Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät und ein Verfahren, um einen Schalter, ins- besondere einen Last- oder Leistungsschalter, zu prüfen, wobei der Schalter durch diese Prüfung nicht beschädigt werden soll.

In elektrischen Schaltanlagen, wie sie insbesondere für Energieübertragungsanlagen eingesetzt werden, kommen elektrische Schalter, beispielsweise Last- oder Leistungsschalter, zum Einsatz. Bei Tests dieser Schalter, welche in regelmäßigen Abständen durchzuführen sind, werden dem Schalter über elektrische Signale Befehle zum Aus- und Einschalten zugeführt. Dabei werden beispielsweise Zeiten, welche der Schalter zum Öffnen bzw. Schließen benötigt, gemessen, um abhängig von diesen Zeiten zu beurteilen, ob der Schalter in einem ausreichend guten Zustand ist oder ob der Schalter defekt ist. Eine Energie, welche zum Bewegen bzw. Schalten des Schalters benötigt wird, ist dabei in der Regel zum Zeitpunkt des Schaltens innerhalb des Schalters mit einer Feder oder durch ein unter Druck gesetztes Gas gespeichert. Die Signale zum Aus- und Einschalten des Schalters wirken dabei über eine Aus- bzw. Ein- schaltspule (wird auch als Auslösespule bezeichnet) auf einen Mechanismus, welcher die gespeicherte Energie freisetzt und dadurch den Schalter bewegt bzw. schaltet. Diese Auslösespulen weisen häufig Freilaufdioden auf, welche zum Schutz vor einer Überspannung beim Ausschalten dienen und parallel zur Auslösespule angeordnet sind.

Prüfgeräte nach dem Stand der Technik verwenden zum Prüfen der Schalter häufig die Spannung so genannter Stationsbatterien, um den Schalter mit der Nennspannung des Schalters zu prüfen. Dies birgt jedoch erhebliche Nachteile, da manche Fehler nicht gefunden werden können. Modernere Prüfgeräte ver- wenden daher eine eigene Spannungsquelle. Eine Prüfung des Schalters mit einer externen Spannungsquelle weist allerdings das Risiko auf, dass eine eventuell vorhandene Freilaufdiode zerstört werden könnte, wenn die Spannung mit der falschen Polarität an den zu testenden Schalter angelegt wird. Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren und ein Prüfgerät zum Prüfen eines Schalters bereitzustellen, mit welchen das Vorhandensein einer Freilaufdiode erfasst wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Prüfgerät nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Prüfen eines Schalters nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Prüfgerät zum Prüfen eines Schalters bereitgestellt, wobei der Schalter eine oder mehrere Auslösespulen zum Auslösen eines Schaltvorgangs aufweist. Das Prüfgerät umfasst dabei eine Messeinrichtung und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist ausgestaltet, um ein Prüfsignal mit einer ersten Polarität und anschließend ein Prüfsignal mit einer zu der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität an den Schalter (und damit an die Auslösespule(n) und eventuell zumindest eine vorhandene Freilaufdiode) anzulegen. Anschließend erfasst das Prüfgerät mit der Messeinrichtung für das Prüfsignal mit der ersten Polarität und für das Prüfsignal mit der zweiten Polarität jeweils zumindest eine Messgröße des Schalters, wobei die jeweilige Messgröße abhängig von dem jeweiligen Prüfsignal ist. Die Steuereinheit ist weiter ausgestaltet, um anhand eines Vergleichs abhängig von den Messgrößen festzustellen, ob eine Freilaufdiode an die Auslösespule(n) angeschlossen ist. Anhand der Messgröße kann insbesondere ein elektrischer Widerstand der Auslösespule bzw. des Schalters bestimmt werden.

Durch das Anlegen von zwei Prüfsignalen unterschiedlicher Polarität und das Erfassen der jeweils davon abhängigen Messgröße kann durch einen einfachen Vergleich von zwei Größen (insbesondere Widerständen), welche jeweils von der jeweiligen Messgröße abhängen, festgestellt werden, ob eine Freilauf- diode an die Auslösespule(n) angeschlossen ist oder nicht.

