DE102017011373A1 - Measuring and control electronics for low-voltage switchgear - Google Patents

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Egon Ortjohann
Andreas Schmelter
Jan Kortenbruck
Daniel Holtschulte
Sasiphong Leksawat
Tawichai Premgamone
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    • H01H2085/0266Structural association with a measurement device, e.g. a shunt

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mess- und Steuerelektronik (5) für eine elektrische Schutzeinrichtung (1) in Gestalt einer Sicherungslastschaltleiste oder eines Sicherungs-Lasttrennschalters innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage zum Schutz eines Abgangs (3) in Gestalt von aus der Schutzeinrichtung (1) seitlich austretenden Abgangsleitungen (3a, 3b, 3c), die von einer der Schutzeinrichtung (1) zugeordneten Kabelraumabdeckung (4) im Austrittsbereich abgedeckt sind, wobei die Mess- und Steuerelektronik (5) mehrere Messeingänge zur Erfassung elektrischer Größen des Abgangs (3) und zumindest einen potentialfreien Schaltkontakt (16a, 16b) zur Ansteuerung eines in dem Abgang (3) angeordneten Schaltgeräts (9) zum Trennen oder Verbinden des Abgangs (3) in Abhängigkeit zumindest einer erfassten Größe aufweist. Um den Leitungsaufwand und den Bauraum zu minimieren bildet die Mess- und Steuerelektronik (5) baulich eine Einheit mit der Kabelraumabdeckung (4).The invention relates to a measuring and control electronics (5) for an electrical protective device (1) in the form of a fuse switch disconnector or fuse switch disconnectors within a low-voltage switchgear for protection of a departure (3) in the form of outgoing from the protective device (1) side discharge lines ( 3a, 3b, 3c), which are covered by a protective device (1) associated cable space cover (4) in the outlet region, wherein the measuring and control electronics (5) a plurality of measuring inputs for detecting electrical variables of the outlet (3) and at least one floating switch contact (16a, 16b) for controlling a in the outlet (3) arranged switching device (9) for separating or connecting the outlet (3) in dependence of at least one detected size. In order to minimize the wiring effort and the installation space, the measuring and control electronics (5) structurally form a unit with the cable compartment cover (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mess- und Steuerelektronik für eine elektrische Schutzeinrichtung in Gestalt einer Sicherungslastschaltleiste oder eines Sicherungs-Lasttrennschalters innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage zum Schutz eines Abgangs in Gestalt von aus der Schutzeinrichtung seitlich austretenden Abgangsleitungen, die von einer der Schutzeinrichtung zugeordneten Kabelraumabdeckung im Austrittsbereich abgedeckt sind, wobei die Mess- und Steuerelektronik mehrere Messeingänge zur Erfassung elektrischer Größen des Abgangs und zumindest einen potentialfreien Schaltkontakt zur Ansteuerung eines in dem Abgang angeordneten Schaltgeräts zum Trennen oder Verbinden des Abgangs in Abhängigkeit zumindest einer erfassten Größe aufweist. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Anordnung aus einer solchen Mess- und Steuerelektronik und der Schutzeinrichtung, eine Anordnung aus einer solchen Mess- und Steuerelektronik, der Schutzeinrichtung und des Schaltgeräts sowie einer Anordnung aus mehreren letztgenannter Anordnungen.The invention relates to a measurement and control electronics for an electrical protective device in the form of a fuse load terminal strip or a fuse switch disconnector within a low-voltage switchgear to protect a departure in the form of outgoing from the protection device outlet lines, which are covered by a protective device associated cable space cover in the exit area, wherein the measurement and control electronics has a plurality of measuring inputs for detecting electrical variables of the outgoing and at least one potential-free switching contact for controlling a arranged in the outgoer switching device for separating or connecting the outflow in dependence of at least one detected size. Furthermore, the invention also relates to an arrangement of such measuring and control electronics and the protective device, an arrangement of such measuring and control electronics, the protective device and the switching device and an arrangement of a plurality of the latter arrangements.
  • Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Niederspannungsschaltanlagen, welche innerhalb der öffentlichen elektrischen Energieversorgung oder innerhalb von Industrieanlagen eingesetzt werden, in denen zum selektiven Leitungsschutz NH-Sicherungslastschaltleisten oder NH-Sicherungslasttrennschalter eingesetzt werden und in denen elektrische und/oder physikalische Größen gemessen werden, in denen die angebundenen Leitungsabgänge mithilfe entsprechender Schaltgeräte zu- oder abgeschaltet werden können.The invention relates generally to the field of low-voltage switchgear, which are used within the public electrical power supply or within industrial plants, in which NH fuse switch disconnectors or NH fuse switch disconnectors are used for selective line protection and in which electrical and / or physical quantities are measured, in which the connected cable outlets can be switched on or off by means of appropriate switching devices.
  • Grundsätzlich besteht der Aufbau einer Schaltanlage aus den primärtechnischen Komponenten, wie Sammelschienen, Schutzeinrichtungen und Schaltgeräten sowie den sekundärtechnischen Komponenten, wie. z.B. Mess- und Steuerelektronik, Kommunikationselektronik, etc. Je nach Anforderungen werden entsprechende Lösungen angewendet. Häufig werden zum selektiven Leitungsschutz sogenannte NH-Sicherungslastschaltleisten oder NH-Sicherungslasttrennschalter eingesetzt. Diese sind i.d.R. nur manuell bedienbar. Für automatisierbare Schalthandlungen sind entsprechende automatisierbare Schaltgeräte, wie z.B. automatisierbare Leistungsschalter oder Leistungsschütze einzusetzen. Die sekundären Elemente, wie Mess- und Steuerelektronik und Kommunikationselektronik werden separat in die Schaltanlage beispielsweise durch eine Hutschienenmontage integriert und über Mess- und Steuerleitungen mit den entsprechenden Komponenten verbunden. Hierzu sind am Markt eine Vielzahl von Systemen, z.B. Speicher-programmierbare Steuerungen (SPS) verfügbar.Basically, the construction of a switchgear consists of the primary technical components, such as busbars, protective devices and switching devices, as well as the secondary components, such as. e.g. Measuring and control electronics, communication electronics, etc. Depending on the requirements, appropriate solutions are applied. Frequently, so-called NH fuse-switch disconnectors or NH-fuse switch-disconnectors are used for selective line protection. These are i.d.R. only manually operated. For automatable switching operations, corresponding automatable switching devices, such as e.g. to use automatic circuit-breakers or contactors. The secondary elements, such as measurement and control electronics and communication electronics are separately integrated into the switchgear, for example, by DIN rail mounting and connected via measuring and control lines with the corresponding components. For this purpose, a variety of systems, e.g. Memory programmable controllers (PLC) available.
  • Bezogen auf eine integrierte Messtechnik gibt es dabei vielfältige Lösungen, welche bspw. in den Patentanmeldungen EP 1058283 A2 , EP 2259284 A2 und DE 102011052449 A1 beschrieben werden. Gemein haben diese Lösungen, dass sie innerhalb der Schutzeinrichtungen (NH-Sicherungslasttrennschalter, NH-Sicherungslastschaltleisten) eingebaut sind, oder sich an diesen montieren lassen. Jedoch wird bei keiner dieser Lösungen das Ansteuern von in der Nähe der Schutzeinrichtung platzierten Schaltgeräten mittels der integrierten Elektronik beschrieben.In relation to an integrated measuring technique, there are manifold solutions which, for example, in the patent applications EP 1058283 A2 . EP 2259284 A2 and DE 102011052449 A1 to be discribed. These solutions have in common that they are installed inside the protective devices (NH fuse-switch disconnectors, NH fuse-switch-disconnectors) or can be mounted on them. However, none of these solutions describe the driving of switching devices placed in the vicinity of the protective device by means of the integrated electronics.
  • In der Patentanmeldung DE 10315623 A1 wird ein Niederspannungsmodul beschrieben, welches zum Steuern und Überwachen eines elektrischen Verbrauchers im Abgang einer Niederspannungsanlage eingesetzt wird. Das System weist hierzu eine Kommunikationsschnittstelle zum Anschluss an ein Bussystem, eine programmierbare Steuerung und parametrierbare Schutzfunktionen auf und ist aus einzeln austauschbaren Komponenten aufgebaut, wobei mindestens eine Zentraleinheit und eine Busanbindungseinheit vorgesehen sind. Weiterhin sind Anschlussplätze zur Aufnahme von Leistungseinheiten und Ein-/Ausgabeeinheiten vorgesehen. Die Zentraleinheit kommuniziert über einen internen Bus mit den übrigen im Niederspannungsmodul befindlichen Komponenten. Innerhalb dieses Moduls können ebenfalls die Größen Spannung/Strom und Temperatur erfasst werden. Bezogen auf eine mechanische Integration des Schaltanlagemoduls innerhalb einer Schaltanlage oder der Kombination in Verbindung mit den primären Schutzeinrichtungen wie z.B. Lasttrennschaltern werden keine Angaben gemacht.In the patent application DE 10315623 A1 a low-voltage module is described, which is used for controlling and monitoring an electrical load in the outlet of a low-voltage system. For this purpose, the system has a communication interface for connection to a bus system, a programmable controller and parameterizable protective functions and is constructed from individually replaceable components, wherein at least one central unit and one bus connection unit are provided. Furthermore, connection points are provided for accommodating power units and input / output units. The central unit communicates with the other components in the low-voltage module via an internal bus. Within this module, the parameters voltage / current and temperature can also be detected. With regard to a mechanical integration of the switchgear module within a switchgear or the combination in connection with the primary protective devices, such as switch disconnectors, no information is given.
  • Erstere Lösungen erfüllen nicht den Gegenstand des aktiven Ansteuerns von Schaltgeräten innerhalb der Niederspannungsverteilungen. Bei der Lösung in DE 10315623 A1 liegt ein Nachteil in dem zusätzlichen Platzbedarf, welcher durch die Integration des beschriebenen Niederspannungsmoduls einhergeht. Wird der zusätzliche Platzbedarf durch das Schaltgerät außeracht gelassen, da dieser Umstand nicht verhinderbar ist, sofern man einen Niederspannungsabgang schaltbar ausgestallten möchte, ergibt sich jedoch ein weiterer zusätzlicher Platzbedarf durch die Elektronik innerhalb des Schaltanlagenmoduls. Hierzu werden keine Lösungsvorschläge beschrieben.The former solutions do not meet the object of actively controlling switching devices within the low-voltage distributions. When solving in DE 10315623 A1 There is a disadvantage in the additional space required, which is accompanied by the integration of the described low-voltage module. If the additional space required by the switching device ignored, since this fact can not be prevented, if you want to turn off a low-voltage outlet switchable, but there is a further additional space required by the electronics within the switchgear module. For this purpose, no solution proposals are described.
  • Die Ursachen dieser Nachteile sind weniger technischer sondern eher entwicklungs- und bedarfsbedingter Natur. Die Begründung für fehelende Lösungen in diesem Bereich liegt in den bis noch vor wenigen Jahren nicht notwendigen Anpassungen innerhalb des Energiesystems. Bevor mit der rasanten Entwicklung der erneuerbaren Energien auch die Integration dezentraler Stromquellen innerhalb der unteren Spannungsebenen der elektrischen Energieversorgung eintrat, galten diese Spannungsebenen als i.d.R. passive Systeme. Eine Überwachung der Netzzustände oder gar automatisierbare Schalthandlungen waren in der Regel nicht notwendig, weshalb auch kaum Entwicklung im Bereich aktiver automatisierbarer Verteilkomponenten (z.B. Ortsnetzstation, Kabelverteilerschrank) vorhanden gewesen ist.The causes of these disadvantages are less technical but rather development and demand-related nature. The reason for failing solutions in this area lies in the adjustments that were not necessary within the energy system until just a few years ago. Before the rapid development of renewable energies and the integration of decentralized electricity sources within the lower voltage levels of the electrical energy supply, these voltage levels were usually passive systems. A monitoring of the network conditions or even automatable switching operations were usually not necessary, which is why there was hardly any development in the field of active automatable distribution components (eg local network station, cable distribution cabinet).
