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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Leitelement zum Shunten bzw. In-Nebenschluss-Schalten einer
elektrischen Leistungsversorgung von einem Hauptleiter zu einer
Zusatzvorrichtung, die einem Lasttrennschalter betriebswirksam zugeordnet
ist, insbesondere für
Niederspannungsanwendungen, d. h. bei Betriebsspannungen von bis
zu näherungsweise
1000 Volt.
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Im
Allgemeinen werden in industriellen Niederspannungssystemen mit
hohen Strömen
und daher hohen Leistungswerten normalerweise spezifische Vorrichtungen
verwendet, die in der Technik allgemein als Sicherungsautomat bekannt
sind.
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Diese
Lasttrennschalter arbeiten typischerweise mit Wechselspannungsströmen, deren
Nennwert abhängig
von den Anwendungen über
einen weiten Bereich, typischerweise von ein paar Hundert bis zu
mehreren Tausend Ampere, variieren kann, und man nimmt an, dass
sie eine erhebliche Leistung bereitstellen, so dass sie den korrekten
Betrieb des elektrischen Systems, in das sie eingeführt werden, und
der mit ihnen verbundenen Verbraucher, sicherstellen.
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Insbesondere
schützen
Lasttrennschalter die Verbraucher vor abnormalen Ereignissen, die
beispielsweise durch Kurzschlussdefekte oder Überlasten bewirkt werden, indem
sie den Leistungsversorgungskreis automatisch öffnen, die korrekte Einfügung/Trennung
von Verbrauchern in und aus dem Stromkreis bzw. der Schaltung ermöglichen,
sicherstellen, dass der Nennwert für die verschiedenen angeschlossenen
Verbraucher tatsächlich
mit dem Soll-Strom übereinstimmt,
und, durch manuelle Intervention eines Hebels zum Betätigen des
Lasttrennschalters und zum entsprechenden Trennen der beweglichen
Kontakte von den feststehenden, die vollständige Trennung eines Verbrauchers
bzw. einer Last in Bezug auf eine Leistungsquelle und die daraus
folgende Trennung von der Schaltung, die sie schützen, erlauben.
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In
vielen praktischen Anwendungen, beispielsweise bei der Verwendung
in automatisierten elektrischen Industrie-Systemen, werden Lasttrennschaltern
zusätzliche
Funktionen zugewiesen werden, die in Bezug auf die grundlegenden,
normalerweise von ihnen ausgeführten
Funktionen unterstützenden
Charakter haben; diese zusätzlichen
Funktionen können
sich beispielsweise auf die Fernöffnung bzw.
-schließung
der elektrischen Schaltung, in der der Lasttrennschalter umfasst
ist, einen Schutz vor Abfällen
der Versorgungsspannung und andere beziehen.
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Wenn
diese zusätzlichen
Funktionen notwendig sind, sind die Lasttrennschalter mit entsprechenden,
ihnen betriebswirksam zugeordneten Zusatzvorrichtungen ausgestattet,
wie beispielsweise Unterspannungsspulen, Nebenschluss-Auslösespulen
etc.
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Der
Betrieb dieser Zusatzvorrichtungen erfordert normalerweise die Verwendung
einer eigens bereitgestellten Leistungsversorgung, die unabhängig von
der Hauptschaltung, in der der Lasttrennschalter verwendet wird,
erhalten werden oder direkt von der Schaltung geshuntet werden kann.
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Im
ersten Fall werden die zusätzlichen
Komponenten wie beispielsweise Transformatoren oder Batterien gemäß einer
Lösung
verwendet, die in jedem Fall vom Installationsstandpunkt her besehen aus
Kosten- und Raumbelegungsgründen
nicht ideal ist.
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Im
zweiten Fall wird stattdessen die elektrische Leistung zum Versorgen
der Zusatzvorrichtungen direkt aus den Hauptleitern der Schaltung
stromauf des Lasttrennschalters unter Verwendung von Nebenschluss-
bzw. Shunt-Leitern gezogen.
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Im
aktuellen Stand der Technik wird dieses Verfahren zur Leistungsversorgung
der Zusatzvorrichtungen gemäß Konfigurationen
erreicht, die nicht standardisiert sind und mittels provisorischer
Möglichkeiten
bzw. Wege bereitgestellt werden, die ausschließlich von der Erfahrung und
der Fähigkeit
der Monteure abhängig
sind. Außerdem
sind diese Lösungen
besonders arbeitsaufwendig, insbesondere dann, wenn sie nach der Installation
des Lasttrennschalters vorgenommen werden, und zudem in Bezug auf
die allgemeinen Sicherheitsbedingungen für den Monteur und das Systems
an sich potentiell gefährlich.
