DE102011052449A1

DE102011052449A1 - Stromwandler sowie Lasttrenner mit einem solchen

Info

Publication number: DE102011052449A1
Application number: DE102011052449A
Authority: DE
Inventors: Martin Schröder; Ludger Sandhäger
Original assignee: EFEN GmbH
Current assignee: EFEN GmbH
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-02-07
Also published as: EP2555003A3; EP2555003B1; PL2555003T3; ES2631253T3; EP2555003A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stromwandlersystem mit einem Stromwandler, der einen durch den Stromwandler fließenden Strom erfasst und in eine Messspannung umwandelt, und einer Auswerteelektronik, welche auf Basis der Messspannung zumindest eine der Kenngrößen aus der Gruppe G, die besteht aus I, In, Ist, Imin, ITR, IMAX U, Un, f, fn, PF, ermittelt, wobei I = den Stromwandler durchfließender elektrischer Strom; In = angegebene Referenzstromstärke, für die der Stromwandler ausgelegt wurde; Ist = niedrigster angegebener Wert von I, bei dem der Stromwandler bei Leistungsfaktor Eins eine elektrische Wirkenergie misst; Imin = Wert von I, oberhalb dessen die Abweichung innerhalb der Fehlergrenzen liegt; Itr = Wert von I, oberhalb dessen die Abweichung innerhalb der niedrigsten Fehlergrenzen liegt, die der für das Stromwandlersystem angegebenen Genauigkeitsklasse entsprechen; Imax = Höchstwert von, bei dem die Abweichung innerhalb der Fehlergrenzen liegt; U = an dem Stromwandler anliegende elektrische Spannung; Un = angegebene Bezugsspannung; f = Frequenz der an den Stromwandler anliegenden Spannung; fn = angegebene Bezugsfrequenz; PF = Leistungsfaktor = cosφ = Kosinus der Phasenverschiebung φ zwischen I und U

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft NH-Sicherungslasttrenner oder NH-Sicherungslastschaltleisten mit einem Gehäuse mit einer Bodenfläche und mindestens einem Einspeisekontakt sowie mindestens einem Abgangskontakt.
Solche Spannungs-Hochleistungs-(NH)-Sicherungslasttrenner oder NH-Sicherungslastschaltleisten sind seit langem bekannt und dienen dazu, abgesicherte Abgänge von Sammelschienen bereitzustellen, die unter Last getrennt werden können. Die Einrichtungen weisen im Allgemeinen ein oder mehrere Sicherungsunterteile auf, die im Gehäuse angeordnet sind. Entsprechende Sicherungseinsätze sind beispielsweise an einem Schaltdeckel montiert, sodass bei geschlossenem Schaltdeckel die Sicherungseinsätze in den Sicherungsunterteilen eingesetzt sind und eine Verbindung zwischen den jeweiligen – mit den Sammelschienen verbindbaren – Einspeisekontakten und den Abgangskontakten herstellt. Beim Öffnen des Schaltdeckels werden die Sicherungseinsätze aus den Sicherungsunterteilen gezogen, sodass die Verbindung unterbrochen ist.
Grundsätzlich kann die vorliegende Erfindung auch bei offenen Verteilerleisten eingesetzt werden, bei denen die Sicherungseinsätze mit einem geeigneten Werkzeug aus dem offenen Gehäuse gezogen werden können. Der Begriff NH-Sicherungsschaltleiste soll daher auch die offenen Verteilerleisten umfassen.
Für manche Anwendungszwecke ist eine Messung des Stromflusses über den bereitgestellten Abgang erwünscht. Dazu werden meist Stromwandler eingesetzt. Stromwandler arbeiten wie Transformatoren, d. h. ein durch den Abgangsanschluss (Primärleiter) fließender Wechselstrom induziert in einem vom Stromwandler bereit gestellten Sekundärleiter einen vom Primärkreis galvanisch getrennten Sekundärstrom, der zur Messung des Primärstroms ausgewertet werden kann. Somit erfolgt die Messung berührungslos.
Es sind beispielsweise Aufsteck-Stromwandler bekannt, die einen Primärleiter (beispielsweise in Form eines elektrisch leitfähigen Zylinderteils) und einen diesen umgebenden Sekundärleiter aufweisen. Bei der Montage wird der Stromwandler auf dem Einspeisekontakt montiert, sodass der Primärleiter den Einspeisekontakt kontaktiert und der Primärleiter des Stromwandlers den durch den Einspeisekontakt fließenden Strom aufnimmt.
