DE102007047558A1

DE102007047558A1 - Electronic switching unit for use in overcurrent tripping device of low-voltage circuit breaker, is coupled to calibration system over linking or transmission units such as communication bus, broadband Internet and interface

Info

Publication number: DE102007047558A1
Application number: DE102007047558A
Authority: DE
Inventors: Jörg Dipl.-Ing. Braune; Peter Dipl.-Ing. Kopaczewski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-02

Abstract

The switching unit (8) is coupled to a calibration system over linking or transmission units such as communication bus (15), broadband Internet and interface (12). The system is provided with a reference level circuit, a comparing unit and a timer. The calibration system has a warning display unit e.g. LED and on-screen display. The reference level circuit consists of electronic components, which have stable characteristics. The communication bus is designed as a profibus, profinetand controller area networkbus. An independent claim is also included for a method for calibrating an electronic switching unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine in den Überstromschutzauslösern von Niederspannungsleistungsschaltern eingesetzte elektronische Schalteinheit mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen und ein Verfahren zum Kalibrieren dieser.The The invention relates to a in the overcurrent protection releases of Low-voltage circuit breakers used electronic switching unit with the features mentioned in the preamble of claim 1 and a Method for calibrating this.

Die in Niederspannungsnetzen eingesetzten Niederspannungsleistungsschalter weisen Überstromschutzauslöser oder offene Leistungsschalter (ACB – Air Circuit Breaker) mit elektronischen Schalteinheiten oder Überstromauslösern beziehungsweise elektronischen Sicherungseinheiten ETU (Electronic Trip Unit) auf. Diese elektronischen Schalteinheiten ETU haben die Aufgabe, die Baugruppen eines Niederspannungsleistungsschalters in Abhängigkeit von erfassten und erkannten Fehlern und verschiedenen Überlastungsfällen zu steuern und durch Vergleich mit vorgegebenen Schwellenwerten ein- und auszuschalten. Die ETU kann in analoger und digitaler Schalttechnik ausgeführt sein und weist unter anderem einstellbare beziehungsweise programmierbare Auslöseschwellwertspeichervorrichtung/en auf. Durch Materialalterung und klimatische Einflusse lässt jedoch die Genauigkeit der Steuerung infolge der Parameteränderungen beteiligter elektronischer und elektrischer Bauteile nach, wodurch eine regelmäßige Nachjustierung erforderlich ist. Praktisch sieht es so aus, dass beim Ausliefern eines Niederspannungsleistungsschalters dieser auf einem Prüfstand derart kalibriert ist, dass alle Schaltteile aufeinander abgeglichen sind und für eine Zeitperiode von beispielsweise einem Jahr die Abweichungen innerhalb zugesicherter Toleranzwerte gewährleistet sind. Nach dieser garantierten Zeitperiode muss der Betreiber dafür sorgen, dass seine Leistungsschaltanlage erneut kalibriert wird, das heißt in der Regel, dass diese Leistungsschaltanlage ausgebaut und zu einem zertifizierten Kalibrier-Dienstleister gebracht werden muss, womit ein hoher Kostenaufwand verbunden ist, da zwischenzeitlich für Ersatz gesorgt sein muss und der Arbeitsaufwand hoch ist. Um diese garantierte Zeitperiode wenigstens so lang wie möglich zu gestalten, werden eng tolerierte Bauelemente, ein sehr aufwendiger Abgleich der Baugruppen und Bauelemente und eine Lackierung eingesetzt, das heißt Maßnahmen, die ebenso höhere Kosten begründen.The Low-voltage circuit-breakers used in low-voltage networks have overcurrent protection release or open circuit breakers (ACB - Air Circuit Breaker) with electronic switching units or overcurrent releases respectively electronic fuse units ETU (Electronic Trip Unit) on. These electronic switching units ETU have the task of Assemblies of a low-voltage circuit breaker as a function of detected and detected errors and various congestion cases controlled and compared to given thresholds. and turn off. The ETU can be used in analog and digital switching technology accomplished be and has among other adjustable or programmable Auslöseschwellwertspeichervorrichtung / s on. Due to material aging and climatic influences, however, leaves the accuracy of the control due to the parameter changes involved electronic and electrical components, which a regular readjustment is required. Practically it looks like that when delivering a low-voltage circuit breaker this on a test bench such is calibrated that all switching parts are aligned and for a period of, for example, one year the deviations guaranteed within guaranteed tolerance values. After this guaranteed period of time, the operator must ensure that its power switchgear is recalibrated, that is usually that this power switchgear expanded and too must be brought to a certified calibration service provider, which is associated with a high cost, since in the meantime for replacement must be taken care of and the workload is high. To this guaranteed Time period to be at least as long as possible tightly tolerated components, a very complex adjustment of the modules and components and a paint job, that is, measures, the same higher costs justify.

Aufgrund vorgetragener technischer Probleme ist es die Aufgabe vorliegender Erfindung, eine automatische, regelmäßige Kalibrierung der elektronischen Schalteinheit eines Überstromschutzauslösers eines Niederspannungsschalters zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, diese automatische, regelmäßige Kalibrierung aus der Ferne zu ermöglichen. Ferner ist eine Aufgabe der Erfindung, eine kostenreduzierende Kalibrierprozedur zu ermöglichen.by virtue of presented technical problems, it is the task of existing Invention, an automatic, regular calibration of the electronic Switching unit of an overcurrent protection release of a Low-voltage switch to allow. Another object of the invention is to provide this automatic, regular calibration to allow from a distance. Further, an object of the invention is a cost-reducing calibration procedure to enable.

