DE102009022073B4 - breaker - Google Patents

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Abstract

Schutzschalter (B) mit einer Schaltmechanik (M) zum selbsttätigen Abschalten elektrischer Stromkreise oder einzelner Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (M) mit einem Sendeelement (S1, S2, S3) gekoppelt ist, welches einen Teil der mechanischen Energie der Schaltmechanik (M) zur Generierung eines spezifischen Funksignals nutzt, das Sendeelement (S1) einen Kondensator umfasst, welcher zwischen einen Energiewandler und eine Funkeinheit geschaltet ist und das Sendeelement (S1) das Funksignal mehrmals zufällig zeitversetzt wiederholt ausgesendet.Circuit breaker (B) with a switching mechanism (M) for automatically switching off electrical circuits or individual consumers, characterized in that the switching mechanism (M) with a transmitting element (S1, S2, S3) is coupled, which is a part of the mechanical energy of the switching mechanism ( M) for generating a specific radio signal uses, the transmitting element (S1) comprises a capacitor which is connected between an energy converter and a radio unit and the transmitting element (S1) the radio signal repeatedly out of time repeatedly transmitted.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit einer Schaltmechanik zum selbsttätigen Abschalten elektrischer Stromkreise oder einzelner Verbraucher. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Auslöseverfahren dieses Schutzschalters.The invention relates to a circuit breaker with a switching mechanism for automatically switching off electrical circuits or individual consumers. Furthermore, the invention relates to a tripping method of this circuit breaker.

Schutzschalter werden in vielen Bereichen zur Absicherung von elektrischen oder elektronischen Anlagen bzw. Verbrauchern eingesetzt. Einen sicheren Schutz bieten dabei Schutzschalter mit einer Schaltmechanik. Bei einem Auslösevorgang eines solchen Schutzschalters erfolgt eine galvanische Trennung des Schutzkontakts bzw. der Schutzkontakte. Eine Übersicht bietet beispielsweise der Produktkatalog „Overview of product range„, 2008, der Firma OEZ s. r. o. Üblich sind Bezeichnungen wie Air Circuit Breaker (ACB), Moulded Case Circuit Breaker (MCCB), Miniature Circuit Breaker (MCB) oder Load Breaker Switch (LBS).Circuit breakers are used in many areas to protect electrical or electronic equipment or consumers. Safety switches with a switching mechanism offer safe protection. In a tripping operation of such a circuit breaker is a galvanic isolation of the protective contact or the protective contacts. For an overview, for example, the product catalog "Overview of product range", 2008, the company OEZ s. r. o. Common names are Air Circuit Breaker (ACB), Molded Case Circuit Breaker (MCCB), Miniature Circuit Breaker (MCB) or Load Breaker Switch (LBS).

Eine große Bedeutung haben Schutzschalter zum Beispiel in der Automatisierungstechnik für Industrie und Gebäude sowie für Überwachung von Energieverteilungen im Bereich Infrastruktur. Hier ist eine hohe Ausfallsicherheit gefordert. Dabei besteht auch oft die Anforderung, den Schutzschalter zu überwachen oder bestimmte Aktionen innerhalb einer Anlage vom Status des Schutzschalters abhängig zu machen. Zu diesem Zweck umfassen nach dem Stand der Technik Schutzschalter diverse Hilfseinrichtungen, welche mit der Schaltmechanik gekoppelte Hilfskontakte aufweisen. Ändert der Schutzschalter beispielsweise infolge eines Auslöseereignisses oder eines Einschaltvorgangs seinen Status bzw. Schaltzustand, werden auch die Hilfseinrichtungen aktiviert. Die Hilfseinrichtungen liefern dabei einen binären Input für andere elektronische Komponenten oder schalten Relais, diverse Signalisierungseinrichtungen, etc.Circuit breakers of great importance are, for example, in automation technology for industry and buildings as well as for monitoring energy distributions in the field of infrastructure. Here is a high reliability required. There is also often the requirement to monitor the circuit breaker or to make certain actions within a system depending on the status of the circuit breaker. For this purpose, in the prior art circuit breakers include various auxiliary devices having auxiliary contacts coupled to the switching mechanism. If the circuit breaker changes its status or switching state, for example as a result of a tripping event or a switch-on operation, the auxiliary devices are also activated. The auxiliary devices provide a binary input for other electronic components or switch relays, various signaling devices, etc.

Bei komplexen Anlagen signalisieren Hilfseinrichtungen einem Bedienpersonal auf einfache Weise, welcher Schutzschalter ausgelöst hat oder welchen Status ein Schutzschalter hat. Die Hilfseinrichtungen können dabei mit einer zentralen Auswerteeinheit verbunden sein.In complex systems, auxiliary devices signal an operator in a simple way which circuit breaker has tripped or which status has a circuit breaker. The auxiliary devices can be connected to a central evaluation unit.