Bei dem Prüfsignal kann es sich um eine Spannung oder um einen Strom handeln. Wenn es sich bei dem Prüfsignal um den Strom handelt, wird der Strom dem Schalter (und damit der/den Auslösespule(n) und eventuell zumindest ei- ner vorhandenen Freilaufdiode) eingeprägt. Dabei ist es durchaus möglich, dass es sich bei dem Prüfsignal der ersten Polarität um eine Spannung (einen Strom) und bei dem Prüfsignal der zweiten Polarität um einen Strom (eine Spannung) handelt.

In ähnlicher Weise kann es sich bei der Messgröße um einen Strom oder um eine Spannung handeln. Bei dem Strom handelt es sich insbesondere um einen Strom, welcher durch die Auslösespule(n) (und eventuell durch mindestens eine parallel zu der/den Auslösespule(n) liegende Freilaufdiode) fließt. Bei der Spannung handelt es sich beispielsweise um eine an dem Schalter abfallende bzgl. abgreifbare Spannung, aus welcher insbesondere eine Spannung, welche über der/den Auslösespulen (und eventuell über mindestens eine parallel zu der/den Auslösespule(n) liegende Freilaufdiode) abfällt, ableitbar ist. Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgestaltet, um durch den Vergleich festzustellen, dass zumindest eine Freilaufdiode an die Auslösespule(n) angeschlossen ist, wenn zwei elektrische Widerstände, welche abhängig von der jeweiligen Messgröße bestimmt werden, unterschiedlich sind.

Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß festgestellt, dass zumindest eine Freilaufdiode an die Auslösespule(n) angeschlossen ist, wenn ein erster elektrischer Widerstand von einem zweiten elektrischen Widerstand verschieden ist. Dabei hängt der erste elektrische Widerstand von dem Prüfsignal der ersten Polarität und der davon abhängigen Messgröße ab, während der zweite elektrische Widerstand von dem Prüfsignal der zweiten Polarität und der davon abhängigen Messgröße abhängt. Bei diesem elektrischen Widerstand handelt es sich insbesondere um den Widerstand der mindestens einen Auslösespule oder um den Widerstand einer Parallelschaltung aus der mindestens einen Auslösespule und der eventuell vorhandenen Freilaufdiode, wobei dieser Widerstand im letzteren Fall abhängig von der Einbaurichtung der Freilaufdiode bzw. von der Polarität des Prüfsignals ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgestaltet, um das Prüfsignal bei beiden Polaritäten mit demselben Betrag zu erzeugen. In diesem Fall kann die Steuereinheit feststellen, dass eine Freilaufdiode an die Auslösespule(n) angeschlossen ist, wenn die Beträge bzw. Amplituden der beiden erfassten Messgrößen unterschiedlich sind.

Während die vorab beschriebene Ausführungsformen quasi den allgemeinen Fall beschreibt, bei welchem die beiden Prüfsignale auch unterschiedliche Beträge aufweisen können, beschreibt die weitere Ausführungsform den verein- fachten Fall, dass die beiden Prüfsignale denselben Betrag aufweisen. Während bei dem allgemeinen Fall zwei elektrische Widerstände zu vergleichen sind, reicht es bei dem vereinfachten Fall aus, nur die Beträge oder Amplituden der erfassten Messgrößen zu vergleichen. Das Prüfsignal wird insbesondere in einer Stärke (d.h. mit einem Betrag oder einer Amplitude) angelegt, so dass für den Fall, dass eine Freilaufdiode an der/den Auslösespule(n) angeschlossen ist, eine Spannung über dieser Freilaufdiode abfallen würde, welche größer als die Durchlassspannung der Freilaufdiode wäre.

