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Die Erindung bezieht sich auf eine elektrische Anzeige- und Prüfschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 6.
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Elektrische Anzeige- und Prüfschaltungen, vorliegend auch kurz Anzeige-/Prüfschaltungen bezeichnet, werden in verschiedensten Typen und zu den verschiedensten Anzeige- und/oder Prüfzwecken eingesetzt, ein Typ beispielsweise zur Spannungsanzeige und/oder Spannungsprüfung in Mittel- und Hochspannungsanlagen, wie insbesondere in Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen, wobei hierzu die Anzeige-/Prüfgeräte sowohl in mobiler wie auch in fest in eine Schaltanlage integrierter Ausführung bekannt sind. Diese Geräte entnehmen die Information über den Spannungszustand einer sogenannten Koppelelektrode, die kapazitiv oder ohmsch ausgeführt sein kann und an die sie über Verbindungsleitungen dauerhaft oder temporär angeschlossen werden.
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Anzeige-/Prüfgeräte zur Spannungsprüfung in Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen sind auch in einschlägigen Normen beschrieben, siehe VDE 0682 T 415 und IEC 61243-5. Dieser Norm entsprechende Anzeige-/Prüfgeräte sehen zwei oder mehr unterschiedliche Anzeigezustände für die Prüfzustandsanzeige vor, z. B. zur Erkennung, ob die über die Koppelelektrode, d. h. das normgemäße Koppelteil, erfasste Spannung über 45% der (verketteten) Nennspannung oder weniger als 10% derselben beträgt oder im Bereich dazwischen liegt. Bei einem weit verbreiteten Gerätetyp erfolgt die Energieversorgung allein über die Koppelelektrode, d. h. durch das eingangsseitig anstehende Anzeige-/Prüfeingangssignal selbst. Dies hat den Vorteil, dass wartungsanfällige Batterien oder ein mit zusätzlichem Aufwand verbundener Anschluss an eine externe Fremdenergiequelle, die überdies nicht in allen Fällen verfügbar ist, nicht zwingend erforderlich sind. Ohne Zusatzenergieversorgung ist dieser Gerätetyp aber nicht in der Lage, aktiv eine Anzeigeinformation zu erzeugen, wenn das eingangsseitige Anzeige- /Prüfeingangssignal nicht ansteht.
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Oftmals besteht bei Anzeige-/Prüfschaltungen der Bedarf, eine Eigenfunktionsprüfung, kurz auch als Eigenprüfung bezeichnet, durchführen zu können, um sicherzustellen, dass im normalen Betrieb das Fehlen einer Anzeigeinformation nicht durch einen Ausfall der Anzeige-/Prüfschaltung oder eine Leitungsunterbrechung einer zugehörigen Anschlussleitung verursacht ist. Bei bekannten Typen solcher Anzeige-/Prüfschaltungen ist die Durchführung solcher Eigenprüfungen meist nur möglich, wenn sie von der Koppelelektrode abgekoppelt sind, z. B. weil der zugehörige Eigenfunktionsprüfungs-Anzeigezustand einem der möglichen Prüfanzeigezustände bei an die Koppelelektrode angekoppelter Anzeige-/Prüfschaltung entspricht und daher von diesem nicht unterscheidbar ist. In vielen Fällen ist es jedoch wünschenswert, die Eigenfunktionsprüfung auch bei an die Koppelelektrode angekoppelter Anzeige-/Prüfschaltung durchführen zu können.
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Bei einer in der Offenlegungsschrift
DE 197 51 654 A1 beschriebenen Anzeige-/Prüfschaltung der eingangs genannten Art zur Erkennung und Anzeige des Zustands einer Prüfspannung, die z. B. an einer Koppelelektrode einer Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage abgegriffen wird, sind hierzu Mittel zur Eigenfunktionsprüfung vorgesehen, die einen Speicherkondensator als Energiequelle umfassen. Dieser wird durch eine externe Hilfsspannung oder in Betriebsphasen mit anstehender Prüfspannung durch letztere aufgeladen und ist so dimensioniert, dass er in Betriebsphasen ohne anstehende Prüf- bzw. Hilfsspannung eine Impulsgeneratorstufe während eines Zeitraums vorgebbarer Dauer zur Aktivierung einer Anzeigeeinheit und/oder zur Durchführung von Eigenprüfungen speist. Dazu muss der Speicherkondensator genügend Energie geladen haben, was bedingt, dass die Prüfspannung ausreichend lang anliegt oder der Kondensator seit dem letzten Anstehen der Prüfspannung noch nicht so stark entladen wurde oder die Hilfsspannung z. B. einer Fremdenergiequelle ansteht.