Eine mechanische Kopplung der Schaltmechanik mit einer Hilfseinrichtung oder mehreren Hilfseinrichtungen und die Verkabelung der Hilfseinrichtungen bedingen eine Mindestbaugröße eines Schutzschalters. Besonders in komplexen Anlagen mit vielen elektrischen Komponenten ist oftmals ein Platzmangel gegeben, wodurch sich eine Anordnung bekannter Schutzschalter mit Signalisierungs- bzw. Hilfsschaltfunktionen aufwändig gestaltet.A mechanical coupling of the switching mechanism with one or more auxiliary devices and the wiring of the auxiliary equipment require a minimum size of a circuit breaker. Especially in complex systems with many electrical components, there is often a lack of space, which makes an arrangement of known circuit breaker with signaling or auxiliary switching functions consuming.

Des Weiteren erweist sich oftmals die Verkabelung der Hilfskontakte einer Hilfseinrichtung innerhalb einer Anlage als problematisch. Neben dem Installationsaufwand ist hier auch die eingeschränkte Flexibilität bei Adaptionen einer Anlage zu nennen.Furthermore, often the cabling of the auxiliary contacts of an auxiliary device within a system proves to be problematic. In addition to the installation effort here is also the limited flexibility in adaptations of a plant to call.

Hierzu beschreibt die DE 195 29 385 C2 einen elektrischen Schalter mit wenigstens einer Kontaktstelle mit einem feststehenden Kontaktstück und einem bewegbaren Kontaktstück, welches sich bei einer Schalthandlung aus einer Einschaltstellung in eine Ausschaltstellung und zurück bewegt. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass dem feststehenden und/oder dem beweglichen Kontaktstück ein Sensor zugeordnet ist, der, durch das bewegliche Kontaktstück beeinflusst, ein der Schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes entsprechendes Signal abgibt.This describes the DE 195 29 385 C2 an electrical switch having at least one contact point with a fixed contact piece and a movable contact piece, which moves in a switching operation from a closed position into an open position and back. Furthermore, it is provided that the stationary and / or the movable contact piece is associated with a sensor which, influenced by the movable contact piece, emits a signal corresponding to the switching position of the movable contact piece.

Zudem beschreibt die DE 297 12 270 U1 einen Installationsschalter, der mit einem von Hand zu betätigenden Bedienkörper arbeitet, der mittels einer Wirkungskette zum Schalten eine Schalteinrichtung für Schaltkontakte betätigt, oder auch eine Einrichtung zum Erfassen codierter Signale einwirkt. Ferner ist in der Wirkungskette vom Bedienkörper ein in verarbeitbare, vorzugsweise elektrische, Signale umformender Wandler eines Sendeelements derart angeordnet ist, dass er beim Tätigwerden der Wirkungskette einen Sendevorgang auslösend beaufschlagt ist. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Sendeelement mit einem Wandler aus piezoelektrischem Material arbeitet.In addition, the describes DE 297 12 270 U1 an installation switch, which operates with a hand-operated operating body, which operates by means of an action chain for switching a switching device for switching contacts, or also acts a device for detecting coded signals. Furthermore, in the chain of action from the operating body in a processable, preferably electrical, transforming signals converter of a transmitting element is arranged such that it is acted upon triggering action of the chain of action triggering. In addition, it can be provided that the transmitting element works with a transducer made of piezoelectric material.

Schließlich beschreibt die DE 10 2008 005 815 A1 ein elektrisches Schaltgerät mit einem in einem Isolierstoffgehäuse zwischen einer Zu- und einer Abgangsklemme geführten Strompfad. Das elektrische Schaltgerät umfasst ferner eine Mikrorelais-Anordnung, welche wenigstens eine durch ein bewegliches und wenigstens ein festes Kontaktstück gebildete Kontaktstelle sowie einen mit dem beweglichen Kontaktstück zusammenwirkenden Mikrorelais-Antrieb umfasst. Dabei wirkt der Mikrorelais-Antrieb beim Erkennen einer vorgebbaren Abschaltbedingung öffnend auf das bewegliche Kontaktstück ein.Finally, that describes DE 10 2008 005 815 A1 an electrical switching device with a guided in an insulating material between a supply and an output terminal current path. The electrical switching device further comprises a micro-relay arrangement which comprises at least one contact point formed by a movable and at least one fixed contact piece and a micro-relay drive cooperating with the movable contact piece. In this case, the micro-relay drive acts upon detection of a predetermined Abschaltbedingung opening on the movable contact piece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutzschalter der eingangs genannten Art breitzustellen, welcher eine flexiblere Anordnung ermöglicht und welcher zuverlässiger betrieben werden kann.The invention has for its object to provide a circuit breaker of the type mentioned above, which allows a more flexible arrangement and which can be operated reliably.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schutzschalter gemäß Anspruch 1 und ein Auslöseverfahren gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention, this object is achieved by a circuit breaker according to claim 1 and a tripping method according to claim 8. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.

