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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Schaltgerät,
das den Betrieb der Lampen einer Notbeleuchtung oder eines Wegeleitsystems
für den
Einsatz in Ersatzstromanlagen mit zentraler Stromversorgung steuert.
Derartige Schaltgeräte
können
separat als Modulbaustein angeordnet sein oder in elektronische Vorschaltgeräte der als
Lichtquellen im Notbetrieb verwendeten Lampen integriert sein.
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Die von der Erfindung betroffenen
Notleuchten sind für
den Betrieb an einer zentralen Ersatzstromanlage, z.B. einer Zentralbatterieanlage,
vorgesehen, die in das Netz der Notbeleuchtung bei intakter Stromversorgung
des allgemeinen Netzes mit Wechselspannung einspeist und im Fehlerfall
Ersatzstrom als Gleichstrom liefert. Es ist möglich, dass dieser Gleichstrom
von einem Generator stammt, dessen Strom gleichgerichtet wird oder
von einer Batterie, evtl. mit nachgeschaltetem Gleichstromwandler.
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Entsprechend werden die Notleuchten
ständig
mit Wechsel- oder Gleichstrom versorgt. Weiterhin werden die von
der Erfindung betroffenen Notleuchten, wenn sie der Beleuchtung
von Rettungswegen und Flächen
dienen, in Bereitschaft betrieben, d.h., bei intakter Stromversorgung
des allgemeinen Netzes werden die Lampen, die in diesen Leuchten für den Notbetrieb
vorgesehen sind, nicht eingeschaltet oder nur sehr stark gedimmt
betrieben und lediglich bei einer Störung der Stromversorgung der allgemeinen
Beleuchtung werden diese Lampen eingeschaltet. Dementsprechend werden
diese Lampen bei an der Notleuchte anliegendem Wechselstrom ausgeschaltet
und bei Gleichstrom eingeschaltet.
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Rettungszeichenleuchten wiederum
werden in Dauerschaltung betrieben, d.h. sie sind auch bei Wechselstrom
immer eingeschaltet.
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Wegeleitsystem können beide Betriebsarten besitzen.
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Es existieren auch Vorschläge, bei
denen durch eine Messung der Helligkeit der Umgebung mit einem lichtempfindlichen
Sensor ein Einschalten der Leuchten in heller Umgebung verhindert
wird, um in diesem Falle Batteriekapazität zu sparen.
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Um derart beschaltete Leuchten auch
in heller Umgebung – dies
ist beispielsweise zur Funktions- oder Betriebsdauerprüfung notwendig – zur Prüfung schalten
zu können,
ist ein besonderer Aufwand nötig,
der in einer besonderen Verdrahtung und zusätzlichen Schaltmaßnahmen
besteht, um auf ein entsprechendes elektrisches Schaltsignal, beispielsweise
aus der Zentrale, reagieren zu können.
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Auch ein weiteres, immer wieder auftretendes
wichtiges Problem ist nicht gelöst.
Es handelt sich um die sogenannte modifizierte Bereitschaftsschaltung,
eine Schaltungsmaßnahme
die bewirken soll, dass bei einer lokalen Stromstörung, die
zum Ausfall der Allgemeinbeleuchtung im Bereich einer Untenverteilung
führt,
die Notbeleuchtung zur Beleuchtung der Rettungswege und Flächen eingeschaltet
wird, ohne dass die Ersatzstromversorgung in Anspruch genommen wird.
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Diese Aufgabenstellung kann ebenfalls
für Wegeleitsysteme
gelten.
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Um dieses Problem zu lösen ist
es üblich,
die Notlampen über
ein elektrisches Schaltsignal, das über eine Steuerleitung oder
auch über
die Netzleitung von der Notleuchte empfangen wird, einzuschalten
und aus dem Ersatzwechselstrom zu speisen, der bei intakter Stromversorgung
im einfachsten Fall an der zentralen Ersatzstromversorgung anliegt.
Ein solches Signal kann darin bestehen, den Wechselstrom aus dem
intakten Netz zentral gleichzurichten und damit einen Notstrombetrieb
zu simulieren. Dies erfordert wiederum einen zusätzlichen Verdrahtungsaufwand,
um in der Zentrale die Erkennung eines regionalen Netzausfalles
zu ermöglichen
und auch entsprechende Schaltungsmaßnahmen in der Zentrale oder/und
der Unterverteilung.
