CH669065A5 - Warneinrichtung zum feststellen eines in einer leitung auftretenden ueberlast- oder kurzschlusszustandes an mindestens einem schaltgeraet in einem schaltkasten. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Warneinrichtung zum Feststellen eines in einer Leitung auf tretenden Überlast- oder Kurzschlusszustandes an mindestens einem Schaltgerät in einem Schaltkasten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Warneinrichtung, welche die im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale aufweist.

Es sind Stromunterbrecher bekannt, welche gewöhnlich einzeln oder in Gruppen von Einheiten nebeneinander in der Gebrauchsstellung angeordnet werden. Diese'Einheiten weisen einen Betätingungshebel auf, welcher vom Unterbrecher absteht oder sie sind mit einer Anzahl von Schaltern versehen, die im Gehäuse des Stromunterbrechers Aufnahme finden. Wenn eine Anzahl von Stromunterbrechern in einer Gruppe zusammenge-fasst sind, wie dies gewöhnlich der Fall ist, ist es oft schwierig festzustellen, welcher der Unterbrecher mit seinem Hebel oder Schalter eine Kurzschlussposition anzeigt, da die meisten Stromunterbrecher in Kellern oder in ähnlichen, schlecht beleuchteten Räumen untergebracht sind. Auch wenn im Bereiche der Stromunterbrecher die Beleuchtung gut ist, ist es oft sehr schwierig denjenigen Unterbrecher zu bestimmen, welcher Kurzschluss anzeigt. Dies ist aber selbstverständlich sehr wichtig, da, wenn infolge Überlast in einem Stromkreis Kurzschluss auftritt, so muss der Fehler nach Abschaltung des überbelasteten Stromkreises entdeckt und berichtigt werden, bevor der Stromunterbrecher wieder eingeschaltet werden kann, um eine Lebens- und Sachschadengefahr möglichst zu vermindern.

Es wurden bereits verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen, welche einen Stromunterbrecher umfassen, der einen visuellen oder hörbaren Anzeiger besitzt, um anzuzeigen, welcher der verschiedenen Stromunterbrecher durch Kurzschluss ausgelöst ist. Ein solches Gerät ist im US-Patent 4 056 816 beschrieben, und umfasst einen beleuchteten Stromunterbrecher, welcher eine LED-Diode aufweist, die anzeigt, wenn der Stromunterbrecher ausgelöst ist. Diese Diode ist in einem Stromkreis parallel zum Hauptschalter des Stromunterbrechers angeordnet und, wenn der Schalter infolge Überlast ausgelöst wird, so wird die LED-Diode mit dem Stromkreis verbunden und beginnt zu leuchten. Die Leuchtanzeige bleibt aktiv bis zum Auffinden des Fehlers. Diese vorbekannte Einrichtung umfasst aber keine solchen Mittel, welche eine Überlast anders als durch Anzeigeorgane anzeigen, welche direkt an den Stromkreis des Unterbrechers angeschlossen sind. Es sind auch keine Vorkehrungen zum Alarmgeben vorhanden, anders als durch direkte Schliessung des Stromkreises.

Die in den US-Patenten 2 460 758, 3 562 733, 3 683 350, 3 816 827 und 4 358 810 beschriebenen Einrichtungen weisen alle Stromunterbrecher auf, die einen Alarm oder eine andere Anzeige besitzen, welche einen Kurzschluss im Stromkreis bekanntgibt. So weist das Patent 2 460 758 eine Ausschluss- und Alarmeinrichtung für Stromunterbrecher auf, bei welcher die Bewegung eines Magneten die Rotation eines Auslösearmes bewirkt, wobei ein beweglicher Kontakt mit einem festen Kontakt in Verbindung gebracht und ein Alarmstromkreis geschlossen wird. Dabei wird eine Lampe aufleuchten oder eine Glocke ertönen. In ähnlicher Art weisen die übrigen erwähnten Patente Einrichtungen mit Alarmstromkreisen auf, die in einem Stromkreis vorgesehen sind, welcher entweder mit einem Anzeigeorgan für Überlast oder mit einem Gerät in Verbindung stehen, welches bei Überlast ausgelöst wird. Obwohl die Patente 2 460 758 und 3 562 733 ein Gerät zur manuellen Einrichtung des Alarmstromkreises beschreiben, erwähnt keines der Patente ein Gerät, welches zwischen der Türe und dem Türrahmen des Unterbrechers angeordnet wird.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Überwindung der erwähnten Schwierigkeiten mit Hilfe einer Warneinrichtung, die nach den Merkmalen des Anspruches 1 ausgebildet ist. Zusätzlich können die Merkmale nach den Ansprüchen 2 und 3 vorhanden sein. Die vorgeschlagene Einrichtung nimmt die Änderungen von Licht, Ton, Vibration, Temperatur und Ionisation wahr, welche durch einen thermoelektrischen oder magnetischen Stromunterbrecher verursacht werden, wenn sie auf eine Überlastung reagieren und den Stromunterbruchschalter betäti5

