CH714311A1 - Schaltsystem für einen Stromzähler und Verfahren zum Schalten eines Schalters. - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltsystem (20) für einen Stromzähler (1), einen Stromzähler (1) und ein Verfahren (30) des Schaltens eines Schalters (2, 3). Um eine Lebensdauer des Schalters (2, 3) zu verbessern, sieht die Erfindung vor, dass das Timing des Ausgebens eines Schaltsignals auf der Grundlage einer Zeitdifferenz zwischen dem zuvor ausgegebenen Schaltsignal und dem Erreichen eines vordefinierten Schaltzustands mittels einer Steuerungsvorrichtung (21) angepasst wird.Der Schaltzustand wird auf Grundlage eines Sensorsignals bestimmt, welches von einem Sensor (22, 23) des Schaltsystems durch Transformieren des Ausgangsstroms und/oder der Ausgangsspannung des Schalters (2, 3) bereitgestellt wird.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltsystem für einen Stromzähler mit mindestens einem Schalter, nämlich mit einem Versorgungssteuerschalter und/oder einem Laststeuerschalter, wobei das Schaltsystem eine Steuerungsvorrichtung umfasst, die eingerichtet ist zum Ausgeben eines Schaltsignals an den mindestens einen Schalter zum Starten eines Schaltereignisses des mindestens einen Schalters. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Stromzähler mit einem Schaltsystem und mit mindestens einem Schalter, nämlich mit einem Versorgungssteuerschalter und/ oder einem Laststeuerschalter. Letztlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schalten eines Schalters.
Technologischer Hintergrund [0002] Schaltsysteme für Stromzähler, Stromzähler mit Schaltsystemen und Verfahren zum Umschalten von Schaltern sind im Stand der Technik wohl bekannt. Zum Verringern von Abnutzung von Schaltkontakten der Schalter ist es wünschenswert, mechanische Kontakte der Schaltkontakte herzustellen oder zu trennen, wenn die elektrische Leistung, z.B. elektrische Wechselstromleistung, wie etwa die elektrische Wechselspannung und/oder der elektrische Wechselstrom, einen Nulldurchgang aufweist, sodass eine Bildung von Lichtbogenüberschlägen zumindest verringert oder sogar verhindert wird. Um in der Lage zu sein, den Schalter umzuschalten, d.h., den Schalter zu öffnen oder zu schliessen oder den physischen Kontakt der Schaltkontakte des Schalters zu trennen oder herzustellen, wird eine Verzögerung zwischen Ausgeben eines Schaltsignals an den Schalter und dem Ende des Schaltereignisses, d.h., wenn der Schalter einen vorbestimmten Schaltzustand erreicht hat, während der Auslegungsphase des Schalters geschätzt. Allerdings ändert sich die Verzögerung während der Lebensdauer des Schalters, sodass das Timing der Schaltereignisse hinsichtlich des Nulldurchgangs möglicherweise nicht optimal ist. Daraus ergibt sich, dass dem Stand der Technik entsprechende Schalterden Nachteil zeigen, dass die Lebensdauer der Schalter aufgrund suboptimalen Timings von Schaltereignissen abnimmt.
Beschreibung der Erfindung [0003] Angesichts des oben erwähnten Nachteils besteht eine Aufgabe der zugrunde liegenden Erfindung darin, ein Schaltsystem, einen Stromzähler und ein Verfahren bereitzustellen, welche die Lebensdauer des Schalters erhöhen.
[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Schaltsystem einen Sensor umfasst, der eingerichtet ist zum Transformieren des Ausgangsstroms und/oder der Ausgangsspannung des mindestens einen Schalters in ein Sensorsignal, wobei der Sensor mit der Steuerungsvorrichtung auf eine sensorsignalübertragende Weise verbunden ist, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist zum Bestimmen des Schaltzustands des mindestens einen Schalters auf der Grundlage des Sensorsignals, zum Bestimmen der Zeitdifferenz zwischen einem ersten Zeitpunkt, zu welchem das Schaltsignal ausgegeben wird, und einem zweiten Zeitpunkt, zu welchem der Schaltzustand des mindestens einen Schalters einem vordefinierten Schaltzustand entspricht, und zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage der Zeitdifferenz und im Hinblick auf einen Nulldurchgang einer Wechselspannung und/oder eines Wechselstroms, die/der zu schalten ist.
[0005] Für den oben erwähnten Stromzähler wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Stromzähler ein erfindungsgemässes Schaltsystem umfasst.
[0006] Für das oben erwähnte Verfahren wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verfahren Folgendes umfasst: Ausgeben eines Schaltsignals an einen Schalter zu einem ersten Zeitpunkt, Bestimmen eines Schaltzustands des Schalters auf der Grundlage einer Spannung und/oder eines Stroms, die/der durch den Schalter ausgegeben wird, Bestimmen eines zweiten Zeitpunkts, zu welchem der Schaltzustand dem vordefinierten Schaltzustand entspricht, Bestimmen der Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt und Anpassen des Timings eines Schaltsignals auf der Grundlage der Zeitdifferenz und im Hinblick auf einen Nulldurchgang einer Wechselspannung und/oder eines Wechselstroms, die/der zu schalten ist.
[0007] Da die Zeitdifferenz bestimmt wird, während sich der Schalter in Verwendung befindet, und insbesondere da die Zeitdifferenz auf der Grundlage des Sensorsignals bestimmt wird, das unter realen Schaltbedingungen erzeugt wird, welche mit der Zeit variieren können, erlaubt das Timing der Ausgabe des Schaltsignals ein Öffnen oder Schliessen des Schalters, d.h. Trennen oder Herstellen des physischen Kontakts der Schaltkontakte des Schalters, genau bei oder zumindest sehr dicht an dem Nulldurchgang, selbst wenn die Verzögerung zwischen Ausgeben des Schaltsignals und dem Ende des Schaltereignisses aufgrund der aktuellen Bedingungen von der geschätzten Verzögerung abweicht.
[0008] Die erfindungsgemässen Lösungen können je nach Wunsch durch die weiteren folgenden Ausführungsformen, die in jedem Fall eigenständige Vorteile sind, kombiniert und weiter verbessert werden.
[0009] Gemäss einer möglichen Ausführungsform des Schaltsystems umfasst das Schaltsystem einen weiteren Sensor, der eingerichtet ist zum Transformieren des von einer Schaltspule des mindestens einen Schalters gezogenen Stroms in ein weiteres Sensorsignal, und der mit der Steuerungsvorrichtung auf die signalübertragende Weise verbunden ist, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage des anderen Sensorsignals.
[0010] Gemäss einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des Bestimmens des von einer Schaltspule des mindestens einen Schalters gezogenen Stroms und des Anpassens des Timings des auszugebenden Schaltsignals auf der Grundlage des von der Schaltspule gezogenen Stroms.
