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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erfassung des Schaltzustands zumindest eines Leitungsschutzschalters. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Einrichtung zur Auswertung eines Meßstrahls und zur Ausgabe eines Signals, wenn eine Änderung des empfangenen Meßstrahls und/oder das Vorliegen einer bestimmten Eigenschaft des empfangenen Meßstrahls festgestellt wird.
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STAND DER TECHNIK
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Der Schaltzustand eines Leitungsschutzschalters ist in aller Regel durch die Stellung seines Betätigungselements oder auch durch eine spezielle Anzeige möglich. Ist das Betätigungselement als Schalthebel ausgebildet, so zeigt eine Stellung desselben den AUS-Zustand, eine andere Stellung die EIN-Zustand an. Eine Anzeige kann als farbliche Markierung ausgebildet sein, bei welcher dem AUS-Zustand beispielsweise die Farbe Grün und dem EIN-Zustand die Farbe Rot zugeordnet ist.
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Ein Nachteil an diesem bekannten System ist, dass der Leitungsschutzschalter in Augenschein genommen werden muss, um seinen Schaltzustand ermitteln. Das heißt, eine für den mit dem Leitungsschutzschalter verbundenen Stromkreis zuständige Person muss sich für die Ermittlung des Schaltzustands zu dem Leitungsschutzschalter begeben. Eine Fernüberwachung ist mit dieser bekannten Anzeige des Schaltzustands nicht möglich.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anordnung zur Erfassung des Schaltzustands zumindest eines Leitungsschutzschalters anzugeben. Insbesondere soll eine Fernüberwachung ermöglicht werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem
- – ein Meßstrahl, welcher auf ein bewegliches Betätigungselement des zumindest einen Leitungsschutzschalters gerichtet ist, ausgewertet wird, wobei eine Messrichtung des Meßstrahls das Betätigungselement in wenigstens einer Stellung schneidet und
- – ein Signal ausgegeben wird, wenn eine Änderung des empfangenen Meßstrahls und/oder das Vorliegen einer bestimmten Eigenschaft des empfangenen Meßstrahls festgestellt wird.
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Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einer Anordnung der eingangs genannten Art gelöst, umfassend
- – eine Einrichtung zur Auswertung eines Meßstrahls, welcher auf ein bewegliches Betätigungselement des zumindest einen Leitungsschutzschalters gerichtet ist, wobei eine Messrichtung des Meßstrahls das Betätigungselement in wenigstens einer Stellung schneidet und
- – zur Ausgabe eines Signals, wenn eine Änderung des empfangenen Meßstrahls und/oder das Vorliegen einer bestimmten Eigenschaft des empfangenen Meßstrahls festgestellt wird.
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Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch durch eine Verwendung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher der Meßstrahl auf ein bewegliches Betätigungselement zumindest eines Leitungsschutzschalters gerichtet ist und eine Messrichtung des Meßstrahls das Betätigungselement in wenigstens einer Stellung schneidet.
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Durch den Meßstrahl wird neben den bekannten Möglichkeiten zur Anzeige des Schaltzustands eines Leitungsschutzschalters eine weitere Möglichkeit dafür angegeben. Generell kann das Signal auf unterschiedliche Weise ausgegeben werden, beispielsweise als optisches Signal (z.B. Warnleuchte) oder akustisches Signal (z.B. Warnhupe). Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Signalisierung an ein abgesetztes Empfangsgerät erfolgt. Die Signalübertragung kann dabei beispielsweise über Draht, per Funk oder auch optisch erfolgen. Als Empfangsgerät kann zum Beispiel ein Personal Computer oder ein Mobiltelefon vorgesehen sein. Zum Beispiel kann das Signal über ein WLAN-Netz oder ein GSM-Netz an ein Mobiltelefon eines verantwortlichen Technikers gesendet werden, der in Folge die Problembehebung einleiten kann. Durch die erwähnten Maßnahmen kann also eine Fernüberwachung eines Leitungsschutzschalters verwirklicht werden.
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Vorteilhaft können bestehende Leitungsschutzschalter darüber hinaus auf einfache Weise mit der vorgestellten Anordnung zur Erfassung des Schaltzustands eines Leitungsschutzschalters nachgerüstet werden, in dem den Leitungsschutzschaltern die genannte Anordnung zur Seite gestellt wird. Eine bauliche Änderung der Leitungsschutzschalter ist dazu nicht nötig, diese können unverändert weiterverwendet werden. Dadurch können auch bestehende Anlagen, beispielsweise in Schalt- oder Verteilerschränken, ohne großen Aufwand mit der Anordnung zur Erfassung des Schaltzustands eines Leitungsschutzschalters nachgerüstet werden.