Den bekannten Stromwandlersystemen ist gemeinsam, dass der Anschluss des Sekundärleiters an entsprechende Auswertungseinrichtungen mühselig ist, da jeder Stromwandler mittels zweier Anschlusskabel angeschlossen werden muss und gleichzeitig eine kurzschlusssichere Verlegung zu gewährleisten ist.
Es ist daher für die eingangs genannten NH-Sicherungslastschaltleisten in der DE 10 2007 051 419 bereits vorgeschlagen worden, an der Unterseite des Gehäuses ein Stromwandlermodul bestehend aus drei unterschiedlichen Stromwandlern, die jeweils mit einem Einspeisekontakt verknüpft sind, bereitzustellen. Doch auch bei dieser Ausführungsform ist bei Bedarf eine entsprechende elektronische Auswertungseinrichtung mit einer Anzeigevorrichtung jeweils mit dem gewünschten Stromwandler zu verbinden. Auswertungseinrichtungen und insbesondere Anzeigevorrichtungen sind teuer und lassen sich nicht in den Schaltschränken montieren, sondern werden nur bei Bedarf mit dem entsprechenden Stromwandler verbunden.
In jedem Fall ist es aber notwendig, dass ein Techniker vor Ort den Stromwandler mit der Auswerte- und Anzeigevorrichtung verbindet, um festzustellen, wie viel Strom über den entsprechenden Abgang abgegriffen wird. Die bekannten Ausführungsformen erlauben auch nur die Anzeige einer einzigen Kenngröße, wie z. B. der erfassten Stromstärke. Die Anzeige von anderen Kenngrößen ist entweder nicht möglich oder nur als Alternative möglich, so dass eine gleichzeitige Überwachung von mehreren Kenngrößen nicht durchgeführt werden kann.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen NH-Sicherungslasttrenner oder eine NH-Sicherungsschaltleiste der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine Ermittlung der relevanten Kenngrößen auf einfache Weise erlaubt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Stromwandlersystem gelöst, mit einem Stromwandler, mit dem der vom Einspeisekontakt zum Abgangskontakt fließenden Strom erfasst werden kann und diesen in eine Messspannung umwandelt, und einer Auswerteelektronik, welche auf Basis der Messspannung zumindest eine der Kenngrößen aus der Gruppe G, die besteht aus I, I_n, I_st, I_min, I_TR, I_MAX, U, U_n, f, f_n, PF, ermittelt, wobei I = den Stromwandler durchfließender elektrischer Strom; I_n = angegebene Referenzstromstärke, für die der Stromwandler ausgelegt wurde; I_st = niedrigster angegebener Wert von I, bei dem der Stromwandler bei Leistungsfaktor Eins eine elektrische Wirkenergie misst; I_min = Wert von I, oberhalb dessen die Abweichung innerhalb der Fehlergrenzen liegt; I_tr = Wert von I, oberhalb dessen die Abweichung innerhalb der niedrigsten Fehlergrenzen liegt, die der für das Stromwandlersystem angegebenen Genauigkeitsklasse entsprechen; I_max = Höchstwert von I, bei dem die Abweichung innerhalb der Fehlergrenzen liegt; U = an dem Stromwandler anliegende elektrische Spannung; U_n = angegebene Bezugsspannung; f = Frequenz der an den Stromwandler anliegenden Spannung; f_n = angegebene Bezugsfrequenz; PF = Leistungsfaktor = cosφ = Kosinus der Phasenverschiebung φ zwischen I und U.
Mit anderen Worten weist das Stromwandlersystem nicht nur den eigentlichen Stromwandler auf, sondern zugleich eine Auswerteelektronik, welche zumindest einer der Kenngrößen aus der Gruppe G bestimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ermittelt die Auswerteelektronik zumindest zwei der Kenngrößen aus der Gruppe G und am besten alle der genannten Kenngrößen.
Das Stromwandlersystem kann vorzugsweise eine Bussystem-Anschlussklemme aufweisen, über die das Stromwandlersystem mit einem Bussystem verbindbar ist, sodass hierüber die ermittelten Kenngrößen übertragen werden können.
