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Die Erfindung betrifft ein Schutzschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Zwischen Versorgungsleitungen und elektrischen Lasten bzw. Verbrauchern ist ein Schutzschaltgerät anzuordnen. Dabei ist es gemeinhin üblich, dass an einem Ausgang eines Schutzschaltgeräts, etwa eines Leistungsschutzschalters, mehrere Lasten angeschlossen werden. Dies ist zwar üblich, einfach und benötigt nur eine geringe Anzahl an Schutzschaltern, allerdings führt dies auch dazu, dass im Falle eines elektrischen Fehlers und einer damit einhergehenden Notabschaltung aller, an den betreffenden Schutzschalter, angeschlossenen Verbrauchern, die Fehlersuche äußerst umständlich werden kann. Dies kann soweit gehen, dass die einzelnen Lasten jeweils abgeklemmt werden müssen um derart den Fehler zu lokalisieren. Dadurch wird ein erheblicher Aufwand bei der Fehlersuche in Kauf genommen. Insbesondere bei kommerziellen Anlagen kann dadurch die Stillstandszeit einer Anlage im Fehlerfall eines einzigen Geräts sehr lang werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schutzschaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem der Installationsaufwand gering gehalten werden kann, und mit welchem die Fehlersuche im Falle einer Notabschaltung vereinfacht bzw. beschleunigt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
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Dadurch der Installationsaufwand gering gehalten werden, wobei gleichzeitig die Fehlersuche im Falle einer Notabschaltung, daher einer Abschaltung im Falle eines detektierten Fehlers, vereinfacht bzw. beschleunigt werden kann. Dadurch kann auf das umständliche Abklemmen der einzelnen Verbraucher verzichtet werden. Dadurch kann weiters ein fehlerhafter Strang bzw. Verbraucher einfach durch abschalten des jeweiligen Betriebslastschalters deaktiviert werden, während sämtliche weiteren, an das Schutzschaltgerät angeschlossenen Verbraucher weiterhin betrieben werden können. Dadurch kann sowohl das Finden und Beheben eines Fehlers in kurzer Zeit erfolgen, wobei die restlichen Anlagen während dieser kurzen Zeit weiter betrieben werden können, und dabei elektrisch voll abgesichert sind.
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Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
- 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines gegenständlichen Schutzschaltgeräts;
- 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines gegenständlichen Schutzschaltgeräts; und
- 3 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform eines gegenständlichen Schutzschaltgeräts.
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Die 1 bis 3 zeigen jeweils Blockschaltbilder bevorzugter Ausführungsformen eines Schutzschaltgeräts 1 mit wenigstens einem ersten Außenleiterversorgungsanschluss 2, einem ersten Außenleiterlastanschluss 3 und wenigstens einer ersten Notfalltrennvorrichtung 4, wobei der erste Außenleiterversorgungsanschluss 2 mit einem Eingang der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 wenigstens mittelbar verbunden ist, wobei ein Ausgang der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 mit einem ersten, vorgebbar ansteuerbaren Betriebslastschalter 5 des Schutzschaltgeräts 1 verbunden ist, wobei der erste Betriebslastschalter 5 mit dem ersten Außenleiterlastanschluss 3 verbunden ist, wobei der Ausgang der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 mit einem zweiten, vorgebbar ansteuerbaren Betriebslastschalter 6 verbunden ist, wobei der zweite Betriebslastschalter 6 mit einem zweiten Außenleiterlastanschluss 7 des Schutzschaltgeräts 1 verbunden ist.
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Dadurch der Installationsaufwand gering gehalten werden, wobei gleichzeitig die Fehlersuche im Falle einer Notabschaltung, daher einer Abschaltung im Falle eines detektierten Fehlers, vereinfacht bzw. beschleunigt werden kann. Dadurch kann auf das umständliche Abklemmen der einzelnen Verbraucher verzichtet werden. Dadurch kann weiters ein fehlerhafter Strang bzw. Verbraucher einfach durch abschalten des jeweiligen Betriebslastschalters 5, 6, 8, 30, 31, 32, 33, 34, 35 deaktiviert werden, während sämtliche weiteren, an das Schutzschaltgerät 1 angeschlossenen Verbraucher weiterhin betrieben werden können. Dadurch kann sowohl das Finden und Beheben eines Fehlers in kurzer Zeit erfolgen, wobei die restlichen Anlagen während dieser kurzen Zeit weiter betrieben werden können, und dabei elektrisch voll abgesichert sind.
