DE102010041648A1

DE102010041648A1 - Anordnung zur Überwachung eines elektrischen Leistungsverbrauchs eines Leitungskreises

Info

Publication number: DE102010041648A1
Application number: DE201010041648
Authority: DE
Inventors: Armin Strahl; Stefan Höhe; Thomas Rieger; Gunther Eckert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-03-29
Also published as: WO2012041647A1

Abstract

Die erfindungsgemäße Anordnung dient zur Überwachung eines elektrischen Leistungsverbrauchs einer Leitungskreises (2), wobei der Leitungskreis (2) zumindest ein Reiheneinbaugerät (1) aufweist und mit einer Überwachungseinrichtung gekoppelt ist. Die Überwachungseinrichtung weist eine Spule (11) und einen Eisenkern (12) auf, wobei die Spule (11) über den Eisenkern (12) derart mit dem Leitungskreis (2) gekoppelt ist, dass bei einem im Leitungskreis (2) fließenden elektrischen Strom ein zugeordneter elektrischer Strom in der Spule (11) induziert wird. Weiterhin ist ein Anzeigeelement (13) mit der Spule (11) derart elektrisch verbunden, dass der Stromfluss im Leitungskreis (2) über den induzierten Strom als elektrische Verbrauchsinformation am Anzeigeelement (13) dargestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, einem Benutzer eine Information darüber bereitzustellen, ob an dem durch das Reiheneinbaugerät (1) abgesicherten Leitungskreis (2) ein elektrischer Verbraucher (3) angeschaltet ist oder nicht. Auf diese Weise wird das Identifizieren angeschalteter elektrischer Verbraucher (3) deutlich erleichtert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung eines elektrischen Leistungsverbrauchs eines Leitungskreises, bei der der Leitungskreis zumindest ein Reiheneinbaugerät aufweist und mit einer Überwachungseinrichtung gekoppelt ist.
Derartige Reiheneinbaugeräte, wie beispielsweise Leistungsschalter, Leitungsschutzschalter oder Fehlerstromschutzschalter, werden in der Elektroinstallationstechnik eingesetzt und verfügen über zumindest eine zugangsseitige Eingangsklemme zur Kontaktierung mit einer netzseitigen Zugangs- oder Speiseleitung, sowie über zumindest eine verbraucherseitige Ausgangsklemme zur Kontaktierung mit einer verbraucherseitigen Ausgangsleitung. Bei Auftreten eines unzulässigen Betriebszustands – beispielsweise einer Überlast, eines Fehlerstroms oder eines Kurzschlussstroms – wird zumindest ein Schaltkontakt im Inneren des Reiheneinbaugeräts geöffnet, wodurch der verbraucherseitige Leitungskreis, auch Lastkreis genannt, vom zugangsseitigen Stromnetz getrennt wird.
Derartige Reiheneinbaugeräte werden zumeist in sogenannten Elektroinstallationsverteilern, welche auch als Verteilerschrank, als Verteilerkasten oder schlicht als Verteiler bezeichnet werden, verbaut. Der Sammelbegriff „Reiheneinbaugerät” rührt daher dass in einem Elektroinstallationsverteiler oftmals eine Vielzahl derartiger Reiheneinbaugeräte nebeneinander in einer Reihe angeordnet wird. Jedes dieser Reiheneinbaugeräte ist dabei einem Leitungskreis oder Lastkreis zugeordnet, an den ein oder mehrere elektrische Verbraucher anschließbar sind. Mit Hilfe eines geeigneten Messgeräts, beispielsweise eines Stromzählers, werden mehrere derartiger Lastkreise zusammengefasst, um beispielsweise eine Information über den aktuellen oder bis dato angefallenen Stromverbrauch zu ermitteln.
