DE102018127939A1

DE102018127939A1 - Intelligenter Leistungsschalter

Info

Publication number: DE102018127939A1
Application number: DE102018127939.6A
Authority: DE
Inventors: Leonardo Dorea Mascarenhas; Tapas Ranjan Rout; Rafael Enrique Higuera; Cameron Graham Molloy; Jeremy Robert Baillargeon
Original assignee: Industrial Connections and Solutions LLC
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2019-05-09
Also published as: CN109755076A; US20190140429A1

Abstract

Es wird ein Leistungsschalter bereitgestellt. Der Leistungsschalter weist ein Gehäuse, eine Stromkreisschutzvorrichtung, die im Gehäuse angeordnet und so betreibbar ist, dass sie i) Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den Leistungsschalter zugeordnet sind, erfasst und ii) den wenigstens einen Strompfad basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen gezielt öffnet, eine Verarbeitungsvorrichtung, die mit der Stromkreisschutzvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung sammelt, wobei die Betriebsbedingungsdaten die erfassten Betriebsbedingungen und einen Auslöseindikator enthalten, der angibt, ob die Stromkreisschutzvorrichtung den wenigstens einen Strompfad geöffnet hat, und wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle auf, die mit der Verarbeitungsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle so betreibbar ist, dass sie die Betriebsbedingungsdaten von der Verarbeitungsvorrichtung empfängt, um das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten zu einer entfernten Rechenvorrichtung zu erleichtern.

Description

HINTERGRUND
Das Gebiet der Offenbarung betrifft allgemein Leistungsschalter wie etwa einen Leistungsschalter für einen Fehlerstromschutz (GFCI (ground fault circuit interrupt)), einen Leistungsschalter für einen Fehlerlichtbogenschutz (AFCI (arc fault circuit interrupt)) oder einen Leistungsschalter mit dualer Funktion zur Stromkreisunterbrechung (DFCI (dual function circuit interrupt)) und insbesondere einen Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
Leistungsschalter sind wohlbekannte Vorrichtungen zum Schutz von Stromkreisen vor elektrischen Störungen. Wenigstens einige bekannte Leistungsschalter können so genannte „intelligente“ Leistungsschalter sein, die einen Mikrocontroller aufweisen, der Betriebsbedingungen überwacht. Der Mikrocontroller kann einen Fehlerzustand feststellen und veranlasst als Reaktion darauf einen Schalter, einen zugehörigen Stromkreis zu öffnen. Wenigstens einige bekannte „intelligente“ Leistungsschalter liefern eventuell zusätzlich eine Mitteilung über die Art des aufgetretenen Fehlers. Wenigstens einige „intelligente“ Leistungsschalter melden zwar einen Fehler an andere Vorrichtungen, solche Leistungsschalter sind jedoch bei der Diagnose der Fehlerursache möglicherweise relativ begrenzt.
KURZBESCHREIBUNG
Bei einem Aspekt ist ein Leistungsschalter bereitgestellt. Der Leistungsschalter weist ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete Stromkreisschutzvorrichtung, wobei die Stromkreisschutzvorrichtung so betreibbar ist, dass sie i) Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den Leistungsschalter zugeordnet sind, erfasst und ii) den wenigstens einen Strompfad basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen gezielt öffnet, eine Verarbeitungsvorrichtung, die mit der Stromkreisschutzvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung sammelt, wobei die Betriebsbedingungsdaten die erfassten Betriebsbedingungen und einen Auslöseindikator enthalten, der angibt, ob die Stromkreisschutzvorrichtung den wenigstens einen Strompfad geöffnet hat, und wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle auf, die mit der Verarbeitungsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle so betreibbar ist, dass sie die Betriebsbedingungsdaten von der Verarbeitungsvorrichtung empfängt, um das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten zu einer entfernten Rechenvorrichtung zu erleichtern.
Bei einem weiteren Aspekt ist ein elektrisches Verteilungszentrum bereitgestellt. Das elektrische Verteilungszentrum weist eine Tragschiene, die eine Stromschiene aufweist, und wenigstens einen Leistungsschalter auf, der an der Tragschiene befestigt und elektrisch mit der Stromschiene gekoppelt ist, wobei der wenigstens eine Leistungsschalter ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete Stromkreisschutzvorrichtung, wobei die Stromkreisschutzvorrichtung so betreibbar ist, dass sie i) Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den Leistungsschalter zugeordnet sind, erfasst und ii) den wenigstens einen Strompfad basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen gezielt öffnet, eine Verarbeitungsvorrichtung, die mit der Stromkreisschutzvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung sammelt, wobei die Betriebsbedingungsdaten die erfassten Betriebsbedingungen und einen Auslöseindikator enthalten, der angibt, ob die Stromkreisschutzvorrichtung den wenigstens einen Strompfad geöffnet hat, und wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die mit der Verarbeitungsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle so betreibbar ist, dass sie die Betriebsbedingungsdaten von der Verarbeitungsvorrichtung empfängt, um das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten zu einer entfernten Rechenvorrichtung zu erleichtern.
Bei einem noch weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Überwachen des Betriebs eines Leistungsschalters bereitgestellt. Das Verfahren weist Folgendes auf: Erfassen von Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den Leistungsschalter zugeordnet sind, wobei die Betriebsbedingungen von einer Stromkreisschutzvorrichtung erfasst werden, die in einem Gehäuse des Leistungsschalters angeordnet ist, gezieltes Öffnen des wenigstens einen Strompfads basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen durch die Stromkreisschutzvorrichtung, Feststellen, dass der wenigstens eine Strompfad gezielt geöffnet wurde, und Erzeugen eines entsprechenden Auslöseindikators, Sammeln von Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung an einer Verarbeitungsvorrichtung, die im Gehäuse des Leistungsschalters angeordnet ist, wobei die Betriebsbedingungsdaten die erfassten Betriebsbedingungen und den Auslöseindikator enthalten, und Exportieren der Betriebsbedingungsdaten an eine entfernte Rechenvorrichtung unter Verwendung einer Kommunikationsschnittstelle, die mit der Verarbeitungsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht.
Figurenliste
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den gesamten Zeichnungen darstellen; darin zeigen:

1 einen beispielhaften Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
2 einen weiteren beispielhaften Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
3 eine Nahansicht des Leistungsschalters von 2.
4 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verfahrens zur Überwachung eines Stromkreises unter Verwendung eines Leistungsschalters mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
5 einen weiteren beispielhaften Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
6 einen weiteren beispielhaften Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
7 einen weiteren beispielhaften Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
8 einen weiteren beispielhaften Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
9 ein elektrisches Verteilungszentrum mit einem Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
10 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des elektrischen Verteilungszentrums von 9.
11 ein weiteres elektrisches Verteilungszentrum mit einem Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten.
12 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des elektrischen Verteilungszentrums von 11.
13 ein Ablaufdiagramm, in dem ein beispielhaftes Verfahren zum Erfassen von Betriebsbedingungsdaten von einem Leistungsschalter dargestellt ist.
14 ein Ablaufdiagramm, in dem ein beispielhaftes Verfahren zum Sammeln und Verteilen von Betriebsbedingungsdaten für einen Leistungsschalter dargestellt ist.
15 ein Blockschaltbild einer Leiterplatte, die an einem Leistungsschalter angebracht sein kann, um die Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten zu versehen.