  • In den gegenwärtigen Entwicklungen im Bereich der elektrischen Energieversorgung rücken die Verteilnetze aufgrund der verstärkten Integration dezentraler Stromerzeuger, welche zu einem Großteil auf erneuerbaren Energien basieren, zunehmend in den Betrachtungsfokus. Die sich ändernden Lastprofile der Verbraucher als auch die fluktuierende und oftmals einphasig und somit unsymmetrisch eingespeiste Leistung dezentraler Erzeuger (private Solarzellenmodule auf Hausdächern) können ungewünschte Systemzustände innerhalb der Verteilnetzebene hervorrufen. Derartige Systemzustände können beispielsweise die Verletzung der Spannungsbänder und/oder Überlastungen auf den Leitungen sein. Hierzu werden derzeit vielfältige Ansätze entwickelt, ein intelligentes Netz-Monitoring aufzubauen.In the current developments in the field of electrical energy supply, distribution networks are increasingly becoming the focus of attention due to the increased integration of decentralized electricity generators, which are largely based on renewable energies. The changing load profiles of consumers as well as the fluctuating and often single-phase and thus asymmetrically fed-in power of decentralized producers (private solar cell modules on rooftops) can cause undesirable system conditions within the distribution network level. Such system states may be, for example, the violation of the voltage bands and / or overloads on the lines. For this purpose, various approaches are currently being developed to set up intelligent network monitoring.
  • Neben der messtechnischen Erfassung elektrischer Größen an entsprechenden Netzknoten wird jedoch auch der aktive Eingriff in Prozesse innerhalb der Niederspannungsnetze (110-400 V) gesehen. Hierzu gehört unter anderem das Regeln oder Steuern von dezentralen Einspeiseanlagen oder sogenannten verschiebbaren Lasten. Automatisierbare Topologieänderungen oder gar das aktive Trennen und Zuschalten einzelner Niederspannungsabgänge war bisher nicht vorgesehen. In Verbindung mit dezentralen Stromerzeugern wird jedoch die Thematik der Bildung von kleinen Inselnetzen auch in den unteren Spannungsebenen (110-400 V, 6-30 kV) immer mehr an Bedeutung erlangen. Hierzu bedarf es entsprechender infrastrukturtechnischer Elemente, mit denen sich derartige Prozesse umsetzen lassen. Auch in Bezug auf ein Blackout-Handling und einem strukturierten Netzwiederaufbau nach einem Blackout können solche aktiven und automatisierbaren Verteilnetzkomponenten eine große Bedeutung erlangen.In addition to the metrological detection of electrical quantities at corresponding network nodes, however, the active intervention in processes within the low-voltage networks (110-400 V) is also seen. This includes, among other things, the regulation or control of decentralized feed-in systems or so-called displaceable loads. Automatable topology changes or even the active disconnection and connection of individual low-voltage outlets was not previously planned. In connection with decentralized power generators, however, the topic of the formation of small isolated systems will become more and more important even in the lower voltage levels (110-400 V, 6-30 kV). This requires appropriate infrastructure-technical elements with which such processes can be implemented. Also in terms of blackout handling and structured network recovery after a blackout, such active and automatable distribution network components may become very important.
  • Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind zukünftige Niederspannungsschaltanlagen auch mit aktiven Komponenten wie z.B. Aktuatoren auszustatten, die einzelne Niederspannungsabgänge trennen und verbinden können. Lässt sich eine Trennung noch relativ einfach vollziehen, so ist das zuschalten insbesondere bei Netzbereichen mit Eigenerzeugungsanlagen, welche gegebenenfalls in einer (vom übrigen Verteilnetz zuvor abgetrennten) Netzinsel betrieben werden, sehr aufwändig. Vor dem Zuschalten müssen beide Netzbereiche synchronisiert werden, um das Fließen von Ausgleichsströmen zu verhindern. Werden demnach automatisierbare Schaltgeräte in eine Niederspannungsverteilung integriert, so wird eine Messung auf beiden Seiten des Schaltgerätes erforderlich, um eine Anpassung der Spannungen in beiden Systemen vornehmen zu können.In order to meet these requirements, future low-voltage switchgears are also suitable for use with active components, e.g. Equip actuators that can separate and connect individual low-voltage outlets. If a separation can still be carried out relatively easily, switching on is particularly costly, especially in network areas with self-generation plants, which may be operated in a grid island (previously separated from the rest of the distribution network). Before switching on, both network areas must be synchronized in order to prevent the flow of compensation currents. Thus, if automatable switching devices are integrated into a low-voltage distribution, a measurement on both sides of the switching device is required in order to be able to adapt the voltages in both systems.
  • Um die derzeit i.d.R. passiven Verteilungskomponenten, wie Kabelverteilerschränke, mit einer entsprechenden Automatisierung auszustatten, bedarf es Lösungsansätze die sich an den verfügbaren Betriebsmitteln orientieren. Auf Basis des Stands der Technik, ausgehend von dem Einsatz von NH-Sicherungslastschaltleisten oder NH-Sicherungslasttrennschaltern, ist eine Mess- und Steuerelektronik erforderlich, mit der sich einerseits verschiedene elektrische Größen wie Strom und/oder Spannung erfassen lassen, andererseits soll diese Mess- und Steuerelektronik in der Lage sein, Schaltbefehle an automatisierbare Schaltgeräte wie Leistungsschalter oder Leistungsschütze ausgeben können.To the currently i.d.R. To equip passive distribution components, such as cable distribution cabinets, with appropriate automation, solution approaches based on the available resources are required. Based on the state of the art, based on the use of NH fuse switch disconnectors or NH fuse switch disconnectors, a measurement and control electronics is required with the one hand, different electrical variables such as current and / or voltage can capture, on the other hand, this measurement and Control electronics to be able to issue switching commands to automatable switching devices such as circuit breakers or contactors.
  • Um eine derartige Technik jedoch entwickeln zu können, müssen verschiedene Aspekte bei einer Niederspannungsschaltanlage berücksichtigt werden. Zum einen ist der begrenzte Platz zu beachten. Ortsnetzstationen, Kabelverteilerschränke oder Industrieverteilungen etc. sind von ihrem Formfaktor so dimensioniert, dass diese eine möglichst hohe Integrationsdichte bezüglich der zu integrierenden Komponenten aufweisen. Im Bereich der Industrieanwendungen steht vielmals nur ein begrenzter Raum für die Aufstellung von solchen Verteilungen zur Verfügung. Im Bereich der öffentlichen Stromversorgung wird ebenfalls auf kompakte Bauformen geachtet, um möglichst wenig öffentlichen Raum für die Aufstellung derartiger Niederspannungsschaltanlagen einzunehmen. Ein weiterer Aspekt ist die Skalierbarkeit. Um einen kostengünstigen Einstieg zu ermöglichen, soll auch die Teilausrüstung mit einer aktiven Aktuatorik möglich sein, welche einfach nach Bedürfnis erweiterbar ist. Schließlich ist als dritter Aspekt auch die Nachhaltigkeit zu beachten. Durch erweiterte Funktionalitäten von Betriebsmitteln wächst auch prinzipiell das Fehlerpotential. Einerseits darf ein Ausfall der Elektronik die primärtechnische Funktion einer Schutzeinrichtung, deren Schutzfunktion, nicht beeinträchtigen, andererseits sollte die Elektronik auch im Fehlerfall leicht austauschbar sein, ohne dass durch deren Wartung Versorgungsausfälle entstehen, weil beispielsweise die komplette Schutzeinrichtung oder Aktuatorik auszutauschen ist.However, in order to develop such a technique, various aspects of a low voltage switchgear must be considered. For one, the limited space to note. Local network stations, cable distribution cabinets or industrial distribution etc. are dimensioned by their form factor so that they have the highest possible integration density with respect to the components to be integrated. In the field of industrial applications there is often only a limited amount of space available for the establishment of such distributions. In the field of public power supply is also paid to compact designs to take as little public space for the establishment of such low-voltage switchgear. Another aspect is scalability. In order to enable a cost-effective entry, the sub-equipment should be possible with an active actuator, which is easily expandable to your needs. Finally, the third aspect is sustainability. Due to extended functionalities of resources, the potential for error also increases in principle. On the one hand, a failure of the electronics must not impair the primary technical function of a protective device whose protective function, on the other hand, the electronics should be easily interchangeable even in the event of a fault, without resulting in their maintenance supply failures, because, for example, the complete protection device or actuator is replaced.
  • Maßgeblich wird die Baugröße einer Schaltanlage durch die Anzahl notwendiger Felder und die Größe der primärtechnischen Komponenten wie Schutzeinrichtungen und Schaltgeräten bestimmt. Die Reduktion der Baugröße derartiger Energieverteilungssysteme stellt oft eine Zielfunktion in der Planung von Schaltanlagen dar. Demgegenüber steht jedoch die heute zunehmende Installation von Elektronikkomponenten zur erweiterten Funktionalität einer Schaltanlage. Auch diese sekundären Komponenten benötigen ihrerseits wiederum Platz. Hierzu werden die Schaltanlagen entsprechend größer ausgelegt und die Elektronik wird in der Regel im Rahmen einer Hutschienenmontage in der Schaltanlage montiert.Significantly, the size of a switchgear is determined by the number of required fields and the size of primary technical components such as protective devices and switching devices. The reduction of the size of such power distribution systems often represents a target function in the planning of switchgear. In contrast, stands However, today's increasing installation of electronic components for extended functionality of a switchgear. These secondary components in turn also need space. For this purpose, the switchgear are designed to be larger and the electronics is usually mounted as part of a DIN rail mounting in the switchgear.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kleinbauende Mess- und Steuerelektronik bereitzustellen, die es ermöglicht, elektrische Größen innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage zu erfassen und gleichzeitig in der Niederspannungsschaltanlage eingesetzte Aktuatoren zum Trennen und Zuschalten von Niederspannungsabgängen anzusteuern. Dabei soll einerseits dem geringen Platzbedarf innerhalb von Niederspannungsschaltanlagen Rechnung getragen werden, andererseits ein möglichst geringer Leitungsaufwand erzielt werden.It is an object of the invention to provide a compact measuring and control electronics, which makes it possible to detect electrical variables within a low-voltage switchgear and at the same time to actuate actuators used in the low-voltage switchgear for disconnecting and connecting low-voltage outlets. On the one hand the small footprint within low-voltage switchgears should be taken into account on the one hand, on the other hand the lowest possible line outlay should be achieved.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Mess- und Steuerelektronik mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Mess- und Steuerelektronik baulich eine Einheit mit der Kabelraumabdeckung bildet. Die Kabelraumabdeckung deckt bestimmungsgemäß die Abgangsleitungen zum Installateur oder Bediener hin ab. Folglich liegt die Mess- und Steuerelektronik aus Sicht des Installateurs oder Bedieners ebenfalls vor den Abgangsleitungen und somit in einem Bauraum, der nicht anderweitig durch primärtechnische Komponenten der Schaltanlage in Anspruch genommen ist.This object is achieved by a measuring and control electronics with the features of claim 1. Advantageous developments are specified in the subclaims. It is proposed according to the invention that the measurement and control electronics structurally forms a unit with the cable compartment cover. The cable compartment cover covers the outlet lines to the installer or operator as intended. Consequently, the measurement and control electronics from the perspective of the installer or operator also in front of the outlet lines and thus in a space that is not otherwise taken by primary technical components of the switchgear.
