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Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage, insbesondere für Mittelspannung, umfassend ein Statusmodul mit einer Lichtsignaleinheit, das dazu eingerichtet ist, ein Lichtsignal zu erzeugen, das einen Betriebszustand der Schaltanlage charakterisiert.
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Schaltanlagen für Mittelspannung sind generell bekannt. Üblicherweise weisen Sie ein Bedienfeld auf, das auf einer Vorderseite der Schaltanlage angeordnet ist und Anzeigen für die Schaltzustände der zur Schaltanlage gehörigen Schalteinrichtungen umfasst. Derartige Anzeigen sind im Stand der Technik gewöhnlich als mechanische Schaltstellungsanzeigen oder als Kontrollleuchten realisiert. In der Regel werden die Schaltzustände einzelner Schalteinrichtungen individuell durch Anzeigeelemente oder einzelne Lämpchen, beispielsweise LEDs, signalisiert, wobei verschiedene Schalterstellungen beispielsweise durch „Licht an/Licht aus“ oder „rotes Licht/grünes Licht“ abgebildet sein können. Gemeinhin erfordert die Ausgestaltung der bekannten Anzeigeeinrichtungen, dass ein Nutzer sich der Schaltanlage bis auf eine kurze Distanz nähert, um eine gewünschte Information bezüglich der Schaltzustände ablesen zu können. Zudem muss der Nutzer die Schaltzustände aller Schalteinrichtungen überprüfen, um sich daraus ein Bild über die aktuelle Gesamt-Schaltkonfiguration der Schaltanlage zu verschaffen. Insgesamt weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Anzeigeeinrichtungen auf dem Gebiet der Mittelspannungstechnik eine limitierte Sichtbarkeit und Übersichtlichkeit auf.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltanlage insbesondere für Mittelspannung bereitzustellen, die sich durch eine erhöhte Sicherheit und einen erhöhten Nutzungskomfort auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schaltanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Schaltanlage, insbesondere für Mittelspannung, deren Betriebszustand durch einen Parametersatz mit mehreren unterschiedlichen Betriebsparametern definiert ist, weist ein Statusmodul auf, das eine Lichtsignaleinheit mit zumindest einem Leuchtelement umfasst und das dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Parametersatz mittels der Lichtsignaleinheit ein Lichtsignal zu erzeugen, das den durch den Parametersatz definierten Betriebszustand der Schaltanlage charakterisiert.
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Der Erfindung liegt also der allgemeine Gedanke zugrunde, dass die aktuelle (Gesamt-)Konfiguration der Schaltanlage durch ein Lichtsignal eindeutig charakterisierbar ist. Es werden die Schaltzustände individueller Schalteinrichtungen und/oder andere Betriebsparameter, darunter beispielsweise Temperaturwerte, ein Gasdruck und/oder Spannungswerte, gemeinsam berücksichtigt, um den Betriebszustand der ganzen Schaltanlage abzubilden. Dadurch ist für Nutzer der Schaltanlage oder Personen, die sich im Bereich der Schaltanlage aufhalten, unmittelbar und eindeutig zu erkennen, in welchem Betriebszustand sich die Schaltanlage befindet, wodurch die Sicherheit für Personen im Bereich der Schaltanlage wirksam erhöht werden kann. Zudem bewirkt die Darstellung des gesamten Betriebszustands der Schaltanlage mittels eines Gesamt-Lichtsignals eine Erhöhung des Bedienkomforts für Nutzer im Umgang mit der Schaltanlage.
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Eine weitere Erhöhung der Sicherheit kann insbesondere erreicht werden, indem zur Darstellung des Lichtsignals Leuchtmittel ausreichender Helligkeit so platziert werden, dass sie für Nutzer deutlich sichtbar sind, insbesondere auch aus einer größeren Distanz zur Schaltanlage und insbesondere auch für Nutzer, die beispielsweise Arbeiten in einem Schottraum der Schaltanlage ausführen, wo ebenfalls Leuchtmittel zur Ausgabe des Lichtsignals angebracht sein können. Beispielweise kann ein Lichtsignal für solche Arbeiten anzeigen, ob Spannung an der Schaltanlage anliegt.
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Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik gehen gemäß der vorliegenden Erfindung die Betriebsparameter in einen Parametersatz ein, der den Betriebszustand der Schaltanlage definiert. Das Statusmodul berücksichtigt einzelne individuelle Betriebsparameter und erzeugt ein Lichtsignal, das den aktuellen Betriebszustand als Ganzes abbildet.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
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Ein Betriebsparameter kann einen Schaltzustand zumindest einer Schalteinrichtung umfassen. Dabei kann es sich beispielweise um einen Leistungsschalter, einen Trennschalter und/oder einen Erdungsschalter handeln, deren Schaltzustände in den Parametersatz, der den Betriebszustand der Schaltanlage definiert, eingehen können. Dabei können die Schaltzustände eines oder mehrerer Schalter berücksichtigt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Schalteinrichtungen zumindest einen Leistungsschalter, einen Trennschalter und einen Erdungsschalter. Gehen deren Schaltzustände vollständig in den Parametersatz ein, so kann mittels des Lichtsignals vorteilhaft die Gesamt-Schaltkonfiguration der Schaltanlage abgebildet werden.
