DE102014202723A1 - Anzeigeeinheit und Anlage zur Verteilung von elektrischer Energie mit einer entsprechenden Anzeigeeinheit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit und eine Anlage zur Verteilung von elektrischer Energie, die eine entsprechende Anzeigeeinheit mit mehreren Schaltern (CB1–CB8) aufweist, wobei die Anzeigeeinheit (A) kommunikationsmäßig mit den Schaltern (CB1–CB8) verbunden ist und Daten (DA) empfängt, die den Betrieb der Schalter (CB1–CB8) betreffen. Jeder Schalter (CB1–CB8) der Anlage umfasst zwei mechanisch trennbare Schaltelemente, eine Sensoreinheit, welche den über die Schaltelemente fließenden Strom erfasst, eine elektronische Auslöseeinheit, welche die Trennung der Schaltelemente auslöst, wenn eine dem Schalter (CB1–CB8) zugeordnete stromabhängige Auslösebedingung erfüllt ist, und eine mechanische Schalteinheit, welche die Schaltelemente bei Erfüllung der Auslösebedingung trennt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit und eine Anlage zur Verteilung von elektrischer Energie, die eine entsprechende Anzeigeeinheit aufweist, gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9.
  • Anlagen zur Verteilung von elektrischer Energie auf mehrere Anlagenzweige, an die Verbraucher angeschlossen sind, sind bekannt. Die Verteilung erfolgt dabei mit Hilfe von als Schutzschalter ausgebildeten Schaltern. Jeder Schalter weist zumindest einen Schaltkontakt auf, der aus zwei mechanischen Schaltelementen gebildet ist, die bei geschlossenem Schaltkontakt aneinander anliegen. Grundlage für die Schutzfunktion ist der über die Schaltelemente fließende Strom, der mit Hilfe einer Sensoreinheit erfasst wird. Eine elektronische Auslöseeinheit wertet den erfassten Strom aus und löst eine Trennung der Schaltelemente aus, wenn eine dem Schalter zugeordnete stromabhängige Auslösebedingung erfüllt ist. Im einfachsten Fall besteht die Auslösebedingung in der Überschreitung eines Stromschwellwerts. Eine mechanische Schalteinheit z.B. in Form einer vorgespannten Schaltwelle trennt die Schaltelemente, wenn die Auslösebedingung erfüllt ist und die Auslöseeinheit ein entsprechendes Auslösesignal generiert hat.
  • Nachteilig ist dabei, dass die Schalter in der Schaltanlage meist in Schaltschränken verbaut werden, wobei deren Anzeigeelemente wie Displays bei verschlossener Schranktür nicht sichtbar sind. Somit ist es nicht möglich, die Parameter der Schalter ohne zusätzlichen Aufwand auszulesen. Dasselbe gilt für die von den Schaltern gemessenen Größen wie die Lastströme und die Spannungen der einzelnen Phasen sowie die Leistungsdaten.
  • Eine Lösung, um diese Nachteile zu überwinden, besteht darin, in der Schaltschranktür entsprechende Aussparungen oder Öffnungen vorzusehen und den oder die Schalter jeweils so anzuordnen, dass die Anzeigeelemente von außen sichtbar sind.
  • Eine andere Lösung verwendet pro Schalter ein abgesetztes externes Display, welches kommunikationsmäßig nur mit dem zugehörigen Schalter verbunden ist. Diese Displays werden außerhalb des Schaltschranks z.B. an der Schaltschranktür angebracht. Bei dieser Lösung wird für jeden Schalter ein eigenes Display verwaltet.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile zu überwinden.
  • Die Lösung ist bezogen auf die Anzeigeeinheit durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezogen auf die Schaltanlage durch die Merkmale des Anspruchs 9 gegeben.