Beispielhaft wird im Folgenden eine Anwendungsmöglichkeit im Wohnbereich beschrieben. Es sei jedoch an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass ebenso ein Einsatz im industriellen Umfeld, beispielsweise zur Überwachung eines entfernt angeordneten Verbrauchers oder zur Überprüfung von Betriebszuständen, möglich ist. Bei der Ausrüstung einer Wohnanlage mit der erforderlichen Elektroinstallationstechnik befindet sich im Allgemeinen in jeder Wohnung ein Verteilerkasten, oftmals auch als Sicherungskasten bezeichnet, in dem alle der Wohnung zugeordneten Lastkreise mit entsprechend geeigneten Reiheneinbaugeräten abgesichert sind. Ein der Wohnung zugeordneter Stromzähler befindet sich in Regel nicht in der jeweiligen Wohnung, sondern in einem der gesamten Wohnanlage zugeordneten Verteilerkasten, in dem die Stromzähler zu allen Wohnungen der Wohnanlage zentral angeordnet sind. Dieser zentrale Verteilerkasten ist oftmals auch nur dem Hausmeister oder Mitarbeitern des zuständigen Energieversorgungsunternehmens zugänglich, so dass für einen Bewohner der Wohnanlage nicht ohne Weiteres ersichtlich ist, ob in den seiner Wohnung zugeordneten Lastkreisen ein elektrischer Verbraucher angeschaltet ist oder nicht.
Selbst wenn dem Bewohner der ihm bzw. seiner Wohnung zugeordnete Stromzähler zugänglich sein sollte ist es für ihn nicht ohne Weiteres ersichtlich, in welchem Lastkreis ein elektrischer Verbraucher angeschaltet ist. Dies ist insbesondere problematisch, wenn elektrische Verbraucher etwas weiter von der Wohnung entfernt liegen, wie beispielsweise eine der Wohnung zugeordnete Garage oder ein Kellerabteil. Sind dort elektrische Verbraucher angeschaltet, beispielsweise die Beleuchtung, so ist dies von der Wohnung aus nur schwer zu erfassen, selbst wenn der Stromzähler dem Bewohner zugänglich sein sollte, da die der Garage oder dem Kellerabteil zugeordneten Lastkreise zusammen mit allen weiteren der Wohnung zugeordneten Lastkreise auf den einen Stromzähler zusammengefasst sind. Eine lastkreisbezogene Auswertung ist mit einer derartigen Konfiguration nicht möglich.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung bereitzustellen, mit deren Hilfe einem Bewohner einer Wohnung oder eines Hausees Informationen dahingehend bereitgestellt werden können, in welchem der der Wohnung zugeordneten Lastkreise ein elektrischer Verbraucher angeschaltet ist, insbesondere wenn dieser Lastkreis weiter von der Wohnung entfernt liegt.
Diese Aufgabe wird durch die Anordnung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Anordnung dient zur Überwachung eines elektrischen Leistungsverbrauchs einer Leitungskreises, wobei der Leitungskreis zumindest ein Reiheneinbaugerät aufweist und mit einer Überwachungseinrichtung gekoppelt ist. Die Überwachungseinrichtung weist eine Spule und einen Eisenkern auf, wobei die Spule über den Eisenkern derart mit dem Leitungskreis gekoppelt ist, dass bei einem im Leitungskreis fließenden elektrischen Strom ein zugeordneter elektrischer Strom in der Spule induziert wird. Weiterhin ist ein Anzeigeelement mit der Spule derart elektrisch verbunden, dass der Stromfluss im Leitungskreis über den induzierten Strom als elektrische Verbrauchsinformation am Anzeigeelement dargestellt wird.
Mit Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, einem Benutzer eine Information darüber bereitzustellen, ob an dem durch das Reiheneinbaugerät abgesicherten Leitungskreis oder Lastkreis ein elektrischer Verbraucher angeschaltet ist oder nicht. Die Anzeige kann dabei auch unmittelbar am Reiheneinbaugerät oder in unmittelbarer Nähe des Reiheneinbaugeräts erfolgen. Hierbei sind prinzipiell sowohl eine zeitpunktbezogene als auch eine zeitraumbezogene Darstellung möglich. Auf diese Weise wird beispielsweise das Identifizieren angeschalteter elektrischer Verbraucher deutlich erleichtert.