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Bei dem gegenständlichen Schutzschaltgerät 1 handelt es sich bevorzugt um ein sog. Niederspannungsschaltgerät. Als Niederspannung wird wie an sich üblich der Bereich bis 1000V Wechselspannung bzw. 1500V Gleichspannung bezeichnet.
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Das Schutzschaltgerät 1 weist in an sich bekannter Weise wenigstens einem ersten Außenleiterversorgungsanschluss 2 und einen ersten Außenleiterlastanschluss 3 auf. Diese, sowie die weiteren noch beschriebenen Anschlüsse 38, 39, 12, 7, 9, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 14 sind bevorzugt als Schraubanschlussklemmen und/oder Steckklemmen ausgebildet. Das Schutzschaltgerät 1 weist bevorzugt ein Isolierstoffgehäuse auf.
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Das Schutzschaltgerät
1 weist wenigstens einer ersten Notfalltrennvorrichtung
4 auf. Diese sowie die weiters noch beschriebenen Notfalltrennvorrichtungen
4,
13,
36,
37 sind bevorzugt entsprechend rein mechanischen Schaltern bzw. als sog. hybride Schaltgeräte ausgebildet. Hybride Schaltgeräte sind etwa aus der
WO 2015/028634 A1 der Anmelderin bekannt. Neben sämtlichen Baugruppen, welche erforderlich sind um eine elektrische Leitung im Fehlerfalle zu unterbrechen, wie etwa Trennkontakte oder einer Lichtbogenlöscheinrichtung, weist die Notfalltrennvorrichtung
4 weiters bevorzugt auch einen Auslöser auf. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Notfalltrennvorrichtung
4 einen Kurzschlussauslöser und/oder einen Überstromauslöser aufweist. Diese können entweder rein mechanisch bzw. elektromechanisch ausgebildet sein, etwa wie an sich bekannt umfassend Bimetallauslöser und elektromagnetischem Auslöser, und/oder umfassend wenigstens einer Strommessanordnung sowie einer elektrischen bzw. elektronischen Steuereinheit, um durch Vergleich einer Messgröße mit wenigstens einem Vergleichswert einen elektrischen Fehler zu detektieren.
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Ein Eingang der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 ist mit dem ersten Außenleiterversorgungsanschluss 2 wenigstens mittelbar schaltungstechnisch verbunden. Ein Ausgang der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 ist mit einem ersten, vorgebbar ansteuerbaren Betriebslastschalter 5 des Schutzschaltgeräts 1 verbunden bzw. an diesen angeschlossen.
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Als Betriebslastschalter 5, 6, 8, 30, 31, 32, 33, 34, 35 wird im gegenständlichen Zusammenhang ein elektrischer Schalter bezeichnet, welcher zum betriebsgemäßen Ein- und Ausschalter elektrischer Verbraucher vorgesehen ist. Ein derartiger Betriebslastschalter 5, 6, 8, 30, 31, 32, 33, 34, 35 ist bevorzugt entsprechend einem elektrischen Relais bzw. einem Schütz ausgebildet.
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Weiters kann der Betriebslastschalter
5,
6,
8,
30,
31,
32,
33,
34,
35 als sog. hybrides Schaltgerät ausgebildet sein, wie dies etwa aus der
WO 2015/028634 A1 der Anmelderin bekannt ist.
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Der erste Betriebslastschalter 5 ist an den ersten Außenleiterlastanschluss 3 angeschlossen.