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Das durch die Lichtsignaleinheit erzeugte Lichtsignal kann einerseits durch eine Lichtfarbe definiert sein und andererseits auch durch eine zeitliche Abfolge bestimmter Lichtsignalabschnitte. Neben einem Dauerlicht kann das Lichtsignal beispielsweise blinkendes, blitzendes und/oder pulsierendes Licht umfassen.
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Zu jedem Zeitpunkt kann das Lichtsignal jedoch genau eine Lichtfarbe aufweisen. Als Leuchtmittel zur Erzeugung des Lichtsignals kann beispielsweise ein LED-Streifen eingesetzt werden, der als Leuchtmittel LEDs aufweist, die vorteilhafterweise individuell ansteuerbar sind und Licht verschiedener Farbe aussenden können. Beispielsweise können LEDs in den Grundfarben Grün, Blau und Rot vorgesehen sein, sodass durch Farbmischung Lichtsignale beliebiger Lichtfarbe erzeugt werden können. Alternativ oder zusätzlich können Multicolor-LEDs eingesetzt werden. Durch die geringen Abmessungen eines LED-Streifens nimmt dieser vorteilhaft wenig Platz ein und kann daher an nahezu beliebigen Stellen an der Schaltanlage angebracht werden.
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Unterschiedliche Ausprägungen des mehrere unterschiedliche Betriebsparameter umfassenden Parametersatzes können verschiedenen Lichtfarben zugeordnet sein. Um erhöhte Aufmerksamkeit bei einem Nutzer der Schaltanlage zu bewirken, kann für bestimmte Ausprägungen des Parametersatzes, die beispielsweise einen kritischen Betriebszustand der Schaltanlage repräsentieren, auch ein blinkendes Lichtsignal gewählt werden.
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Zudem kann das Lichtsignal mit einer Symbolik kombiniert werden, um beispielsweise explizit vor Gefahren zu warnen. Abhängig von betriebsinternen bzw. nationalen Regularien zur Verwendung von Warnsymbolen kann das System entsprechend konfiguriert werden. Beispielsweise kann ein Pfeilsymbol in Kombination mit einem Lichtsignal zur Warnung vor anliegender Hochspannung vorgesehen sein.
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Ein Betriebsparameter kann einen Schaltzustand zumindest einer Schalteinrichtung der Schaltanlage umfassen, wobei die Schalteinrichtungen zumindest einen Leistungsschalter, einen Trennschalter und einen Erdungsschalter umfassen. Vorteilhafterweise sind die Schaltzustände aller essenziellen Schalteinrichtungen der Schaltanlage als Betriebsparameter in dem Parametersatz umfasst, der den Betriebszustand der Schaltanlage definiert.
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Ein Betriebsparameter kann eine Messgröße umfassen, abgegriffen an zumindest einem Element der Schaltanlage, insbesondere eine Temperatur und/oder einen Gasdruck, und/oder ein daraus abgeleitetes Warnsignal. Alternativ oder zusätzlich zu den Betriebsparametern, die die Schaltzustände der Schalteinrichtungen darstellen, können also weitere Betriebsparameter in den Parametersatz einfließen, der das erzeugte Lichtsignal beeinflusst. Beispielsweise kann an relevanten Elementen der Schaltanlage ein Temperaturwert gemessen werden, der direkt in den Parametersatz einfließen kann. Alternativ oder zusätzlich kann aus dem Messwert eine entsprechende Statusinformation abgeleitet werden. Dies kann beispielsweise eine Temperaturwarnung sein, wenn ein vorbestimmter Temperaturgrenzwert überschritten ist. Gleichsam kann ein Gasdruck erfasst werden und/oder ab einem vorbestimmten Druckgrenzwert eine Gasdruckwarnung generiert werden, welche jeweils bedarfsgemäß in dem Parametersatz repräsentiert sein können. Ein ähnliches Vorgehen ist für andere Messgrößen möglich.
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Die Anzahl der durch ein Lichtsignal abbildbaren Betriebszustände kann durch Erweiterung des Parametersatzes um relevante Betriebsparameter entsprechend vergrößert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das zumindest eine Leuchtelement sich streifenförmig und/oder flächig entlang zumindest eines Abschnitts eines Außengehäuses der Schaltanlage erstrecken, insbesondere über die gesamte Breite der Schaltanlage oder eines Moduls der Schaltanlage. Dabei kann eine Vielzahl von LEDs und/oder anderen Leuchtmitteln in dem Leuchtelement enthalten sein. Durch eine derartige Anordnung des oder der Leuchtelemente kann beispielsweise ein Abschnitt des Außengehäuses der Schaltanlage großflächig beleuchtet werden. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass das von dem Statusmodul erzeugte Lichtsignal weithin sichtbar ist. Der Betriebszustand der Schaltanlage kann somit durch einen Nutzer unmittelbar erkannt werden, ohne dass er sich der Schaltanlage nähern muss. Neben einer Erhöhung des Komforts kann dadurch auch wirksam die Sicherheit der Schaltanlage erhöht werden, da ein kritischer Zustand der Schaltanlage von weitem und sofort erkennbar ist. Relevant kann dabei besonders die Sichtbarkeit für einen Nutzer beim Betreten eines Schaltraums sein, sodass eine deutliche Sichtbarkeit des Lichtsignals aus einer Entfernung von bis zu 5 m oder bis zu 10 m oder darüber vorteilhaft ist.