Zu dem durch das Reiheneinbaugerät abgesicherten Leitungskreis, der oftmals auch als Lastkreis bezeichnet wird, gehören unter anderem eine Zugangsleitung, über die eine elektrische Verbindung des Reiheneinbaugeräts mit einem Stromnetz erfolgt, als auch eine Ausgangsleitung, welche zur elektrischen Verbindung des Reiheneinbaugeräts mit einem lastseitigen elektrischen Verbraucher vorgesehen ist. Zugangsleitung, Reiheneinbaugerät und Ausgangsleitung sind somit elektrisch in Reihe geschaltet, wobei die Spule über den Eisenkern entweder mit der netzseitigen Zugangsleitung oder mit der verbraucherseitigen Ausgangsleitung koppelbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist das Reiheneinbaugerät als Schutzschalter, insbesondere als Leitungsschutzschalter oder als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet. Hierbei handelt es sich um gängige Schutzschaltertypen, welche für eine Verwendung mit der erfindungsgemäßen Anordnung geeignet sind.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung wird der Leitungskreis bei Auftreten eines unzulässigen Betriebszustandes durch das Reiheneinbaugerät unterbrochen. Unter einem unzulässigen Betriebszustand wird im Falle eines Leitungsschutzschalters beispielsweise ein Kurzschlussstrom oder eine Überlast, im Falle eines Fehlerstromschutzschalters beispielsweise ein Fehlerstrom, der gegen Erde abfließt, verstanden. Bei Auftreten derartiger unzulässiger Betriebszustände wird ein im Inneren des Schurzschalters angeordneter Kontakt geöffnet, so dass der Leitungskreis unterbrochen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist mit. Hilfe des Anzeigeelements eine leitungskreisbezogene Verbrauchsinformation anzeigbar. Durch eine derartige leitungskreisbezogene oder auch lastkreisbezogene Information wird eine höhere Genauigkeit beim Aufspüren angeschalteter elektrischer Verbraucher erreicht, als dies beispielsweise bei einem herkömmlichen Stromzähler, an dem mehrere Lastkreise gemeinsam angeschlossen und zu einer Verbrauchseinheit zusammengefasst sind, der Fall wäre.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist das Anzeigeelement als Leuchtdiode ausgebildet. Je größer der Strom ist, der durch den Leitungskreis fließt, desto größer ist der in der Spule induzierte Strom, so dass infolge dessen die Leuchtdiode umso heller leuchtet. Eine Leuchtdiode stellt somit eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Realisierung des Anzeigeelements dar, um einem Benutzer eine entsprechende lastkreisbezogene Verbrauchsinformation anzuzeigen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist die Leuchtdiode als Mehrfarben-Leuchtdiode ausgebildet. Mit Hilfe einer derartigen Mehrfarben-Leuchtdiode, die bei einer vordefinierten Betriebskenngröße die Farbe wechseln können, sind je nach Betriebszustand zusätzliche Informationen darstellbar. So ist es beispielsweise möglich, dass die Mehrfarben-Leuchtdiode die Farbe beispielsweise von Grün auf Gelb wechselt, wenn der durch das Reiheneinbaugerät fließende Strom einen vordefinierten Schwellwert erreicht, beispielsweise wenn ein Nennstrom-Grenzbereich erreicht oder um ein definiertes Maß überschritten ist. Dieser Schwellwert kann beispielsweise bei 5% über dem Nennstrom des Reiheneinbaugeräts liegen. Der Benutzer wird somit darauf hingewiesen, dass der dem Reiheneinbaugerät zugeordnete Laststromkreis im Grenzbereich betrieben wird, und ggf., d. h. bei dauerhaftem Überschreiten dieses Grenzbereichs durch Auslösen des Reiheneinbaugeräts vom Netz getrennt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist das Reiheneinbaugerät derart in einem Verteilerkasten angeordnet, dass das Anzeigeelement hinter einer Abdeckplatte des Verteilerkastens auslesbar angeordnet ist.
Derartige Abdeckplatten werden bei der Ausrüstung eines Verteilerkastens dazu verwendet, die Bereiche ober- und unterhalb der Bedienelemente, in denen die elektrischen Anschlussklemmen der Reiheneinbaugeräte mit den zugeordneten stromführenden Leitungen angeordnet sind, abzudecken und damit gegen unbefugten Zugriff zu schützen. Die Abdeckplatten dienen ebenso dem Schutz eines Benutzers vor elektrischem Schlag. Zum Ablesen des Anzeigeelements kann die Abdeckplatte beispielsweise an der Stelle, hinter der das Anzeigeelement angeordnet ist, partiell dünner ausgeführt sein, so dass eine Leuchtdiode an dieser Stelle durch die Abdeckplatte hindurch scheinen kann. Alternativ kann die Abdeckplatte an dieser Stelle aus einem transparenten Werkstoff hergestellt sein.
