Verfahren und Vorrichtung zum sicheren Betrieb eines Schaltgerätes

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum sicheren Betrieb eines Schaltgerätes gemäß dem Oberbegriff des An ^¬ spruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Mit Schaltgeräten, insbesondere Niederspannungsschaltgeräten, lassen sich die Strombahnen zwischen einer elektrischen Versorgungseinrichtung und Verbrauchern und damit deren Betriebsströme schalten. Das heißt, indem vom Schaltgerät Strombahnen geöffnet und geschlossen werden, lassen sich die angeschlossenen Verbraucher sicher ein- und ausschalten.

Ein elektrisches Niederspannungsschaltgerät, wie beispiels ^¬ weise ein Schütz, ein Leistungsschalter oder ein Kompaktstar- ter, weist zum Schalten der Strombahnen einen oder mehrere so genannte Hauptkontakte auf, die von einem oder auch mehreren Steuermagneten gesteuert werden können. Prinzipiell bestehen die Hauptkontakte dabei aus einer beweglichen Kontaktbrücke und festen Kontaktstücken, an die der Verbraucher und die Versorgungseinrichtung angeschlossen sind. Zum Schließen und Öffnen der Hauptkontakte wird ein entsprechendes Ein- oder Ausschaltsignal an die Steuermagnete gegeben, woraufhin diese mit ihrem Anker so auf die beweglichen Kontaktbrücken einwirken, dass die Kontaktbrücken eine Relativbewegung in Bezug auf die festen Kontaktstücke vollziehen und entweder die zu schaltende Strombahnen schließen oder öffnen.

Zur besseren Kontaktierung zwischen den Kontaktstücken und den Kontaktbrücken sind an Stellen, an denen beide aufeinan- der treffen, entsprechend ausgebildete Kontaktflächen vorge ^¬ sehen. Diese Kontaktflächen bestehen aus Materialien, wie beispielsweise Silberlegierungen, die an diesen Stellen so-

wohl auf die Kontaktbrücke als auch die Kontaktstücke aufge ^¬ bracht sind und eine bestimmte Dicke aufweisen.

Die Materialien der Kontaktflächen sind bei jedem der Schalt- Vorgänge einem Verschleiß unterworfen. Faktoren, die diesen Verschleiß beeinflussen können, sind: der mit steigender Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen zunehmende Kontaktabbrand oder Kontaktabrieb, zunehmende Verformungen, zunehmende Kontaktkorrosion durch Lichtbogeneinwirkung oder Umweltein- flüsse, wie beispielsweise Dämpfe oder Schwebstoffe, usw. Als Folge davon werden die Betriebsströme nicht mehr sicher ge ^¬ schaltet, was zu Stromunterbrechungen, Kontaktaufheizungen oder zu Kontaktverschweißungen führen kann.

So wird sich insbesondere mit zunehmendem Kontaktabbrand die Dicke der an den Kontaktflächen aufgebrachten Materialien verringern. Damit wird der Schaltweg zwischen den Kontaktflä ^¬ chen der Kontaktbrücke und der Kontaktstücke länger, was letztendlich die Kontaktkraft beim Schließen verringert. Als Folge davon werden mit zunehmender Anzahl von Schaltvorgängen die Kontakte nicht mehr richtig schließen. Durch die daraus resultierenden Stromunterbrechungen oder aber auch durch ein verstärktes Einschaltprellen kann es dann zu einer Kontaktaufheizung und damit zu einem zunehmenden Aufschmelzen des Kontaktmaterials kommen, was dann wiederum zu einem Verschweißen der Kontaktflächen der Hauptkontakte führen kann.

Ist ein Hauptkontakt des Schaltgerätes verschlissen oder so ^¬ gar verschweißt, kann das Schaltgerät den Verbraucher nicht mehr sicher ausschalten. So wird gerade bei einem verschweiß ^¬ ten Kontakt trotz des Ausschaltsignals zumindest die Strom ^¬ bahn mit dem verschweißten Hauptkontakt weiter ström- beziehungsweise spannungsführend bleiben, und damit der Verbrau ^¬ cher nicht vollständig von der Versorgungseinrichtung ge- trennt. Da somit der Verbraucher in einem nicht sicheren Zustand verbleibt, stellt das Schaltgerät eine potentielle Feh ^¬ lerquelle dar.