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Um die Sichtbarkeit des Lichtsignals weiter zu erhöhen, können Lichtleitkörper vorgesehen sein, die das Licht mehrerer Leuchtmittel in die Umgebung abstrahlen und/oder das Licht verschiedenfarbiger Leuchtmittel mischen und als Lichtsignal eines einzigen Farbeindrucks weiterleiten.
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Die Lichtsignaleinheit kann ein oder mehrere Leuchtelemente umfassen, die zumindest im Wesentlichen zueinander senkrecht angeordnet sind, insbesondere auf zumindest zwei zueinander senkrecht angeordneten Abschnitten eines Außengehäuses der Schaltanlage. So kann die Sichtbarkeit des Lichtsignals von verschiedenen Positionen in der Umgebung der Schaltanlage her wirksam verbessert werden. Beispielsweise können Leuchtelemente der Lichtsignaleinheit auf einer Vorderseite sowie auf zumindest einer Seitenfläche der Schaltanlage angebracht sein. Zudem kann sich ein Leuchtelement auch auf der Rückseite der Schaltanlage erstrecken, sodass der Betriebszustand der Schaltanlage auch für einen sich von ihrer Rückseite her nähernden Nutzer erkennbar ist. Insbesondere können Leuchtmittel auf allen Seitenflächen oder Abschnitten von Seitenflächen des Außengehäuses der Schaltanlage angeordnet sein.
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Alternativ können ein oder mehrere Leuchtelemente auf zumindest im Wesentlichen zueinander parallel angeordneten Abschnitten eines Außengehäuses der Schaltanlage angeordnet sein. Beispielsweise können Leuchtelemente sich über die Vorderseite und die Rückseite der Schaltanlage erstrecken.
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Die Lichtsignaleinheit kann ein oder mehrere Leuchtelemente umfassen, die U-förmig oder kranzförmig entlang verschiedener, insbesondere zueinander senkrecht angeordneter Abschnitte eines Außengehäuses der Schaltanlage angeordnet sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Lichtsignaleinheit zumindest ein Leuchtelement, das derart angeordnet ist, dass es ein Lichtsignal in einem Innenraum und/oder Schottraum der Schaltanlage erzeugt, insbesondere in einem Kabelanschlussraum, einem Schalterraum und/oder einem Sammelschienenraum. Durch die Anzeige des Betriebszustands der Schaltanlage auch in ihrem Innenraum kann die Sicherheit für Nutzer, die Arbeiten im Innenraum der Schaltanlage durchführen, wesentlich erhöht werden. Vorteilhaft kann ein Leuchtelement auch in einem Schaltraum der Schaltanlage angebracht sein, um die Sicherheit bei Wartungsarbeiten an Schalteinrichtungen zu erhöhen. Zudem kann ein mittels des Lichtsignals beleuchteter Schottraum, beispielsweise ein Kabelanschlussraum Schalterraum und/oder Sammelschienenraum, auch mittels einer Kamera einer visuellen Kontrolle aus der Ferne unterzogen werden.
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Um die Sichtbarkeit des Lichtsignals weiter zu erhöhen, kann sich das zumindest eine Leuchtelement parallel zu einem Rand eines Bedienfelds erstrecken. Verschiedene Abschnitte des zumindest einen Leuchtelements können sich dabei auch parallel zu mehreren Rändern eines Bedienfelds erstrecken.
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Das zumindest eine Leuchtelement kann sich auch quer zu einer Sammelschienenverbindung der Schaltanlage erstrecken. Weist die Schaltanlage mehrere Sammelschienen auf, können sich Leuchtelemente auch quer zu mehreren oder jeder Sammelschienenverbindung erstrecken. Da die Sammelschienen typischerweise an einer von der Vorderseite verschiedenen Seite der Schaltanlage angeordnet sind, kann die Erkennbarkeit des Betriebszustand aus verschiedenen Richtungen so weiter erhöht werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Statusmodul durch Hilfsschalter zur Übermittlung von Schaltzuständen gesteuert und das Lichtsignal wird mittels einer Schaltung aus den durch die Hilfsschalter übermittelten Betriebsparametern erzeugt. Dabei kann einzelnen durch die Hilfsschalter repräsentierten Schaltzuständen oder einer Kombination von Schaltzuständen jeweils ein Leuchtmittel in einer Grundfarbe zugeordnet sein. Entsprechend können je nach Schaltkonfiguration der gesamten Schaltanlage spezifisch Leuchtmittel einer bestimmten Farbe bestromt werden. Durch additive Farbmischung ergibt sich somit ein Lichtsignal, das die Schaltkonfiguration der Schaltanlage charakterisiert.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Statusmodul durch eine elektronische Steuereinheit angesteuert sein, welcher Betriebsparameter durch ein weiteres Steuergerät und/oder durch Hilfsschalter zur Verfügung gestellt werden. Als elektronische Steuereinheit zur Erzeugung des Lichtsignals, beispielsweise durch Ansteuerung eines LED-Streifens mit LEDs in verschiedenen Grundfarben wie vorstehend beschrieben, kann ein Intelligentes Elektronisches Gerät (intelligent electronic device, IED) eingesetzt werden, wobei die relevanten Schaltzustände und/oder anderen Betriebsparameter des Parametersatzes wiederum durch andere Steuergeräte und/oder durch Hilfsschalter erfasst werden können.
