DE102005054806B3 - Method of testing the control loop of a voltage transformer for a non-earthed alternating voltage network - Google Patents

Abstract

The method involves generating cyclical test cycles when the protective circuit is switched off, wherein the control voltage supply for controlling the protective circuit is provided via a high ohmic resistor so that only a small current flows and when the output relay is switched on and off the protective circuit is not switched during the test cycle. A further high ohmic resistor, a current detector and a diode are connected in series to detect the control current. A control program activates all output relays at different times and the function of the control loop is checked. Independent claims also cover apparatus for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung und Prüfung der Steuerkreise einer Spannungsumschaltung, die bei einem Ausfall des Hauptstromnetzes (erste Leitung) auf ein Notstromnetz (zweite Leitung) über Leistungsschütze umschaltet und bei der ein nachgeordnetes isoliertes Wechselspannungsnetz (IT-Netz) angeordnet ist und mit Hilfe einer Isolationsüberwachung überwacht wird.The The invention relates to a method and a device for monitoring and exam the control circuits of a voltage change in the event of a failure of the main electricity network (first line) to an emergency power network (second Line) contactors switches and at a downstream isolated AC voltage network (IT network) is arranged and monitored by means of insulation monitoring.

Es ist bekannt zur sicheren Energieversorgung in Krankenhäusern für ungeerdete isolierte Wechselspannungsnetze (IT- Netze) Spannungsumschalteinrichtungen zur Netzumschaltung von einer Leitung auf eine andere Leitung und nach geordnete Isolationsüberwachungseinrichtungen einzusetzen. Gemäß ESA Elektroschaltanlagen Grimma GmbH in D-04668 Grimma, Druckschrift HOSPEC 03/05 bestehen derartige Einrichtungen aus einzelnen Steuergeräten zur Erkennung von Spannungsausfällen, Umschaltung der Steuerspannung, Isolations-, Last- und Temperaturüberwachung und Prüfsignalerzeugung zur Isolationsfehlersuche. Außerdem ist allgemein bekannt, dass zur Überwachung der Steuerkreise Optokoppler mit Vorwiderständen an den Relaiskontakten und Parallelwiderstände zu den Hilfskontakten der Leistungsschütze angeordnet und ein oder mehrere Ruhestromkreise bilden. Bei Drahtbruch erfolgt eine Unterschreitung des Sollwertes und es erfolgt eine Störungsmeldung.It is known for safe energy supply in hospitals for ungrounded isolated AC networks (IT networks) Voltage switching devices for switching the network from one line to another line and according to ordered insulation monitoring equipment use. According to ESA electrical switchgear Grimma GmbH in D-04668 Grimma, publication HOSPEC 03/05 exist such facilities from individual control units for detecting power failures, switching the control voltage, insulation, load and temperature monitoring and test signal generation for insulation fault location. Furthermore is well known for surveillance the control circuits optocouplers with series resistors at the relay contacts and shunt resistors arranged to the auxiliary contacts of the contactors and one or form several closed circuit circuits. If the wire breaks, it falls below it of the setpoint and there is a fault message.

Nachteilig ist, dass bei derartigen Spannungsumschaltungen aus Einzelgeräten nur eine Überwachung auf Steuerleitungsunterbrechung erfolgt und damit keine Kontrolle der Schaltglieder der Einzelgeräte ohne Testumschaltung möglich ist. Der Einsatz von einfachen Stromdetektoren in der Drahtbrucherkennung der Steuerkreise mit einer binären „Strom fließt" Meldung erschwert das Erkennen von Verdrahtungsfehlern in der Verriegelung der Steuerkreise.adversely is that in such voltage switching from single devices only a surveillance on control line interruption takes place and thus no control the switching elements of the individual devices without test switching possible is. The use of simple current detectors in the wire break detection the control circuits with a binary "current flows "message difficult the detection of wiring errors in the locking of the control circuits.

Auch werden abgefallene oder defekte Einzel-Hilfskontakte d.h. ohne zusätzlichen Rückmeldekontakt mit den herkömmlichen Schaltungen nicht erkannt.Also are dropped or defective single auxiliary contacts i. without additional Monitoring contact with the conventional ones Circuits not recognized.

