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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Straßenbeleuchtungssystem mit mindestens zwei Phasen und mit mehrflammigen Leuchten, die jeweils mindestens ein erstes und ein zweites Leuchtmittel aufweisen, wobei die verschiedenen Leuchtmittel der mehrflammigen Leuchten über verschiedene Phasen des Straßenbeleuchtungssystems betreibbar sind, wobei die verschiedenen Phasen des Straßenbeleuchtungssystems in wiederkehrendem Rhythmus alternierend beschaltbar sind, dergestalt, dass jeweils entweder die ersten, die zweiten oder ggf. die weiteren Leuchtmittel der mehrflammigen Leuchten betreibbar sind,
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Straßenbeleuchtungssysteme sind häufig mit zwei Zuleitungen für zweiphasigen Betrieb ausgelegt. Dabei weisen die Leuchte jeweils zwei Leuchtmittel auf, die getrennt voneinander geschaltet werden. Auf diese Weise werden in der Regel z. B. in einem ganzen Straßenzug über Beschaltung der ersten oder der zweiten Phase des Straßenbeleuchtungssystems jeweils die ersten und/oder die zweiten Leuchtmittel in den Leuchten der Straßenbeleuchtung betrieben.
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Betreiber von Straßenbeleuchtungssystemen nutzen diese Möglichkeit, um zwei unterschiedliche Beleuchtungsstärken zu realisieren. Dabei wird zwischen der Ganznachtschaltung und der Halbnachtschaltung unterschieden. Die Ganznachtschaltung bezeichnet den Betrieb nur eines Leuchtmittels in der Straßenleuchte während der gesamten Einschaltdauer der Straßenbeleuchtung.
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Die Halbnachtschaltung bezeichnet den gleichzeitigen Betrieb beider Leuchtmittel während der verkehrsintensiven frühen Abend- und Nachtstunden. Das zweite Leuchtmittel wird jedoch über eine Reduzierschaltung in den späten Nachtstunden wieder abgeschaltet, so dass es nur eine „halbe Nacht” in Betrieb ist.
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Aus Energiespargründen verzichten viele Betreiber heutzutage auf die Verwendung der Halbnachtschaltung, und betreiben ihre Straßenbeleuchtung durchgängig in der Ganznachtschaltung, d. h. nur mit einem Leuchtmittel pro Leuchte. Die technischen Voraussetzungen zur Wiederaufnahme der Halbnachtschaltung sind aber weiterhin vorhanden, d. h. die entsprechenden Leuchtmittel verbleiben in den Leuchten, und die im Allgemeinen nicht benutzte zweite Phase bleibt betriebsbereit.
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Dies ist z. B. wichtig, um bei Störungen auf die nicht benutzte Leitung umschalten zu können, und so eine konstante Straßenbeleuchtung zu gewährleisten.
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Aufgrund der Tatsache, dass in den genannten mehrflammigen Leuchten jeweils ein Leuchtmittel dauerhaft in Betrieb ist, während das andere Leuchtmittel praktisch nie in Betrieb ist, weisen die ersten Leuchtmittel eine geringere Lebensdauer auf, während die zweiten Leuchtmittel durch Korrosion im Laufe der Zeit betriebsunsicher werden. Aus diesem Grund ergibt sich durch diese Art der Beschaltung ein erhöhter Wartungsaufwand, da sowohl die ersten als auch die zweiten Leuchtmittel aufgrund der oben genannten Ursachen häufig ausgewechselt werden müssen.
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Das zweiphasige Straßenbeleuchtungssystem mit straßenzugweiser Beschaltbarkeit der jeweils ersten bzw. zweiten Leuchtmittel eröffnet jedoch auch die Möglichkeit, die verschiedenen Phasen des Straßenbleuchtungssystems in wiederkehrendem Rhythmus alternierend zu beschalten, und zwar dergestalt, dass jeweils entweder nur die ersten oder nur die zweiten Leuchtmittel der mehrflammigen Leuchten betrieben werden.