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Ein weiteres Problem besteht darin,
an ein und demselben Stromkreis sowohl Notleuchten in Bereitschaftsschaltung,
die nur bei Gleichspannung eingeschaltet werden und Notleuchten
in Dauerschaltung, die ständig
eingeschaltet sind, zu betreiben und außerdem die modifizierte Bereitschaftsschaltung
zu realisieren.
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Weiterhin besteht noch das Problem,
dass in abgedunkelten Räumen,
solange sie abgedunkelt sind, z. B. Kinos, die Rettungszeichenleuchten
auch bei intakter Stromversorgung bei reduzierter Leuchtdichte der
Zeichen betrieben werden sollen um Blendung zu vermeiden während die
gleichen Leuchten bei Wegfallen der Verdunkelung mit voller Leuchtdichte
betrieben werden sollen. Eine Lösung
dieses Problems erfordert wiederum erhöhten Verdrahtungsaufwand.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb,
ein Schaltgerät
mit dem der Lampen einer Notbeleuchtung oder eines Wegeleitsystems
mit zentraler Ersatzstromversorgung geschaltet und gesteuert werden
können,
das geeignet ist zur Lösung
der Problemstellung einer modifizierten Bereitschaftsschaltung sowie
von Problemen der Helligkeitssteuerung der Lampen bei Netzbetrieb
zu finden, wobei ein gemeinsamer Betrieb von Lampen in Dauerschaltung und
Bereitschaftsschaltung an demselben Stromkreis möglich sein soll, ohne dass
für diese
Problemlösung
benötigte
Schaltgeräte
in der Zentrale der Ersatzstromversorgung oder in deren Unterverteilungen
erforderlich sind und ohne dass ein zusätzlicher Verdrahtungsaufwand
benötigt
wird.
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Zur Lösung der Erfindungsaufgabe
wird jeder Notlampe auf an sich bekannte Weise ein Helligkeitssensor
zugeordnet, der einen Schaltvorgang bei einer bestimmten vorgegebenen
Helligkeitsschwelle der Umgebung auslöst und eine Einschaltung der Notlampe
bei niedriger Umgebungshelligkeit sowie ein Ausschalten der Notlampe
bei größerer Umgebungshelligkeit
bewirkt. Erfindungsgemäß werden die
an sich bekannten Schaltungsmaßnahmen
jedoch so gestaltet, dass der Schaltvorgang ausschließlich bei
anliegender Wechselspannung wirksam oder ausgeführt wird, jedoch nicht bei
anliegender Gleichspannung. Durch diese erfinderischen Maßnahmen
wird erreicht, dass ein Rettungsweg zu jedem gewünschten Zeitpunkt beleuchtet
wird: entweder durch vorhandenes Tageslicht oder durch die Allgemeinbeleuchtung.
Fällt jedoch
die Allgemeinbeleuchtung bei nicht vorhandenem Tageslicht aus, so kann
dies als Kriterium gewertet werden, dass eine Störung der Stromversorgung in
dem entsprechenden Abschnitt des Rettungsweges vorliegt, weil sonst der
Rettungsweg unbeleuchtet bliebe. In diesem Fall bewirkt der Helligkeitssensor,
dass die Notbeleuchtung eingeschaltet wird und aus der allgemeinen Stromversorgung
mit Wechselspannung gespeist wird. Erst wenn auch in der Zentrale
die Stromversorgung gestört
ist, werden die Notleuchten mit Gleichstrom aus der Ersatzstromversorgung
gespeist.
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Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme der Gleichstrom-Vorrangschaltung
ist nun auch in heller Umgebung eine Umschaltprüfung jeder einzelnen Leuchte
möglich,
indem für
die Prüfzeit
auf Gleichspannung der Ersatzstromquelle umgeschaltet wird.
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Auch Betriebsdauerprüfungen der
gesamten Anlage können
durch die Gleichstrom-Vorrangschaltung
durchgeführt
werden.
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Nach Beendigung der Umschaltprüfung ist es
erfindungsgemäß möglich, bei
genügend
hoher Helligkeit der Umgebung die betreffenden Lampen abzuschalten.
Allerdings muss dann eine Betriebsdauerprüfung in dunkler Umgebung durchgeführt werden.
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Dadurch, dass die Zuleitung zu jeder
Leuchte nunmehr nur noch zweiadrig plus Schutzleiter sein muss,
können
bei einer 5-poligen Leitung zwei weitere Adern für zusätzliche Zwecke, z.B. eine Einzelleuchtenkontrolle
benutzt werden, aber auch andere Steuerfunktionen können diesen
Leitungen zugeordnet werden.