Wird das Anzeigeelement ober- oder unterhalb des zugeordneten Reiheneinbaugeräts im Verteilerkasten angeordnet, so wird hierfür kein zusätzlicher Bauraum in lateraler Richtung benötigt, die beim Ausrüsten eines Verteilerkastens durch Aneinanderreihen der einzelnen Reiheneinbaugeräte zumeist den limitierenden Faktor darstellt. Die Anordnung kann somit platzsparend im Verteilerkasten hinter der Abdeckplatte angeordnet werden
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung weist die Abdeckplatte eine Öffnung zum Ablesen des dahinter angeordneten Anzeigeelements auf. Eine derartige Öffnung stellt eine einfach zu realisierende Möglichkeit dar, um das hinter der Abdeckplatte angeordnete Anzeigeelement ablesen zu können. Um beispielsweise das Licht einer Leuchtdiode hindurch scheinen zu lassen ist lediglich eine kleine Öffnung erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung weist der Eisenkern eine geschlossene Form auf und ist derart angeordnet, dass ein Abschnitt des Leitungskreises vollständig umschlossen ist. Eine geschlossene Form des Eisenkerns (O-förmig oder ringförmig) ist insofern vorteilhaft, da hierdurch bei gleichbleibendem Stromfluss durch den Leitungskreis aufgrund der höheren magnetischen Flussdichte im Eisenkern ein höherer induzierter Strom in der Spule erreichbar ist. Hierdurch kann beim Rückschluss auf den im Leitungskreis vorherrschenden Stromfluss auf Basis der in der Spule induzierten Spannung eine höhere Genauigkeit erzielt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung weist der Eisenkern eine verschließbare Öffnung auf, so dass er auf einen Abschnitt des Leitungskreises aufsteckbar ist. Die Öffnung ist dabei derart ausgebildet, dass der Eisenkern auf einen Abschnitt des Leitungskreises – vorzugsweise im Bereich der Anschlussklemmen des Reiheneinbaugeräts – auch dann aufsteckbar ist, wenn die Leitungen des Leitungskreises bereits fest an das Reiheneinbaugerät angeschlossen sind. Ist der Eisenkern auf den Leitungsabschnitt aufgesteckt, so wird die verschließbare Öffnung wieder geschlossen, wodurch der Eisenkern seine vorteilhafte geschlossene Form zurückerhält. Die Handhabung des Eisenkerns bei der Montage – insbesondere im Falle bereits an das Reiheneinbaugerät angeschlossener Leitungen des Leitungskreises – wird dadurch deutlich erleichtert, ohne dabei den Informationsgehalt oder die Aussagegenauigkeit der Anordnung bei der Erfassung des Leistungsverbrauchs negativ zu beeinflussen.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist die Überwachungseinrichtung in ein Gehäuse des Reiheneinbaugeräts integriert. Werden die Spule und der Eisenkern der Überwachungseinrichtung in ein Standardgehäuse des Reiheneinbaugeräts integriert, so stellt dies eine äußerst platzsparende Anordnung dar. Dabei kann die Ablesbarkeit des Anzeigeelements dadurch gewährleistet werden, dass dieses in einem sichtbaren Bereich des Reiheneinbaugeräts, der auch im montierten Zustand nicht durch eine Abdeckplatte im Verteilerkasten verdeckt ist, angeordnet wird. Alternativ kann das Anzeigeelement auch hinter der Verteilerplatte angeordnet werden, sofern diese entweder mit einer entsprechenden Öffnung versehen oder an dieser Stelle entsprechend lichtdurchlässig ausgeführt ist, so dass das Anzeigeelement gut ablesbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist die Überwachungseinrichtung in ein Zusatzmodul integriert, welches mit dem Gehäuse des Reiheneinbaugeräts mechanisch koppelbar ist. Auf diese Weise ist ein herkömmliches Reiheneinbaugerät einfach und kostengünstig mit einem derartigen Zusatzmodul nachrüstbar. Die mechanische Kopplung des Zusatzmoduls mit dem Gehäuse des Reiheneinbaugeräts kann beispielsweise über am Zusatzmodul ausgebildete Schnapphaken oder andere Rastelemente erfolgen, welche an entsprechenden am Reiheneinbaugerät ausgebildete Aufnahmen verrastbar sind. Die Ablesbarkeit kann wiederum dadurch gewährleistet werden, dass in der Abdeckplatte des Verteilerkastens entweder entsprechende Öffnungen aufweist oder oder an dieser Stelle entsprechend lichtdurchlässig ausgeführt ist, so dass das