  • Der Kerngedanke dieser Lösung bezieht sich auf den Ansatz, die Mess- und Steuerelektronik oder Teile davon als integralen Bestandteil der primärtechnischen Komponenten einer Schaltanlage zu implementieren, wodurch entsprechender Platz eingespart wird. Ein weiter Vorteil der Platzierung bestimmter Elektronikelemente unmittelbar an den primärtechnischen Komponenten, welche ohnehin einem Abgangsfeld zugeordnet sind, besteht in dem folglich reduzierten Leitungsaufwand. Unweigerlich ergibt sich durch einen reduzierten Leitungsaufwand und der einfachen und schnellen Montage auch ein Vorteil bezogen auf die Installationszeit derartiger Systeme. Ein geringerer Leitungsaufwand führt ebenfalls zu einem geringeren Fehlerpotenzial bei der Leitungsverlegung.The core idea of this solution relates to the approach to implement the measurement and control electronics or parts thereof as an integral part of the primary technical components of a switchgear, whereby corresponding space is saved. A further advantage of the placement of certain electronic elements directly on the primary technical components, which are in any case assigned to an outgoing field, is the consequently reduced line outlay. Inevitably, there is also an advantage related to the installation time of such systems due to a reduced line outlay and the simple and quick installation. A lower line outlay also leads to a lower potential for faulty cable routing.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung eine Mess- und Steuerelektronik zum Messen physikalischer Größen in einem Niederspannungsabgang einer Niederspannungsschaltanlage, die zum selektiven Leitungsschutz mit NH-Sicherungslastschaltleisten oder NH-Sicherungslasttrennschaltern ausgestattet ist und für das Zu- und Abschalten eines Niederspannungsabgangs zusätzlich jeweils ein Schaltgerät integriert ist, wobei die Mess- und Steuerelektronik in Kombination mit der einer NH-Sicherungslastschaltleiste oder einem NH-Sicherungslasttrennschalter zugehörigen Kabelraumabdeckung eine bauliche Einheit darstellt, welche anstelle einer üblichen Kabelraumabdeckung im Bereich des Kabelraums an einer NH-Sicherungslastschaltleiste oder einen NH-Sicherungslasttrennschalter montiert werden kann.In particular, the invention relates to a measurement and control electronics for measuring physical variables in a low-voltage outlet of a low-voltage switchgear, which is equipped for selective line protection with NH fuse switch strips or NH fuse switch disconnectors and for connecting and disconnecting a low-voltage outlet additionally each a switching device is integrated, said the measurement and control electronics in combination with the cable compartment cover associated with an NH fuse switch-disconnector or NH fuse switch is a structural unit which can be mounted in place of a conventional cable compartment cover in the cable compartment at an NH fuse switch-disconnector or NH fuse switch-disconnector.
  • Um eine Rückmeldung des Schaltzustands, insbesondere des Betriebszustands des Schaltgeräts oder eines anderen Geräts der Niederspannungsschaltanlage empfangen und verarbeiten zu können, kann die Mess- und Steuerelektronik zumindest einen Eingangskontakt zur Aufnahme eines entsprechenden Rückmeldesignals aufweisen. Dies kann ein digitaler oder analoger Eingang sein. Vorzugsweise weist die Mess- und Steuerelektronik zwei oder mehr Eingangskontakte auf, um unterschiedliche Meldungen empfangen zu können.In order to be able to receive and process a feedback of the switching state, in particular of the operating state of the switching device or of another device of the low-voltage switchgear, the measuring and control electronics can have at least one input contact for receiving a corresponding feedback signal. This can be a digital or analogue input. The measuring and control electronics preferably have two or more input contacts in order to be able to receive different messages.
  • Vorzugsweise weist die Mess- und Steuerelektronik wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle und/ oder Datenschnittstelle auf, die zur Ausgabe von Daten oder allgemein zur Kommunikation (Versendung oder Empfang) von Mess- oder Steuerdaten eingerichtet ist und zur Verbindung der Mess- und Steuerelektronik mit einer Zentraleinheit oder einer anderen Mess- und Steuerelektronik und/ oder mit einem Netzwerk dient. Diese Verbindung kann direkt oder über das Netzwerk indirekt erfolgen. Das Netzwerk kann ein Bus oder ein anderes Netzwerk wie Ethernet, CAN, LON, MODUS, PROFIBUS etc. eines bekannten Standards oder ein proprietäres Netzwerk sein. Entsprechend kann die Kommunikationsschnittstelle eine standardisierte Schnittstelle sein, beispielweise eine Ethernetschnittstelle RJ45.Preferably, the measuring and control electronics has at least one communication interface and / or data interface, which is set up for outputting data or generally for communication (sending or receiving) of measurement or control data and for connecting the measurement and control electronics to a central unit or a other measuring and control electronics and / or serves with a network. This connection can be made directly or indirectly through the network. The network may be a bus or other network such as Ethernet, CAN, LON, MODE, PROFIBUS, etc. of a known standard or a proprietary network. Accordingly, the communication interface can be a standardized interface, for example an Ethernet interface RJ45.
  • Um hohe Betriebssicherheit zu erreichen, können die Messeingänge jeweils über einen AD-Wandler mit galvanischer Trennung mit einer zentralen Verarbeitungseinheit der Mess- und Steuerelektronik verbunden sein.In order to achieve high operational reliability, the measuring inputs can each be connected via an AD converter with galvanic isolation to a central processing unit of the measuring and control electronics.
  • Idealerweise können in dieser Ausführungsvariante die Analogseite und die Digitalseite der AD-Wandler jeweils über eine eigene Spannungsversorgung gespeist sein. Sie sind folglich betriebsmäßig voneinander unabhängig.Ideally, in this embodiment, the analog side and the digital side of the AD converter can each be powered by its own power supply. They are therefore operationally independent of each other.
  • Um die Analogseite zu versorgen kann eine Gleichspannungsversorgung aus einer Phase der Schutzeinrichtung oder des Abgangs verwendet werden. Die Energiespeisung der Digitalseite kann aus der damit verbundenen Verarbeitungseinheit erfolgen.To supply the analogue side, a DC power supply from one phase of the protection device or the outgoing can be used. The power supply of the digital page can be done from the associated processing unit.
  • Die Verarbeitungseinheit kann beispielsweise ein FPGA (Field Programmable Gate Array) sein. Es kommen jedoch auch beliebige andere programmierbare elektronische Komponenten in Betracht wie z.B. ein DSP (Digital Signal Processor) oder ein Mikroprozessor oder Mikrocontroller. The processing unit can be, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array). However, any other programmable electronic components come into consideration such as a DSP (Digital Signal Processor) or a microprocessor or microcontroller.
  • Geeigneterweise ist der Schaltkontakt von der Verarbeitungseinheit gesteuert, so dass die Verarbeitungseinheit unmittelbaren Einfluss auf den Schaltzustand des Schaltgeräts oder eines anderen zu steuernden Gerätes nehmen kann. Der Schaltkontakt kann beispielsweise der schaltbare Kontakt eines Relais sein, das die Verarbeitungseinheit ansteuert, d.h. anziehen und abfallen lassen kann.Suitably, the switching contact is controlled by the processing unit, so that the processing unit can directly influence the switching state of the switching device or another device to be controlled. The switching contact may be, for example, the switchable contact of a relay which drives the processing unit, i. put on and drop off.
  • Auch die Eingangskontakte können gemäß einer Ausführungsvariante mit der Verarbeitungseinheit verbunden sein. Somit stellt die Verarbeitungseinheit eine zentrale Komponente in der erfindungsgemäßen Mess- und Steuerelektronik dar.The input contacts can also be connected to the processing unit in accordance with an embodiment variant. Thus, the processing unit is a central component in the measurement and control electronics according to the invention.
  • Um die Messeingänge für die Messung einer Phasenspannung, beispielsweise einer Abgangsleitung, an die Spannungseingangsbereiche der AD-Wandler anzupassen, können die Messeingänge jeweils über einen Spannungsteiler mit einer zu messenden Phasenspannung verbunden sein. Über den nicht potentialgebundenen Spannungsteiler kann dieser sowohl zur Spannungs- als auch Strommessung genutzt werden kann.In order to adapt the measuring inputs for the measurement of a phase voltage, for example an output line, to the voltage input regions of the AD converters, the measuring inputs can each be connected via a voltage divider to a phase voltage to be measured. The non-potential-bound voltage divider can be used for both voltage and current measurement.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Mess- und Steuerelektronik einen Temperaturfühler aufweist, um die Temperatur der Mess- und Steuerelektronik oder des Innenraums der Niederspannungsschaltanlage zu überwachen. Der Temperaturfühler kann dabei gemeinsam mit der Mess- und Steuerelektronik auf einer Platine angeordnet sein. Um eine besonders kompakte Bauform der Mess- und Steuerelektronik zu erhalten, kann die Kabelraumabdeckung U-förmig mit zwei Seitenschenkeln ausgebildet sein, die an einem Längsende einstückig in eine gemeinsame Stirnwand übergehen, wobei die Stirnwand die Mess- und Steuerelektronik trägt. Somit liegen die Leitungen des Abgangs hinter der Mess- und Steuerelektronik, getrennt durch die Stirnwand, die gleichzeitig als Isolation zur Mess- und Steuerelektronik dient. Die Kabelraumabdeckung selbst dient wiederum als erweiterter Berührungs- und Isolationsschutz gegenüber einem Installateur oder Benutzer.It is advantageous if the measurement and control electronics has a temperature sensor to monitor the temperature of the measuring and control electronics or the interior of the low-voltage switchgear. The temperature sensor can be arranged together with the measuring and control electronics on a circuit board. In order to obtain a particularly compact design of the measuring and control electronics, the cable space cover may be U-shaped with two side legs, which merge integrally at a longitudinal end in a common end wall, wherein the end wall carries the measuring and control electronics. Thus, the cables of the outlet are behind the measuring and control electronics, separated by the end wall, which also serves as insulation for the measuring and control electronics. The cable compartment cover itself serves as an extended contact and insulation protection against an installer or user.
  • Vorzugsweise hat die Kabelraumabdeckung auf der Stirnwand eine Elektronikhalterung, an der eine Platine der Mess- und Steuerelektronik gehalten ist. Diese Elektronikhalterung kann entweder ein separates Bauteil sein, das mechanisch fest mit der Stirnwand verbunden ist. Alternativ kann sie einstückig mit der Stirnwand ausgebildet sein, beispielsweise in Gestalt von Vorsprüngen und/ oder Rastnasen, zur Halterung der Platine.Preferably, the cable space cover on the end wall has an electronics holder to which a circuit board of the measuring and control electronics is held. This electronics holder can either be a separate component, which is mechanically firmly connected to the end wall. Alternatively, it may be integrally formed with the end wall, for example in the form of projections and / or locking lugs, for holding the board.
