DE3926990A1 - Netzumschalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Netzumschalteinrichtung für einen Verbraucherkreis, der im Normalfall mit dem Hauptnetz verbunden ist und bei Netzausfall mit Hilfe von Schützen selbsttätig mit einem Notnetz verbindbar ist, insbesondere für Krankenhäuser.

Bei bekannten Netzumschalteinrichtungen dieser Art ist in den vom Hauptnetz einerseits und vom Notnetz andererseits zum Verbraucherkreis führenden Zuleitungen jeweils ein Schütz, nämlich ein Haupt- und ein Notschütz, angeordnet, die elektrisch derart gegeneinander verriegelt sind, daß während der Einschaltung des Hauptschützes das Notschütz nicht einschaltbar ist und umgekehrt. Im Falle einer Störung am Hauptschütz oder im zugehörigen Steuerspannungskreis ist somit bei Ausfall der Netzspannung eine Umschaltung auf das Notnetz nicht möglich. Störungen können beispielsweise darin bestehen, daß die Kontakte an den Schützen kleben, Defekte an der Schützspule oder an der Schaltmechanik auftreten oder die Sicherung im einzigen Steuerstromkreis ausfällt. Auch kann bei der derzeit bekannten Netzumschalteinrichtung ein Zustand eintreten, bei dem am Verbraucherkreis keine Spannung ansteht, obwohl eines der beiden zur Verfügung stehenden Netze in Ordnung ist.

In der Praxis aufgetretene Störfälle haben gezeigt, daß bei Netzumschalteinrichtungen der vorstehend beschriebenen Art eine sichere Stromversorgung trotz Vorhandenseins eines Notnetzes nicht erzielbar ist. Es braucht nicht besonders betont zu werden, daß beispielsweise in Krankenhäusern selbst ein nur kurzzeitiger Spannungsausfall im Verbraucherkreis schwerwiegende Folgen haben kann. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Netzumschalteinrichtung bereitzustellen, die eine hohe Funktionssicherheit hat und auch bei eventuellen Störungen an den verwendeten Schaltelementen eine Netzumschaltung ermöglicht, um so eine weitgehend sichere Stromversorgung für den Verbraucherkreis zu gewährleisten.

Ausgehend von einer Netzumschalteinrichtung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Gruppen von Schützen vorgesehen sind, von denen jede Gruppe ein Haupt- und ein Notschütz umfaßt, wobei die Hauptschütze zwischen Hauptnetz und Verbraucherkreis in Reihe und die Notschütze zwischen Notnetz und Verbraucherkreis parallel geschaltet sind, daß die Schütze jeder Gruppe elektrisch und mechanisch derart gegeneinander verriegelt sind, daß in jeder Gruppe nur jeweils eines der beiden Schütze die Einschaltstellung einnehmen kann und daß für jede Gruppe von Schützen ein selbständiger Steuerstromkreis vorgesehen ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die gegenseitige mechanische Verriegelung als eine Art Schubklinkenverriegelung ausgebildet sein, die eine gleichzeitige Offenstellung der beiden Schütze einer Gruppe zuläßt, aber bei Einschaltung eines Schützes durch eine Klinkensperre das jeweils andere Schütz in der Ausschaltstellung verriegelt.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit ist vorgesehen, daß die Steuerstromkreise an eine vom Hauptnetz unabhängige Energiequelle mit Niederspannung angeschlossen sind. Dies kann beispielsweise eine für Signalanlagen in der Regel vorhandene Stromquelle, z.B. eine Batterie, mit einer Spannung von 24 V sein.

