DE102015122246A1

DE102015122246A1 - Schaltanlage

Info

Publication number: DE102015122246A1
Application number: DE102015122246.9A
Authority: DE
Inventors: Alexander Graf; Hans-Peter Merkel; Tuncay Gülfirat; Ulrich Hoppner
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-06-22
Also published as: EP3391717A1; WO2017103144A8; WO2017103144A1; CN108702850B; CN108702850A

Abstract

Eine Schaltanlage (1), umfassend einen Grundkörper (2) mit elektrischen und/ oder mechanischen Komponenten (2a), ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine Schaltanlage bereit zu stellen, die möglichst problemlos aufbaubar und auch nach Fertigstellung leicht modifizierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) mindestens eine mechanische und/ oder elektrische Schnittstelle (2b) aufweist, an welcher ein Modul (3, 4) an den Grundkörper (2) angeschlossen oder anschließbar ist, wobei das Modul (3, 4) als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage, umfassend einen Grundkörper mit elektrischen und/ oder mechanischen Komponenten.
Derzeit werden Schaltanlagen oder Schaltfelder in übergeordneten Systemen fertig aufgebaut. Austauschkomponenten oder unterschiedliche Ausgestaltungen werden schon während der Fertigung in eine Schaltanlage eingebaut bzw. sind in diese integriert. Alle Komponenten werden in Einzelteilen oder teilweise bereits zusammengebaut angeliefert und eingebaut.
Bei diesem Konzept ist nachteilig, dass eine Schaltanlage durch relativ komplizierte Arbeitsschritte aufgebaut werden muss. Es stehen sehr viele Ausgestaltungs- und Kombinationsmöglichkeiten zur Verfügung. Beispielsweise bestehen mehrere Gehäusetiefen oder Materialvarianten, die miteinander kombiniert werden könnten. Diese Vielfalt führt zu einem geringen Maß an Standardisierung.
Nach der Fertigstellung einer Schaltanlage sind Änderungen nur schlecht oder gar nicht durchführbar. Darüber hinaus müssen manche Komponenten zum Schutz in komplizierter und aufwändiger Weise verpackt werden, da sie nicht stabil genug sind und eventuell beschädigt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanlage bereit zu stellen, die möglichst problemlos aufbaubar und auch nach Fertigstellung leicht modifizierbar ist.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Schaltanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Danach weist der Grundkörper mindestens eine mechanische und/ oder elektrische Schnittstelle auf, an welcher ein Modul an den Grundkörper angeschlossen oder anschließbar ist, wobei das Modul als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine Schaltanlage modular aufgebaut oder angeordnet werden kann. Darauf ist erkannt worden, dass alle Module im Zusammenspiel die Funktion einer Schaltanlage erfüllen können. Jedes Modul ist einzeln an die Schaltanlage anschließbar, ansteckbar oder auf eine andere Art und Weise anfügbar. Dabei ist konkret, jedoch nicht abschließend denkbar, ein Modul anzuschrauben, anzunieten oder anzuhängen. Erfindungswesentlich ist, dass jedes Modul für sich allein eine Einheit bildet, die über Schnittstellen an die Schaltanlage oder an bereits bestehende Teile der Schaltanlage angeschlossen werden kann.
Unterschiedliche Module können unabhängig voneinander aufgebaut, installiert und auch getestet werden. Beispielsweise kann ein Sammelschienenmodul oder Busbar-Modul auch ohne ein Gerätemodul oder Kommunikationsmodul oder Steuerungsmodul aufgebaut und getestet werden.
Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass einzelne Module beim Hersteller geprüft und mit Zertifikat oder Prüfprotokoll versehen werden und dann erst beim Kunden zusammen gefügt werden. Hierbei können durchaus unterschiedliche Hersteller als Lieferanten zum Einsatz kommen.
Die Module können aufgrund ihrer Eigenständigkeit schon beim Hersteller geprüft, leichter verpackt und transportiert werden. Die Hersteller können standardisierte Komponenten leichter und günstiger fertigen. Auch eine automatisierte Fertigung ist leichter durchführbar. Die Module können vor Ort leicht installiert werden, da diese standardisiert zusammen passen und schon herstellerseitig überprüft sind.