Wenn nicht anders angegeben, sollen die hierin vorgesehenen Zeichnungen Merkmale von Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulichen. Es wird davon ausgegangen, dass diese Merkmale in vielen verschiedenen Systemen anwendbar sind, die eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung umfassen. Von daher sind die Zeichnungen nicht dazu gedacht, alle herkömmlichen Merkmale zu enthalten, die, wie dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, für die Ausführung der hierin offenbarten Ausführungsformen erforderlich sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen wird auf eine Reihe von Begriffen Bezug genommen, die als die folgenden Bedeutungen aufweisend definiert sind.
Die Singularformen „ein“ bzw. „eine“ und „der“, „die“ bzw. „das“ schließen den Hinweis auf den Plural ein, sofern sich aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes ergibt.
„Optional“ oder „wahlweise“ bedeutet, dass das nachfolgend beschriebene Ereignis bzw. der Umstand eintreten kann oder nicht, und dass die Beschreibung Fälle beinhaltet, in denen das Ereignis eintritt, und Fälle, in denen es nicht eintritt.
Approximative Formulierungen, wie sie hierin in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, können angewendet werden, um eine quantitative Darstellung zu modifizieren, die zulässigerweise variieren könnte, ohne dass dies zu einer Änderung der Grundfunktion führt, die sie betreffen. Dementsprechend ist ein Wert, der durch einen Begriff oder Begriffe wie „ungefähr“ und „im Wesentlichen“ modifiziert wird, nicht auf den angegebenen genauen Wert zu beschränken. In zumindest einigen Fällen können die approximativen Formulierungen der Genauigkeit eines Instruments zur Messung des Wertes entsprechen. Dabei und in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen können Bereichsbegrenzungen kombiniert und/oder ausgetauscht werden, solche Bereiche sind gekennzeichnet und umfassen alle darin enthaltenen Teilbereiche, sofern durch den Kontext oder die Formulierungen nichts anderes angegeben ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen einen Leistungsschalter mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten. Der Leistungsschalter weist eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem entfernten Computersystem auf. Der Leistungsschalter weist ferner einen nichtflüchtigen Speicher auf, der Betriebsdaten und Fehlerereignisdaten speichert. Dieser nichtflüchtige Speicher kann zum Exportieren der gespeicherten Daten entnehmbar sein, und/oder der Leistungsschalter kann die gespeicherten Daten über einen drahtgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikationskanal an eine entfernte Rechenvorrichtung (z.B. eine Rechenvorrichtung, auf der eine Verwaltungssoftware läuft) übertragen. Zu den Betriebsdaten können zum Beispiel Strommesswerte, Spannungsmesswerte, Leistungsmesswerte, Energieverbrauchsmesswerte, Signalerfassungen, Temperatur, transiente Ereignisse und/oder Bedingungen gehören, die zum Auslösen des Leistungsschalters führten. Diese Daten können dann zur Fehlerbehebung, für Softwareaktualisierungen, individualisierte kundenspezifische Lösungen, cloudbasiertes Diagnosesoftware-/ Datenbank-/Verwaltungssystem und/oder zur Messung auf Abzweigstromkreisebene verwendet werden.
Derzeit können zumindest einige bekannte Leistungsschalter ähnliche Daten sammeln und analysieren, aber diese Daten werden üblicherweise mittels eines im Leistungsschalter enthaltenen Mikrocontrollers analysiert, um Ergebnisdaten zu erzeugen. Die Ergebnisdaten können an eine externe Vorrichtung übermittelt werden, aber die von zumindest einigen bekannten Leistungsschaltern gesammelten Rohdaten werden nicht an die externe Vorrichtung geliefert. Beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung beschreiben einen Leistungsschalter, der einen vollständigen Datensatz zur späteren Analyse in einem Wechselspeicher speichert oder der die vollständigen Daten lokal speichert, um sie später an eine entfernte Rechenvorrichtung (z.B. eine Rechenvorrichtung, auf der eine Verwaltungssoftware läuft) zu exportieren.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen es einem Endbenutzer, Daten transienter Ereignisse anzusehen, um eine Ursache für das Auslösen eines Leistungsschalters zu bestimmen. Bisher haben zumindest einige bekannte Leistungsschalter diese Daten nicht für eine anschließende Analyse gespeichert. Daher war es grundsätzlich bekannt, dass der Leistungsschalter ausgelöst hatte, aber es war keine weitere Analyse möglich. Im Gegensatz dazu werden bei Ausführungsformen der hierin beschriebenen Leistungsschalter Betriebsdaten und Fehlerereignisdaten auf einer wechselbaren und/oder nicht wechselbaren Speichervorrichtung gespeichert und die gespeicherten Daten an eine Fernverwaltungsrechenvorrichtung exportiert. Zu den gespeicherten Daten können Strom-, Spannungs- und/oder Energieverbrauchsmessungen gehören. Transiente Ereignisse können ebenfalls überwacht werden. Bei den beispielhaften Ausführungsformen ist der Speicher nichtflüchtig, so dass ein Auslöseereignis keinen Datenverlust verursacht. Die Daten können über TCP/IP, Modbus, Bluetooth, NFC, Mobilfunkdaten oder ein beliebiges anderes sicheres Datenübertragungsprotokoll an die Fernverwaltungsrechenvorrichtung übertragen werden. Die hierin beschriebenen Leistungsschalter speichern die Betriebsdaten fortlaufend und sind in der Lage, diese Daten an eine Verwaltungsrechenvorrichtung zu exportieren, die die Daten verarbeitet.
1 stellt eine teilweise transparente perspektivische Ansicht eines beispielhaften Miniatur-Leistungsschalters bzw. Leitungsschutzschalters (LS-Schalters) (Miniature Circuit Breaker (MCB)) 10 dar, der Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten aufweist. Der LS-Schalter 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das eine Stromkreisschutzvorrichtung 14 wie etwa einen Fehlerstromschutzschalter, einen Fehlerlichtbogenschutzschalter oder einen Stromkreisunterbrecher mit dualer Funktion umgibt. Die Stromkreisschutzvorrichtung 14 weist ferner Schaltkomponenten und Erfassungskomponenten auf. Erfassungskomponenten überwachen Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den LS-Schalter 10 zugeordnet sind, und Schaltkomponenten sind so betreibbar, dass sie den wenigstens einen Strompfad auf der Grundlage der überwachten Betriebsbedingungen öffnen. Wie dem Fachmann klar sein wird, können Erfassungskomponenten und Schaltkomponenten der Stromkreisschutzvorrichtung 14 unter Verwendung beliebiger geeigneter Sensoren, Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und/oder Steuerungen ausgeführt werden.
Eine erste Lastfahne 16 und eine zweite Lastfahne 18 des LS-Schalters 10 sind jeweils dazu geeignet, den LS-Schalter 10 elektrisch an andere Vorrichtungen anzuschließen. Beispielsweise können die erste Lastfahne 16 und die zweite Lastfahne 18 jeweils einen Gewindestift aufweisen, damit es leichter ist, einen Draht an die jeweilige Fahne zu klemmen. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist ein erster elektrischer Pfad im Gehäuse 12 zwischen einer nicht gezeigten Stromquelle und der ersten Lastfahne 16 gebildet. Ferner ist die erste Lastfahne 16 elektrisch mit den Schaltkomponenten gekoppelt, um ein gezieltes Öffnen des ersten elektrischen Pfades zwischen der ersten Lastfahne 16 und der Stromquelle zu ermöglichen. Dementsprechend kann die erste Lastfahne 16 auch als stromführende Lastfahne bezeichnet werden. In ähnlicher Weise ist ein zweiter elektrischer Pfad im Gehäuse 12 zwischen der zweiten Lastfahne 18 und einem Nullleiter 109 gebildet. Dementsprechend kann die zweite Lastfahne 18 auch als Nulllastfahne bezeichnet werden. Der Nullleiter 109 ist elektrisch mit einer Nullquelle gekoppelt.