Dadurch kann beispielsweise bei Kompaktstartern nach der IEC 60 947-6-2, bei denen ein zusätzlicher Schutzmechanismus auf die selben Hauptkontakte wirkt wie der Steuermagnet beim betriebsmäßigen Schalten, die Schutzfunktion blockiert wer- den.

Zum sicheren Betrieb von Schaltgeräten und damit zum Schutz des Verbrauchers und der elektrischen Anlage sind deshalb solche Fehlerquellen zu vermeiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solche potentiel ^¬ len Fehlerquellen zu erkennen und entsprechend darauf zu rea ^¬ gieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkma ^¬ len des Anspruchs 1, sowie durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit geringem Aufwand, die Gefahr einer Kontaktverschweißung und damit einen nicht mehr sicheren Betrieb eines Schaltgerätes rechtzeitig zu er ^¬ kennen und entsprechend darauf zu reagieren.

Erfindungsgemäß wird dazu eine Veränderung eines Weges, den eine bewegliche Kontaktbrücke des zumindest einen Hauptkon ^¬ taktes des Schaltgerätes zwischen einer ersten Position bei ausgeschaltetem Hauptkontakt und einer zweiten Position bei eingeschaltetem Hauptkontakt zurücklegt, erkannt, und es wird der weitere Betrieb des Schaltgerätes unterbrochen, wenn die- ser Weg einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Beim Ein- und Ausschalten des Hauptkontaktes legt die Kon ^¬ taktbrücke zum Schließen und Öffnen des Hauptkontaktes einen bestimmten Weg zurück. Dieser Weg ist im Wesentlichen be- stimmt durch die mechanische Anordnung der Kontaktbrücke und den Kontaktstücken. Zudem ist dieser Weg aber auch abhängig von den auf der Kontaktbrücke und den Kontaktstücken aufgebrachten Kontaktflächen. Um ein sicheres Öffnen und Schließen

des Hauptkontaktes zu gewährleisten, müssen diese Kontaktflä ^¬ chen beim Schließen sicher aufeinander treffen und beim Öffnen sicher voneinander getrennt werden.

Wie bereits eingangs beschrieben nimmt mit zunehmender Anzahl von Schaltvorgängen aber die Materialdicke dieser Kontaktflächen ab. Das bedeutet aber auch, dass sich mit zunehmendem Abbrand der von der Kontaktbrücke beim Ein- und Ausschalten zurückgelegte Weg immer weiter vergrößern wird. Bei genügend hohem Abbrand besteht aber zunehmend die Gefahr, dass die Kontaktflächen miteinander verschweißen. Somit kann anhand der Veränderung des Weges, den die Kontaktbrücke beim Ein- und Ausschalten zurücklegt, auf die verbleibende Materialdi ^¬ cke der Kontaktflächen geschlossen werden. Die Veränderung des Weges kann somit auch als Kriterium herangezogen werden, inwieweit ein sicherer Betrieb des Schaltgerätes noch gewähr ^¬ leistet ist.

So muss rechtzeitig, das heißt nach Erkennen einer Wegände- rung, die größer ist als ein vorgegebener Wert, der weitere Betrieb des Schaltgerätes unterbrochen werden. Durch diese Überwachung der Veränderung des Weges, den die Kontaktbrücke beim Ein- und Ausschalten zurücklegt, ist somit ein sicherer Betrieb des Schaltgerätes bis zu dessen Lebensdauerende ge- währleistet.

Weitere vorteilhafte Ausführungen und bevorzugte Weiterbil ^¬ dungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen derselben werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

FIG 1 ein vereinfachtes Flussdiagramm des erfindungsgemä- ßen Verfahrens,

FIG 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ^¬ ßen Vorrichtung,

FIG 3 das erste Ausführungsbeispiel am Lebensdauerende,

FIG 4 eine erste Ausgestaltung eines zweiten Ausführungs ^¬ beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

FIG 5 eine zweite Ausgestaltung des zweiten Ausführungs- beispiel gemäß FIG 4,

FIG 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ^¬ ßen Vorrichtung und

FIG 7 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ^¬ ßen Vorrichtung.

