DE102011114499B9 - On the outer shell of a building arranged switching device for interrupting an electrical power supply - Google Patents
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Abstract
An der Außenhülle (18) eines Gebäudes (19) angeordnete Schaltvorrichtung zum Unterbrechen einer elektrischen Spannungsversorgung (1), insbesondere zum Abschalten einer Photovoltaikanlage, wobei die elektrische Spannungsversorgung (1) über Versorgungsleitungen (2) mit einem Verbraucher (3) verbunden ist, die Schaltvorrichtung mindestens einen mechanischen Schaltkontakt (4) aufweist, welcher mittels eines Kraftübertragungselementes (5) aus einer Betriebsstellung (6) in eine Not-Aus-Stellung schaltbar ist und in dieser den mechanischen Schaltkontakt (4) betätigt, und die Versorgungsleitungen (2) nach Betätigung des mechanischen Schaltkontaktes (4) stromlos geschaltet sind, wobei das Kraftübertragungselement (5) an seinem ersten Ende (8) mit einem Schwenklager (9) und an seinem zweiten Ende (10) mit einer Prallplatte (11) ausgebildet ist.On the outer shell (18) of a building (19) arranged switching device for interrupting an electrical power supply (1), in particular for switching off a photovoltaic system, wherein the electrical power supply (1) via supply lines (2) to a consumer (3) is connected Switching device comprises at least one mechanical switching contact (4), which by means of a force transmission element (5) from an operating position (6) is switched into an emergency stop position and actuated in this the mechanical switching contact (4), and the supply lines (2) Operation of the mechanical switching contact (4) are de-energized, wherein the force transmission element (5) at its first end (8) with a pivot bearing (9) and at its second end (10) with a baffle plate (11) is formed.
Description
Die Erfindung betrifft eine an der Außenhülle eines Gebäudes angeordnete Schaltvorrichtung zum Unterbrechen einer elektrischen Spannungsversorgung, insbesondere zum Abschalten einer Photovoltaikanlage.The invention relates to a arranged on the outer shell of a building switching device for interrupting an electrical power supply, in particular for switching off a photovoltaic system.
Die zunehmende Verbreitung von Photovoltaikanlagen auf Gebäudedächern stellt im Falle eines Brandes die Feuerwehr vor Probleme. Die Gefahr geht dabei von dem erzeugten Strom der Photovoltaikanlage mit bis zu 1000 Volt Spannung in Verbindung mit Löschwasser aus. Sogar in der Nacht kann das Licht der Feuerwehrscheinwerfer die Photovoltaikanlage zur Stromproduktion anregen.The increasing spread of photovoltaic systems on building roofs causes problems for the fire brigade in the event of a fire. The danger comes from the generated electricity of the photovoltaic system with up to 1000 volts in connection with extinguishing water. Even at night, the light of the firefighting lights can stimulate the photovoltaic system to produce electricity.
Üblicherweise umfasst eine Photovoltaikanlage mehrere Solarmodule, die elektrisch zu einem Solarpanel zusammengeschaltet werden und während des Betriebes aus Sonnenlicht Gleichstrom erzeugen. An dem Solarpanel befinden sich zwei Anschlüsse, welche über entsprechende Zuleitungen mit einem Verbraucher verbunden sind.Typically, a photovoltaic system comprises a plurality of solar modules, which are electrically connected together to form a solar panel and generate direct current during operation from sunlight. On the solar panel are two connections, which are connected via corresponding leads to a consumer.
Die
Die
Einen ähnlichen Stand der Technik offenbart die
Aus der
Der wesentliche Nachteil dieser bekannt gewordenen technischen Lösungen liegt darin, dass ein Feuerwehrmann das brennende Gebäude betreten muss, um den Schaltmechanismus beziehungsweise Schalter betätigen zu können und dadurch einem erheblichen persönlichen Sicherheitsrisiko ausgesetzt ist.The main disadvantage of these known technical solutions is that a firefighter must enter the burning building in order to operate the switching mechanism or switch and is thus exposed to a considerable personal security risk.