Eine oder mehrere Erfassungskomponenten der Stromkreisschutzvorrichtung 14 können so betrieben werden, dass sie einen Betriebszustand erfassen, der wenigstens einem Strompfad durch den LS-Schalter 10 zugeordnet ist, wie etwa dem ersten und dem zweiten elektrischen Pfad. Beispielsweise kann die Stromkreisschutzvorrichtung 14 einen Strom, der durch den ersten und den zweiten elektrischen Pfad fließt, eine Temperatur der Stromkreisschutzvorrichtung 14, ein Stromungleichgewicht zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Pfad, eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Pfad etc. erfassen. Bei der beispielhaften Ausführungsform steht die Stromkreisschutzvorrichtung 14 mit einer Leiterplatte 20 in Verbindung. Die Leiterplatte 20 weist eine in 1 nicht gezeigte Verarbeitungseinheit auf, die so betrieben werden kann, dass sie die Schaltkomponenten der Stromkreisschutzvorrichtung 14 als Reaktion darauf, dass sie beispielsweise erfasst, dass eine oder mehrere Betriebsbedingungen zugeordnete Schwellenwerte überschreiten, gezielt betätigt. Die Verarbeitungseinheit kann dabei auch als Prozessor oder Verarbeitungsvorrichtung bezeichnet werden. Der LS-Schalter 10 weist ferner eine Anzeige 22 (z.B. eine LED-Anzeige) auf, die anzeigt, ob die Schaltkomponenten so betätigt wurden, dass sie wenigstens einen Strompfad im LS-Schalter 10 öffnen (d.h. den ersten elektrischen Pfad zwischen der ersten Lastfahne 16 und der elektrischen Stromquelle). Des Weiteren weist der LS-Schalter 10 einen an einer zugänglichen Stelle befindlichen Handschalter 24 zum manuellen Öffnen wenigstens eines Strompfads im LS-Schalter 10 auf.
Die Verarbeitungseinheit der Leiterplatte 20 ist ferner so betreibbar, dass sie Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung 14 empfängt oder sammelt und die Betriebsbedingungsdaten in einen nichtflüchtigen Speicher, wie etwa auf einer Speicherkarte 26, speichert. Insbesondere weist die Leiterplatte 20 eine Kommunikationsschnittstelle 25 auf, die so betrieben werden kann, dass sie die Speicherkarte 26 zur Kommunikation mit der Leiterplatte 20 koppelt und Betriebsbedingungsdaten von der Leiterplatte 20 zur Speicherkarte 26 überträgt. Die Verwendung eines nichtflüchtigen Speichers ermöglicht es, die gespeicherten Daten nach einem Stromausfall wiederzugewinnen, z.B. wenn der LS-Schalter 10 ausgelöst wird. Des Weiteren kann bei der beispielhaften Ausführungsform die Speicherkarte 26 aus dem Gehäuse 12 entnommen werden, so dass andere Vorrichtungen auf die gespeicherten Daten zugreifen können. Zu Betriebsbedingungsdaten gehören Daten, die Betriebsbedingungen des LS-Schalters 10 wiedergeben, wie sie von den Erfassungskomponenten des LS-Schalters 10 erfasst werden. Des Weiteren weisen die Betriebsbedingungsdaten bei der beispielhaften Ausführungsform auch einen Auslöseindikator auf, der anzeigt, ob die Stromkreisschutzvorrichtung 14 wenigstens einen Strompfad im LS-Schalter 10 geöffnet hat. Insbesondere stellt bei der beispielhaften Ausführungsform, wenn ein Strompfad gezielt geöffnet worden ist (d.h. der LS-Schalter 10 ausgelöst hat), die Stromkreisschutzvorrichtung 14 fest, dass der Strompfad gezielt geöffnet worden ist, und erzeugt einen Auslöseindikator, der anzeigt, dass der wenigstens eine Strompfad gezielt geöffnet worden ist. Wenn der wenigstens eine Strompfad jedoch nicht gezielt geöffnet worden ist (d.h. der LS-Schalter 10 nicht ausgelöst hat), erzeugt die Stromkreisschutzvorrichtung 14 einen Auslöseindikator, der angibt, dass der wenigstens eine Strompfad nicht gezielt geöffnet worden ist. Dieser Auslöseindikator ist in den Betriebsbedingungsdaten enthalten, die durch die Verarbeitungseinheit von der Stromkreisschutzvorrichtung 14 gesammelt werden.
In 2 ist eine teilweise transparente Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines mechanischen gekapselten Leistungsschalters bzw. Kompaktleistungsschalters (molded case circuit breaker (MCCB)) 28 dargestellt. Der Kompaktleistungsschalter 28 weist ein Gehäuse 30 auf, das eine Stromkreisschutzvorrichtung 32 wie etwa einen Fehlerstromschutzschalter, einen Fehlerlichtbogenschutzschalter oder einen Stromkreisunterbrecher mit dualer Funktion umgibt. Die Stromkreisschutzvorrichtung 32 arbeitet ähnlich wie die in 1 gezeigte Stromkreisschutzvorrichtung 14. Des Weiteren funktioniert der Kompaktleistungsschalter 28 ähnlich wie der LS-Schalter 10, ist aber für den Betrieb mit höheren Leistungspegeln als der LS-Schalter 10 ausgelegt. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist der Kompaktleistungsschalter 28 ein dreipoliger Stromkreisunterbrechungsleistungsschalter zur Übertragung und zum Schalten von Dreiphasenstrom. Jede Phase leitet Strom und benötigt einen separaten Leiter, der an einen Pol des Kompaktleistungsschalters 28 angeschlossen ist. Ferner weist jeder Pol eine zugeordnete Quellenfahne 34a, 34b, 34c und eine zugeordnete Lastfahne 36a, 36b, 36c auf, wobei elektrische Pfade zwischen jeweiligen Paaren von Quellenfahnen 34a, 34b, 34c und Lastfahnen 36a, 36b, 36c gebildet sind. Die Stromkreisschutzvorrichtung 32 weist Schaltkomponenten und Erfassungskomponenten auf, die den oben mit Bezug auf den in 1 gezeigten LS-Schalter 10 beschriebenen ähnlich sind. Ferner sind die Lastfahnen 36a, 36b, 36c und die Quellenfahnen 34a, 34b, 34c elektrisch mit den Schaltkomponenten gekoppelt. Die Schaltkomponenten der Stromkreisschutzvorrichtung 32 öffnen und schließen wahlweise die Strompfade zwischen den Lastfahnen 36a, 36b, 36c und den Quellenfahnen 34a, 34b, 34c.
Die Erfassungskomponenten der Stromkreisschutzvorrichtung 32 können so betrieben werden, dass sie eine Betriebsbedingung wie etwa einen durch jeden Pol fließenden Strom, eine Temperatur der Stromkreisschutzvorrichtung 32, ein Stromungleichgewicht zwischen den Polen, eine Spannungsdifferenz zwischen den Polen etc. erfassen. Bei der beispielhaften Ausführungsform steht die Stromkreisschutzvorrichtung 32 mit einer Leiterplatte 38 in Verbindung. Die Leiterplatte 38 weist eine in 2 nicht gezeigte Verarbeitungseinheit auf, die so betrieben werden kann, dass sie die Schaltkomponenten der Stromkreisschutzvorrichtung 32 als Reaktion darauf, dass sie beispielsweise erfasst, dass eine oder mehrere Betriebsbedingungen zugeordnete Schwellenwerte überschreiten, gezielt betätigt. Ferner befindet sich zum manuellen Öffnen der Strompfade zwischen den Quellenfahnen 34a, 34b, 34c und den Lastfahnen 36a, 36b, 36c ein Handschalter 40 an einer zugänglichen Stelle an einer Außenseite des Gehäuses 30.
