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Einrichtung zur Prüfung des Isolationswiderstandes des oder der spannungsführenden
Leiter gegen die mit dem Erd- oder Nulleiter verbundene Masse eines Elektrogerätes
mit Schutzkontakt-Steckeranschluß und zur Feststellung des Durchgangs für den Schutzleiterkreis
des Gerätes Bei elektrischen Geräten ist zur Gewährleistung der Sicherheit gegen
elektrische Berührungsgefahr eine in größeren Zeitspannen zu wiederholende Überprüfung
ortsveränderlich anschließbarer Elektrogeräte (Lampen, Haushaltgeräte, Bohrmaschinen,
Lötkolben od. dgl.) und ihrer mit Schutzkontaktstecker versehenen Anschlußleitung
erforderlich, um Isolationsfehler rechtzeitig zu erkennen und um festzustellen,
ob der Schutzleiteranschluß von der Schutzkontaktklemme des Schutzkontaktsteckers
bis zum Metallgehäuse des Elektrogerätes in Ordnung ist. Bleiben etwaige Mängel
unbemerkt, was durchaus möglich ist, da das Elektro gerät an sich meistens seine
Betriebsfähigkeit beibehält, so entsteht eine latente Gefahr für den Benutzer, die
bei ungünstigen Bedingungen sogar den Tod durch Berübrungsspannung verursachen kann.
Die bisher übliche Überprüfung des Isolationswertes durch einen Tsolationsmesser
und des richtigen Schutzleiteranschlusses durch eineProbierlampe erfordert mehrere
Handgriffe und elektrische Hilfsmittel, wodurch diese Oberprüfung umständlich wird.
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Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines handlichen Prüfgerätes,
das eine rasche Prüfung ermöglicht und bei dem eine Gefährdung des Prüfers durch
elektrische Berührungsspannung völlig ausgeschlossen ist, zur Prüfung des Isolationswiderstandes
des oder der spannungsführenden Leiter gegen die mit dem Erd- oder Nulleiter verbundene
Masse eines Elektrogerätes mit Schutzkontakt-Steckeranschluß und zur Feststellung
des Durchgangs für den Schutzleiterkreis des Gerätes. Es können damit sämtliche
in einem Gewerbebetrieb oder im Haushalt vorhandenen ortsveränderlichen Geräte mit
Schutzkontakt-Steckeranschluß in kurzer Zeit mühelos überprüft werden; sogar ein
Laie kann die. Sicherheitsprüfung der Elektrogeräte vornehmen. da die Bedienung
des erfindungsgemäßen Prüfgerätes völlig gefahrlos ist.
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Gemäß der Erfindung liegt zwischen den stromführenden Netzleitern
und dem Schutzleiter eines an ein Wechselstromnetz anschließbaren Schutzkontaktsteckers
eine Reihenschaltung aus einer Gleichrichteranordnung, einer an sich bekannten Glimmkippschaltung,
einem Umwegschalter und einem Festwiderstand derart, daß an Stelle des Widerstandes
über die Umwegstellung des Schalters eine mit kurzgeschlossenen Steckerbuchsen versehene
Schutzkontakt-Steckdose, in die der Prüflingsstecker einführbar ist, in die Reihenschaltung
einschaltbar ist und daß die Sekundärwicklung eines vom Wechselstromnetz gespeisten
Transformators einerseits am Schutzleiterkreis und andererseits über eine Anzeigevorrichtung
an einer zu einem Tastpol führenden Buchse liegt.
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In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann die Größe des
Widerstandes dem noch zulässigen
Isolationswiderstand des jeweiligen Elektrogerätes
entsprechen, um zu gewährleisten, daß keine Frequenzänderung eintritt, wenn der
Isolationswiderstand des zu prüfenden Gerätes gerade noch ausreichend ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann für Einphasengeräte
die Gleichrichteranordnung aus zwei gleichsinnig gestalteten Einweggleichrichtern
bestehen, deren einer Pol je mit einem stromführenden Netzleiter und deren andere
Pole miteinander verbunden sind.
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Als Umwegschalter kann ein Druckknopfschalter mit Arbeits- und Ruhekontakt
dienen.
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Die Handhabung des erfindungsgemäßen Gerätes ist dann besonders einfach,
wenn in die Buchse ein Bananenstecker mit angeschlossener Litze und Prüfspitze einführbar
ist.
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Ein Gerät zur wahlweisen Vornahme von Durchgangs und Isolationsspannungen
an elektrischen Leitungen und Geräten ist zwar schon bekanntgeworden.