Anzeigeelement gut abgelesen werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist die Spule über eine Signalleitung mit einem A/D-Wandler gekoppelt, so dass die Verbrauchsinformation über ein an den A/D-Wandler angeschlossenes digitales Datenübertragungssystem übertragbar ist. Über den A/D-Wandler (der Begriff steht für analog/digital-Wandler) wird das in den Wicklungen der Spule induzierte analoge Signal in eine digitale Information umgewandelt. Diese digitale Information kann dann über das digitale Datenübertragungssystem, welches beispielsweise ein Bussystem sein kann, übertragen. Im Bereich der Gebäudeautomatisierung werden hierzu beispielsweise die Bussysteme EIB oder KNX eingesetzt. An das Datenübertragungssystem kann eine Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise ein PC oder eine Simatic-Steuerung, angeschlossen werden, so dass eine lastkreisbezogene Auswertung der Informationen möglich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist der A/D-Wandler ebenfalls in dem Verteilerkasten angeordnet. Dabei werden mehrere analoge Signalleitungen, die mehreren Spulen mehrerer Reiheneinbaugeräte zugeordnet sind, noch im Verteilerkasten zum A/D-Wandler geführt und am Eingang des A/D-Wandlers angeschlossen. Am Ausgang des A/D-Wandlers ist dann lediglich digitale Leitung des Datenübertragungssystems erforderlich, über die der A/D-Wandler mit dem digitalen Datenverarbeitungssystem verbunden werden kann. Auf diese Weise kann der Verdrahtungsaufwand platzsparend reduziert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung ist die Verbrauchsinformation über eine Datenverarbeitungseinrichtung auswertbar, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung eine Rückkopplung zu dem Reiheneinbaugerät aufweist, um bei Vorliegen vordefinierter Randbedingungen eine Fernauslösung zu initiieren. Als vordefinierte Randbedingung kommt beispielsweise eine der eingangs erwähnten kritischen Belastungssituationen, beispielsweise eine dauerhafte Überlast, in Betracht. Aufgrund der Auswertung der Informationen mit Hilfe der Datenverarbeitungseinrichtung sowie der Rückkopplung an das Reiheneinbaugerät – beispielsweise über einen Hilfsstromschalter, einen Fehlersignalschalter einen Arbeitsstromauslöser, einen Unterspannungsauslöser oder einen Fernantrieb – wird ein Regelkreis realisiert, mit dessen Hilfe das Reiheneinbaugerät auch aus größerer Entfernung „remote” steuerbar ist.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Anordnung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
1A bis 1C schematische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels der Anordnung;
2A bis 2C schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung;
3 eine schematische Darstellung einer elektrischen Verdrahtung des zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.
In den 1A bis 1C ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Anordnung schematisch dargestellt. Dabei zeigt 1A einen O-förmigen Eisenkern 12 mit einer Öffnung 14, der zumindest teilweise mit einer Spule 11 umwickelt ist. An die Wicklungen der Spule 11 ist ein Anzeigeelement 13 in Gestalt einer Leuchtdiode angeschlossen, so dass ein durch die Spulenwicklung fließender Strom durch ein Aufleuchten der Leuchtdiode 13 angezeigt wird. Die Helligkeit der Leuchtdiode 13 ist dabei von der Höhe des in der Spule 11 induzierten Stromes abhängig. In der Darstellung der 1B sind der Eisenkern 12 mit der Spule 11 und der daran angeschlossenen Leuchtdiode 13 in einem gemeinsamen Gehäuse 16 zu einem Modul 10 zusammengefasst. Das Gehäuse 16 besteht dabei vorzugsweise aus Kunststoff. Um die Ablesbarkeit der Leuchtdiode 13 zu gewährleisten, weist das Gehäuse 16 an geeigneter Stelle eine Öffnung auf, durch die die Leuchtdiode 13 hindurch gesteckt ist oder hindurch scheinen kann. Um das Modul 10 mechanisch an ein Reiheneinbaugerät 1' zu koppeln (siehe 1C), sind am Gehäuse 16 mehrere Rastelemente 15 in Gestalt mehrerer Rastnasen angeformt, welche in entsprechende Aufnahmen am Reiheneinbaugerät 1 eingreifen, um das Modul 10 mechanisch stabil mit dem Reiheneinbaugerät 1 zu verbinden.