Dadurch, dass eine elektronische Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters mit einer Vielzahl von aufeinander kalibrierter elektronischer und/oder elektromechanischer Baugruppen und wenigstens einem Messwertsensor über ein signalübermittelndes Verknüpfungs- oder Übertragungsmittel an ein Kalibrierungssystem angekoppelt ist, ist die gestellte Aufgabe nach einem Hauptaspekt der Erfindung weitestgehend gelöst. Die Kalibrierung kann dadurch auf vielfältige Arten ausgeführt sein, wie in einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters, die ein Kalibrierungssystem mit einer elektronischen Referenzpegel-Schaltung, einer Vergleichseinheit, wenigstens einem Zeitzähler mit wenigstens einem vorgebbaren Zeitwert und wenigstens einem Signalausgang und das Übertragungsmittel eine in beide Richtungen signalübertragende Schnittstelle zur elektronischen Schalteinheit aufweist. Die Referenzpegelschaltung ist hierbei vorteilhafterweise aus wenigen elektronischen Bauteilen aufgebaut, wobei die elektronischen Bauteile besonders stabile Eigen schaften aufweisen, damit sie durch Materialalterung und Umwelteinflüsse wesentlich weniger als die viel komplexer aufgebauten Baugruppen des Niederspannungsschalters beeinflusst sind. Solche stabilen und einfachen Bausteine können Widerstände, Kapazitäten, Dioden, Transistoren und Induktivitäten sein, die beispielsweise einen Spannungswert realisieren, wobei es sowohl in analoger als auch in digitaler Schaltungstechnik ausgeführt sein kann. Die Referenzwerte werden bei einer zu großen Abweichung auch als Justierwerte in die Schaltanlage übernommen, so dass eine zeitlich automatisch wiederholende Selbstjustierung erreicht ist, die zwar eine vollständige Kalibrierung auf einem zertifizierten Prüfstand nicht ersetzen kann, jedoch kann hierdurch erreicht sein, dass die zulässigen Toleranzwerte über eine verlängerte Zeitperiode eingehalten sein können und folglich eine teuere Kalibrierprozedur wesentlich seltener anfällt.Thereby, that an electronic switching unit of an overcurrent release of a Low-voltage circuit breaker with a variety of successive calibrated electronic and / or electromechanical assemblies and at least one measured value sensor via a signal transmitting means Linking or transmission means is coupled to a calibration system, is the task solved according to a main aspect of the invention as far as possible. The Calibration can be carried out in a variety of ways, as in a preferred embodiment of the inventive electronic Switching unit of an overcurrent release of a low-voltage circuit breaker, which is a calibration system with a reference level electronic circuit, a comparison unit, at least one time counter with at least one predeterminable time value and at least one signal output and the transmitting means one in both Directions signal transmitting Interface to the electronic switching unit has. The reference level circuit is this advantageously from a few electronic components constructed, the electronic components particularly stable properties own so that they materially and materially environmental influences Less influenced than the much more complex components of the low-voltage switch are. Such stable and simple devices may include resistors, capacitors, diodes, transistors and inductors be, for example, realize a voltage value, wherein it can be implemented both in analog and in digital circuit technology can. The reference values also become adjustment values if the deviation is too great taken over in the switchgear, so that a self-adjusting time-automatically achieved that is a complete one Can not replace calibration on a certified test bench, However, this can be achieved that the permissible tolerance values over a extended Time period can be met and consequently a more expensive calibration procedure is much rarer.

Nach einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung weist das Kalibrierungssystem der elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters einen Zeitzähler mit wenigstens einem vorgebbaren Zeitwert und wenigstens einem Signalausgang und wenigstens ein Meldungsanzeigemittel, das als eine Mensch-Maschine-Schnittstelle dient, auf. Der vorgegebene, in dem Zeitzähler festgehaltene Zeitwert wird beispielsweise nach einer ursprünglichen Kalibrierprozedur von dem Zeitzähler heruntergezählt und nach dem Ablauf der so vorgegebenen Nutzzeitperiode wird ein Signal erzeugt, mit dem auf die Notwendigkeit einer erneuten Kalibration der Anlage aufmerksam gemacht wird. Das Meldungsanzeigemittel kann vorzugsweise ein Leuchtmittel und/oder eine Bildschirmanzeige beziehungsweise ein akustisches Mittel sein, die eine Meldung visueller oder akustischer Art zunächst lokal an eine Person richten, die daraufhin eine Entscheidung über die notwendige Kalibrierprozedur und ihre Ausführung trifft. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das signalübermittelnde Verknüpfungs- oder Übertragungsmittel ein Kommunikations-Bus, wobei an diesem Kommunikations-Bus eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angeschlossen ist. Der Kommunikations-Bus kann als ein beliebiger von bekannten Busstandards wie etwa Can-Bus, Profi-Bus, Profi-Net, Sea-Bus und so weiter ausgeführt sein. Die erzeugte Kalibriermeldung kann somit automatisch durch das Gerät bei ihrer Entstehung erzeugt werden oder der Benutzer kann alternativ in einer weiteren Variante eine manuelle Möglichkeit erhalten, den Status der Schaltanlage, das heißt beispielsweise die restliche verbleibende Laufzeit, abzufragen.According to another aspect of the present invention, the electronic circuit unit calibration system of an overcurrent release of a low-voltage circuit breaker comprises a timer having at least a predetermined time value and at least one signal output and at least one message display means serving as a man-machine interface. The predetermined time value recorded in the time counter is counted down from the time counter after an initial calibration procedure, for example, and after the expiry of the useful time period thus specified, a signal is generated which alerts the user to the need to recalibrate the system. The message display means may preferably have a light source and / or a screen display or an acoustic display To be means that direct a visual or acoustic message first locally to a person who then makes a decision about the necessary calibration procedure and its execution. In a further preferred embodiment of the invention, the signal-transmitting linking or transmission means is a communication bus, wherein a human-machine interface is connected to this communication bus. The communication bus may be implemented as any of known bus standards such as can bus, pro bus, pro net, sea bus and so on. The generated calibration message can thus be generated automatically by the device when it is created, or the user can alternatively, in a further variant, obtain a manual option for querying the status of the switchgear, that is to say, for example, the remaining remaining running time.