[0011] Beispielsweise kann sich der elektrische Widerstand der Spule mit der Zeit oder mit einer Temperaturänderung ändern, was zu einer Änderung des von der Spule gezogenen Stroms führt. Eine Änderung des von der Spule gezogenen Stroms beeinträchtigt die durch Schaltspule verursachten Schaltkräfte, was zu einer anderen Beschleunigung des Schaltkontakts des Schalters führt, wenn der Schalter geöffnet oder geschlossen wird. Somit kann Überwachen des durch die Spule während eines aktuellen Schaltereignisses gezogenen Stroms anzeigen, dass das Schaltersignal, bei dem derzeitigen Spulenwiderstand, hinsichtlich eines kommenden Nulldurchgangs früher oder später ausgegeben werden muss. Zusätzlich kann mechanischer Widerstand, der Hemmen von Bewegung des Schaltkontakts bewirkt, welcher sich mit der Temperatur ändern kann, auf der Grundlage des anderen Sensorsignals bestimmt werden. Diese Ausführungsform kann derart eigenständig vorteilhaft sein, dass das Timing auf der Grundlage des anderen Sensorsignals angepasst werden kann, ohne zuvor die Zeitdifferenz zu bestimmen.
[0012] Gemäss einerweiteren möglichen Ausführungsform des Schaltsystems ist die Steuerungsvorrichtung eingerichtet zum Bestimmen einer Bewegungsperiode, die startet, wenn das Schaltsignal ausgegeben wird oder wenn ein Schaltkontakt des Schalters beginnt, sich während des Schaltereignisses zu bewegen, und das endet, wenn sich der Schalter in dem oder einem anderen vordefinierten Schaltstatus befindet, auf der Grundlage des anderen Sensorsignals, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltersignals auf der Grundlage der Dauer der Bewegungsperiode.
[0013] Gemäss einer weiteren möglichen Ausführungsform des Verfahrens, auf der Grundlage des von der Schaltspule gezogenen Stroms, wird eine Bewegungsperiode bestimmt, die startet, wenn das Schaltsignal ausgegeben wird oder wenn ein Schaltkontakt des Schalters beginnt, sich während des Schaltereignisses zu bewegen, und die endet, wenn sich der Schalter in dem oder einem anderen vordefinierten Schaltstatus befindet, und dass das Timing des auszugebenden Schaltsignals auf der Grundlage der Dauer der Bewegungsperiode angepasst wird.
[0014] Durch Bestimmung der Dauer der Bewegungsperiode werden alle Parameter wie Spulenwiderstand und der mechanische Widerstand in gerademal einem Parameter berücksichtigt, d.h. in bevorzugt einem einzigen Steuerwert. Somit kann die Bewegungsperiode leicht zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltersignals angepasst werden, beispielsweise unter Verwendung der Dauer der Bewegungsperiode als eine Variable, wenn das Timing der Ausgabe berechnet wird, sodass ausgiebige Berechnungen zum Anpassen des Timings weggelassen werden können. Wiederum ist vorheriges Bestimmen der Zeitdifferenz auf der Grundlage des Sensorsignals möglicherweise nicht streng notwendig. Insbesondere kann die Änderung des Stroms mit der Zeit zur Steuerung des Schaltsystems verwendet werden.
[0015] Gemäss einer anderen möglichen Ausführungsform des Schaltsystems ist die Steuerungsvorrichtung eingerichtet zum Bestimmen eines Abnutzungszustandes des Schalters oder zum Anpassen eines anderen Schaltparameters auf der Grundlage des Sensorsignals, beispielsweise auf der Grundlage der Zeitdifferenz und/oder auf der Grundlage des anderen Sensorsignals, beispielsweise auf der Grundlage des von der Schaltspule gezogenen Stroms oder der Bewegungsperiode. Insbesondere kann die Änderung des Stroms mit der Zeit zum Bestimmen des Abnutzungszustandes verwendet werden.
[0016] Gemäss einer anderen möglichen Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt des Bestimmens eines Abnutzungszustandes des Schalters durch Anpassen eines anderen Schaltparameters auf der Grundlage des Sensorsignals, beispielsweise auf der Grundlage der Zeitdifferenz und/oder auf der Grundlage des anderen Sensorsignals, beispielsweise auf der Grundlage des von der Schaltspule gezogenen Stroms oder der Bewegungsperiode. Selbst im Falle, dass der Schalter nicht betätigt wurde, d.h. für einen längeren Zeitraum, z.B. Stunden, Tage oder sogar Wochen, nicht geschaltet wurde, kann der Spulenstrom dazu verwendet werden, direkt Informationen hinsichtlich des Status des Schalters zu erlangen, sodass die an die Spule angelegte Spannung geändert werden kann, um einen Bogenüberschlag zu verringern.
[0017] Beispielsweise können die Schaltkontakte mit der Zeit erodieren, was zu einer längeren oder einer kürzeren Bewegungsperiode führen kann, da sich der Abstand zwischen den Kontaktoberflächen der in dem erodierten Status im Vergleich zu einem nicht erodierten Status unterscheidet. Darüber hinaus können Temperaturänderungen den elektrischen Widerstand der Spule oder den mechanischen Widerstand von Teilen des Schalters beeinträchtigen, wodurch die Dauer der Bewegungsperiode geändert wird. Zusätzlich oder alternativ können sich der Widerstand der Spule und der mechanische Widerstand selbst ohne Temperatureinfluss ändern, falls sich beispielsweise eine Isolierung von Drähten der Spule verschlechtert oder Schmutz oder Staub in den Schalter eindringen. Im Falle, dass eine bestimmte Abnutzung schlechter als eine vorbestimmte zulässige Abnutzung ist, kann ein Wartungssignal durch die Steuerungsvorrichtung erzeugt und ausgeben werden, beispielsweise über eine optische und/oder elektrische Signalausgabe der Steuerungsvorrichtung oder des Stromzählers. Für den Fall, dass der Stromzähler auf eine datenübertragendende Weise mit einem Server verbunden ist, kann das Wartungssignal an den Server ausgegeben werden.
[0018] Gemäss einer weiteren möglichen Ausführungsform des Schaltsystems umfasst das System noch einen weiteren Sensor, der eingerichtet ist zum Transformieren der Temperatur des Schalters in ein Temperatursensorsignal, und der mit der Steuerungsvorrichtung auf eine signalübertragende Weise verbunden ist, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage des Temperatursensorsignals.
[0019] Gemäss einer weiteren möglichen Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren Bestimmen der Temperatur des Schalters und Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage der Temperatur.