  • Bei der Kabelraumabdeckung kann es sich um ein spritzgegossenes Formteil aus Kunststoff handeln. Vorzugsweise ist zwischen der Mess- und Steuerelektronik und den Leitungsabgängen ein Metallblech angeordnet, um elektromagnetische Störeinflüsse des Abgangs von der Mess- und Steuerelektronik fernzuhalten.The cable compartment cover may be an injection molded plastic part. Preferably, a metal sheet is disposed between the measuring and control electronics and the line outlets to keep electromagnetic interference from the outflow of the measuring and control electronics.
  • Um die Mess- und Steuerelektronik vor externen Einflüssen zu schützen, kann sie eine Elektronikabdeckung aufweisen, die an der Kabelraumabdeckung gehalten ist, und unter der zumindest ein Teil der Mess- und Steuerelektronik geschützt einliegt.In order to protect the measuring and control electronics against external influences, it may have an electronics cover, which is held on the cable compartment cover, and under which at least a part of the measuring and control electronics rests protected.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Mess- und Steuerelektronik zumindest eine mehrpolige Steckerleiste mit Steckkontakten zum Anschließen eines Steckers oder einer Steckbuchse einer Verbindungsleitung zum Schaltgerät aufweist, wobei zumindest einer der Steckkontakte mit zumindest einem der Messeingänge, und/oder dem Schaltkontakt verbunden ist, und/ oder den Eingangskontakt bildet. Dies vereinfacht die Montage und Demontage der Mess- und Steuerelektronik, der zum Aufbau bzw. Trennung von Verbindungen lediglich die Steckverbindung gelöst werden muss. Vorzugsweise ist dies die einzige Steckverbindung für Mess- und Steuerleitungen. Es müssen dann, abgesehen von einer etwaigen Kommunikationsleitung an der Kommunikations- oder Datenschnittstelle, keine weiteren und auch keine Schraubverbindungen gelöst werden.It is advantageous if the measuring and control electronics has at least one multi-pin connector strip with plug contacts for connecting a plug or a socket of a connecting line to the switching device, wherein at least one of the plug contacts with at least one of the measuring inputs, and / or the switching contact is connected, and / or forms the input contact. This simplifies the assembly and disassembly of the measurement and control electronics, which must be solved for the construction or separation of compounds only the connector. This is preferably the only plug-in connection for measuring and control lines. It must then, apart from any communication line to the communication or data interface, no further and no screw connections can be solved.
  • Um die Steckerleiste zu kontaktieren, kann sie entweder durch eine Öffnung in der Stirnwand von hinten, d.h. aus Richtung des Abgangs, oder durch eine Öffnung in der Elektronikabdeckung von vorne, d.h. aus Sicht eines Installateurs oder Benutzers zugänglich sein. Sie fluchtet somit mit der entsprechenden Öffnung. Dabei kann die Steckerleiste hinter der Öffnung liegen oder sich durch die Öffnung hindurch erstrecken.In order to contact the connector strip, it can either be connected through an opening in the front wall from the rear, i. from the exit, or through an opening in the electronics cover from the front, i. be accessible from the perspective of an installer or user. It is thus aligned with the corresponding opening. In this case, the connector strip can lie behind the opening or extend through the opening.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Steckerleiste orientierungsspezifisch ist, so dass ein entsprechender Stecker oder eine Steckbuchse nur in einer bestimmten Orientierung aufgesteckt werden kann. Dies vermeidet Fehler.It is advantageous if the connector strip is orientation-specific, so that a corresponding plug or a socket can be attached only in a specific orientation. This avoids mistakes.
  • Von Vorteil ist es ferner, wenn eine Spannungsversorgung der Mess- und Steuerelektronik über die Steckerleiste erfolgt. Somit entfällt eine zusätzlich herzustellende Verbindung, was den zeitlichen Aufwand bei der Montage und Demontage reduziert.It is also advantageous if a voltage supply of the measuring and control electronics takes place via the connector strip. Thus eliminates an additional connection to be produced, which reduces the time required for assembly and disassembly.
  • Gemäß einer Ausführungsvariante kann die Mess- und Steuerelektronik zumindest ein optisches Anzeigemittel, beispielsweise eine Leuchtdiode, zur Anzeige eines Betriebszustands der Mess- und Steuerelektronik oder des Schaltgeräts aufweisen.According to one embodiment, the measuring and control electronics can at least one optical Display means, such as a light emitting diode, for displaying an operating state of the measuring and control electronics or the switching device.
  • Die Mess- und Steuerelektronik kann funktional in der Art ausgestaltet sein, dass Spannungsabgriffe oder Stromwandler oder ähnliche den Strom oder die Spannung erfassende Elemente sowie die Ansteuer- und Rückmeldekontakte für ein oder mehrere Schaltgeräte mit dieser Mess- und Steuerelektronik verbunden werden können und das auf dieser Mess- und Steuerelektronik eine entsprechende Messwertumformung - und Verarbeitung und zur Steuerung des/der Schaltgeräte(s) eine entsprechende Signalabgabe erfolgt, wobei die Mess- und Steuerelektronik über eine Kommunikationsverbindung zusätzlich mit einer weiteren Datenverarbeitungseinheit verbunden werden kann.The measuring and control electronics can be functionally designed in such a way that voltage taps or current transformers or similar elements detecting the current or the voltage as well as the control and feedback contacts for one or more switching devices can be connected to this measuring and control electronics and this on this Measurement and control electronics corresponding Meßwertumformung - and processing and to control the / the switching devices (s) a corresponding signal output takes place, the measurement and control electronics can be additionally connected via a communication connection with another data processing unit.
  • Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf eine Mess- und Steuerelektronik der vorbeschriebene Art sondern auch auf eine Anordnung aus einer elektrischen Schutzeinrichtung in Gestalt einer Sicherungslastschaltleiste oder eines Sicherungs-Lasttrennschalters innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage zum Schutz eines Abgangs in Gestalt von aus der Schutzeinrichtung seitlich austretenden Abgangsleitungen und einer Mess- und Steuerungselektronik der vorbeschrieben Art, wobei die Kabelraumabdeckung an einem Gehäuse der Schutzeinrichtung, insbesondere bei bestimmungsgemäßer Montage unter- oder oberhalb der Schutzeinrichtung montiert ist.The invention relates not only to a measurement and control electronics of the type described above but also to an arrangement of an electrical protective device in the form of a fuse load terminal block or a fuse switch disconnector within a low-voltage switchgear to protect a departure in the form of laterally exiting from the protection outlet lines and a measuring and control electronics of the type described above, wherein the cable space cover is mounted on a housing of the protective device, in particular under normal installation under or above the protective device.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung aus einer elektrischen Schutzeinrichtung der vorgenannten Art, einer Mess- und Steuerungselektronik der vorgenannten Art sowie einem in dem Abgang angeordneten Schaltgerät zum Trennen oder Verbinden des Abgangs. Dabei kann das Schaltgerät bei bestimmungsgemäßer Montage der Schutzeinrichtung fluchtend unter- oder oberhalb der Schutzeinrichtung und die Mess- und Steuerungselektronik mit der Klemmenraumabdeckung zwischen der Schutzeinrichtung und dem Schaltgerät montiert sein, so dass sich insgesamt eine sehr kompakte Anordnung ergibt und die Leitungswege kurz sind.The invention also relates to an arrangement of an electrical protective device of the aforementioned type, a measuring and control electronics of the aforementioned type and arranged in the outlet switching device for disconnecting or connecting the outlet. In this case, the switchgear can be mounted under normal installation of the protective device flush below or above the protection device and the measurement and control electronics with the terminal space cover between the protection device and the switching device, so that overall results in a very compact arrangement and the cable routes are short.
  • Das Schaltgerät kann ein extern schaltbares Leistungsschütz oder ein extern schaltbarer Leistungsschalter sein.The switching device can be an externally switchable contactor or an externally switchable circuit breaker.
  • Ferner kann das Schaltgerät eine Sensorik zur Messung zumindest einer elektrischen Größe des Abgangs hinter dem Schaltgerät sowie eine Steckerleiste zur Bereitstellung von Messwerten oder von daraus abgeleiteten Werten an die Mess-und Steuerungselektronik aufweisen.Furthermore, the switching device can have a sensor system for measuring at least one electrical quantity of the outlet behind the switching device and a plug connector for providing measured values or values derived therefrom to the measuring and control electronics.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Niederspannungsschaltanlage mehrere Anordnungen aus jeweils einer Schutzeinrichtung, einer Mess- und Steuerelektronik und einem Schaltgerät aufweisen, die baulich parallel nebeneinander angeordnet sind und dem Schutz jeweils eines Abgangs der Niederspannungsschaltanlage dienen. Vorteilhafterweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Mess- und Steuerelektroniken der Anordnungen untereinander kommunikationstechnisch verbunden sind, so dass sie untereinander Daten und/ oder Steuerbefehle austauschen können. Insbesondere kann diese Verbindung über ein Netzwerk in Gestalt einer Linien- oder Ringtopologie erfolgen.According to a further aspect of the invention, the low-voltage switchgear can have a plurality of arrangements each consisting of a protective device, measuring and control electronics and a switching device, which are structurally arranged parallel to one another and serve to protect a respective outlet of the low-voltage switchgear. Advantageously, it can be provided that the measurement and control electronics of the arrangements are interconnected communication technology, so that they can exchange data and / or control commands with each other. In particular, this connection can take place via a network in the form of a line or ring topology.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und technische Effekte der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • 1a: ein Schema der Mess- und Ansteuerelektronik
    • 1b: alternatives Schema der Mess- und Ansteuerelektronik
    • 2: eine NH-Sicherungslastschaltleiste und Kabelraumabdeckung
    • 3: NH-Sicherungslastschaltleiste mit montierter Kabelraumabdeckung
    • 4: Kabelraumabdeckung mit integrierter Mess- und Steuerelektronik
    • 5: NH-Sicherungslastschaltleiste mit Mess- und Steuerelektronik und Schaltgerät
    • 6: Anordnung mehrerer NH-Sicherungslastschaltleisten mit Elektronik, Schaltgerät und Kommunikationsverbindungen
    Further features, advantages and technical effects of the invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:
    • 1a : a diagram of the measuring and control electronics
    • 1b : alternative scheme of the measuring and control electronics
    • 2 : a NH fuse switch disconnector and cable compartment cover
    • 3 : NH fuse switch-disconnector with mounted cable compartment cover
    • 4 : Cable compartment cover with integrated measuring and control electronics
    • 5 : NH fuse switch-disconnector with measuring and control electronics and switching device
    • 6 : Arrangement of several NH fuse-switch-disconnectors with electronics, switching device and communication connections
  • Die Versorgung von Niederspannungsverbrauchern und oder Niederspannungsnetzbereichen erfolgt über die Abgänge 3 einer Niederspannungsschaltanlage, wobei die Anzahl der Abgänge variabel sein kann, je nach Anforderungen des Anwenders oder der Anwendung. Versorgt werden die Niederspannungsabgänge innerhalb einer Schaltanlage entweder über eine Leitungsverlegung im Punkt-zu-Punkt-Prinzip oder über ein dreiphasiges Sammelschienensystem. Gemein haben beide Varianten, dass vor jedem Abgang eine dem selektiven Leitungsschutz dienende Schutzeinrichtung 1 integriert ist, wie sie beispielhaft in den 2 bis 6 dargestellt ist. Die Erfindung bezieht sich dabei auf Niederspannungsschaltanlagen dessen Schutzeinrichtungen als NH-Sicherungslastschaltleisten 1 oder NH-Sicherungslasttrennschalter ausgeführt sind, d.h. solchen Schutzeinrichtungen, die Schmelzsicherungen des sogenannten Niedervolt-Hochleistungs-(NH)-Typs besitzen.The supply of low-voltage consumers and / or low-voltage network areas takes place via the outlets 3 a low-voltage switchgear, where the number of outlets can be variable, depending on the requirements of the user or the application. The low-voltage outlets within a switchgear are supplied either via a cable laying in a point-to-point principle or via a three-phase busbar system. Both versions have in common that before each departure a protective device serving the selective line protection 1 is integrated, as exemplified in the 2 to 6 is shown. The invention relates to low-voltage switchgear whose protective devices as NH fuse switch disconnectors 1 or NH fuse switch disconnectors are executed, ie such protective devices, the fuses of the so-called low-voltage high-performance (NH) type have.