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Die Lichtfarbe des Lichtsignals kann einstellbar sein. Beispielsweise können Widerstände zur Einstellung des Anteils bestimmter Grundfarben bei der Mischung der Lichtsignalfarbe eingesetzt werden, um das Farbspektrum und die Anzahl abbildbarer Betriebszustände zu erweitern. Das kann in Kombination mit einer auf Hilfsschaltern basierenden Ansteuerung der Leuchtelemente erfolgen, sowie auch in Kombination mit einem IED.
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Alternativ oder zusätzlich können elektrische Bauelemente eingesetzt werden, um anstelle von Dauerlicht auch blinkende, blitzende und/oder pulsierende Lichtsignale zu erzeugen.
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Die Lichtsignaleinheit kann durch einen Nutzer der Schaltanlage konfigurierbar sein, wobei insbesondere die Zuordnung eines Lichtsignals zu einem Betriebsparameter und/oder einem Parametersatz konfigurierbar sein kann. So kann grundsätzlich durch einen Nutzer bzw. Administrator der Schaltanlage einerseits einstellbar sein, welchem Parametersatz ein Lichtsignal zur Anzeige des dadurch definierten Betriebszustands zugeordnet werden soll. Andererseits kann die spezielle Ausgestaltung des einem Parametersatz zugeordneten Lichtsignals konfigurierbar sein, insbesondere eine Lichtfarbe und/oder eine zeitliche Abfolge von Lichtsignalabschnitten. Dadurch ergibt sich eine große Flexibilität in der Anzeige des Betriebszustands, die beispielsweise an eine in einem bestimmten Umfeld übliche Anzeigelogik angepasst werden kann.
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Denkbar ist auch, dass Lichtsignale und deren Zuordnung zu bestimmten Betriebszuständen zwar teilweise nutzerabhängig konfigurierbar sind, dass bestimmte Lichtsignale aber fest vorgegeben sind. Das kann insbesondere Lichtsignale für kritische Betriebszustände der Schaltanlage betreffen. Beispielsweise kann fest voreingestellt sein, dass immer ein rotes Lichtsignal ausgegeben wird, wenn ein Trennschalter ausgelöst hat. Durch Festsetzung universell bzw. intuitiv verständlicher Warnsignale kann die Sicherheit der Schaltanlage weiter erhöht werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand möglicher Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Frontansicht zweier Schaltanlagen mit einem Statusmodul gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine perspektivische Seitenansicht einer Schaltanlage mit einem Statusmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 3 eine perspektivische Rück- und Seitenansicht einer Schaltanlage mit einem Statusmodul gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 4 eine Frontansicht dreier Schaltanlagen mit geöffnetem Kabelanschlussraum mit einem Statusmodul gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 5 einen Kabelanschlussraum einer Schaltanlage mit einem Statusmodul gemäß einer fünften Ausführungsform;
- 6 einen Kabelanschlussraum mit einem Statusmodul gemäß einer sechsten Ausführungsform;
- 7 eine Schaltanlage mit einem Leistungsschalter und einem Statusmodul gemäß einer siebten Ausführungsform;
- 8 eine Konzeptzeichnung eines LED-Streifens zur Erzeugung eines Lichtsignals;
- 9 eine Schaltung zur Erzeugung eines Lichtsignals zur Charakterisierung eines Betriebszustands einer Schaltanlage gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 10 eine Schaltung zur Erzeugung eines Lichtsignals zur Charakterisierung eines Betriebszustands einer Schaltanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine Frontansicht zweier gasisolierter Mittelspannungs-Schaltanlagen 10. Neben einem Niederspannungsschrank 12 weisen die Schaltanlagen 10 jeweils einen Leistungsschalterbehälter 14 auf, der hinter einem Bedienfeld 16 angeordnet ist und in dem Leistungsschalter 18, Trennschalter 20 und Erdungsschalter 22 als Schalteinrichtungen angeordnet sind (3). Hinter einer Abdeckung 24 ist ein Kabelanschlussraum 26 der Schaltanlage 10 angeordnet. Das Bedienfeld 16, gibt einerseits die aktuellen Schaltzustände der Schalteinrichtungen 18, 20, 22 wieder, und ermöglicht andererseits die Bedienung der Schaltanlage 10 durch einen Nutzer.