[0020] Falls der Schalter insbesondere für einen längeren Zeitraum nicht geschaltet wurde, z.B. einige Stunden, Tage oder sogar Wochen, sodass sich die Umgebungsbedingungen und insbesondere die Temperatur signifikant geändert haben können, beispielsweise um bis zu 10 Kelvin oder mehr, repräsentieren zuvor bestimmte Zeitdifferenzen, andere Sensorsignale oder Bewegungsperioden möglicherweise den derzeitigen Status des Schalters nicht mit einer gewünschten Genauigkeit. Dennoch wird auf der Grundlage der durch das Temperatursensorsignal repräsentierten aktuellen Temperatur eine präzise Anpassung des Timings der Ausgabe des Schaltsignals, selbst ohne kürzlich erfolgte Bestimmungen der Zeitdifferenz, des anderen Zeitsignals und/oder der Bewegungsperiode möglich. Somit kann Anpassen des Timings der Ausgabe alleine von Vorteil sein. In Kombination mit noch gültigen Werten für die Zeitdifferenz, das andere Sensorsignal und/oder die Bewegungsperiode ermöglicht Berücksichtigen von Temperaturwerten ein noch genaueres Timing.
[0021] Gemäss einer möglichen Ausführungsform des Computerprogrammprodukts kann das Computerprogrammprodukt ein tragbares Datenmedium, z.B. ein magnetisches Datenmedium wie eine Floppy-Disc, ein optisches Datenmedium wie eine Compact Disc (CD) oder eine Digital Versatile Disc (DVD) oder ein beliebiges tragbares Datenmedium wie ein USB-Stick sein. Alternativ kann das Computerprogrammprodukt auf einem tragbaren oder stationären Computer oder einem Server direkt in oder an dem Schaltsystem oder von dem Schaltsystem abgesetzt installiert sein.
[0022] Schaltzustände können derart vorliegen, dass der mindestens eine Schalter geöffnet oder geschlossen ist. Darüber hinaus kann das Sensorsignal Schaltzwischenzustände repräsentieren, insbesondere, wenn der mindestens eine Schalter schliesst. Während der Schaltzwischenzustände können die Schaltkontakte des mindestens einen Schalters wiederholt den Kontakt miteinander herstellen und trennen, wenn sie aufgrund von mechanischen Problemen, insbesondere Federproblemen des mindestens einen Schalters, gegeneinander prellen. Beispielsweise können Spannungsübergänge gemessen werden, wenn die Schaltkontakte prellen. Die Anzahl und/oder die Dauer der Prellungen kann dafür verwendet werden, das Verhalten und somit den Status des Schalters zu bestimmen, sodass das Timing der Ausgabe auch auf der Grundlage der Anzahl und/oder der Dauer der Prellungen angepasst werden kann. Das Timing kann derart angepasst werden, dass der Nulldurchgang bevorzugt in der Mitte der Periode auftritt, während welcher die Schaltkontakte prellen.
[0023] Die Mitte der Zeitperiode zwischen dem ersten Kontakt der Schaltkontakte (Tcc) und der Zeit der letzten Prellung der Kontakte (Tes) kann bestimmt werden und kann mit einem Korrekturfaktor (C) multipliziert werden, der auf der Grundlage der Temperatur und der Abnutzung bestimmt wird. Der sich ergebende Wert kann von der vorigen Zeit, die zum Schliessen des Schalters (Toc) erforderlich ist, subtrahiert werden, um den ersten Zeitpunkt zu bestimmen (Tst, Tst = Toc - 0,5*(Tcc + Tcs)*C). Falls das Prellen nicht zu Spannungsübergängen während einer Periode von bis zu 100 ms, 75 ms, 50 ms oder 25 ms führt, wird angenommen, dass das Schaltereignis keine Lichtbogenüberschläge verursacht hat, sodass das Timing und die anderen Schaltparameter nicht angepasst werden müssen.
[0024] Für den Fall, dass die Periode zwischen dem ersten Kontakt der Schaltkontakte und der letzten Prellung zunimmt, kann diese Zunahme als eine Grundlage zum Erzeugen des Wartungssignals verwendet werden. Falls insbesondere die Periode zwischen dem ersten Kontakt der Schaltkontakte und der letzten Prellung länger als eine vorbestimmte Periode ist, kann das Wartungssignal erzeugt werden.
[0025] Der vordefinierte Schaltzustand kann ein Schaltzustand sein, bei dem das Schaltereignis endet, beispielsweise ein Schaltzustand, bei dem der Schalter gerade den geöffneten oder den geschlossenen Zustand erreicht hat. Der gerade erreichte geöffnete Zustand kann dadurch gekennzeichnet sein, dass kein Strom durch den Ausgangsanschluss des Schalters fliesst. Der gerade erreichte geschlossene Zustand kann dadurch gekennzeichnet sein, dass keine Spannungsübergänge mehr auftreten oder dass durch den Ausgangsanschluss fliessender Strom einem Strom entspricht, der erwartet wird, wenn der Schalter vollständig geschlossen ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Schaltzustand durch den Spulenstrom bestimmt werden, wobei sich der Spulenstrom während des Schaltereignisse ändert und sich zum Ende des Schaltereignisses hin stabilisiert. Der stabile Spulenstrom kann den neu definierten Schaltzustand repräsentieren.
[0026] Das Schaltsignal kann ein Anstieg oder ein Abfall der an der Spule angelegten Spannung zum Beginn des Schaltereignisses sein. Der mindestens eine Schalter kann ein Relais sein. Die Steuerungsvorrichtung kann angepasst werden und das Verfahren kann durchgeführt werden, um das Timing bei jedem Schaltereignis anzupassen.
[0027] Das Schaltsystem kann eingerichtet sein zum Anpassen des Timings für nur einen der Schalter, beispielsweise für den Fall, dass andere Schalter lastfrei geschaltet werden, und insbesondere im Falle, dass ein vorgelagerter anderer der Schalter geöffnet ist, während die anderen Schalter geöffnet oder geschlossen werden. Alternativ kann das Schaltsystem eingerichtet sein zum Anpassen des Timings für mehr als einen und insbesondere für alle der Schalter, die elektrische Energie für die Last schalten und durch den Stromzähler gemessen werden sollen. Im Allgemeinen sind das System und das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung fähig zum Schalten von zahlreichen mit dem Stromzähler verbundenen Schaltern, einschliesslich unter anderem Last- und Versorgungssteuerungsschalter, die sowohl intern in dem Stromzähler und/oder zu diesem extern montiert sind, um jeweils interne und externe auf den Zähler bezogene Funktionen zu schalten, einschliesslich Funktionen und/oder elektrische Versorgung von mit dem Stromzähler verbundenen Komponenten.
