DE102010047077B3 - Device for safe disconnection of photovoltaic plant, has pressure chamber opened under certain environmental conditions in building such that pressure value of print medium is fallen below and short circuit switch is changed into idle state - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sicheren Abschaltung eines lokalen Stromerzeugers mit einer Schutzeinrichtung, die den Stromerzeuger in einen sicheren Arbeitspunkt schaltet, der keine weitere Energieabgabe des Stromerzeugers mehr ermöglicht, wobei der Stromerzeuger solange im sicheren Arbeitspunkt verbleibt, bis es durch Eingriff an der Schutzeinrichtung wieder aktiviert wird, wobei die Schutzeinrichtung zumindest einen Kurzschlussschalter umfasst, der den Stromerzeuger kurzschließt, der Kurzschlussschalter als Öffner ausgestaltet ist, dessen Schaltkontakte (B, C) in dem Ruhezustand geschlossen und in dem Arbeitszustand geöffnet sind und der Kurzschlussschalter Betätigungsmittel (A) aufweist, die den Kurzschlussschalter in dem Arbeitszustand halten und der Stromerzeuger an und/oder in einem Gebäude angeordnet ist.The present invention relates to a device for safe shutdown of a local power generator with a protective device that switches the power generator in a safe operating point that allows no further energy output of the generator, the generator remains as long as the safe operating point until it is engaged by the protection device is activated again, wherein the protective device comprises at least one short-circuiting switch which shorts the power generator, the short-circuiting switch is designed as a normally closed contact whose switching contacts (B, C) are closed in the idle state and open in the working state and the short-circuiting switch actuating means (A), holding the shorting switch in the working state and the power generator is arranged on and / or in a building.
Lokale Stromerzeuger, wie insbesondere elektrische Generatoren, Batterien oder Photovoltaikanlagen stellen auch bei fachgerechter Ausführung unter bestimmten Bedingungen eine erhebliche Gefahrenquelle für Personen, Gebäude und Sachwerte dar. Insbesondere bei Katastrophen, wie Feuer, Erdbeben, Überschwemmungen, etc. können Personen mit hohen Spannungen derartiger Stromerzeuger in Berührung kommen, Lichtbögen können (weitere) Brandherde auslösen oder Gasexplosionen verursachen.Local power generators, such as in particular electric generators, batteries or photovoltaic systems represent a significant source of danger to persons, buildings and property even when properly performed under certain conditions. Especially in disasters such as fire, earthquakes, floods, etc. people with high voltages such power generator Arcs can cause (further) fires or cause gas explosions.
Aus der
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Aus der
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, eine betriebssichere Vorrichtung zur sicheren Abschaltung eines lokalen Stromerzeugers zu schaffen, die unabhängig von der Funktionstüchtigkeit etwa erforderlicher elektrischer Hilfsenergie und unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen in dem Gebäude den lokalen Stromerzeuger abschaltet.Based on this prior art, the invention is therefore based on the object to provide a reliable device for safe shutdown of a local power generator, which shuts off the local power generator regardless of the functionality of about required auxiliary electrical energy and taking into account the environmental conditions in the building.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 3 gelöst. Die Schutzeinrichtung umfasst zumindest einen Kurzschlussschalter, der den Stromerzeuger kurzschließt, der Kurzschlussschalter als Öffner ausgestaltet ist, dessen Schaltkontakte in dem Ruhezustand geschlossen und in dem Arbeitszustand geöffnet sind und der Kurzschlussschalter Betätigungsmittel aufweist, die den Kurzschlussschalter in dem Arbeitszustand halten.This object is achieved by a device having the features of
Der sichere Arbeitspunkt wird durch den Kurzschlussschalter erreicht, der den Stromerzeuger kurzschließt. Der Kurzschlussschalter ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Stromerzeugers an dessen Anschlussklemmen angeschlossen. Der Kurzschlussschalter verfügt über eine ausreichende Stromtragfähigkeit, um
- a) den Kurzschlussstrom dauerhaft zu tragen, beispielsweise bei einer Photovoltaikanlage,
- b) einen Generator mit einem Antrieb durch eine Verbrennungsmaschine zum Stillstand zu bringen oder
- c) die Sicherung einer Batterie auszulösen.