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Die erfinderische Maßnahme hat
den weiteren Vorteil, dass auch bei einer geschalteten Allgemeinbeleuchtung
in einem Rettungsweg die Notbeleuchtung anspricht, wenn die Allgemeinbeleuchtung ausgeschaltet
wird, so dass zu jedem Zeitpunkt der möglichen Inanspruchnahme des
Rettungsweges eine Beleuchtung vorhanden ist.
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Durch eine oben bereits erwähnte separate Zuleitung
zu dem Schaltgerät
kann eine Spannung in der dem zu beleuchtenden Abschnitt zugeordneten Unterverteilung
der allgemeinen Stromversorgung abgegriffen werden, z.B. nach einer
Sicherung, bei deren Vorhandensein von einer intakten Stromversorgung
ausgegangen werden Kann.
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Mit dieser Information kann eine
Schaltungslogik des Schaltgerätes
bewirkt werden, die unabhängig
von der Schalterstellung der Allgemeinbeleuchtung die modifizierte
Bereitschaftschaltung realisiert und dennoch die Notbeleuchtung
bzw. das Wegeleitsystem bei ausreichender Helligkeit der Umgebung
beispielsweise bei ausreichendem Tageslicht ausschaltet.
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In Betriebsruhezeiten kann die gesamte
Notbeleuchtungsanlage wie gewohnt zentral abgeschaltet werden.
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Erfindungsgemäß können mit dem Schaltgerät Lampen
in Dauerschaltung, die also ständig
sowohl bei anliegendem Wechselstrom als auch bei Gleichstrom eingeschaltet
sind, gemeinsam mit Lampen Bereitschaftsschaltung, die nur bei Gleichspannung
eingeschaltet sind, an ein und demselben Stromkreis betrieben werden,
wenn bei Bereitschaftsleuchten die erfinderische Schaltungsmaßnahme angewendet
wird. Andererseits kann durch das erfinderische Schaltgerät aber auch
die bei Netzbetrieb in abgedunkelten Räumen zu hohe Leuchtdichte von
Rettungszeichen reduziert werden.
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Das erfinderische Schaltungsprinzip
wird anhand der folgenden Prinzipskizzen erläutert: Dabei werden die folgenden
Zusammenhänge
dargestellt:
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zeigt einen Rettungsweg mit einer
Notbeleuchtung, die mit dem erfindungsgemäßen Schaltgerät ausgestattet
ist.
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Ein Rettungsweg 1 in Form
eines Flurs mit dem Notausgang 2 der durch die Rettungszeichenleuchte 5 markiert
wird durch die Leuchten 6 der Allgemeinbeleuchtung bei
intakter Stromversorgung 14 beleuchtet.
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Eine Wegeleuchte 4 wird
aus einem Ersatzstromnetz 11 gespeist und ist mit einem
lichtempfindlichen Sensor 10 verbunden. Solange der Sensor eine
ausreichende Beleuchtungswirkung der Allgemeinbeleuchtung 6 oder
durch das Tageslicht des Fensters 3 detektiert bleibt die
Wegeleuchte ausgeschaltet.
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Wird jedoch die Notbeleuchtung ausgeschaltet,
oder fällt
durch eine Störung
der Stromversorgung in der Unterverteilung der Allgemeinbeleuchtung
aus, ohne dass die Stromversorgung der Ersatzstromquelle gestört ist,
so wird die Wegeleuchte über das
erfindungsgemäße Schaltgerät mittels
des lichtempfindlichen Sensors eingeschaltet, obwohl an der Wegeleuchte
noch immer Wechselstrom aus der zentralen Stromversorgung anliegt.
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Ist jedoch die Stromversorgung der
zentralen Ersatzstromquelle mit der die Wegeleuchte eingespeist
wird, so wird diese mit Gleichstrom versorgt und unabhängig von
der Umgebungshelligkeit, also auch bei Vorhandensein von Tageslicht
eingeschaltet.
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2
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zeigt eine Wegeleuchte mit Schaltgerät und an
der Leuchte angebrachtem lichtempfindlichen Sensor
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Eine Lampe 7 wird über ein
Vorschaltgerät 8 und
das erfindungsgemäße Schaltgerät 9 aus
dem Netz der Ersatzstromversorgung mit Wechselstrom bei ungestörter Stromversorgung
der zentralen Ersatzstromquelle und mit Gleichstrom bei Störung der Ersatzstromquelle
gespeist. Die Ersatzstromquelle kann beispielsweise eine Batterie
sein. Ein lichtempfindlicher Sensor 10 ist mit dem Schaltgerät verbunden.