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Eine
Lösung,
die typischerweise bei elektrischen Schalttafeln verwendet wird,
bringt beispielsweise das Vorsehen von Öffnungen in der Verteilerleiste
mit sich, mit der die Hauptkabel zum Verbinden der Lasttrennschalter
verbunden sind, sowie das Verbinden von Shunt- bzw. Nebenschlusskabeln
mit den Leisten mittels geeigneter Anschlüsse; die Shunt- bzw. Nebenschlusskabel
werden dann mit der Zusatzvorrichtung verdrahtet werden. Diese Vorgänge sind
aufgrund von sowohl ihres komplexen Arbeitsaufwandes als auch des
Einsatzes an Arbeitskräften, den
sie mit sich bringen, eindeutig von Nachteil; außerdem hat das Vorliegen von
Anschlüssen
und Nebenschlusskabeln neben der Auswirkung auf den Kostenaufwand
einen negativen Effekt auf die Sicherheitsbedingungen, insbesondere,
wenn der Abstand zwischen den Phasen des Hauptschaltkreises verringert
ist. Da die Arbeitsschritte zum Shunten der Leistungsversorgung
der manuellen Intervention der Monteure anvertraut werden, steigt
auch die Fehlerwahrscheinlichkeit an.
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Die
Druckschrift
US 5 107 396 offenbart
eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
nach Anspruch 1.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leitelement zum Shunten einer
elektrischen Leistungsversorgung von einem Hauptleiter zu einer
Zusatzvorrichtung zu schaffen, die einem Lasttrennschalter betriebswirksam
zugeordnet ist, das ermöglicht,
die Nachteile des Stands der Technik zu umgehen und insbesondere
die baulichen Konfigurationen zu standardisieren, wodurch die Arbeit
für die
Anwender vereinfacht wird und deren Fehlermöglichkeiten verringert werden.
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Im
Rahmen dieses Ziels, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Leitelement zum Shunten einer elektrischen Leistungsversorgung
von einem Hauptleiter zu einer Zusatzvorrichtung zu schaffen, die
einem Lasttrennschalter wirksam zugeord net ist, das eine Versorgung
der Zusatzvorrichtung direkt von der Hauptschaltung ermöglicht,
in die der Lasttrennschalter eingefügt ist, wodurch auf die Verwendung
von Anschlüssen
und Shunt-Kabeln verzichtet wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leitelement zum Shunten
einer elektrischen Leistungsversorgung von einem Hauptleiter zu
einer Zusatzvorrichtung zu schaffen, die einem Lasttrennschalter
betriebswirksam zugeordnet ist, das eine Verbesserung der allgemeinen
Sicherheitsbedingungen sowohl für
die Monteure als auch das System ermöglicht.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leitelement
zum Shunten einer elektrischen Leistungsversorgung von einem Hauptleiter zu
einer Zusatzvorrichtung zu schaffen, die einem Lasttrennschalter
betriebswirksam zugeordnet ist, das die Vereinfachung des Arbeitsaufwands
für Monteure
ermöglicht,
selbst wenn der Lasttrennschalter bereits eingebaut worden ist,
und eine Reduktion von Interventionszeiten ermöglicht, um dadurch beispielsweise
die Bereitstellung von Öffnungen
in der Verteilerleiste zu vermeiden und die Arbeitsschritte beim
Verdrahten zum vereinfachen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leitelement
zum Shunten einer elektrischen Leistungsversorgung von einem Hauptleiter zu
einer Zusatzvorrichtung zu schaffen, die einem Lasttrennschalter
betriebswirksam zugeordnet ist, das ein hohes Maß an Zuverlässigkeit aufweist, relativ
einfach in der Herstellung und wettbewerbsfähig im Preis ist.
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Dieses
Ziel, diese Aufgabenstellung und weitere Punkte, die nachstehend
ersichtlich werden, werden durch ein Leitelement nach Anspruch 1
erreicht.
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Der
Ausdruck „Hauptleiter" ist als Bezeichnung
für einen
Leiter aufzufassen, der Teil des Leistungsversorgungsschaltkreises
ist, in dem der Lasttrennschalter beinhaltet ist.