Demzufolge lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung bereitzustellen, mit der ein für den Feuerwehrmann gefahrloses Abschalten einer elektrischen Spannungsversorgung aus der Distanz möglich ist.Accordingly, the invention has the object to provide a switching device with a safe for the firefighter shutdown of an electrical power supply from a distance is possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer an der Außenhülle eines Gebäudes angeordneten Schaltvorrichtung gemäß der im Anspruch 1 stehenden Merkmale gelöst.The object is achieved with a arranged on the outer shell of a building switching device according to the standing in claim 1 features.
Unter einem elektrischen Verbraucher werden allgemein elektrische Betriebsmittel sowie großtechnische Anlagen mit hoher Stromaufnahme verstanden. Der elektrische Verbraucher besteht gegebenenfalls aus dem Stromnetz des von der elektrischen Spannungsversorgung versorgten Gebäudes, wobei die elektrische Spannungsversorgung auch mittels einer Photovoltaikanlage erfolgen kann.An electrical consumer is generally understood to mean electrical equipment as well as large-scale installations with high current consumption. The electrical load may consist of the power supply of the supplied from the electrical power supply building, the electrical power can also be done by means of a photovoltaic system.
Die Betriebsstellung des Kraftübertragungselementes korrespondiert mit einer Stellung des mechanischen Schaltkontaktes, bei der eine stetige Versorgung zum Beispiel des Gebäudes mit elektrischer Energie aus den Solarpanelen erfolgt. Im Brandfall richtet die Feuerwehr einen Löschmittelstrahl auf die Prallplatte und bewegt diese dadurch aus der Betriebsstellung in die Not-Aus-Stellung. In der Not-Aus-Stellung des Kraftübertragungselementes wird durch die Bewegung der Prallplatte der mechanische Schaltkontakt betätigt.The operating position of the power transmission element corresponds to a position of the mechanical switching contact, in which a steady supply, for example, the building with electrical energy from the solar panels. In case of fire, the fire department directs an extinguishing agent jet on the baffle plate and moves it from the operating position to the emergency stop position. In the emergency stop position of the power transmission element, the mechanical switching contact is actuated by the movement of the baffle plate.
Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung sind lediglich die Versorgungsleitungen zumindest für den Abschnitt hinter dem elektrischen Schaltkontakt stromlos und somit die Photovoltaikanlage geschaltet. Die Photovoltaikanlage selbst produziert jedoch weiterhin Strom, so dass es sich als besonders günstig erwiesen hat, die Versorgungsleitungen mit einem Bypass zu verbinden und die Photovoltaikanlage durch Kurzschließen spannungsfrei zu halten. Die Feuerwehrleute können dann gefahrlos das Gebäude betreten oder zum Beispiel den Löschmittelstrahl unmittelbar auf das mit den Solarpanelen bedeckte Dach richten.According to a particularly simple embodiment of the invention, only the supply lines are de-energized and thus the photovoltaic system at least for the portion behind the electrical switching contact. However, the photovoltaic system itself continues to produce electricity, so that it has proved to be particularly favorable to connect the supply lines with a bypass and to keep the photovoltaic system by shorting voltage. The firefighters can then safely enter the building or, for example, direct the extinguishing agent jet directly onto the roof covered with the solar panels.
Die Prallplatte kann im einfachsten Fall aus einer ebenen Platte gebildet sein und eine rechteckige, quadratische, dreieckige, elliptische oder kreisrunde Außenkontur aufweisen. Vorzugsweise ist zwischen der Prallplatte und dem Schwenklager ein Hebel angeordnet. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Prallplatte unmittelbar an dem Schwenklager angreift. Die Größe der Prallplatte und mithin die Länge des Hebels richten sich nach dem Kraftbedarf zum Betätigen des mechanischen Schaltkontaktes.The baffle plate may be formed in the simplest case of a flat plate and a have rectangular, square, triangular, elliptical or circular outer contour. Preferably, a lever is arranged between the baffle plate and the pivot bearing. Alternatively, it is also possible that the baffle plate engages directly on the pivot bearing. The size of the baffle plate and thus the length of the lever depend on the force required to actuate the mechanical switching contact.