In 3 ist eine vergrößerte Ansicht der Leiterplatte 38 aus 2 dargestellt. Die Verarbeitungseinheit der Leiterplatte 38 kann so betrieben werden, dass sie Betriebsbedingungsdaten, die die von den Erfassungskomponenten erfassten Betriebsbedingungen darstellen, in einen nichtflüchtigen Speicher, wie etwa einer Speicherkarte 42, speichert. Bei der beispielhaften Ausführungsform enthalten die Betriebsbedingungsdaten auch einen Auslöseindikator, der anzeigt, ob die Stromkreisschutzvorrichtung 32 wenigstens einen Strompfad durch den Kompaktleistungsschalter 28 geöffnet hat. Ähnlich wie die in 1 gezeigte Leiterplatte 20 weist die Leiterplatte 38 eine Kommunikationsschnittstelle 41 auf, über die die Leiterplatte 38 mit der Speicherkarte 42 in Kommunikationsverbindung steht. Entsprechend kann die Kommunikationsschnittstelle 41 auch als Speicherkartenschnittstelle bezeichnet werden. Dementsprechend kann die Verarbeitungseinheit der Leiterplatte 38 die Betriebsbedingungsdaten auf der Speicherkarte 42 speichern. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die Speicherkarte 42 herausnehmbar, wodurch die gespeicherten Betriebsbedingungsdaten physisch aus dem Kompaktleistungsschalter 28 herausgenommen werden können.
In 4 ist ein beispielhaftes Verfahren 50 zum Überwachen eines elektrischen Stromkreises mittels des in 1 gezeigten LS-Schalters 10 dargestellt. Im Block 52 werden Betriebsbedingungsdaten, die die Betriebsbedingungen des LS-Schalters 10 wiedergeben, auf der Speicherkarte 26 gespeichert. Im Block 54 wird die Speicherkarte 26 aus dem LS-Schalter 10 entnommen. Bei der beispielhaften Ausführungsform funktioniert der LS-Schalter 10 auch weiterhin, nachdem die Speicherkarte 26 entnommen wurde. Die Speicherkarte 26 wird dann zur weiteren Verarbeitung an eine Analysevorrichtung 44 übergeben. Da die Speicherkarte 26 nichtflüchtig ist, bleiben die abgespeicherten Betriebsbedingungsdaten unabhängig vom LS-Schalter 10 gespeichert.
Im Block 56 wird die Speicherkarte 26 in die Analysevorrichtung 44 eingeführt und von der Analysevorrichtung 44 gelesen. Die Analysevorrichtung 44 kann beispielsweise ein Arbeitsplatzrechner sein, auf dem eine Anwendung zur Analyse von auf der Speicherkarte 26 enthaltenen Daten läuft. Die Betriebsbedingungsdaten können in jedem zur Organisation von Werten und Zeit geeigneten Format gespeichert werden. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen die Betriebsbedingungsdaten in einem einfachen Textdokument mit durch Komma getrennten Werten gespeichert werden, wobei jedes Feld einen Zeitstempel und etwaige entsprechende Messinformationen aufweist.
Im Block 58 zeigt die Analysevorrichtung 44 einem Benutzer die Betriebsbedingungsdaten zur Analyse an. Der Benutzer kann dann anhand der angezeigten Betriebsbedingungsdaten den Fehler im Betrieb des LS-Schalters 10 beheben. Bemerkenswert ist, dass im Gegensatz zu zumindest einigen bekannten Leistungsschaltersystemen die Betriebsbedingungsdaten bei der beispielhaften Ausführungsform nicht nur den Auslöseindikator, sondern auch erfasste Betriebsbedingungen enthalten, die zu einer Auslösung des LS-Schalters 10 geführt haben können. Dadurch kann ein Benutzer nicht nur feststellen, dass der LS-Schalter 10 ausgelöst wurde, sondern auch die Ursache für die Auslösung des LS-Schalters 10.
In 5 ist ein beispielhafter LS-Schalter 60 veranschaulicht. Der LS-Schalter 60 ist in seiner Funktion dem LS-Schalter 10 ähnlich, und die sich wiederholenden Merkmale werden nicht weiter beschrieben. Der LS-Schalter 60 enthält keine herausnehmbare Speicherkarte, sondern stattdessen ist eine Leiterplatte (nicht gezeigt) ähnlich der in 1 gezeigten Leiterplatte 20 so betreibbar, dass sie Betriebsbedingungsdaten, die von Erfassungskomponenten erfasste Betriebsbedingungen wiedergeben, auf einer in 5 nicht gezeigten nichtflüchtigen Speichervorrichtung speichert, die auf der Leiterplatte enthalten ist. Ferner weist der LS-Schalter 60 bei der beispielhaften Ausführungsform eine Kommunikationsschnittstelle in Form eines Kommunikationsanschlusses 62 auf, der mit der Leiterplatte 20 in Verbindung steht. Der Kommunikationsanschluss 62 kann zum Beispiel ein universeller serieller Bus-Anschluss (USB-Anschluss) sein. Alternativ dazu kann der Kommunikationsanschluss 62 eine beliebige Kommunikationsschnittstelle sein, die es dem LS-Schalter 60 ermöglicht, wie hierin beschrieben zu funktionieren.
Bei der beispielhaften Ausführungsform kann die Verarbeitungsvorrichtung auf der Leiterplatte so betrieben werden, dass sie auf der Speichervorrichtung gespeicherte Betriebsbedingungsdaten über den Kommunikationsanschluss 62 an die Analysevorrichtung 44 überträgt. Insbesondere kann ein Kommunikationskabel 64 (z.B. ein USB-Kabel) zwischen den Kommunikationsanschluss 62 und die Analysevorrichtung 44 gekoppelt sein. Dementsprechend können die Betriebsbedingungsdaten vom LS-Schalter 60 über das Kommunikationskabel 64 zur weiteren Analyse durch die Analysevorrichtung 44 an die Analysevorrichtung 44 übertragen werden.