Nach noch einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung weist das Kalibrierungssystem der elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters ein Ereigniserfassungsmittel und einen externen Servercomputer mit darin enthaltenen Programmmitteln auf und das Übertragungsmittel weist eine in beide Richtungen signalübertragende Schnittstelle zur elektronischen Schalteinheit und einen diese Schnittstelle und den externen Servercomputer verbindenden Kommunikations-Bus auf. Das Ereigniserfassungsmittel ist ausgelegt, auf besondere Ereignisse wie Systemfehler oder Signale der Zeitzähler zu warten und bei Auftreten eines davon ein Signal auszugeben, das zu einem über ein Netzwerk angeschlossenen Servercomputer übertragen wird, wo es auf eine intelligente Weise verarbeitet sein kann. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn der Kommunikations-Bus ein Intranet oder das weltweite Internet-Netzwerk ist, weil dadurch der Standort des Servers sehr flexibel wählbar ist und als Netzleitung sogar das durch den Niederspannungsschalter zu überwachende stromführende Netz mittels verfügbarer technischer Mittel dienen kann. Das Signal kann in dem Servercomputer mit den darin enthaltenen Programmmitteln sehr intelligent verarbeitet sein und über die gleiche Netzverbindung kann automatisch oder manuell eine Kalibrierprozedur der elektronischen Schalteinheit des Niederspannungsschalters ausgeführt werden. Auch für diese Kalibrierprozedur gilt, dass sie eine vollständige Kalibrierprozedur auf einem Prüfstand nicht ersetzt, aber die zulässige Stand zeit einer Niederspannungsschaltanlage bis zu einer vollständigen Kalibrierprozedur verlängert.To Yet another aspect of the present invention features the calibration system the electronic switching unit of an overcurrent release of a Low voltage circuit breaker an event detection device and an external server computer with program resources contained therein on and the transfer agent has an in both directions signal transmitting interface to electronic switching unit and this interface and the external server computer connecting communication bus. The Event logging is designed for special events how to service system errors or time counter signals and when they occur one of them will output a signal to one connected via a network Transfer server computer becomes where it can be processed in an intelligent way. In In this case, it is particularly advantageous if the communication bus an intranet or the worldwide internet network is because of it the location of the server is very flexible and can be selected as a power line even the live network to be monitored by the low voltage switch by means of available technical Can serve means. The signal may be in the server computer with the be very intelligently processed and over the same network connection can automatically or manually perform a calibration procedure the electronic switching unit of the low-voltage switch are executed. Also for This calibration procedure is considered to be a complete calibration procedure on a test bench not replaced, but the allowable time a low-voltage switchgear until a complete calibration procedure extended.

Ein mit den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestatteter Niederspannungsleistungsschalter wird erfindungsgemäß nach einem Verfahren zum Kalibrieren einer elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters derart betrieben, dass der wenigstens eine Zeitzähler nach einer durchgeführten Kalibrierprozedur mit einem vorgegebenen Zeitwert beladen wird und diesen Zeitwert entsprechend einem internen oder externen Taktsignal abzählt und nach dem Verstreichen der durch diesen Zeitwert vorgegebenen Zeitperiode ein Signal ausgibt, welches das Kalibriersystem zu einem Kalibriervorgang anstößt, wobei die Vergleichseinheit des Kalibriersystems aus der Referenzpegelschaltung wenigstens einen Referenzwert entnimmt und aus der elektronischen Schalteinheit einen zu ihm korrespondierenden Messwert ausliest und beide Werte derart miteinander vergleicht, um einen Differenzwert zu bilden, wobei die Vergleichseinheit im nächsten Schritt den ermittelten Differenzwert mit einem vorgegebenen maximal zulässigen Differenzwert vergleicht und beim Überschreiten des Differenzwertes das Kalibrieren des wenigstens einen korrespondierenden Schwellenwertes in der elektronischen Schalteinheit des Niederspannungsleistungsschalters anstößt, wobei beim Kalibrieren wenigstens ein hierzu korrespondierender Referenzwert aus der Referenzpegelschaltung entnommen und in den zu ihm korrespondierenden Schwellenwert in der elektronischen Schalteinheit des Niederspannungsleistungsschalters umgesetzt wird, und im nächsten Schritt die Vergleichseinheit einen weiteren aus einer Vielzahl vorliegender Referenzwerte der gleichen Vergleichs- und Kalibrierprozedur unterzieht, bis alle vorgegebenen Referenzwerte abgearbeitet sind, wonach der wenigstens eine Zeitzähler mit einem vorgegebenen Zeitwert geladen und zum erneuten Abzählen angestoßen wird.One equipped with the inventive features described above Low-voltage circuit breaker according to the invention according to a Method for calibrating an electronic switching unit of an overcurrent release of a low-voltage circuit breaker operated such that the at least one time counter after a calibration procedure performed is loaded with a given time value and this time value counting according to an internal or external clock signal and after the lapse of the time period given by this time value outputs a signal which the calibration system makes into a calibration process abuts, where the comparison unit of the calibration system from the reference level circuit takes at least one reference value and from the electronic Switching unit reads a corresponding to him reading and compare both values with each other to obtain a difference value form, wherein the comparison unit in the next step, the determined Compares difference value with a predetermined maximum allowable difference value and when crossing of the difference value, the calibration of the at least one corresponding threshold value in the electronic switching unit of the low-voltage circuit breaker abuts, where during calibration, at least one corresponding reference value taken from the reference level circuit and in the corresponding to him Threshold in the electronic switching unit of the low-voltage circuit breaker is implemented, and in the next Step the comparison unit another one of a variety existing reference values of the same comparison and calibration procedure subjects until all given reference values have been processed, after which the at least one time counter loaded with a predetermined time value and is triggered to re-counting.