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gen. Insbesondere kann die Einrichtung eine Anzahl von Sensoren aufweisen, die auf die aufgeführten Parameter ansprechen, wobei jedem Sensor ein einziger Stromunterbrecher zugeordnet ist. Die Sensoren sind zweckmässigerweise im Innern des Stromunterbrechergehäuses angeordnet und zwar so, dass schon beim Überschreiten eines einzelnen Schwellenwertes von vorbestimmten Schwellenwerten, als Folge des Auslösens mindestens einer der Stromunterbrecher innerhalb des Gehäuses ein akustisches, visuelles oder sonstiges Signal oder eine Kombination von Signalen erzeugt wird. Die Sensoren im Stromunterbrechergehäuse sind mit einer Alarmeinrichtung verbunden, welche entweder in der unmittelbaren Nähe des Stromunterbrechergehäuses oder in einer Distanz davon angeordnet sind, so dass ein Beobachter wahrnehmen kann, wenn ein oder mehrere Stromunterbrecher ausgelöst sind. Gleichzeitig sollte sichergestellt werden, dass die Alarmsignale durch irgendwelche eventuell auftretende Unstimmigkeiten im elektrischen Schaltgehäuse nicht beeinflusst werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Frontansicht eines schrankartigen Standard-Schaltkastens mit geöffneter Tür,

Fig. 2 den Schaltkasten mit geschlossener Tür,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für den Anschluss von als Abtastmittel dienenden Fühlern bzw. Sensoren und

Fig. 4 einen geöffnenten Schaltkasten als Ausführungsvariante

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schaltkasten 10 üblicher Bauart weist eine Tür 12 und einen Türrahmen 14 auf. Darin ist eine Anzahl von Schaltgeräten 16 in Form von thermoelektrisch und/oder magnetisch auslösbaren Leitungsschutzschaltern angeordnet, die entweder mittels eines Bimetalls oder mittels eines eine Spule und einen Anker aufweisenden Elektromagneten bei Überlast einen Auslöser betätigen, um die angechlossenen Verbraucher von der Stromversorgung zu trennen. An der Tür 12 ist eine Anzahl von Abtastmitteln 20 in Form von Lichtfühlern, Geräusch- oder Vibrationsdetektoren, Temperaturfühlern oder auf eine Änderung der Ionisation ansprechenden Fühlern angeordnet, um auf eine Auslösung eines der Leitungsschutzschalter anzusprechen. Ein Lichtfühler spricht beispielsweise auf das Licht einer mit einem Leitungsschutzschalter elektrisch verbundenen und beim Auslösen desselben aufleuchtenden Lichquelle an. Ein Geräusch- oder Vibrationsdetektor spricht beispielsweise auf die Erschütterung beim Auslösen eines oder mehrerer Leitungsschutzschalter an. Die ferner genannten Fühler sprechen auf eine bei einem Überlastzustand auftretende Änderung der Temperatur oder der Ionisation an.

Die entsprechende elektrische Schaltung 18 ist direkt an der Tür 12 vorgesehen und umfasst eine Batterie zur Speisung des Stromkreises. Diese Schaltung ist konventionell, wird aber anhand der Fig. 3 näher erläutert.