Vorteilhafterweise ist der mechanische Schaltkontakt als Druckschalter ausgebildet und im Schwenkradius des Kraftübertragungselementes angeordnet. Bei dieser Ausführungsform können der Druckschalter und die Prallplatte in der Betriebsstellung räumlich voneinander getrennt sein. Im Brandfall schwenkt durch Einwirkung des Löschmittelstrahls die Prallplatte um ihr Schwenklager bis die Prallplatte selbst oder ein indirekt an der Prallplatte befestigtes Bauteil auf den Druckschalter trifft und die Not-Aus-Stellung herbeiführt. Der Druckschalter wird beim Auftreffen des Kraftübertragungselementes in seiner axialen Richtung eingedrückt und sorgt für das Abschalten zum Beispiel der Photovoltaikanlage. Das Kraftübertragungselement ist bei dieser Ausführungsform mittels einer Achse drehbar im Schwenklager befestigt.Advantageously, the mechanical switching contact is designed as a pressure switch and arranged in the pivot radius of the power transmission element. In this embodiment, the pressure switch and the baffle plate may be spatially separated from each other in the operating position. In case of fire pivots by action of the extinguishing agent jet, the baffle plate about its pivot bearing until the baffle itself or indirectly attached to the baffle plate component hits the pressure switch and brings about the emergency stop position. The pressure switch is pressed when hitting the power transmission element in its axial direction and ensures the shutdown, for example, the photovoltaic system. The power transmission element is rotatably mounted in this embodiment by means of an axis in the pivot bearing.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der mechanische Schaltkontakt als Drehschalter ausgebildet sein. In diesem Fall nutzt der mechanische Schaltkontakt anstelle einer axialen eine rotatorische Bewegung und führt dadurch eine Abschaltung der elektrischen Spannungsversorgung herbei.According to an alternative embodiment, the mechanical switching contact may be designed as a rotary switch. In this case, the mechanical switching contact instead of an axial uses a rotational movement and thereby causes a shutdown of the electrical power supply.
Es hat sich als besonders günstig herausgestellt, wenn das Schwenklager eine Welle umfasst, die mit dem Drehschalter zusammenwirkt. Diese Ausgestaltung ermöglicht auch eine Betätigung weiterer mechanischer Schaltkontakte durch dieselbe Welle. Die weiteren mechanischen Schaltkontakte sollten in der axialen Verlängerung der Welle um diese angeordnet sein. Hierdurch können insbesondere mehrere Panele der Photovoltaikanlage zeitgleich abgeschaltet werden.It has been found to be particularly advantageous if the pivot bearing comprises a shaft which cooperates with the rotary switch. This embodiment also allows actuation of further mechanical switching contacts by the same shaft. The other mechanical switching contacts should be arranged in the axial extension of the shaft to this. As a result, in particular several panels of the photovoltaic system can be switched off at the same time.