Ein mit den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestatteter Niederspannungsleistungsschalter wird erfindungsgemäß nach einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung nach einem Verfahren zum Kalibrieren einer elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters derart betrieben, dass der wenigstens eine Zeitzähler nach einer durchgeführten Kalibrierprozedur mit einem vorgegebenen Zeitwert geladen wird und diesen Zeitwert entsprechend einem internen oder externen Taktsignal abzählt und nach dem Verstreichen der durch diesen Zeitwert vorgegebenen Zeitperiode ein Signal ausgibt, welches eine Signalmeldung an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgibt, die eine lokale und/oder eine entfernte Meldungsanzeige ermöglicht. In bevorzugter Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kalibrieren einer elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters stößt ein Benutzer über die lokale oder entfernte Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Statusabfrage der in der elektronischen Schalteinheit gemessenen Werte und/oder des wenigstens einen Zeitzählers an, wodurch eine Statusabfrage jederzeit manuell ausführbar ist.One equipped with the inventive features described above Low-voltage circuit breaker according to the invention according to a Another aspect of the present invention according to a method for Calibrating an electronic switching unit of an overcurrent release of a low-voltage circuit breaker operated such that the at least one time counter after a calibration procedure performed is loaded with a predetermined time value and this time value counting according to an internal or external clock signal and after the lapse of the time period given by this time value outputs a signal indicating a signal message to a man-machine interface which outputs a local and / or a remote message display allows. In a preferred embodiment of this method according to the invention for calibrating an electronic switching unit of an overcurrent release of Low voltage circuit breaker pokes a user about the local or remote human-machine interface a status query the values measured in the electronic switching unit and / or the at least one time counter which allows a status query to be executed manually at any time.

Nach noch einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung wird ein mit den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestatteter Niederspannungsleistungsschalter nach einem Verfahren zum Kalibrieren einer elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters derart betrieben, dass wenigstens ein über die Schnittstelle an die elektronische Schalteinheit angeschlossenes Ereigniserfassungsmittel nach Vorkommen von Signalen wartet, die durch Ereignisse wie ein Systemfehler oder ein Zeitzählersignal schaltungstechnisch ausgelöst werden, danach beim Vorkommen eines solchen Ereignisses über die Schnittstelle und den Kommunikations-Bus ein entsprechendes Ereignismeldesignal an einen externen Servercomputer übermittelt wird, wo es von einem Anwendungsprogramm aufgefangen und verarbeitet wird, wobei das Anwendungsprogramm die erhaltene Er eignismeldung über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle zu einer Anzeige bringt und/oder interne Daten aus der elektronischen Schalteinheit des Niederspannungsleistungsschalters automatisch oder manuell ausgelöst ausliest. In bevorzugter Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kalibrieren einer elektronischen Schalteinheit eines Überstromauslösers eines Niederspannungsleistungsschalters wird aus den erhaltenen Daten ein Bedarf an einer Kalibrierprozedur ermittelt und eine Kalibrierprozedur automatisch oder manuell in einem Servercomputer gestartet, wobei auf vorgegebene Referenzpegelwerte und gegebenenfalls zusätzliche Referenzkorrekturwerte zugegriffen und diese in die elektronische Schalteinheit über den Kommunikations-Bus übertragen werden.To Yet another aspect of the present invention is a with the inventive features described above equipped low-voltage circuit breaker according to a method for calibrating an electronic switching unit of an overcurrent release of Low-voltage circuit breaker operated such that at least one over the interface connected to the electronic switching unit Event detection means waits for occurrences of signals that by events such as a system error or a time counter signal triggered by circuitry thereafter, when such an event occurs over the Interface and the communication bus a corresponding event message signal is sent to an external server computer where it is from an application program is caught and processed, wherein the application program the received event message via a man-machine interface to display and / or internal data from the electronic switching unit of the low-voltage circuit breaker is triggered automatically or manually. In a preferred embodiment of this method according to the invention for calibrating an electronic switching unit of an overcurrent release of Low voltage circuit breaker is taken from the data obtained a need for a calibration procedure is determined and a calibration procedure started automatically or manually in a server computer, where on predetermined reference level values and possibly additional Reference correction values are accessed and these in the electronic Switching unit over transmit the communication bus become.

Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen und Verfahrensschritten ist eine kostenreduzierende und die Betriebssicherheit erhöhende Kalibrierprozedur eines Niederspannungsleistungsschalters erreicht.With the features of the invention and process steps is a cost-reducing and operational safety increasing Calibration procedure of a low-voltage circuit breaker achieved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to exemplary embodiments with reference on the attached Drawings described in more detail. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen lokalen Selbstkalibrierungssystems eines Niederspannungsleistungsschalters; 1 a schematic representation of a local self-calibration system according to the invention of a low-voltage circuit breaker;

2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kalibriermeldungssystems und 2 a schematic representation of a Kalibriermeldungssystems invention and

3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fern-Kalibriermeldungs- und Fern-Kalibriersystems. 3 a schematic representation of a remote calibration and remote calibration system according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen lokalen Selbstkalibrierungssystems eines Niederspannungsleistungsschalters 7, der eine Vielzahl von Baugruppen und Komponenten 1 bis 6 und 8 aufweist, die vor Auslieferung an einen Kunden auf einem Prüfstand aufeinander abgeglichen oder, anders ausgedrückt, kalibriert worden sind. 1 shows a schematic representation of a local self-calibration system according to the invention of a low-voltage circuit breaker 7 that has a variety of assemblies and components 1 to 6 and 8th which have been matched or, in other words, calibrated prior to delivery to a customer on a test bench.

Der Niederspannungsleistungsschalter 7 weist hierbei beispielhaft die Komponenten wie ein Schaltnetzteil 1, eine analoge Signalaufbereitung 2, eine anwendungsspezifische Integrierte Schaltung 3 (engl. Application Specific Integrated Circuit, ASIC), auch Custom-Chip genannt, einen Mikrocontroller 4, Kommunikationskomponenten 5 und einen Messenergiewandler 6 sowie eine elektronische Schalteinheit (ETU) 8 auf. In einer anderen Ausführungsform kann ein Niederspannungsleistungsschalter 7 weitere Komponenten, anders ausgeführte Komponenten oder auch weniger Komponenten aufweisen.The low voltage circuit breaker 7 Here, by way of example, the components such as a switching power supply 1 , an analog signal conditioning 2 , an application-specific integrated circuit 3 (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), also called a custom chip, a microcontroller 4 , Communication components 5 and a metering energy converter 6 as well as an electronic switching unit (ETU) 8th on. In another embodiment, a low voltage circuit breaker 7 have further components, differently designed components or fewer components.