Die einzelnen Module sind kleiner und leichter als eine komplette Schaltanlage. Daher lassen sie sich leichter transportieren und eventuell auch ohne schwere Maschinen wie Hebeanlagen zum Aufstellungsort bringen.
Vorteilhaft ist mindestens ein Modul reversibel an den Grundkörper anschließbar. So kann ein Modul auch leicht wieder abgebaut werden, um dieses durch ein anderes Modul zu ersetzen, welches einer neuen Anforderung besser gerecht wird. Das Modul ist eine anschließbare und abnehmbare funktionale Einheit. Diese Einheit ist räumlich abgegrenzt und kann mittels Schnittstellen angeschlossen werden.
Die einzelnen Module lassen sich leichter warten, da sie eigenständig und leicht zugänglich sind. Bei Bedarf können die einzelnen Module auch zur Wartung abgekoppelt werden. Ein solches Modul lässt sich dann auch leicht und schnell austauschen.
Sofern bei der Installation Beschädigungen auftreten oder unplanmäßige Änderungen durchgeführt werden müssen, ist es möglich, hierauf schnell zu reagieren. Sofern die Schaltanlage in Bezug auf einen Strombereich erweitert werden soll, kann man ein Power-Grid-Modul austauschen.
Benutzer selbst können Module auf Lager haben und diese im Fehlerfall leicht austauschen. Auch ein Wartungsdienst kann aufgrund des modularen Aufbaus der Schaltanlage schneller arbeiten und technische Probleme beheben.
Weiter vorteilhaft ist mindestens ein Modul in einem Rahmen und/ oder in einem Gehäuse aufgenommen. So ist die Einheit mit einem eigenen Rahmen versehen und/ oder in einem Gehäuse aufgenommen. Die Einheit kann auch in einem Rahmen eingegossen vorliegen. Hierdurch wird die räumliche Begrenzung und Abgeschlossenheit des Moduls unterstützt.
Vorteilhaft ist ein Modul als Sammelschienenmodul ausgestaltet und weist eine Hauptsammelschiene auf. Hierdurch kann ein Geräteraum von der Hauptsammelschiene getrennt werden. Die Schaltanlage muss nicht mehr in einem Rahmen aufgebaut werden, sondern kann aus selbständigen Modulen bestehen, die mit Hilfe von standardisierten Schnittstellen elektrisch und/ oder mechanisch miteinander verbunden werden.
Weiter vorteilhaft ist ein Modul als Gerätemodul ausgestaltet. Dieses kann als Einschub dienen und/ oder einen bevorzugt fest installierten Motorstarter aufweisen.
Vorteilhaft ist ein Modul als Kommunikationsmodul ausgestaltet. Schaltanlagen können leicht aktualisiert werden. Wenn sich beispielsweise die Kommunikationstechnik weiterentwickelt hat, kann man einfach ein altes Kommunikationsmodul gegen ein neues austauschen. Die mechanischen und elektrischen Schnittstellen können hierfür standardisiert sein.
Vorteilhaft sind mehrere Module einem übergeordneten Modul zugeordnet. Bevorzugt teilen sich mehrere Module ein übergeordnetes Modul. Mehrere Gerätemodule, in denen sich Motorstarter und andere Einrichtungen befinden, können an ein Kommunikationsmodul oder auch an ein Sammelschienenmodul oder Busbar-Modul angebaut werden. Hierdurch können Übergangsstellen und somit Leistungsverluste vermieden werden, wodurch eine effizientere Schaltanlage realisiert würde.
Weiter vorteilhaft besteht ein Modul aus mindestens zwei Untermodulen oder nimmt diese auf. Aufgrund unterschiedlicher baulicher Gegebenheiten, wie beispielsweise Raumhöhen, kann ein Modul zum Einschieben oder zum festen Einsetzen auch aus Untermodulen bestehen. So kann ein individueller Aufbau mit Standardkomponenten ermöglicht werden. Eine Schaltanlage kann eine individuelle Bauform aufweisen.
Vorteilhaft ist der Grundkörper als Modul oder als Anordnung von mehreren Modulen ausgestaltet, wobei das Modul als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist. Hierdurch kann die Schaltanlage vollständig modular aufgebaut sein. Die Module können hintereinander, übereinander, nebeneinander oder ineinander angeordnet sein.