Indem das Prüfsignal mit der vorab beschriebenen Stärke angelegt wird, ist sichergestellt, dass die Freilaufdiode, wenn sie vorhanden ist und wenn das Prüfsignal mit der entsprechenden Polarität angelegt ist, in ihrem Durchlassbereich, in welchem die Freilaufdiode nur einen geringen elektrischen Widerstand aufweist, betrieben wird. Dadurch ist vorteilhafterweise sichergestellt, dass sich der von der eventuell vorhandenen Freilaufdiode eingebrachte elektrische Widerstand stark abhängig von der Polarität des Prüfsignals unterscheidet.

Vorzugsweise wird das Prüfsignal in einer Stärke (d.h. mit einem Betrag oder einer Amplitude) erzeugt, welche kleiner als die Ansprechschwelle des Schalters ist.

Anders ausgedrückt wird das Prüfsignal mit einer Stärke angelegt, so dass sich die Schalterstellung des Schalters aufgrund des Anlegens des Prüfsignals nicht ändert. Dadurch ist es vorteilhafterweise nicht notwendig, einen Energiespeicher im Schalter, welcher zum Schalten des Schalters geladen sein muss, nachzuladen. Darüber hinaus erfolgt durch die erfindungsgemäße Prüfung mittels des Prüfgeräts keine Abnutzung des Schalters, was der Fall wäre, wenn der Schalter während der Prüfung schalten würde. Würde die Auslösespule auslösen, würde das zusätzlich eine Beeinflussung der Messgrößen bewirken, was die Auswertung erschweren würde.

Darüber hinaus wird das Prüfsignal insbesondere in einer Stärke (d.h. mit ei- nem Betrag oder einer Amplitude) angelegt, so dass für den Fall, dass eine Freilaufdiode an der/den Auslösespule(n) angeschlossen ist, zu jeder Zeit nur ein Strom durch die eventuell vorhandene Freilaufdiode fließt, welcher zu keiner Beschädigung der Freilaufdiode führt. Mit anderen Worten wird das Prüfsignal so eingestellt, dass eine eventuell vorhandene Freilaufdiode durch die erfindungsgemäße Prüfung mit dem Prüfgerät keinen Schaden erleidet. Beispielsweise sollte die über der Freilaufdiode abfallende Spannung nicht so groß sein, dass sie oberhalb der Durchbruchspan- nung der Freilaufdiode liegt.

Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgestaltet, um eine so genannte korrekte Polarität des Prüfsignals zu bestimmen. Dabei wird als die korrekte Polarität die erste Polarität des Prüfsignals bestimmt, wenn der elektrische Widerstand bei dem Anlegen des Prüf- Signals mit der ersten Polarität größer als der elektrische Widerstand bei dem Anlegen des Prüfsignals mit der zweiten Polarität ist. Die zweite Polarität des Prüfsignals wird als die korrekte Polarität bestimmt, wenn der elektrische Widerstand bei dem Anlegen des Prüfsignals mit der ersten Polarität kleiner als der elektrische Widerstand bei dem Anlegen des Prüfsignals mit der zweiten Polarität ist.

Mit anderen Worten ermöglicht ein Prüfgerät gemäß dieser Ausführungsform nicht nur die Feststellung, ob eine Freilaufdiode an die Auslösespule(n) angeschlossen ist oder nicht, sondern zusätzlich noch die Bestimmung der Einbau- richtung (Durchlass chtung) der Freilaufdiode und damit die beim Prüfen des Schalters einzusetzende Polarität einer Prüfspannung, falls eine Freilaufdiode an die Auslösespule(n) angeschlossen ist. Gemäß einer Variante der vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Prüfgerät eine Warneinrichtung. Dabei ist die Steuereinheit ausgestaltet, um eine Prüfspannung zum Prüfen des Schaltverhaltens des Schalters an den Schalter anzulegen und um zu überprüfen, ob eine Polarität dieser an den Schalter angelegten Prüfspannung der vorab von dem Prüf- gerät ermittelten korrekten Polarität entspricht. Die Steuereinheit gibt mit Hilfe der Warneinrichtung eine Warnung aus, wenn die Polarität der an dem Schalter angelegten Spannung nicht der korrekten Polarität entspricht.