Fig. 2 zeigt den Schaltkasten 10 mit geschlossener Tür 12 und umfasst einen EIN- und AUS-Schalter, welcher beim Schliessen der Tür eingeschaltet wird und nur durch das Öffnen der Tür 12 ausgeschaltet werden kann. Dies erlaubt einem Beobachter die visuelle Inspektion zwecks Feststellung, welcher Unterbrecher bzw. Schutzschalter sich in der Auslösestellung befindet, wobei gleichzeitig der Beobachter auf eine Funktionsstörung im Stromkreislauf aufmerksam gemacht wird. In dieser Weise wird ein Brandrisiko vermieden oder wesentlich reduziert. Die Sensoren 20 sind durch die elektrische Schaltung 18 mit einem Alarmgerät 22 verbunden, welches visuell, akustisch oder auf eine andere Art Alarm gibt. Am Türrahmen 14 sind stationäre Kontakte und am Türschloss 24 bewegliche Kontakte vorhanden, welche miteinander zusammenwirkend das Alarmsystem in die Bereitschaftsstellung bringen.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm mit einer möglichen elektrischen Schaltung, welche mit der Warneinrichtung gebraucht werden kann. Die Schaltung umfasst eine Anzahl von Sensoren 20, welche einzeln mit je einer Signalverabeitungsvorrichtung 26 in Verbindung stehen. Es soll dabei darauf hingewiesen werden, dass in der Fig. 3 nur drei Sensoren gezeigt sind, obwohl gemäss der Erfindung jede Anzahl von Sensoren vorgesehen werden kann. Aus diesem Grunde sind die drei Sensoren 20 und dazugehörige Signalverarbeitungsvorrichtungen 26 voll ausgezogen, während der vierte Sensor 20 und die vierte Signalverarbeitungsvorrichtung 26 gestrichelt gezeichnet sind. Alle Signalverarbeitungsvorrichtungen 26 stehen mit einem Signalmischer 28 in Verbindung, welcher seinerseits an eine Alarmvorrichtung 30 angeschlossen ist, die den Beobachter darauf aufmerksam macht, dass ein oder mehrere der Unterbrecher aktiviert wurden. Ferner ist ein EIN- und AUS-Schalter 32 vorgesehen, welcher beim Schliessen der Tür 12 den Stromkreis schliesst. Der Schalter 32 ist geschlossen, wenn die Tür 12 geschlossen ist. Zur Speisung der Warneinrichtung ist eine Batterie 34 vorgesehen.

Eine zweite Ausführung der Erfindung ist in der Fig. 4 dargestellt, bei welcher die Alarmschaltung 40 und die Batterie 42 im Türrahmen 14 und nicht an der Tür 12 angeordnet sind. Gemäss dieser Ausbildung werden ein oder mehrere photoelektrische Sensoren 38 auf der Innenseite der Tür angeordnet. Die Schalttalfel umfasst einen Unterbrecherschalter 44 und eine LED-Diode oder eine ähnliche Leuchtanzeige 46, welche jedem Schalter zugeordnet wird. Eine solche Stromunterbrecher-Alarmvorrichtung ist im US-Patent 4 056 816 beschrieben. Der Stromunterbrecher weist eine LED-Diode auf und wird bei Überlast oder bei Kurzschluss ausgelöst. Ferner ist ein akustisches oder optisches Alarmgerät 36 ebenfalls am Türrahmen 14 vorhanden. Wenn im Betrieb ein oder mehrere Unterbrecher 44 beim Auftreten von Überlast ausgelöst werden, so beginnt die zugeordnete LED-Diode zu leuchten. Das durch diese Dioden erzeugte Licht wird von einem Lichtsensor 38 wahrgenommen, welcher an der Tür 12 des Schaltkastens montiert ist. Die Sensoren bewirken, dass visuell oder hörbar Alarm ausgelöst wird, welcher dann von einem Beobachter wahrgenommen wird. Die Verbindungen zwischen den Lichtsensoren 38 auf der Türinnenseite mit der zugehörigen Schaltung sowie Alarmeinrichtung und Batterie werden über die andere Seite der Türe geleitet und sind somit gegen Missbrauch bzw. Abnutzung geschützt. Ähnlich könen Schall- oder Vibrationssensoren innerhalb des Schaltkastens angeordnet werden, um dort Geräusche und/oder Vibrationen wahrzunehmen, welche bei der Aktivierung eines oder mehrerer Schalter bei Überlast oder Kurzschluss entstehen. Die Sensoren sind mit einer Schaltung verbunden, deren Aufgabe darin besteht, Geräusche oder Erschütterungsimpulse, die nichts mit der Auslösung des Unterbrechers zu tun haben, abzuweisen.

Es ist ferner möglich, an der Innenfläche 48 des Schaltkastens magnetische Sensoren anzuordnen, um die Bewegung von Magneten wahrzunehmen, welche an den Schaltelementen der Unterbrecher angeordnet sind. Bei Überlast oder bei Kurzschluss wird ein oder mehrere Unterbrecher ausgelöst, wobei das entsprechende Schaltelement eine Bewegung ausführt. Der Magnet kann direkt am Schaltelement oder in dieses eingebettet angeordnet sein. Als Sensor zur Wahrnehmung der Bewegung des Magneten kann ein Hall-Effekt-Sensor oder ein änliches Gerät an der inneren Metallfläche des Kastens oder der Kastentür angeordnet sein. Ferner können auch andere am Schalt-elment des Unterbrechers angeordnete, passende Anzeigegeräte innerhalb des Schaltkastens angeordnet sein, wie z.B. Photozellen, Massendetektoren etc., welche dann Alarm oder ein anderes Signal auslösen. Sämtliche solche abweichende Gestaltungen gehören zur vorliegenden Erfindung.

Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Alarmschaltung und die Sensoren durch Schliessen der Tür des elektrischen Schaltkastens in Betrieb gesetzt. Ein Abschalten der visuellen oder akustischen Alarmeinrichtung kann erst bei der Wiederöffnung der Tür des Schaltkastens erfolgen.

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Im Rahmen der Erfindung sind vielfältige Abweichungen zustand der im Schaltkasten angeordneten Schutzschalter bei-

von den dargestellten Ausführungsbeispielen möglich. Obwohl spielsweise beim Eingang eines Wohn- oder Geschäftshauses die auch als Alarmgeräte bezeichnenten Signalisationsvorrich- von einer damit beauftragten Person überwachen zu lassen, tungen 22, 36 bei den dargestellten Auführungsbeispielen im Ferner ist es auch möglich, die beanspruchte Warneinrich-Schaltkasten 10 angeordnet sind, ist es ebenso möglich, diese 5 tung nicht nur in Verbindung mit Schutzschaltern, sondern all-

Signalisationsvorrichtungen auf einer vom Schaltkasten entfern- gemein mit auf einen Überlast- oder Kurzschlusszustand an-

ten Steuertafel anzuordnen. Dadurch ist es möglich, den Schalt- sprechende Schaltgeräte, wie Sicherungen, zu verwenden.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Warneinrichtung zum Feststellen eines in einer Leitung auftretenden Überlast- oder Kurzschlusszustandes an mindestens einem in einem Schaltkasten (10) angeordneten thermo-elektrisch oder magnetisch auslösbaren Schaltgerät (16), dadurch gekennzeichnet, dass zum Abtasten des Überlast- oder Kurzschlusszustandes bestimmte Abtastmittel (20) im Bereich des Schaltgerätes (16), jedoch physisch und elektrisch von diesem getrennt, angeordnet und mit einer Signalisationsvorrich-tung (22, 30, 36) zum Signalisieren des Überlast- oder Kurzschlusszustandes elektrisch verbunden sind.

2. Warneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Schaltkasten (10) zwischen Tür (12) und Rahmen (14) ein Türkontakt (32) zum Ein- und Ausschalten der Warneinrichtung angeordnet ist, wobei die Tür (12) einen beweglichen Teil und der Rahmen (14) einen festen Teil des bei geschlossener Tür (12) geschlossenen Türkontaktes (32) aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastmittel (20) einen Lichtfühler aufweisen, um das von einer mit dem Schaltgerät (16) elektrisch verbunden Lichtquelle bei festgestelltem Überlastzustand ausgestrahlte Licht zu empfangen.

4. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastmittel (20) einen Geräusch- oder Vibrationsdetektor aufweisen, um auf Geräusche oder Vibrationen beim Auslösen des Schaltgerätes (16) anzusprechen.

5. Warneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisationsvorrichtung (30, 36) an einem Türrahmen (14) des Schaltkastens (10) angeordnet ist.

6. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisationsvorrichtung (30) örtlich getrennt vom Schaltkasten angeordnet ist.

7. Warneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (16) mit einem Magneten ausgerüstet ist und dass die Abtastmittel (20) zum Abtasten der bei einem Schaltvorgang des Schaltgerätes (16) erzeugten Bewegung eingerichtet sind.

8. Warneinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastmittel (20) eine an einer Blechverkleidung des Schaltkastens (10) oder an der Innenfläche (48) der Schaltkastentür (12) angeordnete Hall-Sonde aufweisen.

9. Warneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastmittel (20) über Signalverarbeitungseinrichtungen (26) mit einem Signalmischer (28) verbunden sind, der an die durch eine Batterie (34) gespeiste Signalisationsvorrichtung (30) über einen Ausschalter (32) angeschlossen ist.

10. Warneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine Batterie (42) gespeiste Alarmschaltung (40) samt Alarmgerät (36) im Türrahmen (14) und photoelektrische Sensoren (38) auf der Innenseite (48) der Tür (12) des Schaltkastens angeordnet sind, während die Schalttafel des Schaltkastens aus je einem Unterbrecherschalter (44) und zugehöriger Leuchtdiode (46) bestehende Einheiten umfasst, wobei zur Wahrnehmung des durch die Leuchtdioden (46) erzeugten Lichtes an der Tür (12) mindestens ein Lichtsensor (38) angeordnet ist, welcher mit dem Alarmgerät (36) in Wirkungsverbindung steht.

11. Warneinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Schaltkastens zusätzlich Schall-und/oder Vibrationssensoren angeordnet sind, die die Geräusche bzw. Vibrationen wahrnehmen, welche bei der Aktivierung der Unterbrecherschalter (44) entstehen.