- a) to carry the short-circuit current permanently, for example in a photovoltaic system,
- b) to bring a generator to a drive by an internal combustion engine to a halt or
- c) trigger the fuse of a battery.
Die Eigensicherheit der Schutzeinrichtung wird dadurch bewirkt, dass der Kurzschlussschalter als Öffner ausgestaltet ist, dessen Schaltkontakte im Ruhezustand geschlossen und in dem Arbeitszustand geöffnet sind. Um den Kurzschlussschalter in seinem Arbeitszustand, insbesondere gegen die Kraft eines Rückstellelementes, geöffnet zu halten, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung die Betätigungsmittel auf. Die Betätigungsmittel können pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder elektromechanisch auf den Kurzschlussschalter wirken.The intrinsic safety of the protective device is caused by the fact that the short-circuit switch is designed as a normally closed, whose Switch contacts are closed in idle state and open in the working state. In order to keep the short-circuiting switch in its working state, in particular against the force of a restoring element, the device according to the invention has the actuating means. The actuating means may act pneumatically, hydraulically, mechanically or electromechanically on the shorting switch.
Bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung wird der Kurzschlussschalter mit Hilfe der Betätigungsmittel in den Arbeitszustand gebracht und damit aktiviert. Die Auslösung des Kurzschlussschalters und damit dessen Rückkehr in den geschlossenen Ruhezustand erfolgt durch die Betätigungsmittel.When commissioning the device, the short-circuit switch is brought by means of the actuating means in the working state and thus activated. The triggering of the short-circuit switch and thus its return to the closed state of rest is carried out by the actuating means.
Sofern die Betätigungsmittel ein in einem Druckraum wirksames Druckmedium umfassen, das bei Überschreiten eines Sollwertes des Druckmediums in dem Druckraum den Kurzschlussschalter in dem Arbeitszustand hält, erfolgt dessen Auslösung bei einem Abfall des Drucks in dem Druckraum, der durch einen Druckabfall in den Druckraum in Folge geänderter Umgebungsbedingungen hervorgerufen wird. Weite Teile des Druckraums, insbesondere in Form von Druckleitungen, erstrecken sich von dem Stromerzeuger weg in das Gebäude hinein.If the actuating means comprise an effective in a pressure chamber pressure medium that holds the short-circuit switch in the working state when a set value of the pressure medium in the pressure chamber, its release occurs at a drop in pressure in the pressure chamber, which is changed by a pressure drop in the pressure chamber in a row Environmental conditions is caused. Large parts of the pressure chamber, in particular in the form of pressure lines, extend away from the power generator into the building.
Die sich in das Gebäude erstreckenden Teile des Druckraums weisen Druckablassöffnungen auf, die unter bestimmten Umgebungsbedingungen, wie Feuer oder Überschwemmung den Druckraum an den Druckablassöffnungen öffnen, so dass der Solldruckwert in dem Druckraum unterschritten wird und der Kurzschlussschalter in den Ruhezustand wechselt und damit den Stromerzeuger kurzschließt. Die Druckablassöffnung kann beispielsweise ein von einer Thermophiole gesteuertes Auslassventil sein. Durch die bei einem Brand entstehende Hitze bricht die Thermophiole, das Auslassventil öffnet und es kommt zu einem Druckabfall in dem Druckraum. In Folge dessen gelangt der Kurzschlussschalter in den Ruhezustand und schließt den Stromerzeuger kurz.The parts of the pressure chamber extending into the building have pressure discharge openings which, under certain environmental conditions, such as fire or flooding, open the pressure space at the pressure release openings, so that the set pressure value in the pressure space is undershot and the short-circuit switch changes to the idle state, thus short-circuiting the power generator , The pressure release opening may be, for example, an outlet valve controlled by a thermophile. Due to the heat generated in a fire breaks the thermophile, the exhaust valve opens and there is a pressure drop in the pressure chamber. As a result, the short-circuit switch enters the idle state and short-circuit the power generator.