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In manchen Anwendungen beinhalten Anzeige-/Prüfschaltungen, wie sie zur Spannungsprüfung in Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen eingesetzt werden, einen von einem Sensorteil räumlich getrennten Anzeigeteil, um eine problemlose Ablesbarkeit der Anzeige auch dann zu erlauben, wenn dies am Ort des Sensorteils nicht möglich ist. Die durch den Prüfvorgang gelieferte, vorzugsweise digitale Prüfinformation, z. B. „Spannung vorhanden” bzw. „Spannung nicht vorhanden”, kann in diesen Fällen als entsprechender Prüfzustand eines zwischen zwei oder mehr Prüfzuständen umschaltbaren Prüfinformationselementes anstehen, wie eines Schalt-, Relais- oder Transistorkontaktes. Um den Prüfzustand des Prüfinformationselementes abzufragen und z. B. per Fernübertragung vom Sensorteil zum Anzeigeteil zu übertragen und dort anzuzeigen, ist eine zugehörige Hilfs- bzw. Fremdenergiequelle erforderlich.
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Allgemein finden elektrische Bedienschaltungen der eingangs genannten Art insbesondere überall dort Anwendung, wo ein angekoppelter elektrischer Schaltkreis durch das von der Bedienschaltung bei Bedienbetätigung gelieferte elektrische Bediensignal auf Anforderung aktivierbar sein soll. Hierbei kann es sich z. B. um elektrische Anzeigeschaltungen handeln, die eine bestimmte Information nur auf Anforderung zur Anzeige bringen. Des weiteren kann es sich bei solchen Bedienschaltungen um Fernbedien- bzw. Fernsteuereinheiten handeln, die bei Bedienung ein Fernsteuersignal als Bediensignal abgeben, mit dem eine Funktionalität eines z. B. drahtlos angekoppelten Gerätes ferngesteuert aktiviert werden kann. Herkömmlicherweise ist zur Bereitstellung der für das Erzeugen und gegebenenfalls Übertragen des elektrischen Bediensignals zu einer angekoppelten Schaltung meist eine Batterie oder ein anderer interner elektrischer Energiespeicher für die elektrische Bedienschaltung oder eine Anschlussmöglichkeit an eine externe elektrische Energiequelle vorgesehen.
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Die Patentschrift
US 3.425.049 offenbart eine Hochspannungs-Testeinrichtung für Spannungsversorgungssysteme, die dauerhaft an ein hochspannungsführendes Kabel kapazitiv angekoppelt ist und eine Anzeigelampe aufweist. Bei ordnungsgemäß arbeitender Testeinrichtung leuchtet die Lampe, wenn Hochspannung am Kabel anliegt, während sie nicht leuchtet, wenn keine Hochspannung ansteht. Die Testeinrichtung verfügt zudem über Mittel zur Eigenfunktionsprüfung der Lampe, wobei diese Mittel ein piezoelektrisches Element beinhalten, das elektrisch in den Stromkreis der Lampe eingeschleift ist. Wenn die Lampe nicht leuchtet, kann durch Betätigen des piezoelektrischen Elements eine Testspannung bereitgestellt werden, mit der die Lampe in Zeiträumen, in denen sie ansonsten nicht leuchtet, zum Leuchten gebracht werden kann und dadurch die ordnungsgemäße Funktion des Lampenschaltkreises geprüft werden kann. Da der Anzeigezustand „Lampe leuchtet” für diese Eigenprüfung identisch ist mit dem Anzeigezustand bei am Kabel anstehender Hochspannung, ist bei dieser Testeinrichtung in Zeiträumen mit anstehender Hochspannung und aus diesem Grund leuchtender Lampe keine Eigenprüfung möglich.
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Weitere herkömmliche Anzeige-/Prüfgeräte, die piezoelektrische Elemente zur Erzeugung eines elektrischen Energie- oder Signalimpulses verwenden, sind in den Patentschriften
US 5.430.604 und
US 3.432.748 und in der Offenlegungsschrift
DE 2 227 514 offenbart.
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Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer elektrischen Anzeige- und Prüfschaltung der eingangs genannten Art zugrunde, bei der sich das Bediensignal in komfortabler, flexibler und zuverlässiger Weise mit hoher zeitlicher Verfügbarkeit bereitstellen lässt, insbesondere ohne dass dazu zwingend ein interner elektrischer Energiespeicher oder eine Anschlussmöglichkeit an eine externe Energiequelle erforderlich sind, und bei der eine Eigenfunktionsprüfung auch dann möglich ist, wenn sie an die Koppelelektrode der Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage angeschlossen ist.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer elektrischen Anzeige- und Prüfschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 6.