Nach einem Grundgedanken der Erfindung wird die erhöhte Sicherheit in der Stromversorgung bei der neuen Netzumschalteinrichtung durch die Anwendung von zwei Gruppen von Schützen erreicht, wobei jede Gruppe ein Haupt- und ein Notschütz enthält. Die Hauptschütze sind dabei in Reihe und die Notschütze parallel geschaltet, und in jeder Gruppe sind die Schütze derart verriegelt, daß nur jeweils ein Schütz einer Gruppe die Einschaltstellung einnehmen kann. Sollte bei einem Ausfall der Spannung im Hauptnetz das für die Abschaltung vorgesehene Hauptschütz aus irgendeinem Grunde nicht ausschaltbar sein, wird das zweite Hauptschütz abgeschaltet und damit wird das Notschütz dieser Gruppe für eine Einschaltung und damit für die Zuschaltung des Notnetzes freigegeben. Anders als bei der bekannten Netzumschalteinrichtung sind Haupt- und Notschütz in jeder Gruppe nicht nur elektrisch, sondern zusätzlich auch mechanisch gegeneinander verriegelt. Die Einleitung einer Umschaltung bei Ausfall der Netzspannung wird in an sich bekannter Weise durch Unterspannungswächter ausgelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schaltplan mit den wesentlichen Schaltelementen einer Netzumschalteinrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen Ausschnitt der Stromversorgung der Steuerstromkreise der beiden Gruppen von Schützen.

Für die Erläuterung des Ausführungsbeispiels wird als Hauptnetz ein übliches Wechselspannungs-Netz zugrunde gelegt. Die Netzumschalteinrichtung gemäß der Erfindung kann aber ebensogut für ein Drehstrom-Netz eingesetzt werden.

In der Zeichnung dargestellt sind die spannungsführenden Leitungen eines Hauptnetzes (1) und eines Notnetzes (2). Als Stromquelle für das Notnetz dient eine Batterie (3), deren Gleichspannung mit Hilfe eines Wechselrichters (4) in Wechselspannung, beispielsweise 220 V, umgeformt wird.

In den vom Hauptnetz (1) zum Verbraucherkreis (5) führenden Verbindungsleitungen (6) sind zwei untereinander gleiche Schütze (H1 und H2) in Reihe geschaltet. Hinter den Schützen ist im weiteren Verlauf der Verbindungsleitungen (6) ein Trenntrafo (7) angeordnet, wie dies zur Vermeidung einer direkten Verbindung zwischen Verbraucherkreis (5) und Netz vor allem in Krankenhäuser üblich ist. Weiter ist in der Zeichnung ein Sicherheitsschütz (8) veranschaulicht.

Für die Zuschaltung des Notnetzes (2) bei Ausfall des Hauptnetzes (1) sind zwei parallele Verbindungsleitungen (9 bzw. 10) vorgesehen, wobei in jeder der beiden Verbindungsleitungen ein Schütz (N1 bzw. N2) angeordnet ist. Auf der Ausgangsseite sind beide Schütze (N1 und N2) über Leitungen (11) an die vom Hauptnetz kommenden Leitungen (6) angeschlossen.

Die Schütze (H1 und N1) einerseits und die Schütze (H2 und N2) andererseits bilden hinsichtlich ihrer gegenseitigen Verriegelung je eine Gruppe (I bzw. II). Die elektrische Verriegelung, die dazu dient, eine gleichzeitige Einschaltung der beiden einer Gruppe angehörenden Schütze zu verhindern, kann in bekannter Weise ausgebildet sein. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit ist zusätzlich eine gegenseitige mechanische Verriegelung vorgesehen. Diese kann als Art Schubklinkenverriegelung ausgebildet sein. Sie ist in der Zeichnung durch je eine Schubklinke (12 bzw. 13) und durch Gestängeteile (14 bzw. 15) schematisch angedeutet.

Zu jeder der beiden Gruppen von Schützen gehört ein eigener Steuerstromkreis. Die Ausbildung solcher Steuerstromkreise ist bei einer Netzumschalteinrichtung in der bisher gebräuchlichen Art bekannt. Sie sind daher in der Zeichnung nicht dargestellt. Als Energiequelle für die Steuerstromkreise ist ein vom Hauptnetz und vom Notnetz unabhängiges Gleichspannungsnetz (16) vorgesehen. Jeder der beiden Steuerstromkreise (17 bzw. 18) enthält eine eigene Sicherung (F1 bzw. F2).