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Mit an sich bekannten Mitteln wird
die folgende Schaltungslogik verwirklicht:
- – Bei Wechselstrom
wird die Leuchte nur in dunkler Umgebung eingeschaltet (modifizierte
Bereitschaftsschaltung)
- – Bei
Gleichstrom ist die Leuchte immer eingeschaltet
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3
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zeigt eine Wegeleuchte mit Schaltgerät und an
der Leuchte angebrachtem lichtempfindlichen Sensor sowie elektrischer
Verbindung zur Unterverteilung. Eine Wegeleuchte 4 mit
dem erfindungsgemäßen Schaltgerät wird aus
dem Netz der Ersatzstromversorgung 11 gespeist. Das Schaltgerät in der Wegeleuchte 4 ist
durch eine Leitung 12 mit dem Stromkreis der Allgemeinbeleuchtung 13 verbunden.
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Die Leuchten 16 der Allgemeinbeleuchtung werden über eine
Sicherung 15 aus dem Stromnetz der Unterverteilung der
Allgemeinbeleuchtung 14 gespeist. Bei einem Ausfall der
Sicherung 15 wird die elektrische Verbindung 12 spannungsfrei
und übermittelt
somit die Information, dass die Stromversorgung der Unterverteilung
gestört
ist.
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Mit an sich bekannten Mitteln wird
die folgende Schaltungslogik verwirklicht:
- – Bei Wechselstrom
wird die Leuchte in dunkler Umgebung nur dann eingeschaltet, wen
eine Störung
in der Unterverteilung vorliegt, die dem von der Wegeleuchte zu
beleuchtenden Abschnitt zugeordnet ist (modifizierte Bereitschaftsschaltung).
- – Bei
Wechselstrom in heller Umgebung z. B. durch Tageslicht ist die Wegeleuchte
ausgeschaltet.
- – Bei
Gleichstrom ist die Leuchte immer eingeschaltet
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4
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zeigt eine Rettungszeichenleuchte
mit Schaltgerät
und an der Leuchte angebrachtem lichtempfindlichen Sensor.
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Eine Rettungszeichenleuchte 5 ist
mit dem Schaltgerät 9 und
dem zugehörigen
Sensor 10 verbunden und wird über das Netz der Ersatzstromversorgung 11 gespeist.
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Mit an sich bekannten Mitteln wird
die folgende Schaltungslogik verwirklicht:
- – Bei Wechselstrom
wird die Leuchte in dunkler Umgebung mit reduzierter Leuchtdichte
betrieben, in heller Umgebung mit hoher Leuchtdichte.
- – Bei
Gleichstrom ist die Leuchte immer eingeschaltet, eventuell mit von
der Umgebungshelligkeit abhängiger
Leuchtdichte.
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5
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zeigt eine Lampengruppe mit Schaltgerät und zugeordnetem
lichtempfindlichen Sensor: Eine Gruppe von Lampen 7, die über Vorschaltgeräte 8 betrieben
werden sind über
das Schaltgerät 9 mit dem
Netz der Ersatzstromversorgung 11 verbunden. Der zu dem
Schaltgerät
gehörende
lichtempfindliche Sensor detektiert die Helligkeit der Umgebung
der Lampengruppe.
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Mit an sich bekannten Mitteln wird
die folgende Schaltungslogik verwirklicht:
- – Bei Wechselstrom
sind alle Lampen der Gruppe nur in dunkler Umgebung eingeschaltet.
- – Bei
Gleichstrom sind alle Lampen der Leuchtengruppe eingeschaltet.
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6
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zeigt Rettungszeichenleuchten und
Wegeleuchten mit Schaltgerät
und zugeordnetem lichtempfindlichen Sensor in einem Stromkreis.
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An einen Stromkreis 15 der
aus dem Ersatzstromnetz 1 gespeist wird sind sowohl Wegeleuchten 4 als
auch Rettungszeichenleuchten 5 jeweils über die Vorschaltgeräte 8 angeschlossen.
Den Wegeleuchten 4 sind erfindungsgemäße Schaltgeräte 9 mit
den lichtempfindlichen Sensoren 10 zugeordnet.
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Mit an sich bekannten Mitteln wird
die folgende Schaltungslogik verwirklicht:
- – Bei Wechselstrom
sind alle Wegeleuchten nur in dunkler Umgebung eingeschaltet, die
Rettungszeichenleuchten sind immer eingeschaltet.
- – Bei
Gleichstrom sind alle Leuchten eingeschaltet.