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Auf
diese Weise wird es mittels des erfindungsgemäßen Leitelements möglich, die
für den Betrieb
der Zusatzvorrichtung notwendige Leistung direkt aus dem Leiter
der Hauptleistungsversorgungsschaltung, in dem der Lasttrennschalter
verwendet wird, zu shunten, ohne zusätzliche Anschlüsse und
Shunt-Kabel verwenden zu müssen,
und gemäß standardisierter
baulicher Lösungen,
die eine Vereinfachung der Arbeit für Monteure ermöglichen, Interventionszeiten
reduzieren und Sicherheitsbedingungen erhöhen.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden anhand der Beschreibung
einiger bevorzugter, wenn auch nicht ausschließlicher Ausführungsformen
eines Leitelements gemäß der Erfindung
näher erläutert, die
mittels eines uneingeschränkten
Beispiels mit Hilfe der beigefügten
Zeichnung dargestellt werden, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht des Leitelements gemäß der Erfindung ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Leitelements von 1 während der
Montage auf das Gehäuse
des Lasttrennschalters ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Leitelements von 1 ist, das
in eine Aufnahme auf dem Gehäuse
eines Lasttrennschalters eingefügt
ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Elements gemäß der Erfindung während eines
Kopplungsvorgangs mit einer einpoligen Steckbuchse.
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Unter
Bezugnahme auf die vorstehend angeführten Figuren weist das erfindungsgemäße Element,
das allgemein mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist,
ein konturiertes Gehäuse
auf, das aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt ist;
wobei das konturierte Gehäuse
in einer Aufnahme 5 auf einem Gehäuse eines Sicherungsautomaten 10 angeordnet
werden soll, in dem ein Anschluss zum Verbinden mit einem Hauptleiter
(nicht gezeigt) vorliegt, und geeignet ist, das Shunten einer elektrischen Leistung
vom Hauptleiter mit einer Zusatzvorrichtung, die dem Lasttrennschalter
be triebswirksam zugeordnet ist, in der nachstehend ausführlich beschriebenen
Weise zu ermöglichen.
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2 bis 4 sind
Teilansichten eines mehrpoligen Niederspannungs-Sicherungsautomaten 10,
der gemäß Ausführungsformen,
die im Stand der Technik hinreichend bekannt sind und daher nicht ausführlich dargestellt
sind, Anschlüsse
zum Verbinden der Leiter der elektrischen Schaltung aufweist, in der
er beinhaltet ist, eine Umhüllung 11,
die für
einen jeweiligen Pol zumindest einen feststehenden Kontakt und einen
beweglichen Kontakt enthält,
die sich wirksam miteinander koppeln/voneinander entkoppeln können, und
eine Betätigungseinrichtung,
die zum Zuführen
der zum Bewegen der beweglichen Kontakte erforderlichen Energie
geeignet ist.
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Die
Zusatzvorrichtung, die in 4 durch den
angedeuteten Kasten 30 schematisch dargestellt ist, kann
wiederum beispielsweise durch eine Unterspannungsspule oder durch
eine Nebenschlussauslösespule
oder durch eine Messeinheit gebildet sein; die Ausführungsform
der verschiedenen, in der Praxis allgemein üblichen Zusatzvorrichtungen
sowie die praktischen Verfahren zum Verbinden des Lasttrennschalters,
der damit in Verbindung steht, sind in der Technik hinreichend bekannt
und werden hierin nicht ausführlich
beschrieben.
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Wie
in 1 ausführlich
beschrieben ist, weist das konturierte Gehäuse des Elements 100 zumindest
eine erste flache Oberfläche 1,
die z. B. in einer Draufsicht betrachtet ein im Wesentlichen vierseitiges
Gehäuse
mit Kanten aufweist, die optional abgeschrägt sind, und eine zweite Oberfläche 2 auf,
die im rechten Winkel von der ersten Oberfläche 1 nahe einer Kante
derselben hervorragt und ein stabförmiges Gehäuse aufweist, dass eine Ende
aufweist, das geeignet ist, um mit einer zusätzlichen Leitkomponente elektrisch
verbunden zu werden.
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Das
Leitelement, das beispielsweise aus einer einpoligen Steckbuchse
besteht, die in 4 schematisch mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist,
ist wiederum mit einer Zusatzvorrichtung des Lasttrennschalters 10 elektrisch
verbunden, und zwar in einer Art und Weise, die in der Technik hinreichend
bekannt ist und daher hierin nicht beschrieben wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Element 100 eine dritte Oberfläche 3 auf,
die im rechten Winkel zur ersten Oberfläche 1 absteht und beispielsweise
ein im Wesentlichen vierseitiges flaches Gehäuse mit optional abgeschrägten Kanten aufweist,
das zur Erstellung eines elektrischen Kontakts mit dem entsprechenden
Anschluss des Lasttrennschalters geeignet ist; eine Öffnung 4 ist
ferner in der Oberfläche 3 ausgebildet
und zur Unterbringung einer Einrichtung zum Befestigen des Gehäuses des
Lasttrennschalters 10 geeignet.
