Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung mechani¬ scher Parameter eines Umgebungseinflüssen ausgesetzten elektri¬ schen Schaltgerätes, das wenigstens einen Energiespeicher zur Bereitstellung einer Schaltbewegung zum Einschalten, wenigstens eine Schaltkammer mit Schaltkontakten, eine von dem Energie- Speicher beim Einschalten zu spannende Kontaktkraftfeder und eine Antriebsvorrichtung zur Übertragung einer Schaltbewegung auf die Schaltkammer aufweist.

Bekannte Verfahren der genannten Art, wie sie in den Versuchs- feldern der Elektroindustrie eingesetzt werden, dienen dazu, die Arbeitsweise der Schaltgeräte unter dem Einfluß der Um¬ gebung zu untersuchen und dadurch Aussagen darüber zu gewinnen, ob das Schaltgerät für den vorgesehenen Einsatzzweck geeignet ist. Von Bedeutung sind solche Untersuchungen insbesondere für die Leistungsschalter der Energietechnik, von deren ord¬ nungsgemäßer Arbeitsweise die Sicherheit der allgemeinen Energieversorgung abhängt. Einflüsse der Umgebung, wie Luft¬ druck, Temperatur, Verschmutzung und ähnliche Einflüsse können in weiten Grenzen schwanken und das mechanische und/oder elektrische Schaltvermögen beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß aufgrund einer einfachen, nach der Fertigstellung eines Schaltgerätes durch- zuführenden Prüfung eine Aussage darüber getroffen werden kann, ob das Schaltgerät für einen bestimmten vorgesehenen Einsatzzweck geeignet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Schritte gelöst:

Ein an der gesamten Antriebsbewegung beteiligtes Teil der An¬ triebsvorrichtung wird mit einem Meßgeber zur Bestimmung der

Geschwindigkeit des Teiles versehen; dem Schaltgerät wird ein ausgewählter Umgebungseinfluß mit einer bestimmten Intensität aufgeprägt; es wird die Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Teiles von der Zeit bestimmt; die Messung wird bei unterschiedlichen Werten der Intensität des ausgewählten Umgebungseinflusses wiederholt.

Wird eine gewisse Anzahl von Schaltgeräten nach diesem Ver¬ fahren untersucht, so ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß die auch bei sorgfältiger Fertigung unvermeidlichen Streuungen bestimmter Eigenschaften erfaßt werden, z. B. Schwankungen des Energieinhaltes von Federspeichern, Schwankungen der Zähigkeit von Schmiermitteln, Unterschiede in der Reibung von Lagern und ähnliche Erscheinungen in Abhängigkeit von der unterschied¬ lichen Intensität eines Umgebungseinflusses. Alle diese Ein¬ flüsse wirken sich auf die Arbeitsgeschwindigkeit der Antriebs¬ vorrichtung des Schaltgerätes aus. Als Kriterium für die Be- wertung kann dabei z. B. die Geschwindigkeit gegen Ende der Einschaltbewegung dienen. Ist die Geschwindigkeit dabei nicht ausreichend hoch, so fällt eine zur Aufrechterhaltung des Einschaltzustandes erforderliche Verklinkung nicht ein und das Schaltgerät kehrt ganz oder teilweise in den Ausschaltzustand zurück.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es nicht erforder¬ lich, die Geschwindigkeit des bewegten Teiles der Antriebs¬ vorrichtung in einer Vielzahl von Zeitpunkten zu bestimmen. Vielmehr genügt es, die während eines Schaltvorganges bei wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während der Bewegung des Teiles gemessenen Geschwindigkeiten in Beziehung zueinander zu setzen und diesen Schritt für alle Messungen zu wiederholen.