In der Zeichnung sind die Hauptschütze (H1 und H2) in der Einschaltstellung dargestellt, d.h. es liegt der Normalfall vor, bei dem der Verbraucherkreis mit dem Hauptnetz (1) verbunden ist. Aus den Darstellungen der mechanischen Verriegelungen (12, 13) wird deutlich, daß bei diesem Zustand die Notschütze (N1 und N2) nicht einschaltbar sind. Wechselt dagegen eines der Hauptschütze in die Ausschaltstellung, so gibt die mechanische Verriegelung (12 bzw. 13) das zugehörige Notschütz (N1 bzw. N2) für eine Einschaltung frei.

Bei den bislang gebräuchlichen Netzumschalteinrichtungen dieser Art mit je einem Haupt- und einem Notschütz ist bei einer Reihe von möglichen Störfällen, eine Umschaltung auf das Notnetz nicht möglich, wenn das in der Einschaltstellung befindliche einzige Hauptschütz nicht in seine Ausschaltstellung umschaltbar ist. Störungen am Schütz selbst können darin bestehen, daß die Schützspule defekt ist oder die Kontakte verschweißt sind oder die Mechanik der Kontakte nicht bewegbar ist. Ebensogut können Störungen im zugehörigen Steuerstromkreis eine Umschaltung des Hauptschützes verhindern. Bei Störungen dieser Art ist also bei Ausfall der Spannung im Hauptnetz eine Umschaltung auf das Notnetz nicht möglich.

Anders verhält es sich bei der erfindungsgemäßen Netzumschalteinrichtung, die auf der Anwendung von zwei voneinander unabhängigen Gruppen von Schützen mit je einem Haupt- (H1, H2) und je einem Notschütz (N1, N2) basiert. Jede dieser beiden Gruppen ist mit einem eigenen Steuerstromkreis (17 bzw. 18) versehen. Sollte beim Ausfall der Spannung im Hauptnetz (1) das Hauptschütz (H1) aus irgendeinem Grund nicht ausschaltbar sein, so tritt an seine Stelle das Hauptschütz (H2), welches damit den Weg für die Einschaltung des Notschützes (N2) freimacht. Das gleiche gilt für den Vorgang der Zurückschaltung vom Notnetz (2) auf das Hauptnetz (1).

Claims (3)

1. Netzumschalteinrichtung für einen Verbraucherkreis, der im Normalfall mit dem Hauptnetz verbunden ist und bei Netzausfall mit Hilfe von Schützen selbsttätig mit einem Notnetz verbindbar ist, insbesondere für Krankenhäuser, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Schützen vorgesehen sind, von denen jede Gruppe ein Haupt- (H1 bzw. H2) und ein Notschütz (N1 bzw. N2) umfaßt, wobei die Hauptschütze (H1, H2) zwischen Hauptnetz (1) und Verbraucherkreis (5) in Reihe und die Notschütze (N1, N2) zwischen Notnetz (2) und Verbraucherkreis (5) parallel geschaltet sind, daß die Schütze jeder Gruppe elektrisch und mechanisch derart gegeneinander verriegelt sind, daß in jeder Gruppe nur jeweils eines der beiden Schütze (H1 bzw. N1 oder H2 bzw. N2) die Einschaltstellung einnehmen kann und daß für jede Gruppe von Schützen (H1, N1 bzw. H2, N2) ein selbständiger Steuerstromkreis vorgesehen ist.

2. Netzumschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige mechanische Verriegelung als eine Art Schubklinkenverriegelung (12, 14 bzw. 13, 15) ausgebildet ist, die eine gleichzeitige Ausschaltstellung der beiden Schütze (H1, N1 bzw. H2, N2) einer Gruppe zuläßt, aber bei Einschaltung eines Schützes durch eine Klinkensperre (12 bzw. 13) das jeweils andere Schütz der Gruppe in seiner Ausschaltstellung verriegelt.

3. Netzumschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromkreise (17, 18) an eine vom Hauptnetz (1) unabhängige Energiequelle mit Niederspannung angeschlossen sind.