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Darüber hinaus verfügt die Schaltanlage über ein Statusmodul mit einer Lichtsignaleinheit, das ein Lichtsignal erzeugt und mittels Leuchtelementen 28 ausgibt, welches den Betriebszustand der Schaltanlage 10 als Ganzes charakterisiert. Dabei ist der Betriebszustand der Schaltanlage 10 durch einen Parametersatz mit mehreren unterschiedlichen Betriebsparametern definiert, wobei in den Parametersatz gemäß der gezeigten Ausführungsform insbesondere die Schaltzustände der in der Schaltanlage 10 umfassten Schalteinrichtungen 18, 20, 22 einfließen. Das resultierende Lichtsignal charakterisiert dann die Gesamt-Schaltkonfiguration der Schaltanlage 10.
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Die Lichtsignaleinheit umfasst ein oder mehrere Leuchtelemente 28, die in den Abbildungen jeweils als schwarze Balken dargestellt sind. Die Leuchtelemente 28 können verschieden ausgeprägt sein und können beispielsweise in transparenten Kunststoff eingegossen sein. Die gezeigten Ausführungsbeispiele beziehen sich jeweils auf die Verwendung von LED-Streifen 40 (8). Diese können beispielsweise mit geringem Platzbedarf einfach auf der Schaltanlage 10 angebracht werden. Grundsätzlich sind die Positionen, Anzahl und Anordnung der in den einzelnen Figuren bzw. Ausführungsformen gezeigten Leuchtelemente 28 rein beispielhaft zu verstehen und bedarfsgemäß variierbar und kombinierbar oder können auch nur teilweise realisiert sein. Bedarfsgemäß können beispielsweise einzelne Leuchtelemente 28 auch als Warnsymbole gestaltet sein, um insbesondere gefährliche Bereiche von Schaltanlagen 10 besonders hervorzuheben.
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In der gezeigten Ausführungsform sind je drei von der Vorderseite der Schaltanlage 10 her sichtbare Leuchtelemente 28 auf einem Außengehäuse der Schaltanlage 10 angebracht, nämlich zum einen oberhalb des Bedienfelds 16 parallel zu dessen oberem Rand, zum anderen auf der Abdeckung des Kabelanschlussraums 24 und zudem entlang eines oberen Rands der Schaltanlage 10.
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Die gezeigten Leuchtelemente 28 erstrecken sich streifenförmig zumindest annähernd über die gesamte Breite der Schaltanlage 10, sodass das von ihnen ausgesandte Lichtsignal bereits von weitem deutlich erkennbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine erhöhte Sicherheit bei Betrieb und Bedienung der Schaltanlage 10 erzielt werden.
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Schaltanlage 10 mit einem Statusmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der grundsätzliche Aufbau der Schaltanlage 10 entspricht dem der Schaltanlage 10 aus 1 und wird daher nicht weiter ausgeführt. Die Schaltanlage 10 aus 2 weist zwei 3-polige Sammelschienen 30 auf und verfügt, wie die Anlage 10 aus 1, über ein Statusmodul zur Erzeugung eines Lichtsignals, das den Betriebszustand und insbesondere die Schaltkonfiguration der Schaltanlage 10 charakterisiert. Im Bereich der Sammelschienen 30 sind quer zu den Sammelschienenverbindungen Leuchtmittel 28 angeordnet, die das mittels des Statusmoduls erzeugte Lichtsignal aussenden.
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Für einen Nutzer, der sich der Schaltanlage 10 nicht von ihrer Vorderseite her nähert, sondern seitlich oder von einer Rückseite her an Schaltanlage 10 herantritt, ist ihr aktueller Betriebszustand an dem ausgesandten Lichtsignal unmittelbar erkennbar, obwohl das Bedienfeld 16 und die darauf angezeigten Schaltzustände außerhalb seines Sichtfelds liegen. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit und des Komforts für die Nutzer der Schaltanlage 10 können zusätzlich Leuchtelemente 28 an der Vorderseite der Schaltanlage 10 angebracht sein, wie in 1 beispielhaft gezeigt.
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In einer Gebrauchssituation sind oft mehrere Schaltanlagen bzw. Schaltfelder 10 nebeneinander angeordnet (vgl. 1), sodass die seitliche Sicht auf die Schaltanlage 10 eine untergeordnete Rolle für die Nutzer spielen kann. Von hoher Relevanz kann jedoch sein, dass mittels eines Lichtsignals der Betriebszustand einer Schaltanlage 10 auf ihrer Rückseite wiedergegeben wird. 3 zeigt eine perspektivische Rück- und Seitenansicht einer Schaltanlage 10 mit einem Statusmodul gemäß einer dritten Ausführungsform. Die Schaltanlage 10 verfügt auf ihrer Rückseite über drei Spannungswandler 32, welche durch einen Nutzer der Schaltanlage bedient werden können. Dabei nähert sich ein Nutzer üblicherweise von der Rückseite her der Schaltanlage 10, wobei er das Bedienfeld 16 und somit die Schaltkonfiguration der Schaltanlage 10 nicht im Blick haben kann. Daher trägt es unmittelbar zur Erhöhung der Sicherheit für den Nutzer bei, wenn das von den Leuchtelementen 28 ausgegebene Lichtsignal ihn unmittelbar und eindeutig über den Betriebszustand und die Schaltkonfiguration der Schaltanlage 10 informiert und somit Gefahren, die potenziell von der Schaltanlage 10 ausgehen, sofort und deutlicher als beispielsweise eine bloße Spannungsanzeige vermittelt.