  • Die Erfindungsgemäße Lösung beabsichtigt dabei eine Mess- und Steuerelektronik 5 in die NH-Sicherungslastschaltleisten 1 oder NH-Sicherungslasttrennschalter zu integrieren, in der Art, dass Sie integrierter Bestandteil der Kabelraumabdeckung 4 einer NH-Sicherungslastschaltleiste 1 oder eines NH-Sicherungslasttrennschalters werden. Je nach Anzahl der Niederspannungsabgänge 3 können dann entsprechend viele NH-Sicherungslastschaltleisten 1 mit einer entsprechenden Kabelraumabdeckung 4 mit Mess- und Ansteuerelektronik 5 ausgerüstet werden. The solution according to the invention intends a measuring and control electronics 5 in the NH fuse-switch-disconnectors 1 or to integrate NH fuse switch disconnector, in the way that you are an integral part of the cable compartment cover 4 an NH fuse switch-disconnector 1 or an NH fuse switch disconnector. Depending on the number of low-voltage outlets 3 can then correspondingly many NH fuse switch disconnectors 1 with a corresponding cable compartment cover 4 with measuring and control electronics 5 be equipped.
  • Beschrieben wird nachfolgend eine erfindungsgemäße Mess- und Steuerelektronik 5, auf der mehrere Messeingänge integriert sind, die primär zur Erfassung der Spannung auf der Abgangsseite eines Schaltgerätes 9 dienen (siehe 5), jedoch auch zur Erfassung anderer Spannungen oder Ströme geeignet ist. Neben den Messeingängen wird diese Elektronik 5 mit einer Ausgabeeinheit ausgestattet, in der Form, dass auf ihr integrierte potentialfreie Schaltkontakte 16a, 16b das aktive Ansteuern eines Schaltgerätes 9, wie z.B. ein Schütz oder Leistungsschalter, erlauben. Über weitere Eingangskontakte 17a, 17b kann der Schaltzustand des Schaltgerätes 9 wiederum erfasst werden. Zur Kommunikation mit einer Zentraleinheit, respektive weiteren Mess- und Steuerelektroniken 5 benachbarter Abgänge 3 wird diese Elektronik 5 mit einer standardisierten Kommunikationsschnittstelle 7 ausgerüstet.Described below is a measuring and control electronics according to the invention 5 , on which several measuring inputs are integrated, which are primarily for detecting the voltage on the outgoing side of a switching device 9 serve (see 5 ), but is also suitable for detecting other voltages or currents. In addition to the measuring inputs, this electronics 5 equipped with an output unit, in the form that on her integrated floating switch contacts 16a . 16b the active control of a switching device 9 , such as a contactor or circuit breaker, allow. Via further input contacts 17a . 17b can the switching state of the switching device 9 be recorded again. For communication with a central unit or other measuring and control electronics 5 adjacent outlets 3 will this electronics 5 with a standardized communication interface 7 equipped.
  • Für den späteren Aufbau, die Anordnung der Messungen, der Schaltkontakte 16a, 16b und Rückmeldekontakte 17a, 17b und die Versorgung der einzelnen Komponenten wird in 1 ein Gesamtkonzept der auf einer Platine unterzubringenden Mess- und Steuerelektronik 5 dargestellt. Die Elektronik 5 zeichnet sich unter anderem durch eine eindeutige Potentialtrennung zwischen der Seite der Messungen, d.h. der Analogseite (High-Side), und der Seite der digitalen Verarbeitung, d.h. der Digitalseite (Low-Side), aus. Hierzu werden für die Messung elektrischer Größen AD-Wandler 15a, 15b, 15c, 15d mit galvanischer Trennung eingesetzt. Ein erster A/D-Wandler 15a misst dabei eine erste Netzspannung/ Phasenspannung UL1-N zum Neutralleiter, ein zweiter A/D-Wandler 15b eine zweite Netzspannung/ Phasenspannung UL2-N , ein dritter A/D-Wandler 15c eine dritte Netzspannung/ Phasenspannung UL3-N . Ein vierter A/D-Wandler 15d misst die Spannung UPE-N zwischen dem Neutralleiter N und dem Schutzleiter PE.For the later construction, the arrangement of the measurements, the switching contacts 16a . 16b and feedback contacts 17a . 17b and the supply of each component is in 1 an overall concept of the measurement and control electronics to be accommodated on a circuit board 5 shown. The Electronic 5 is characterized, among other things, by a clear potential separation between the side of the measurements, ie the analog side (high-side), and the side of the digital processing, ie the digital side (low-side). For this purpose, for the measurement of electrical quantities AD converter 15a . 15b . 15c . 15d used with galvanic isolation. A first A / D converter 15a measures a first line voltage / phase voltage U L1-N to the neutral, a second A / D converter 15b a second mains voltage / phase voltage U L2-N , a third A / D converter 15c a third line voltage / phase voltage U L3-N , A fourth A / D converter 15d measures the tension U PE-N between the neutral conductor N and the protective conductor PE ,
  • Ein Merkmal dabei ist, dass sowohl die Analogseite als auch Digitalseite jeweils über eine eigenständige Versorgung verfügen. Die Versorgung der Digitalseite mit einer Gleichspannung erfolgt durch die Kommunikationsschnittstelle 7 über einen entsprechenden Spannungswandler 21. Alternativ kann auch eine separate Schnittstelle zur Versorgung der Digitalseite vorgesehen sein, oder die Steckerleiste 8 um entsprechende Kontakte erweitert werden. Die Spannungsversorgung der Analogseite kann jeweils aus der zu messenden Netzspannung UL1-N , UL2-N und UL3-N über einen Netzteil 14a, oder über einen isolierten Spannungswandler 14b aus der Digitalseite erfolgen. In jedem Fall liegt der Bezug der Analogseite auf Netzspannungsniveau, d.h. dem Neutralleiter N. Unabhängig von der Ausführung sind alle notwendigen Spannungsversorgungen auf der Mess- und Steuerelektronik 5 angeordnet.A characteristic here is that both the analog side and the digital side each have an independent supply. The digital side is supplied with a DC voltage through the communication interface 7 via a suitable voltage transformer 21 , Alternatively, a separate interface for supplying the digital side may be provided, or the power strip 8th to be extended by appropriate contacts. The voltage supply of the analogue side can be determined from the mains voltage to be measured U L1-N . U L2-N and U L3-N via a power supply 14a , or via an isolated voltage transformer 14b from the digital page. In any case, the reference of the analogue side is at the mains voltage level, ie the neutral conductor N. Regardless of the design, all the necessary power supplies are on the measuring and control electronics 5 arranged.
  • Für die Netzspannungsmessung UL1-N , UL2-N , UL3-N und UPE-N werden entsprechende Spannungsteiler 20a, 20b, 20c, 20d eingesetzt, die die Messspannungen an die Eingangsspannungsbereiche der verwendeten AD-Wandler 15a, 15b, 15c, 15d anpassen. Alternativ ließen sich über eine Anpassung der Spannungsteiler, welche dann in Form von Messshunts ausgeführt sind, auch Stromwandler anbinden, mit denen sich auch die Ströme IL1 , IL2 , IL3 und IPEN mit der Messelektronik erfassen ließen. Auch die gemischte Erfassung von Spannungen und Strömen, in der Zahl insgesamt 4 verschiedene Größen, wäre über eine entsprechende Auslegung der Spannungsteiler möglich. Neben den elektrischen Größen kann noch ein Temperatursensor 19 zur Messung der Temperatur ϑ auf der Messplatine aufgebracht werden, dessen Signale ebenfalls auf die Verarbeitungseinheit 18 geführt werden. Zur Ansteuerung von Schaltgeräten 9 zum Trennen und Zuschalten der Niederspannungsabgänge 3 werden ein oder auch mehrere potentialfreie Ausgangskontakte 16a, 16b ebenfalls durch die Verarbeitungseinheit 18 angesteuert. Ein oder mehrere Eingänge 17a, 17b, hier beispielsweise In1 und In2, sind ebenfalls mit der Verarbeitungseinheit 18 verbunden und können zur Rückmeldung der Schaltzustände eines oder mehrerer Schaltgeräte 9 dienen.For mains voltage measurement U L1-N . U L2-N . U L3-N and U PE-N become corresponding voltage dividers 20a . 20b . 20c . 20d used the measuring voltages to the input voltage ranges of the used AD converter 15a . 15b . 15c . 15d to adjust. Alternatively, an adaptation of the voltage dividers, which are then designed in the form of measuring shunts, could also be used to connect current transformers, with which the currents can also be connected I L1 . I L2 . I L3 and I PEN could be detected with the measuring electronics. Also, the mixed detection of voltages and currents, in the total number 4 different sizes, would be possible on a corresponding design of the voltage divider. In addition to the electrical variables can still have a temperature sensor 19 be applied to the measuring board for measuring the temperature θ, whose signals are also applied to the processing unit 18 be guided. For controlling switching devices 9 for disconnecting and connecting the low voltage outlets 3 become one or more potential-free output contacts 16a . 16b also by the processing unit 18 driven. One or more entrances 17a . 17b , here for example in1 and In 2 , are also with the processing unit 18 connected and can be used to report the switching states of one or more switching devices 9 serve.
  • 2 zeigt den Ausgangspunkt zur mechanischen Integration der Elektronik 5 am Beispiel einer NH-Sicherungslastschaltleise 1. über die Schaltdeckel 2 können die NH-Sicherungselemente eingesetzt werden. Über die Abgangsleitungen 3a, 3b, 3c werden die angebundenen Niederspannungsabgänge versorgt. Die Kabelraumabdeckung 4, welche optional unter der NH-Sicherungslastschalleiste 1 befestigt werden kann, dient in der Regel einem erweiterten Berührungsschutz vor einem direkten Berühren der spannungsführenden Teile des Leistenabgangs 3. Die Kabelraumabdeckung 4 weist zwei parallele Seitenschenkel 22, die bestimmungsgemäß quer zu den Leitungsabgängen 3a 3b, 3c liegen und diese seitlich umgreifen. Die Seitenschenkel 22 gehen an einem Längsende einstückig in eine Stirnwand 23 über, die die eigentliche Abdeckung des Abgangs 3 bildet. 2 shows the starting point for the mechanical integration of the electronics 5 using the example of a NH fuse-load rail 1 , over the switch cover 2 The NH fuse elements can be used. About the outlet lines 3a . 3b . 3c the connected low-voltage outlets are supplied. The cable compartment cover 4 , which optionally under the NH fuse-load formwork 1 can be attached, usually serves an extended contact protection against direct contact with the live parts of the Leistenabgangs 3 , The cable compartment cover 4 has two parallel side legs 22 , as intended, across the cable outlets 3a 3b . 3c lie around and grip them laterally. The side legs 22 go at one longitudinal end in one piece in an end wall 23 over that the actual cover of the departure 3 forms.
