CN110024241B - 用于操作电气开关系统中的电气开关设备的方法 - Google Patents

用于操作电气开关系统中的电气开关设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于操作电气开关系统中的电气开关设备的方法，通过它能够消除现有的缺陷，且在潜在危险区域外的电气开关设备的安全和受保护的操作变得可能。电气开关设备由操作者通过移动电子设备来操作，其与电气开关设备无线地通讯。在第一步中，操作者通过移动电子设备读取第一识别器件，以清楚地识别要被操作的电气开关设备。在第二步中，操作者通过移动电子设备读取第二识别器件，以清楚地识别要被保护的操作者位置。在第三步中，当处于识别的操作者位置中时操作者被授权通过移动电子设备操作识别的电气开关设备。

Description

用于操作电气开关系统中的电气开关设备的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的方法，用于操作电气开关系统中的电气开关设备。
背景技术
取决于意图的用户，经常具有用于供电网络中的电气开关系统的要求，用于各开关设备的安全且受保护的操作，以防止操作者在开关过程中暴露到潜在的危险状态下。电气开关设备可例如为电路断路器、截止开关、接地开关、断路器和/或变换器。
例如在空气绝缘开关系统中存在潜在危险，由于电弧的可能性，且由此存在伤害操作者的风险。人工操作错误可以通过安全机构来限制，而电弧可以由于电弧保护措施的一部分而被检测和降低。然而，仍存在风险。
已知独立布置的控制中心/控制室提供用于操作开关设备的安全和受保护的环境。这些控制中心/控制室优选定位在开关系统的环境中，理想地使得存在与相应开关设备的视觉接触。然而这些方案对于中压或低压范围而言过于复杂且过于昂贵。在安全位置处的系统专用的操作面板的固定布置在成本和安装方面也是复杂的。
还已知使用诸如平板或智能手机这样的移动无线通讯电子设备作为空间独立的控制设备，用于电气开关设备。与开关设备的主动和/或被动数据交互可以通过这样的移动电子设备在操作者部分产生。
除了操作安全，对于在用于电气开关设备的这样的移动设备使用中的可靠数据传输方面的要求也是重要的。US 8,910,249 B2公开了一种涉及移动设备和开关系统的电气控制之间的可靠数据交互的方法。US 20020091784 A1公开了一种使用网络接口的智能电子设备的远程连接的总体原理。
通过移动电子设备的用于电力负载插座的短路截断的控制也是已知的。应用程序(app)在移动电子设备上被使用以可靠地识别相应插座并且能够进行开关动作。特别是插座相关的QR码必须被读取到此处的app中。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作最初提到的类型的电气开关系统中的电气开关设备的方法，其中上述缺陷可以被消除，且其中在潜在危险区域外的安全和受保护的开关设备操作可以变得可能。
该目的通过权利要求1的特征实现。从属权利要求得到有益实施例。
根据权利要求1，本发明涉及一种电气开关系统之内的电气开关设备的操作方法。
为了允许在系统指定危险区域外可靠和安全地操作开关设备，移动电子设备的使用被建议，通过该设备可以与电气开关设备的电气控制设备通讯。根据本发明，由于清楚限定的安全要求,危险区域内的操作是不可能的。
电气开关设备和操作者之间的距离可以被设计为足够大，使得操作者在系统特定危险区域内的存在可以在操作者部分触发开关动作期间可靠地避免。由于使用移动电子设备，存在一种可能性，操作者在开关设备附近工作，但是距离开关设备在安全方面足够远。考虑这些安全相关的条件同时，用于电气开关系统的电气开关设备的操作位置被确定且相应地标记。
根据本发明的方法可以包括至少两次安全查询。在第一步中，在开关系统中要被操作的开关设备可以被选择和识别。为了触发开关动作，用于控制选定的开关设备的正确的受保护的操作位置必须随后被识别且在第二步中确认。开关动作的触发仅在这个位置可能。从这个方法可以获得高安全潜在结果，因为相应开关设备的限定开关动作的执行在不受保护区域是不可能的。开关设备的无线操作选项由发明在附加步骤中扩展，其通过强制驱动识别开关设备和操作者位置而确保保护和安全。
开关设备和操作位置的识别可优选地通过设备专门的识别器件而光学地实现。用于在两个步骤中简单和廉价的技术是使用所谓的QR码，其图形图案表示设备专用信息。使用不同的识别器件是可能的。使用这样的专用的识别器件增加了方法的可靠性和安全性。
移动电子设备，例如平板或智能电话，用于执行根据本发明的方法，不是以静止方式安装，且可以在不同位置处操作。无线控制部件和软件方案被使用，用于在移动电子设备和电气开关设备或控制设备之间的数据交换。无线传输技术可以例如是无线LAN、蓝牙或NFC。
根据特定实施例，操作者与电气开关设备和操作位置的空间关系还可以通过位置确定方法(例如卫星支持GPS、蜂窝无线桅杆或无线LAN路由器)来补充或替代。然而，为此充分精确性是要求的，以特别是能够确保操作位置从开关设备之间的所需的安全距离。
除了通过使用在开关设备处和操作位置处的识别器件的操作者安全之外，受保护的数据通讯也可以被实施，因为来往移动电子设备的数据传输只是可能确保识别器件的信息内容的有效性。此外，数据通讯可以受保护而不受未经授权的通过密码技术的访问。其它安全措施可以通过对不同操作者的不同访问授权来提供。
第一识别器件被安装在相应壳体单元处的电气开关系统中的每个电气开关设备处，其中电气开关设备可以被根据本发明的方法来操作。该第一识别器件可以被用于识别开关系统中要被操作的开关设备，其中特定识别能够在移动电子设备上利用相应应用程序来执行。设备选择也可以通过电子发出的工作来实现，例如通过控制中心。识别器件在本实施例中可选地被用于使所述工作生效。数据通讯可以被释放且与开关设备的开关控制单元的数据交换可以通过读取第一识别器件到移动电子设备的程序中而开始。关于开关设备的正确选择的确认可以基于开关设备的识别器件和移动电子设备上的软件应用上的相应数据来实现。已经发生的设备连接的确认还可发送到移动电子设备，同时传输电气开关设备、系统状态和其它相关细节的数据。操作者进而可以确认传输的信息。可选地，在执行根据本发明的方法期间对其它操作者的指令和/或开关动作的阻挡可以在此处或其他时间被发送到电气开关设备的控制设备。