Vorteilhaft weist jedes Modul selbst elektrische und/ oder mechanische Schnittstellen auf, an welche andere Module angeschlossen werden können oder mit welchen ein Modul an andere Module angeschlossen werden kann.
In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Ansicht einer Schaltanlage, welche ein Sammelschienenmodul, ein Kommunikationsmodul und ein Gerätemodul aufweist, und
2 ein Kommunikationsmodul mit Anschlüssen für Netzstecker.
1 zeigt eine Schaltanlage 1, umfassend einen Grundkörper 2 mit elektrischen und/ oder mechanischen Komponenten 2a. Der Grundkörper 2 weist mindestens eine mechanische und/ oder elektrische Schnittstelle 2b auf, an welcher ein Modul 3 an den Grundkörper 2 angeschlossen ist, wobei das Modul 3 als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.
Das Modul 3 ist reversibel an den Grundkörper 2 anschließbar. Das Modul 3 ist als Sammelschienenmodul ausgestaltet und weist eine Hauptsammelschiene auf. Ein weiteres Modul 4 ist als Kommunikationsmodul ausgestaltet. Der Grundkörper 2 ist ebenfalls als Modul ausgestaltet, nämlich als Gerätemodul. Dieses Modul bzw. der Grundkörper 2 ist ebenfalls als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet.
1 zeigt insoweit eine Schaltanlage 1, welche aus den drei grundlegenden funktionalen Einheiten Sammelschienenmodul, Kommunikationsmodul und Gerätemodul besteht. Hierdurch kann die Basisfunktionalität, nämlich Strom und Informationen zu verteilen, ausgeführt werden.
Obwohl diese in 1 nicht dargestellt sind, können weitere Module wie Kühlungsmodule, Shuttermodule oder Power-Grid-Module vorgesehen sein.
Das Sammelschienenmodul weist konventionelle Stromschienen oder flache laminierte Stromschienen in einem nicht gezeigten Rahmen auf und ist fertig aufgebaut an das Gerätemodul angebunden.
Das Gerätemodul umfasst Geräte und/ oder Motorstarter. Das Kommunikationsmodul ist zwischen dem Sammelschienenmodul und dem Gerätemodul eingebaut.
Insoweit sind mehrere Module 3, 4 einem übergeordneten Modul, nämlich dem Grundkörper 2, der hier als Gerätemodul ausgestaltet ist, zugeordnet. Es ist auch möglich, dass das Kommunikationsmodul als Untermodul in eines der beiden anderen Module eingebaut ist.
2 zeigt das als Kommunikationsmodul ausgebildete weitere Modul 4 mit Anschlüssen 5 für Netzstecker. Die Anschlüsse 5 sind als Vertiefungen oder Löcher ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Schaltanlage
2: Grundkörper
2a: Komponenten
2b: Schnittstelle
3: Modul
4: weiteres Modul
5: Anschluss

Claims

Schaltanlage (1), umfassend einen Grundkörper (2) mit elektrischen und/oder mechanischen Komponenten (2a), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) mindestens eine mechanische und/ oder elektrische Schnittstelle (2b) aufweist, an welcher ein Modul (3, 4) an den Grundkörper (2) angeschlossen oder anschließbar ist, wobei das Modul (3, 4) als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.
Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Modul (3, 4) reversibel an den Grundkörper (2) anschließbar ist.
Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Modul (3, 4) in einem Rahmen und/ oder in einem Gehäuse aufgenommen ist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (3) als Sammelschienenmodul ausgestaltet ist und eine Hauptsammelschiene aufweist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul als Gerätemodul ausgestaltet ist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (4) als Kommunikationsmodul ausgestaltet ist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Module (3, 4) einem übergeordneten Modul zugeordnet sind.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul aus zwei Untermodulen besteht oder diese aufnimmt.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) als Modul oder als Anordnung von mehreren Modulen ausgestaltet ist, wobei das Modul als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.