Ein elektromechanisches Betätigungsmittel für den Kurzschlussschalter umfasst einen Elektromagneten, der bei stromdurchflossener Spule den Kurzschlussschalter im Arbeitszustand hält. Die Leitungen zu einer Spannungsversorgung der Spule des Elektromagneten erstrecken sich von dem Stromerzeuger weg in das Gebäude hinein. Unter bestimmten Umgebungsbedingungen in dem Gebäude wird der Stromfluss von der Spannungsversorgung zu der Spule unterbrochen, so dass der Kurzschlussschalter in den Ruhezustand wechselt und den Stromerzeuger kurzschließt. Fällt die Spannungsversorgung der Spule des Elektromagneten beispielsweise in Folge eines Brandes aus, wird der Stromerzeuger in dem Gebäude sicher abgeschaltet. Als Unterbrecher in den Leitungen zu der Spannungsversorgung der Spule können Sensoren, wie beispielsweise ein Rauch-, Wasser- oder Gassensor angeordnet sein, der die Spannungsversorgung der Spule des Elektromagneten unterbricht. Obwohl dieses Betätigungsmittel eine Hilfsenergie benötigt, ist es gleichwohl eigensicher, da bei Wegfall der Hilfsenergie der Kurzschlussschalter in die Ruhestellung geht und damit den Stromerzeuger kurzschließt.An electromechanical actuating device for the short-circuiting switch comprises an electromagnet, which keeps the short-circuiting switch in working condition when the coil is current-carrying. The leads to a voltage supply of the coil of the electromagnet extend away from the power generator into the building. Under certain environmental conditions in the building, the flow of current from the power supply to the coil is interrupted so that the short-circuit switch goes to sleep and shorts the power generator. If the voltage supply to the coil of the electromagnet fails, for example as a result of a fire, the power generator in the building is switched off safely. As a breaker in the lines to the power supply of the coil sensors, such as a smoke, water or gas sensor may be arranged which interrupts the power supply to the coil of the electromagnet. Although this actuator requires an auxiliary power, it is nevertheless intrinsically safe, since when the auxiliary power is removed, the short-circuit switch goes into the rest position and thus short-circuits the power generator.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der
Die Vorrichtung nach
Der Kurzschlussschalter weist als Betätigungsmittel eine Standard-Thermophiole auf, die beispielsweise zur Auslösung von Sprinkleranlagen oder RWA-Lichtkuppeln zum Rauchabzug verwendet werden. Thermophiolen sind für die unterschiedlichsten Temperaturbereiche erhältlich. Bei Überschreitung der entsprechenden Temperatur platzt die Thermophiole. Durch das Platzen der Thermophiole verliert das Betätigungsmittel für den Kurzschlussschalter seine Wirkung und kann diesen nicht mehr im Arbeitszustand halten. In Folge dessen gelangen die Schaltkontakte B, C des Öffners in den geschlossenen Ruhezustand und schließen über die in
Die vorgenannte Thermophiole kann beispielsweise in Sprinkleranlagen zur Brandbekämpfung integriert werden. Dabei kann bei einer ständig Wasser führenden Sprinkleranlage die Thermophiole durch den in den Wasserleitungen auftretenden Wasserdruck zerstört werden und den erforderlichen Kurzschluss des Stromerzeugers hervorrufen.The aforementioned thermophile can be integrated, for example, in sprinkler systems for fire fighting. It can be destroyed by the occurring in the water pipes water pressure and cause the required short circuit of the generator with a sprinkler system constantly leading water.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach
Hierzu wird die Hubstange (
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