Außerdem können an den bekannten Spannungsumschaltungen unbemerkt Störungen der Stromversorgung des IT-Netz Transformators erfolgen. Die Erkennung von Störungen an den internen Relais der Steuerkreise ist nur durch Auslösen der Umschaltung möglich. Zur Überwachung der Funktionalität werden deshalb periodisch manuell Umschalttests durchgeführt.Besides, you can the known voltage switching unnoticed disturbances of the power supply of the IT network transformer. The detection of faults the internal relay of the control circuits is only by triggering the changeover possible. For monitoring the functionality For this reason, manual switchover tests are carried out periodically.

Nachteilig ist außerdem, dass mehrere Einzelgeräte mit ähnlicher Hardware, wie z.B. Mikrocontroller, LCD-Display, Feldbus-Schnittstelle und Netzteil, für eine Spannungsumschaltung eingesetzt werden müssen, was zu höheren Kosten, mehr Platzbedarf, höheren Verdrahtungsaufwand, geringerer Funktionssicherheit, komplizierter Fehlersuche/Diagnose, höherer Buslast des Feldbusses und höheren Energieverbrauch der Steuerung führt.adversely is also that several single devices with similar Hardware, such as Microcontroller, LCD display, fieldbus interface and power supply, for A voltage switch must be used, resulting in higher costs, more Space requirement, higher Wiring costs, lower reliability, more complicated Troubleshooting / diagnosis, higher Bus load of the fieldbus and higher energy consumption the controller leads.

Eine ähnliche Umschaltung ist aus der DE 199 01 227 A1 bekannt, die bei Ausfall einer Stromversorgungsspannung auf eine zweite Stromversorgungsspannung umschaltet. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass eine Fehlererfassungschaltung ausschließlich die Kenngrößen der Stromversorgungsspannung an den Eingängen erfasst.A similar switch is from the DE 199 01 227 A1 known, which switches to a second power supply voltage in case of failure of a power supply voltage. The disadvantage of this solution is that an error detection circuit detects only the characteristics of the power supply voltage at the inputs.

Aus der DE 39 26 990 A1 ist eine Netzumschaltung mit zwei Schützgruppen bekannt, die elektrisch und mechanisch verriegelt sind. Bei einem Defekt an einem Schütz einer Schützgruppe übernimmt ein zweites Schütz die Umschaltung.From the DE 39 26 990 A1 is a network switching with two contactor groups are known, which are electrically and mechanically locked. If there is a defect in a contactor of a contactor group, a second contactor takes over the changeover.

Aus dem Katalog der Schneider Electric GmbH in D-40880 Ratingen, Druckschrift ZXKNETZUMSCHALTER, 2002 sind Netzumschalter mit Leistungsschalter und Leistungstrennschalter bekannt, bei denen die Spannungsversorgung der Steuereinheiten direkt vom Normalnetz oder Reservenetz mit Hilfe eines Steuerspannungsschaltrelais erfolgt.Out the catalog of Schneider Electric GmbH in D-40880 Ratingen, publication ZXKNETZUMSCHALTER, 2002 are power switches with circuit breaker and circuit breakers are known in which the power supply the control units directly from the normal network or reserve network with help a control voltage switch relay takes place.

Aus der DBP 1151062 ist eine Einrichtung zum Prüfen von betriebsmäßig installierten Relais bekannt, bei der die Prüfung der Auslösekanäle durch Zuschalten eines Melderelais mit einem Schutzwiderstand erfolgt, so dass durch Strombegrenzung anstelle des Schalters das Melderelais anspricht.Out the DBP 1151062 is a device for testing operationally installed Relay known at the time of the test the trigger channels Connecting a signaling relay with a protective resistor, so that current limit instead of the switch, the signal relay responds.

Nachteilig bei allen bekannten Lösungen ist, dass eine automatische Prüfung der gesamten Umschaltung einschließlich Steuerautomatik im Betrieb nicht erfolgt und damit kein Nachweis über die sichere Funktion der gesamten Einrichtung vorhanden ist.adversely in all known solutions is that an automatic test the entire switching including automatic control during operation not and thus no proof about the secure operation of the entire facility is present.

Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe eine Einrichtung zur Spannungsumschaltung von isolierten ungeerdeten Netzen mit geringem Platzbedarf zur Anordnung in Schaltschränken und minimalem Verdrahtungsaufwand sowie Eigenüberwachung und Prüfung einschließlich Nachweis der geräteinternen Schaltfunktion der Spannungsumschaltung unter Vermeidung von Umschalttests und mit Störungsmeldung einschließlich Überwachung der Stromversorgung des gesamten IT- Netzes zu schaffen.The The invention therefore provides the object of a device for voltage switching of isolated ungrounded networks with a small footprint for placement in control cabinets and minimal wiring and self-monitoring and testing including proof the device internal Switching function of voltage switching while avoiding switching tests and with error message including surveillance power supply to the entire IT network.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.The Task is solved with the features of claims 1 and 2 respectively. advantageous Further developments are contained in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert:The invention will be apparent from the following Embodiments explained in more detail:

1: Übersichtsdarstellung einer bekannten Spannungsumschaltung 1 : Overview of a known voltage changeover

2 Übersichtsdarstellung einer erfindungsgemäßen Spannungsumschaltung 2 Overview of a voltage changeover according to the invention

3 Übersichtsdarstellung einer erfindungsgemäßen Steuerkreisüberwachung 3 Overview of a control circuit monitoring according to the invention

4 Ausführung eines erfindungsgemäßen Spannungsumschaltgerätes 4 Execution of a voltage switching device according to the invention

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 der Aufbau und die Funktionsweise einer bekannten Umschalteinrichtung näher beschrieben.The following is with reference to 1 the structure and operation of a known switching device described in more detail.

Eine Umschalteinrichtung für ein IT-Netz weist zwei Spannungseingänge Erste Leitung EL und Zweite Leitung ZL, zwei Leistungsschütze K1 und K2, Ausgangsleitung 2, Transformator 3 mit Temperatursensor 4, einen Stromwandler 5, ein Steuerspannungsschaltgerät 7, ein Spannungsüberwachungsgerät 8, einen optionalen Prüfsignalgenerator 9 für ein hier nicht dargestelltes nachfolgendes Fehlerstromsuchsystem und ein Isolationsüberwachungsgerät 10 auf, wobei alle Steuerungsgeräte 8, 9, und 10 über einen Feldbus 11 untereinander und mit der übergeordneten Leitebene verbunden sind.A switching device for an IT network has two voltage inputs First line EL and Second line ZL, two contactors K1 and K2, output line 2 , Transformer 3 with temperature sensor 4 , a current transformer 5 , a control voltage switching device 7 , a voltage monitor 8th , an optional test signal generator 9 for a not shown here subsequent fault current search system and an insulation monitoring device 10 on, with all the control devices 8th . 9 , and 10 over a fieldbus 11 connected with each other and with the higher-level management level.

Das Steuerspannungsschaltgerät 7 überwacht die Eingangsspannung der Zweiten Leitung ZL und schaltet bei Unterschreitung eines Sollwertes über ein internes Relais die Steuerspannungsversorgung L/N für die Erregerspulen der Leistungsschütze K1 und K2 von der zweiten Leitung ZL zur Ersten Leitung EL um, so dass bei Ausfall der Zweiten Leitung ZL der Betrieb der Spannungsumschaltung gewährleistet ist.The control voltage switching device 7 monitors the input voltage of the second line ZL and switches when falling below a setpoint via an internal relay, the control voltage supply L / N for the excitation coils of the contactors K1 and K2 from the second line ZL to the first line EL, so that in case of failure of the second line ZL of Operation of voltage switching is guaranteed.

Das Spannungsüberwachungsgerät 8 überwacht die Spannung von der Ersten Leitung EL und der Zweiten Leitung ZL sowie der Ausgangsleitung 2 und schaltet bei Ausfall der Ersten Leitung EL die Ausgangsleitung 2 über die beiden Leistungsschütze K1 und K2 in einem vorgegebenen Zeitregime auf die Zweite Leitung ZL um, wobei über Hilfskontakte an den Leistungsschütze K1 bzw. K2 eine Verriegelung und Rückmeldung erfolgt und über interne Detektoren eine Drahtbrucherkennung der Steuerkreise nach dem Ruhestromprinzip erfolgt.The voltage monitor 8th monitors the voltage from the first line EL and the second line ZL and the output line 2 and switches the output line in case of failure of the first line EL 2 via the two contactors K1 and K2 in a predetermined time regime to the second line ZL, via auxiliary contacts on the contactors K1 and K2 interlocking and feedback occurs and via internal detectors an open circuit detection of the control circuits according to the closed-circuit principle.

