehls von einer Trenn-in eine Verbindungsposition überführt. Bei Vorgabe ei- nes Trennbefehls wird die Kontaktbrücke 4 von der Verbin-

dungs-in die Trennposition überführt. In der Verbindungspo- sition der Kontaktbrücke 4 sind die Kontakte 2,3 miteinander verbunden. In der Trennposition sind sie voneinander ge- trennt. Das Überführen der Kontaktbrücke 4 von der Trenn-in die Verbindungsposition und umgekehrt erfolgt mittels eines Brückenantriebs 5.

Zum Überwachen des elektromagnetischen Schaltgeräts 1 auf ordnungsgemäßes Verbinden und Trennen der Kontakte 2,3 weist das elektromagnetische Schaltgerät 1 eine Überwachungsschal- tung 6 auf. Der Überwachungsschaltung 6 ist ein Gleichrichter 7 vorgeordnet. Dem Gleichrichter 7 wiederum ist ein Hilfs- schalter 8 vorgeordnet. Mittels des Hilfsschalters 8 ist die Überwachungsschaltung 6 an die Kontakte 2,3 ankoppelbar so- wie von dem Eingangskontakt 2 abkoppelbar. Wenn der Hilfs- schalter 8 geschlossen ist, wird der Überwachungsschaltung 6 eine Kontaktspannung U zugeführt, die über den Kontakten 2,3 abfällt. Aufgrund des Vorhandenseins des Gleichrichters 7 wird die Kontaktspannung U der Überwachungsschaltung 6 dabei gleichgerichtet zugeführt.

Der Hilfsschalter 8 ist derart ausgebildet, daß er beim Über- führen der Kontaktbrücke 4 in die Verbindungsposition voreilt und beim Überführen der Kontaktbrücke 4 in die Trennposition nacheilt. Der Hilfsschalter 8 wird also bei Vorgabe eines Verbindungsbefehls vor dem Überführen der Kontaktbrücke 4 in die Verbindungsposition geschlossen. Bei Vorgabe eines Trenn- befehls wird der Hilfsschalter 8 hingegen erst nach dem Über- führen der Kontaktbrücke 4 in die Trennposition geöffnet. Es wird also die Überwachungsschaltung 6 bei Vorgabe des Verbin- dungsbefehls vor dem Überführen der Kontaktbrücke 4 in die Verbindungsposition an die Kontakte 2,3 angekoppelt. Bei Vorgabe eines Trennbefehls wird sie erst nach dem Überführen der Kontaktbrücke 4 in die Trennposition von dem Eingangskon- takt 2 abgekoppelt. Dadurch ist es möglich, daß die Überwa- chungsschaltung 6 durch Auswertung der ihr zugeführten Kon- taktspannung U einen Indikator für das ordnungsgemäße Verbin-

den bzw. Trennen der Kontakte 2,3 ermittelt. Der Indikator kann dann von der Überwachungsschaltung 6 abgegeben werden.

Aufgrund der Gleichrichtung der Kontaktspannung U kann die Ausbildung der Überwachungsschaltung 6 unabhängig von der Po- lung der zu schaltenden Spannung sein und auch unabhängig da- von, ob die zu schaltende Spannung eine Gleich-oder eine Wechselspannung ist.

Gemäß FIG 1 weist die Überwachungsschaltung 6 einen Kontakt- spannungsindikator 9 und eine Auswerteeinheit 10 auf. Der Kontaktspannungsindikator 9 ist gemäß FIG 1 als Konstant- stromquelle ausgebildet. Der Kontaktspannungsindikator 9 gibt also bei Vorliegen einer Kontaktspannung U unabhängig von de- ren Höhe einen Konstantstrom I aus. Der Konstantstrom I stellt somit ein mit der Kontaktspannung U korrespondierendes Vorsignal dar.

Das Vorsignal wird der Auswerteeinheit 10 über einen Opto- koppler 12 galvanisch getrennt zugeführt. Die Auswerteeinheit 10 ermittelt dann den Indikator für das Trennen bzw. Verbin- den der Kontakte 2,3.

Es ist möglich, daß die Auswerteeinheit 10 das Vorliegen bzw.