Bei dieser Variante wird der Benutzer des Prüfgeräts über eine falsche Polarität der angelegten Prüfspannung mit Hilfe der Warneinrichtung informiert, bei welcher es sich um eine Warnleuchte oder um eine Anzeigevorrichtung einer Benutze rschnittste He oder um eine Einrichtung, welche einen akustischen Warnton oder eine Fehlermeldung erzeugt, handeln kann. Dabei kann das erfindungsgemäße Prüfgerät durchaus ausgestaltet sein, um trotz der ausgegebe- nen Warnung eine Prüfung beispielsweise des Schaltverhaltens des Schalters mit der mit falscher Polarität angelegten Prüfspannung durchzuführen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Prüfen eines Schalters bereitgestellt. Dabei umfasst das Verfahren folgende Schritte, welche insbesondere automatisch durchgeführt werden:

• Anlegen eines Prüfsignals mit einer ersten Polarität und einer zu der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität an den Schalter und damit insbesondere an die Auslösespule.

• Erfassen einer Messgröße in Abhängigkeit von dem jeweiligen Prüfsig- nal.

• Bestimmen abhängig von einem Vergleich auf Basis der Messgrößen, ob an die Auslösespule(n) eine Freilaufdiode angeschlossen ist oder nicht. Im Wesentlichen entsprechen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens den Vorteilen des erfindungsgemäßen Prüfgeräts, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird. Erfindungsgemäß definieren die vorab beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Prüfgeräts auch erfindungsgemäße Ausführungsformen des Verfahrens.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Prüfen von Last- und Leis- tungsschaltern, welche bei Energieübertragungsnetzen eingesetzt werden, geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch bei Schaltern eingesetzt werden könnte, welche außerhalb eines Energieübertragungsnetzes eingesetzt werden.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu der einzigen Fig. im Detail beschrieben. Die einzige Fig. stellt schematisch ein erfindungsgemäßes Prüfgerät mit einem Leistungsschalter dar.

In der einzigen Fig. ist ein erfindungsgemäßes Prüfgerät 1 dargestellt, welches zum Prüfen mit einem Leistungsschalter 4 verbunden ist.

Der Leistungsschalter umfasst eine Auslösespule 2 und eine Freilaufdiode 3, welche parallel zu der Auslösespule 2 angeordnet ist.

Das erfindungsgemäße Prüfgerät 1 umfasst eine Steuereinheit 7, eine Span- nungsquelle 5, ein Strommessgerät 6 und eine Warneinrichtung 8. Mit Hilfe der Spannungsquelle 5 kann eine Gleichspannung verschiedener Polarität (z.B. +10 und -10V) an den Leistungsschalter 4 und damit an die Parallelschaltung aus Auslösespule 2 und Freilaufdiode 3 angelegt werden. Mit dem Messgerät 6 kann ein Strom, welcher durch den Schalter 4 und damit durch die Parallel- Schaltung aus Auslösespule 2 und Freilaufdiode 3 fließt, gemessen werden. Mit der Warneinrichtung 8 kann eine Warnung an einen Benutzer abgegeben werden, wenn beispielsweise eine über das Prüfgerät 2 an den Leistungsschalter 4 angelegte Prüfspannung zum Prüfen des Schaltverhaltens des Leistungsschal- ters 4 mit der falschen Polarität angelegt werden soll.