[0028] Wenn insbesondere das Schaltereignis ein Öffne-Schalter-Ereignis ist, dann kann die Ausgabe des Schaltsignals derart getimt sein, dass sich die Schaltkontakte des mindestens einen Schalters voneinander wegbewegen und den Kontakt trennen, während der Strom durch den Schalter einen Nulldurchgang zeigt. Wenn insbesondere das Schaltereignis ein Schliesse-Schalter-Ereignis ist, dann kann die Ausgabe des Schaltsignals derart getimt sein, dass die Schaltkontakte des mindestens einen Schalters in physischen Kontakt miteinander gebracht werden und einen Kontakt herstellen, während die Spannung an den Kontakten einen Nulldurchgang zeigt. Somit können Bogenüberschläge vollständig verhindert werden, da das Timing dazu führt, dass die Schaltkontakte bei oder sehr nahe an dem Nulldurchgang eine Kontakt herstellen oder trennen, so lange die Spannung oder der Strom am Nulldurchgang und während die Schaltelemente einen Kontakt herstellen oder trennen, unter einer Schwelle liegt, an welcher Bogenüberschläge auftreten können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0029] Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher und auf beispielhaftem Wege unter Verwendung vorteilhafter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich mögliche Ausgestaltungen, bei welchen allerdings die wie oben beschriebenen einzelnen Merkmale unabhängig voneinander vorgesehen sein können oder in den Zeichnungen weggelassen sein können:
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Schaltsystems gemäss der vorliegenden Erfindung als Teil eines Stromzählers,
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Computerprogrammprodukts gemäss der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Betriebsverfahrens des Stromzählers gemäss der Erfindung,
Fig. 5 zeigt beispielhaft schematische Signale, wenn ein Schalter schliesst, und
Fig. 6 zeigt beispielhaft ein schematisches Diagramm, das den Spulenstrom über der Zeit, während Schaltens eines Schalters, darstellt.
Wege zur Ausführung der Erfindung [0030] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stromzählers 1 mit zwei Schaltern 2, 3 und mit einer Messvorrichtung 4, welche die Schalter 2, 3 verschaltet. Beispielsweise ist Schalter 2 ein Versorgungssteuerschalter und Schalter 3 ein Laststeuerschalter. Somit kann ein Anschluss 5 des Versorgungssteuerschalters 2 dafür vorgesehen sein, den Stromzähler 1 mit einer Stromversorgung zu verbinden, beispielsweise einem öffentlichen Strom- oder Energienetz. Anschluss 5 kann als ein Eingangsanschluss designiert sein. Darüber hinaus kann der Laststeuerschalter 3 einen Anschluss 6 zum Verbinden einer mit elektrischer Energie zu versorgender Last umfassen. Somit kann Anschluss 6 als ein Ausgangsanschluss designiert sein.
[0031] Zusätzlich kann der Versorgungssteuerschalter 2 einen Ausgangsanschluss 7 umfassen, mit welchem die Messvorrichtung 4 verbunden ist und welcher elektrische Energie von der Stromversorgung empfängt, im Falle, dass der Laststeuerschalter 2 geschlossen ist. Die Messvorrichtung 4 bestimmt die Menge an elektrischer Energie, die der Last zugeführt wird, im Falle, dass der Laststeuerschalter 3 geschlossen ist. Die Messvorrichtung 4 ist mit einem Eingangsanschluss 8 auf eine elektrische Energie leitende Weise verbunden.
[0032] Typischerweise sind der Versorgungssteuerschalter 2 und der Laststeuerschalter 3 als Relais bereitgestellt, sodass die Schalter 2, 3 automatisch und/oder ferngeschaltet werden können. Im Allgemeinen umfasst ein Relais zwei Schaltkontakte 9, 10, 11, 12, wobei einer der Schaltkontakte 9, 11 angesteuert werden kann und dadurch zum Öffnen oder Schliessen des jeweiligen Relais bewegt werden kann, und der andere der Schaltkontakte 10, 12 kann ein stationärer Schaltkontakt sein. Um die angesteuerten Schaltkontakte 9,11 anzusteuern, umfasst jeder der Schalter 2, 3 eine Schaltspule 13, 14, welche den angesteuertem Schaltkontakt 9, 11 bei Empfang eines Schaltsignals bewegt.
[0033] Um das Schaltsignal zu erzeugen und auszugeben, umfassen bekannte Stromzähler eine Steuerungsvorrichtung, die mit den Schaltspulen 13, 14 auf eine Schaltsignalübermittlungsweise verbunden ist. Im Allgemeinen timt die Steuerungsvorrichtung die Ausgabe des Schaltsignals hinsichtlich eines Nulldurchgangs der zu schaltenden Leistung, sodass Erzeugung von Bogenüberschlägen an den Schaltkontakten 9, 10, 11, 12 und daher Abnutzung der Schaltkontakte 9, 10, 11,12 verringert wird. Um in der Lage zu sein, die Ausgabe zu timen, können bekannte Stromzähler mindestens einen Leistungssensor 15, 16 umfassen, der mit dem Eingangsanschluss 5, 8 des Schalters 2, 3 verbunden ist. Der Leistungssensor 15, 16 ist eingerichtet zum Transformieren der elektrischen Leistung, beispielsweise der elektrischen Spannung oder des elektrischen Stroms an den Eingangsanschlüssen 5, 8 in ein Leistungssensorsignal, das an die Steuerungsvorrichtung übermittelt wird. Die Steuerungsvorrichtung bestimmt die Nulldurchgänge der Leistung.
[0034] Zwischen Ausgeben des Schaltsignals und Abschliessen des Schaltereignisses gibt es eine Verzögerung. Somit umfassen bekannte Steuerungsvorrichtungen Daten, die eine geschätzte Verzögerung repräsentieren, sodass Bildung von Bogenüberschlägen verringert wird. Allerdings treten weiterhin Bogenüberschläge auf, welche Abnutzung der Schaltkontakte 9, 10, 11, 12 verursachen, was zu einem frühen Versagen des jeweiligen Schalters 2, 3 führt.
[0035] Der erfindungsgemässe und wie in Fig. 1 gezeigte Stromzähler 1 kann auf dem beschriebenen bekannten Stromzähler basieren und umfasst ein erfindungsgemässes Schaltsystem 20. Das Schaltsystem 20 umfasst eine Steuerungsvorrichtung 21, welche zu der Steuerungsvorrichtung eines bekannten Stromzählers hinzugefügt oder welche anstelle der Steuerungsvorrichtung des bekannten Stromzählers verwendet werden kann.
[0036] Zusätzlich umfasst das Schaltsystem 20 mindestens einen Sensor 22, 23, der mit einem der Schalter 2, 3 und insbesondere mit dem jeweiligen Ausgangsanschluss 6, 7 des Schalters 2, 3 verbunden ist. Beispielsweise umfasst das System 20 einen Sensor 22, 23 für jeden Schalter 2, 3, d.h. für jeden Versorgungssteuerschalter 2 und jeden Laststeuerschalter 3 des Stromzählers 1.
[0037] Basierend auf der Spannung und/oder dem Strom an dem jeweiligen Ausgangsanschluss 6, 7 erzeugt der Sensor 22,23 ein Sensorsignal. Der Sensor 22,23 ist mit der Steuerungsvorrichtung 21 auf eine Sensorsignalübertragende Weise verbunden. Basierend auf dem Sensorsignal bestimmt die Steuerungsvorrichtung 21 einen Schaltzustand des jeweiligen Schalters 2, 3.