在上述读取相应开关设备的第一识别器件的上述通讯指挥，移动电子设备能够控制开关设备。指令和/或开关动作的执行仅在操作者已经在移动电子设备上通过读取布置在那的相关第二识别器件识别他自身处于受保护的操作位置是实现。开关释放可以通过读取第二识别器件而在电气控制设备上发出，使得开关设备可以从保护位置操作。
在该释放之后，关于两个识别器件的正确关系的确认请求和关于开关设备的状态的请求可以发生。该通过第二识别器件的释放信息确保操作者在执行开关动作器件继续处于受保护的操作者位置。在读取第二识别器件之后重复开关设备的状态的请求，使得能够得到关于在两个识别步骤之间的时间段中状态改变的报告。
根据本发明的该方案适用于低压、中压和高压的电气开关系统中的电气开关设备。根据本申请，该方案可以用于空气绝缘开关系统，且还可以用于气体绝缘开关系统，而不管电弧问题基本不发生在气体绝缘开关系统中的情况(因为存在完全绝缘)。其它使用可能性是电机或电气开关系统，其操作具有潜在风险或在危险操作站点处操作。如果没有电气可控开关设备或如果在现有开关系统中存在不适合的电气可控开关设备，相应的无线通讯电气控制设备可以被改进。
附图说明
本发明的进一步细节、特征和益处通过下列参考附图对优选实施例的说明来描述。
附图中：
图1示意性地示出了电气开关系统；
图2示意性地示出了电气开关系统和受保护的操作者位置的空间布置；以及
图3示意性地示出了根据本发明的方法的流程图。
在下面的说明中相同或具有相同作用的部件被提供具有相同的参考标号。
具体实施方式
一种操作电气开关系统中的电气开关设备的大体构思将在下文中参考附图进行说明。
在中压(medium voltage)范围中的电气开关系统41作为示例被示出其用于供应的中压到下游网络和/或用户的输送和/或分配。这样的电气开关系统41包括多个功能单元42，其布置在箱装壳体或壳体模块43中。不同部件被布置在功能单元42中，特别是电气开关设备44被容纳，用于控制和调节开关系统。电气开关设备例如为电路断路器、截止开关、接地开关、断路器和/或变换器。开关系统41、功能单元42和电气开关设备44经由仅示意性示出的总线和线路45电连接到彼此和连接到中压网络。
电气开关设备44被连接到居中布置的电气控制设备46，以使得能够交换数据和触发开关动作。控制设备46可以进一步控制壳体43中的状态显示器(未示出)，且在另一方面可以与移动电子设备47(譬如平板或智能手机)无线通讯。存在无线控制部件和软件方案，以及安装在移动电子设备47上和电气控制设备46中的相应应用程序，用于移动电子设备47到电气开关设备44的数据处理连接。信息的无线交互可例如通过无线LAN、蓝牙或NFC实现。可选地，开关设备44还可以由布置在功能单元42中的操作元件48手动促动。
包括电气开关设备44的电气开关系统41被设立在相应的控制室49中。第一QR码形式的识别器件50被安装在壳体43处、多个且特别地全部电气开关设备44的外侧。此外，开关设备44可以具有铭牌(未示出)，包括设备特定和/或系统特定的数据。此外，第二QR码形式的另一识别器件被安装在操作者位置51处的控制室49中，其定位在相应开关设备44的外侧。
方法的可能次序在下文中将参考附图3和按下列步骤依次进行描述。
1-操作者53在他的移动电子设备47上选择要被操作的电气开关系统41的电气开关设备44
2-读取选定电气开关设备44的第一识别器件50
3-可选地从铭牌读取设备/系统信息
4-电气开关设备44的控制设备46读取设备状态
5-控制设备46部分将铭牌信息和设备状态反馈到移动电子设备47
6-在移动电子设备47的显示器上显示铭牌信息和设备状态
7-操作者在移动电子设备47上确认选择了正确的电子开关设备44
8-移动电子设备47通过它的应用程序准备可能的指令和/或开关动作的菜单(总览)
9-操作者53选择要被执行的指令
10-移动电子设备47再次从电气开关设备41的控制设备46请求设备状态
11-控制设备46读取电气开关设备44的设备状态
12-控制设备46发送设备状态回到移动电子设备47
13-移动电子设备47显示设备状态的菜单
14-操作者53确认选定的命令
15-移动电子设备47发送对其它指令和/或开关动作的阻挡到控制设备46
16-控制设备46确认所述到移动电子设备47的阻挡
17-移动电子设备47促使操作者改变安全操作者位置51的定位
18-确认操作者位置51并且通过下述操作触发开关动作：
19-读取在操作者位置处的第二识别器件52
20-通过移动电子设备47自动确认安全操作者位置51的有效性到控制设备46
21-控制设备46读取电气开关设备44的设备状态
22-控制设备46确认安全操作者位置51和设备状态到移动电子设备47
23-移动电子设备47发送执行开关动作的指令到控制设备46
24-控制设备46读取电气开关设备44的设备状态且发送指令到电气开关设备44
25-通过电气开关设备44执行开关动作
26-在开关动作后，控制设备46再次读取设备状态
27-控制设备46发送新设备状态回到移动电子设备47
28-在移动电子设备47的显示器上显示新设备状态
29-操作者关闭移动电子设备47的控制菜单
30-移动电子设备47上自动显示可能的操作。
由此，另一开关动作可以在相同电气开关设备44或不同电气开关设备44处通过移动电子设备47来执行。
实施例的上述描述仅用于示例性目的，而不是限制本发明。各种改变和修改在本发明的框架范围内是可能的，而不会操作本发明或其等价物的范围。