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Bei der erfindungsgemäßen Anreige-/Prüfschaltung beinhaltet die Bedienschaltung Energieversorgungsmittel eine Energiewandlereinheit, die an der Bedienschnittstelle bei Bedienung anfallende, nicht-elektrische Energie, z. B. mechanische Energie oder Wärmeenergie, in elektrische Energie wandelt. Die so durch Bedienbetätigung der Bedienschnittstelle gelieferte elektrische Energie lässt sich für die Erzeugung und ggf. Übertragung oder Weiterverarbeitung des Bediensignals und/oder zur Speisung einer ankoppelbaren, auf das Bediensignal ansprechenden Schaltung nutzen. Ein interner elektrischer Energiespeicher oder ein Anschluss an eine externe Energiequelle sind auf diese Weise für die Bedienschaltung nicht zwingend erforderlich.
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Die elektrische Anzeige-/Prüfschaltung nach Anspruch 1 beinhaltet eine Eigenprüfungs- und eine Prüfzustandsanzeigefunktionalität, wie sie z. B. zur Spannungsanzeige- und/oder Spannungsprüfung in Mittel- und Hochspannungsanlagen zur Anwendung kommt. Das Bediensignal der zugeordneten erfindungsgemäßen Bedienschaltung aktiviert hierzu die Mittel zur Eigenfunktionsprüfung bzw. Prüfzustandsanzeige, und die von diesen benötigte elektrische Energie wird wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig von der Energiewandlereinheit der Bedienschaltung gedeckt. Dabei ist die Anzeige-/Prüfschaltung dafür eingerichtet, auch dann, wenn sie an die Koppelelektroden-Schnittstelle der Mittel- oder Hochspannungsanlage angeschlossen ist, mit ihren Anzeigeelementen einen Eigenfunktionsprüfungs-Anzeigezustand bereitzustellen, der sich von einem das Anstehen der Mittel- oder Hochspannung signalisierenden Prüfzustands-Anzeigezustand unterscheidet, so dass auch bei an die Mittel- oder Hochspannungsanlage angekoppelter Anzeige-/Prüfschaltung eine aussagekräftige Eigenfunktionsprüfung ausgeführt werden kann.
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Diese Auslegung der Anzeige-/Prüfschaltung ermöglicht eine jederzeitige Eigenprüfung bzw. Prüfzustandsanzeige ohne internen Energiespeicher oder Ankoppeln einer Fremdenergiequelle und auch in Zeiträumen, in denen keine Energie durch ein eingangsseitig anstehendes, von einem zu überprüfenden Bauteil geliefertes Anzeige-/Prüfeingangssignal vorhanden ist. Denn die zur Eigenprüfung bzw. Prüfzustandsanzeige benötigte Energie wird von den entsprechend ausgelegten Mitteln intern durch die Energiewandlereinheit mit der Bedienschnittstelle generiert. Die Eigenfunktionsprüfungs- und Prüfzustandsanzeigemittel sind zudem vorteilhafterweise dafür eingerichtet, mit ihren Anzeigemitteln auch dann einen von den möglichen Anzeigezuständen der Prüfzustandsanzeige verschiedenen Eigenfunktionsprüfungs-Anzeigezustand bereitzustellen, wenn die Anzeige-/Prüfschaltung an die Koppelelektroden-Schnittstelle der Mittel- oder Hochspannungsanlage angeschlossen ist, so dass eine Eigenprüfung der Anzeige-/Prüfschaltung auch in dieser Situation und folglich auch für den Fall möglich ist, dass die Anzeige-/Prüfschaltung dauerhaft an die Koppelelektroden-Schnittstelle angeschlossen ist.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind gemäß Anspruch 2 die Anzeigeelemente von entsprechenden Teilen einer LCD-Anzeigeeinheit gebildet.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung weist die Energiewandlereinheit gemäß Anspruch 3 einen thermoelektrischen Wandler oder einen elektromechanischen Wandler auf. In ersterem Fall kann die elektrische Energie durch Wandlung von bei Bedienung der Bedienschnittstelle entstehender Wärme geliefert werden, in letzterem Fall kann der elektromechanische Wandler mechanische Energie, die bei einer Bedienung der Bedienschnittstelle entsteht, in elektrische Energie wandeln. Vorteilhafterweise kann der elektromechanische Wandler gemäß Anspruch 4 von einem piezoelektrischen Element gebildet sein.