Wie in FIG 1 dargestellt, werden bei dem erfindungsgemäßen

Verfahren im Wesentlichen die beiden folgenden Schritte durchgeführt:

Schritt a) Erkennen einer Veränderung eines Weges, den die bewegliche Kontaktbrücke des zumindest einen Hauptkontaktes zwischen einer ersten Position bei ausgeschaltetem Hauptkontakt und einer zweiten Position bei eingeschaltetem Hauptkontakt zurück- legt, und

Schritt b) Unterbrechung des weiteren Betriebs des Schaltge ^¬ rätes, wenn der erkannte Weg einen vorgegebenen Wert überschritten hat.

Dadurch wird sichergestellt, dass am Lebensdauerende des Schaltgerätes, das heißt dann, wenn die Kontaktmaterialien der Kontaktflächen weitgehend abgetragen sind, der weitere Betrieb des Schaltgerätes unterbrochen wird, so dass ein si- cherer Betrieb des Schaltgerätes gewährleistet ist.

Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Vorrichtung beispiel ^¬ haft anhand zweier Ausführungsbeispiele, insbesondere an ei ^¬ ner Ausführung mit optischen Mitteln und einer Ausführung mit elektrischen Mitteln, näher beschrieben werden. Daran anschließend folgt eine kurze Beschreibung weiterer denkbarer Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die unterschiedlichen Aus-

führungen sollen zeigen, dass es eine Vielzahl von Ausführungen gibt, die alle von dem Grundgedanke der vorliegenden Erfindung, nämlich die rechtzeitige Erkennung des Lebensdauerendes des Schaltgerätes durch Erkennung einer Veränderung des von der Kontaktbrücke zurückgelegten Weges, mit umfasst sind.

FIG 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsge ^¬ mäßen Schaltgerätes 1 im Neuzustand. Die Ein- und Ausschalt ^¬ steuersignale zum Ein- und Ausschalten des hier dargestellten einen Hauptkontaktes 10, und damit der Strombahn L als fest ^¬ stehendes Kontaktstück, werden über Klemmen Al und A2 und über eine Steuereinrichtung 6 an den Steuermagneten 2 angelegt. Beim Ausschalten wird der Steuermagnet 2, der als elektromagnetischer Antrieb für die Hauptkontakte 10 dient, über die Steuereinrichtung 6 entregt, so dass eine Rückstell ^¬ feder 20 des Steuermagneten 2 die Hauptkontakte 10 öffnen kann. Damit ist auch der Laststromkreis geöffnet. Die Feder ^¬ kraft der Rückstellfeder 20 ist dabei größer als die Federkraft der Kontaktlastfeder 17 bemessen, welche im eingeschal- teten Zustand der Vorrichtung auf die Kontaktbrücke 9 zum Schließen der Hauptkontakte 10 einwirkt.

In FIG 2 ist zwischen dem elektromagnetischen Antrieb 2 und einem Kontaktschieber 8 der Kontaktbrücke 9 ein Luftspalt G vorgesehen, der kleiner ist als die Höhe der für den Verschleiß vorgesehenen Kontakthöhe. Dieser Luftspalt G wird mittels der Lichtschranke 7 von dem Mittel 5 zur Erkennung der von der Kontaktbrücke 9 zurückgelegten Wegdifferenz ΔS und damit der Lebensdauer der Kontakte 3 und 4 erfasst.