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Dieses bekannte Gerät weist jedoch verschiedene Nachteile auf, die
bei dem Anmeldungsgegenstand vermieden werden. So arbeitet das bekannte Gerät mit
Stromablesung an mehreren Meßinstrumenten. Bekanntlich ist nun die Genauigkeit der
Stromablesung abhängig von der Höhe der Netzspannung. Diese schwankt, besonders
in ländlichen Bezirken, zu verschiedenen Tageszeiten ganz erheblich, so daß die
durch das bekannte Gerät erzielten Meßresultate für die
wirkliche
Beurteilung des Isolationszustandes des Gerätes durch Spannungsschwankungen des
Stromnetzes verfälscht sein können.
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Beim Anmeldungsgegenstand besteht dieser Nachteil nicht. Unabhängig
von der Höhe der Netzspannung erzeugt die als Anzeigegerät benutzte Glimmlampe bereits
vor Beginn der Messung irgendeine bestimmte Frequenz. Wetm der Isolationszustand
des zu prüfenden Gerätes gerade noch ausreichend ist, ändert sich die Frequenz nicht.
Ist der Isolationszustand sehr gut, so wird die Frequenz langsamer, oder die Glimmlampe
bleibt überhaupt dunkel. Lediglich bei nicht aus reichendem Isolationszustand wird
die Frequenz der Glimmlampe größer. Infolge dieser Relativanzeige der Glimmlampe
ist die erfindungsgemäße Einrichtung in der Sicherheit ihrer Anzeige vollkommen
unabhängig von der jeweiligen Höhe der Netzspannung. Außerdem ist die Anzeige der
Glimmlampe wesentlich leichter zu beobachten als die Mehrzahl von Meßinstrumenten
bei dem bekannten Gerät.
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Das bekannte Gerät hat ferner den Nachteil, daß das Durchbrennen
bestimmter Meßinstrumente als Meßwert angesehen werden kann, wenn das Durchbrennen
nicht rechtzeitig bemerkt wird. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein solcher
Irrtum ausgeschlossen, weil vor Beginn der eigentlichen Messung die Glimmlampe auf
jeden Fall eine Leuchtfrequenz zeigen muß.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung gegenüber
dem bekannten Gerät ist die Unabhängigkeit von der Polung der Stecker. Während bei
dem bekannten Gerät die Stecker in ganz bestimmter Weise gepolt werden müssen, ist
dies bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wegen der Anwendung der Gleichrichteranordnung
nicht erforderlich.
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Ein weiterer technischer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung
ist die Ein-Knopf-Bedienung, wogegen bei dem bekannten Gerät mehrere Knöpfe bedient
werden müssen, was für die Benutzung des bekannen Gerätes durch einen Nichtfachmann
erhebliche Schwierigkeiten mit sich bringt.
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Abgesehen davon ist das erfindungsgemäße Gerät in seinem Aufbau wesentlich
einfacher als das bekannte Gerät, damit billiger in der Herstellung und leichter
auch für kleinere Betriebe und für einzelne Haushaltungen anschaffbar.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
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Abb. 1 zeigt die Schaltung des Prüfgerätes, Abb. 2 die Draufsicht
auf das geschlossene Prüfgerät.
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Das zu untersuchende Elektrogerät 1 mit seiner Verbindungsschnur,
die zu dem Schutzkontaktstecker 2 führt, ist mit den Anschlußadern3 und 4 mit den
Steckerstiften 6 und 7 verbunden. Das Metallgehäuse des Elektrogerätes 1 ist in
ordnungsgemäßem Zustand über den Schutzleiter 5 an den Schutzkontakt 8 angel schlossen.
Zur Vornahme der Prüfung wird der Schutzkontaktstecler 2 des Elektrogerätes 1 in
die Schutzkontal;t-Steekdose 9 des Prüfgerätes eingeführt. Das Prüfgerät selbst
ist über den Schutzkontaktstecker 13 mit den Stiften 14 und 15 und dem Schutzkontakt
16 an das Stromversorgungsnetz angeschlossen. Die Speisung des Prüfgerätes erfolgt
über die mit den Steckerstiften 14 und 15 verbundenen Leitungsadern 17 und 18 und
den mit der Schutzkontaktklemme 16 verbundenen Schutzleiterl9. Der Transformator20
ist an die Leitungen 17 und 18 angeschlossen. Seine Niederspannungs-Sekundärwicklung
21 ist iiber den Scllutzleiter 19 genullt bzw. geerdet. Das andere
Wicklungsende
führt über die Glühlampe 22 oder ein anderes Anzeigeorgan, z. B. einen Summer, zu
der einpoligen Steckerbuchse 23. In diese wird eine mit Bananenstecker versehene
Litze eingeführt, mit dessen als Sonde dienendem Ende das Metallgehäuse des Elektrogerätes
1 kurz abgetastet wird.