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Bei der Anzeige-/Prüfschaltung nach Anspruch 5 bzw. 6 wird das Bediensignal dazu genutzt, eine Anzeigefunktionalität auf Anforderung zu aktivieren und nur für einen vorgebbaren Zeitraum aufrechtzuerhalten, z. B. solange eine Bedienbetätigung der Bedienschnittstelle andauert. Bei Bedarf kann die zur Anzeigeaktivierung nötige Energie vollständig von der elektrischen Energie gedeckt werden, die von der Energiewandlereinheit durch die Bedienung an der Bedienschnittstelle geliefert wird, vorzugsweise in Form des Bediensignals selbst. Bei der Anzeigefunktionalität kann es sich um eine normale Anzeige einer messtechnisch oder rechnerisch ermittelten Größe, aber auch um Sonderbetriebsanzeigen handeln, wie solche im Zusammenhang einer Eigenfunktionsprüfung.
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In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 wird die elektrische Energie für die Eigenprüfung bzw. Prüfzustandsanzeige von der Energiewandlereinheit in Form eines Eigenprüfsignals bzw. Zustandsabfragesignals bereitgestellt, das die Aktivierung einer Eigenprüfungs- bzw. Prüfzustands-Anzeigeinformation durch die Anzeige-/Prüfschaltung bewirkt. In weiterer Ausgestaltung dieser Maßnahme wird gemäß Anspruch 8 das Eigenprüfsignal hierzu direkt einem der Anzeigeelemente der Anzeige-/Prüfschaltung oder einem Anzeige-/Prüfeingangsanschluss derselben oder einem zwischenliegenden Signalverarbeitungsteil derselben zugeführt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bewirkt gemäß Anspruch 9 das Zustandsabfragesignal die Abfrage und Anzeige des momentanen Zustands eines zwischen mehreren Prüfanzeigezuständen umschaltbaren Schalttransistors.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild einer Anzeige-/Prüfschaltung zur Spannungsanzeige und/oder Spannungsprüfung bei einer Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage,
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2 ein schematisches Blockschaltbild einer in der Schaltung von
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1 verwendeten Energiewandlereinheit zur Energieversorgung bei Eigenprüfungen,
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3 ein schematisches Blockschaltbild einer Variante der Anzeige-/Prüfschaltung von 1 mit Prüfzustands-Fernabfragefunktionalität und
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4 ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren Variante der Anzeige-/Prüfschaltung von 1.
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1 veranschaulicht eine herkömmliche Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage 2 mit einer Koppelelektrode 1, an die über eine Prüfschnittstelle 13 dauerhaft oder temporär eine elektrische Anzeige-/Prüfschaltung 3 angeschlossen werden kann, um das Vorhandensein bzw. Fehlen einer Mittel- bzw. Hochspannung U der Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage 2 zu signalisieren. Die Spannung U wird über die Koppelelektrode 1 ausgekoppelt und mittels einer Teilerimpedanz 12 auf eine für die Anzeige-/Prüfschaltung 3 geeignete Spannung heruntergeteilt, die dann an der Prüfschnittstelle 13 von der Anzeige-/Prüfschaltung 3 über einen Anzeige-/Prüfsignalanschluss 8 als Anzeige-/Prüfeingangssignal abgegriffen werden kann. Die Anzeige-/Prüfschaltung 3 ist vorzugsweise in einem eigenen Gehäuse untergebracht und wird in dieser Form auch als Spannungsanzeige- oder Spannungsprüfgerät bezeichnet, das als mobiles oder fest in die Schaltanlage 2 integriertes Gerät realisiert sein kann. Ein Überspannungsableiter 11 der Schaltanlage 2 dient als Schutzelement. Zu diesem herkömmlichen Aufbau der Schaltanlage 2 kann im übrigen auf die oben erwähnten, einschlägigen Normen verwiesen werden.
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Die Anzeige-/Prüfschaltung 3 beinhaltet einen Signalverarbeitungsteil 6, der eingangsseitig an den Anzeige-/Prüfsignalanschluss 8 angekoppelt ist, während ausgangsseitig an den Signalverarbeitungsteil 6 zwei Anzeigeelemente 7a, 7b angeschlossen sind, die im gezeigten Beispiel von je einer Anzeigelampe gebildet sind. Speziell können die Anzeigeelemente 7a, 7b z. B. jeweils durch eine LED, eine Glimmlampe oder eine LCD realisiert sein.