Sind die Kontakte 3 und 4, wie in FIG 3 dargestellt, bis zu einem gewissen Grad verschlissen, so verschwindet der Luftspalt G zwischen dem Anker 19 des Steuermagneten 2 und dem Kontaktschieber 8. Der Lichtstrahl der Lichtschranke 7 kann nicht mehr durch den Luftspalt G dringen. Damit wird eine Veränderung des Weges ΔS als Differenz der gemessenen Wegstrecken über den vorgegebenen Wert erkannt und damit das Lebensdauerende angezeigt. Genauso könnte aber auch schon die

Veränderung der Intensität durch eine zunehmende Verengung des Luftspaltes G als Maß für die Veränderung des Weges Δs herangezogen werden. Das bedeutet, es ist nicht zwingend not ^¬ wendig, dass der Luftspalt G erst ganz geschlossen sein muss, um das Lebensdauerende zu erkennen.

Die Information über das (nahende) Lebensdauerende wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel an die Steuereinheit 6 wei ^¬ tergegeben, woraufhin diese den weiteren Betrieb des Schalt- gerätes 1 unterbricht. Das heißt, die Steuereinheit 6 schal ^¬ tet den Steuermagneten 2 ab und unterbindet somit ein Wiedereinschalten der Hauptkontakte 10 des Schaltgerätes 1. Somit ist der sichere Betrieb des Schaltgerätes 1, insbesondere bis zu dessen Lebensdauerende, gewährleistet. Optional könnte das Erreichen des Lebensdauerendes gleichzeitig einem Anwender angezeigt werden.

In FIG 4 ist eine erste Ausgestaltung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.

Im Neuzustand liegen die Kontaktbrücken 9.1, 9.2 und 9.3 mit z.B. seitlich herausgezogenen Konturen a und/oder b an der Kontaktbrücke 9.1, 9.2, 9.2 in einem bestimmten Abstand dK _x , dK ₂ , dK ₃ zu den Kontaktbezugspunkten Ll _B , L2 _B und L3 _B . Dabei muss der Abgriff von den Kontaktbrücken 9.1, 9.2, 9.2 jedoch nicht zwingend, so wie in FIG 4 dargestellt, seitlich außer ^¬ halb der normalen Kontur erfolgen, sondern könnte auch unterhalb der Kontaktbrücke 9.1, 9.2, 9.2 an geeigneter Stelle an ^¬ geordnet sein. Der Abstand άK _lr dK ₂ , dK ₃ wird dabei bestimmt durch die verbleibende Kontaktauflagenhöhe der Kontakte 3 und 4, die mit zunehmender Schaltzahl des Schaltgerätes 1 zunehmend abnimmt. Das heißt, mit abnehmender Kontaktauflagenhöhe reduzieren sich auch zunehmend die Abstände άK _lr dK ₂ , dK ₃ . Erreicht der Abbrand ein vorgegebenes definiertes Maß, so be- rührt beim Einschalten der Hauptkontakte 10 eine der Brücken 9.1, 9.2 oder 9.3 den gegenüber angebrachten Kontaktbezugspunkt Ll _B , L2 _B oder L3 _B . Berühren sich die beiden Teile, das heißt werden die Hilfskontakte geschlossen, wird ein hochoh-

miger Schaltkreis aktiviert, über den eine Signalauswertung von der jeweiligen betroffenen Phase gegen Nullleiter angestoßen werden kann.

Die jeweiligen Kontaktbezugspunkte Ll _B , L2 _B , L3 _B können dabei, wie in FIG 4 dargestellt, mit Dioden 18 gegeneinander entkop ^¬ pelt werden. Die Verarbeitung des Signals für Lebensdauerende kann in einfachster Weise z.B. über ein Miniaturrelais 13 erfolgen. Mit dessen potenzialfreiem Kontakt 12 kann das Ende der Lebensdauer gemeldet werden.

In einer zweiten Ausgestaltung wird entsprechende der gezeigten FIG 5 anstelle des Relais 13 ein Optokoppler 15 verwen ^¬ det. Die Meldung kann damit auch potenzialfrei mittels eines Schaltkontakts 16 an einen z.B. bereits im Schütz enthaltenen Elektronikschaltkreis weitergegeben werden. Von der Elektro ^¬ nik kann das Signal dann an ein über einen Bus angebundenes System weitergeleitet werden. Mit Hilfe der Verarbeitung des Signals durch die Elektronik kann außerdem sichergestellt werden, dass nur eindeutige Signale von bestimmter Dauer z.B. größer 100 ms zur Auswertung kommen. Damit können Störsignale herausgefiltert werden, die eventuell durch Lichtbogenbeeinflussung auftreten können.