Gemäß Anspruch 1 ist die Schaltmechanik mit einem Sendeelement gekoppelt, welches einen Teil der mechanischen Energie der Schaltmechanik zur Generierung eines spezifischen Funksignals nutzt. Die Schaltmechanik ist somit nur an das Sendeelement gekoppelt, wodurch gegenüber bekannten Schutzschaltern eine Platzersparnis gegeben ist. Eine eigene Energieversorgung für das Sendeelement entfällt, weil die ohnedies vorhandene mechanische Energie der Schaltmechanik durch kurzzeitige Umwandlung in elektrische Versorgungsenergie des Sendeelements genutzt wird. Erfindungsgemäß wird die Möglichkeit geschaffen, dass das spezifische Funksignal von mehreren Empfangsstationen empfangen und weiterverarbeitet wird. Es besteht dabei keine Notwendigkeit, diese Empfangsstationen unmittelbar neben der Schaltmechanik anzuordnen, wodurch eine flexiblere Anordnung des Schutzschalters innerhalb einer Anlage ausführbar ist. According to claim 1, the switching mechanism is coupled to a transmitting element, which uses a portion of the mechanical energy of the switching mechanism for generating a specific radio signal. The switching mechanism is thus coupled only to the transmitting element, which saves space over known circuit breakers. A separate power supply for the transmitting element is eliminated because the already existing mechanical energy of the switching mechanism is used by short-term conversion into electrical supply energy of the transmitting element. According to the invention, the possibility is created that the specific radio signal is received by several receiving stations and further processed. There is no need to arrange these receiving stations immediately adjacent to the switching mechanism, whereby a more flexible arrangement of the circuit breaker is executable within a system.

Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Sendeelement einen Kondensator umfasst, welcher zwischen einen Energiewandler und eine Funkeinheit geschaltet ist und das Sendeelement das Funksignal mehrmals zufällig zeitversetzt wiederholt ausgesendet. Der Kondensator dient somit als Zwischenspeicher, welcher die Funkeinheit über einen kurzen Spannungsimpuls des Energiewandlers hinaus mit elektrischer Energie versorgt. Zudem kann bei mehreren Sendeelementen eines Schutzschalters oder mehrerer Schutzschalter innerhalb eines Funkbereichs die Kollisionswahrscheinlichkeit verringert werden.Furthermore, it is provided according to the invention that the transmitting element comprises a capacitor which is connected between an energy converter and a radio unit and the transmitting element repeatedly emits the radio signal repeatedly at different times. The capacitor thus serves as a buffer which supplies the radio unit with electrical energy over a short voltage pulse of the energy converter. In addition, with multiple transmission elements of a circuit breaker or multiple circuit breakers within a radio range, the probability of collision can be reduced.

In einer weiterentwickelten Ausprägung ist vorgesehen, dass der Schutzschalter eine Hilfsauslösevorrichtung umfasst, welche mit einem weiteren Sendeelement gekoppelt ist und in Abhängigkeit eines Betriebsparameters die Schaltmechanik auslöst. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Überstrombegrenzungseinheit und/oder eine Unterspannungsbegrenzungseinheit. Eine solche Hilfsauslösevorrichtung kann entweder zur Gänze in einem Schutzschalter integriert oder als optionale Erweiterung mit einer Grundausführung des Schutzschalters verbindbar sein. Es besteht auch die Möglichkeit, nur einzelne Komponenten einer Hilfsauslösevorrichtung als Teile des Schutzschalters auszuführen und andere Komponenten (z. B. Notausschalter) extern zu positionieren.In a further developed embodiment, it is provided that the circuit breaker comprises an auxiliary tripping device which is coupled to a further transmitting element and triggers the switching mechanism as a function of an operating parameter. These are, for example, an overcurrent limiting unit and / or an undervoltage limiting unit. Such an auxiliary tripping device can be integrated either entirely in a circuit breaker or connectable as an optional extension with a basic version of the circuit breaker. It is also possible to execute only individual components of an auxiliary tripping device as parts of the circuit breaker and to externally position other components (eg emergency stop switch).