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Ein solcher Rhythmus kann z. B. ein Tages-, ein Wochen-, oder ein Monatsrhythmus sein. Durch den alternierenden Betrieb wird die Lebensdauer der Leuchtmittel optimiert und die Wartungsintervalle werden verlängert.
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In der Beschreibung zu
DE 1 874 581 U wird ein Programmschalter für eine Anlage zur Beleuchtung einer oder mehrerer zueinander parallelen Strecken mit jeweils zwei getrennten Stromkreisen vorgesehen. Mit dem Programmschalter können zunächst zwei parallele Strecken eingeschaltet werden; zu einer festgelegten Zeit kann dann die eine oder andere Strecke wahlweise allein unter Spannung gesetzt werden.
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Bekannt ist auch eine Beleuchtungsanlage (
DE 10 40681 B ) mit Wechselstrom gespeisten Leuchtstofflampen und einer Gleichstromquelle. Je eine Lampe kann über eine Umschalteinrichtung geschaltet werden.
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In der Zeitschrift LICHTBERATUNG, September 1981, S. 52–54, Bild 4b, wird ein Straßenbeleuchtungssystem mit einer zweiflammigen und einer einflammigen Leuchte beschrieben, wobei beide Leuchten an ein zweiphasiges Wechselstromnetz angeschlossen sind. Die Schaltungseinrichtung dient hier allerdings der Halbnachtschaltung der Leuchte und nicht dem Durchschalten der im jeweiligen Beschaltungszustand
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Eine einflammige zugeschaltete Leuchte kann allerdings nicht in dieser Art bei vielen Straßenbeleuchtungssystemen eingesetzt werden, die nur mit einem Leuchtmittel bestückt sind, die immer an der ersten oder ggf. der zweiten Phase des Straßenbeleuchtungssystems angeklemmt sind. Solche sogenannten einflammigen Leuchten finden sich z. B. in Buswartehäuschen, aber auch an Brücken oder in Form von Sonderleuchten. Da diese Leuchten über eine Phase mit Strom versorgt werden, würden sie bei alternierender Beschaltung der beiden Phasen nur jede zweite Nacht eingeschaltet. Aus Gründen der allgemeinen Verkehrs- und Betriebssicherheit kann ein solcher Zustand aber nicht hingenommen werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Betriebsmodus für ein zweiflammiges Straßenbeleuchtungssystem anzugeben, wobei dabei einflammige Leuchten dauerhaft betrieben werden können.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das eingangs genannte Straßenbeleuchtungssystem zusätzlich einflammige Leuchten umfasst und dass das Straßenbeleuchtungssystem Schaltungseinrichtungen aufweist, die die in dem jeweiligen Beschaltungszustand beschaltete Phase des Straßenbeleuchtungssystems zu den Leuchtmitteln der einflammigen Leuchten durchschaltet, dergestalt, dass die einflammigen Leuchten bei jedwedem Beschaltungszustand des Straßenbeleuchtungssystems betreibbar sind.
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Die verschiedenen Phasen des Straßenbeleuchtungssystems sind in wiederkehrendem Rhythmus alternierend beschaltbar, dergestalt, dass jeweils entweder die ersten, die zweiten oder ggf. die weiteren Leuchtmittel der mehrflammigen Leuchten betreibbar sind, während die einflammigen Leuchten bei jedwedem Beschaltungszustand des Straßenbeleuchtungssystems betreibbar sind.
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Erst so wird ein alternierender Betrieb der Leuchtmittel in den zweiflammigen Leuchten möglich, so dass deren Lebensdauer optimiert und die Wartungsintervalle verlängert werden.
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Grundsätzlich kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die verschiedenen Phasen des Straßenbeleuchtungssystems weiterhin auch gleichzeitig beschaltbar sind, so wie es bei der oben beschriebenen Halbnachtschaltung Praxis ist.