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4 zeigt eine Frontansicht dreier Schaltanlagen 10 mit geöffnetem Kabelanschlussraum 26 mit einem Statusmodul gemäß einer vierten Ausführungsform. Grundsätzlich macht 4 deutlich, dass ein Leuchtelement 28 der Lichtsignaleinheit in dem Kabelanschlussraum 26 der Schaltanlage 10 angeordnet werden kann. Nach dem Abnehmen der Abdeckung 24 (nicht gezeigt) des Kabelanschlussraums 26 sind die Kabelanschlüsse 34 (vergleiche 5) zugänglich und es können Arbeiten an den Kabelanschlüssen 34 durchgeführt werden. Das in dem Kabelanschlussraum 26 angeordnete Leuchtelement 28 gibt das Lichtsignal, das den Betriebszustand der Schaltanlage als Ganzes beschreibt, auch in dem Kabelanschlussraum 26 wieder. Somit ist eine erhöhte Sicherheit für den Nutzer bei entsprechenden Arbeiten gegeben, da er Informationen über die Schaltkonfiguration der Schaltanlage 10 unmittelbar dem Lichtsignal nehmen kann, obwohl er das Bedienfeld 16 auf der Vorderseite der Schaltanlage 10 nicht sehen kann.
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Bei der in 4 ganz rechts abgebildeten Schaltanlage 10 ist anstelle des Bedienfelds 16 eine dahinter angeordnete Verschaltung erkennbar. Darin sind Hilfsschalter 18', 20', 22' umfasst, die dem Statusmodul die Schaltzustände der zugehörigen Hauptschalter 18, 20, 22 übermitteln und die zur Erzeugung des Lichtsignals genutzt werden können (9). Dabei kann jedem Hauptschalter 18, 20, 22 eine Vielzahl an Hilfsschaltern 18', 20', 22' zugeordnet sein.
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5 zeigt einen Kabelanschlussraum 26 einer Schaltanlage 10 mit einem Statusmodul gemäß einer fünften Ausführungsform, wobei zwei Kabelanschlüsse 34 deutlich erkennbar sind. Entsprechend der räumlichen Gegebenheiten ist zumindest ein Leuchtelement 28 des Statusmoduls an einer inneren Seitenwand des Kabelanschlussraums 26 angebracht, sodass es den Kabelanschlussraum 26 mit dem den Betriebszustand der Schaltanlage 10 charakterisierenden Lichtsignal erleuchtet und einem Nutzer, der Arbeiten an den Kabelanschlüssen 34 durchführt, somit Informationen über potentielle Gefahren direkt übermittelt.
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Um die Aufmerksamkeit eines Nutzers, der insbesondere Arbeiten in einem Kabelanschlussraum 26 durchführt, noch effizienter auf eventuelle Gefahrensituationen zu lenken, kann das Lichtsignal beispielsweise mit einem Warnsymbol kombiniert werden (nicht gezeigt). Dabei können je nach nationalen oder betriebsinternen Regularien unterschiedliche Symbole gewählt werden und diese gegebenenfalls mit unterschiedlichen Lichtfarben und/oder Lichteffekten wie einem Blinken, Blitzen und/oder Pulsieren kombiniert werden. Typischerweise können solche Warnsymbole beispielsweise einen Pfeil umfassen, der einen Hinweis auf anliegende Hochspannung gibt, ein Ausrufezeichen als allgemeines Warnsymbol, oder weitere Symbole.
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6 zeigt wiederum einen Kabelanschlussraum 26 mit einem Statusmodul gemäß einer sechsten Ausführungsform. Ein Leuchtelement 28 zur Übermittlung eines Lichtsignals ins Innere des Kabelanschlussraums 26 ist in dieser Ausführungsform quer zu den Kabelanschlüssen 34 und an einer Rückwand des Kabelanschlussraums 26 angeordnet. Je nach den räumlichen Gegebenheiten, kann eine bedarfsgemäße Anordnung von Leuchtelementen 28 gewählt werden, wobei auch mehrere Leuchtelemente 28 in dem Kabelanschlussraum 26 zum Einsatz kommen können.