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Der Meßstrahl kann beispielsweise als optischer oder akustischer Meßstrahl ausgebildet sein. Im Falle eines optischen Meßstrahls kann dieser zum Beispiel in Form von sichtbarem Licht, Infrarotlicht oder in Form von Laserlicht ausgestrahlt werden. Ein akustischer Meßstrahl kann beispielsweise in Form von Ultraschall ausgestrahlt werden. Das Betätigungselement des Leitungsschutzschalters kann zum Beispiel als Schalthebel oder Druckknopf ausgebildet sein.
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Unter „Leitungsschutzschaltern“ sind im Rahmen der Erfindung nicht nur Leitungsschutzschalter im engeren Sinn zu verstehen, also „Sicherungsautomaten“, die bei einem Überstrom auslösen, sondern allgemein Schaltgeräte in Niederspannungsnetzen. In diesem Sinn inkludieren „Leitungsschutzschalter“ beispielsweise auch Fehlerstromschutzschalter und (Last)Trennschalter. Im Speziellen richtet sich die Erfindung auf Schaltgeräte der genannten Art zur Hutschienenmontage sowie für den Einsatz in Schaltschränken beziehungsweise Verteilerkästen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
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Vorteilhaft ist es, wenn
- – der Meßstrahl zur Messung des Abstands zu dem beweglichen Betätigungselement des zumindest einen Leitungsschutzschalters ausgewertet wird und
- – ein Signal ausgegeben wird, wenn eine Änderung des Abstands und/oder das Vorliegen eines bestimmten Abstands festgestellt wird.
Sofern die Breite der Leitungsschutzschalter bekannt ist, kann durch Messung des genannten Abstands jenes Betätigungselement detektiert werden, das in den Meßstrahl bewegt wurde und diesen reflektiert. Für die Messung des Abstands kann beispielsweise die Laufzeit des Meßstrahls und/oder dessen Phasenlage beim Empfang ausgewertet werden.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn ein Signal ausgegeben wird, wenn eine Änderung der Intensität des empfangenen Meßstrahls und/oder das Vorliegen einer bestimmten Intensität des empfangenen Meßstrahls festgestellt wird. Beispielsweise kann der Meßstrahl der Lichtstrahl einer Lichtschranke sein, in dessen Verlauf die Betätigungselemente der Leitungsschutzschalter angeordnet sind. Je nach Stellung der Betätigungselemente wird die Lichtschranke unterbrochen oder nicht. Das darauf basierende Signal gibt nun darüber Aufschluss, ob sich die Leitungsschutzschalter in ihrem EIN-Zustand oder in ihrem AUS-Zustand befinden.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn ein Signal ausgegeben wird, wenn eine Änderung der Wellenlänge/Farbe des empfangenen Meßstrahls und/oder das Vorliegen einer bestimmten Wellenlänge/Farbe des empfangenen Meßstrahls festgestellt wird. Bei dieser Variante wird die Wellenlänge/Farbe des Meßstrahls durch ein Betätigungselement eines Leitungsschutzschalters, welches in den Meßstrahl hinein bewegt wurde, verändert. Beispielsweise können die Betätigungselemente verschiedener Leitungsschutzschalter unterschiedlich gefärbt sein und den einfallenden Meßstrahl in der jeweiligen Farbe reflektieren beziehungswese transmittieren. Auf diese Weise kann festgestellt werden, welcher Leitungsschutzschalter seinen Schaltzustand verändert hat.