In 6 ist ein beispielhafter LS-Schalter 66 dargestellt, der in der Lage ist, Betriebsbedingungsdaten drahtlos zu übermitteln. Der LS-Schalter 66 ist in seiner Funktion dem LS-Schalter 10 und dem LS-Schalter 60 ähnlich, und die sich wiederholenden Merkmale werden hierin nicht im Detail beschrieben. Ähnlich wie beim LS-Schalter 60 ist beim LS-Schalter 66 eine Verarbeitungseinheit einer im LS-Schalter 66 installierten Leiterplatte so betreibbar, dass sie Betriebsbedingungsdaten in einen nichtflüchtigen Speicher auf der Leiterplatte speichert. Ferner steht die Leiterplatte mit einer in 6 nicht gezeigten drahtlosen Kommunikationsschnittstelle in Kommunikationsverbindung, die eine drahtlose Übertragung von Betriebsbedingungsdaten vom LS-Schalter 66 auf eine entfernte Rechenvorrichtung, wie etwa die in 4 gezeigte Analysevorrichtung 44, erleichtert. Bei der beispielhaften Ausführungsform weist der LS-Schalter 66 ein Symbol 68 auf, das die Fähigkeiten des LS-Schalters 66 zur drahtlosen Kommunikation anzeigt. Die Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation kann über Mobilfunknetze, WLAN-Netze, Bluetooth, Nahfeldkommunikation (NFC) etc. kommunizieren. Die Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation steht mit der Verarbeitungseinheit der Leiterplatte in Verbindung. Insbesondere ist die Verarbeitungseinheit so betreibbar, dass sie Daten, die im nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, mittels der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle an die Analysevorrichtung 44 überträgt. Die drahtlose Kommunikationsschnittstelle kann mit der Analysevorrichtung 44 über ein Netzwerk, ein Ad-hoc-Netz oder direkt in Verbindung stehen. Entsprechend können gespeicherte Betriebsbedingungsdaten wie hierin beschrieben zur Analyse an die Analysevorrichtung 44 übertragen werden.
In 7 ist ein beispielhafter LS-Schalter 70 mit zwei Kommunikationsschnittstellen dargestellt: einem Kommunikationsanschluss 62 und einer Speicherkartenschnittstelle 72 zur Aufnahme der herausnehmbaren Speicherkarte 26. Der LS-Schalter 70 ist in seiner Funktion dem LS-Schalter 10 ähnlich, und die sich wiederholenden Merkmale werden nicht im Einzelnen beschrieben. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit des LS-Schalters 70 so betreibbar, dass sie Betriebsbedingungsdaten in einen nichtflüchtigen Speicher auf der Leiterplatte speichert. Ferner können die Betriebsbedingungsdaten auch auf der Speicherkarte 26 gespeichert werden. Alternativ dazu kann die Verarbeitungseinheit Betriebsbedingungen nur auf der herausnehmbaren Speicherkarte 26 speichern, ohne die Daten in den nichtflüchtigen Speicher auf der Leiterplatte zu speichern.
Die Speicherkartenschnittstelle 72 ist über eine entsprechende im Gehäuse 12 des LS-Schalters 70 ausgebildete Öffnung zugänglich und steht mit der Verarbeitungseinheit der Leiterplatte in Kommunikationsverbindung. Des Weiteren ist die Speicherkartenschnittstelle 72 so bemessen und geformt, dass sie die Speicherkarte 26 so aufnimmt, dass die Speicherkarte 26 mit der Leiterplatte in Kommunikationsverbindung steht. Bei der beispielhaften Ausführungsform ist der Kommunikationsanschluss 62 auch über eine entsprechende Öffnung zugänglich, die im Gehäuse 12 des LS-Schalters ausgebildet ist. Der Kommunikationsanschluss 62 steht mit der Verarbeitungseinheit der Leiterplatte in Kommunikationsverbindung, und die Verarbeitungseinheit ist so betreibbar, dass sie Betriebsbedingungsdaten über den Kommunikationsanschluss 62 (z.B. mittels des Kommunikationskabels 64) an die Analysevorrichtung 44 übermittelt. Somit können Betriebsbedingungsdaten dann über das Kommunikationskabel 64 an die Analysevorrichtung 44 übertragen werden oder mit Hilfe der Speicherkarte 26 (z.B. wie im Verfahren 50 beschrieben) übertragen werden.
Bei der beispielhaften Ausführungsform ist der Kommunikationsanschluss 62 an einer anderen Position am LS-Schalter 70 angeordnet als der Kommunikationsanschluss 62 am in 5 gezeigten LS-Schalter 60. Folglich kann sich, wie in 5 und 7 gezeigt, ein Kommunikationsanschluss an jeder leicht zugänglichen Stelle am Gehäuse 12 befinden. Bei der Ausführungsform von 5 ist der Kommunikationsanschluss 62 an einer nach vorne gerichteten schrägen Fläche 63 des Gehäuses 12 in der Nähe einer Lastfahne 65 angeordnet. Bei der Ausführungsform von 7 ist der Kommunikationsanschluss 62 auf einer Oberseite 67 des Gehäuses 12 angrenzend an den Schalter 24 angeordnet.
Bei der in 7 gezeigten Ausführungsform ist der Kommunikationsanschluss 62 zwischen der Speicherkartenschnittstelle 72 und dem Schalter 24 positioniert. Alternativ dazu kann die Speicherkartenschnittstelle 72 zwischen dem Kommunikationsanschluss 62 und dem Schalter 24 positioniert sein. Ferner können bei einer noch weiteren alternativen Ausführungsform der Kommunikationsanschluss 62 und die Speicherkartenschnittstelle 72 etwa im gleichen Abstand vom Schalter 24 so positioniert sein, dass der Kommunikationsanschluss 62 und die Speicherkartenschnittstelle 72 nebeneinander angeordnet gelegen sind.
In 8 ist ein beispielhafter Kompaktleistungsschalter 80 mit mehreren Kommunikationsschnittstellen veranschaulicht. Insbesondere weist bei der beispielhaften Ausführungsform der Kompaktleistungsschalter 80 einen ersten Kommunikationsanschluss 81, einen zweiten Kommunikationsanschluss 82 und eine Speicherkartenschnittstelle 83 zur Aufnahme einer herausnehmbaren Speicherkarte 26 auf. Der Kompaktleistungsschalter 80 funktioniert im Wesentlichen ähnlich wie der Kompaktleistungsschalter 28, und die sich wiederholenden Merkmale werden nicht im Einzelnen beschrieben. Die Speicherkartenschnittstelle 83 befindet sich an einer zugänglichen Stelle und steht mit einer Verarbeitungseinheit einer Leiterplatte im Kompaktleistungsschalter 80 in Kommunikationsverbindung. Die Speicherkartenschnittstelle 83 ist so bemessen und geformt, dass sie die Speicherkarte 26 aufnimmt und die Speicherkarte 26 im Gehäuse 30 des Kompaktleistungsschalters 80 fixiert.
Der erste Kommunikationsanschluss 81 und der zweite Kommunikationsanschluss 82 stehen ebenfalls mit der Verarbeitungseinheit in Kommunikationsverbindung. Des Weiteren ist die Verarbeitungseinheit so betreibbar, dass sie Betriebsbedingungsdaten mittels des ersten Kommunikationsanschlusses 81 und/oder des zweiten Kommunikationsanschlusses 82 (z.B. über Kommunikationskabel 64) an die in 4 gezeigte Analysevorrichtung 44 übermittelt. Der erste Kommunikationsanschluss 81 und der zweite Kommunikationsanschluss 82 können einen redundanten Zugriff auf die Leiterplatte des Kompaktleistungsschalters 80 bereitstellen oder können auf verschiedene Abschnitte des Kompaktleistungsschalters 80 zugreifen.