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7 zeigt eine luftisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage 10 und insbesondere deren Schotträume, darunter den Leistungsschalterraum 14, den Sammelschienenraum 31 und den Kabelanschlussraum 26. Leuchtelementen 28 eines Statusmoduls gemäß einer siebten Ausführungsform sind dabei in dem Leistungsschalterraum 14 und dem Sammelschienenraum 31 angeordnet. Ein Erdungsschalter 22 ist im Kabelanschlussraum 26 angeordnet. In dem Leistungsschalterbehälter 14 ist ein Leistungsschalter 18 angeordnet, der verschiebbar auf einer Schiene 36 sitzt, sodass er, wie durch einen Doppelpfeil angedeutet, aus dem Leistungsschalterbehälter 14 herausfahrbar ist, um, insbesondere bei laufender Schaltanlage 10, Wartungsarbeiten durchführen zu können. Ein Fahrwagen dient als Trennschalter 20. Bei herausgefahrenem Leistungsschalter 18 (nicht gezeigt) sollen Shutter 38 sicherstellen, dass Nutzer, die Arbeiten in dem Leistungsschalterbehälter 14 bzw. an dem Leistungsschalter 18 durchführen, nicht in Kontakt mit anliegender Hochspannung kommen. Dennoch kommt es zu Personenschäden bei derartigen Arbeiten, die zumindest teilweise auf mangelnde Information über die Schaltkonfiguration der Schaltanlage 10 während der Arbeiten in einem Schalterbehälter 14 zurückführbar sein können.
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Durch die Anordnung von Leuchtelementen 28 eines Statusmoduls in einem Leistungsschalterbehälter 14 oder allgemein in Schalterbehältern von Schaltanlagen 10 kann die Betriebs- und Nutzungssicherheit deutlich erhöht werden. Für einen Nutzer, der Arbeiten in einem Schalterbehälter 14 durchführt, ist anhand des von dem Statusmodul erzeugten Lichtsignals jederzeit klar erkennbar, welche Schaltkonfiguration an der Schaltanlage 10 anliegt und ob mit anliegender Hochspannung im Arbeitsbereich zu rechnen ist. Dies stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber den bekannten Bedienfeldern 16 zur Information über den Betriebszustand der Schaltanlage 10 dar.
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Als Leuchtelemente 28 kommen vorteilhaft LED-Streifen 40 zum Einsatz, die einzelne LED-Leuchtmittel 42 aufweisen. Wie in 8 schematisch dargestellt, sind auf dem LED-Streifen 40 in regelmäßigen Abständen LED-Leuchtmittel 42 angeordnet, die jeweils individuell ansteuerbar sind. Jeweils drei LEDs 42 in den Grundfarben Rot R, Grün G und Blau B sind räumlich eng benachbart in einem Verbund 44 angeordnet, sodass das menschliche Auge als Lichtfarbe eines solchen Verbunds 44 nicht mehr die Einzelfarben, sondern die daraus gemischte Farbe wahrnimmt.
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Werden beispielsweise nur die roten LEDs 42 bestromt, kann ein rotes Lichtsignal R wahrgenommen werden. Werden hingegen die roten und die grünen LEDs 42 bestromt, wird von einem Nutzer ein gelbes Lichtsignal Y wahrgenommen. Um das durch Farbmischung abdeckbare Farbspektrum über die bloße Mischung der Grundfarben hinaus zu erweitern, können beispielsweise Widerstände 46 (vgl. 10) eingesetzt werden, um die Intensität einzelner Grundfarben-Beiträge in einer Mischfarbe anzupassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine elektronische Steuereinheit (IED) 50 zur Anpassung einzelner Farbintensitäten genutzt werden.
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Mit dem in 8 gezeigten LED-Streifen 40 können entsprechend Lichtsignale verschiedener Farbe generiert werden. Durch eine Steuereinheit 50 (10) und/oder durch elektrische Schaltungen kann des Weiteren die Gesamtintensität des Lichtsignals zeitabhängig moduliert werden, sodass ein blinkendes, blitzendes und/oder pulsierendes Lichtsignal erhalten wird.
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Der Schaltzustand der Schalteinrichtungen 18, 20, 22 der Scha!tan!age10, genauer des Leistungsschalters 18, des Trennschalters 20 und des Erdungsschalters 22, kann mittels Hilfsschaltern 18', 20', 22' ermittelt werden und dem Statusmodul als Grundlage für die Erzeugung des den Betriebszustand charakterisierenden Lichtsignals dienen.
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9 zeigt einen Verdrahtungsplan 54 zur Erzeugung eines Lichtsignals mittels eines LED-Streifens 40 gemäß 8. Ein Betriebsparameter, beispielsweise also der Schaltzustand einer Schalteinrichtung 18, 20, 22, oder eine Kombination von Betriebsparametern, beispielsweise die Schaltungszustände mehrerer Schalteinrichtungen 18, 20, 22, sind dabei die Grundlage für die Ansteuerung der LED-Leuchtmittel 42 einer bestimmten Grundfarbe R, G, B.
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Grundsätzlich können für jeden Hauptschalter 18, 20, 22 mehrere Hilfsschalter eingesetzt werden. Im gezeigten Verdrahtungsplan sind 3 Hilfsschalter 18' für den Leistungsschalter 18, zwei Hilfsschalter 20' für den Trennschalter 20 und zwei Hilfsschalter 22' für den Erdungsschalter 22 gezeigt. Die Zustände der Hilfsschalter 52 sind im Verdrahtungsplan alle für den Fall gezeigt, dass der jeweils zugehörige Hauptschalter 18, 20, 22 unterbrochen ist. Wird ein Hauptschalter 18, 20, 22 geschaltet, ändern alle dem Hauptschalter 18, 20, 22 zugeordneten Hilfsschalter 18', 20', 22' ebenfalls ihren jeweiligen Schaltzustand. Bestromt werden dann gemäß der abgebildeten Schaltlogik 54 die LEDs 42, deren Stromkreis geschlossen ist. Das kann jeweils LEDs 42 einer einzigen Grundfarbe R, G, B betreffen, sodass ein Lichtsignal entsprechender Farbe ausgegeben wird. Werden LEDs 42 unterschiedlicher Farben bestromt, wird ein Lichtsignal der entsprechenden Mischfarbe ausgegeben.