Auf den Nullleiter kann durch das Schaffen eines künstlichen Sternpunktes 14 zwischen den Hauptkontakten 10 des Schaltgerätes 1 in Drehstromnetzen verzichtet werden. Sowohl bei der Ausführung mit Relais 13 als auch bei der Ausführung mit Optokoppler 15 kann eine beliebige Auswerteeinrichtung zwischen den Kontaktbezugspunkten Ll _B , L2 _B , L3 _B und dem künstlichen Sternpunkt 14 liegen. Berührt eine der Kontaktbrücken 9.1, 9.2, 9.3 einen dieser Kontaktbezugspunkte Ll _B , L2 _B , L3 _B , er ^¬ folgt die Unterbindung des weiteren Betriebs des Schaltgerä ^¬ tes 1. Gleichzeitig kann eine Meldung, dass das Lebensdauer- ende des Schaltgerätes 1 erreicht ist oder bald erreicht wird, dem Anmelder signalisiert werden. Dieser kann dann entsprechende Maßnahmen, wie beispielsweise einen Austausch der Hauptkontakte 10, durchführen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Restlebensdauererkennung ist es so möglich, auf einfache und kostengünstige Weise den Kontaktabbrand der Hauptkontakte 10 in einem Schaltgerät 1 zu überwachen und bei Erreichen eines definierbaren Abbrandes den weiteren Betrieb des Schaltgerätes 1 zu unterbinden.

Anstelle der zuvor beschriebenen optischen Erkennung einer Wegänderung der Kontaktbrücke 9.1, 9.2, 9.3 mittels einer Lichtschranke 7 oder der elektrischen Erkennung einer Wegänderung durch einen zusätzlichen Hilfsschalter könnte auch eine Erkennung mittels entsprechender mechanischer Mittel erfolgen. So könnten beispielsweise an dem in FIG 2 und 3 dargestellten Kontaktschieber 8 auch ein mechanisches Schaltmit- tel oder auch ein Reed-Kontakt zur magnetischen Erkennung der Wegänderung vorgesehen sein.

Neben den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei denen die Erkennung einer Wegänderung und damit das Lebens- dauerende direkt erkannt wird, sind auch Verfahren denkbar, die eine Wegänderung indirekt erkennen.

FIG 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsge ^¬ mäßen Vorrichtung. Das Verfahren zur Bestimmung der Restle- bensdauer von Schaltkontakten 10 besteht dabei in der Erfassung vorgegebener diskreter Positionen des Magnetankers 19 des Steuermagneten 2 oder auch mit dem Anker in Wirkverbindung stehenden Komponenten, an der die Positionsmessung vorgenommen wird.

Der Positionsgeber 27 ist dabei beispielsweise als zylindrischer Stab ausgebildet, welcher über eine Feder 28 mit mäßi ^¬ ger Federkraft gegen den Anker 19 gedrückt wird. Im Aus ^¬ schaltzustand des Steuermagneten 2 liegt der Positionsgeber 27 am Anker 19 an, so dass bei der Einschaltbewegung des Ankers 19 der Positionsgeber 27 mitgenommen wird und auf ihn Beschleunigungskräfte einwirken, aber keine Stoßkräfte. Die Zylindermantelfläche des Positionsgebers 27 ist in axialer

Richtung in mehrere leitende und nicht leitende Flächenab ^¬ schnitte 29 unterteilt. Da der Außendurchmesser aller Flä ^¬ chenabschnitte 29 identisch ist und sie sich ohne Trennfuge aneinander anschließen, erhält man eine glatte Zylinderober- fläche aus in axialer Richtung sich abwechselnden elektrisch leitenden und nicht leitenden Abschnitten 29. Ein derartiger elektrisch leitender Abschnitt 29 kann z.B. ein gut leitender metallischer Ring sein, dessen Höhe z.B. 0,1 mm oder weniger betragen kann.