  • Die Lösung sieht bezogen auf die Anzeigeeinheit vor, dass die Anzeigeeinheit kommunikationsmäßig mit den Schaltern verbunden ist und Daten empfängt, die den Betrieb der Schalter betreffen, wobei die Daten von der Anzeigeeinheit angezeigt werden. Damit können Daten der Schalter wie deren Schaltzustand (eingeschaltet, ausgeschaltet, ausgelöst), deren aktueller Laststrom aber auch deren Schutzparameter, Messwerte, Alarm- und Fehlermeldungen angezeigt werden, so dass sie auf einen Blick ersichtlich sind. Man erhält also einen unmittelbaren Überblick über den Schaltzustand der einzelnen Schalter und damit gleichzeitig der gesamten Schaltanlage.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt dabei jeweils die Anzeige von Daten aller Schalter.
  • Technisch einfach ist es, wenn zur Anzeige ein Display vorgesehen ist.
  • Zur Vereinfachung wird vorgeschlagen, dass die kommunikationsmäßigen Verbindungen als Bus-Verbindungen ausgebildet sind.
  • Technisch einfacher ist es, wenn die Anzeigeeinheit kommunikationsmäßig über einen Daten-Server mit den Schaltern verbunden ist und der Daten-Server die Daten sendet und empfängt.
  • Ein einfacher Austausch ist möglich, wenn die Anzeigeeinheit zusammen mit dem Daten-Server eine Anzeige-Daten-Einheit bildet.
  • Das Einrichten vereinfacht sich, wenn eine Anpassung der Anzeige an die Anzahl der verwendeten Schalter selbsttätig erfolgt.
  • Die Wirksamkeit der Anzeige erhöht sich, wenn die Daten priorisiert angezeigt werden.
  • Zur Realisisierung einer Schutzfunktion wird vorgeschlagen, dass jeder Schalter umfasst: zumindest zwei mechanisch trennbare Schaltelemente, eine Sensoreinheit, welche den über die Schaltelemente fließenden Strom erfasst, eine elektronische Auslöseeinheit, welche die Trennung der Schaltelemente auslöst, wenn eine dem Schalter zugeordnete stromabhängige Auslösebedingung erfüllt ist, und eine mechanische Schalteinheit, welche die Schaltelemente bei Erfüllung der Auslösebedingung trennt.
  • Die Lösung sieht bezogen auf die Schaltanlage zur Verteilung von elektrischer Energie auf mehrere Anlagenzweige mit Hilfe von Schaltern vor, dass ein Daten-Server kommunikationsmäßig mit den Schaltern verbunden ist und Daten empfängt, die den Betrieb der Schalter betreffen, und dass weiter eine Anzeigeeinheit kommunikationsmäßig mit dem Daten-Server verbunden ist und die Daten der Schalter anzeigt, wobei jeder Schalter umfasst: a) zumindest zwei mechanisch trennbare Schaltelemente, b) eine Sensoreinheit, welche den über die Schaltelemente fließenden Strom erfasst, c) eine elektronische Auslöseeinheit, welche die Trennung der Schaltelemente auslöst, wenn eine dem Schalter zugeordnete stromabhängige Auslösebedingung erfüllt ist, und d) eine mechanische Schalteinheit, welche die Schaltelemente bei Erfüllung der Auslösebedingung trennt. Der Verdrahtungsaufwand ist relativ gering, da nur eine Anzeigeeinheit (ein zusätzliches Display oder Displaymodul) anzuschließen ist, was außerdem nur einen geringen Platzbedarf erfordert. Weiterhin lassen sich die Schalterdaten einfacher vergleichen, da alle Daten auf einer einzigen Anzeigeeinheit angezeigt werden, wodurch z.B. die Ströme und Spannungen mehrerer Anlagenzweige einfach miteinander verglichen werden können.
  • Dabei ist vorzugsweise eine dynamische Verwaltung von mehreren Schaltern mit dieser Anzeigeeinheit vorgesehen, d.h. die interne Datenstruktur wird jeweils an die Zahl der Schalter angepasst und die Daten der Schalter werden anschließend jeweils übersichtlich angezeigt (zur Verfügung gestellt).