Das an eine Hilfsauslösevorrichtung gekoppelte weitere Sendeelement nutzt ebenfalls einen Teil der mechanischen Energie der Schaltmechanik zur Generierung eines spezifischen Funksignals. Mittels geeigneter Empfangsstationen ist es somit möglich, ein durch eine Hilfsauslösevorrichtung hervorgerufenes Auslöseereignis auszuwerten.The coupled to an auxiliary tripping device further transmitting element also uses a portion of the mechanical energy of the switching mechanism for generating a specific radio signal. By means of suitable receiving stations, it is thus possible to evaluate a triggering event caused by an auxiliary tripping device.

Vorteilhaft ist es, wenn das jeweilige Sendeelement einen piezoelektrischen Energiewandler umfasst. Piezoelektrische Energiewandler weisen eine geringe Baugröße auf und liefern ausreichend elektrische Energie, um kurzzeitig eine Funkeinheit zur Generierung eines Funksignals zu versorgen. Zudem sind sie in einfacher Weise mechanisch mit der Schaltmechanik koppelbar.It is advantageous if the respective transmitting element comprises a piezoelectric energy converter. Piezoelectric energy converters have a small size and provide sufficient electrical energy to briefly supply a radio unit for generating a radio signal. In addition, they are mechanically coupled with the switching mechanism in a simple manner.

In einer Ausprägung der Erfindung umfasst der Schutzschalter wenigstens eine Hilfseinrichtung, welche zum Empfang des Funksignals eingerichtet ist. Ein derart aufgebauter Schutzschalter verfügt auch ohne externe Empfangsstationen über Signalisierungs- bzw. Hilfsschaltfunktionen. Die Anordnung der Hilfseinrichtung innerhalb des Schutzschaltergehäuses ist dabei flexibel, weil keine mechanische Kopplung mit der Schaltmechanik gegeben ist. Die Hilfseinrichtung ist entweder als fixer Bestandteil des Schutzschalters ausgeführt oder als optionale Zusatzeinrichtung mit einer Grundausführung des Schutzschalters verbindbar.In one embodiment of the invention, the circuit breaker comprises at least one auxiliary device which is set up to receive the radio signal. Such a built-breaker has even without external receiving stations via signaling or auxiliary switching functions. The arrangement of the auxiliary device within the circuit breaker housing is flexible because no mechanical coupling with the switching mechanism is given. The auxiliary device is either designed as a fixed part of the circuit breaker or connectable as an optional accessory with a basic version of the circuit breaker.

Dabei wird beispielsweise mittels der Hilfseinrichtung ein zusätzlicher Verbraucher ein- oder ausgeschaltet. Es können auf diese Weise auch leistungsstarke Verbraucher innerhalb einer Anlage ein oder ausgeschaltet werden. Zum Beispiel führt dann ein Auslösevorgang des Schutzschalters eines Anlagenteils zum Abschalten weiterer Anlagenteile.In this case, for example, by means of the auxiliary device, an additional consumer switched on or off. It can be turned on or off in this way even high-performance consumers within a system. For example, then a tripping operation of the circuit breaker of a system part leads to shutdown of other system components.

Eine weitere Variante bildet eine Hilfseinrichtung, mittels der ein Auslösen und/oder ein Schaltzustand des Schutzschalters signalisiert wird. Eine solche Hilfseinrichtung empfängt das spezifische Funksignal des jeweiligen Sendeelements und aktiviert beispielsweise eine Signallampe oder einen akustischen Signalgeber. Dabei wird entweder angezeigt, dass ein Auslösevorgang stattgefunden hat oder es wird laufend der Schaltzustand des Schutzschalters gemeldet. Innerhalb einer komplexen Anlage ist zur Verarbeitung eines empfangenen spezifischen Funksignals optional eine zentrale Kommunikationseinheit vorgesehen.A further variant forms an auxiliary device, by means of which a triggering and / or a switching state of the circuit breaker is signaled. Such an auxiliary device receives the specific radio signal of the respective transmitting element and activates, for example, a signal lamp or an acoustic signal generator. It is either indicated that a trip has taken place or it is continuously reported the switching state of the circuit breaker. Within a complex system, a central communication unit is optionally provided for processing a received specific radio signal.

Günstigerweise umfasst die Hilfseinrichtung einen Schalter, welcher bei einem Auslösen oder beim Einschalten des Schutzschalters Kontakte verbindet und/oder verbundene Kontakte löst. Dieser Hilfsschalter ist dabei auch zum Schalten höher Ströme im Bereich einiger Ampere ausgelegt.Conveniently, the auxiliary device comprises a switch, which connects at a triggering or when switching on the circuit breaker contacts and / or triggers connected contacts. This auxiliary switch is also designed to switch higher currents in the range of a few amps.