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Es ist vorgesehen, dass der Ausgang der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 an einem zweiten, vorgebbar ansteuerbaren Betriebslastschalter 6 angeschlossen ist, und dass der zweite Betriebslastschalter 6 mit einem zweiten Außenleiterlastanschluss 7 des Schutzschaltgeräts 1 verbunden ist, wodurch die eingangs dargelegten Vorteile erzielt werden können. Das gegenständliche Schutzschaltgerät 1 weist daher nachfolgend der Notfalltrennvorrichtung 4 zwei parallele Schaltstrecken auf, welche betriebsmäßig geschaltet werden können.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Schutzschaltgerät 1 wenigstens eine erste Überwachungseinheit 10 zur Überwachung des ersten Betriebslastschalters 5 und/oder der Verbindung zwischen der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 und dem ersten Außenleiterlastanschluss 3 aufweist. Dadurch kann etwa der Stromfluss über die betreffende Schaltstrecke oder der Status des ersten Betriebslastschalters 5 überwacht werden. Dadurch kann die Fehlersuche noch weiter vereinfacht bzw. beschleunigt werden.
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In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass das Schutzschaltgerät 1 wenigstens eine zweite Überwachungseinheit 11 zur Überwachung des zweiten Betriebslastschalters 6 und/oder der Verbindung zwischen der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 und dem zweiten Außenleiterlastanschluss 7 aufweist. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass jedem Betriebslastschalter 5, 6, 8, 30, 31, 32, 33, 34, 35 und/oder jedem Außenleiterlastanschluss 3, 7, 9, 18, 19, 20, 21, 22, 23 eine Überwachungseinheit 10, 11, 17, 24, 25, 26, 27, 28, 29 zugeordnet ist.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines entsprechend ausgebildeten Schutzschaltgeräts 1 zum Schalten eines Außenleiters. Der erste Außenleiterversorgungsanschluss 2 ist an die Notfalltrennvorrichtung 4 angeschlossen, an deren Ausgang eine erste Schaltstrecke umfassend den ersten Betriebslastschalter 5 und die erste Überwachungseinheit 10 angeschlossen sind, welche erste Schaltstrecke an den ersten Außenleiterlastanschluss 3 angeschlossen ist. Parallel dazu ist die zweite Schaltstrecke an den Ausgang der Notfalltrennvorrichtung 4 angeschlossen, welche den zweiten Betriebslastschalter 6 und die zweite Überwachungseinheit 11 umfasst, und welche an den zweiten Außenleiterlastanschluss 7 angeschlossen ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der gegenständlichen Erfindung ist vorgesehen, dass ein Neutralleiteranschluss 12 des Schutzschaltgeräts 1 mit einem Eingang einer zweiten Notfalltrennvorrichtung 13 des Schutzschaltgeräts 1 verbunden ist, und dass ein Ausgang der zweiten Notfalltrennvorrichtung 13 mit einem Neutralleiterlastanschluss 14 des Schutzschaltgeräts 1 verbunden ist. Dadurch kann auch eine Neutralleiterstrecke abgesichert werden. 2 zeigt ein entsprechend ausgebildetes Schutzschaltgerät 1.
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Bevorzugt, und wie in 2 dargestellt ist vorgesehen, dass das Schutzschaltgerät 1 wenigstens einen Fehlerstromdetektor 15 aufweist, welcher wenigstens mit dem ersten Außenleiterversorgungsanschluss 2 und dem Neutralleiteranschluss 12 verbunden ist, und dass der Fehlerstromdetektor 15 zum Auslösen der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 und der zweiten Notfalltrennvorrichtung 13 funktional mit diesen verbunden ist. Fehlerstromdetektoren sind an sich bekannt, und werden gegenständlich nicht separat erläutert. Dadurch kann die elektrische Anlage noch besser abgesichert werden.
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Weiters bzw. alternativ hiezu kann vorgesehen sein, dass das Schutzschaltgerät 1 wenigstens einen Lichtbogendetektor 16 aufweist, welcher wenigstens mit dem ersten Außenleiterversorgungsanschluss 2 und dem Neutralleiteranschluss 12 verbunden ist, und dass der Lichtbogendetektor 16 zum Auslösen der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 und der zweiten Notfalltrennvorrichtung 13 funktional mit diesen verbunden ist. Sensoren bzw. Algorithmen zur Erkennung von Lichtbögen bzw. den elektrischen Folgen von Lichtbögen sind auch seitens der Anmelderin veröffentlicht, und werden gegenständlich nicht separat erläutert.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Schutzschaltgerät 1 eine Kommunikationsschnittstelle zum vorgebbaren Betätigen wenigstens eines der wenigstens zwei Betriebslastschalter 5, 6 aufweist, wodurch die jeweiligen Relais bzw. Schütz ferngeschaltet werden können. Dadurch kann die Inbetriebnahme der einzelnen Lasten vereinfacht werden, und weiters die Fehlersuche unterstützt werden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die entsprechende Kommunikationsschnittstelle dazu ausgebildet ist, sämtliche Betriebslastschalter 5, 6, 8, 30, 31, 32, 33, 34, 35 eines Schutzschaltgeräts 1 anzusteuern.