  • Die Daten der Schalter auf dieser Anzeige sind mit Vorteil priorisiert. So kann z. B. der Schaltzustand „ausgelöst (TRIP)“ als blinkender Text hervorgehoben werden, um Probleme in der Schaltanlage einfach, schnell und warnend zu signalisieren. Weiter kann jeweils die Phase der Schalter mit dem größten Phasenstrom hervorgehoben werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch dargestellt Schutzschalter CB1, CB2, ..., CB8, einen Daten-Server DS und eine als Modul ausgebildete Anzeigeeinheit A einer Schaltanlage (nicht gezeigt), wobei die Anzeigeeinheit A ein Display D aufweist und hier als Displaymodul ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel sind beispielhaft acht Schalter CB1, CB2, ..., CB8 über den Daten-Server DS mit der Anzeigeeinheit A über eine Bus-Verbindung B (einen entsprechenden Datenbus) verbunden.
  • Die Schaltanlage dient zur Verteilung von elektrischer Energie auf mehrere Anlagenzweige (nicht gezeigt) mit Hilfe der Schalter CB1, CB2, ..., CB8, die hier als Leistungsschalter ausgebildet sind.
  • Jeder Schalter CB1, CB2, ..., CB8 umfasst zwei mechanisch trennbare Schaltelemente, eine Sensoreinheit, welche den über die Schaltelemente fließenden Strom erfasst, eine elektronische Auslöseeinheit, welche die Trennung der Schaltelemente auslöst, wenn eine dem Schalter CB1, CB2, ..., CB8 zugeordnete stromabhängige Auslösebedingung erfüllt ist, und eine mechanische Schalteinheit, welche die Schaltelemente bei Erfüllung der Auslösebedingung trennt (nicht gezeigt). Das Ein- und Ausschalten der Schalter CB1, CB2, ..., CB8 kann manuell mittels einer Handhabe H vorgenommen werden.
  • Der Daten-Server DS empfängt auf Anforderung jeweils ausgewählte Daten DA von den Schaltern CB1, CB2, ..., CB8, die deren Betrieb betreffen, und versorgt die Anzeigeeinheit A über die Bus-Verbindung B mit den Daten DA. Zur Anzeige der Daten DA ist das Display D der Anzeigeeinheit A entsprechend der Anzahl der Schalter CB1, CB2, ..., CB8 in acht Fenster W1, W2, ..., W8 unterteilt.
  • In den Fenstern W1, W2, ..., W8 steht oben links jeweils der Schalter CB1, CB2, ..., CB8, dessen Daten DA in diesem Fenster W1, W2, ..., W8 angezeigt sind. Die Anzeigeeinheit A zeigt die Daten DA aller Schalter CB1, CB2, ..., CB8 priorisiert an. Also bezogen auf die Ströme der drei Phasen L1, L2, L3 den Strom der Phase L1, L2, L3, der jeweils am größten ist. So ist für die Schalter CB1 und CB2, CB4 und CB5 sowie CB7 und CB8 jeweils der Strom der Phase L1 angezeigt, da bei allen Schaltern CB1, CB2, CB4, CB5, CB7, CB8 der Strom der Phase L1 jeweils am größten und der Strom der beiden anderen zugehörigen Phasen L2, L3 kleiner ist. Der digitale Stromwert in Ampere steht jeweils daneben.
  • Weiter ist der Anzeigeeinheit A entnehmbar, dass der Schalter CB3 ausgelöst hat (Anzeige TRIP im zugehörigen Fenster W3) und dass der Schalter CB6 ausgeschaltet ist (Anzeige OFF im zugehörigen Fenster W6). Die Anzeige TRIP hat die höchste Anzeige-Priorität; die Anzeige OFF ist bei ausgeschaltetem Schalter CB6 die einzige Information, die hier für die Anzeige zur Verfügung steht (und deshalb angezeigt wird).
  • Es können hier also mit der Anzeigeeinheit A die Daten DA aller Schalter CB1, CB2, ..., CB8 wie deren Schaltzustand (eingeschaltet ON, ausgeschaltet OFF, ausgelöst TRIP), die Phasen L1, L2, L3 und deren aktueller Laststrom in Ampere aber auch Schutzparameter (Schwellwerte), Messwerte (Ströme), Alarm- und Fehlermeldungen (blinkende TRIP-Anzeige) angezeigt werden, so dass sie auf einen Blick ersichtlich sind. Man erhält also jeweils einen unmittelbaren Überblick über den jeweiligen Schaltzustand der einzelnen Schalter CB1, CB2, ..., CB8 und damit der gesamten Schaltanlage. Aus diesem Grunde erfolgt die Anzeige von Daten DA aller Schalter CB1, CB2, ..., CB8 jeweils gleichzeitig.