In 1C ist ein Reiheneinbaugerät 1 dargestellt, an welches das Modul 10 über die Rastnasen 15 mechanisch gekoppelt ist. Zur Kontaktierung einer Anschlussleitung weist das Reiheneinbaugerät 1 eine Anschlussklemme 4 auf, welche in einem Gehäuse des Reiheneinbaugeräts 1 angeordnet und gehaltert ist. An die Anschlussklemme 4 ist eine elektrische Leitung eines Leitungskreises 2 angeschlossen, welche durch die Öffnung 14 des Eisenkerns 12 geführt ist. Fliest durch den Leitungskreis ein elektrischer Strom, so wird in den Windungen der Spule 11 eine dazu korrespondierende elektrische Spannung induziert, welche einen Stromfluss bewirkt, der über die Leuchtdiode 13 angezeigt wird. Da die Helligkeit der Leuchtdiode 13 von der Höhe des in der Spule 11 induzierten Stromes abhängt, ist sie indirekt auch von der Höhe des im Leitungskreis fließenden Stromes abhängig.
Das Reiheneinbaugerät 1 ist zur Montage in einem Elektroinstallationsverteiler (nicht dargestellt) vorgesehen. Hierzu weist das Reiheneinbaugerät 1 eine Rückseite 6 auf, über die es mit einem Tragelement des Elektroinstallationsverteilers – beispielsweise an einer Trag- oder Hutschiene – mechanisch verbunden werden kann. Der Rückseite 6 gegenüberliegend befindet sich eine Vorderseite 5 des Reiheneinbaugeräts 1, an der ein Bedienelement 9 zur manuellen Betätigung des Reiheneinbaugeräts 1 angeordnet ist. Ist der Elektroinstallationsverteiler mit Reiheneinbaugeräten 1 bestückt und sind diese allesamt an die ihnen zugeordneten elektrischen Leitungen angeschlossen, so wird zum Schutz vor elektrischem Schlag über der Vorderseite 5 des Reiheneinbaugeräts 1 eine Abdeckplatte 8 montiert, welche insbesondere die elektrischen Anschlüsse vor manuellem Zugriff schützt. Das Bedienelement 9 sowie etwaige Beschriftungselemente sind dabei von der Abdeckplatte 8 ausgespart. Um dabei die Ablesbarkeit der Leuchtdiode 13 zu gewährleisten, weist die Abdeckplatte 8 an den entsprechenden Stellen, an denen eine Leuchtdiode 13 angeordnet ist, jeweils eine Öffnung 7 auf, durch die die Leuchtdiode 13 hindurchscheinen kann.
Sind der Eisenkern 12 und die Spule 11 vollständig in das Gehäuse des Reiheneinbaugeräts 1 integriert, so ist es selbstverständlich ebenso möglich, die Leuchtdiode 13 an einergeeigneten Stelle der Vorderseite 5 so anzuordnen, dass deren Ablesbarkeit nicht durch die Abdeckplatte 8 eingeschränkt wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Abdeckplatte 8 zumindest partiell transparent auszuführen, um die Ablesbarkeit der Leuchtdiode zu gewährleisten.
In den 2A bis 2C ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Anordnung schematisch dargestellt. Dabei zeigt 2A wiederum den O-förmigen Eisenkern 12, der zumindest teilweise mit der Spule 11 umwickelt ist. Im Unterschied zu dem in den 1A bis 1C dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist hier keine Leuchtdiode direkt an die Wicklungen der Spule 11 angeschlossen. Stattdessen wird die in die Wicklungen der Spule 11 induzierte elektrische Spannung über eine Signalleitung 20 nach außen geführt. Das hierzu korrespondierende Modul 10, welches zur mechanischen Kopplung an das Reiheneinbaugerät 1 ausgebildet ist, weist ebenfalls eine Signalleitung 20 auf, mit der die induzierte Spannung nach außen geführt wird. Auf diese Weise kann – in Abhängigkeit des Stromflusses im Leitungskreis 2 – eine dazu korrespondierende Verbrauchsinformation an ein externes Anzeigeelement oder eine externe Auswerteeinheit weitergeleitet werden.