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Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die mehrflammigen Leuchten zwei Leuchtmittel aufweisen. In dieser Ausgestaltung weist das Straßenbeleuchtungssystem zwei Phasen auf. Ebenso können die mehrflammigen Leuchten aber auch drei oder mehr Leuchtmittel aufweisen. Entsprechend weist das Straßenbeleuchtungssystem dann drei oder mehr Phasen auf.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass die verschiedenen Leuchtmittel in den mehrflammigen Leuchten unterschiedlich hohe Leistungsaufnahmen aufweisen. Letztere Option eröffnet die Möglichkeit, während der Dämmerung oder in der verkehrsärmeren zweiten Nachthälfte ein Leuchtmittel mit geringerer Leistungsaufnahme und geringerem Stromverbrauch zu verwenden, und so Energie zu sparen. Ebenso kann z. B. die Leuchtstärke der Straßenbeleuchtung an die Jahreszeit oder die Witterungsverhältnisse angepasst werden.
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So können z. B. in einer zweiflammigen Leuchte, die zwei Leuchtmittel unterschiedlich hoher Leistungsaufnahme aufweist, durch alternierende oder gleichzeitige Beschaltung der beiden Phasen drei verschiedene Leuchtstärken eingestellt werden.
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Weist das erste Leuchtmittel z. B. eine Leistungsaufnahme von 200 Watt und das zweite Leuchtmittel eine Leistungsaufnahme von 100 Watt auf, lassen sich mit dieser Option Leuchtstärken einstellen, die Leistungsaufnahmen von 100, 200 oder 300 Watt entsprechen.
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Auch diese Varianten, die für den Betrieb eines Straßenbeleuchtungssystems erhebliche Vorteile in Bezug auf die Betriebssicherheit und die Energieersparnis bieten, sind in mehrphasigen Straßenbeleuchtungssystemen nach dem Stand der Technik nicht realisierbar, da dann in Kauf genommen werden müsste, dass die einflammigen Leuchten mehr oder weniger regelmäßig außer Betrieb gesetzt würden. Wichtig bei diesen Varianten ist daher wiederum, dass die einflammigen Leuchten bei jedwedem Beschaltungszustand des Straßenbeleuchtungssystems stets betreibbar sind.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das System Schaltungseinrichtungen aufweist, die die in dem jeweiligen Beschaltungszustand beschaltete Phase des Straßenbeleuchtungssystems zu den Leuchtmitteln der einflammigen Leuchten durchschaltet, dergestalt, dass die einflammigen Leuchten bei jedwedem Beschaltungszustand des Straßenbeleuchtungssystems betreibbar sind.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die genannten Schaltungseinrichtungen die jeweils beschalteten Phasen in Reaktion auf ein externes Steuersignal zum Leuchtmittel der einflammigen Leuchte durchschalten, oder aber die beschalteten Phasen automatisch erkennen und die Durchschaltung zu den Leuchtmitteln der einflammigen Leuchten selbsttätig durchführen.
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Bei einer solchen Schaltungseinrichtung handelt es sich z. B. um eine elektromechanische, eine elektrische oder eine elektronische Schaltungseinrichtung.
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Beispiele für erfindungsgemäße Schaltungseinrichtungen finden sich in den Zeichnungen. Die dort gezeigten Schaltungseinrichtungen sollen unter den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung fallen. Gleichwohl sind auch anders aufgebaute oder dimensionierte Schaltungseinrichtungen denkbar, die der Fachmann unter Ausnutzung der erfindungsgemäßen Lehre entwerfen und bauen kann, und die unter den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung fallen sollen.
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Aus Kosten- und Wartungsgründen wird dabei bevorzugt eine elektronische, halbleiterbasierende Schaltungseinrichtung eingesetzt. Diese ist – wiederum aus Kosten- und Wartungsgründen, aber auch aus Platzgründen – besonders bevorzugt in Form eines integrierten Schaltkreises (IC) ausgebildet. Dieser kann z. B. in einem SO-, DIL-, SIP- oder SMD-Format ausgebildet sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schaltungseinrichtung in einem Schaltkasten oder Schaltschrank angeordnet ist. Dieser kann der einflammigen Leuchte zugeordnet sein. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Schaltungseinrichtung in ihrer Dimensionierung, ihrer elektrischen Belastbarkeit und ihrer Kontaktierung den in solchen Schaltkästen oder Schaltschränken üblicherwiese verwendeten Schaltungen entspricht, sodass diese problemlos ausgetauscht werden können.