Der optionale Prüfsignalgenerator 9 speist im Falle eines durch das Isolationsüberwachungsgerät 10 erfassten Isolationsfehlers in dem IT-Netz 6 einen Prüfstrom gegen Erde ein, der durch nicht dargestellte Differenzstromwandler in den Netzabgängen erfasst wird und übernimmt die Steuerung und Auswertung der Differenzstromerfassung.The optional test signal generator 9 feeds through the insulation monitoring device in case of one 10 detected insulation fault in the IT network 6 a test current to ground, which is detected by not shown differential current transformer in the network outlets and takes over the control and evaluation of differential current detection.

Das Isolationsüberwachungsgerät 10 überwacht das IT-Netz auf Isolationsfehler und den zugehörigen Transformator 3 mit Hilfe des Temperatursensors 4 auf Übertemperatur und den Stromwandler 5 auf Überlast.The insulation monitoring device 10 monitors the IT network for insulation faults and the associated transformer 3 with the help of the temperature sensor 4 on overtemperature and the current transformer 5 on overload.

Durch Überwachung der Spannung der IT- Netzleitung 6 wird der ordnungsgemäße Anschluss des Isolationsüberwachungsgerätes 10 an den Transformator 3 geprüft. Der Stromwandler 5 wird auf Kurzschluss oder Unterbrechung über Widerstandsmessung überwacht. Das Isolationsüberwachungsgerät 10 kann über ein internes Schaltglied über einen Testwiderstand geprüft werden.By monitoring the voltage of the IT power line 6 is the proper connection of the insulation monitoring device 10 to the transformer 3 checked. The current transformer 5 is monitored for short circuit or interruption via resistance measurement. The insulation monitoring device 10 can be tested via an internal switching element via a test resistor.

Die Parametrierung und Fehlerdiagnose vor Ort erfolgt in der Regel durch LCD-Displays, Tasten und Signalleuchten an den einzelnen Geräten.The Parameterization and fault diagnosis on site is usually carried out by LCD displays, buttons and signal lights on each device.

In 2 ist die erfindungsgemäße Spannungsumschaltung 1 dargestellt. Die Erregerspulen der Leistungsschütze K1 und K2 sind über ein Ausgangsrelais 27 und ein Trennrelais 25 mit einem Steuerspannungsschaltrelais 28 verbunden, so dass im Normalbetrieb das Steuerspannungsschaltrelais 28 angezogen ist und die zweite Leitung ZL die Steuerspannungsversorgung L/N für ein Netzteil 16 und die Erregerspulen für Leistungsschütze K1 und K2 liefert. Es ist eine Anzeige- und Bedienung 20, Digitale Eingänge 21, Bus 30 und Prüfsignalgenerator 15 angeordnet und mit einer CPU2 23 verbunden. Zusätzlich zur Isolationsüberwachung 19, Lastüberwachung 18 und Temperaturüberwachung 17 erfolgt die Erfassung der Spannung des IT-Netzes 6 auf der Sekundärseite des Transformator 3 über Spannungsdetektoren IT-Netz 22. Diese sind zur Analogwerterfassung durch CPU2 verbunden. CPU2 ist durch serielle Schnittstelle 33 und galvanischer Trennung 37 mit CPU1 24 der Spannungsüberwachung 38 verbunden.In 2 is the voltage switching according to the invention 1 shown. The excitation coils of the contactors K1 and K2 are via an output relay 27 and a disconnect relay 25 with a control voltage switch relay 28 connected so that in normal operation the control voltage switch relay 28 is attracted and the second line ZL, the control power supply L / N for a power supply 16 and supplies the excitation coils for contactors K1 and K2. It is a display and operation 20 , Digital inputs 21 , Bus 30 and test signal generator 15 arranged and with a CPU2 23 connected. In addition to insulation monitoring 19 , Load monitoring 18 and temperature monitoring 17 the detection of the voltage of the IT network takes place 6 on the secondary side of the transformer 3 via voltage detectors IT network 22 , These are connected to the analog value acquisition by CPU2. CPU2 is through serial interface 33 and galvanic isolation 37 with CPU1 24 the voltage monitoring 38 connected.

3 beschreibt die erfindungsgemäße Spannungsüberwachung 38. Über ein Steuerspannungsschaltrelais 28 wird die Steuerspannungsversorgung L/N über Trennrelais 25 und Ausgangsrelais 27 mit den Erregerspulen der Leistungsschütze K1 und K2 verbunden. 3 describes the voltage monitoring according to the invention 38 , Via a control voltage switch relay 28 the control voltage supply L / N is via isolating relay 25 and output relays 27 connected to the excitation coils of the contactors K1 and K2.