Erfindungsgemäß ist innerhalb oder außerhalb des Niederspannungsleistungsschalters 7 ein Zeitzähler 9 vorgesehen, der mit einem Zeitwert beladen sein kann. Erfindungsgemäß entspricht der zu ladende Zeitwert der Zeitperiode, für welche die zeitlich und umgebungsbedingten Abweichungen der wichtigen Parameter der Baugruppen und Bauteile des Niederspannungsleistungsschalters 7 innerhalb zulässiger Toleranzgrenzen zugesichert sind. Gewöhnlich ist es eine Zeitperiode von etwa einem Jahr, die ein Hersteller seinen Kunden garantieren kann. Nachdem die Niederspannungsleistungsschaltanlage beispielsweise werksseitig auf einem Prüfstand vollständig abgeglichen oder kalibriert worden ist, wird der erfindungsgemäße Zeitzähler 9 bei seiner Inbetriebnahme gestartet und zählt die vorgegebene Zeitspanne ab. Hierzu kann ein Taktsignal entweder in dem Zeitzähler 9 intern von einem Taktgeber erzeugt sein oder ein Taktsignal aus einer der elektronischen Baugruppen des Niederspannungsleistungsschalters 7 wie auch beispielsweise die Spannungsversorgung für den Zeitzähler 9 entnommen sein.According to the invention is inside or outside the low-voltage circuit breaker 7 a time counter 9 provided that can be loaded with a time value. According to the invention, the time value to be charged corresponds to the period of time for which the temporal and environmental deviations of the important parameters of the modules and components of the low-voltage circuit breaker 7 are guaranteed within permissible tolerance limits. Usually it is a period of about a year that a manufacturer can guarantee its customers. After the low-voltage power switchgear, for example, has been completely calibrated or calibrated on a test bench at the factory, the time counter according to the invention becomes 9 started at its commissioning and counts down the specified period of time. For this purpose, a clock signal either in the time counter 9 be generated internally by a clock or a clock signal from one of the electronic components of the low-voltage circuit breaker 7 as well as, for example, the power supply for the time counter 9 be removed.

Ferner ist erfindungsgemäß innerhalb oder außerhalb des Niederspannungsleistungsschalters 7 in einer Zusatzkomponente eine Vergleichseinheit 10 und eine Referenzpegelschaltung 11 vorgesehen. Die Referenzpegelschaltung 11 ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise in Analogtechnik hergestellt und hierzu aus wenigen, möglichst einfachen Bauelementen wie Widerständen, Kapazitäten und Induktivitäten und eventuell Dioden und Transistoren aufgebaut, mit deren Hilfe beispielsweise Spannungspegel als Referenzpegel dauerhaft festgehalten werden. In einer anderen bevorzugten Ausführung kann die Referenzpegelschaltung auch als eine digitale Schaltung ausgeführt sein, welche die Referenzpegel als numerische Werte festhält.Furthermore, according to the invention, inside or outside of the low-voltage circuit breaker 7 in a supplementary component a comparison unit 10 and a reference level circuit 11 intended. The reference level circuit 11 In a preferred embodiment of the invention, it is preferably produced in analog technology and constructed from a few, as simple as possible components such as resistors, capacitors and inductors and possibly diodes and transistors, with the aid of which, for example, voltage levels are permanently recorded as a reference level. In another preferred embodiment, the reference level circuit may also be implemented as a digital circuit which holds the reference levels as numerical values.

Die Vergleichseinheit 10 ist über eine Schnittstelle 12 an den Niederspannungsleistungsschalter 7, das heißt vorzugsweise an die elektronische Schalteinheit (ETU) 8 und an die Referenzpegelschaltung 11 angeschlossen und in der Lage, sowohl die Referenzpegelwerte aus der Referenzpegelschaltung 11 als auch die gemessenen Parameter aus den Baugruppen des Niederspannungsleistungsschalters 7, insbesondere aus der elektronischen Schalteinheit 8 zu entnehmen beziehungsweise auszulesen und miteinander zu vergleichen. Der Vergleich erfolgt beispielsweise durch einen Differenzverstärker und der gebildete Differenzwert wird seinerseits mit einem zulässigen zu diesem Wertepaar zugehörigen Maximaldifferenzwert, der ebenso als eine vorgegebene Größe vorliegt, verglichen. Ist der zulässige Maximaldifferenzwert überschritten, so liefert die Vergleichseinheit 10 für dieses Wertepaar ein Signal zum Kalibrieren. Die Kalibrierprozedur für das betreffende Wertepaar kann bedeuten, dass der jeweilige Referenzpegelwert direkt oder verarbeitet in die elektronische Schalteinheit (ETU) 8 des Niederspannungsleistungsschalters 7 übertragen wird oder ein anderer, in der Referenzpegelschaltung ebenso für diesen festgestellten Kalibrierungs-Fall vorgehaltener Referenzpegelwert hierzu verwendet wird.The comparison unit 10 is via an interface 12 to the low-voltage power switch 7 , that is preferably to the electronic switching unit (ETU) 8th and to the reference level circuit 11 connected and capable of both the reference level values from the reference level circuit 11 as well as the measured parameters from the modules of the low-voltage circuit breaker 7 , in particular from the electronic switching unit 8th to be taken or read and compared with each other. The comparison is made, for example, by a differential amplifier and the difference value formed is in turn compared with a permissible maximum differential value associated with this pair of values, which is also present as a predefined quantity. If the permissible maximum difference value is exceeded, then the comparison unit delivers 10 for this pair of values a signal for calibration. The calibration procedure for the respective value pair can mean that the respective reference level value is directly or processed in the electronic switching unit (ETU). 8th of the low voltage circuit breaker 7 or any other reference level value held in the reference level circuit also for this detected calibration case is used for this purpose.