[0038] Die Steuerungsvorrichtung 21 ist eingerichtet zum Bestimmen des Schaltzustands des mindestens einen Schalters 2, 3 auf der Grundlage des Sensorsignals, Bestimmen einer Zeitdifferenz zwischen einem ersten Zeitpunkt, an welchem das Schaltsignal ausgegeben wird, und einem zweiten Zeitpunkt, an welchem der Schaltzustand des mindestens einen Schalters 2, 3 einem vordefinierten Schaltzustand entspricht, und Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage der Zeitdifferenz und hinsichtlich eines Nulldurchgangs einer Wechselspannung und/oder eines Wechselstroms, die bzw. der geschaltet werden soll.
[0039] Schaltzustände können derart sein, dass der Schalter 2, 3 geöffnet oder geschlossen ist. Darüber hinaus kann das Sensorsignal Schaltzwischenzustände repräsentieren, insbesondere wenn der Schalter 2, 3 geschlossen wird. Während der Schaltzwischenzustände können die Schaltkontakte 9,10 und 11,12 des Schalters 2,3 wiederholt Kontakt miteinander herstellen und trennen, wenn sie aufgrund mechanischer Eigenschaften des Schalters 2, 3 aufeinanderprallen. Beispielsweise können Spannungsübergänge beim Prellen der Schaltkontakte 9, 10 und 11,12 gemessen werden.
[0040] Der vordefinierte Schaltzustand kann ein Schaltzustand sein, bei dem das Schaltereignis endet, beispielsweise ein Schaltzustand, bei dem der Schalter 2, 3 gerade den geöffneten oder den geschlossenen Zustand erreicht hat. Der gerade erreichte geöffnete Zustand kann dadurch gekennzeichnet sein, dass kein Strom durch den Ausgangsanschluss 10, 11 des Schalters 2, 3 fliesst. Der gerade erreichte geschlossene Zustand kann dadurch gekennzeichnet sein, dass keinerlei Spannungsübergänge an dem Ausgangsanschluss 10, 11 des Schalters 2, 3 auftreten oder dass ein durch den Ausgangsanschluss 10, 11 des Schalters 2, 3 fliessender Strom einem bei einem vollständig geschlossenen Schalter 2, 3 zu erwartenden Strom entspricht.
[0041] Zusätzlich oder alternativ umfasst das Schaltsystem 20 einen weiteren Sensor 24, 25, der mit der Steuerungsvorrichtung 21 auf eine sensorsignalübertragende Weise verbunden ist. Der weitere Sensor 24, 25 ist eingerichtet zum Transformieren des von der Schaltspule 13, 14 gezogenen Stroms in ein weiteres Sensorsignal. Die Steuerungsvorrichtung 21 ist eingerichtet zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage des weiteren Sensorsignals.
[0042] Auf der Grundlage des weiteren Sensorsignals kann die Steuerungsvorrichtung 21 eine Bewegungsperiode bestimmen, die startet, wenn das Schaltsignal ausgegeben wird oder wenn die angesteuerten Kontakte 9, 11 sich während des Schaltereignisses zu bewegen beginnen. Das Schaltereignis kann durch Ausgeben des Schaltsignals gestartet werden.
[0043] Auf der Grundlage des Sensorsignals oder des anderen Sensorsignals kann die Steuerungsvorrichtung 21 Abnutzung des jeweiligen Schalters 2, 3 und beispielsweise der Schaltkontakte 9,10,11,12 bestimmen. Beispielsweise können die Schaltkontakte 9,10,11,12 aufgrund von Lichtbogenüberschlägen deformiert sein, sodass sich der Abstand zwischen jeweiligen Paaren von Schaltkontakten 9, 10 oder 11, 12 in dem vollständig geöffneten Zustand des Schalters 2, 3 von einem Anfangsabstand unterscheiden. Zusätzlich oder alternativ kann sich der elektrische Widerstand der Schaltspule von einem Anfangswiderstand unterscheiden, wenn beispielsweise die elektrische Isolierung der Drähte der Spule betroffen ist, z.B. durch Zeit oder durch Betriebsbedingungen.
[0044] Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerungsvorrichtung 21 eingerichtet sein zum Bestimmen nicht nur des Timings der Ausgabe, sondern auch eines weiteren Schaltparameters auf der Grundlage des Sensorsignals und/oder des anderen Sensorsignals, beispielsweise der Höhe der an der zum Schalten des Schalters 2, 3 an die Schaltspule 13, 14 angelegten Spannung. Wiederum kann das Schaltsystem 20 einen anderen Sensor 24, 25 für jeden der Schalter 2, 3 umfassen.
[0045] Alternativ oder zusätzlich zu den oben erwähnten Sensoren 22, 23, 24, 25 kann das Schaltsystem 20 noch einen weiteren Sensor 26, 27 umfassen, der eingerichtet ist zum Transformieren der Temperatur des Schalters 2, 3 und insbesondere von dessen Schaltspule 13,14 in ein Temperatursensorsignal. Im Folgenden ist dieser Sensor als der Temperatursensor 26, 27 bezeichnet. Der Temperatursensor 26, 27 ist mit der Steuerungsvorrichtung 21 auf eine sensorsignalübertragende Weise verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 21 ist eingerichtet zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals oder des anderen Schaltparameters auf der Grundlage des Temperatursensorsignals.
[0046] Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens zum Schalten eines Schalters, z.B. eines Relais, schematisch als ein Flussdiagramm. Für Elemente des Stromzählers 1 und des Schaltsystems 20, welche im Folgenden zum Beschreiben des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden, werden dieselben Bezugszeichen wie die in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 verwendeten verwendet.
[0047] Das erfindungsgemässe Verfahren 30 zum Schalten eines Schalters startet mit einem ersten Verfahrensschritt 31, in welchem das Schaltsignal an einem ersten Zeitpunkt ausgegeben wird. Nach Ausgeben des Schaltsignals wird in dem Verfahrensschritt 32 ein Schaltzustand des Schalters 2, 3 detektiert. Ein zweiter Zeitpunkt wird im Verfahrensschritt 33 definiert, sobald der detektierte Schaltzustand einem vordefinierten Schaltzustand entspricht. In dem nächsten Verfahrensschritt 34 wird die Differenz zwischen den zwei Zeitpunkten bestimmt und beispielsweise durch die Steuerungsvorrichtung 21 berechnet. Auf der Grundlage der Zeitdifferenz wird das Timing der kommenden Ausgabe des Schaltsignals im Verfahrensschritt 35 angepasst, z.B. durch die Steuerungsvorrichtung 21.
[0048] Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann anstelle des Anpassens des Timings lediglich auf der Grundlage der Zeitdifferenz, im Verfahrensschritt 36, welcher zwischen den Verfahrensschritten 34 und 35 oder parallel zu dem Verfahrensschritt 34 durchgeführt wird, zusätzlich der von der Schaltspule 13, 14 gezogene Strom während des Schaltereignisses detektiert werden. Als eine weitere Alternative kann der Verfahrensschritt 36 direkt auf den Verfahrensschritt 31 folgen und kann zusätzlich zu den oder anstelle der Verfahrensschritte/n 32 bis 34 verwendet werden.