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Darüber hinaus ist der Anzeige-/Prüfschaltung 3 eine elektrische Bedienschaltung 10 mit einer Bedienschnittstelle 4 zugeordnet, die von einer Bedienperson 9 betätigt werden kann, um die Durchführung einer Eigenprüfung der Anzeige-/Prüfschaltung 3 auszulösen. Die Bedienschaltung 10 dient außerdem zur Energieversorgung der Anzeige-/Prüfschaltung während der Eigenfunktionsprüfung. Insbesondere fungiert die Bedienschaltung 10 in Situationen, in denen die Anzeige-/Prüfschaltung 3 nicht an die Koppelelektrode 1 angeschlossen ist oder von dieser kein Anzeige-/Prüfeingangssignal empfängt, als alleinige Energiequelle zur Durchführung der Eigenprüfung. Dazu verfügt sie über eine Energiewandlereinheit, die so ausgelegt ist, dass sie ausreichend elektrische Energie zur Eigenfunktionsprüfung durch Wandeln von nicht-elektrischer Energie bereitstellt, die durch den Bedienvorgang an der Bedienschnittstelle 4 anfällt. Auf diese Weise ermöglicht die Bedienschaltung 10 eine jederzeitige Durchführung von Eigenprüfungen ohne internen Energiespeicher oder externe Fremdenergiequelle auch in Zeiträumen, in denen die Anzeige-/Prüfschaltung 3 keine Energie über die Koppelelektrode 1 erhält. Im übrigen sind die zur Durchführung der Eigenprüfung vorgesehenen Eigenfunktionsprüfmittel herkömmlicher Art und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.
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Die Bedienschaltung 10 gibt die bei Auslösung eines Eigenprüfvorgangs bereitgestellte elektrische Energie an einem Wandlerausgang 14 in Form eines Eigenprüfsignals ab, das je nach Schaltungsauslegung direkt einem der beiden oder beiden Anzeigeelementen 7a, 7b oder dem Anzeige-/Prüfeingangsanschluss 8 oder direkt dem Signalverarbeitungsteil 6 zugeführt wird, wie in 1 durch entsprechende, strichpunktierte Linien angedeutet. Mit dem solchermaßen von der Bedienschaltung 10 gelieferten Eigenprüfsignal kann dann abhängig vom gewählten Einspeisepunkt der gesamte oder ein entsprechender Teil der Anzeige-/Prüfschaltung 3 auf Funktionsfähigkeit geprüft werden. Im Fall der Zuführung des Eigenprüfsignals direkt zu dem oder den Anzeigeelementen 7a, 7b wird nur deren Funktionsfähigkeit geprüft, bei Einspeisung in den Signalverarbeitungsteil 6 wird auch dieser mitgeprüft, und bei Einspeisung am eingangsseitigen Anzeige-/Prüfeingangsanschluss 8 wird zusätzlich dieser und der elektrische Schaltungsteil zwischen diesem und dem Signalverarbeitungsteil 6 mitgeprüft.
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Für die Art der Energiebereitstellung durch die Bedienschaltung 10 bei Auslösung von Eigenfunktionsprüfvorgängen gibt es verschiedene Realisierungsmöglichkeiten, wobei auf einige hiervon nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 eingegangen wird. Im Beispiel von 2 beinhaltet die Bedienschaltung 10 als Bedienschnittstelle eine Bedientaste 4 mit einem mechanisch beweglichen Tastelement, das mit seinem Tasthub auf eine Energiewandlereinheit in Form eines elektromechanischen Wandlers, hier speziell eines piezoelektrischen Elements 5, wirkt. Im Bedienfall erzeugt das piezoelektrische Element 5 für die Dauer des Tastendrucks das Eigenprüfsignal am Ausgang 14 der Bedienschaltung 10.
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In einer alternativen Realisierung beinhaltet die Energiewandlereinheit der Bedienschaltung 10 einen elektromechanischen Wandler, der nach dem Dynamo-Generator-Prinzip arbeitet und im Bedienfall das Eigenprüfsignal durch Induktion erzeugt, z. B. als Folge einer Kurbelbewegung an einem Dynamoelement oder einer axialen Bedienbewegung, wie eines axialen Tastenhubs, eines Magnet-Spulen-Systems, bei dem sich vorzugsweise elastisch federunterstützt ein Magnet im Bedienfall im Wirkbereich einer Spule bewegt.
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In einer weiteren alternativen Realisierung beinhaltet die Energiewandlereinheit der Bedienschaltung 10 einen thermoelektrischen Generator, der eine Temperaturdifferenz in das Eigenprüfsignal wandelt. Die Temperaturdifferenz kann je nach Systemauslegung z. B. schon durch Berührkontakt einer entsprechend realisierten Bedienschnittstelle oder dadurch generiert werden, dass ein Teil der zur Bedienung an der Bedienschnittstelle zu verrichtenden mechanischen Arbeit in Wärme umgewandelt wird, d. h. die Bedienschnittstelle fungiert dann als ein Wandler, der mechanische Arbeit in Wärme umsetzt.