Günstigerweise umfasst das Kraftübertragungselement eine Wiedereinschaltsicherung, welche ein unbeabsichtigtes Einschalten des Kraftübertragungselementes in die Betriebsstellung verhindert. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Kraftübertragungselement drehbar auf der Welle gehalten und kontaktiert während einer Schwenkbewegung um die Welle einen drehfest daran befestigten Mitnehmer, welcher die Welle in Umfangsrichtung mitdreht. Sofern das Kraftübertragungselement einmal aus der Betriebsstellung in die Not-Aus-Stellung verschwenkt ist und der vorzugsweise federvorgespannte mechanische Schalter einmal geschaltet wurde, verbleiben die Welle und der Mitnehmer in der Not-Aus-Stellung. Die Prallplatte dagegen ist ohne Funktion und in beiden Schwenkrichtungen frei beweglich. Dieses hat den Vorteil, dass ein einmal umgelegter mechanischer Schalter in der Not-Aus-Stellung verbleibt und auch nicht zum Beispiel durch Windlast und eine zurückschwenkende Prallplatte unbemerkt wieder in die Betriebsstellung gelangt. Ein Zurückschalten von der Not-Aus-Stellung in die Betriebsstellung ist zweckmäßigerweise nur am Einbauort der Schaltvorrichtung möglich, so dass sich eine Person Vorort über den technisch einwandfreien Zustand der Schaltvorrichtung überzeugen muss.Conveniently, the power transmission element comprises a reclosing lock, which prevents unintentional switching on of the power transmission element in the operating position. According to a particularly advantageous embodiment, the power transmission element is rotatably supported on the shaft and contacted during a pivoting movement about the shaft rotatably attached thereto a driver, which rotates the shaft in the circumferential direction. If the power transmission element is once pivoted from the operating position to the emergency stop position and the preferably spring-loaded mechanical switch has been switched once, the shaft and the driver remain in the emergency stop position. In contrast, the baffle plate is without function and freely movable in both pivoting directions. This has the advantage that a once relocated mechanical switch remains in the emergency stop position and does not pass unnoticed, for example, by wind load and a swiveling flap back into the operating position. Switching back from the emergency stop position to the operating position is expediently only possible at the installation location of the switching device, so that a person has to convince himself of the technically perfect condition of the switching device.
Vorzugsweise umfasst die Schaltvorrichtung ein Signalmittel, welches in der Not-Aus-Stellung ein optisches und/oder akustisches Signal abgibt. Hierdurch erfahren die Feuerwehrleute, ob die Abschaltung der elektrischen Spannungsversorgung bereits erfolgt ist und mit den Löscharbeiten begonnen werden kann oder ob nach wie vor ein erhöhtes Gefahrenpotential durch Vorhandensein einer elektrischen Spannung gegeben ist. Vorteilhafterweise ist auch das Signalmittel von außen sicht- beziehungsweise hörbar.Preferably, the switching device comprises a signal means which emits an optical and / or acoustic signal in the emergency off position. As a result, the firefighters learn whether the shutdown of the electrical power supply has already taken place and can be started with the deletion or whether there is still an increased risk potential due to the presence of an electrical voltage. Advantageously, the signal means from the outside is visible or audible.
Das Kraftübertragungselement kann in der Betriebsstellung bis zum Erreichen einer vorgebbaren Kraft von einem Dämpfer gehalten sein. Der Dämpfer sollte hierfür aus einem elastischen Material gefertigt sein oder ein Federelement enthalten, welches im Lastfall beispielsweise auf Zug beansprucht ist. Hiermit soll eine Fehlauslösung durch Sturm oder eine Impulsbelastung des Kraftübertragungselementes vermieden werden, wie Sie zum Beispiel durch einen Steinwurf oder Vogelschlag entsteht. Der Löschmittelstrahl dagegen sorgt für eine kontinuierlich andauernde Drucklast auf der Prallplatte, die den Dämpfer zunächst expandieren und entsprechend seiner materialimmanenten Eigenschaften unter einer vorgebbaren Zuglast freigibt. In gleicher Weise könnte ein stabförmiger Dämpfer bei einer kontinuierlichen Druckbelastung das Kraftübertragungselement freigeben.The power transmission element may be held in the operating position until reaching a predetermined force from a damper. The damper should be made for this purpose of an elastic material or contain a spring element which is claimed in the load, for example, train. This is to avoid false tripping by storm or impulse loading of the power transmission element, as occurs, for example, by a stone throw or bird strike. The extinguishing agent jet, however, ensures a continuous pressure load on the impact plate, which initially expand the damper and releases according to its material-inherent properties under a predetermined tensile load. Similarly, a rod-shaped damper could release the power transmission element under a continuous compressive load.