[0049] Nach dem Verfahrensschritt 36 kann der Verfahrensschritt 35 direkt ausgeführt werden. Alternativ kann der Verfahrensschritt 37 auf den Verfahrensschritt 36 folgen, bevor das Verfahren 30 beim Verfahrensschritt 35 ankommt, wobei im Verfahrensschritt 37 die Dauer der Bewegungsperiode der Schaltkontakte 9, 11 bestimmt wird. Im Verfahrensschritt 35 kann das Timing auf der Grundlage des Spulenstroms und/oder der Bewegungsperiode angepasst werden.
[0050] Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann anstelle des Anpassens des Timings lediglich auf der Grundlage der Zeitdifferenz und/oder des Spulenstroms und/oder der Dauer der Bewegungsperiode zusätzlich die Temperatur des Schalters 2, 3 und insbesondere von dessen Schaltspule 13, 14 während, vor oder nach dem Schaltereignis in Verfahrensschritt 38 detektiert werden, welcher zwischen den Verfahrensschritten 34 und 35 oder parallel zum Verfahrensschritt 34 durchgeführt werden kann. Als eine weitere Alternative kann der Verfahrensschritt 38 direkt auf den Verfahrensschritt 31 folgen und kann zusätzlich zu den oder anstelle von den Verfahrensschritten 32 bis 34 und/oder den Verfahrensschritten 36 und 37 verwendet werden.
[0051] Somit kann das Timing auf der Grundlage der Zeitdifferenz, des Spulenstroms, der Dauer der Bewegungsperiode und/oder der Temperatur angepasst werden. Zusätzlich können andere Schaltparameter, wie die der Spule während des Schaltereignisses zugeführte Spannung, auf der Grundlage der Zeitdifferenz, des Spulenstroms, der Dauer der Bewegungsperiode und/oder der Temperatur angepasst werden.
[0052] Vor dem Verfahrensschritt 31 können Nulldurchgänge der zu schaltenden Leistung und kommende Nulldurchgänge bestimmt werden. Zusätzlich können auf der Grundlage des von der Schaltspule gezogenen Stroms, auf der Grundlage der Zeitdifferenz und/oder auf der Grundlage der Dauer der Bewegungsperiode Abnutzung des Schalters bestimmt werden oder ein andere Schaltparameter kann im Verfahrensschritt 35 angepasst werden.
[0053] Fig. 3 zeigt schematisch ein Computerprogrammprodukt 40, das Programmcode enthält, wobei der Softwarecode eingerichtet ist zum Durchführen des Verfahrens 30, wenn der Softwarecode auf einer Steuerungsvorrichtung 21 des Schaltsystems 20 ausgeführt wird.
[0054] Fig. 4 zeigt ein beispielhaftes Betriebsverfahren des Stromzählers 1 schematisch als ein Flussdiagramm. Für Elemente des Stromzählers 1 und des Schaltsystems 20, welche im Folgenden zum Beschreiben des erfindungsgemässen Betriebsverfahrens verwendet werden, werden dieselben Bezugszeichen wie die in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 verwendeten verwendet. Zusätzlich verwenden Verfahrensschritte des Verfahrens 30 zum Schalten des Schalters 2, 3, die im Folgenden verwendet werden, dieselben Bezugszeichen wie die in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2.
[0055] Das Betriebsverfahren 40 startet mit dem Verfahrensschritt 41. In dem folgenden Verfahrensschritt 42 wird auf eine Anforderung zum Umschalten des mindestens einen Schalters 2, 3 gewartet. Falls keine Anforderung zum Umschalten des mindestens einen Schalters 2, 3 erhalten wird, wartet das Betriebsverfahren 40 weiter auf die Anforderung. Nachdem die Anforderung empfangen wurde, wird der Verfahrensschritt 43 durchgeführt, in welchem eine erforderliche Zeitverzögerung zum Ausgeben des Schaltsignals nach einem kommenden Nulldurchgang bestimmt wird, wodurch der Verfahrensschritt 35 zumindest teilweise durchgeführt wird. Nachdem die erforderliche Zeitverzögerung bestimmt wurde, wird im Verfahrensschritt 44 auf einen Nulldurchgang gewartet. Nachdem der Nulldurchgang aufgetreten ist, wird in Schritt 45 ein Verzögerungstimer gestartet. Solange der Verzögerungstimer die bestimmte Zeitverzögerung nicht erreicht hat, setzt der Verzögerungstimer das Ablaufen im Verfahrensschritt 46 fort.
[0056] Sobald der Verzögerungstimer die bestimmte Zeitverzögerung erreicht hat, wird der mindestens eine Schalter 2, 3 aktiviert, d.h. durch Ausgeben des Schaltsignals im Verfahrensschritt 47 geschaltet. Gleichzeitig mit dem oder nach dem Verfahrensschritt 47 wird im Verfahrensschritt 48 ein Schalttimer gestartet, welcher dem Verfahrensschritt 31 entsprechen kann. Danach wird im Verfahrensschritt 48 auf eine Kontaktänderung gewartet, beispielsweise indem der Verfahrensschritt 32 durchgeführt wird. Falls keine Änderung des Schaltzustands im Verfahrensschritt 49 detektiert wird, falls z.B. keine
Spannungsübergänge nach einer vorbestimmten Zeitperiode, z.B. bis zu 100 ms, 75 ms, 50 ms oder 25 ms detektiert werden, wird angenommen, dass der Schalter im Verfahrensschritt 50 mit einem sehr präzisen Timing geschlossen wurde, sodass kein Lichtbogenüberschlag auftrat und keine weiteren Anpassungen des Timings werden durchgeführt. Falls eine Änderung des Schaltzustands detektiert wird, falls z.B. ein Spannungsübergang detektiert wird, speichert das Verfahren im Verfahrensschritt 51 die Kontaktschliesszeit, z.B. die Zeit des ersten Kontakts der Schaltkontakte 9,10,11,12 miteinander. [0057] Für den Fall, dass eine weitere Änderung des Kontaktzustands innerhalb einer vorherbestimmten Zeitperiode, z.B. bis zu 100 ms, 75 ms, 50 ms oder 25 ms in dem folgenden Verfahrensschritt 52 detektiert wird, macht das Verfahren 40 im Verfahrensschritt 53 weiter und speichert die Zeit dieser Änderung des Kontaktzustands als eine Kontaktschliesszeit, z.B. gemäss des Verfahrensschritts 33. Im Falle, dass im Verfahrensschritt 52 keine weitere Änderung des Kontaktzustands innerhalb der vorherbestimmten Zeitperiode, z.B. bis zu 100 ms, 75 ms, 50 ms oder 25 ms detektiert wird, macht das Verfahren 40 im Verfahrensschritt 54 weiter. In dem folgenden Verfahrensschritt 55 wird eine Kontaktverschlusszeit, in welcher die Kontakte in einem stabilen Kontaktzustand stehen und z.B. nicht mehr Prellen, definiert. Insbesondere ist die Kontaktverschlusszeit durch die letzte Änderung des Kontaktzustands definiert. Im Verfahrensschritt 56 werden die bestimmten Zeiten gespeichert. In dem Folgenden optionalen Verfahrensschritt 57 wird bestimmt, ob sich der mindestens eine Schalter 2, 3 in dem korrekten Zustand befindet. Falls sich der mindestens eine Schalter 2, 3 nicht in dem korrekten Zustand befindet, kehrt das Verfahren 40 zum Verfahrensschritt 44 zurück. Falls sich der mindestens eine Schalter 2, 3 in dem korrekten Zustand befindet, endet das Verfahren 40 mit dem Verfahrensschritt 58.