Durch die Ausgangsrelais 27 wird die Umschaltung von beispielsweise der Ersten Leitung EL auf die zweite Leitung ZL durch Schalten der Leistungsschütze K1 und K2 realisiert. Parallel zu den Kontakten der Ausgangsrelais 27 sind Widerstände Ausgangsrelais 31, Stromdetektoren 29 und Dioden 32 angeordnet. Außerdem ist parallel zum Kontakt des Trennrelais 25 ein Widerstand Trennrelais 26 und vor dem Trennrelais 25 eine Spannungsdetektor 35 und nach dem Trennrelais 25 ein Spannungsdetektor 36 angeordnet.Through the output relays 27 the switching from, for example, the first line EL to the second line ZL is realized by switching the contactors K1 and K2. Parallel to the contacts of the output relays 27 resistors are output relays 31 , Current detectors 29 and diodes 32 arranged. It is also parallel to the contact of the isolating relay 25 a resistor isolating relay 26 and in front of the isolating relay 25 a voltage detector 35 and after the isolating relay 25 a voltage detector 36 arranged.

In einem Prüfzyklus öffnet das Trennrelais 25, so dass über den Widerstand 26 die Erregerspulen der Leistungsschütze K1 und K4 hochohmig mit der Steuerspannung L verbunden sind und dadurch während eines Prüfzyklus bei geöffneten Trennrelais 25 die Leistungsschütze K1 bzw. K2 nicht schalten und damit keine Spannungsumschaltung erfolgt. Ist nach aktivierten Trennrelais 25 eine Spannungsdifferenz zwischen Spannungsdetektor 35 und 36 vorhanden, erfolgt innerhalb des Prüfzyklus die zeitversetzte Aktivierung der Einzelfunktionen der Spannungsumschaltung 1 einschließlich der Schaltung der entsprechenden Ausgangsrelais 27. Über die Dioden 32, Widerstand Ausgangsrelais 31 und Widerstand Trennrelais 26 wird für jede angeschlossene Spule eines Leistungsschütze K1 bzw. K2 der Ruhestrom über Stromdetektor 29 und die Spannung an den Erregerspulen der Leistungsschütze K1 und K2 über Spannungsdetektor 36 erfasst und daraus die Funktionalität der Erregerspulen der Leistungsschütze K1 und K2 und durch Schalten der Ausgangsrelais 27 während des Prüfzyklus die Funktion der Spannungsumschaltung 1 einschließlich Ausgangsrelais 27 nachgewiesen. Durch die Dioden 32 erfolgt eine Lastverteilung im Prüfzyklus.The isolating relay opens in one test cycle 25 so that about the resistance 26 the excitation coils of the contactors K1 and K4 are connected in high impedance to the control voltage L and thereby during a test cycle with the isolating relay open 25 The contactors K1 or K2 do not switch and therefore no voltage change takes place. Is after activated isolating relay 25 a voltage difference between voltage detector 35 and 36 If present, the time-delayed activation of the individual functions of the voltage change takes place within the test cycle 1 including the circuit of the corresponding output relays 27 , About the diodes 32 , Resistor output relay 31 and resistor isolation relay 26 For each connected coil of a contactor K1 or K2, the quiescent current via current detector 29 and the voltage across the excitation coils of the contactors K1 and K2 via voltage detector 36 detects and from this the functionality of the excitation coils of the contactors K1 and K2 and by switching the output relays 27 during the test cycle the function of voltage switching 1 including output relay 27 demonstrated. Through the diodes 32 a load distribution takes place in the test cycle.

Für den Selbsttest der Spannungsumschaltung 1 ist eine Einrichtung zur Erkennung des Schaltzustandes des Steuerspannungsschaltrelais 28 derart ausgeführt, das jeweils zwei Relaiskontakte des Steuerspannungsschaltrelais 28 in Reihe geschaltet sind und zwischen den Kontakten des Steuerspannungsschaltrelais 28 ein Spannungsdetektor 39 mit hochohmigen Innenwiderstand geschaltet ist, der die Verbindung der beiden Relaiskontakte des Steuerspannungsschaltrelais 28 hochohmig nach N belastet und dadurch die Schaltzustände des Steuerspannungsschaltrelais 28 überwacht.For the self-test of voltage switching 1 is a device for detecting the switching state of the control voltage switch relay 28 so executed, the two relay contacts of the control voltage switch relay 28 are connected in series and between the contacts of the control voltage switch relay 28 a voltage detector 39 is connected with high-impedance internal resistance, the connection of the two relay contacts of the control voltage switch relay 28 high-impedance loads to N and thereby the switching states of the control voltage switch relay 28 supervised.