Trotz der Beschränkung der Messungen auf zwei Zeitpunkte ist ein hohes Maß von Gewißheit über das Verhalten der Antriebs-

Vorrichtung nach einer Weiterbildung der Erfindung durch folgende Schritte zu erreichen: Es wird die Geschwindigkeit des Teiles in dem Zeitpunkt er- mittelt, in dem sich im Verlauf der Schaltbewegung die Schalt¬ kontakte der Schaltkammer berühren und es wird die Geschwindigkeit des Teiles in dem Zeitpunkt er¬ mittelt, in dem eine die Einschaltstellung sichernde Ver- klinkung wirksam wird. Auf diese Weise wird eine Aussage darüber gewonnen, ob gegen Ende des Einschaltvorganges noch eine ausreichende Restenergie zur Verfügung steht, um die Antriebsvorrichtung bei ordnungsgemäß geschlossenen Schalt¬ kontakten des Schaltgerätes zu verklinken.

Ausgehend von den vorstehend erläuterten Verfahrensschritten können nun Schaltgeräte aus laufender Fertigung in der Weise geprüft werden, daß die Schaltgeräte einer Messung bei einem normalen Wert des ausgewählten Umgebungseinflusses unterzogen und die ermittelten Werte zur Gewinnung des zulässigen Ein- satzbereiches des Schaltgerätes mit Referenzwerten aus Mes¬ sungen mit variablen Werten des ausgewählten Umgebungsein¬ flusses verglichen werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt schematisch einen Vakuum-Leistungschalter als Beispiel für zu untersuchende Schaltgeräte.

In der Figur 2 ist eine Blockdarstellung gezeigt, um die Vor¬ gehensweise bei der Gewinnung von Meßwerten für die Eigen¬ schaften von Schaltgeräten zu gewinnen.

Die Figur 3 veranschaulicht, gleichfalls als Blockdarstellung, die Vorgehensweise bei der Prüfung eines aus laufender Fertigung entnommenen Schaltgerätes.

In der Figur 4 ist die Abhängigkeit der Energie der Antriebs¬ vorrichtung eines Schaltgerätes in Abhängigkeit von einem be¬ stimmten Einfluß der Umgebung als Diagramm dargestellt.

Die Figur 5 ist gleichfalls ein Diagramm, in dem der Drehwinkel einer Schaltwelle in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt ist.

In der Figur 1 ist als Beispiel für eine zu untersuchende Bauart von Schaltgeräten ein Vakuum-Leistungsschalter ge¬ zeigt, wie er im Spannungsbereich von etwa 6 bis 36 kV und für Nennausschaltströme bis etwa 50 000 A eingesetzt wird. Als Hauptbestandteile eines solchen Leistungsschalters sind der Figur 1 eine Vakuumschaltröhre 1 mit einem feststehenden Anschlußbolzen 2, einem bewegbaren Anschlußbolzen 3 sowie mit den Anschlußbolzen 2 und 3 in Verbindung stehende An¬ schlußschienen 4 und eine als Ganzes mit 5 bezeichnete an- triebsvorrichtung zu entnehmen. Die Antriebsvorrichtung 5 enthält eine Einschaltfeder 6 und eine Schalterwelle 7, welche die Energie der Einschaltfeder 6 aufnimmt und zu einer oder mehreren Vakuumschaltröhren 1 weiterleitet. In der Figur 1 gezeigt ist die Ausschaltstellung des Leistungs¬ schalters, in der die Schalterwelle 7 durch eine Einschalt- klinke 10 gesperrt ist. Wird die Einschaltklinke 10 gelöst, so wird die dann einsetzende Drehbewegung über ein Hebelge¬ triebe 12 auf den bewegbaren Anschlußbolzen 3 der Vakuum¬ schaltröhre 1 im Sinne des Einschaltens übertragen. In das bezeichnete Hebelgetriebe 12 ist eine Kontaktkraftfeder 13 eingefügt, die im Verlauf der Einschaltbewegung gespannt wird, um zwischen den Schaltkontakten der Vakuumschaltröhre 1 eine vorgegebene Kontaktkraft aufrechtzuerhalten.