  • 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des unteren Teils einer NH-Sicherungslastschaltleiste 1, an die nun eine Kabelraumabdeckung 4 vor die Abgangsleitungen 3a, 3b, 3c fest montiert wurde, die mit der NH-Sicherungslastschaltleiste 1 fluchtet. 3 shows an enlarged section of the lower part of a NH fuse load switching strip 1 , to which now a cable compartment cover 4 in front of the departure lines 3a . 3b . 3c was fixed with the NH fuse switch disconnector 1 flees.
  • In 4 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Kabelraumabdeckung 4 mit einer an der Stirnwand 23 befestigten Elektronikhalterung 24. Auf dieser ist die Mess- und Steuerelektronik 5 montiert. Mit einer Elektronikabdeckung 6 wird ein Teil der oder die gesamte Elektronik 5 zusätzlich vor äußeren Einflüssen geschützt und gleichzeitig ein Berührungsschutz erzielt. In der Elektronikabdeckung 6 sind entsprechende Öffnungen integriert, durch die zwei Kommunikationsschnittstellen/ Datenschnittstellen 7 und eine oder mehrere mehrpolige Steckerleiste / Steckerleisten 8 zugänglich sind, so dass eine entsprechende Kommunikationsverbindung und über die Steckerleiste / Steckerleisten 8 eine messtechnische und steuerungstechnische Verbindung zu dem Schaltgerät 9 hergestellt werden kann. Die Steckerleiste / Steckerleisten 8 umfasst hierzu Kontakte, die die Messeingänge bilden, sowie die Schaltkontakte 16a, 16b und die Eingangskontakte 17a, 17b.In 4 is an inventive cable space cover 4 with one on the front wall 23 attached electronics holder 24 , On this is the measuring and control electronics 5 assembled. With an electronics cover 6 will be part or all of the electronics 5 additionally protected against external influences and achieved at the same time a contact protection. In the electronics cover 6 corresponding openings are integrated, through the two communication interfaces / data interfaces 7 and one or more multi-pin connector strip / connector strips 8th are accessible, so that a corresponding communication connection and the power strip / power strips 8th a metrological and control connection to the switching device 9 can be produced. The power strip / power strip 8th includes contacts that form the measuring inputs, as well as the switching contacts 16a . 16b and the input contacts 17a . 17b ,
  • 5 zeigt einen Ausschnitt einer NH-Sicherungslastschaltleiste 1, welche mit einer Kabelraumabdeckung 4 einschließlich der Mess- und Steuerelektronik 5 ausgestattet ist. Unterhalb der Kabelraumabdeckung 4 ist ein Schaltgerät 9 platziert, mit denen die Abgangsleitungen 3a, 3b, 3c zu und abgeschaltet werden können. Das Schaltgerät 9 kann dabei z.B. ein Leistungsschütz, Leistungsschalter oder anderweitiges Schaltgerät sein. Auch könnte die Anzahl der zu schaltenden Phasen variabel ausgestaltet werden. So könnte mit einem 4-poligen Schaltgerät auch der Neutralleiter (oder PEN) aufgetrennt werden, je nach Anforderung. Das Schaltgerät 9 weist Mess- und Steuerkontakte auf, mittels welchen das Schaltgerät 9 über die Steckerleiste 8 mit der Mess- und Steuerelektronik verbunden werden kann. 5 shows a section of a NH fuse switch-disconnector 1 , which with a cable compartment cover 4 including the measuring and control electronics 5 Is provided. Below the cable compartment cover 4 is a switching device 9 placed with which the outgoing lines 3a . 3b . 3c can be switched on and off. The switching device 9 can be eg a power contactor, circuit breaker or other switching device. Also, the number of switching phases could be made variable. So could with one 4 -poliger switching device and the neutral conductor (or PEN) are separated, depending on the requirements. The switching device 9 has measuring and control contacts, by means of which the switching device 9 over the power strip 8th can be connected to the measurement and control electronics.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich diese Kontakte über eine mehrpolige Steckerleiste 8 mit der Mess- und Steuerelektronik 5 verbinden lassen, sodass im Falle eines Austauschs der Elektronik 5 oder einem Bedienen der Abgangsklemmen der NH-Sicherungslastschaltleiste 1 die Kabelraumabdeckung 4 samt der Mess- und Steuerelektronik 5 nach dem Lösen des Steckers/ der Buchse von der Steckerleiste 8 einfach entnommen werden kann, ohne weitere Verbindungen oder Leitungen lösen zu müssen. Je nach Anforderung kann die Steckerleiste 8 dabei von hinten (innerhalb des Kabelraums) oder von vorne (vor dem Kabelraum) kontaktierbar sein. Die Spannungsversorgung der Digitalseite der netzwerkfähigen Mess- und Steuerelektronik 5 kann über die Datenschnittstelle 7 elektrisch mit Leistung versorgt werden, welche dann als eine Kombischnittstelle für Spannungsversorgung und Datenübertragung ausgeführt ist. Alternativ kann die Spannungsversorgung auch über die Steckerleiste 8 oder eine separate zusätzliche Schnittstelle erfolgen.According to the invention it is provided that these contacts via a multi-pin connector strip 8th with the measuring and control electronics 5 connect so that in case of an exchange of electronics 5 or operating the output terminals of the NH fuse switch-disconnector 1 the cable compartment cover 4 including the measuring and control electronics 5 after loosening the plug / socket from the power strip 8th can be easily removed without having to solve further connections or lines. Depending on the requirement, the power strip 8th be contacted from behind (inside the cable compartment) or from the front (in front of the cable compartment). The power supply of the digital side of the network-capable measuring and control electronics 5 can via the data interface 7 be electrically supplied with power, which is then designed as a combination interface for power supply and data transmission. Alternatively, the power supply via the power strip 8th or a separate additional interface.
  • Die Versorgung der Analogseite der Mess- und Steuerelektronik 5 erfolgt entweder über einen AC-DC-Spannungswandler 14a, welcher über die Steckerleiste 8 mit einer der zu messenden Spannungen, bspw. UL1-N , verbunden ist. Alternativ kann die Versorgung der Analogseite über einen isolierten DC-DC-Spannungswandler 14b ausgehend von der Digitalseite erfolgen.The supply of the analogue side of the measuring and control electronics 5 takes place either via an AC-DC voltage converter 14a , which via the connector strip 8th with one of the voltages to be measured, eg. U L1-N , connected is. Alternatively, the supply of the analog side via an isolated DC-DC voltage converter 14b starting from the digital page.
  • In 6 wird eine Anordnung mehrerer parallel angeordneter NH-Sicherungslastschaltleisten 1 dargestellt, wobei jede Leiste 1 mit einer eigenen Kabelraumabdeckung 4 und einer Mess- und Steuerelektronik 5 ausgerüstet ist und jeder Abgang 3 über ein Schaltgerät 9 schaltbar ist. Auf der Mess- und Steuerelektronik 5 sind jeweils zwei Datenschnittstellen 7 angeordnet. Mittels Kommunikationsverbindungen 11 kann eine entsprechende Kommunikation mit einer weiteren Datenverarbeitungseinheit hergestellt werden. Je nach gewählter Topologie lassen sich dabei verschiedene Varianten aufbauen. 6 zeigt bespielhaft die Anbindung in einer Linien- respektive Ringtopologie.In 6 is an arrangement of several parallel NH fuse switch strips 1 shown, with each bar 1 with its own cable compartment cover 4 and a measuring and control electronics 5 is equipped and every departure 3 via a switching device 9 is switchable. On the measuring and control electronics 5 are each two data interfaces 7 arranged. By means of communication connections 11 a corresponding communication with another data processing unit can be established. Depending on the selected topology, different variants can be set up. 6 exemplifies the connection in a line or ring topology.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist die Kombination einer Kabelraumabdeckung 4 an einer NH-Sicherungslastschaltleiste 1 oder einem NH-Sicherungslasttrennschalter und einer intelligenten Mess- und Steuerelektronik 5 zum Messen physikalischer Zustände und zum Ansteuern von Schaltgeräten 9. Ein Vorteil ergibt sich insbesondere durch die Positionierung der Mess- und Steuerelektronik 5 an der Kabelraumabdeckung 4. Hierdurch wird der Platz innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage optimal genutzt, da für diese Mess- und Steuerelektronik 5 kein weiterer Platzbedarf anfällt. Weiterhin werden alle notwendigen Kontakte zur Messwerterfassung und für Steuer- und Rückmeldesignale über die Steckerleiste 8 unmittelbar an die Mess-und Steuerelektronik 5 im Abgangsbereich der NH-Sicherungslastschaltleiste 1 oder dem NH-Sicherungslasttrennschalter angebunden, so dass sich der Verdrahtungsaufwand gegenüber alternativen Lösungen stark reduziert. Über die Steckerkontakte 8 lässt sich die Mess- und Steuerelektronik 5 außerdem schnell austauschen, ohne eine Versorgungsunterbrechung in Kauf nehmen zu müssen.An advantage of the solution according to the invention is the combination of a cable compartment cover 4 on a NH fuse switch-disconnector 1 or an NH fuse switch disconnector and intelligent measuring and control electronics 5 for measuring physical states and for controlling switching devices 9 , An advantage results in particular by the positioning of the measuring and control electronics 5 on the cable compartment cover 4 , As a result, the space is optimally used within a low-voltage switchgear, as for this measurement and control electronics 5 no additional space required. Furthermore, all necessary contacts for measured value acquisition and for control and feedback signals via the connector strip 8th directly to the measuring and control electronics 5 in the outgoing area of the NH fuse-switch-disconnector 1 or the NH fuse switch disconnector, so that the wiring costs compared to alternative solutions greatly reduced. About the plug contacts 8th can the measuring and control electronics 5 also swap quickly without having to worry about a supply interruption.
  • In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvarianten kann Folgendes vorgesehen sein:In further, not shown embodiments, the following may be provided:
  • Im Bereich des Einsatzes in Niederspannungsverteilungen in einem Niederspannungsverteilnetz lassen sich mit den erfindungsgemäßen Lösungen an den jeweiligen Abgängen 3 angebundene Netzbereiche zuschalten oder trennen.In the field of use in low-voltage distribution in a low-voltage distribution network can be with the invention Solutions at the respective outlets 3 connect or disconnect connected network areas.
  • Diese Möglichkeiten können einerseits dazu eingesetzt werden, um möglicherweise notwendige Topologieänderungen (Speisung eines offenen Rings) durchzuführen.On the one hand, these possibilities can be used to carry out possibly necessary topology changes (supply of an open ring).