Das erfindungsgemäße Auslöseverfahren sieht vor, dass mittels einer Auslöseeinrichtung infolge eines Auslöseereignisses die Schaltmechanik des Schutzschalters aktiviert wird, dass ein Teil der mechanischen Energie der Schaltmechanik in elektrische Energie umgewandelt wird, dass mittels dieser elektrischen Energie ein spezifisches Funksignal generiert wird und dass das Funksignal mittels des Sendeelements mehrmals zufällig zeitversetzt wiederholt ausgesendet wird. Dieses einfache Verfahren nutzt die genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Schutzschalters.The tripping method according to the invention provides that the switching mechanism of the circuit breaker is activated by means of a tripping device as a result of a tripping event, that a part of the mechanical energy of the switching mechanism is converted into electrical energy, that a specific radio signal is generated by means of this electrical energy and that the radio signal by means of Sending element repeatedly randomly time-delayed sent out. This simple method uses the mentioned advantages of the circuit breaker according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung ein Blocksschaltbild einer vorteilhaften Ausprägung des Schutzschalters.The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying figure. This shows a schematic representation of a block diagram of an advantageous embodiment of the circuit breaker.

Zentrale Bestandteile des Schutzschalters B sind die Schutzkontakte mit der Schaltmechanik M. Die beispielhafte Ausführung verfügt über drei Schutzkontakte zum gleichzeitigen Schalten eines Starkstromanschlusses. Dabei sind drei Hauptanschlüsse 1, 3, 5 mit einem Verbraucherkreis und drei weitere Hauptanschlüsse 2, 4, 6 mit den leitenden Phasen eines Stromnetzes verbunden.Central components of the circuit breaker B are the protective contacts with the switching mechanism M. The exemplary embodiment has three protective contacts for simultaneous switching of a power connection. There are three main connections 1 . 3 . 5 with one consumer circuit and three additional main connections 2 . 4 . 6 connected to the conducting phases of a power grid.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch für andere Arten von Lasttrennern, Trennern, Schaltern und Schutzschaltern inklusive sogenannter Miniature Circuit Breaker (MCB) und ebenso für ein- oder vierphasige Geräte vorgesehen.Of course, the invention is also intended for other types of load disconnectors, disconnectors, switches and circuit breakers including so-called Miniature Circuit Breaker (MCB) and also for single- or four-phase devices.

Die Schaltmechanik ist mechanisch mit einem ersten Sendeelement S1 verbunden. Dabei ist in der Regel eine Testtaste TEST vorgesehen, welche über einen Freischaltmechanismus V mit der Schaltmechanik M und dem Sendeelement S1 verbunden ist. Dieses umfasst zum Beispiel einen piezoelektrischen Energiewandler, einen Kondensator als Zwischenspeicher und eine Funkeinheit zur Generierung eines spezifischen Funksignals. Die mechanische Kopplung eines piezoelektrischen Energiewandlers mit der Schaltmechanik M erfolgt zum Beispiel in der Weise, dass ein während eines Schaltvorgangs bewegter Teil einen gefederten Vorsatz aufweist, welcher auf ein piezoelektrisches Element des Energiewandlers schlägt.The switching mechanism is mechanically connected to a first transmitting element S1. In this case, a test button TEST is usually provided, which is connected via a release mechanism V with the switching mechanism M and the transmitting element S1. This includes, for example, a piezoelectric energy converter, a capacitor as a buffer and a radio unit for generating a specific radio signal. The mechanical coupling of a piezoelectric energy converter with the switching mechanism M takes place, for example, in such a way that a moving during a switching operation part has a sprung header, which strikes a piezoelectric element of the energy converter.

Eine Funkeinheit besteht beispielsweise aus einem Mikroprozessor, einem Hochfrequenzsender und gegebenenfalls einem Sensorelement zur Detektierung einer Schaltstellung der Schaltmechanik M. Im Falle einer Betätigung der Schaltmechanik M erzeugt der piezoelektrische Energiewandler elektrische Energie (ca. 50 Mikrojoule), mittels der der Mikroprozessor und der Hochfrequenzsender für einige wenige tausendstel Sekunden aktiviert werden. Der Hochfrequenzsender sendet ein digitales Datentelegramm, das eine Identifikationsnummer des Schutzschalters B umfasst. Sind innerhalb eines Schutzschalters B mehrere Sendeelemente S1, S2, S3 angeordnet, so enthält die Identifikationsnummer auch Angaben über das einzelne Sendeelement S1 bzw. S2 bzw. S3.A radio unit consists for example of a microprocessor, a high-frequency transmitter and optionally a sensor element for detecting a switching position of the switching mechanism M. In the case of actuation of the switching mechanism M, the piezoelectric energy converter generates electrical energy (about 50 microjoules), by means of the microprocessor and the high-frequency transmitter for be activated a few thousandths of a second. The radio frequency transmitter transmits a digital data telegram comprising an identification number of the circuit breaker B. If a plurality of transmission elements S1, S2, S3 are arranged within a circuit breaker B, then the identification number also contains information about the individual transmission element S1 or S2 or S3.