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Ist der Schutzleiteranschluß, der das Gehäuse des Elektrogerätes
mit dem Schutzkontakt 8 des Schutzkontaktsteckers 2 verbindet, in Ordnung, so ist
der Sekundärstromkreis des Transformators 20 geschlossen, und es fließt ein kräftiger
Prüfstrom durch den Schutzleiter 5, so daß die Anzeigelampe 22 hell aufleuchtet.
Durch diese Anzeigelampe22 wird also erkennbar, daß der Schutzleiter 5 sowohl mit
dem Gehäuse des Elektrogerätes 1 als auch mit dem Schutzkontakt 8 des Schutzkontaktsteckers
2 elektrisch richtig verbunden ist und ferner, daß der Schutzleiter selbst nicht
durch Drahtbruch unterbrochen ist.
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Außer dieser Stromdurchgangsprüfung durch den Schutzleiter 5 ermöglicht
das Prüfgerät eine Isolationsprüfung zwischen dem Gehäuse des Elektrogehäuses 1
und den Anschlußleitungen 3 und 4. Hierzu dient die Kippschaltung, bestehend aus
Kondensator 24 und Glimmlampe 25. Der Kippstromkreis wird über die an die Leitungen
17 und 18 angeschlossenen Gleichrichter 26 und 27 gespeist. Je nachdem die Leitung
17 oder 18 Außenleiter des Netzes ist, übernimmt der betreffende Gleichrichter 26
oder 27 die Speisung des Kippstromkreises 24, 25, der über den Schutzleiter 19 in
das Netz zurückgeführt wird. Zwischen dem Gleichrichterausgang und dem Kippstromkreis
24, 254zeugt der Schutzwiderstand 28, der die Glimmlampe 25 vor Überlastung schützt,
falls durch einen Fehler im Inneren des Elektrogerätes 1 der Isolationswert zwischen
den Leitungen 3 und 4 und dem Gehäuse des Elektrogerätes 1 unzulässig niedrig ist.
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Vor Beginn der Isolationsprüfung ist das andere Ende des Kippstromkreises
24, 25 über den Ruhekontakt r des Druckknopfes 29, der zugleich nach dem Öffnen
des Ruhekontaktes r den Arbeitskontakt a schließt, und den Widerstand 30 über den
Schutzleiter 19 mit dem Nulleiter (Erde) des Netzes verbunden.
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Der Widerstand 30 ist ein genau festgelegter Vergleichswiderstand,
der dem gerade noch zulässigen Isolationswert des zu prüfenden Elektrogerätes 1
entspricht.
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Die Kapazität des Kondensators 24 wird so gewählt, daß die Glimmlampe
25 in rascher Folge aufblitzt. Zur Prüfung des Ableitungsstromes des Elektrogerätes
1 wird der Druckknopf 29 gedrückt, wodurch der Ruhekontakt r geöffnet und der Arbeitskontakt
a geschlossen wird. Durch das Schließen des Arbeitskontaktes a wird der Kippstromkreis
24> 25 statt über den Vergleichswiderstand 30 über den zu prüfenden Isolationswiderstand
des Elektrogerätes 1 geschlossen. Hierzu sind die Klemmen der Steckerbuchsen 10
und 11 der Schutzkontakt-Steckdose 9 leitend miteinander und mit dem Arbeitskontakt
a des Druckknopfes 29 verbunden. Der Fluß des Isolationsstromes erfolgt also über
die Steckerstifte 6 und 7 des Schutzkontaktsteckers 2 durch die Leitungen 3 und
4 zum Elektrogerät 1 und zurück über das Gehäuse des Elektrogerätes 1> über den
Schutzleiter 5 zur Schutzkontaktklemme 12 der Schutzkontakt-Steckdose 9 und von
dort über den Schutzleiter 19 zurück zum Schutzkontakt 16 des Schutzkontaktsteckers
13. Hierdurch ist der Kippstromkreis über dem Nulleiter des Netzes bzw. über Erde
geschlossen.
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Der Isolationszustand des Elektrogerätes 1 ist gut, wenn nach Drücken
des Druckknopfes 29 die Glimmlampe
dunkel bleibt. Der Isolationszustand
ist noch ausreichend, wenn die Frequenz der Lichtblitze der Glimmlampe 25 nicht
rascher ist als vor Betätigung des Druckknopfes. Ergibt sich kein Unterschied in
der Frequenz, so erreicht der Ableitungsstrom gerade den noch zulässigen Grenzwert.