Nichtvorliegen eines ordnungsgemäßen Betriebs des Schaltge- räts 1 lediglich über eine Anzeige, z. B. eine Leuchtdiode, anzeigt. In diesem Fall muß bei einem nicht ordnungsgemäßen Funktionieren des Schaltgeräts 1 ein manueller Eingriff durch eine Bedienperson erfolgen. Vorzugsweise aber ist die Auswer- teeinheit 10 mit dem Brückenantrieb 5 steuerungstechnisch verbunden. In diesem Fall ist es möglich, daß bei nicht ord- nungsgemäßen Verbinden bzw. Trennen der Kontakte 2,3 das elektromagnetische Schaltgerät 1 in einen sicheren Zustand überführt wird.

Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit 10 auch mit einer übergeordneten Steuerung 12 kommunikativ verbunden

sein. In diesem Fall kann bei nicht ordnungsgemäßen Verbinden bzw. Trennen der Kontakte 2,3 eine entsprechende Meldung an die übergeordnete Steuerung 12 übermittelt werden.

Die FIG 2 bis 4 zeigen, wie das vom Optokoppler 11 an die Auswerteeinheit 10 übermittelte Vorsignal ausgewertet werden kann.

Gemäß den FIG 2 bis 4 wird zu einem Zeitpunkt tl dem elektro- magnetischen Schaltgerät 1 ein Verbindungsbefehl vorgegeben, zu einem Zeitpunkt t2 ein Trennbefehl. Mit Vorgabe des Ver- bindungsbefehls wird gleichzeitig bzw. unmittelbar darauffol- gend der Hilfsschalter 8 geschlossen. Die Kontakte 2,3 hin- gegen werden bei ordnungsgemäßen Betrieb gemäß den FIG 2 und 3 erst später, nämlich zu einem Zeitpunkt t3, geschlossen.

Über den Optokoppler 11 wird daher gemäß den FIG 2 und 3 zwi- schen den Zeitpunkten tl und t3 ein Vorsignal abgegeben, da- nach nicht mehr. Wenn hingegen, wie in FIG 4 dargestellt, die Kontaktbrücke 4 gebrochen ist oder aus anderen Gründen die Kontakte 2,3 nicht miteinander verbunden werden, übermittelt der Optokoppler 11 ab dem Zeitpunkt tl ein Dauersignal. Das Auftreten eines Dauersignals kann also als Indikator für eine gebrochene Kontaktbrücke 4 herangezogen werden.

Nach der Vorgabe des Trennbefehls werden die Kontakte 2,3 sofort wieder voneinander getrennt, der Hilfsschalter 8 hin- gegen erst zu einem Zeitpunkt t4. Bei ordnungsgemäßen Betrieb des Schaltgeräts 1 gemäß FIG 2 wird daher zwischen den Zeit- punkten t3 und t4 wieder ein Vorsignal an die Auswerteeinheit 10 übermittelt.

Wenn hingegen, wie in FIG 3 dargestellt, die Kontaktbrücke 4 mit den Kontakten 2,3 verschweißt, bleibt dieser zweite Im- puls aus. Das Ausbleiben des zweiten Impulses kann also als Indikator für ein Nichttrennen der Kontakte 2,3 herangezogen werden.

Nach dem Öffnen des Hilfsschalters 8 geht selbstverständlich auch bei voneinander getrennten Kontakten 2,3 das Vorsignal auf Null zurück.

Das obenstehend beschriebene Schaltgerät 1 und das hiermit korrespondierende Überwachungsverfahren können nicht nur bei einphasigen Gleich-und Wechselspannungsnetzen, sondern auch bei mehrphasigen Drehstromnetzen angewendet werden. In diesem Fall ist für jedes Paar eines Eingangs-und Ausgangskontakts 2,3, die über eine Kontaktbrücke 4 miteinander verbindbar sind, ein eigener Hilfsschalter 8 und ein eigener Kontakt- spannungsindikator 9 erforderlich. Die Auswerteeinheit 10 kann wahlweise separat oder allen Phasen gemeinsam sein.

Einer Sternschaltung mit separatem Nullleiter ist eine unein- geschränkte Überwachung der geschalteten Kontakte 2,3 mög- lich. Bei einer Dreieckschaltung ist eine uneingeschränkte Überwachung der geschalteten Kontakte 2,3 auf ordnungsgemä- ßes Verbinden möglich. Ein Nichttrennen eines von drei Kon- takten ist nicht detektierbar, ein Nichttrennen von zwei oder drei Kontaktpaaren hingegen ist auch bei einer Dreieckschal- tung detektierbar.