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Die Ansteuerung der beiden Anzeigeelemente 7a, 7b ist vorzugsweise so gewählt, dass sich die von ihnen gebildeten Anzeigezustände für die Betriebsfälle der normalen Spannungsprüfung einerseits und der Eigenfunktionsprüfung andererseits unterscheiden. So kann z. B. vorgesehen sein, das Vorhandensein der Mittel- bzw. Hochspannung U durch Aktivieren nur des einen Anzeigeelements 7a und das erfolgreiche Bestehen der Eigenprüfung durch Aktivieren nur des anderen Anzeigeelements 7b anzuzeigen. Selbstverständlich sind auch alle anderen, voneinander diskriminierbaren Anzeigekombinationen bei Bedarf realisierbar.
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In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann auch ein gemeinsames Anzeigeelement vorgesehen sein, das in den beiden Fällen der normalen Spannungsprüfung und der Eigenprüfung unterschiedlich angesteuert wird, bei einem optischen Anzeigeelement z. B. mit unterschiedlichen Helligkeiten oder mit unterschiedlichen Blinkfrequenzen oder im Fall eines akustischen Anzeigeelements mit unterschiedlichen Lautstärken oder unterschiedlichen Tonhöhen.
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3 zeigt eine weitere Anzeige-/Prüfschaltung, die in Aufbau und Anwendungszweck weitgehend derjenigen der 1 entspricht, wobei der Übersichtlichkeit halber für funktionell äquivalente Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die obige Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen werden kann. Im Unterschied zur Schaltung von 1 ist bei der Anzeige-/Prüfschaltung von 3 ein Anzeigeteil 3b räumlich getrennt von einem Sensorteil 3a angeordnet, wobei letzterer den Signalverarbeitungsteil 6 und den Anzeige-/Prüfsignalanschluss 8 beinhaltet und in die Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage 2 integriert sein kann. Die Bedienschaltung 10 mit der Bedienschnittstelle 4 ist am Anzeigeteil 3b angeordnet, der darüber hinaus die beiden Anzeigeelemente 7a, 7b beinhaltet. Letztere können je nach Anwendungsfall auch Teil einer LCD-Anzeigeeinheit 7c oder durch eine solche ersetzt sein.
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An den Ausgang des Signalverarbeitungsteils 6 ist im Sensorteil 3a ein Schalttransistor 15 mit einer Steuerelektrode angekoppelt. Mit seiner Schaltstrecke ist der Schalttransistor in eine Fernübertragungsleitung 16 eingeschleift, die zum Anzeigeteil 3b führt.
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Im Betrieb nimmt der Schalttransistor 15 abhängig davon, ob vom Sensorteil 3a das Vorhandensein oder Fehlen der Mittel- bzw. Hochspannung U erkannt wird, einen seiner beiden binären Schaltzustände „leitend” oder „sperrend” ein, indem seine Steuerelektrode vom Signalverarbeitungsteil 6 mit einem entsprechenden Potential beaufschlagt wird. Der Schalttransistor 15 dient somit als Prüfanzeigeinformationselement, das zwischen zwei Prüfanzeigezuständen umschaltbar ist, die für das Anstehen bzw. Fehlen der Mittel- bzw. Hochspannung U indikativ sind, wobei der aktuelle Prüfzustand des Schalttransistors 15 vom Anzeigeteil 3b abgefragt und angezeigt werden kann.
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Zur Prüfzustandsabfrage kann optional eine elektrische Hilfsenergiequelle 17 vorgesehen sein, von der auf der einen Seite der Transistorschaltstrecke ein entsprechendes Potential an die Fernübertragungsleitung 16 angelegt wird. Abhängig davon, ob dieses Potential vom Schalttransistor 15 zur anderen Seite der Fernübertragungsleitung 16 durchgelassen wird oder nicht, d. h. ob sich der Transistor 15 im leitenden oder sperrenden Zustand befindet, ergeben sich unterschiedliche Anzeigezustände für die beiden Anzeigeelemente 7a, 7b bzw. die LCD-Anzeigeeinheit 7c.