Es ist somit möglich, die Sicherungslasttrenner und Sicherungsschaltleiste mit einem Bussystem zu verbinden, sodass über einen ebenfalls mit dem Bus verbundenen Computer, der beispielsweise bei dem Energieversorger angeordnet sein kann und daher nicht unbedingt in der Nähe des Schaltschrankes sein muss, die entsprechenden Kenngrößen ausgelesen werden können. Dadurch können mehrere Kenngrößen gleichzeitig über einen längeren Zeitraum überwacht werden, ohne dass die Anwesenheit eines Technikers vonnöten ist.
Insbesondere dann, wenn mehrere Trenner oder Leisten überwacht werden sollen, ist mit Vorteil jedem NH-Sicherungslasttrenner oder jeder NH-Sicherungsschaltleiste und am besten jedem Abgangskontakt der Sicherungslasttrenner oder Sicherungsschaltleiste eine eigene Identifikationsadresse zugeordnet, sodass an einem entfernten Ort, zum Beispiel bei dem Energieversorger, die Kenngrößen für jeden einzelnen Abgangskontakt leicht erfasst werden können, ohne dass es notwendig ist, dass ein Techniker vor Ort die entsprechende Auswerteelektronik vorübergehend anschließt.
Alternativ oder in Kombination ist es auch möglich, dass das Stromwandlersystem einen Anschluss für eine Anzeigevorrichtung aufweist. Die Anzeigevorrichtung kann dann die entsprechenden Kenngrößen auf einer Anzeige darstellen. Es versteht sich, dass der Anschluss für eine Anzeigevorrichtung nicht nur die ermittelten Kenngrößen übermitteln muss, sondern zudem die Energieversorgung für die Anzeigevorrichtung bereitstellen muss. Dadurch kann bei Bedarf auch ein Techniker vor Ort die gewünschten Kenngrößen auslesen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Stromwandlersystem sogar eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der ermittelten Kenngrößen auf, sodass es nicht notwendig ist, ein entsprechendes Display anzuschließen.
Weiterhin hat es sich gezeigt, dass der Stromwandler möglichst den Abgangskontakt umgebend anzuordnen ist, da hier das entsprechende Bussystem und gegebenenfalls eine Anzeigevorrichtung leicht angeschlossen werden können. Mit anderen Worten dient der Abgangskontakt – oder ein direkt am Abgangskontakt angeschlossenes Element – als Primärleiter für den Stromwandler.
Das Stromwandlersystem ist entweder in dem Gehäuse des Sicherungslasttrenners bzw. der Sicherungsschaltleiste aufgenommen oder weist ein eigenes Gehäuse auf, in dem die einzelnen Bestandteile des Stromwandlersystems aufgenommen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Auslöseüberwachung für den zumindest einen Sicherungseinsatz vorgesehen, die vorzugsweise ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet wird. Die Auslöseüberwachung kann ebenfalls über den Busanschluß ausgelesen werden.
Dadurch kann nun sogar von einem entfernten Ort, zum Beispiel beim Standort des Energieversorgers, festgestellt werden, welcher Sicherungseinsatz ausgelöst hat, sodass eine Fehlersuche deutlich vereinfacht wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines NH-Sicherungslasttrenners mit dem erfindungsgemäßen Stromwandlersystem,
2 eine Schnittansicht eines Gehäuses eines erfindungsgemäßen Stromwandlersystems.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines NH-Sicherungslasttrenners 1. Diese weist ein Gehäuse 2 auf, in dem drei Sicherungseinsätze 3, 3' und 3'' angeordnet sind. An seiner Unterseite sind drei Abgangsanschlüsse 4, 5, 6 zu erkennen sowie ein Stromwandlerblock 9, der so an der Unterseite des Trenners befestigt ist, dass sich die Abgangskontakte durch diesen hindurch erstrecken. Das Stromwandlersystem 9 weist einen Anschluss 8 auf, mit dem das Wandlersystem an einem Bussystem, d. h. ein System zur Datenübertragung, angeschlossen werden kann. Die Ausführungsform weist ebenfalls eine Anzeigevorrichtung 7 auf, die in der Lage ist, die ermittelten Kenngrößen zu zeigen.