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Das Betreiben eines Straßenbeleuchtungssystems mit mindestens zwei Phasen ist ermöglicht, wobei das Straßenbeleuchtungssystem mindestens mehrflammige Leuchten mit mindestens jeweils einem ersten und einem zweiten Leuchtmittel aufweist. Die verschiedenen Phasen des Straßenbeleuchtungssystems werden in wiederkehrendem Rhythmus alternierend beschaltet werden, dergestalt, dass jeweils entweder die ersten, die zweiten oder ggf. die weiteren Leuchtmittel der mehrflammigen Leuchten betrieben werden.
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Auf diese Weise lassen sich so sowohl die Lebensdauer der ersten, zweiten oder ggf. weiteren Leuchtmittel optimieren als auch die Wartungsintervalle der mehrflammigen Leuchten verlängern.
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Einzelheiten über die Länge der wiederkehrenden Rhythmen wurden bereits weiter oben in diesem Text offengelegt.
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Wichtig ist daher, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung die einflammigen Leuchten bei jedwedem Beschaltungszustand des Straßenbeleuchtungssystems stets betreibbar sind, so wie es durch Verwendung der genannten Schaltungseinrichtungen möglich wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es werden dabei Ausführungsbeispiele gezeigt, die den Schutzbereich der vorgelegten Ansprüche in keiner Weise einschränken sollen. Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Straßenbeleuchtungssystem, sowie
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2–4 verschiedene Ausführungen einer erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung
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1 zeigt beispielhaft ein erfindungsgemäßes Straßenbeleuchtungssystem 10 mit den beiden Phasen 11a, 11b, den zweiflammigen Leuchten 12, bei denen es sich vorliegend um übliche Straßenleuchten handelt, sowie der einflammigen Leuchte 13, die in einem Buswartehäuschen 14 angeordnet ist.
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Die rückführenden Leiter und das Potential Erde sind in 1 aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
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Die einflammige Leuchte 13 ist über eine Schaltungseinrichtung 15 mit den beiden Phasen 11a, 11b verbunden.
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Die zweiflammigen Leuchten 12 weisen je zwei Leuchtmittel 16a, 16b auf, die ihren Strom aus den beiden Phasen 11a, 11b beziehen, dergestalt, dass jeweils die ersten Leuchtmittel 16a über die Phase 11a betreibbar sind, während die Leuchtmittel 16b über die Phase 11b betreibbar sind.
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Auf diese Weise können beide Leuchtmittel gleichzeitig betrieben werden (sogenannter Halbnachtbetrieb), oder es können jeweils die ersten oder die zweiten Leuchtmittel einzeln betrieben werden (sogenannter Ganznachtbetrieb). Letzterer Betriebsmodus wird aus Energiespargründen im Allgemeinen bevorzugt.
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Um die Lebensdauer der Leuchtmittel der zweiflammigen Leuchten 12 zu erhöhen und die Wartungsintervalle zu verlängern, werden die beiden Phasen 11a, 11b des Straßenbeleutchtungssystems in wiederkehrendem Rhythmus alternierend beschaltet, dergestalt, dass jeweils nur die ersten oder nur die zweiten Leuchtmittel der zweiflammigen Leuchten 12 betrieben werden. Um unabhängig vom Beschaltungszustand des Straßenbeleuchtungssystems die einflammige Leuchte 13 durchgehend betreiben zu können, ist eine Schaltungseinrichtung 15 vorgesehen, die die in dem jeweiligen Beschaltungszustand beschaltete Phase 11a oder 11b des Straßenbeleuchtungssystems 10 zum Leuchtmittel der einflammigen Leuchte 13 durchschaltet. Erst durch diese Schaltungseinrichtung ist der oben beschriebene alternierende Betriebsmodus der zweiflammigen Leuchten realisierbar, und so die genannten Vorteile in Bezug auf die Lebensdauer der Leuchtmittel sowie die Wartungsintervalle der zweiflammigen Leuchten zu erzielen.