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Mit Hilfe der Bedienschaltung 10 kann diese Prüfzustandsabfrage auch dann durchgeführt werden, wenn die Hilfsenergiequelle 17 ausgefallen ist oder fehlt, indem dann das Ausgangssignal der Bedienschaltung 10 als entsprechendes Zustandsabfragesignal fungiert. Zusätzlich kann die zu 1 beschriebene Funktionalität der Bedienschaltung 10 beibehalten bleiben, ein Eigenprüfsignal bereitzustellen, wobei eine erfolgreiche Eigenprüfung z. B. spezifisch durch Aktivieren eines der beiden Anzeigeelemente, z. B. des Anzeigeelementes 7b, bzw. eines charakteristischen Teils der LCD-Anzeigeeinheit 7c angezeigt werden kann. Vorzugsweise unterscheidet sich dieser Eigenprüfungs-Anzeigezustand der Anzeige 7a, 7b, 7c von denjenigen bei abgefragter, anstehender Mittel- bzw. Hochspannung U und bei abgefragter, nicht anstehender Mittel- oder Hochspannung U.
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Alternativ zur gezeigten räumlichen Trennung von Sensorteil 3a und Anzeigeteil 3b können diese beiden Schaltungsteile auch räumlich benachbart und/oder in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, wobei der Anzeigeteil 3b über den Schalttransistor 15 oder ein funktionell gleichartiges Anzeigeinformationselement, wie einen Schaltkontakt oder ein Schaltrelais, an die Ausgangsseite des Sensorteils 3a gekoppelt ist.
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4 zeigt eine weitere Variante einer Anzeige-/Prüfschaltung 3e, die in Aufbau und Anwendungszweck weitgehend denjenigen der 1 und 3 entspricht. Bei dieser Anzeige-/Prüfschaltung 3e sind ein Sensorteil 3c und ein Anzeigeteil 3d in einem gemeinsamen Gerätegehäuse untergebracht, das an die Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage 2 angekoppelt werden kann.
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Der Sensorteil 3c beinhaltet in diesem Fall eine Spannungsmessschaltung 18 und an deren Ausgangsseite einen Analog/Digital-Umsetzer bzw. A/D-Wandler 19, in welchem die gemessene Spannungsinformation zwischengespeichert wird. Der Anzeigeteil 3d beinhaltet eine mehrsegmentige LCD-Anzeige 21, auf der die vom A/D-Wandler 19 zwischengespeicherte Anzeigeinformation angezeigt wird, wenn an ihm das Auslesen dieser Information angefordert wird.
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Der Anzeige-/Prüfschaltung 3e ist wiederum eine Bedienschaltung 10 zugeordnet, die in ihrem Aufbau und ihrer Funktion weitgehend denjenigen der Ausführungsbeispiele der 1 und 3 entspricht. Unterschiedlich ist, dass in 4 die Bedienschnittstelle der Bedienschaltung 10 durch zwei gemeinsam betätigbare Tastenelemente 4a, 4b gebildet ist, denen je ein piezoelektrischer Signalgeber als Energiewandler zugeordnet ist und die zwecks gemeinsamer Betätigung durch eine einzige Tastendruckbewegung einer Bedienperson dicht nebeneinander oder hintereinander gestapelt angeordnet sind.
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Die bei Betätigung des einen Tastenelementes 4a vom zugehörigen piezoelektrischen Signalgeber in Form eines zugehörigen Bediensignals (20a) gelieferte, elektrische Energie wird der Spannungsmessschaltung 18 zugeführt und ist so bemessen, dass sie deren Energiebedarf während eines normalen Spannungsmessvorgangs und/oder während eines Eigenprüfvorgangs bevorzugt vollständig deckt. Bei Betätigung der anderen Bedientaste 4b liefert die Bedienschaltung 10 ein zweites Bediensignal (20b), das als Ansteuersignal dem A/D-Wandler 19 zugeführt wird. Dies ermöglicht eine Aktivierung der Anzeigefunktion der Anzeige-/Prüfschaltung 3 auf Anforderung, bei der die LCD-Anzeige 21 die Anzeigeinformation solange anzeigt, wie von der Bedienperson die betreffende Bedientaste 4b gedrückt wird. Das Betätigen dieser Bedientaste 4b liefert einen Energieimpuls in Form des Bediensignals 20b, der über den A/D-Wandler 19 in die Kapazität der LCD-Anzeige 21 eingespeist wird und diese solange aktiviert hält, bis durch das Loslassen der Bedientaste 4b eine erneute Bediensignalinformation mit gegenpoligem Energieimpuls erzeugt wird, der die Kapazität der LCD-Anzeigelemente 21 wieder entlädt, so dass diese in ihren gelöschten Anzeigezustand zurückkehrt.