  • Andererseits könnte nach einem Ausfall der öffentlichen Stromversorgung hierdurch auch das konventionelle Systemwiederaufbau dadurch unterstützt werden, dass sich auch kleinere Niederspannungsnetzbereiche einfach zu und abschalten lassen können. Größe Lastsprünge, die durch das Zuschalten ganzer Verteilnetze im Zuschaltmoment entstehen, könnten so reduziert werden.On the other hand, this could also be the conventional system recovery supported by a failure of the public power supply, that even smaller low-voltage network areas can be easily turned on and off. Size load jumps that occur when switching on entire distribution grids at the moment of connection could thus be reduced.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel könnte die Mess- und Steuerelektronik 5 in Verbindung mit dem Schaltgerät 9 auch als eine Art Synchronisiervorrichtung genutzt werden. Hierzu könnten nach dem Öffnen der Schaltgeräte 9 in einer Inselnetzversorgung betriebene Niederspannungsnetzbereiche wieder zusammengeführt werden. In Verbindung mit einer sammelschienenseitigen Spannungsmessung kann die Spannungsmessung auf der Abgangsseite des Schaltgerätes 9 dazu genutzt werden, einen Abgleich zwischen den beiden Spannungssystemen herzustellen, wenn durch die Informationen die Inselnetze in der Art beeinflusst werden, dass sich die Spannungssysteme angleichen können. Anschließend können mit der Mess- und Steuerelektronik 5 in Verbindung mit dem Schaltgerät 9 die Inselnetze ohne zu große Ausgleichsströme wieder mit einander verbunden werden.In a further embodiment, the measurement and control electronics could 5 in conjunction with the switching device 9 also be used as a kind of synchronizing device. This could be done after opening the switchgear 9 low-voltage network areas operated in an off-grid power supply. In conjunction with a busbar-side voltage measurement, the voltage measurement on the outgoing side of the switching device 9 be used to establish a balance between the two voltage systems, if the information influenced the island grids in such a way that the voltage systems can be equalized. Subsequently, with the measuring and control electronics 5 in conjunction with the switching device 9 the island grids are connected to each other without excessive equalizing currents.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante könnte anstelle der Spannungsmessung eine Strommessung zur Überwachung der Ströme genutzt werden. So könnten durch die Mess- und Steuerelektronik 5 das Schaltgerät 9 bei einer Überlastung der Abgangsleitungen dazu angewiesen werden, den Niederspannungsabgang abzuschalten bevor es zum Auslösen der Schmelzsicherungen in den NH-Sicherungslastschaltleisten kommt, wodurch ein manueller Austausch der Sicherungselemente erforderlich würde. Insbesondere könnte auch der Neutralleiter (oder PEN) durch die Strommessung ebenfalls überwacht werden. In der Regel sind diese Leiter nicht über Schutzeinrichtungen abgesichert. Durch die geänderten Lastprofile (unsymmetrische Einspeisung/Verbrauch, nicht lineare Lasten) werden die Neutralleiter (oder PEN-Leiter) heute immer stärker auch belastet. Teilweise können die Ströme im Neutralleiter (oder PEN-Leiter) Ströme aufweisen, die über den Strömen der Außenleiter liegen.In a further embodiment, instead of the voltage measurement, a current measurement for monitoring the currents could be used. So could by the measuring and control electronics 5 the switching device 9 if the output lines are overloaded, instruct them to switch off the low voltage output before the fuses in the NH fuse switch disconnectors are triggered, which would require manual replacement of the fuse elements. In particular, the neutral conductor (or PEN) could also be monitored by the current measurement. As a rule, these conductors are not protected by protective devices. Due to the changed load profiles (asymmetrical infeed / consumption, non-linear loads), the neutral conductors (or PEN conductors) are increasingly burdened today. In part, the currents in the neutral conductor (or PEN conductor) may have currents that are above the currents of the outer conductors.
  • Vorstehend beschrieben, wurde eine Mess- und Steuerelektronik zum Messen physikalischer Größen in einem Niederspannungsabgang einer Niederspannungsschaltanlage, die zum selektiven Leitungsschutz mit NH-Sicherungslastschaltleisten oder NH-Sicherungslasttrennschaltern ausgestattet ist und für das Zu- und Abschalten eines Niederspannungsabgangs zusätzlich jeweils ein Schaltgerät integriert ist, wobei die Mess- und Steuerelektronik in Kombination mit der einer NH-Sicherungslastschaltleiste oder einem NH-Sicherungslasttrennschalter zugehörigen Kabelraumabdeckung eine bauliche Einheit darstellt, welche anstelle einer üblichen Kabelraumabdeckung im Bereich des Kabelraums an einer NH-Sicherungslastschaltleiste oder einen NH-Sicherungslasttrennschalter montiert werden kann und die Mess- und Steuerelektronik funktional in der Art ausgestaltet ist, dass Spannungsabgriffe oder Stromwandler oder ähnliche den Strom erfassenden Elemente sowie die Ansteuer- und Rückmeldekontakte für ein oder mehrere Schaltgerät mit dieser Mess- und Steuerelektronik verbunden werden können, und dass auf dieser Mess- und Steuerelektronik eine entsprechende Messwertumformung - und Verarbeitung und zur Steuerung des/der Schaltgeräte(s) eine entsprechende Signalabgabe erfolgt, wobei die Mess- und Steuerelektronik über eine Kommunikationsverbindung zusätzlich mit einer weiteren Datenverarbeitungseinheit verbunden werden kann.As described above, a measurement and control electronics for measuring physical quantities in a low-voltage output of a low-voltage switchgear, which is equipped for selective line protection with NH fuse switch disconnectors or NH fuse switch disconnectors and for switching on and off of a low-voltage outlet additionally each a switching device is integrated, wherein the measurement and control electronics in combination with the NH-fuse switch disconnector or a NH fuse switch disconnector associated cable compartment cover is a structural unit, which can be mounted instead of a conventional cable compartment cover in the cable compartment on a NH fuse switch disconnector or NH fuse switch disconnector and the Mess - And control electronics is functionally designed in such a way that voltage taps or current transformers or similar current-sensing elements and the control and feedback contacts for one or a plurality of switching device can be connected to this measurement and control electronics, and that on this measurement and control electronics a corresponding Meßwertumformung - and processing and for controlling the / the switching devices (s) a corresponding signal output, wherein the measurement and control electronics via a communication link can be additionally connected to another data processing unit.
  • Vorzugsweise ist die Mess- und Steuerelektronik ein Bestandteil einer Kabelraumabdeckung einer NH-Sicherungslastschaltleiste oder eines NH-Sicherungslasttrennschalters, und kann an diese Schutzeinrichtung 1 anstelle einer üblichen Kabelraumabdeckung aufgesteckt werden.Preferably, the measurement and control electronics is a component of a cable compartment cover of a NH fuse-switch-disconnector or NH fuse-switch-disconnector, and may be connected to this protective device 1 be plugged in place of a standard cable compartment cover.
  • Die zu erfassenden physikalischen, insbesondere elektrischen Größen können beispielsweise sein:
    • - die Spannung und/ oder der Strom der Phase L1, und/ oder
    • - die Spannung und/ oder der Strom der Phase L2, und/ oder
    • - die Spannung und/ oder der Strom der Phase L3, und/ oder
    • - die Spannung und/ oder der Strom des Neutralleiters, und/ oder
    • - die Spannung und/ oder der Strom des PEN-Leiters, und/ oder
    • - die Spannung zwischen zwei der Phasen L1, L2 oder L3, und/ oder
    • - die Temperatur einer der Phasen oder der Mess- und Steuerelektronik,
    an einer NH-Sicherungslastschaltleiste oder einem NH-Sicherungslasttrennschalter, einem Schaltgerät oder anderweitigem Gerät.The physical, in particular electrical quantities to be detected can be, for example:
    • - the voltage and / or the current of the phase L1 , and or
    • - the voltage and / or the current of the phase L2 , and or
    • - the voltage and / or the current of the phase L3 , and or
    • the voltage and / or the current of the neutral conductor, and / or
    • the voltage and / or the current of the PEN conductor, and / or
    • - the voltage between two of the phases L1 . L2 or L3 , and or
    • the temperature of one of the phases or the measurement and control electronics,
    on a NH fuse-switch disconnector or NH fuse switch-disconnector, switchgear or other device.
  • Vorzugsweise kann auf der Mess- und Steuerelektronik 5 eine Messwertvorverarbeitung durchgeführt werden. Preferably, on the measurement and control electronics 5 a measured value preprocessing be performed.
  • Vorzugsweise kann mit der Mess- und Steuerelektronik 5 die Ansteuerung eines oder mehrerer Schaltgeräte 5 oder eines oder mehrerer Meldevorrichtungen oder Ähnliches oder die Kombination dieser Geräte erfolgen.Preferably, with the measurement and control electronics 5 the control of one or more switching devices 5 or one or more signaling devices or the like or the combination of these devices.
  • Vorzugsweise können mit der Mess- und Steuerelektronik 5 ein oder mehrere binäre, digitale oder analoge Eingangssignale, z.B. die Rückmeldekontakte eines Schaltgerätes 9, aufgenommen werden.Preferably, with the measurement and control electronics 5 one or more binary, digital or analog input signals, eg the feedback contacts of a switching device 9 to be recorded.
  • Vorzugsweise können auf der Mess- und Steuerelektronik 5 sichtbar angebrachte Signalgeber, z.B. LEDs, vorhanden sein. Mit diesen kann beispielsweise signalisiert werden, ob
    • - die Spannungsversorgung erfolgt oder
    • - die Kommunikationsverbindung gewährleistet ist oder
    • - Spannungs- und/oder Stromgrenzen eingehalten sind oder
    • - Temperaturgrenzen eingehalten sind
    • - die angebundenen Schaltgeräte oder Meldevorrichtungen angesteuert sind oder
    • - einer oder mehrere der oben genannten Zustände vorliegt.
    Preferably, on the measurement and control electronics 5 Visibly mounted signal generator, such as LEDs, be present. With these can be signaled, for example, whether
    • - the power supply is or
    • - the communication connection is guaranteed or
    • - Voltage and / or current limits are respected or
    • - Temperature limits are met
    • - The connected switching devices or signaling devices are driven or
    • - one or more of the above conditions exists.
  • Vorzugsweise kann die Mess- und Steuerelektronik in derart mit einer Niederspannungsschaltanlage zugehörigen zentralen Datenverarbeitungseinheit kommunizieren,
    • - dass jede Mess- und Steuerelektronik die an einer jeden NH-Sicherungslastschaltleiste oder NH-Sicherungslasttrennschalter angebracht ist, eigenständig mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit kommuniziert, welche eine externe Kommunikation (aus der Niederspannungsschaltanlage heraus) ermöglicht und über eine Stern-Topologie mit dieser Verbunden ist; und/oder
    • - dass jedes Mess- und Steuerelektronik die an einer jeden NH-Sicherungslastschaltleiste oder NH-Sicherungslasttrennschalter angebracht ist, eigenständig mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit kommuniziert, welche eine externe Kommunikation ermöglicht und über eine Linien-Topologie mit dieser Verbunden ist; und/ oder
    • - dass jedes Mess- und Steuerelektronik die an einer jeden NH-Sicherungslastschaltleiste oder NH-Sicherungslasttrennschalter angebracht ist, eigenständig mit der zentralen Datenverarbeitungseinheit kommuniziert, welche eine externe Kommunikation ermöglicht und über eine Ring-Topologie mit dieser Verbunden ist; und/ oder
    • - dass jede Mess- und Steuerelektronik die an einer jeden NH-Sicherungslastschaltleiste oder NH-Sicherungslasttrennschalter angebracht ist, mit einer Kommunikationseinrichtung ausgestattet ist, die die externe Kommunikation separat ermöglicht.