Die Referenzpegelschaltung 11 verfährt auf die gleiche Art und Weise mit einer vorgegebenen Anzahl weiterer Referenz pegelwerte und zu ihnen korrespondierenden gemessener Parameter in der elektronischen Schalteinheit (ETU) 8, bis alle von ihnen abgearbeitet sind.The reference level circuit 11 proceeds in the same way with a predetermined number of further reference level values and corresponding measured parameters in the electronic switching unit (ETU) 8th until all of them have finished.

Auf diese beschriebene Weise ist eine planmäßige und automatisierte, lokal an einem Niederspannungsleistungsschalter 7 ausgeführte Kalibrierprozedur ausgeführt. Eine auf diese Weise ausgeführte Kalibrierprozedur kann zwar nicht die Genauigkeit einer auf einem Prüfstand durchgeführten vollständigen Kalibrierprozedur eines Niederspannungsleistungsschalters 7 erreichen, aber es ist möglich, eine für eine weitere Zeitperiode, die vielleicht etwas kürzer als die werksseitig vorgegebene ursprüngliche ausfallen wird, garantierte, innerhalb zulässiger Grenzwerte genaue Funktionalität des Niederspannungsleistungsschalters 7 zu gewährleisten.In this manner described is a scheduled and automated, local to a low-voltage circuit breaker 7 executed calibration procedure performed. Although a calibration procedure performed in this way can not determine the accuracy of a complete calibration procedure of a low-voltage circuit breaker performed on a test bench 7 but it is possible to guarantee accurate functionality of the low voltage circuit breaker within permissible limits for a further period of time, which may perhaps be somewhat shorter than the factory default 7 to ensure.

Bei einer vollständigen Kalibrierprozedur auf einem Prüfstand wird beispielsweise neben den Baugruppen 1 bis 6 und 8 des Niederspannungsleistungsschalters 7 auch die erfindungsgemäße Referenzpegelschaltung 11 kalibriert, da sie zwar aufgrund ihres einfachen Aufbaus und verwendeter robuster Bauteile weniger zeitlich beeinflusst divergiert, aber sich dennoch verändert.In a complete calibration procedure on a test bench, for example, in addition to the modules 1 to 6 and 8th of the low voltage circuit breaker 7 also the reference level circuit according to the invention 11 calibrated because it diverge due to its simple structure and used robust components less time-related, but still changes.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kalibriermeldungssystems, das genauso wie in der in 1 beschriebenen Ausführung der Erfindung mit einem innerhalb oder außerhalb des Niederspannungsleistungsschalters 7 angeordneten Zeitzähler 9 ausgestattet ist, der in gleicher Weise mit einem Zeitwert beladen sein kann. 2 shows a schematic representation of a Kalibriermeldungssystems invention, the same as in the in 1 described embodiment of the invention with an inside or outside of the low-voltage circuit breaker 7 arranged time counter 9 equipped, which can be loaded in the same way with a time value.

Nachdem die Niederspannungsleistungsschaltanlage beispielsweise werksseitig auf einem Prüfstand vollständig abgeglichen oder kalibriert worden ist, wird der erfindungsgemäße Zeitzähler bei seiner Inbetriebnahme gestartet und zählt die vorgegebene Zeitspanne ab. Hierzu kann ein Taktsignal entweder in dem Zeitzähler intern von einem Taktgeber erzeugt sein o der ein Taktsignal aus einer der elektronischen Baugruppen des Niederspannungsleistungsschalters 7 wie beispielsweise auch die Spannungsversorgung für den Zeitzähler 9 entnommen sein.After the low-voltage power switchgear, for example, has been completely adjusted or calibrated on a test bench at the factory, the time counter according to the invention is started when it is started up and counts down the predetermined period of time. For this purpose, a clock signal can either be generated internally in the time counter by a clock or a clock signal from one of the electronic components of the low-voltage circuit breaker 7 such as the power supply for the time counter 9 be removed.

Abweichend von der Ausgestaltung der Erfindung in 1 liefert der Zeitzähler 13 nach der abgezählten vorgegebenen Zeitperiode lediglich eine Meldung darüber, die über eine angeschlossene Mensch-Maschine-Schnittstelle dem Bedienungspersonal mitgeteilt wird. Zum einen ist es eine lokale Meldung in Form von Leuchtsignalen oder einem bestimmten Blinkcode einer Service-Leuchtanzeige 14, die vorzugsweise mit Leuchtdioden (LED) realisiert ist, und zum anderen ist es eine textliche Meldung auf einem Bildschirm, deren Zweck es ist, das Service-Personal auf die Notwendigkeit der durch zeitlichen Ablauf fälligen erneuten Kalibrierprozedur aufmerksam zu machen.Notwithstanding the embodiment of the invention in 1 delivers the time counter 13 after the counted predetermined time period only a message about it, which is communicated to the operating personnel via a connected human-machine interface. On the one hand, it is a local message in the form of flashing lights or a particular flashing code of a service indicator 14 On the other hand, it is a text message on a screen, the purpose of which is to make the service personnel aware of the need for the recalculation procedure due in time.

Ferner ist der Zeitzähler 13 in der Lage, über einen angeschlossenen Kommunikations-Bus 15 diese Meldung über ein Netzwerk an einen entfernten Ort zu senden und dort mit den oben beschriebenen Mitteln, das heißt einer Leuchtanzeige oder einem Bildschirm, zur Anzeige für das Service-Personal zu bringen. Der Kommunikations-Bus 15 kann als ein beliebiger erhältlicher Busstandard wie Can-Bus, Profi-Bus, Profi-Net, Sea-Bus etc. oder ein neu geschaffener Busstandard ausgeführt sein und eine beliebige Komplexität aufweisen, so zum Beispiel auch an das weltweite Internet angeschlossen sein. Zum Kommunizieren mit dem Niederspannungsleistungsschalter 7 sind der Zeitzähler 13 und der Kommunikations-Bus 15 mit Hilfe einer Schnittstelle 12 an den Niederspannungsleistungsschalter 7 angeschlossen, wobei dieser Anschluss vorzugsweise über die elektronische Schalteinheit (ETU) 8 erfolgt.Further, the time counter 13 capable of using a connected communication bus 15 send this message over a network to a remote location and bring it there with the means described above, that is, a light-emitting display or a screen for display to the service staff. The communication bus 15 may be embodied as any available bus standard such as can bus, pro bus, pro net, sea bus, etc., or a newly created bus standard and of any complexity, such as being connected to the worldwide Internet. To communicate with the low voltage circuit breaker 7 are the time counter 13 and the communication bus 15 with the help of an interface 12 to the low voltage circuit breaker 7 connected, this connection preferably via the electronic switching unit (ETU) 8th he follows.