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Auf diese Weise ist es durch Verwendung der Bedienschaltung 10 möglich, eine Anzeigeinformation auf der LCD-Anzeige 21 erst auf Anforderung und für eine gewünschte Zeitspanne, während der die Bedienung der Bedientaste 4b aufrechterhalten wird, darzustellen, ohne dass hierzu ein interner elektrischer Energiespeicher oder ein Anschluss an eine externe Energiequelle benötigt wird. Bei der darzustellenden Anzeigeinformation kann es sich um das Messergebnis eines normalen Messvorgangs handeln, wobei die Messschaltung 18 nur relativ wenig Zeit für den Messvorgang benötigt, so dass auch hierfür die durch das Betätigen der anderen Bedientaste 4a intern erzeugte elektrische Energie allein ausreichen kann und auch dann kein interner elektrischer Energiespeicher oder Anschluss an eine externe Energiequelle notwendig ist, wenn die Messschaltung nicht genug Energie aus dem eingangsseitigen, zu messenden Signal erhält. Das Messergebnis kann hingegen an der LCD-Anzeige 21 solange andauern, wie dies vom Benutzer gewünscht wird, da die LCD-Anzeige 21 ihren Anzeigezustand leistungslos beizubehalten vermag.
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Es versteht sich, dass je nach Bedarf die beschriebene Wirkung der Bedienschaltung 10 mit den zwei Bedienelementen 4a, 4b auch durch eine modifizierte Bedienschaltung erzielt werden kann, die nur ein Bedienelement aufweist, wobei die bei dessen Betätigung von der zugeordneten Energiewandlereinheit gelieferte Energie dann teilweise für die Speisung der Messschaltung 18 und teilweise zur Aktivierung der LCD-Anzeige 21 genutzt werden kann.
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In weiteren alternativen Varianten der Schaltung von 4 ist eine Bedienschaltung mit nur einem Bedienelement vorgesehen, dessen Bediensignal die LCD-Anzeige 21 über den A/D-Wandler 19 aktiviert, während die Messschaltung 18 anderweitig gespeist wird oder, z. B. bei einem Eigenprüfvorgang für den A/D-Wandler 19 und die LCD-Anzeige 21, inaktiv bleibt. In weiteren alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, den aktiven Anzeigezeitraum nach Aktivierung der LCD-Anzeige 21 durch schaltungstechnische Maßnahmen festzulegen, wie unter Verwendung eines geeigneten Zeitglieds oder Zeitzählers, unabhängig vom Zeitpunkt, zu dem der Benutzer die anzeigeaktivierende Bedientaste 4b loslässt.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele machen deutlich, dass bei der erfindungsgemäßen Anreige-/Prüfschaltung Eigenprüfungen und/oder Prüfzustandsabfragen mit hoher zeitlicher Verfügbarkeit möglich sind, indem die dafür erforderliche Energie von einer zugehörigen Energiewandlereinheit mit der Auslösung des Eigenprüfvorgangs bzw. Zustandsabfragevorgangs erzeugt wird. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße elektrische Anzeige- und Prüfschaltung nicht nur, wie beschrieben, in Verbindung mit der Spannungsprüfung an Mittel- und Hochspannungsanlagen, sondern überall dort nutzbringend einsetzbar ist, wo elektrische Komponenten geprüft werden sollen bzw. eine Anzeige in Abhängigkeit von einem eingangsseitig zugeführten elektrischen Signal erfolgen soll und die hierzu benutzte Anzeige-/Prüfschaltung über eine Eigenprüffunktionalität und/oder Zustandsabfragefunktionalität verfügen soll.
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Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Bedienschaltung ersichtlich für jedwede Anwendung, bei der ein elektrisches Bediensignal auf Wunsch energieautark bereitgestellt werden soll und gegebenenfalls die von der Bedienschaltung durch den Bedienvorgang erzeugte elektrische Energie auch noch ganz oder teilweise zur Speisung einer ankoppelbaren Schaltung dienen soll, z. B. zur Durchführung eines durch das Bediensignal angeforderten Anzeige-/Prüfvorgangs im Normalbetrieb einer zugehörigen Anzeige-/Prüfschaltung und/oder zur Durchführung von Eigenprüfungen und Anzeige des Prüfergebnisses einer Anzeige-/Prüfschaltung. Die Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Bedienschaltung umfassen insbesondere auch Fernsteuerungen und Fernbedienungen, die herkömmlicherweise meist mit Batterie betrieben werden, durch Einsatz der erfindungsgemäßen Bedienschaltung jedoch nicht mehr zwingend eine Batterie oder einen Anschluss an eine externe Energiequelle benötigen.