[0058] Fig. 5 zeigt ein Diagramm mit einem Ausführungsbeispiel von Betriebscharakteristika eines Schalters 2, 3 des Ausführungsbeispiels des Stromzählers 1 von Fig. 1, welcher in einem beliebigen der zuvor beschriebenen Verfahren 30, 40 zum Schalten eines Schalters 2, 3 und/oder zum Betrieb des Stromzählers 1 verwendet werden kann. Das Diagramm 60 zeigt das Schaltsignal 61, ein Indikatorsignal für Änderung von Schaltzuständen 62, z.B. das Sensorsignal, und beispielsweise Spannungsübergänge, und einen mittleren Abstand 63 der Schaltkontakte 9, 10, 11, 12 über der Zeit des mindestens einen Schalters 2, 3 relativ zueinander während eines Schaltereignisses.
[0059] Beispielsweise wird bei oder nach dem ersten Zeitpunkt P1 das Schaltsignal 61 ausgegeben. Die Schaltkontakte 9,10,11, 12 des mindestens einen Schalters 2, 3 nähern sich einander mit einer ersten Verzögerung D1 an, die durch Aufbau des Magnetfelds verursacht wird, wie durch die Änderung der Linie 63 angezeigt ist. Nach einem ersten Kontakt C1 der Schaltkontakte 9, 10, 11, 12 des mindestens einen Schalters 2, 3 ändert sich das Indikatorsignal 62 und bildet eine Indikatorspitze 11. Diese Indikatorspitze kann durch einen Spannungsübergang verursacht sein. Die Zeitperiode Tcc ist durch den ersten Zeitpunkt P1 und den ersten Kontakt C1 definiert. Eine weitere Indikatorspitze 12 folgt der ersten Indikatorspitze 11 und zeigt eine nachfolgende Änderung des Schaltzustands an, z.B. einen nachfolgenden Kontakt C2, der dem ersten Kontakt C1 folgt, wenn der Kontakt prellt. Die nachfolgende Änderung des Schaltzustands ist die letzte Änderung des Schaltzustands des Schaltereignisses gemäss dem Ausführungsbeispiel, falls die Schaltkontakte 9, 10, 11,12 aufgehört haben, zu prellen. Die Schaltkontakte 9, 10, 11, 12 prellen möglicherweise häufiger. Mit dem Ende der anderen Indikatorspitze 12, wird der zweite Zeitpunkt P2, z.B. die Zeit des letzten Prellens Tes, definiert. Nach dem zweiten Zeitpunkt P2, z.B. derzeit des letzten Prellens Tes, ändert sich der Abstand 63 nicht mehr bis zum nächsten Schaltereignis. [0060] Fig. 6 zeigt beispielhaft ein schematisches Diagramm des Spulenstroms über der Zeit, während des Schaltereignisses. Das Diagramm 70 umfasst eine Abszisse 71, welche die Zeit repräsentiert, und eine Ordinate 72, welche den Strom 73 repräsentiert, der von der Schaltspule 13,14 des mindestens einen Schalters 2, 3 gezogen wird. Während einer ersten Phase F1, welche einer ersten Verzögerung D1 des Ausführungsbeispiels von Fig. 5 entspricht, steigt der Spulenstrom mit dem Aufbau des Magnetfelds der Schaltspule 13, 14 des mindestens einen Schalters 2, 3 an. In einer nachfolgenden Phase F2, in welcher sich der Spulenstrom gegenüber der Phase F1 anders ändert, bewegen sich die Schaltkontakte 9,11 des mindestens einen Schalters 2, 3, sodass die Dauer der zweiten Phase F2 der Bewegungsperiode entspricht. Nach der zweiten Phase F2 folgt eine dritte Phase F3, während welcher der Spulenstrom stabil ist, d.h., um Prellen zu verringern, indem die Kontakte 9, 10, 11, 12 des mindestens einen Schalters 2, 3 permanent aufeinanderdrücken.
[0061] Abweichungen von den oben beschriebenen Ausführungsformen sind innerhalb der erfinderischen Idee möglich. Insbesondere können der Stromzähler 1 und daher eine jeweilige Messvorrichtung 4 und ein Schaltsystem 20 Versorgungssteuerschalter 2 und/oder Laststeuerschalter 3 sowie eine beliebige Art von anderen gemäss der vorliegenden Erfindung betriebenen Schaltvorrichtungen umfassen. Diese Schalter 2, 3 und Schaltvorrichtungen können Last- und Versorgungssteuerschalter in beliebiger gewünschter Anzahl und Gestalt beinhalten, um innerhalb und ausserhalb des Stromzählers 1 Schaltoperationen zum Schalten und Betreiben interner und externer/Hilfs- Komponenten des Stromzählers 1 durchzuführen. Die Schalter 2,3 und Schaltvorrichtungen können Eingangsanschlüsse 5, einen Ausgangsanschluss 6, einen Ausgangsanschluss 7, Eingangsanschlüsse 8, Schaltkontakte 9, 10, 11, 12, Schaltspulen 14, 15 und/oder Leistungssensoren 15, 16 sowie Steuerungen 21, Sensoren 22, 23, andere Sensoren 24, 25 und/oder Temperatursensoren 26, 27 in beliebiger Anzahl und Gestalt umfassen, die zum Durchführen von Schaltoperationen gemäss der vorliegenden Erfindung erforderlich sind.