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Als
Alternative könnte
man die Verbindung zwischen dem Element 100 und dem Lasttrennschalter 10 erstellen,
indem die Oberfläche 1 andersartig geformt
wird, indem sie beispielsweise mit geeigneten Vorsprüngen versehen
wird, die mit entsprechenden Aufnahmen zusammenpassen, die im Gehäuse des
Lasttrennschalters ausgebildet sind.
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Gemäß einer
Ausführungsform,
die vom Standpunkt der Produktion aus betrachtet von Vorteil ist,
wird das Element 100 monolithisch ausgebildet, so dass
die zweite Oberfläche 2 und
die dritte Oberfläche 3 von
der Oberfläche 1 im
Wesentlichen in einem rechten Winkel zur selben und in einer Richtung parallel
zueinander hervorragen. Wie in den Figuren gezeigt ist, sind ferner
die beiden Oberflächen 2 und 3 in
zwei einander gegenüberliegenden
Kanten der Oberfläche 1 angeordnet;
als Alternative könnte
deren Positionierung sowie deren Neigung in Bezug auf die Oberfläche 1 zweckmäßig gemäß den verschiedenen
Anforderungen und/oder Bedürfnissen
der Anwendung variiert werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform,
die insbesondere bevorzugt wird und vom Standpunkt der Produktion
aus betrachtet sogar noch vorteilhafterer ist, wird das flache,
vierseitige Gehäuse
der dritten Oberfläche 3 direkt
während
der Produktion aus dem Gehäuse
der Oberfläche 1 mittels
eines Verfahrensschritts gebildet, der ein Ausstanzen der Oberfläche 1 entlang
der drei aufeinander folgenden Seiten (mit entsprechenden abgeschrägten Kanten)
mit sich bringt, die zur Innenseite der Kanten des Gehäuses der
Oberfläche 1 liegt;
das daraus resultierende Teil wird dann um die Kante gebogen, die
strukturell einstückig
mit der Oberfläche 1 verblieben
ist, bis die resultierende Oberfläche 3 in einem im
Wesentlichen rechten Winkel zur Oberfläche 1 angeordnet ist.
Auf diese Weise erhält
man, ausgehend von einem einzelnen Basiselement zwei aktive Oberflächen, die unterschiedliche
Funktionen ausführen.
Ferner wird auch das stabartige Gehäuse der Oberfläche 2 durch Biegen
in Bezug auf die Oberfläche 1 erhalten.
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Als
Alternative könnte
das Gehäuse
des Elements 100 in zwei oder mehr Teilen, beispielsweise durch
separates Herstellen des Gehäuses,
das die Oberfläche 3 ausbildet,
bereitgestellt und dann mit den verbleibenden Teilen, beispielsweise
durch Schweißen,
verbunden werden.
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Die
Beschreibung der praktischen Verwendung des Elements 100 erfolgt
nun unter spezielle Bezugnahme auf die 2 bis 4.
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Wie
in den Figuren gezeigt ist, wird das Element 100 in eine
Aufnahme 5 eingefügt,
die in dem Gehäuse
des Lasttrennschalters 10 ausgebildet ist, so dass die
Oberfläche 1 an
einer Wand der Aufnahme 5 ruht; dann wird die Oberfläche 3 am
Gehäuse des
Lasttrennschalters 10 mittels eines Befestigungsmittels
befestigt, typischerweise einer Schraube, die in die Öffnung 4 eingefügt und mit
einer Wand 6 des Lasttrennschalters verschraubt wird. Sobald die
Verdrahtung des Hauptleiters mit dem Verbindungsanschluss abgeschlossen
ist, befindet sich die Oberfläche 3 des
Elements 100 in elektrischem Kontakt mit einer Oberfläche des
Verbindungsanschlusses und daher mit dem Hauptleiter. Wie in 3 gezeigt
ist, besteht für
einen jeweiligen Pol des Lasttrennschalter 10 eindeutig
die Möglichkeit,
ein Element 100 zu verwenden, das in eine entsprechende Aufnahme 5 eingefügt ist.