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Günstig ist es, wenn der Meßstrahl das Betätigungselement in seiner EIN-Stellung oder seiner AUS-Stellung oder in beiden Stellungen schneidet. Schneidet der Meßstrahl die Betätigungselemente in ihrer EIN-Stellung, so kann die Anordnung dahingehend überwacht werden, ob sich alle Betätigungselemente der überwachten Leitungsschutzschalter in der AUS-Stellung befinden, oder ob sich das Betätigungselement wenigstens eines Leitungsschutzschalter in der EIN-Stellung befindet. Schneidet der Meßstrahl die Betätigungselemente in ihrer AUS-Stellung, so kann die Anordnung dahingehend überwacht werden, ob sich alle Betätigungselemente der überwachten Leitungsschutzschalter in der EIN-Stellung befinden, oder ob sich das Betätigungselement wenigstens eines Leitungsschutzschalter in der AUS-Stellung befindet. Schneidet der Meßstrahl die Betätigungselemente in beiden Stellungen, so kann eine Beeinflussung des Meßstrahls durch andere Betätigungselemente vermieden werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Meßstrahl parallel zu einer Betätigungsrichtung des Betätigungselements ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann der Schaltzustand je eines Betätigungselements respektive Leitungsschutzschalters ermittelt werden, wodurch eine weitere Zuordnung über den Abstand zu diesem Betätigungselement oder die Wellenlänge/Farbe entfallen kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Meßstrahl normal zu einer Betätigungsrichtung des Betätigungselements ausgerichtet ist. Auf diese Weise können die Schaltzustände mehrerer Betätigungselemente respektive Leitungsschutzschalter mit nur einem Meßstrahl ermittelt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Betätigungselement wenigstens eines Leitungsschutzschalters einer Gruppe von mehreren Leitungsschutzschaltern den Meßstrahl weder in seiner EIN- noch in seiner AUS-Position maßgeblich beeinflusst. Unter Umständen kann es erwünscht sein, dass das Umschalten von bestimmten Leitungsschutzschaltern einer Gruppe von Leitungsschutzschaltern nicht erkannt wird. Beispielsweise kann dies Stromkreise von nur untergeordnetem Interesse betreffen, oder Stromkreise, die nicht in der Verantwortung jener Person liegen, an welche das ausgegebene Signal gerichtet ist. „Unmaßgeblich“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Meßstrahl nicht beeinflusst wird oder nur so wenig, dass dadurch kein Signal ausgelöst wird. Beispielsweise kann das Betätigungselement eine Ausnehmung aufweisen, über die der Meßstrahl das betreffende Betätigungselement auch dann passieren kann, wenn das Betätigungselement eigentlich in den Meßstrahl bewegt wurde.
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An dieser Stelle wird angemerkt dass sich die zum präsentierten Verfahren vorgestellten Varianten und die daraus resultierenden Vorteile auch auf die präsentierte Anordnung beziehungsweise die präsentierte Verwendung beziehen und umgekehrt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 eine beispielhafte Anordnung mit mehreren Leitungsschutzschaltern, einem Fehlerstromschutzschalter sowie einer Einrichtung zur Überwachung der Schaltzustände der genannten Schalter und
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2 die Anordnung aus 1, wobei eines der Schaltelemente betätigt ist.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt eine Anordnung 1 zur Erfassung des Schaltzustands zumindest eines Leitungsschutzschalters 11..15. Die Anordnung 1 umfasst mehrere Leitungsschutzschalter 11..15 und eine Einrichtung 2 zur Auswertung eines Meßstrahls A, welcher auf bewegliche Betätigungselemente 21..25 (hier als Schalthebel ausgebildet) der Leitungsschutzschalter 11..15 gerichtet ist. Die Einrichtung 2 umfasst dazu ein kombiniertes Sende-/Empfangselement 3. Die Anordnung 1 umfasst schließlich einen optionalen Fehlerstromschutzschalter 4 herkömmlicher Bauart mit einem Schaltelement 5 und einer Testtaste 6.
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Eine Messrichtung des Meßstrahls A schneidet die Betätigungselemente 11..15 in der in 1 dargestellten Anordnung in der unteren Stellung derselben. In diesem Beispiel wird angenommen, dass dies die AUS-Stellung ist. Gleichwertig könnte die untere Stellung aber auch die EIN-Stellung sein. In der 1 sind alle Betätigungselemente 11..15 in der (oberen) EIN-Stellung.
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Der Meßstrahl A, welcher beispielsweise als optischer oder akustischer Meßstrahl A ausgebildet sein kann, ist in diesem Beispiel normal zur Betätigungsrichtung der Betätigungselemente 21..25 ausgerichtet. In der 1 verläuft der Meßstrahl A horizontal, wohingegen die Betätigungsrichtung der Betätigungselemente 21..25 vertikal ausgerichtet ist (die Schalthebel 21..25 können zwischen einer oberen und einer unteren Stellung bewegt werden).
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Generell gibt die Einrichtung 2 zur Auswertung eines Meßstrahls A ein Signal aus, wenn eine Änderung des empfangenen Meßstrahls A und/oder das Vorliegen einer bestimmten Eigenschaft des empfangenen Meßstrahls A festgestellt wird.