Durch Pfeile El, E2, E3 und En sind in der Figur 1 beliebige Einflüsse der Umgebung angedeutet, die auf den Leistungs¬ schalter einwirken und dessen Arbeitsweise beeinflussen können. Solche Einflüsse können dazu führen, daß eine in der

Figur 1 angedeutete, mit der Schalterwelle 7 zusammenwirkende Ausschaltklinke 11 nicht wirksam werden kann, so daß die Ein¬ schaltstellung des Leistungsschalters nicht vollständig er- reicht wird.

Zur Durchführung des im folgenden näher zu erläuternden Ver¬ fahrens ist der Leistungsschalter gemäß der Figur 1 mit einer Meßeinrichtung 14 versehen, welche die Geschwindigkeit der Schalterwelle 7 zu erfassen gestattet. Beispielsweise kann die Meßeinrichtung 14 einen induktiven Weggeber umfassen, wie er in Versuchsfeldern der Elektrotechnik gebräuchlich ist.

Die Figur 2 veranschaulicht, daß eine Anzahl von Leistungs- Schaltern mit den Symbolen Sl, S2, S3, S4 und Sn zur Ver¬ fügung steht. Durch die Kennzeichnung Sn wird zum Ausdruck gebracht, daß die Anzahl zu untersuchender Leistungsschalter beliebig, jedoch zur Gewinnung ausreichend sicherer Ergeb¬ nisse nicht zu klein sein darf. Diese Anzahl von Leistungs- Schaltern wird Umgebungseinflüssen ausgesetzt, die jeweils in unterschiedlicher Intensität zur Einwirkung gebracht werden. In der Figur 2 ist angenommen, daß ein bestimmter Umgebungseinfluß El, bei dem es sich zum Beispiel um den Luftdruck oder die Temperatur handeln kann, in unterschied- licher Intensitäten II, 12, 13, 14 und In zur Einwirkung gebracht wird, wobei durch die Kennzeichnung In angedeutet wird, daß das insgesamt mögliche Spektrum von Intensitäten mit einer gewünschten oder erforderlichen Feinheit bereitgestellt wird. Die Leistungsschalter Sl bis Sn werden nun mittels ihnen zugeordneter Meßeinrichtungen entsprechend der Meßeinrichtung 14 in der Figur 1 untersucht, wobei als Versuchsergebnis Me߬ werte für die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit, der Art des Umgebungseinflusses und der Intensität dieses Umgebungseinflusses gewonnen werden. Aus diesen Meßwerten für die Geschwindigkeit, die in der Figur 2 mit der verein¬ fachten Kennzeichnung v(t, E, I) versehen sind, lassen sich durch Berechnung oder vergleichende Zuordnung Werte für die

Schaltenergie P gewinnen, und zwar entsprechend der verein¬ fachten Kennzeichnung P(E, I) im rechten Block der Figur 2, in Abhängigkeit von der Art des Umgebungseinflusses und seiner Intensität.

Nachdem eine ausreichende Anzahl von Meßwerten für die Ge¬ schwindigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten und eine ent¬ sprechende Anzahl von Meßwerten für die Energie des Antriebes zu verschiedenen Zeitpunkten und gleichfalls in Abhängigkeit von der Art des Umgebungseinflusses und seiner Intensität vor¬ liegen, beschränkt sich die Untersuchung eines aus der laufenden Fertigung kommenden Leistungsschalters auf einen einfach durchzuführenden Meß- und Bewertungsvorgang. Hierzu zeigt die Figur 3 einen der Figur 1 entsprechenden Leistungs¬ schalter Sp mit einer Meßeinrichtung 14, die speziell zur Er¬ fassung der Drehgeschwindigkeit der Schalterwelle 7 zu einem Zeitpunkt tl und zu einem weiteren Zeitpunkt t2 eingerichtet ist. Dabei entspricht der Zeitpunkt tl dem Augenblick der Berührung der Schaltkontakte der Vakuumschaltröhre 1 im Ver¬ lauf des Einschaltvorganges und der Zeitpunkt t2 dem Einfallen der Ausschaltklinke 11. Durch Vergleich mit den zuvor gewon¬ nen Meßwerten ist unmittelbar zu ermitteln, bis zu welcher Stärke eines betrachteten Umgebungseinflusses der Leistungs- Schalter Sp einsetzbar ist. Als Beispiel für eine Bewertung zeigt die Figur 3, daß der Leistungsschalter Sp bis zur Intensität 14 des Umgebungseinflusses El betriebssicher ist.