Mit der erhaltenen Kalibriermeldung leitet das Service-Personal beispielsweise manuell eine Statusabfrage und/oder eine Kalibrierprozedur ein.With The received calibration message is sent to the service personnel, for example manually a status query and / or a calibration procedure.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fern-Kalibriermeldungs- und Fern-Kalibriersystems. Der Niederspannungsleistungsschalter 7 ist erfindungsgemäß mit einem innerhalb oder außerhalb des Niederspannungsleistungsschalters 7 angeordneten Ereigniserfassungsmittel 16 ausgestattet, das mit Hilfe einer Schnittstelle 12 an den Niederspannungsleistungsschalter 7 vorzugsweise über die elektronische Schalteinheit (ETU) 8 angeschlossen ist. 3 shows a schematic representation of a remote calibration and remote calibration system according to the invention. The low voltage circuit breaker 7 is according to the invention with an inside or outside of the low-voltage circuit breaker 7 arranged event detection medium 16 equipped with the help of an interface 12 to the low voltage circuit breaker 7 preferably via the electronic switching unit (ETU) 8th connected.

Das Ereigniserfassungsmittel 16 ist in der Lage, eine Anzahl von Datenwerten aus dem Niederspannungsleistungsschalter 7 vorzugsweise über die elektronische Schalteinheit (ETU) 8 und gegebenenfalls aus einem Zeitzähler 9, 13 nach vorherigen Ausgestaltungen der Erfindung auszulesen und auszuwerten.The event-taking means 16 is capable of a number of data values from the low voltage circuit breaker 7 preferably via the electronic switching unit (ETU) 8th and optionally from a time counter 9 . 13 to read and evaluate according to previous embodiments of the invention.

Bestimmte Ereignisse, wie zum Beispiel schwerwiegende Systemfehler oder die Notwendigkeit einer erneuten Kalibrierung, setzt das Ereigniserfassungsmittel 16 in ein Meldesignal um, welches über einen Kommunikations-Bus 17 beispielsweise mit dem weltweiten Internet 18 verbunden ist, wo in beliebiger örtlicher Entfernung wenigstens ein Servercomputer 19 vorgesehen ist, der diese Meldung zeitnah erfasst und verarbeitet.Certain events, such as serious system errors or the need for recalibration, set the event capture means 16 in a message signal, which via a communication bus 17 for example, with the worldwide Internet 18 where at any local distance at least one server computer is connected 19 is provided, which records this message promptly and processed.

Der Servercomputer 19 enthält Anwendungsprogramm-Mittel, mit deren Hilfe er unter anderem auch sehr hochentwickelte Maßnahmen differenziert ausführen kann. So kann zunächst lediglich eine Meldung über das erfasste Ereignis erfolgen, die entweder an den Kunden oder einen externen beauftragten Service-Dienstleister gerichtet ist. Ferner kann der Servercomputer 19 automatisch oder manuell veranlasst sein, die verfügbaren internen Daten aus dem erfindungsgemäßen Niederspannungsleistungsschalter 7 auszulesen und diese auszuwerten. Das Ergebnis der Auswertung erhaltener Daten des Niederspannungsleistungsschalters 7 kann in einem Vergleich mit den diesem Niederspannungsleistungsschalter 7 individuell oder standardmäßig zugeordneten Referenzpegelwerten realisiert sein.The server computer 19 contains application program resources that enable it, among other things, to differentiate very sophisticated measures. Thus, initially only a message about the recorded event can be made, which is addressed either to the customer or an external contracted service provider. Furthermore, the server computer 19 be initiated automatically or manually, the available internal data from the low-voltage circuit breaker according to the invention 7 read out and evaluate this. The result of the evaluation of obtained data of the low-voltage circuit breaker 7 can be compared with this low voltage circuit breaker 7 be implemented individually or standard assigned reference level values.

Ferner kann von dem vernetzten Servercomputer 19 aus automatisch oder manuell veranlasst sein, im festgestellten Bedarfsfall eine Fernkalibrierungsprozedur auszuführen und hierzu wenigstens einen hierfür vorgesehenen Referenzpegelwert über die realisierte Netzverbindung in den Niederspannungsleistungsschalter 7 zu übertragen.It can also be used by the networked server computer 19 be initiated automatically or manually, in the case of need to determine a remote calibration procedure to perform and this purpose at least one reference level provided for this purpose on the realized grid connection in the low-voltage circuit breaker 7 transferred to.

Sofern eine visuelle Kontrolle und eine manuelle Steuerung der Statusabfrage und der Fernkalibrierung durch das Bedienpersonal vorgesehen ist, weist der Servercomputer 19 eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (nicht dargestellt), beziehungsweise eine mit ihm vernetzte komplette Arbeitsstation (nicht dargestellt) auf.Provided a visual control and manual control of the status inquiry and the remote calibration by the operator is provided, the server computer instructs 19 a man-machine interface (not shown), or a networked with him complete workstation (not shown).