9 ist eine Vorderansicht eines beispielhaften elektrischen Verteilungszentrums 100. Bei der beispielhaften Ausführungsform weist das elektrische Verteilungszentrum 100 eine erste Tragschiene 104 auf, die so eingerichtet ist, dass sie eine erste Mehrzahl an Leistungsschaltern 105 wie etwa LS-Schaltern 10 aufnimmt, die entlang einer ersten Reihe ausgerichtet sein können. Das elektrische Verteilungszentrum 100 weist ferner eine zweite Tragschiene 106 auf, die zur Aufnahme einer zweiten Mehrzahl an Leistungsschaltern 107 eingerichtet ist, die entlang einer zweiten Reihe ausgerichtet sein können. Die erste Tragschiene 104 weist eine erste Stromschiene 108 auf und die zweite Tragschiene 106 weist eine zweite Stromschiene 110 auf. Die erste Stromschiene 108 und die zweite Stromschiene 110 sind dazu eingerichtet, elektrisch an eine elektrische Stromquelle angeschlossen zu werden, um elektrischen Strom an die Leistungsschalter 105 und 107 zu verteilen, die an der ersten Tragschiene 104 bzw. der zweiten Tragschiene 106 angebracht sind. Das elektrische Verteilungszentrum 100 weist ferner eine erste neutrale Stromschiene 112 und eine zweite neutrale Stromschiene 114 auf. Bei wenigstens einigen der Leistungsschalter 105 und 107 ist ein Nullleiter 109 elektrisch zwischen den Leistungsschalter und die erste neutrale Stromschiene 112 bzw. die zweite neutrale Stromschiene 114 angeschlossen. Zu den Leistungsschaltern 105 und 107 können zum Beispiel der LS-Schalter 10, der LS-Schalter 60, der LS-Schalter 66 und/oder der LS-Schalter 70 gehören. Alternativ dazu können zu den Leistungsschaltern 105 und 107 alle geeigneten Leistungsschalter einschließlich wenigstens einiger Leistungsschalter ohne Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten gehören.
10 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts des beispielhaften elektrischen Verteilungszentrums 100. Bei der in 10 gezeigten Ausführungsform weist das elektrische Verteilungszentrum 100 mehrere in 7 gezeigte LS-Schalter 70 auf, die jeweils den Kommunikationsanschluss 62 und die Speicherkartenschnittstelle 72 aufweisen. Ferner sind bei jedem LS-Schalter 70 ein zugeordnetes Kommunikationskabel 64 und eine zugeordnete Speicherkarte 26 mit dem Kommunikationsanschluss 62 bzw. der Speicherkartenschnittstelle 72 gekoppelt. Wie in 10 zu sehen ist, sind der Kommunikationsanschluss 62 und die Speicherkartenschnittstelle 72 von einer Vorderseite des elektrischen Verteilungszentrums 100 aus ohne weiteres zugänglich. Dementsprechend kann bzw. können das Kommunikationskabel 64 und/oder die Speicherkarte 26 in einen gewünschten LS-Schalter 70 eingeführt oder aus diesem entfernt werden, ohne dass der LS-Schalter 70 oder das elektrische Verteilungszentrum 100 bewegt oder gehandhabt werden muss.
11 ist eine Vorderansicht des beispielhaften elektrischen Verteilungszentrums 100 mit einer alternativen Anordnung von Leistungsschaltern. 12 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnitts des in 11 gezeigten elektrischen Verteilungszentrums 100. Bei der in den 11 und 12 gezeigten Ausführungsform weist das elektrische Verteilungszentrum 100 mehrere herkömmliche Leistungsschalter 118 (d.h. Leistungsschalter ohne Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten) und mehrere in 5 gezeigte LS-Schalter 60 auf. Jeder LS-Schalter 60 weist den Kommunikationsanschluss 62 auf, der, wie in den 11 und 12 gezeigt, von der Vorderseite des elektrischen Verteilungszentrums 100 aus leicht zugänglich ist. Dementsprechend können die Kommunikationskabel 64 in einen gewünschten LS-Schalter 60 eingeführt oder aus diesem entfernt werden, ohne dass der LS-Schalter 60 oder das elektrische Verteilungszentrum 100 bewegt oder gehandhabt werden muss.
13 ist ein Ablaufdiagramm, in dem ein beispielhaftes Verfahren 150 zum Erfassen von Betriebsbedingungsdaten von einem Leistungsschalter dargestellt ist. In Block 152 werden Betriebsbedingungsdaten von einem Leistungsschalter gesammelt. Beispielsweise kann eine Verarbeitungseinheit einer an dem Leistungsschalter installierten Leiterplatte in Kommunikationsverbindung mit Erfassungskomponenten stehen, die Betriebsbedingungen für den Leistungsschalter messen. In Block 154 werden die Betriebsbedingungsdaten in einem nichtflüchtigen Speicher (der z.B. auf der Leiterplatte enthalten ist) gespeichert. Bei einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit die gesammelten Betriebsbedingungsdaten zusätzlich oder alternativ auf einer wechselbaren Speicherkarte speichern. In Block 156 werden die Betriebsbedingungsdaten an eine externe Vorrichtung exportiert. Bei einigen Ausführungsformen können die Betriebsbedingungsdaten exportiert werden, indem eine Speicherkarte physisch aus dem Leistungsschalter herausgenommen und die Speicherkarte mit der externen Vorrichtung verbunden wird. Bei anderen Ausführungsformen können die Betriebsbedingungsdaten exportiert werden, indem die Betriebsbedingungsdaten über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanal übertragen werden.
14 ist ein Ablaufdiagramm, in dem ein beispielhaftes Verfahren 160 zum Sammeln und Verteilen von Betriebsbedingungsdaten für einen Leistungsschalter dargestellt ist. Das Verfahren kann von einer Verarbeitungseinheit einer an dem Leitungsschalter installierten Leiterplatte durchgeführt werden. In Block 162 werden die Betriebsbedingungsdaten gesammelt. Die Betriebsbedingungsdaten können Daten sein, die von Erfassungskomponenten des Leistungsschalters erfasst werden. In Block 164 werden die Betriebsbedingungsdaten interpretiert oder in ein vorbestimmtes Format umgewandelt. Beispielsweise können Rohspannungswerte in einen Stromwert umgewandelt werden. In Block 166 werden die interpretierten Betriebsbedingungsdaten analysiert, um festzustellen, ob Fehlerzustände aufgetreten sind. Fehlerzustände sind Zustände, die auf einen nicht ordnungsgemäßen Betrieb des Leistungsschalters hinweisen. Zum Beispiel kann zu einem Fehlerzustand ein Überstromzustand zählen. Die Feststellung bei Block 165 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die interpretierten Betriebsbedingungsdaten mit vorprogrammierten Grenzwerten verglichen werden und/oder eine Überprüfung auf bestimmte Betriebsbedingungen erfolgt. Die vorprogrammierten Grenzwerte und/oder die bestimmten Betriebsbedingungen können zum Beispiel auf einer Speichervorrichtung der Leiterplatte gespeichert werden.
Wenn in Block 166 ein Fehlerzustand erkannt wird, dann wird eine Art des Fehlerzustands (z.B. ob der Fehlerzustand ein Überstromzustand ist) bei Block 168 aufgezeichnet. Die Betriebsbedingungsdaten und etwaige Fehlerzustandsdaten (d.h. Ermitteln des Fehlerzustands und der Art des Fehlerzustands) werden dann bei Block 170 gebündelt. Die Betriebsbedingungsdaten und die Fehlerzustandsdaten können beispielsweise als eine einzige Datei gespeichert werden. Die gebündelten Daten werden dann bei Block 172 im Speicher abgelegt. Der Speicher kann eine nichtflüchtige Speichervorrichtung auf der Leiterplatte oder eine wechselbare Speicherkarte sein, die mit dem Leistungsschalter gekoppelt ist. Alternativ oder zusätzlich können die gebündelten Daten über drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikationskanäle an eine entfernte Rechenvorrichtung übertragen werden, damit sie in der entfernten Rechenvorrichtung gespeichert werden. Die gebündelten Daten können ferner an ein Warnsystem übermittelt werden, um einen Bediener, einen Benutzer etc. auf das Vorliegen des Fehlerzustands hinzuweisen.