Um festzustellen, ob der Leistungsschalter 4 eine Freilaufdiode 3 besitzt, wird in einem ersten Schritt von dem Prüfgerät 1 eine erste Spannung Ui mit einer ersten Polarität an den Leistungsschalter 4 und damit an die Parallelschaltung aus Auslösespule 2 und Freilaufdiode 3 angelegt. Der Betrag bzw. die Amplitude dieser ersten Spannung Ui ist größer als die Durchlassspannung der Freilaufdiode 3 und kleiner als die Durchbruchspannung der Freilaufdiode 3. Da die Polarität der angelegten ersten Spannung Ui der Sperrrichtung der Freilaufdiode 3 entspricht, fließt durch die Freilaufdiode 3 nahezu kein Strom. Mit anderen Worten fließt der aufgrund der anliegenden ersten Spannung Ui durch den Leistungsschalter 4 fließende Strom h nahezu ausschließlich durch die Auslösespule 2. Anders ausgedrückt entspricht der Widerstand der Parallelschaltung aus Auslösespule 2 und Freilaufdiode 3 beim Anlegen der ersten Spannung Ui dem Widerstand der Auslösespule 2.

In einem zweiten Schritt wird von dem Prüfgerät 1 eine zweite Spannung U ₂ an den Leistungsschalter 4 angelegt, wobei die Polarität der zweiten Spannung U ₂ der Polarität der ersten Spannung Ui entgegengerichtet ist. Auch die zweite Spannung U ₂ weist einen Betrag bzw. eine Amplitude auf, welche größer als die Durchlassspannung der Freilaufdiode 3, aber kleiner als die Durchbruchspannung der Freilaufdiode 3 ist. Da die Polarität der zweiten Spannung U ₂ mit der Durchlassrichtung der Freilaufdiode 3 übereinstimmt, wird der aufgrund der angelegten zweiten Spannung U ₂ durch den Leistungsschalter 4 fließende Strom l ₂ maßgeblich durch den Strom durch die Freilaufdiode 3 bestimmt. An- ders ausgedrückt entspricht der Widerstand der Parallelschaltung aus der Auslösespule 2 und der Freilaufdiode 3 bei der angelegten zweiten Spannung U 2 im Wesentlichen von der im Durchlassbereich betriebenen Freilaufdiode 3 bestimmt. Daher ist der elektrische Widerstand des Leistungsschalters 4 (d.h. der Parallelschaltung aus der Auslösespule 2 und der Freilaufdiode 3) beim Anle- gen der zweiten Spannung U ₂ wesentlich kleiner als der elektrische Widerstand des Leistungsschalters 4 beim Anlegen der ersten Spannung Ui .

Durch einen Vergleich des elektrischen Widerstands des Leistungsschalters 4 beim Anlegen der ersten Spannung Ui , wobei der Widerstand aus dem Quotienten aus der angelegten ersten Spannung Ui und dem dadurch erzeugten Strom berechnet wird, mit dem elektrischen Widerstand des Leistungsschalters 4 beim Anlegen der zweiten Spannung U ₂ , wobei der Widerstand aus dem Quotienten aus der angelegten zweiten Spannung U ₂ und dem dadurch er- zeugten zweiten Strom l ₂ berechnet wird, kann festgelegt werden, ob der Schalter 4 eine Freilaufdiode 3 umfasst. Wie vorab ausgeführt ist, unterscheiden sich die elektrischen Widerstände abhängig von der Polarität der angelegten Spannung Ui bzw. U ₂ deutlich, wenn eine Freilaufdiode 3 vorhanden ist, wie es in der einzigen Fig. dargestellt ist. Wenn dagegen keine Freilaufdiode 3 vorhanden ist, ist der elektrische Widerstand des Leistungsschalters 4 unabhängig von der Polarität der angelegten Spannung Ui bzw. U ₂ gleich. Mit anderen Worten besitzt der Leistungsschalter 4 eine Freilaufdiode 3, wenn sich der elektrische Widerstand des Leistungsschalters 4 beim Anlegen der ersten Spannung Ui von dem elektrischen Widerstand des Leistungsschalters 4 beim Anlegen der zweiten Spannung U ₂ unterscheidet.