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Konkret kann in einer ersten Variante ein Signal ausgegeben werden, wenn eine Änderung der Intensität des empfangenen Meßstrahls A und/oder das Vorliegen einer bestimmten Intensität des empfangenen Meßstrahls A festgestellt wird. In dieser Variante fungiert die Sende-/Empfangselement 3 als Reflexionslichtschranke. Beispielsweise können die linken Seitenflächen der Schalthebel 21..25 reflektierend ausgebildet sein, sodass die Sende-/Empfangselement 3 den ausgesendeten Meßstrahl A empfängt, wenn wenigstens einer der Schalthebel 21..25 in die untere AUS-Stellung bewegt wird. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob sich alle Schalthebel 21..25 in der oberen EIN-Stellung befinden (kein Empfang des Meßstrahls A entsprechend einer niedrigen Intensität), oder ob sich wenigstens ein Schalthebel 21..25 in der unteren AUS-Stellung befindet (Empfang des Meßstrahls A entsprechend einer hohen Intensität). In der 2 befindet sich der Schalthebel 23 in der unteren AUS-Stellung. Der Meßstrahl A wird daher reflektiert.
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Eine weitere Möglichkeit wäre, am rechten Ende der Anordnung ein reflektierendes Element vorzusehen, sodass der Meßstrahl A reflektiert wird, wenn sich alle Schalthebel 21..25 in der oberen EIN-Stellung befinden (Empfang des Meßstrahls A entsprechend einer hohen Intensität) und nicht empfangen wird (entsprechend einer niedrigen Intensität), wenn sich wenigstens ein Schalthebel 21..25 in der unteren AUS-Stellung befindet. In der 2 würde der Meßstrahl A daher durch den Schalthebel 23 unterbrochen werden.
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Anstelle einer Reflexionslichtschranke kann auch eine Lichtschranke mit örtlich getrenntem Sende- und Empfangselement vorgesehen werden. Beispielsweise kann das Sendeelement am linken und das Empfangselement am rechten Ende der Anordnung 1 angeordnet werden. In diesem Beispiel wird der Meßstrahl A empfangen, wenn sich alle Schalthebel 21..25 in der oberen EIN-Stellung befinden (hohe Intensität), und nicht empfangen wird (entsprechend einer niedrigen Intensität), wenn sich wenigstens ein Schalthebel 21..25 in der unteren AUS-Stellung befindet. In der 2 würde der Meßstrahl A daher durch den Schalthebel 23 wiederum unterbrochen werden.
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Ein Signal kann nun ausgegeben werden, wenn eine Änderung der Intensität des empfangenen Meßstrahls A festgestellt wird (Änderung von einer niedrigen auf eine hohe Intensität oder umgekehrt) und/oder wenn das Vorliegen einer bestimmten Intensität (niedrige oder hohe Intensität) des empfangenen Meßstrahls A festgestellt wird.
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In einer zweiten Variante wird ein Signal ausgegeben, wenn eine Änderung der Wellenlänge/Farbe des empfangenen Meßstrahls A und/oder das Vorliegen einer bestimmten Wellenlänge/Farbe des empfangenen Meßstrahls A festgestellt wird. Beispielsweise können die Betätigungselemente 21..25 verschiedenfarbig gestaltet sein und einen einfallenden Meßstrahl A in Form von weißem Licht in unterschiedlichen Farben reflektieren oder passieren lassen. Durch Auswertung der empfangenen Wellenlänge/Farbe kann eine Zuordnung erfolgen, welches Betätigungselement 21..25 in die untere AUS-Stellung bewegt wurde. Ist das betreffende Betätigungselement 21..25 an der linken Seite rot gefärbt (für Reflexion) oder umfasst einen rot-transparenten Bereich (für Transmission), so wird ein roter Meßstrahl A empfangen. Durch die unterschiedliche Färbung kann nun festgestellt werden, welches Betätigungselement 21..25 betätigt wurde.
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In einer dritten Variante wird der Meßstrahl A zur Messung des Abstands x zu den beweglichen Betätigungselementen 21..25 der Leitungsschutzschalter 11..15 ausgewertet. Ein Signal wird ausgegeben, wenn eine Änderung des Abstands x und/oder das Vorliegen eines bestimmten Abstands x festgestellt wird. In diesem Beispiel ist die Sende-/Empfangselement 3 also als berührungslose Abstandsmeßeinrichtung ausgebildet.
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Für die Messung des Abstands x kann beispielsweise die Laufzeit des Meßstrahls A und/oder dessen Phasenlage beim Empfang ausgewertet werden. Prinzipiell könnte der Abstand x auch durch Triangulation gemessen werden, wenn der Meßstrahl A etwas schräg gegenüber den linken Seitenflächen der Betätigungselemente 21..25 gestellt wird. Der Meßstrahl A kann beispielsweise auf Basis von Licht (insbesondere Laserlicht), Infrarotstrahlung, Radiowellen, Mikrowellen oder Ultraschall ausgesandt und empfangen werden. Durch Messung des Abstands x kann das der Sende-/Empfangselement 3 nächste in der unteren AUS-Stellung befindliche Betätigungselement 21..25 detektiert werden, wenn die Breite der Leitungsschutzschalter 11..15 bekannt ist. Beispielsweise ist dem Abstand x in der 2 eindeutig der Leitungsschutzschalter 13 zugeordnet.