Im einfachsten Fall wird mittels des Sendeelements S1 eine Betätigung der Schaltmechanik M angezeigt. Umfasst das Sendeelement S1 auch ein Sensorelement, dann liefert dieses dem Mikroprozessor eine zusätzliche Information, beispielsweise die Schaltstellung der Schaltmechanik M. Das digitale Datentelegramm beinhaltet dann auch diese Information. Das Sendeelement S1 kann dabei auch zum Versenden mehrerer unterschiedlicher Funksignale bzw. Datentelegramme eingerichtet sein, um unterschiedliche Informationen weiterzuleiten.In the simplest case, an actuation of the switching mechanism M is displayed by means of the transmitting element S1. If the transmitting element S1 also includes a sensor element, then this supplies the microprocessor with additional information, for example the switching position of the switching mechanism M. The digital data telegram then also contains this information. The transmitting element S1 can also be set up to send a plurality of different radio signals or data telegrams in order to forward different information.

Zudem wird ein Datentelegramm mehrmals zufällig zeitversetzt wiederholt ausgesendet, um bei mehreren Sendeelementen S1, S2, S3 eines Schutzschalters B oder mehrerer Schutzschalter B innerhalb eines Funkbereichs die Kollisionswahrscheinlichkeit zu verringern. Diese Kollisionswahrscheinlichkeit ist schon deshalb gering, weil jedes Funktelegramm sehr kurz ist (unter einer Millisekunde), sodass innerhalb des Empfangsradius Hunderte von Sendeelementen S1, S2, S3 gleichzeitig arbeiten können.In addition, a data telegram is repeatedly transmitted at random time-delayed repeatedly in order to reduce the collision probability in the case of several transmission elements S1, S2, S3 of a circuit breaker B or of a plurality of circuit breaker B within a radio range. This collision probability is already low because each radio telegram is very short (less than a millisecond), so that hundreds of transmission elements S1, S2, S3 can work simultaneously within the reception radius.

Das Funksignal verwendet beispielsweise das in Europa lizenzfreie 868 MHz-Frequenzband oder das freien 2,4 GHz-ISM-Band, wobei als möglicher Funkstandard beispielsweise jener der Firma EnOcean oder ZigBee zur Anwendung kommt.The radio signal uses, for example, the 868 MHz frequency band or the free 2.4 GHz ISM band in Europe, with the radio standard used being, for example, that of EnOcean or ZigBee.

Zwischen den mit dem Stromnetz verbundenen Hauptanschlüssen 2, 4, 6 und den Schutzkontakten ist eine Überstrombegrenzungseinheit N angeordnet. Diese überwacht den Strom durch die drei leitenden Phasen und trennt bei Bedarf die Schutzkontakte der Schaltmechanik M. Der Auslösemechanismus der Überstrombegrenzungseinheit N ist dabei mechanisch mit der Schaltmechanik M und gegebenenfalls mit einer Inspektionstaste INSP verbunden. Zudem besteht eine mechanische Kopplung mit einer zweiten Sendeeinheit S2, die in gleicher Weise wie die erste Sendeeinheit S1 aufgebaut ist.Between the main terminals connected to the mains 2 . 4 . 6 and the protective contacts an overcurrent limiting unit N is arranged. This monitors the current through the three conductive phases and disconnects, if necessary, the protective contacts of the switching mechanism M. The trigger mechanism of the overcurrent limiting unit N is mechanically connected to the switching mechanism M and optionally with an inspection button INSP. In addition, there is a mechanical coupling with a second transmitting unit S2, which is constructed in the same way as the first transmitting unit S1.

Als weitere Hilfsauslöseeinrichtung ist eine Unterspannungsbegrenzungseinheit U vorgesehen, welche mechanisch mit der Schaltmechanik M und einem dritten Sendeelement S3 gekoppelt ist. Über zwei Anschlüsse A1, A2 ist die Unterspannungsbegrenzungseinheit U mit einer zu überwachenden Spannung verbunden. Wird diese Spannung zu gering, löst die Unterspannungsbegrenzungseinheit U die Schaltmechanik M aus. Das dritte Sendeelement S3 wird dabei aktiviert, wobei ein entsprechendes Datentelegramm abgesendet wird.As a further auxiliary tripping device, an undervoltage limiting unit U is provided, which is mechanically coupled to the switching mechanism M and a third transmitting element S3. Via two terminals A1, A2, the undervoltage limiting unit U is connected to a voltage to be monitored. If this voltage is too low, the undervoltage limiting unit U triggers the switching mechanism M. The third transmitting element S3 is activated, with a corresponding data telegram being sent.