  • Als Navigationselemente dienen die Tasten F1, F2, F3, F4, von denen mit der rechte Taste F4 Menüs und Untermenüs ausgewählt werden können, während man mittels der beiden links davon angeordneten Richtungstasten F2, F3 die Auswahl trifft. Die darüber angeordneten Fenster T mit den kleinen nach oben bzw. unten zeigenden Dreiecken und dem schematisierten Menü zeigen die gewünschte Auswahlrichtung bzw. Auswahl an.
  • Im Ausführungsbeispiel bilden die Anzeigeeinheit A und der Daten-Server DS zusammen eine Anzeige-Daten-Einheit U, d.h. die Anzeigeeinheit A und der Daten-Server DS sind zu einer Anzeige-Daten-Einheit miteinander „verschmolzen“.
  • Die Schalter CB1, CB2, ..., CB8 der Anzeige-Daten-Einheit U werden dynamisch verwaltet, d.h. die interne Datenstruktur und die Anzeige der Anzeigeeinheit A (auf dem Display D) wird jeweils selbsttätig an die jeweilige Anzahl der Schalter CB1, CB2, ..., CB8 angepasst.

Claims (9)

  1. Anzeigeeinheit (A) mit mehreren Schaltern (CB1–CB8), wobei die Anzeigeeinheit (A) kommunikationsmäßig mit den Schaltern (CB1–CB8) verbunden ist und Daten (DA) empfängt und anzeigt, die den Betrieb der Schalter (CB1–CB8) betreffen.
  2. Anzeigeeinheit (A) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Anzeige von Daten (DA) aller Schalter (CB1–CB8) erfolgt.
  3. Anzeigeeinheit (A) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anzeige der Daten (DA) ein Display (D) vorgesehen ist.
  4. Anzeigeeinheit (A) nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die kommunikationsmäßigen Verbindungen als Bus-Verbindungen (B) ausgebildet sind.
  5. Anzeigeeinheit (A) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (A) kommunikationsmäßig über einen Daten-Server (DS) mit den Schaltern (CB1–CB8) verbunden ist und der Daten-Server (DS) die Daten (DA) sendet und empfängt.
  6. Anzeigeeinheit (A) nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (A) zusammen mit dem Daten-Server (DS) eine Anzeige-Daten-Einheit (U) bildet.
  7. Anzeigeeinheit (A) nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der Anzeige an die Zahl der Schalter (CB1–CB8) jeweils selbsttätig erfolgt.
  8. Anzeigeeinheit (A) nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige der Daten (DA) priorisiert erfolgt.
  9. Schaltanlage zur Verteilung von elektrischer Energie auf mehrere Anlagenzweige mit Hilfe von Schaltern (CB1–CB8), mit einem Daten-Server (DS), der kommunikationsmäßig mit den Schaltern (CB1–CB8) verbunden ist und Daten (DA) empfängt, die den Betrieb der Schalter (CB1–CB8) betreffen, und mit einer Anzeigeeinheit (A), die kommunikationsmäßig mit dem Daten-Server (DS) verbunden ist und die Daten (DA) der Schalter (CB1–CB8) anzeigt, wobei jeder Schalter (CB1–CB8) umfasst: zumindest zwei mechanisch trennbare Schaltelemente, eine Sensoreinheit, welche den über die Schaltelemente fließenden Strom erfasst, eine elektronische Auslöseeinheit, welche die Trennung der Schaltelemente auslöst, wenn eine dem Schalter zugeordnete stromabhängige Auslösebedingung erfüllt ist, und eine mechanische Schalteinheit, welche die Schaltelemente bei Erfüllung der Auslösebedingung trennt.
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