Zur Vermeidung möglicher Verpolungen der anzuschließenden Steuerspannungsversorgung L/N wird über einen Spannungsmesser Nulleiter 13 die Spannung zwischen Nulleiter und Erde erfasst und bei Überschreitung eines Sollwertes bei verpolten Anschluss der Steuerspannungsversorgung L/N eine Störungsmeldung ausgelöst.To avoid possible reverse polarity of the control voltage supply L / N to be connected, a neutral voltmeter is used 13 the voltage between neutral and earth is detected and triggers a fault message when a setpoint is exceeded when the control voltage supply L / N is connected in reverse polarity.

In 4 ist eine beispielhafte Ausführung einer Spannungsumschaltung 1 dargestellt. Auf einer Leiterplatte Anschlussklemmplatine 40 sind Leiterplatte Steuerspannungsbildung 41, Leiterplatte Prüfsignalbildung 42, Leiterplatte Analogverarbeitung 44 und Leiterplatte Anzeige- und Bedienung und CPU 43 angeordnet. Auf der Leiterplatte Anschlussklemmplatine 40 sind die Klemmblöcke 45 bis 52 für externen Anschluss, vorzugsweise als Steckkontakte, angeordnet.In 4 is an exemplary embodiment of a voltage switch 1 shown. On a circuit board terminal board 40 are printed circuit board control voltage education 41 , PCB test signal formation 42 , Printed circuit board analog processing 44 and PCB display and operation and CPU 43 arranged. On the circuit board terminal board 40 are the terminal blocks 45 to 52 for external connection, preferably arranged as plug contacts.

ELEL

Erste LeitungFirst management

ZLZL

Zweite LeitungSecond management

K1K1

Leistungsschützcontactor

K2K2

Leistungsschützcontactor

L/N L / N

SteuerspannungsversorgungControl power supply

R1R1

Parallelwiderstandparallel resistance

11

Spannungsumschaltungvoltage switching

22

Ausgangsleitungoutput line

33

Transformatortransformer

44

Temperatursensortemperature sensor

55

StromwandlerPower converter

66

IT-NetzIT network

77

SteuerspannungsschaltgerätControl voltage switchgear

88th

SpannungsüberwachungsgerätVoltage monitoring device

99

Prüfsignalgeneratortest signal generator

1010

IsolationsüberwachungsgerätInsulation monitoring device

1111

Feldbusfieldbus

1212

Steuerausgangcontrol output

1313

Spannungsmesser Nullleitervoltmeter neutral

1414

Störungsmeldungfailure report

1515

Prüfsignalerzeugungtest signal generation

1616

Netzteilpower adapter

1717

Temperaturüberwachungtemperature monitoring

1818

Lastüberwachungload sensing

1919

Isolationsüberwachunginsulation monitoring

2020

Anzeige- und BedienungDisplay- and operation

2121

Digitale Eingängedigital inputs

2222

Spannungsdetektor IT-Netzvoltage detector IT network

2323

CPU2CPU2

2424

CPU1CPU1

2525

Trennrelaisisolating relay

2626

hochohmiger Widerstandhigh-impedance resistance

2727

Ausgangsrelaisoutput relay

2828

SteuerspannungsschaltrelaisControl voltage switching relays

2929

Stromdetektorcurrent detector

3030

Busbus

3131

hochohmiger Widerstandhigh-impedance resistance

3232

Diodediode

3333

serielle Schnittstelleserial interface

3434

Relaisrelay

3535

Spannungsdetektorvoltage detector

3636

Spannungsdetektorvoltage detector

3737

galvanische Trennunggalvanic separation

3838

Spannungsüberwachungvoltage monitoring

3939

Spannungsdetektorvoltage detector

4040

Leiterplatt AnschlussklemmplatineHead Platt Terminal board

4141

Leiterplatte Steuerspannungsbildungcircuit board Control voltage Education

4242

Leiterplatte Prüfsignalbildungcircuit board Prüfsignalbildung

4343

Leiterplatte Anzeige und Bedienung und CPUcircuit board Display and operation and CPU