Zum Empfang eines von einem Sendeelement S1, S2, S3 abgesendeten Datentelegramms sind entweder interne Hilfseinrichtungen R1, R2 oder externe Empfangsstationen mit entsprechenden Hilfseinrichtungen R3, R4 vorgesehen. Beispielsweise ist eine Hilfseinrichtung R1 angeordnet, die zwei Anschlüsse 1.1, 1.2 trennt, sobald ein entsprechendes Datentelegramm empfangen wird. Eine andere Hilfseinrichtung R2 ist derart eingerichtet, dass bei Empfang eines entsprechenden Datentelegramms mittels eines Wechselschalters ein erster Anschluss 2.1 entweder an einen zweiten 2.2 oder an einen dritten Anschluss 2.3 geschaltet wird. Eine derartige Hilfseinrichtung R2 ist in einfacher Weise dazu geeignet, durch den Anschluss zweier Signalgeber, die entsprechend umgeschaltet werden, die Schaltstellung des Schutzschalters B anzuzeigen.To receive a data telegram sent by a transmitting element S1, S2, S3, either internal auxiliary devices R1, R2 or external receiving stations with corresponding auxiliary devices R3, R4 are provided. For example, an auxiliary device R1 is arranged, which has two connections 1.1 . 1.2 disconnects as soon as a corresponding data telegram is received. Another auxiliary device R2 is set up such that upon receipt of a corresponding data telegram by means of a changeover switch, a first connection 2.1 either to a second 2.2 or to a third port 2.3 is switched. Such an auxiliary device R2 is suitable in a simple manner to indicate the switching position of the circuit breaker B by the connection of two signal generators, which are switched accordingly.

Externe Hilfseinrichtungen R3, R4 sind ebenfalls dazu geeignet, Anschlüsse 3.1, 3.2 zu verbinden bzw. zu trennen oder einen ersten Anschluss 4.1 alternierend an einen zweiten 4.2 und einen dritten Anschluss 4.3 zu schalten.External auxiliaries R3, R4 are also suitable for connections 3.1 . 3.2 to connect or disconnect or a first connection 4.1 alternately to a second 4.2 and a third connection 4.3 to switch.

Jede Hilfseinrichtung R1, R2, R3, R4 umfasst eine Antenne und Auswerteeinrichtungen zum Empfang eines spezifischen Funksignals, das in Form eines Datentelegramms von einem Sendeelement S1, S2, S3 gesendet wird. Über die Identifikationsnummer eines Datentelegramms wird der jeweiligen Hilfseinrichtung R1, R2, R3, R4 mitgeteilt, von welchem Sendeelement S1, S2, S3 das Funksignal stammt. Abhängig von der Information eines Datentelegramms führt die jeweilige Hilfseinrichtung R1, R2, R3, R4 einen entsprechenden Schaltvorgang aus.Each auxiliary device R1, R2, R3, R4 comprises an antenna and evaluation devices for receiving a specific radio signal, which is transmitted in the form of a data telegram from a transmitting element S1, S2, S3. The identification number of a data telegram informs the respective auxiliary device R1, R2, R3, R4 of which transmission element S1, S2, S3 the radio signal originated. Depending on the information of a data telegram, the respective auxiliary device R1, R2, R3, R4 executes a corresponding switching operation.

Günstigerweise ist eine interne Hilfseinrichtung R1, R2 neben der Auslöseeinrichtung des Schutzschalters B angeordnet, da die Auslöseeinrichtung in der Regel eine Schnittstelle zur Datenkommunikation aufweist. Diese Schnittstelle wird dabei auch von der jeweiligen internen Hilfseinrichtung R1, R2 zur Statusmeldung genutzt.Conveniently, an internal auxiliary device R1, R2 arranged in addition to the triggering device of the circuit breaker B, since the triggering device usually has an interface for data communication. This interface is also used by the respective internal auxiliary device R1, R2 for status message.

Für die Zuordnung eines Sendeelements S1, S2, S3 zu einer Hilfseinrichtung R1, R2, R3, R4 ist eine Konfigurationseinheit vorgesehen. Dabei wird beispielsweise der jeweiligen Hilfseinrichtung R1, R2, R3, R4 über geeignete Schnittstellen mitgeteilt, welches Funksignal von welchem Sendeelement S1, S2, S3 welche Schalt- bzw. Meldeaktion bewirken soll.For the assignment of a transmitting element S1, S2, S3 to an auxiliary device R1, R2, R3, R4, a configuration unit is provided. In this case, for example, the respective auxiliary device R1, R2, R3, R4 informed via suitable interfaces, which radio signal from which transmitting element S1, S2, S3 which switching or alert action is to effect.