Zu beachten ist, daß bei der Isolationsprüfung von Elektrowärmegeräten, z. B.
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Kochplatten, Heizöfen, Lötkolben od. dgl., diese zuvor anzuheizen
sind, damit die Isolationsprüfung gemäß den VDE-Vorschriften in heißem Zustand erfolgen
kann.
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Die Beurteilung des Isolationszustandes des Prüflings durch Vergleich
mit einem bekannten Widerstand, der dem gerade noch zulässigen Sollwert des Isolationswiderstandes
entspricht, hat den Vorteil, daß der Einfluß von Raumtemperaturschwankungen oder
Alterungserscheinungen auf den Kippstromkreis als Fehlerquelle vollständig eliminiert
wird. Dadurch werden die Meßfehler beseitigt, die insbesondere durch Veränderung
der Zünd- und Löschspannung der Glimmlampe (25) nach deren Ersatz durch eine neue
Glimmlampe mit etwa anderer Charakteristik oder durch Alterungserscheinungen am
Elektrolytkondensator sonst entstehen würden.
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Das erfindungsgemäße Prüfgerät beschränkt sich nicht auf Lampen und
Elektrogeräte, die einphasig mit Schutzkontaktstecker angeschlossen sind. Bei Ausfiihrung
der Schutzkontakt-Steckdose 9 als mehrphasige Schutzkontakt-Steckdose können selbstverständlich
auch Drehstromgeräte und Motoren mit Schutzkontakt-Steckeranschluß geprüft werden.
Im übrigen ändert sich die Schaltanordnung der Abb. 1 nur insofern, als dann an
Stelle der einphasigen Schutzkontakt-Steckdose 9 eine mehrphasige Schutzkontakt-Steckdose
Verwendung findet, wobei dann sämtliche Steckerbuchsen gemeinsam leitend verbunden
werden und an dem Arbeitskontakt a des Druckknopfes 29 angeschlossen sind.
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Eine Kombination aus einer einphasigen und mehrphasigen Schutzkontakt-Steckdose
an Stelle der einphasigen Schutzkontakt-Steckdose 9 ermöglicht die Prüfung verschiedenartig
angeschlossener Elektrogeräte.
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Bei der Draufsicht der Abb. 2 ist für den Netzanschluß ein versenkter
Gerätesteckeranschluß mit Schutzkontakt 31 vorgesehen.
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Die Bedienungsanweisung ist folgende: a) Prüfling in die Schutzkontakt-Steckdose
9 einsetzen, dabei Elddrowärmegeräte in heißem Zustand anschließen; b) Druckknopf
29 kurz drücken. Wenn die Glimmlampe 25 langsamer aufblitzt als vorher oder dunkel
bleibt, ist der Ableitungsstrom kleiner als der nach den VDE-Bestimmungen vorgeschriebene
Grenzwert, z. B. 2 mA, und somit der Isolationszustand des Prüflings zufriedenstellend;
c)
eine Bananensteckerlitze ist in die Buchse 23 einzuführen und mit deren Ende als
Prüfsonde das Gehäuse des Prüflings abzutasten. Der Schutzleiteranschluß ist in
Ordnung, wenn die Glühlampe aufleuchtet.
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PATENTANSPROCHE 1. Einrichtung zur Prüfung des Isolationswiderstandes
des oder der spannungsführenden Leiter gegen die mit dem Erd- oder Nulleiter verbundene
Masse eines Elektrogerätes mit Schutzkontakt-Steckeranschluß und zur Feststellung
des Durchgangs für den Schutzleiterkreis des Gerätes, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den stromführenden Netzleitern (14, 15 bzw. 17, 18) und dem Schutzleiter
(16 bzw. 19) eines an ein Wechselstromnetz anschließbaren Schutzkontaktsteckers
(13) eine Reihenschaltung aus einer Gleichrichteranordnung (26, 27), einer Glimmkippschaltung
(24, 25, 28), einem Umwegschalter (29) und einem Festwiderstand (30) liegt, daß
an Stelle des Widerstandes (30) über die Umwegstellung des Schalters (29) eine mit
kurzgeschlossenen Steckerbuchsen (10, 11) versehene Schutzkontakt-Steckdose (9),
in die der Prüflingsstecker (2) einführbar ist, in die Reihenschaltung einschaltbar
ist und daß die Sekundärwicklung (21) eines vom Wechselstromnetz gespeisten Transformators
(20) einerseits am Schutzleiterkreis (19) und andererseits über eine Anzeigevorrichtung
(22) an einer zu einem Tastpol führenden Buchse (23) liegt.