Die Figur 4 veranschaulicht die Energiebilanz eines Leistungs- Schalters der vorstehend betrachteten Art in Abhängigkeit von der Temperatur als Beispiel für einen der auftretenden Um¬ gebungseinflüsse. In dem Diagramm ist die Schaltenergie über den Temperatur aufgetragen, und zwar derart, daß niedrige Temperaturen mit der Kennzeichnung "- -" und höhere Tempera- turen mit "+ +" gekennzeichnet sind. "-", "0" und "+" sind Zwischenwerte. Im oberen Teil des Diagramms ist eine Gerade als Grenzlinie für den verfügbaren Energievorrat eingezeichnet.

Ferner ist im unteren Teil des Diagramms gleichfalls als

Gerade die minimal erforderliche Schaltenergie gezeigt. Durch eine von links nach rechts abfallende Kurve ist die Abhängig- keit der inneren Reibung des betrachteten Leistungsschalters von der Temperatur veranschaulicht. Durch einen Pfeil mit der Bezeichnung PR zwischen der Kurve und einer zur Temperatur¬ achse parallelen Bezugsgeraden ist die in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedliche Restenergie im Antrieb des Leistungsschalters veranschaulicht. Die Grenze für den Ein¬ satzbereich des Leistungsschalters ist offensichtlich in dem Punkt erreicht, wo die Restenergie den Wert "0" annimmt.

In der Figur 5 ist der Drehwinkel der Schalterwelle 7 eines Leistungsschalters gemäß der Figur 1 in Abhängigkeit von der Zeit aufgetragen. Die in der Figur 5 gezeigte Kurve über¬ schreitet in dem Zeitpunkt t2 eine zur Zeitachse parallele Bezugslinie und nähert sich dieser Bezugslinie nach einer oder mehreren Uberschwingungen an. Das Überschreiten der Bezugslinie kennzeichnet hierbei den Zeitpunkt des Einfallens der Ausschaltklinke 11 in der Figur 1. Wäre keine ausreichen¬ de Restenergie in diesem Zeitpunkt vorhanden, so würde die Verklinkung nicht wirksam und der Leistungsschalter würde seine Einschaltstellung nicht sicher erreichen. Als weiterer charakteristischer Zeitpunkt ist in der Figur 5 der Zeitpunkt tl eingetragen, der den Zeitpunkt der Berührung der Schalt¬ kontakte der Vakuumschaltröhre 1 beim Einschalten kennzeich¬ net. Durch Erfassung nur dieser beiden Zeitpunkte tl und t2 sind für einen bestimmten Typ eines Leistungsschalters geltende Reibungsmaßzahlen nach dem Verfahren gemäß der

Figur 2 zu gewinnen, die bei der Prüfung eines der Fertigung entnommenen Leistungsschalters gemäß der Figur 3 zum Ver¬ gleich zur Verfügung stehen. Damit ist auf leicht durchführ¬ bare Weise der zulässige Einsatzbereich eines Leistungs- Schalters festzustellen.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Vakuum-Leistungs-

Schalter beschränkt, sondern ist ohne prinzipielle Änderung auch bei Schaltgeräten mit Schaltkammern anderer Art möglich, z. B. mit Schwefelhexafluorid oder einem anderen Löschgas. Gleichfalls eignet sich das beschriebene Verfahren zur Unter¬ suchung von Leistungsschaltern mit Antriebsvorrichtungen, die anstelle von Federn andere Energiespeicher enthalten, z. B. Speicher auf hydraulischer oder pneumatischer Basis.