Claims (8)

Schutzschalter (B) mit einer Schaltmechanik (M) zum selbsttätigen Abschalten elektrischer Stromkreise oder einzelner Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmechanik (M) mit einem Sendeelement (S1, S2, S3) gekoppelt ist, welches einen Teil der mechanischen Energie der Schaltmechanik (M) zur Generierung eines spezifischen Funksignals nutzt, das Sendeelement (S1) einen Kondensator umfasst, welcher zwischen einen Energiewandler und eine Funkeinheit geschaltet ist und das Sendeelement (S1) das Funksignal mehrmals zufällig zeitversetzt wiederholt ausgesendet.A circuit breaker (B) with a switching mechanism (M) for automatic disconnection of electrical circuits or to individual consumers, characterized in that the switching mechanism (M) with a transmitter element (S1, S2, S3) is coupled, which (a part of the mechanical energy of the switching mechanism M) for generating a specific radio signal uses, the transmitting element (S1) comprises a capacitor which is connected between an energy converter and a radio unit and the transmitting element (S1) the radio signal repeatedly out of time repeatedly transmitted. Schutzschalter (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzschalter (B) eine Hilfsauslösevorrichtung (N, U) umfasst, welche mit einem weiteren Sendeelement (S2, S3) gekoppelt ist und in Abhängigkeit eines Betriebsparameters die Schaltmechanik (M) auslöst.Circuit breaker (B) according to claim 1, characterized in that the circuit breaker (B) comprises an auxiliary tripping device (N, U), which is coupled to a further transmitting element (S2, S3) and triggers the switching mechanism (M) as a function of an operating parameter. Schutzschalter (B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Sendeelement (S1, S2, S3) einen piezoelektrischen Energiewandler umfasst.Circuit breaker (B) according to claim 1 or 2, characterized in that the respective transmitting element (S1, S2, S3) comprises a piezoelectric energy converter. Schutzschalter (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzschalter (B) wenigstens eine Hilfseinrichtung (R1, R2, R3, R4) umfasst, welche zum Empfang des Funksignals eingerichtet ist.Circuit breaker (B) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circuit breaker (B) comprises at least one auxiliary device (R1, R2, R3, R4), which is adapted to receive the radio signal. Schutzschalter (B) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Hilfseinrichtung (R1, R2, R3, R4) ein zusätzlicher Verbraucher ein- oder ausgeschaltet wird.Circuit breaker (B) according to claim 4, characterized in that by means of the auxiliary device (R1, R2, R3, R4) an additional consumer is switched on or off. Schutzschalter (B) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Hilfseinrichtung (R1, R2, R3, R4) ein Auslösen und/oder ein Schaltzustand des Schutzschalters (B) signalisiert wird.Circuit breaker (B) according to claim 4, characterized in that by means of the auxiliary device (R1, R2, R3, R4) a triggering and / or a switching state of the circuit breaker (B) is signaled. Schutzschalter (B) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfseinrichtung (R1, R2, R3, R4) einen Schalter umfasst, welcher bei einem Auslösen oder beim Einschalten des Schutzschalters (B) Kontakte verbindet und/oder verbundene Kontakte löst.Circuit breaker (B) according to claim 5 or 6, characterized in that the auxiliary device (R1, R2, R3, R4) comprises a switch which connects at a triggering or switching on the circuit breaker (B) contacts and / or triggers connected contacts. Auslöseverfahren eines Schutzschalters (B) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Auslöseeinrichtung infolge eines Auslöseereignisses die Schaltmechanik (M) des Schutzschalters (B) aktiviert wird, dass ein Teil der mechanischen Energie der Schaltmechanik (M) in elektrische Energie umgewandelt wird und dass mittels dieser elektrischen Energie ein spezifisches Funksignal generiert wird und das Funksignal mittels des Sendeelements (S1) mehrmals zufällig zeitversetzt wiederholt ausgesendet wird.Tripping method of a circuit breaker (B) according to one of claims 1 to 7, characterized in that by means of a tripping device as a result of a tripping event, the switching mechanism (M) of the circuit breaker (B) is activated, that a part of the mechanical energy of the switching mechanism (M) in electrical Energy is converted and that by means of this electrical energy, a specific radio signal is generated and the radio signal by means of the transmitting element (S1) is repeatedly transmitted at random time-delayed repeated.
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