15 ist ein Blockschaltbild einer Leiterplatte 200, die an einem der hierin beschriebenen Leistungsschalter installiert sein kann, um diese Leistungsschalter wie hierin beschrieben mit Kommunikations- und Verarbeitungsfähigkeiten zu versehen. Beispielsweise können die in den 1 bis 3 gezeigten Leiterplatten 20 und 38 unter Verwendung der Leiterplatte 200 ausgeführt sein.
Bei der beispielhaften Ausführungsform weist die Leiterplatte 200 eine Speichervorrichtung 202 und einen mit der Speichervorrichtung 202 gekoppelten Prozessor 204 auf. Der Prozessor 204 kann eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten oder Verarbeitungsvorrichtungen aufweisen, wie beispielsweise, ohne Einschränkung, eine Multicore-Konfiguration. Bei dem Prozessor 204 handelt es sich um jede Art von Prozessor, der es ermöglicht, dass die Leiterplatte 200 wie hierin beschrieben arbeitet. Bei einigen Ausführungsformen sind ausführbare Anweisungen in der Speichervorrichtung 202 gespeichert. Die Leiterplatte 200 ist so konfigurierbar, dass sie durch Programmierung des Prozessors 204 eine oder mehrere hierin beschriebene Operationen ausführt. Zum Beispiel kann der Prozessor 204 programmiert werden, indem eine Operation als eine oder mehrere ausführbare Anweisungen kodiert wird und die ausführbaren Anweisungen in der Speichervorrichtung 202 bereitgestellt werden. Bei der beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Speichervorrichtung 202 um eine oder mehrere Vorrichtungen, die das Speichern und Abrufen von Informationen wie etwa ausführbaren Anweisungen oder anderen Daten ermöglichen. Die Speichervorrichtung 202 kann ein oder mehrere computerlesbare Medien aufweisen, wie etwa, ohne Einschränkung, Direktzugriffsspeicher (RAM), dynamisches RAM, statisches RAM, eine Halbleiterplatte, eine Festplatte, Nur-Lese-Speicher (ROM), löschbares programmierbares ROM, elektrisch löschbares programmierbares ROM oder nichtflüchtiger RAM-Speicher. Die obigen Speicherarten sind nur beispielhaft und somit hinsichtlich der zur Speicherung eines Computerprogramms verwendbaren Speicherarten nicht einschränkend.
Die Speichervorrichtung 202 kann so eingerichtet sein, dass sie jede Art von Daten speichert, einschließlich, ohne Einschränkung, dem Leistungsschalter zugeordnete Betriebsbedingungsdaten. Bei einigen Ausführungsformen entfernt oder „löscht“ der Prozessor 204 Daten von der Speichervorrichtung 202, beruhend auf dem Alter der Daten. Beispielsweise kann der Prozessor 204 zuvor aufgezeichnete und gespeicherte Daten überschreiben, die einem nachfolgenden Zeitpunkt oder Ereignis zugeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ kann der Prozessor 204 Daten entfernen, die eine vorbestimmte Zeitspanne überschreiten.
Bei der beispielhaften Ausführungsform ist eine Kommunikationsschnittstelle 206 mit dem Prozessor 204 gekoppelt. Die Kommunikationsschnittstelle 206 kann beispielsweise ohne Einschränkung eine Speicherkartenschnittstelle, einen Kommunikationsanschluss und/oder eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweisen, wie hierin beschrieben. Die Kommunikationsschnittstelle 206 kann beispielsweise ein drahtgebundener Netzwerkadapter, ein drahtloser Netzwerkadapter, ein Mobilfunkadapter, ein serieller Kommunikationsadapter oder ein paralleler Kommunikationsadapter sein. Die Kommunikationsschnittstelle 206 kann, wie hierin beschrieben, ein Datensignal von einer oder mehreren entfernten Vorrichtungen empfangen oder ein Datensignal an diese senden.
Ausführungsformen eines Leistungsschalters, wie vorstehend beschrieben, erleichtern somit die Analyse von Fehlerzuständen, Betriebsbedingungen und insgesamt die Fehlerbehebung bei einem elektrischen Stromkreis. Die hierin beschriebenen Leistungsschalter sind in der Lage, Betriebsbedingungsdaten kontinuierlich auf einer Speichervorrichtung zu speichern, die lokal oder entfernt sein kann. Zusätzlich kann die Speichervorrichtung bei wenigstens einigen Ausführungsformen aus dem Leistungsschalter herausnehmbar sein.
Zu beispielhaften technischen Wirkungen der hierin beschriebenen Leistungsschalter gehören beispielsweise: a) Überwachen von Betriebsbedingungen vor dem Auslösen des Leistungsschalters; b) Bereitstellen einer Echtzeitanzeige von Stromkreisstörungen; und c) Erleichtern einer Fernüberwachung von Leistungsschaltern.
Beispielhafte Ausführungsformen eines Leistungsschalters und zugehöriger Komponenten sind oben ausführlich beschrieben. Das System ist nicht auf die hierin beschriebenen konkreten Ausführungsformen beschränkt, sondern vielmehr können Komponenten von Systemen und/oder Schritte der Verfahren unabhängig und getrennt von anderen hierin beschriebenen Komponenten und/oder Schritten eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Konfiguration von hierin beschriebenen Komponenten auch in Kombination mit anderen Prozessen verwendet werden und ist nicht auf die Ausführung mit den hierin beschriebenen Systemen und verwandten Verfahren beschränkt. Vielmehr können die beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit vielen Anwendungen umgesetzt und genutzt werden.
Zwar werden möglicherweise bestimmte Merkmale verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in manchen Zeichnungen gezeigt und in anderen nicht, dies dient jedoch nur der Zweckmäßigkeit. Gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung kann jedes Merkmal einer Zeichnung in Kombination mit jedem Merkmal jeder anderen Zeichnung referenziert und/oder beansprucht werden.
In dieser schriftlichen Beschreibung werden Beispiele verwendet, um die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu offenbaren, einschließlich der besten Form, und auch, um jedem Fachmann die Ausführung der Offenbarung zu ermöglichen, einschließlich der Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen oder Systemen und der Durchführung enthaltener Verfahren. Der schutzfähige Umfang der hierin beschriebenen Ausführungsformen ist durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele enthalten, die dem Fachmann einfallen. Solche anderen Beispiele sollen im Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie Strukturelemente aufweisen, die sich nicht von der wörtlichen Formulierung der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente Strukturelemente mit unwesentlichen Unterschieden zur wörtlichen Formulierung der Ansprüche enthalten.

Claims

Leistungsschalter mit: einem Gehäuse, einer in dem Gehäuse angeordneten Stromkreisschutzvorrichtung, wobei die Stromkreisschutzvorrichtung so betreibbar ist, dass sie i) Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den Leistungsschalter zugeordnet sind, erfasst und ii) den wenigstens einen Strompfad basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen gezielt öffnet, einer Verarbeitungsvorrichtung, die mit der Stromkreisschutzvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung sammelt, wobei die Betriebsbedingungsdaten die erfassten Betriebsbedingungen und einen Auslöseindikator enthalten, der angibt, ob die Stromkreisschutzvorrichtung den wenigstens einen Strompfad geöffnet hat, und wenigstens einer Kommunikationsschnittstelle, die mit der Verarbeitungsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle so betreibbar ist, dass sie die Betriebsbedingungsdaten von der Verarbeitungsvorrichtung empfängt, um das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten zu einer entfernten Rechenvorrichtung zu erleichtern.