4444

Leiterplatte Isolationsüberwachung und Analogverarbeitungcircuit board insulation monitoring and analog processing

4545

Klemmblock Primärspannungenterminal block primary voltages

4646

Klemmblock IT-Netzterminal block IT network

4747

Klemmblock Transformatorüberwachungterminal block transformer monitoring

4848

Klemmblock Gerätestörungterminal block equipment failure

4949

Klemmblock Steuerausgangterminal block control output

5050

Klemmblock Busterminal block bus

5151

Klemmblock Busterminal block bus

5252

Klemmblock Digitale Eingängeterminal block digital inputs

5353

Netzteilpower adapter

Claims (7)

Verfahren zur Prüfung der Steuerkreise einer Spannungsumschaltung (1) für ein ungeerdetes isoliertes Wechselspannungsnetz (IT-Netz 6), – wobei die Spannungsumschaltung (1) Ausgangsrelais (27) zur Ansteuerung von Leistungsschützen (K1, K2) aufweist, – wobei das ungeerdete isolierte Wechselspannungsnetz (6) im abgeschalteten Zustand der Leistungsschütze (K1, K2) aus einem Hauptstromnetz (EL) über einen Transformator (3) gespeist wird, – wobei bei einem Ausfall des Hauptstromnetzes (EL) die Leistungsschütze (K1, K2) eingeschaltet werden und das ungeerdete isolierte Wechselspannungsnetz (6) aus einem Hilfsstromnetz (ZL) über den Transformator (3) gespeist wird und – wobei die Spannungsumschaltung (1) eine Steuerspannungsversorgung (L/N) für die Steuerkreise aus dem Haupt- (EL) oder Hilfsstromnetz (ZL) sowie eine Isolationsüberwachungseinrichtung für das ungeerdeten isolierte Wechselspannungsnetz 6 aufweist dadurch gekennzeichnet, – dass im abgeschalteten Zustand der Leistungs schütze (K1 und K2) zyklische Prüfzyklen erzeugt werden, wobei die Steuerspannungsversorgung (L/N) für die Ansteuerung der Leistungsschütze (K1, K2) zwecks Strombegrenzung über einen hochohmigen Widerstand (26) erfolgt und dadurch nur ein Strom kleiner dem Anzugsstrom der Spulen der Leistungsschütze (K1 und K2) fließen kann, so dass beim Ein- und Ausschalten der Ausgangsrelais (27) die Leistungsschütze (K1, K2) während des Prüfzyklus nicht geschalten werden, – dass zur Erfassung des Stromes in den Steuerstromkreisen bei geöffneten Ausgangsrelaiskontakten parallel zu jedem Ausgangsrelaiskontakt ein weiterer hochohmiger Widerstand (31), ein Stromdetektor (39) und eine Diode (32) in Reihe geschaltet sind, – dass ein Steuerprogramm zeitversetzt alle Ausgangsrelais (27) aktiviert und die Funktion der Steuerkreise nachgewiesen wird durch das Erfassen und Auswerten des Spannungsabfalles über dem hochohmigen Widerstand (26) bei geöffneten und geschlossenen Ausgangsrelaiskontakten und durch Erfassen und Auswertung des Stromes in den Steuerstromkreisen bei geöffneten Ausgangsrelaiskontakten.Method for testing the control circuits of a voltage changeover ( 1 ) for an ungrounded isolated AC network (IT network 6 ), Wherein the voltage switching ( 1 ) Output relay ( 27 ) for controlling power contactors (K1, K2), - wherein the ungrounded isolated AC voltage network ( 6 ) in the switched-off state of the contactors (K1, K2) from a main power supply (EL) via a transformer ( 3 ) is energized, - in case of failure of the main power network (EL), the contactors (K1, K2) are turned on and the ungrounded isolated AC network ( 6 ) from an auxiliary power supply (ZL) via the transformer ( 3 ) and wherein the voltage switching ( 1 ) a control voltage supply (L / N) for the control circuits from the main (EL) or auxiliary power network (ZL) and an insulation monitoring device for the ungrounded isolated AC mains 6 characterized in that - in the switched-off state of the power contactors (K1 and K2) cyclic test cycles are generated, wherein the control voltage supply (L / N) for controlling the contactors (K1, K2) for the purpose of current limitation via a high-impedance resistor ( 26 ) and thereby only a current smaller than the starting current of the coils of the power contactors (K1 and K2) can flow, so that when switching on and off of the output relay ( 27 ) the contactors (K1, K2) are not switched during the test cycle, - that for detecting the current in the control circuits with open output relay contacts parallel to each output relay contact another high resistance ( 31 ), a current detector ( 39 ) and a diode ( 32 ) are connected in series, - that a control program with time delay, all output relays ( 27 ) and the function of the control circuits is detected by detecting and evaluating the voltage drop across the high-impedance resistor ( 26 ) with open and closed output relay contacts and by detecting and evaluating the current in the control circuits with open output relay contacts. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Steuerspannungsschaltrelais (28) für die Steuerspannungsversorgung (L/N) der Steuerkreise aus dem Haupt- (EL) oder Hilfsstromnetz (ZL) vorgesehen ist, – dass der Kontakt eines Trennrelais (25) in Reihe mit den Kontakten der Ausgangsrelais (27) geschaltet ist, wobei der hochohmige Widerstand (26) durch den Kontakt des Trennrelais (25) überbrückbar ist, – dass Spannungsdetektoren (35, 36) zur Erfassung der Spannung vor und nach dem Trennrelais (25) vorgesehen sind.Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that - a control voltage switch relay ( 28 ) is provided for the control voltage supply (L / N) of the control circuits from the main (EL) or auxiliary power network (ZL), - that the contact of a separation relay ( 25 ) in series with the contacts of the output relays ( 27 ), wherein the high-impedance resistor ( 26 ) by the contact of the isolating relay ( 25 ) is bridgeable, - that voltage detectors ( 35 . 36 ) for detecting the voltage before and after the isolating relay ( 25 ) are provided. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über einen weiteren Spannungsdetektor (39) der tatsächliche Schaltzustand des Steuerspannungsschaltrelais (28) erfasst wird, indem die Spannung zwischen zwei in Reihe geschalteten Kontakten des Steuerspannungsrelais (28) ausgewertet wird.Apparatus according to claim 2, characterized in that via a further voltage detector ( 39 ) the actual switching state of the control voltage switch relay ( 28 ) is detected by the voltage between two series-connected contacts of the control voltage relay ( 28 ) is evaluated. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden in Reihe geschalteten Kontakte des Steuerspannungsschaltrelais (28) Öffnerkontakte sind und dass die Spannung zwischen beiden Öffnerkontakten mit einem Spannungsdetektor (39) erfasst wird.Apparatus according to claim 3, characterized in that the two series-connected contacts of the control voltage switching relay ( 28 ) Are NC contacts and that the voltage between both NC contacts with a voltage detector ( 39 ) is detected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aktivieren des Trennrelais (25) die Spannung vor und nach dem Kontakt des Trennrelais (25) erfasst wird und dass beim Vorliegen einer Spannungsdifferenz mit der Prüfung fortgefahren wird.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that after activating the isolating relay ( 25 ) the voltage before and after the contact of the isolating relay ( 25 ) and that the test is continued if there is a voltage difference. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennrelais (25) zwischen Steuerspannungsschaltrelais (28) und Ausgangsrelais (27) angeordnet ist.Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the isolating relay ( 25 ) between control voltage switching relays ( 28 ) and output relays ( 27 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle für die Netzumschaltsteuerung, Spannungsversorgung, Prüfung, Anzeige, Störungsmeldung, Schnittstellen, Bedienung, Isolationsüberwachung und ggf. für eine Last- und Transformatorüberwachung erforderlichen Schaltungsanordnungen der Spannungsumschaltung (1) auf Leiterplatten (40, 41, 42, 43, 44) innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, wobei auf einer der Leiterplatten (40) insbesondere als Steckkontakte ausgeführte Klemmblöcke (45...52) für externe Verbindungen vorgesehen sind.Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that all necessary for the Netzumschaltsteuerung, power supply, testing, display, error message, interfaces, operation, insulation monitoring and possibly for a load and transformer monitoring circuitry of voltage switching ( 1 ) on printed circuit boards ( 40 . 41 . 42 . 43 . 44 ) are arranged within a housing, wherein on one of the printed circuit boards ( 40 ) in particular designed as plug contacts terminal blocks ( 45 ... 52 ) are provided for external connections.