Claims (10)

1.一种操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，该操作通过操作者(53)通过移动电子设备(47)来实现，所述移动电子设备(47)与电气开关设备(44)无线通讯，
其特征在于：
在第一步中，操作者(53)通过移动电子设备(47)读取第一识别器件(50)，以清楚地识别要被操作的电气开关设备(44)；
在第二步中，操作者(53)通过移动电子设备(47)读取第二识别器件(52)，以清楚地识别要被保护的操作者位置(51)；以及
在第三步中，当处于识别的操作者位置(51)中时操作者(53)被授权通过移动电子设备(47)操作识别的电气开关设备(44)，
其中，所述第一识别器件(50)不同于所述第二识别器件(52)，且与所述第二识别器件(52)相距一安全距离。
2.如权利要求1所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
指令的执行仅在操作者(53)已经通过布置和关联到那的第二识别器件(52)到移动电子设备(47)内而识别他自身在受保护的操作者位置(51)时执行。
3.如前述权利要求中任一项所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
在移动电子设备(47)和电气开关设备(44)之间的数据处理连接已经建立之后发送反馈到移动电子设备(47)，该反馈至少包括电气开关设备(44)的参数和/或状态。
4.如前述权利要求1或2所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
在执行指令时其它操作者的指令被阻挡。
5.如前述权利要求1或2所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
在读取第二识别器件(52)之后重复开关设备(44)的状态的请求，使得能够得到关于在两个识别步骤之间的时间段中状态改变的报告。
6.如前述权利要求1或2所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
无线传输技术和/或应用程序被用于移动电子设备(47)和电气开关设备(44)的数据处理连接。
7.如前述权利要求1或2所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
操作位置(51)和电气开关设备(44)的识别通过包括设备特定和/或系统特定数据的识别器件(50、52)而实现。
8.如前述权利要求1或2所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
所述识别器件(50、52)为QR码的形式。
9.如前述权利要求1或2所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
通过位置确定方法实现操作者(53)与电气开关设备(44)和操作者位置(51)之间的空间关联。
10.如前述权利要求1或2所述的操作电气开关系统(41)中电气开关设备(44)的方法，
其特征在于：
移动电子设备(44)对于不同操作者(53)具有不同访问授权。
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