Bezugszeichenliste [0062] 1 Stromzähler 2 Versorgungssteuerschalter 3 Leistungssteuerschalter 4 Messvorrichtung 5 Eingangsanschluss 6 Ausgangsanschluss 7 Ausgangsanschluss 8 Eingangsanschluss 9,10,11,12 Schaltkontakt 13, 14 Schaltspule 15, 16 Leistungssensor 20 Schaltsystem 21 Steuerungen 22,23 Sensor 24, 25 anderer Sensor 26,27 Temperatursensor 30 Verfahren 31 Ausgeben eines Schaltsignals an einem ersten Zeitpunkt 32 Bestimmen eines Schaltzustands 33 Bestimmen eines zweiten Zeitpunkts 34 Bestimmen der Zeitdifferenz 35 Anpassen des Timings 36 Bestimmen des Spulenstroms 37 Bestimmen der Bewegungsperiode 33 Bestimmte Temperatur 40 Betriebsverfahren 41 Start 42 Warten auf Schaltanforderung 43 Bestimmen der Zeitverzögerung 44 Warten auf Nulldurchgang 45 Starten des Verzögerungstimers 46 Fortsetzen des Verzögerungstimers 47 Aktivieren des Schalters 48 Starten des Schaltens 49 Warten auf Änderung des Schaltzustands 50 Kein Ändern der Zeitverzögerung 51 Speichern der Kontaktschliesszeit

Claims (14)

Patentansprüche
1. Schaltsystem (20) für einen Stromzähler (1) mit mindestens einem Schalter (2, 3), nämlich einem Versorgungssteuerschalter (2) und/oder einem Laststeuerschalter (3), wobei das Schaltsystem (20) eine Steuerungsvorrichtung (21) umfasst, die eingerichtet ist zum Ausgeben eines Schaltsignals (61) an den mindestens einen Schalter (2, 3) zum Starten eines Schaltereignisses des mindestens einen Schalters (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsystem (20) einen Sensor (22, 23) umfasst, der eingerichtet ist zum Transformieren des Ausgangsstroms und/oder der Ausgangsspannung des mindestens einen Schalters (2, 3) in ein Sensorsignal (62), wobei der Sensor (22, 23) mit der Steuerungsvorrichtung (21) auf eine sensorsignalübertragende Weise verbunden ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (21) eingerichtet ist zum Bestimmen eines Schaltzustands des mindestens einen Schalters (2, 3) auf der Grundlage des Sensorsignals (62), Bestimmen der Zeitdifferenz zwischen einem ersten Zeitpunkt (P1), zu welchem das Schaltsignal (61) ausgegeben wird, und einem zweiten Zeitpunkt (P2), zu welchem der Schaltzustand des mindestens einen Schalters (2, 3) einem vordefinierten Schaltzustand entspricht, und Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals (61) auf der Grundlage der Zeitdifferenz und im Hinblick auf einen Nulldurchgang einer Wechselspannung und/oder eines Wechselstroms, die/der zu schalten ist.
2. Schaltsystem (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsystem (20) einen weiteren Sensor (24, 25) umfasst, der eingerichtet ist zum Transformieren des von einer Schaltspule (13, 14) des mindestens einen Schalters (2, 3) gezogenen Stroms (73) in ein weiteres Sensorsignal, und der mit der Steuerungsvorrichtung (21) auf die Signalübertragungsweise verbunden ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (21) eingerichtet ist zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage des anderen Sensorsignals.
3. Schaltsystem (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (21) eingerichtet ist zum Bestimmen einer Bewegungsperiode (F2), die startet, wenn ein Schaltkontakt (9,11) des Schalters (2, 3) beginnt, sich während des Schaltereignisses zu bewegen, und die endet, wenn sich der Schalter (2, 3) in dem oder einem anderen vordefinierten Schaltstatus befindet, auf der Grundlage des anderen Sensorsignals, wobei die Steuerungsvorrichtung (21) eingerichtet ist zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltersignals auf der Grundlage der Dauer der Bewegungsperiode (F2).
4. Schaltsystem (20) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (21) eingerichtet ist zum Bestimmen eines Abnutzungszustandes des Schalters (2, 3) oder zum Anpassen eines weiteren Schaltparameters auf der Grundlage des anderen Sensorsignals.
5. Schaltsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung (21) eingerichtet ist zum Bestimmen eines Abnutzungszustandes des Schalters (2, 3) oder zum Anpassen eines Schaltparameters auf der Grundlage des Sensorsignals (62).
6. Schaltsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsystem (20) noch einen weiteren Sensor (26, 27) umfasst, der eingerichtet ist zum Transformieren der Temperatur des mindestens einen Schalters (2, 3) in ein Temperatursensorsignal, und der mit der Steuerungsvorrichtung (21) auf eine sensorsignalübertragende Weise verbunden ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (21) eingerichtet ist zum Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals auf der Grundlage des Temperatursensorsignals.
7. Stromzähler (1) mit einem Schaltsystem (20) und mit mindestens einem Schalter (2, 3), nämlich einem Versorgungssteuerschalter (2) und/oder einem Laststeuerschalter (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsystem (20) das Schaltsystem (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ist.
8. Verfahren (30) zum Schalten eines Schalters (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (30) die folgenden Schritte umfasst: Ausgeben eines Schaltsignals (61) an einen Schalter (2, 3) zu einem ersten Zeitpunkt (P1,31), Bestimmen eines Schaltzustands des Schalters (2, 3) auf der Grundlage einer Spannung und/oder eines Stroms, ausgegeben durch den Schalter (2, 3, 32), Bestimmen eines zweiten Zeitpunkts (P2), zu welchem der Schaltzustand einem vordefinierten Schaltzustand (33) entspricht, Bestimmen der Zeitdifferenz zwischen dem ersten Zeitpunkt (P1) und dem zweiten Zeitpunkt (P2, 34), und Anpassen des Timings eines auszugebenden Schaltsignals (61) auf der Grundlage der Zeitdifferenz und hinsichtlich eines Nulldurchgangs einer Wechselspannung und/oder eines Wechselstroms, die bzw. der geschaltet werden soll (35).
9. Verfahren (30) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Bestimmen des von der Schaltspule (13, 14) des mindestens einen Schalters (2, 3, 36) gezogenen Stroms (73) und Anpassen des Timings des auszugebenden Schaltsignals (61) auf der Grundlage des von der Schaltspule (35) gezogenen Stroms (73).
10. Verfahren (30) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundlage des von der Schaltspule (13, 14) gezogenen Stroms (73) eine Bewegungsperiode (F2) bestimmt wird (37), die startet, wenn ein Schaltkontakt (9, 11) des Schalters (2, 3) beginnt, sich während des Schaltereignisses zu bewegen, und die endet, wenn sich der Schalter (2, 3) in dem oder einem anderen vordefinierten Schaltstatus befindet, und dass das Timing der Ausgabe des Schaltsignals (61) auf der Grundlage der Dauer der Bewegungsperiode (F2, 35) angepasst wird.
11. Verfahren (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, gekennzeichnet durch Bestimmen eines Abnutzungszustandes des Schalters (2, 3) oder durch Anpassen eines anderen Schaltparameters auf der Grundlage der des von der Schaltspule (13, 14, 35) gezogenen Stroms (73).
12. Verfahren (30) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch Bestimmen eines Abnutzungszustandes des Schalters (2, 3) oder durch Anpassen eines anderen Schaltparameters auf der Grundlage der Zeitdifferenz (35).
13. Verfahren (30) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch Bestimmen der Temperatur des Schalters (2, 3, 38) und durch Anpassen des Timings der Ausgabe des Schaltsignals (61) auf der Grundlage der Temperatur (35).
14. Computerprogrammprodukt (40) mit Softwarecode, dadurch gekennzeichnet, dass der Softwarecode eingerichtet ist zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wenn der Softwarecode auf einer Steuerungsvorrichtung des Schaltsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt wird.
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