Die Positionserfassung kann durch elektrische Kontaktgabe äu ^¬ ßerer Kontaktglieder mit diesem Metallring 29 erfolgen. Um den mechanischen Verschleiß durch Abrieb zwischen den Kontaktgliedern und dem Ring 29 klein zuhalten, kann die Kon- taktgabe statt durch einen schleifenden Kontakt durch einen abrollenden Kontakt realisiert sein. An diesen Messkontakt ist ein elektrischer Messkreis 25 angeschlossen, der aus dem Kontaktsignal ein Spannungssignal ableitet. Beträgt z.B. die momentane Schließgeschwindigkeit des Bauteiles 1 m/s, so lie- fert der Messkontakt beim Vorbeilaufen des 1 mm hohen Metall ^¬ ringes 29 Zeitpunkte der Schaltflanken des Spannungssignals, die einen Zeitabstand von 1 Millisekunde aufweisen. An jeder Segmentgrenze der Flächenabschnitte 29 kann also ein Zeitsig ^¬ nal entnommen werden. Der Positionssensor 28 liefert also ein wechselndes Rechteckspannungssignal, das mit dem am Messkon ^¬ takt erzeugten Leitfähigkeitssignal der vorbeistreichenden segmentierten Zylindermantelfläche zeitlich übereinstimmt.

Im Neuzustand der Kontakte werden über einen Mikroprozessor die mit dem Positionssensor 27 gemessenen Zeitwerte der Bauteilpositionen und des Kontakteinschaltzeitpunktes zu einem Weg neu berechnet. Durch Kontaktverschleiß, eventuell zusätz ^¬ lich mit mechanischem Verschleiß, erhält man im Schaltbetrieb einen momentanen Wert des Weges .

Der Verschleiß, z.B. in mm, ist dann durch die Differenz der berechneten Wege neu gegeben. Beim Kontaktabbrand entspricht diese Differenz der Abnahme des Durchdruckes D durch Reduzie-

rung der Kontaktstückdicke. Tritt zusätzlich noch eine Durch ^¬ druckabnahme durch Verschleiß mechanischer kraftübertragender Teile des Antriebes auf, so wird die mechanisch bedingte Durchdruckabnahme als Teil der gesamten Durchdruckabnahme miterfasst, da die Kontakte und die Antriebskomponenten bei der beschleunigten Einschaltbewegung in kraftschlüssigem Kontakt stehen.

Erfindungsgemäß werden während des Ausschaltvorganges des Schaltgerätes 2 verschleißbedingte Veränderungen an den

Schaltkontakten 10 erfasst, welche letztendlich mit einem veränderten Weg korrelieren. Wird ein kritischer Verschleißoder Störzustand erkannt, welcher die Stromführung beeinträchtigt, so wird das Schaltgerät 2 in den Ausschaltzustand gebracht und dessen weiterer Betrieb blockiert. Nach Kontrol ^¬ le und Behebung der Störung kann das Schaltgerät 2 wieder für das betriebsmäßige Schalten freigegeben werden.

FIG 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsge- mäßen Vorrichtung. Dabei ist eine den Kontaktverschleiß kenn ^¬ zeichnende Messgröße, die zu einem oder zu mehreren Schaltpo ^¬ len erfasst werden kann, der Kontaktdurchdruck D.

Unterschreiten diese Messgröße ihren vorgegebenen Mindest- wert, so können Störungen der Stromführung im Schaltgerät 1 auftreten. Da das Erreichen des Mindestwertes eine Vorwarnung für eine folgende Gerätestörung darstellt, und daher der wei ^¬ tere Schaltbetrieb von der Überwachungseinheit blockiert wird, ist das Schaltgerät 1 während seiner gesamten Lebens- dauer betriebssicher.