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Es soll darauf hingewiesen werden, dass 1 eine gemuffte Anordnung der Phasen 11a und 11b zeigt. In der Praxis verlaufen die Phasen jedoch häufig schlaufenartig, das heißt, dass die Abzweigungen in den Leuchtenmasten angeordnet sind. Hier findet sich in diesen Fällen auch die Schaltungseinrichtungen 15.
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2 zeigt eine elektrotechnische Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung. Die Schaltungseinrichtung ist für den Betrieb in einem zweiphasigen Straßenbeleuchtungssystem eingerichtet, und weist folgende Bestandteile auf:
- 2x
- Relaisfassung
- 2x
- Relais 230 V mit einem Wechselkontakt 16 A
- 4x
- Sicherungselemente zur Aufnahme von Feinsicherungen max. 16 A
- 2x
- Stockklemmen mit 3 Anschlussmöglichkeiten pro Stockklemme
- 1x
- elektronisches Zeitrelais
- 1x
- Hutschiene zur Aufnahme der vorgenannten Teile
div. Verdrahtungskabel 1,5 mm2 und 2,5 mm2
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Die Klemmen L1G und L1H sind an die beiden Phasen des zweiphasigen Straßenbeleuchtungssystems angeschlossen.
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An Klemme L1G liegt beim Einschalten des Straßenbeleuchtungssystems bei dessen ersten Beschaltungszustand Spannung an. Der Strom fließt durch die Sicherung F1.1 über den Kontakt 21 des Relais K1 zum Kontakt 22 des Relais K1 zur Klemme 23. An diese Klemme wird eine einflammige Leuchte (LU) angeschlossen, wie sie z. B. für ein Buswartehäuschen verwendet wird. Der rückführende Leiter und das Potential Erde werden an die Klemmen N und PE angeschlossen.
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Zusätzlich fließt der Strom von L1G durch die Sicherung F1 zur Klemme L1. An dieser Klemme wird das erste Leuchtmittel in einer zweiflammigen Leuchte angeschlossen. Der zurückführende Leiter und das Potential Erde wird an die Klemmen N und PE angeschlossen.
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Wird das Straßenbeleuchtungssystem auf den anderen Beschaltungszustand umgeschaltet, liegt an Klemme L2H Spannung an. Der Strom fließt durch die Sicherung F1.2 zum Relais K1, dieses unterbricht den Relaiskontakt 21 zum Kontakt 22. Gleichzeitig fließt der Strom über Kontakt 24 nach 26 zu einer zeitabhängigen Elektronik T, die nach ca. 5 Sekunden den Strom zum Relais K2 durchleitet. Das Relais K2 schließt den Kontakt 24 nach 26 nach 22 zur Klemme 23. An dieser Klemme ist die bereits erwähnte einflammige Leuchte angeschlossen.
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Der zurückführende Leiter und das Potential Erde werden an die Klemmen N und PE angeschlossen.
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Zusätzlich fließt der Strom von L1H durch die Sicherung F2 zur Klemme L2. An dieser Klemme wird das zweite Leuchtmittel der bereits erwähnten zweiflammigen Leuchte angeschlossen. Der zurückführende Leiter und das Potential Erde werden an die Klemmen N und PE angeschlossen.
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Auf diese Weise ermöglicht die beschriebene Schaltung den konstanten Betrieb der einflammigen Leuchte LU, unabhängig davon, ob die Phase L1G oder die Phase L2H beschaltet ist.
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3 zeigt eine weitere elektrotechnische Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung.