Die vorangehenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind lediglich beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen. Die vorliegende Erfindungslehre kann leicht auf andere Anwendungen übertragen sein. Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, anschaulich zu sein und nicht, um den Schutzbereich der Patentansprüche einzuschränken. Viele Alternativen, Modifikationen und Varianten sind für einen durchschnittlichen Fachmann offensichtlich, ohne dass er hierfür den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen müsste, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.The previous versions The present invention is merely exemplary and not as limiting the present invention. The present Inventions can easily be applied to other applications be. The description of the embodiment is intended to be vivid and not to the scope of protection of the claims limit. Many alternatives, modifications and variants are for one obvious to the average person skilled in the art without the scope of protection for this of the present invention, which in the following claims is defined.

11: SchaltnetzteilSwitching Power Supply
22: analoge Signalaufbereitunganalog signal conditioning
33: anwendungsspezifische Integrierte Schaltungapplication-specific Integrated circuit
44: Mikrocontrollermicrocontroller
55: Kommunikationskomponentencommunication components
66: MessenergiewandlerMeasuring energy converter
77: NiederspannungsleistungsschalterLow-voltage circuit breakers
88th: elektronische Schalteinheit (ETU)electronic Switching unit (ETU)
99: Zeitzählertime counter
1010: Vergleichseinheitcomparing unit
1111: ReferenzpegelschaltungReference level circuit
1212: Schnittstelleinterface
1313: Zeitzählertime counter
1414: Service-LeuchtanzeigeService indicator light
1515: Kommunikations-BusCommunication bus
1616: EreigniserfassungsmittelEvent detection means
1717: Kommunikations-BusCommunication bus
1818: weltweites Internet, Netzwerkworldwide Internet, network
1919: Servercomputerserver computer

Claims

Electronic switching unit of an overcurrent release of a low-voltage circuit breaker with a plurality of calibrated electronic and / or electromechanical assemblies and at least one measured value sensor, characterized in that the electronic switching unit ( 8th ) via a signal-transmitting linking or transmission means ( 12 . 15 . 18 ) is coupled to a calibration system.

Electronic switching unit according to claim 1, characterized in that the calibration system comprises a reference level electronic circuit ( 11 ), a comparison unit ( 10 ), at least one time counter ( 9 ) having at least one predeterminable time value and at least one signal output and the transmission means ( 12 ) an in both directions signal transmitting interface to the electronic switching unit ( 8th ) having.

Electronic switching unit according to claim 2, characterized in that the reference level circuit ( 11 ) is constructed of a few electronic components, the electronic components have particularly stable properties.

Electronic switching unit according to claim 1, characterized in that the calibration system comprises a time counter ( 13 ) having at least one predeterminable time value and at least one signal output and at least one message display means ( 14 ) serving as a man-machine interface.

Electronic switching unit according to claim 4, characterized in that the message display means ( 14 ) is a light bulb and / or a screen display.

Electronic switching unit according to claim 4 or 5, characterized in that the signal-transmitting linking or transmission means a communication bus ( 15 ), wherein a human-machine interface is connected to the communication bus.

Electronic switching unit according to claim 1, characterized in that the calibration system comprises an event detection means ( 16 ) and an external server computer ( 19 ) with program means contained therein and the transmission means comprises an in both directions signal transmitting interface ( 12 ) to the electronic switching unit ( 8th ) and one the interface ( 12 ) and the external server computer connecting communication bus.

Electronic switching unit according to claim 6 or 7, characterized in that the communication bus the global Internet network ( 18 ).

Method for calibrating an electronic switching unit of an overcurrent release of a low-voltage circuit breaker, characterized in that the at least one time counter ( 9 ) is loaded after a calibration procedure carried out with a predetermined time value and counts this time value according to an internal or external clock signal and after the lapse of the time period predetermined by this time value outputs a signal which triggers the calibration system to a calibration process, wherein the comparison unit ( 10 ) of the calibration system from the reference level circuit ( 11 ) extracts at least one reference value and from the electronic switching unit ( 8th ) reads out a measured value corresponding to it and compares both values with one another in order to form a difference value, wherein the comparison unit ( 10 ) compares the determined difference value with a predetermined maximum permissible difference value in the next step and, when the difference value is exceeded, calibrates the at least one corresponding threshold value in the electronic switching unit ( 8th ) of the low-voltage circuit breaker ( 7 ), wherein during calibration at least one corresponding reference value from the reference level circuit ( 11 ) and in the corresponding threshold value in the electronic switching unit ( 8th ) and in the next step the comparison unit ( 10 ) subjects another of a plurality of existing reference values to the same comparison and calibration procedure until all predetermined reference values have been processed, after which the at least one time counter ( 13 ) is loaded with a predetermined time value and triggered for counting.

Method for calibrating an electronic switching unit according to claim 9, characterized in that the at least one time counter ( 13 ) is loaded after a calibration procedure performed with a predetermined time value and counts this time value in accordance with an internal or external clock signal and after the lapse of the time period predetermined by this time value outputs a signal which outputs a signal message to a man-machine interface which is a local and / or a remote message display.

Method for calibrating an electronic switching unit according to claim 10, characterized in that a user via the local or remote man-machine interface, a status query in the electronic switching unit ( 8th ) of the low-voltage circuit breaker ( 7 ) measured values and / or the at least one time counter ( 13 ) abuts.

Method for calibrating an electronic switching unit according to one of Claims 9 to 11, characterized in that at least one event detection means (15) connected to the electronic switching unit via the interface 16 ) waits for occurrences of signals that are triggered by events such as a system error or a timer counter signal, then when an event occurs via the interface ( 12 ) and the communication bus ( 18 ) a corresponding event report signal to an external server computer ( 19 ), where it is intercepted and processed by an application program, wherein the application program displays the received event message via a man-machine interface and / or internal data from the electronic switching unit ( 8th ) of the low-voltage circuit breaker ( 7 ) automatically or manually triggered.

Method for calibrating an electronic switching unit according to claim 12, characterized in that, when a need for a calibration procedure is determined from the data obtained, a calibration procedure is automatically or manually carried out in the server computer ( 19 ) is started, where on predetermined reference values are accessed and these in the electronic switching unit ( 8th ) of the low-voltage circuit breaker ( 7 ) via the communication bus ( 18 ) and the interface ( 12 ) be transmitted.