Leistungsschalter nach Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine Speicherkartenschnittstelle umfasst, die so betreibbar ist, dass sie mit einer Speicherkarte in Eingriff gelangt, und bei dem die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie die Betriebsbedingungsdaten auf der Speicherkarte speichert, wenn die Speicherkarte mit der Speicherkartenschnittstelle in Eingriff steht.
Leistungsschalter nach Anspruch 2, bei dem die Speicherkartenschnittstelle über eine im Gehäuse gebildete Öffnung zugänglich ist.
Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle einen Kommunikationsanschluss umfasst, der so betreibbar ist, dass er mit einem Kommunikationskabel in Eingriff steht, das mit der entfernten Rechenvorrichtung gekoppelt ist, und bei dem die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie unter Verwendung des Kommunikationsanschlusses die Betriebsbedingungsdaten über das Kommunikationskabel an die entfernte Rechenvorrichtung überträgt.
Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle umfasst und bei dem die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle die Betriebsbedingungsdaten drahtlos an die entfernte Rechenvorrichtung überträgt.
Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zu den Betriebsbedingungen eine gemessene Spannung, ein gemessener Strom, eine gemessene Leistung und/oder eine gemessene Temperatur gehören.
Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stromkreisschutzvorrichtung einen Fehlerlichtbogenschutzschalter, einen Fehlerstromschutzschalter und/oder einen Stromkreisunterbrecher mit dualer Funktion umfasst.
Leistungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine erste Kommunikationsschnittstelle und eine zweite Kommunikationsschnittstelle umfasst, wobei die erste und die zweite Kommunikationsschnittstelle auf einer Oberfläche des Gehäuses nahe beieinander gelegen sind, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle einen Kommunikationsanschluss umfasst, der so betreibbar ist, dass er mit einem Kommunikationskabel in Eingriff gelangt, und wobei die zweite Kommunikationsschnittstelle eine Speicherkartenschnittstelle umfasst, die so betreibbar ist, dass sie mit einer Speicherkarte in Eingriff gelangt.
Elektrisches Verteilungszentrum mit: einer Tragschiene, die eine Stromschiene umfasst, wenigstens einem Leistungsschalter, der an der Tragschiene befestigt und elektrisch mit der Stromschiene gekoppelt ist, wobei der wenigstens eine Leistungsschalter Folgendes umfasst: ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse angeordnete Stromkreisschutzvorrichtung, wobei die Stromkreisschutzvorrichtung so betreibbar ist, dass sie i) Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den Leistungsschalter zugeordnet sind, erfasst und ii) den wenigstens einen Strompfad basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen gezielt öffnet, eine Verarbeitungsvorrichtung, die mit der Stromkreisschutzvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung sammelt, wobei die Betriebsbedingungsdaten die erfassten Betriebsbedingungen und einen Auslöseindikator enthalten, der angibt, ob die Stromkreisschutzvorrichtung den wenigstens einen Strompfad geöffnet hat, und wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle, die mit der Verarbeitungsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht, wobei die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle so betreibbar ist, dass sie die Betriebsbedingungsdaten von der Verarbeitungsvorrichtung empfängt, um das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten zu einer entfernten Rechenvorrichtung zu erleichtern.
Elektrisches Verteilungszentrum nach Anspruch 9, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine Speicherkartenschnittstelle umfasst, die so betreibbar ist, dass sie mit einer Speicherkarte in Eingriff gelangt, und bei dem die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie die Betriebsbedingungsdaten auf der Speicherkarte speichert, wenn die Speicherkarte mit der Speicherkartenschnittstelle in Eingriff steht.
Elektrisches Verteilungszentrum nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle einen Kommunikationsanschluss umfasst, der so betreibbar ist, dass er mit einem Kommunikationskabel in Eingriff steht, das mit der entfernten Rechenvorrichtung gekoppelt ist, und bei dem die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie unter Verwendung des Kommunikationsanschlusses die Betriebsbedingungsdaten über das Kommunikationskabel an die entfernte Rechenvorrichtung überträgt.
Elektrisches Verteilungszentrum nach Anspruch 11, bei dem der Kommunikationsanschluss einen universellen seriellen Bus-Anschluss (USB-Anschluss) umfasst.
Elektrisches Verteilungszentrum nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle umfasst und bei dem die Verarbeitungsvorrichtung so betreibbar ist, dass sie unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle die Betriebsbedingungsdaten drahtlos an die entfernte Rechenvorrichtung überträgt.
Elektrisches Verteilungszentrum nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem zu den Betriebsbedingungen eine gemessene Spannung, ein gemessener Strom, eine gemessene Leistung und/oder eine gemessene Temperatur gehören.
Elektrisches Verteilungszentrum nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem die Stromkreisschutzvorrichtung einen Fehlerlichtbogenschutzschalter, einen Fehlerstromschutzschalter und/oder einen Stromkreisunterbrecher mit dualer Funktion umfasst.
Elektrisches Verteilungszentrum nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine erste Kommunikationsschnittstelle und eine zweite Kommunikationsschnittstelle umfasst, wobei die erste und die zweite Kommunikationsschnittstelle auf einer Oberfläche des Gehäuses nahe beieinander gelegen sind, wobei die erste Kommunikationsschnittstelle einen Kommunikationsanschluss umfasst, der so betreibbar ist, dass er mit einem Kommunikationskabel in Eingriff gelangt, und wobei die zweite Kommunikationsschnittstelle eine Speicherkartenschnittstelle umfasst, die so betreibbar ist, dass sie mit einer Speicherkarte in Eingriff gelangt.
Verfahren zum Überwachen des Betriebs eines Leistungsschalters, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erfassen von Betriebsbedingungen, die wenigstens einem Strompfad durch den Leistungsschalter zugeordnet sind, wobei die Betriebsbedingungen von einer Stromkreisschutzvorrichtung erfasst werden, die in einem Gehäuse des Leistungsschalters angeordnet ist; gezieltes Öffnen des wenigstens einen Strompfads basierend auf den erfassten Betriebsbedingungen durch die Stromkreisschutzvorrichtung; Feststellen, dass der wenigstens eine Strompfad gezielt geöffnet wurde, und Erzeugen eines entsprechenden Auslöseindikators; Sammeln von Betriebsbedingungsdaten von der Stromkreisschutzvorrichtung an einer Verarbeitungsvorrichtung, die im Gehäuse des Leistungsschalters angeordnet ist, wobei die Betriebsbedingungsdaten die erfassten Betriebsbedingungen und den Auslöseindikator enthalten; und Exportieren der Betriebsbedingungsdaten unter Verwendung einer Kommunikationsschnittstelle, die mit der Verarbeitungsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine Speicherkartenschnittstelle aufweist und bei dem das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten das Speichern der Betriebsbedingungsdaten auf einer Speicherkarte umfasst, die mit der Speicherkartenschnittstelle in Eingriff steht.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle einen Kommunikationsanschluss aufweist, wobei ein Kommunikationskabel zwischen den Kommunikationsanschluss und eine entfernte Rechenvorrichtung gekoppelt ist und wobei das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten das Übertragen der Betriebsbedingungsdaten über das Kommunikationskabel an die entfernte Rechenvorrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweist und bei dem das Exportieren der Betriebsbedingungsdaten das drahtlose Übertragen der Betriebsbedingungsdaten unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle an eine entfernte Rechenvorrichtung umfasst.