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Die in 9 abgebildete Matrix 51 zeigt den Zusammenhang zwischen den Schalterstellungen (0 = unterbrochen, 1 = geschlossen) der Hauptschalter 18, 20, 22 und der Farbe des Lichtsignals, das ein LED-Streifen 40 auf Basis der Schaltung 54 und der Grundkonfiguration 52 der Hilfsschalter 18', 20', 22' erzeugt. Anhand zweier Beispiele soll genauer erläutert werden, wie Schaltvorgänge an den Hauptschaltern 18, 20, 22 gemäß Matrix 51 mit der Farbe R, G, B, Y des erzeugten Lichtsignals zusammenhängen.
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Ausgangspunkt ist die erste Zeile der Matrix 51, in der die Hauptschalter 18, 20, 22 jeweils unterbrochen sind (Schalterstellung 0). In diesem Fall liegen die zugehörigen Hilfsschalter 18', 20', 22' in der gezeigten Grundkonfiguration 52 vor. In dieser Konfiguration liegt ein geschlossener Stromkreis im ersten Ast der Schaltung vor, sodass ein grünes Lichtsignal G von dem LED-Streifen 40 erzeugt wird.
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Davon ausgehend wird gemäß Zeile 2 der Matrix 51 der Leistungsschalter 18 geschlossen. Dadurch ändern alle Hilfsschalter 18' ihren Schaltzustand. Entsprechend ist anschließend der Stromkreis entlang der Äste 1, 2, 3 im Verdrahtungsplan 54 unterbrochen. Entlang von Ast 4 wird der Stromkreis geschlossen, sodass die LED 42 der roten Farbe R bestromt wird und ein rotes Lichtsignal R ausgesendet wird.
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Gemäß der gezeigten Ausführungsform wird eine Erdung der Schaltanlage 10 über den Leistungsschalter 18 sowie den Erdungsschalter 22 durchgeführt, wie in Zeile 5 der Matrix 51 dargestellt. Somit ändern, ausgehend von der Grundkonfiguration 52, die zugehörigen Hilfsschalter 18' und 22' ihre Schaltzustände. Dadurch liegt in den Ästen 2 und 4 ein geschlossener Stromkreis vor, sodass die LEDs 42 in grün G und rot R bestromt werden. Das resultierende Lichtsignal entspricht der Mischfarbe aus G und R und erscheint somit gelb Y (siehe wiederum Matrix 51, Zeile 5).
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Je nach Grundkonfiguration der einzelnen Hilfsschalter 18', 20', 22' und der durch die Äste 1, 2, 3, 4 repräsentierten Grundkonfiguration 52, kann das Lichtsignal bedarfsgemäß angepasst werden.
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10 zeigt eine Anordnung 54 zur Erzeugung des Lichtsignals auf Basis einer mikroprozessor-basierten Steuereinrichtung bzw. IED 50, beispielsweise basierend auf der Ausgabe eines Schutzrelais 50. Die Ausgabe des IEDs 50 wird zur Ansteuerung der LEDs 42 verwendet. In Ast 4 ist ein zusätzlicher Widerstand 46 verschaltet, um die Intensität der roten Lichtfarbe R in Mischfarben, wie zum Beispiel Gelb Y, anpassen zu können. Auf diese Art kann die für Lichtsignale verfügbare Anzahl an Farben erhöht werden. Zusätzliche Farben können beispielsweise durch Hinzufügen weiterer Widerstände 46 generiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schaltanlage
- 12
- Niederspannungsschrank
- 14
- Leistungsschalterbehälter
- 16
- Bedienfeld
- 18
- Leistungsschalter
- 20
- Trennschalter
- 22
- Erdungsschalter
- 24
- Abdeckung
- 26
- Kabelanschlussraum
- 28
- Leuchtelement
- 30
- Sammelschienenverbindung
- 31
- Sammelschienenraum
- 32
- Spannungswandler
- 34
- Kabelanschluss
- 36
- Schiene
- 38
- Shutter
- 40
- LED-Streifen
- 42
- LED
- 44
- Verbund von LEDs
- 46
- Widerstand
- 50
- IED
- 51
- Matrix der Hauptschalterstellungen
- 52
- Grundkonfiguration der Hilfsschalter
- 54
- Schaltung
- 18'
- Hilfsschalter des Leistungsschalters
- 20'
- Hilfsschalter des Trennschalters
- 22'
- Hilfsschalter des Erdungsschalters
- R
- Rot
- G
- Grün
- B
- Blau
- Y
- Gelb