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Dabei ist weiters bevorzugt vorgesehen, dass die Kommunikationsschnittstelle zum Auslesen von Daten wenigstens der ersten Überwachungseinheit 10 ausgebildet ist, wodurch ebenfalls die Fehlersuche unterstützt wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die entsprechende Kommunikationsschnittstelle dazu ausgebildet ist, die Daten sämtlicher Überwachungseinheiten 10, 11, 17, 24, 25, 26, 27, 28, 29 eines Schutzschaltgeräts 1 auszulesen, etwa im Zeitmultiplex.
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Die Kommunikationsschnittstelle ist in den 1 bis 3 nicht dargestellt. Weiters ist auch eine bevorzugt vorgesehene Steuer- und/oder Kontrolleinheit nicht dargestellt. Bevorzugt weist das Schutzschaltgerät 1 weiters eine ebenfalls nicht dargestellte Energieversorgungseinheit auf.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines gegenständlichen Schutzschaltgeräts 1 zeigt neben den zwei parallelen Schaltstrecken nachfolgend der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 weiters eine dritte Schaltstrecke. Dabei ist der Ausgang der ersten Notfalltrennvorrichtung 4 mit wenigstens einem dritten, vorgebbar ansteuerbaren Betriebslastschalter 8 verbunden, wobei der dritte Betriebslastschalter 8 mit einem dritten Außenleiterlastanschluss 9 des Schutzschaltgeräts 1 verbunden ist.
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Weiters ist das Schutzschaltgerät 1 gemäß 3 als Dreiphasen-Schaltgerät ausgebildet. Neben der ersten und der zweiten Notfalltrennvorrichtung 4, 13 weist dieses eine dritte und eine vierte Notfalltrennvorrichtung 36, 37 auf.
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Dabei ist ein Eingang der dritten Notfalltrennvorrichtung 36 an einen zweiten Außenleiterversorgungsanschluss 38 angeschlossen. Am Ausgang der dritten Notfalltrennvorrichtung 36 sind parallel zueinander ein vierter Betriebslastschalter 30, ein fünfter Betriebslastschalter 31 und ein sechster Betriebslastschalter 32 angeschlossen. Der vierte Betriebslastschalter 30 ist über die vierte Überwachungseinheit 24 an den vierten Außenleiterlastanschluss 18 angeschlossen. Der fünfte Betriebslastschalter 31 ist über die fünfte Überwachungseinheit 25 an den fünften Außenleiterlastanschluss 19 angeschlossen. Der sechste Betriebslastschalter 32 ist über die sechste Überwachungseinheit 26 an den sechsten Außenleiterlastanschluss 20 angeschlossen.
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Weiters ist ein Eingang der vierten Notfalltrennvorrichtung 37 an einen dritten Außenleiterversorgungsanschluss 39 angeschlossen. Am Ausgang der vierten Notfalltrennvorrichtung 37 sind parallel zueinander ein siebenter Betriebslastschalter 33, ein achter Betriebslastschalter 34 und ein neunter Betriebslastschalter 35 angeschlossen. Der siebente Betriebslastschalter 33 ist über die siebente Überwachungseinheit 27 an den siebenten Außenleiterlastanschluss 21 angeschlossen. Der achte Betriebslastschalter 34 ist über die achte Überwachungseinheit 28 an den achten Außenleiterlastanschluss 22 angeschlossen. Der neunte Betriebslastschalter 35 ist über die neunte Überwachungseinheit 29 an den neunten Außenleiterlastanschluss 23 angeschlossen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/028634 A1 [0013, 0016]