Die zur 1C korrespondierende Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels ist in 2C dargestellt. Hier ist wiederum das Modul 10 gezeigt, welches über mehrere Rastelemente 15, die an einer seitlichen Gehäusefläche des Reiheneinbaugeräts 1 verrastet sind, an das Reiheneinbaugerät 1 gekoppelt ist. Der strukturelle Aufbau des Reiheneinbaugeräts 1 entspricht dabei dem des in 1C dargestellten Reiheneinbaugeräts 1.
Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Ausführungsbeispiele zu kombinieren: hieraus resultiert eine Anordnung, welche sowohl über eine lokal am oder in der Nähe des Reiheneinbaugeräts 1 angeordnete Leuchtdiode 13 verfügt, als auch über eine angeschlossene Signalleitung 20, mit deren Hilfe die Verbrauchsinformationen an eine Datenverarbeitungseinrichtung 19 (siehe 3) übertragen werden können.
In 3 ist eine elektrische Verdrahtung des zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung schematisch dargestellt. 3 zeigt mehrere Reiheneinbaugeräte 1, welche räumlich nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind. An den zugangsseitigen und den abgangsseitigen Anschlussklemmen 4 sind Leitungsabschnitte des Leitungskreises 2 angeschlossen. Abgangsseitig, d. h. verbraucherseitig, sind elektrische Verbraucher 3 mit dem entsprechenden Abschnitt des Leitungskreises 2 elektrisch verbunden. An jedes der Reiheneinbaugeräte 1 ist ein Modul 10 mechanisch gekoppelt, derart, dass ein durch den Leitungskreis 2 fließender elektrischer Strom in den Wicklungen der Spule 11 des Moduls 10 eine Spannung induziert.
Wie in den 2A und 2B im Detail gezeigt, ist an die Wicklungen der Spule 11 eine Signalleitung 20 angeschlossen, welche die Spule 11 des Moduls 10 mit einem Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 17 elektrisch koppelt. Mit Hilfe des A/D-Wandlers wird die in den Wicklungen der Spule 11 induzierte Spannung, welche proportional zu dem im Leitungskreis 2 fließenden Strom ist, in digitale Informationen umgewandelt. Diese digitalen Informationen werden anschließend über ein Datenübertragungssystem 18 an ein Datenverarbeitungssystem 19 zur Auswertung übertragen.
Bei dem Datenübertragungssystem 18 kann es sich beispielsweise um ein Bussystem handeln. Im Bereich der Gebäudeautomatisierung werden hierzu beispielsweise die Standards EIB (Europäischer Installations-Bus) oder KNX (Weiterentwicklung des EIB-Standards) eingesetzt. Als Datenverarbeitungseinrichtung 19 kommen ein PC oder ein speicherprogrammierbare Steuerung, beispielsweise eine Simatic-Steuerung, in Frage. Mit Hilfe einer geeigneten Software oder einer elektrischen Schaltung ist es möglich, die derart übertragene Verbrauchsinformation auszuwerten und zu protokollieren. Auf diese Weise kann eine Überwachung der Elektroinstallation erreicht werden.
Weiterhin ist diese Information als Eingangsgröße für Regelungsaufgaben verwendbar. In diesem Fall ist eine Rückkopplung an die jeweiligen Reiheneinbaugeräte 1 erforderlich. Dies kann beispielsweise über einen Fernantrieb, einen Arbeitsstromauslöser oder Ähnliches erfolgen. Zur Überwachung des Schaltzustandes des Reiheneinbaugeräts 1 können ferner Hilfsstromschalter oder auch Fehlersignalschalter verwendet werden.