Die Schaltvorrichtung ist an der Außenhülle eines Gebäudes angeordnet, wobei insbesondere Positionen auf der Dachfläche eines Gebäudes oder an der Giebelseite auf Dachniveau geeignet sind. In jedem Fall sollte die Schaltvorrichtung außerhalb des unmittelbaren menschlichen Wirkradius liegen, um beabsichtigte oder auch unbeabsichtigte Fehlauslösungen vorbeigehender Personen zu minimieren. Andererseits ist es für die Feuerwehr problemlos möglich, auch eine im Bereich des Daches montierte Prallplatte mit dem Löschmittelstrahl zu treffen.The switching device is arranged on the outer shell of a building, wherein in particular positions on the roof surface of a building or on the gable side at roof level are suitable. In any event, the switching device should be outside the immediate human working radius to minimize intentional or unintentional false trips by passing persons. On the other hand, it is easily possible for the fire department to hit a baffle plate mounted in the area of the roof with the extinguishing agent jet.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend anhand von sechs Figuren näher beschrieben. Es zeigen dieFor a better understanding of the invention will be described below with reference to six figures. It show the
Die
Auf einer der Dachflächen
Ebenfalls auf der Dachfläche
Die dargestellte Ausführungsform zeigt das Kraftübertragungselement
Sofern aufgrund eines Feuers F ein Feuerwehreinsatz notwendig ist, zielt der Feuerwehrmann mit seinem Feuerwehrschlauch
Das Kraftübertragungselement
Durch das Auftreffen des Löschmittelstrahles
Sowohl der mechanische Schaltkontakt
Das erfolgreiche Abschalten der Photovoltaikanlage
Die
Der Hebel
Das Kraftübertragungselement
Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung soll erst nach einer Einwirkzeit des Löschmittelstrahls von mehr als 1,5 Sekunden die Spannungsversorgung
In der
Die
Ebenfalls gut erkennbar ist die am Kraftübertragungselement
In der Betriebsstellung
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spannungsversorgung, PhotovoltaikanlagePower supply, photovoltaic system
- 22
- Versorgungsleitungensupply lines
- 33
- Verbraucherconsumer
- 44
- mechanischer Schaltkontaktmechanical switching contact
- 55
- KraftübertragungselementPower transmission element
- 66
- Betriebsstellung KraftübertragungselementOperating position power transmission element
- 77
- annähernd Not-Aus-Stellung Kraftübertragungselementalmost emergency stop position power transmission element
- 88th
- erstes Ende Kraftübertragungselementfirst end power transmission element
- 99
- Schwenklagerpivot bearing
- 1010
- zweites Ende Kraftübertragungselementsecond end power transmission element
- 1111
- Prallplatteflapper
- 1212
- Druckschalterpressure switch
- 1313
- Drehschalterrotary switch
- 14a14a
- Achseaxis
- 14b14b
- Wellewave
- 1515
- Mitnehmertakeaway
- 1616
- Signalmittelsignal means
- 1717
- Dämpferdamper
- 1818
- Außenhülleouter shell
- 1919
- Gebäudebuilding
- 2020
- Dachflächeroof
- 2121
- Giebelseitegable end
- 2222
- Dachniveauroof level
- 2323
- Bypassbypass
- 2424
- FeuerwehrschlauchFire hose
- 2525
- Strahlrohrlance
- 2626
- LöschmittelstrahlExtinguishing jet
- 27a27a
- Schwenkradiusswing radius
- 27b27b
- Schwenkrichtungpan direction
- 2828
- Hebellever
- 29a, b29a, b
- KontaktschalenContact shells
- 3030
- Lagerhülsebearing sleeve
- 3131
- Dachfirstridge of the roof
- 3232
- Grundplattebaseplate
- 3333
- Durchbruchbreakthrough
- FF
- FeuerFire
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