Neben der Bestimmung, ob der Leistungsschalter 4 eine Freilaufdiode 3 umfasst oder nicht, kann auch die Durchlassrichtung (und damit die Sperrrichtung) einer vorhandenen Freilaufdiode 3 bestimmt werden. Wie vorab ausgeführt ist, ist der elektrische Widerstand des Leistungsschalters 4 wesentlich geringer, wenn eine Spannung (größer als die Durchlassspannung) in Durchlassrichtung der Freilaufdiode 3 angelegt wird, als wenn die Spannung in Sperrrichtung der Freilaufdiode 3 angelegt wird. Wenn demnach der elektrische Widerstand des Leistungsschalters 4 beim Anlegen der ersten Spannung Ui größer ist als beim Anlegen der zweiten Spannung U ₂ ist die Freilaufdiode 3 in der in der einzigen Fig. dargestellten Weise (d.h. die Durchlassrichtung entspricht der Polarität der zweiten Spannung U ₂ ) vorhanden. Wenn dagegen der elektrische Widerstand des Leistungsschalters 4 beim Anlegen der ersten Spannung Ui kleiner ist als beim Anlegen der zweiten Spannung U ₂ , ist die Freilaufdiode 3 mit der entge- gengesetzten Durchlassrichtung (d.h. die Durchlassrichtung entspricht der Polarität der ersten Spannung Ui) vorhanden.

Anstelle des Anlegens einer Spannung kann auch ein Strom bzw. I ₂ einge- prägt werden und die über dem Leistungsschalter 4 abfallende Spannung L^ bzw. U ₂ gemessen werden, um anhand des elektrischen Widerstands das Vorhanden sein der Freilaufdiode 3 und die Durchlassrichtung der Freilaufdiode 3 zu bestimmen. Dabei sind auch Mischformen, d.h. Anlegen einer Spannung und Messen des Stroms zur Bestimmung des ersten Widerstands und Einprä- gen des Stroms und Messen der Spannung zur Bestimmung des zweiten Widerstands möglich.

Wenn der Betrag der angelegten Spannung Ui bzw. U ₂ unabhängig von der Polarität derselbe ist, müssen nur die beiden Ströme und l ₂ gemessen wer- den, um sowohl das Vorhandensein der Freilaufdiode 3 als auch die Durchlassrichtung der Freilaufdiode 3 (für den Fall, dass die Freilaufdiode 3 vorhanden ist) zu bestimmen. In ähnlicher Weise reicht das Messen der abfallenden Spannung Ui bzw. U ₂ , wenn die eingeprägten Ströme und l ₂ jeweils denselben Betrag aufweisen.

Um nun das Schaltverhalten des Leistungsschalters 4 mit dem erfindungsgemäßen Prüfgerät 1 zu testen, wird das Prüfgerät 1 in einer bestimmten Weise an den Leistungsschalter 4 angeschaltet, welche die Polarität der zur Prüfung des Schaltverhaltens aufzubringenden Prüfspannung festlegt. Wenn nun in der vorab beschriebenen erfindungsgemäßen Weise vor der eigentlichen Prüfung des Schaltverhaltens des Leistungsschalters 4 festgestellt wird, dass die Polarität der zur Prüfung des Schaltverhaltens aufzubringenden Prüfspannung gerade falsch gewählt worden ist, steuert die Steuereinheit 7 die Warneinrichtung 8 an, welche eine vom Benutzer des Prüfgeräts 1 wahrnehmbare Warnung er- zeugt. Der Benutzer hat nun die Möglichkeit, das Prüfgerät in der entgegengesetzten Weise an den Leistungsschalter 4 anzuschließen, um die zur Prüfung des Schaltverhaltens aufzubringende Prüfspannung mit der richtigen Polarität anzulegen. Selbstverständlich hat der Benutzer auch die Möglichkeit, die ausgegebene Warnung zu ignorieren, um die Prüfspannung mit der falschen Pola- rität an das Prüfgerät 4 anzulegen. In diesem Fall könnte allerdings eine Beschädigung der Freilaufdiode 3 auftreten.

BEZUGSZEICHENLISTE

Prüfgerät

Auslösespule

Freilaufdiode

Schalter

Spannungsgenerator

Strommesser

Steuereinheit

Warneinrichtung

Strom

Spannung