Auf diese Weise bilden die durch den Lasttrennschalter 10 und
die Elemente 100 gebildete Anordnung einen Block, der in
der Praxis als eine einzelne unabhängige Komponente verwendet
werden kann. Dementsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung
zudem auf einen mehrpoligen Niederspannungs- Lasttrennschalter, der Anschlüsse zum
Verbinden mit einer elektrischen Leistungsversorgungsschaltung,
eine Umhüllung,
die für einen
jeweiligen Pol zumindest einen feststehenden Kontakt und einen beweglichen
Kontakt enthält,
die sich wirksam miteinander koppeln/voneinander entkoppeln können, eine
Betätigungseinrichtung,
die zum Zuführen
der zum Bewegen der beweglichen Kontakte erforderlichen Energie
geeignet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest ein
Leitelement 100 des vorstehend beschriebenen Typs aufweist.
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Wie
wiederum in 4 gezeigt ist, wird das Element 100 dann
mit einer Leitkomponente verbunden, in dem spezifischen Fall einer
einpoligen Steckbuchse 200, die mit der Zusatzvorrichtung
elektrisch verbunden ist, die dem Lasttrennschalter 10 zugeordnet
ist. Insbesondere gemäß einer
Lösung,
die vom funktionalen Standpunkt aus betrachtet wirksam und vom baulichen
Standpunkt her betrachtet einfach ist, ist die Kopplung zwischen
dem Element 100 und der Dose 20 männlich-weiblicher
Beschaffenheit, indem nämlich
das Ende des stabähnlichen
Gehäuses
der Oberfläche 2 in
eine Aufnahme 21 der Buchse eingeführt wird. Auf diese Weise erhält man eine Leistungsversorgungs-Shuntvorrichtung,
die funktional wirksam, einfach und schnell bereitzustellen ist und
einer Konfiguration entspricht, die auf einmal übersichtlich auseinandergebaut
und sicher ist.
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Dementsprechend
bezieht sich ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung auf
eine Vorrichtung zum Shunten einer Leistung von einem Hauptleiter
zu einer Zusatzvorrichtung, die betriebsmäßig einem Lasttrennschalter
zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein erstes Leitelement,
beispielsweise eine einpolige Steckbuchse, aufweist, die mit der
Zusatzvorrichtung elektrisch verbunden werden kann, und ein zweites
Leitelement 100 des vorstehend beschriebenen Typs.
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Es
ist zu beachten, dass, sobald die verschiedenen Komponenten installiert
worden sind und die elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen
Teilen erstellt worden sind, man insgesamt eine Vorrichtung zum
Schützen
und Trennen einer elektrischen Leistungsversorgungsschaltung erhält, die
eine hohe Wirksamkeit aufweist, in der Ausführung der beiden, normalerweise
vom Lasttrennschalter alleine und den von der Art der zu verwendenden
Zusatzvorrichtung abhängigen
Zusatzvorrichtungen angeforderten Grundfunktionen sicher und zuverlässig arbeitet,
wobei die Leistungsversorgung der Zusatzvorrichtung direkt aus der
Leistungsversorgungsschaltung erhalten wird, wodurch die technischen
Nachteile und konstruktiven Schwierigkeiten des Stands der Technik
beseitigt werden.
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Dementsprechend
betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum
Schützen
und Trennen einer elektrischen Leistungsversorgungsschaltung, die
dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgende Merkmale aufweist:
- – einen
mehrpoligen Niederspannungs-Lasttrennschalter;
- – eine
Zusatzvorrichtung, die dem Lasttrennschalter betriebsmäßig zugeordnet
ist;
- – eine
Vorrichtung zum Shunten einer Leistung von einem Hauptleiter der
Schaltung wie vorstehend beschrieben.
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In
der Praxis hat sich herausgestellt, dass das erfindungsgemäße Leitelement
die gesetzten Ziele und Aufgaben vollkommen erfüllt, wodurch die Nachteile
des Stands der Technik aufgehoben und eine erhebliche Anzahl von
Vorteilen erzielt werden kann.
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Das
Element 100 ermöglicht
mittels seiner baulichen Struktur, abgesehen davon, dass es in der Herstellung
einfach ist und wirtschaftliche Vorteile aufweist, tatsächlich eine
Vereinfachung der Arbeitsabläufe,
die zum Shunten der Leistungsversorgung für eine Zusatzvorrichtung erforderlich
sind, wodurch Produktionskosten- und -zeitaufwand reduziert werden,
selbst wenn der Lasttrennschalter bereits installiert worden ist;
ferner ermöglicht
sie die Aufhebung der Verwendung von zusätzlichen Shunt-Anschlüssen und
-kabeln und die Verwendung standardisierter Konfigurationslösungen,
die vom Können
und der Erfahrung der Monteure unabhängig sind und sowohl für die Benutzer
als auch das System an sich übersichtlich
und sicher sind.