Der Kontaktdurchdruck D kann beim Ausschaltvorgang als kapazitive Änderung eines Messkondensators 37 erfasst werden. Der Messkondensator 37 ist hierzu als Plattenkondensator ausge- bildet, dessen eine Platte mit dem Schaltgeräteantrieb und dessen andere Platte mit dem Bewegkontakt kraftschlüssig ver ^¬ bunden ist. Dieser Kraftschluss kann z.B. über eine Druckfe ^¬ der, welche die beiden Kondensatorplatten auseinander zu

treiben versucht, oder über eine mechanische Ankopplung hergestellt sein.

Die Kondensatorplatten sind außer durch den Durchdruck-Luft- spalt D noch durch eine Isolierschicht mit vorgegebener Dicke d und mit einer Dielektrizitätskonstante ε nahe 1 getrennt. Die Schichtdicke d sollte etwa dem Mindestdurchdruck entspre ^¬ chen, jedoch nicht wesentlich kleiner sein und den Wert des Durchdruckes bei neuen Kontakten nicht wesentlich überstei- gen.

Zur Bestimmung der Kapazitätszunahme, wenn der momentane Durchdruckwert während der Öffnungsbewegung des Schaltgeräte ^¬ antriebes gegen Null gefahren wird, kann mit einer Konstant- Spannungsquelle ein Lade-Strompuls in den Messkondensator eingespeist werden. Dessen Strom-Zeit-Integral ist der Kapa ^¬ zitätsänderung proportional, und es wird mit den übrigen Kondensatordaten daraus der aktuelle Kontaktdurchdruck D berechnet. Erreicht D den Mindestdurchdruckwert, so wird das Schaltgerät durch die Überwachungseinheit außer Betrieb ge ^¬ setzt.

Der Kontaktdurchdruck D kann beim Einschaltvorgang in gleicher Weise wie beim Ausschaltvorgang als kapazitive Änderung eines Messkondensators 37 erfasst werden. Der Messkondensator 37 ist dabei in gleicher Weise ausgebildet und positioniert. Es wird nach dem gleichen Verfahren der aktuelle Kontaktdurchdruck D berechnet. Erreicht D den Wert Dmin, so wird das Schaltgerät von der Überwachungseinheit außer Betrieb ge- setzt.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung werden während des Einschaltvorganges des Schaltgerätes verschleißbedingte Veränderungen an Schaltkontakten erfasst, und es wird bei Er- kennen eines kritischen Verschleiß- oder Störzustandes, wel ^¬ cher das Stromführen beeinträchtigen kann, das Schaltgerät in den Ausschaltzustand gebracht und dessen weitere Betätigung blockiert. Nach Kontrolle und Behebung der Störung kann das

Schaltgerät wieder für das betriebsmäßige Schalten freigege ^¬ ben werden.

Neben der Erkennung der verschleißbedingten Wegveränderungen sind weitere Maßnahmen vorstellbar, die in Kombination oder auch alleine zu einer sicheren Erkennung des Lebensdauerendes von Schaltgeräten führen:

So kann während des Einschaltzustandes des Schaltgerätes per- manent oder in vorgegebenen Zeitintervallen die sichere

Stromführung des Schaltgerätes überwacht werden. Bei Erkennen einer Störung, welche die Stromführung beeinträchtigt, wird das Schaltgerät in den Ausschaltzustand gebracht und dessen weitere Betätigung blockiert. Nach Kontrolle und Behebung der Störung kann das Schaltgerät wieder für das betriebsmäßige Schalten freigegeben werden.

Bei Schaltgeräten mit elektrisch betätigtem Antrieb kann die Versorgungsenergie der Überwachungseinrichtung von der Steu- erenergie des Antriebs abgeleitet werden. Dabei ist vorteil ^¬ haft, dass übliche Antriebe (elektromagnetische oder piezo ^¬ elektrische Antriebe) während des Schaltvorganges (Wechsel der Schaltstellung) zwar einen erhöhten elektrischen Energiebedarf aufweisen, bei fester Schaltstellung jedoch nur eine so genannte geringere Halteenergie benötigen, und daher Re ^¬ serven der elektrischen Steuerleistung für die Überwachungseinrichtung zur Verfügung stehen.