Durch die Kopplung der Spule 11 mit dem A/D-Wandler 17 sowie daran anschließend einer Datenübertragungseinrichtung 18 und einer Datenverarbeitungseinrichtung 19 ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, die intelligent miteinander verknüpft werden können. Beispielsweise ist eine Fernanzeige des momentanen Verbrauchs einzelner Lastkreise möglich. Weiterhin kann der Verbrauch einzelner Lastkreise über einen definierten Zeitraum hinweg protokolliert werden, um beispielsweise eine Aussage dahingehend treffen zu können, wie der elektrische Leistungsverbrauch vor eine Auslösung des elektrischen Verbrauchers 3 im derart überwachten Leitungskreis 2 war. Ferner kann eine Auswertung des elektrischen Leistungsverbrauchs dahingehend verwendet werden, um beispielsweise bei überdurchschnittlich hohem Verbrauch, der unter Umständen einen Hinweis auf einen vorhandenen oder bevorstehenden Gerätedefekt liefert, eine entsprechende Alarmmeldungen auszugeben.
Bezugszeichenliste

1: Reiheneinbaugerät
2: Leitungskreis
3: elektrischer Verbraucher
4: Anschlussklemme
5: Vorderseite
6: Rückseite
7: Öffnung
8: Abdeckplatte
9: Bedienelement
10: Modul
11: Spule
12: Eisenkern
13: Anzeigeelement
14: Öffnung
15: Rastelement
16: Gehäuse
17: A/D-Wandler
18: Datenübertragungssystem
19: Datenverarbeitungseinrichtung
20: Signalleitung

Claims

Anordnung zur Überwachung eines elektrischen Leistungsverbrauchs eines Leitungskreises (2), – bei der der Leitungskreis (2) zumindest ein Reiheneinbaugerät (1) aufweist und mit einer Überwachungseinrichtung gekoppelt ist, – bei der die Überwachungseinrichtung eine Spule (11) und einen Eisenkern (12) aufweist, wobei die Spule (11) über den Eisenkern (12) derart mit dem Leitungskreis (2) gekoppelt ist, dass bei einem im Leitungskreis (2) fließenden elektrischen Strom ein zugeordneter elektrischer Strom in der Spule (11) induziert wird, – wobei ein Anzeigeelement (13) mit der Spule (21) derart elektrisch verbunden ist, dass der Stromfluss im Leitungskreis (2) über den induzierten Strom als elektrische Verbrauchsinformation am Anzeigeelement (13) dargestellt wird.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei Reiheneinbaugerät als Schutzschalter, insbesondere als Leitungsschutzschalter oder als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leitungskreis (2) bei Auftreten eines unzulässigen Betriebszustands durch das Reiheneinbaugerät (1) unterbrochen wird.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels des Anzeigeelements (13) eine leitungskreisbezogene Verbrauchsinformation anzeigbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anzeigeelement als Leuchtdiode (13) ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtdiode (13) als Mehrfarben-Leuchtdiode ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der. vorhergehenden Ansprüche, wobei das Reiheneinbaugerät (1) derart in einem Verteilerkasten angeordnet ist, dass das Anzeigeelement (13) hinter einer Abdeckplatte (8) des Verteilerkastens auslesbar angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Abdeckplatte (8) eine Öffnung 7 zum Ablesen des dahinter angeordneten Anzeigeelements (13) aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Eisenkern (12) eine geschlossene Form aufweist und derart angeordnet ist, dass ein Abschnitt des Leitungskreises (2) vollständig umschlossen ist.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei der Eisenkern (12) eine verschließbare Öffnung aufweist, so dass er auf einen Abschnitt des Leitungskreises (2) aufsteckbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Überwachungseinrichtung in ein Gehäuse des Reiheneinbaugeräts (1) integriert ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Überwachungseinrichtung in ein Zusatzmodul (10) integriert ist, welches mit dem Gehäuse des Reiheneinbaugeräts (1) mechanisch koppelbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spule (11) über eine Signalleitung (20) mit einem A/D-Wandler (17) gekoppelt ist, so dass die Verbrauchsinformation über ein an den A/D-Wandler (17) angeschlossenes digitales Datenübertragungssystem (18) übertragbar ist.
Anordnung nach Anspruch 13, wobei der A/D-Wandler (17) ebenfalls in dem Verteilerkasten angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Verbrauchsinformation über eine Datenverarbeitungseinrichtung (19) auswertbar ist und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (19) eine Rückkopplung zu dem Reiheneinbaugerät (1) aufweist, um bei Vorliegen vordefinierter Randbedingungen eine Fernauslösung des Reiheneinbaugeräts (1) zu initiieren.