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Die Schaltungseinrichtung ist für den Betrieb in einem zweiphasigen Straßenbeleuchtungssystem eingerichtet, und weist folgende Bestandteile auf:
- 1x
- Relaisfassung
- 1x
- Relais 230 V mit einem Wechselkontakt 16 A
- 4x
- Sicherungselemente zur Aufnahme von Feinsicherungen max. 16 A
- 2x
- Stockklemmen mit 3 Anschlussmöglichkeiten pro Stockklemme
- 1x
- Hutschiene zur Aufnahme der vorgenannten Teile
div. Verdrahtungskabel 1,5 mm2 und 2,5 mm2
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Die Klemmen L1G und L1H sind an die beiden Phasen des zweiphasigen Straßenbeleuchtungssystems angeschlossen.
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An Klemme L1G liegt beim Einschalten des einen Beschaltungszustands Spannung an. Der Strom fließt durch die Sicherung F1.1 über den Kontakt 31 des Relais K1 zum Kontakt 32 zur Klemme La auf der Klemmleiste X2. An diese Klemme wird eine einflammige Leuchte angeschlossen.
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Der zurückführende Leiter und das Potential Erde wird an die Klemmen N und PE auf der Klemmleiste X2 angeschlossen.
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Zusätzlich fließt der Strom von L1G durch die Sicherung F2.2 zur Klemme L1H auf der Klemmleiste XI. An dieser Klemme wird das erste Leuchtmittel einer zweiflammigen Leuchte angeschlossen. Der zurückführende Leiter wird an die Klemmen N auf der Klemmleiste X2 und das Potential Erde wird an die Klemme PE auf der Klemmleiste XI angeschlossen.
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Wird das Straßenbeleuchtungssystem auf den anderen Beschaltungszustand umgeschaltet, liegt an Klemme L2H Spannung an. Der Strom fließt durch die Sicherung F2.1 zum Relais K1. Das Relais K1 öffnet den Relaiskontakt 31 nach 32 und schließt den Relaiskontakt 34 nach 32, sodass der Strom zur Klemme La auf die Klemmleiste X2 fließen kann. An diese Klemme wird eine 1-flammige Leuchte angeschlossen.
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Der zurückführende Leiter N und das Potential Erde werden an die Klemmen N und PE auf der Klemmleiste X2 angeschlossen.
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Zusätzlich fließt der Strom von L2H durch die Sicherung F1.2 zur Klemme L2 auf der Klemmleiste XI. An dieser Klemme wird das zweite Leuchtmittel in einer zweiflammigen Leuchte angeschlossen. Der zurückführende Leiter wird an die Klemmen N auf der Klemmleiste X2 und das Potential Erde wird an die Klemme PE auf der Klemmleiste X1 angeschlossen.
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4 zeigt eine elektronische Ausführung der erfindungsgemäßen Schaltungseinrichtung in Form eines integrierten Schaltkreises.
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An Kontakt L1 liegt beim Einschalten des einen Beschaltungszustands Spannung an.
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Der Strom fließt durch die Sicherung T4 über eine Elektronik zeitverzögert zum Kontakt LU. An diesen Kontakt wird eine einflammige Leuchte angeschlossen. Der zurückführende Leiter N wird an den Kontakt N angeschlossen.
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Zusätzlich fließt der Strom vom Kontakt L1 durch die Sicherung T3 zum Kontakt L1F. An diesen Kontakt wird das erste Leuchtmittel in einer zweiflammigen Leuchte angeschlossen. Der zurückführende Leiter N wird an den Kontakt N angeschlossen
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Wird das Straßenbeleuchtungssystem auf den anderen Beschaltungszustand umgeschaltet, liegt an Kontakt L2 Spannung an. Der Strom fließt durch die Sicherung T2 über eine Elektronik, die erst LU ausschaltet, in dem sie die Stromversorgung über L1 unterbricht, und dann zeitverzögert LU auf L2 umschaltet. Der zurückführende Leiter N wird an den Kontakt N angeschlossen.
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Zusätzlich fließt der Strom von L2 durch die Sicherung T1 zum Kontakt L2F. An diesen Kontakt wird das zweite Leuchtmittel in einer zweiflammigen Leuchte angeschlossen. Der zurückführende Leiter N wird an den Kontakt N angeschlossen.