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Die Signalisierung kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise kann ein optisches Signal (z.B. Warnleuchte) oder akustisches Signal (z.B. Warnhupe) ausgegeben werden. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Signalisierung an ein abgesetztes Empfangsgerät erfolgt. Die Signalübertragung kann dabei beispielsweise über Draht, per Funk oder auch optisch erfolgen. Als Empfangsgerät kann zum Beispiel ein Personal Computer oder ein Mobiltelefon vorgesehen sein. Konkret könnte das von der Einrichtung 2 zur Auswertung eines Meßstrahls A ausgegebene Signal über ein WLAN-Netz oder ein GSM-Netz an ein Mobiltelefon eines verantwortlichen Technikers gesendet werden, der in Folge die Problembehebung einleiten kann. Die Einrichtung 2 weist dazu ein entsprechendes Interface auf.
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Unter Umständen kann es erwünscht sein, dass das Umschalten von bestimmten Leitungsschutzschaltern 11..15 nicht erkannt wird. Beispielsweise kann dies Stromkreise von nur untergeordnetem Interesse betreffen, oder Stromkreise, die nicht in der Verantwortung des alarmierten Technikers liegen. Das Betätigungselement 21..25 wenigstens eines Leitungsschutzschalters 11..15 einer Gruppe von mehreren Leitungsschutzschaltern 11..15 kann dazu so ausgestaltet sein, dass der Meßstrahl A weder in seiner Ein- noch in seiner Aus-Position maßgeblich (d.h. nicht zu einem Signal führend) beeinflusst wird. Beispielsweise kann der Schalthebel 11..15 eine Ausnehmung aufweisen, über die der Meßstrahl A den betreffenden Schalthebel 11..15 auch in dessen unterer AUS-Stellung passieren kann. Beispielsweise können die Schalthebel 11..15 der Leitungsschutzschalter 11..15 auch generell Ausnehmungen beziehungsweise Löcher aufweisen, die Bedarf mit einem Stopfen geschlossen werden können. Die Stopfen können auch in verschiedenen Farben reflektierend oder transmittierend sein.
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In den obigen Beispielen wurde stets davon ausgegangen, dass der Meßstrahl A normal zur Betätigungsrichtung der Betätigungselemente 21..25 ausgerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass der Meßstrahl A parallel zu einer Betätigungsrichtung des Betätigungselements 21..25 ausgerichtet ist. In der 1 würde der Meßstrahl A dann vertikal verlaufen. Beispielsweise kann ein Schalthebel 21..25 den Meßstrahl A in einer Stellung zum Sende-/Empfangselement 3 hin reflektieren in einer anderen von ihm weg. In diesem Fall schneidet der Meßstrahl A das Betätigungselement 21..25 in beiden Stellungen, also sowohl in der EIN- als auch in der AUS-Stellung. Auf diese Weise können auch einzelne Betätigungselemente 21..25 überwacht werden.
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In der dargestellten Anordnung werden nicht nur die Betätigungselemente 21..25 der Leitungsschutzschalter 11..15, sondern auch der Schaltzustand des Schaltelements 5 des Fehlerstromschutzschalters 4 ausgewertet. Dies ist aber lediglich eine optionale Variante des präsentierten Verfahrens beziehungsweise der präsentierten Anordnung und nicht zwingend. Wenn das Schaltelement 5 des Fehlerstromschutzschalters 4 ausgewertet wird, ist es jedenfalls von Vorteil, wenn der Fehlerstromschutzschalter 4 der Einrichtung 2 zur Auswertung des Meßstrahls A am nächsten liegt, da bei Ausschalten des Fehlerstromschutzschalters 4 in der Regel auch die Leitungsschutzschalter 11..15 in der selben Reihe stromlos werden. Der Fehlerstromschutzschalter 4 ist hierarchisch somit übergeordnet, weswegen eine Erkennung seines Schaltzustands von Vorteil ist.
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Abschließend wird angemerkt, dass die Anordnung 1 nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt ist und daher auch andere Proportionen aufweisen kann. Weiterhin kann die Anordnung 1 auch mehr oder weniger Bauteile als dargestellt umfassen. Lageangaben (z.B. „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, etc.) sind auf die jeweils beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß an die neue Lage anzupassen. Schließlich wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen.