2 zeigt eine Schnittansicht durch das Stromwandlersystem von 1. Das Gehäuse 2 weist eine Durchgangsöffnung 10 zur Aufnahme des entsprechenden Abgangskontaktes auf. Des Weiteren ist eine Abgangsklemme 11, 12 gezeigt, deren unteres Teil 11 mit dem in die Durchgangsöffnung 10 eingelegten Abgangskontakt in elektrischem Kontakt steht. Das obere Teil 12 kann mit Hilfe der Schraube 13 in Richtung des ersten Teils 11 bewegt werden, sodass ein entsprechendes Kabel, welches an dem Abgangskontakt befestigt werden soll, zwischen den beiden Teilen 11 und 12 eingeklemmt werden kann. Das Gehäuse weist eine Kammer 14 auf, in der die entsprechende Auswerteelektronik platziert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: NH-Sicherungslasttrenner
2: Gehäuse
3, 3', 3'': Sicherungseinsätze
4: Abgangsanschluss
5: Abgangsanschluss
6: Abgangsanschluss
7: Anzeigevorrichtung
8: Anschluss
9: Gehäuse
10: Durchgangsöffnung
11: Abgangsklemme
12: Abgangsklemme
13: Schraube
14: Kammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007051419 [0007]

Claims

Stromwandlersystem mit einem Stromwandler, der einen durch den Stromwandler fließenden Strom erfasst und in eine Messspannung umwandelt, und einer Auswerteelektronik, welche auf Basis der Messspannung zumindest eine der Kenngrößen aus der Gruppe G, die besteht aus I, I_n, I_st, I_min, I_TR, I_MAX, U, U_n, f, f_n, PF, ermittelt, wobei I = den Stromwandler durchfließender elektrischer Strom; I_n = angegebene Referenzstromstärke, für die der Stromwandler ausgelegt wurde; I_st = niedrigster angegebener Wert von I, bei dem der Stromwandler bei Leistungsfaktor Eins eine elektrische Wirkenergie misst; I_min = Wert von I, oberhalb dessen die Abweichung innerhalb der Fehlergrenzen liegt; I_tr = Wert von I, oberhalb dessen die Abweichung innerhalb der niedrigsten Fehlergrenzen liegt, die der für das Stromwandlersystem angegebenen Genauigkeitsklasse entsprechen; I_max = Höchstwert von I, bei dem die Abweichung innerhalb der Fehlergrenzen liegt; U = an dem Stromwandler anliegende elektrische Spannung; U_n = angegebene Bezugsspannung; f = Frequenz der an den Stromwandler anliegenden Spannung; f_n = angegebene Bezugsfrequenz; PF = Leistungsfaktor = cosφ = Kosinus der Phasenverschiebung φ zwischen I und U.
Stromwandlersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik zumindest zwei der Kenngrößen aus der Gruppe G ermittelt.
Stromwandlersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromwandlersystem eine Bussystem-Anschlußklemme aufweist, über die das Stromwandlersystem mit einem Bussystem verbindbar ist und die ermittelten Kenngrößen übertragen werden können.
Stromwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss für eine Anzeigevorrichtung vorgesehen ist.
Stromwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige der ermittelten Kenngrößen vorgesehen ist.
Stromwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromwandlersystem ein Wandlergehäuse aufweist, in dem die einzelnen Bestandteile des Stromwandlersystems aufgenommen sind.
NH-Sicherungslasttrenner oder NH-Sicherungsschaltleiste mit einem Gehäuse mit einer Bodenfläche und mindestens einem Einspeisekontakt, der über die Bodenfläche vorsteht, und mindestens einem Abgangskontakt, sowie zumindest Sicherungseinsatz, welcher im eingesetzten Zustand den Einspeisekontakt mit dem Abgangskontakt verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 vorgesehen ist.
NH-Sicherungslasttrenner oder NH-Sicherungsschaltleiste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromwandler den Abgangskontakt umgebend angeordnet ist.
NH-Sicherungslasttrenner oder NH-Sicherungsschaltleiste nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass drei Einspeisekontakte und drei Abgangskontakte vorgesehen sind und das Stromwandlersystem drei Stromwandler aufweist, wobei jeder Stromwandler einen Abgangskontakt umgebend angeordnet ist.
NH-Sicherungslasttrenner oder NH-Sicherungsschaltleiste nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslöseüberwachung für den zumindest einen Sicherungseinsatz in dem Wandlergehäuse vorgesehen ist.