    Preferably, the measurement and control electronics can communicate in such a central data processing unit associated with a low-voltage switchgear,
    • - that each measuring and control electronics attached to each NH fuse-switch disconnector or NH fuse-switch is autonomously communicating with the central data-processing unit, which enables external communication (from the low-voltage switchgear) and is connected to it via a star topology; and or
    • - that each measurement and control electronics attached to each NH fuse switch disconnector or NH fuse switch is autonomously communicating with the central data processing unit, which enables external communication and is connected to it via a line topology; and or
    • - that each measurement and control electronics attached to each NH fuse switch disconnector or NH fuse switch is autonomously communicating with the central data processing unit, which enables external communication and is connected to it via a ring topology; and or
    • - That each measuring and control electronics attached to each NH fuse-switch disconnector or NH fuse-switch-disconnector is equipped with a communication device which enables external communication separately.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 11
    Schutzvorrichtungguard
    22
    Schaltdeckelswitch cover
    33
    Abgangleaving
    3a, 3b, 3c3a, 3b, 3c
    Abgangsleitungenoutgoing lines
    44
    KabelraumabdeckungCable compartment cover
    55
    Mess- und SteuerelektronikMeasuring and control electronics
    66
    Elektronikabdeckungelectronics cover
    77
    DatenschnittstelleData Interface
    88th
    Steckerleistepower strip
    99
    Schaltgerätswitchgear
    1010
    Steuer- und Rückmeldekontakte des SchaltgerätsControl and feedback contacts of the switching device
    1111
    Kommunikationsverbindung, KommunikationsleitungCommunication connection, communication line
    14a14a
    Spannungsversorgung über NetzspannungPower supply via mains voltage
    14b14b
    Spannungsversorgung von DigitalseitePower supply from digital side
    15a-15d15a-15d
    AD-WandlerADC
    16a, 16b16a, 16b
    Schaltkontaktswitching contact
    17a, 17b17a, 17b
    Eingangskontaktinput contact
    1818
    Verarbeitungseinheitprocessing unit
    1919
    Temperaturfühlertemperature sensor
    20a-20d20a-20d
    Spannungsteilervoltage divider
    2121
    SpannungswandlerDC converter
    2222
    Seitenschenkelside leg
    2323
    Stirnwandbulkhead
    2424
    Elektronikhalterungelectronics holder
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • EP 1058283 A2 [0004]EP 1058283 A2 [0004]
    • EP 2259284 A2 [0004]EP 2259284 A2 [0004]
    • DE 102011052449 A1 [0004]DE 102011052449 A1 [0004]
    • DE 10315623 A1 [0005, 0006]DE 10315623 A1 [0005, 0006]

Claims (15)

  1. Mess- und Steuerelektronik (5) für eine elektrische Schutzeinrichtung (1) in Gestalt einer Sicherungslastschaltleiste oder eines Sicherungs-Lasttrennschalters innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage zum Schutz eines Abgangs (3) in Gestalt von aus der Schutzeinrichtung (1) seitlich austretenden Abgangsleitungen (3a, 3b, 3c), die von einer der Schutzeinrichtung (1) zugeordneten Kabelraumabdeckung (4) im Austrittsbereich abgedeckt sind, wobei die Mess- und Steuerelektronik (5) mehrere Messeingänge zur Erfassung elektrischer Größen des Abgangs (3) und zumindest einen potentialfreien Schaltkontakt (16a, 16b) zur Ansteuerung eines in dem Abgang (3) angeordneten Schaltgeräts (9) zum Trennen oder Verbinden des Abgangs (3) in Abhängigkeit zumindest einer erfassten Größe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Steuerelektronik (5) baulich eine Einheit mit der Kabelraumabdeckung (4) bildet.Measuring and control electronics (5) for an electrical protective device (1) in the form of a fuse switch-disconnector or fuse switch disconnector within a low-voltage switchgear for protecting a feeder (3) in the form of outgoing lines (3a, 3b) emerging laterally from the protective device (1) 3c), which are covered by a protective device (1) associated cable space cover (4) in the exit area, wherein the measuring and control electronics (5) a plurality of measuring inputs for detecting electrical variables of the outgoing (3) and at least one potential-free switching contact (16a, 16b ) for controlling a in the outlet (3) arranged switching device (9) for separating or connecting the outlet (3) in dependence of at least one detected size, characterized in that the measuring and control electronics (5) structurally a unit with the cable space cover (4) forms.
  2. Mess- und Steuerelektronik (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Eingangskontakt (17a, 17b) zur Aufnahme eines Rückmeldesignals über einen Schaltzustand des Schaltgeräts (9) aufweist.Measuring and control electronics (5) according to Claim 1 , characterized in that it comprises at least one input contact (17a, 17b) for receiving a feedback signal via a switching state of the switching device (9).
  3. Mess- und Steuerelektronik (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine, vorzugsweise zwei identische Kommunikationsschnittstellen und/ oder Datenschnittstellen (7) zur Verbindung mit einer Zentraleinheit, einer anderen Mess- und Steuerelektronik (5) und/ oder mit einem Netzwerk aufweist.Measuring and control electronics (5) according to Claim 1 or 2 , characterized in that it comprises at least one, preferably two identical communication interfaces and / or data interfaces (7) for connection to a central unit, another measurement and control electronics (5) and / or with a network.
  4. Mess- und Steuerelektronik (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analogseite über eine Gleichspannungsversorgung aus einer Phase der Schutzeinrichtung (1) oder des Abgangs (3) gespeist ist und/ oder die Digitalseite aus einer damit verbundenen Verarbeitungseinheit (18) gespeist ist.Measurement and control electronics (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the analogue side is fed via a DC voltage supply from one phase of the protective device (1) or the outgoing (3) and / or the digital side from a processing unit (18 ) is fed.
  5. Mess- und Steuerelektronik (5) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (18) ein FPGA ist.Measuring and control electronics (5) according to Claim 4 , characterized in that the processing unit (18) is an FPGA.
  6. Mess- und Steuerelektronik (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeingänge jeweils über einen Spannungsteiler (20a-20d) mit einer zu messenden Phasenspannung verbunden sind.Measuring and control electronics (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring inputs are each connected via a voltage divider (20a-20d) with a phase voltage to be measured.
  7. Mess- und Steuerelektronik (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Temperaturfühler (19) aufweist und gemeinsam mit diesem auf einer Platine angeordnet ist.Measurement and control electronics (5) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a temperature sensor (19) and is arranged together with this on a circuit board.
  8. Mess- und Steuerelektronik (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelraumabdeckung (4) U-förmig mit zwei Seitenschenkeln (21) ausgebildet ist, die an einem Längsende einstückig in eine gemeinsame Stirnwand (22) übergehen, wobei die Stirnwand (22) die Mess- und Steuerelektronik (5) trägt.Measurement and control electronics (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the cable space cover (4) is U-shaped with two side legs (21) which merge integrally at a longitudinal end in a common end wall (22), wherein the End wall (22) carries the measuring and control electronics (5).
  9. Mess- und Steuerelektronik (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelraumabdeckung (4) auf der Stirnwand (22) eine Elektronikhalterung (23) trägt oder aufweist, an der eine Platine der Mess- und Steuerelektronik (5) gehalten ist.Measuring and control electronics (5) according to Claim 8 , characterized in that the cable space cover (4) on the end wall (22) carries or has an electronics holder (23) on which a circuit board of the measuring and control electronics (5) is held.
  10. Mess- und Steuerelektronik (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Elektronikabdeckung (6) an der Kabelraumabdeckung (4) gehalten ist, unter der zumindest ein Teil der Mess-und Steuerelektronik (5) geschützt einliegt.Measuring and control electronics (5) according to one of the preceding claims, characterized in that it is an electronics cover (6) on the cable space cover (4) is held, under which at least a part of the measuring and control electronics (5) rests protected.
  11. Mess- und Steuerelektronik (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine mehrpolige Steckerleiste (8) mit Steckkontakten zum Anschließen eines Steckers oder einer Steckbuchse einer Verbindungsleitung zum Schaltgerät (9) aufweist, wobei zumindest einer der Steckkontakte mit zumindest einem der Messeingänge, und/oder dem Schaltkontakt (16a, 16b) verbunden ist, und/ oder den Eingangskontakt (17a, 17b) bildet.Measuring and control electronics (5) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one multi-pin connector strip (8) with plug contacts for connecting a plug or a socket of a connecting line to the switching device (9), wherein at least one of the plug contacts with at least one of the measuring inputs, and / or the switching contact (16a, 16b) is connected, and / or the input contact (17a, 17b) forms.
  12. Mess- und Steuerelektronik (5) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerleiste (8) durch eine Öffnung in der Stirnwand (22) von hinten oder durch eine Öffnung in der Elektronikabdeckung (6) von vorne kontaktierbar ist.Measuring and control electronics (5) according to Claim 11 , characterized in that the connector strip (8) through an opening in the end wall (22) from the rear or through an opening in the electronics cover (6) is contacted from the front.
  13. Anordnung aus einer elektrischen Schutzeinrichtung (1) in Gestalt einer Sicherungslastschaltleiste oder eines Sicherungs-Lasttrennschalters innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage zum Schutz eines Abgangs (3) in Gestalt von aus der Schutzeinrichtung (1) seitlich austretenden Abgangsleitungen (3a, 3b, 3c) und einer Mess- und Steuerungselektronik (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelraumabdeckung (4) an einem Gehäuse der Schutzeinrichtung (1), insbesondere bei bestimmungsgemäßer Montage unter- oder oberhalb der Schutzeinrichtung (1) montiert ist.Arrangement of an electrical protective device (1) in the form of a fuse-switch-disconnector or fuse switch-disconnector within a low-voltage switchgear to protect a feeder (3) in the form of outgoing lines (3a, 3b, 3c) emerging laterally from the protective device (1) and a measuring circuit Control electronics (5) according to one of the preceding claims, characterized in that the cable space cover (4) on a housing of the protective device (1), in particular under normal installation under or above the protective device (1) is mounted.
  14. Anordnung aus einer elektrischen Schutzeinrichtung (1) in Gestalt einer Sicherungslastschaltleiste oder eines Sicherungs-Lasttrennschalters innerhalb einer Niederspannungsschaltanlage zum Schutz eines Abgangs (3) in Gestalt von aus der Schutzeinrichtung (1) seitlich austretenden Abgangsleitungen (3a, 3b, 3c), einer Mess- und Steuerungselektronik (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 sowie einem in dem Abgang (3) angeordneten Schaltgerät (9) zum Trennen oder Verbinden des Abgangs (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (9) bei bestimmungsgemäßer Montage der Schutzeinrichtung (1) fluchtend unter- oder oberhalb der Schutzeinrichtung (1) und die Mess-und Steuerungselektronik (5) mit der Klemmenraumabdeckung (4) zwischen der Schutzeinrichtung und dem Schaltgerät (9) montiert ist.Arrangement of an electrical protective device (1) in the form of a fuse switch-disconnector or fuse-switch disconnector within a low-voltage switchgear to protect a feeder (3) in the form of outgoing lines (3a, 3b, 3c) emerging laterally from the protective device (1); and control electronics (5) according to one of Claims 1 to 12 and a switching device (9) arranged in the outlet (3) for separating or connecting the outlet (3), characterized in that the switching device (9) is flush with or above the protective device (1) when the protective device (1) is mounted as intended. and the measuring and control electronics (5) with the terminal compartment cover (4) between the protective device and the switching device (9) is mounted.
  15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (9) ein extern schaltbares Leistungsschütz oder ein extern schaltbarer Leistungsschalter ist.Arrangement according to Claim 14 , characterized in that the switching device (9) is an externally switchable contactor or an externally switchable circuit breaker.
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