DE102019215133A1

DE102019215133A1 - Protection or control device for a medium or high voltage supply network as well as grounding plug for such a device

Info

Publication number: DE102019215133A1
Application number: DE102019215133.7A
Authority: DE
Inventors: Katrin Klingner; Klaus Nürmberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schutz- oder Steuergerät (10) für ein Mittel- oder Hochspannungsversorgungsnetz sowie einen Erdungsstecker (40) für ein solches Gerät. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erden eines derartigen Schutz- oder Steuergerätes (10). Das erfindungsgemäße Schutz- oder Steuergerät (10) besitzt eine in einer Wandung (33) seines Gehäuses (11) angeordnete Steckbuchse (30), welche ausgebildet ist, einen Erdungsstecker (40) aufzunehmen. Die Steckbuchse (30) besitzt wenigstens eine mit dem Gehäuse (11) leitend verbundene oder durch das Gehäuse (11) gebildete Gehäusekontaktfläche (31) zur Kontaktierung des Erdungssteckers (40) .Der erfindungsgemäße Erdungsstecker (40) weist eine in einer Steckerhülse (41) angeordnete Aufnahme (42) für ein Erdungskabel (12) auf. Der Erdungsstecker (40) besitzt wenigstens einen mit der Aufnahme (42) leitend verbundenen Erdungskontakt (43) zur Kontaktierung einer Gehäusekontaktfläche (31) einer Steckbuchse (30).Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt einen Schritt des Einsteckens eines Erdungssteckers (40) in die Steckbuchse (30) des Schutz- oder Steuergerätes (10).The invention relates to a protection or control device (10) for a medium or high voltage supply network and a grounding plug (40) for such a device. The invention also relates to a method for grounding such a protection or control device (10). The protection or control device (10) according to the invention has a socket (30) which is arranged in a wall (33) of its housing (11) and is designed to receive an earthing plug (40). The socket (30) has at least one housing contact surface (31) which is conductively connected to the housing (11) or is formed by the housing (11) for contacting the grounding plug (40). The grounding plug (40) according to the invention has a plug sleeve (41) arranged receptacle (42) for a grounding cable (12). The grounding plug (40) has at least one grounding contact (43) that is conductively connected to the receptacle (42) for contacting a housing contact surface (31) of a socket (30). 30) of the protection or control device (10).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Schutz- oder Steuergerät für ein Mittel- oder Hochspannungsversorgungsnetz sowie einen Erdungsstecker für ein solches Gerät. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erden eines derartigen Schutz- oder Steuergerätes.The invention relates to a protection or control device for a medium or high voltage supply network and a grounding plug for such a device. The invention also relates to a method for grounding such a protection or control device.

Technischer HintergrundTechnical background

Schutz- oder Steuergeräte werden in Mittel- und Hochspannungsversorgungsnetzen für vielfältige Aufgaben eingesetzt. So bieten derartige Schutz- und Steuergeräte Funktionen für den Schutz, die Automatisierung und die Überwachung von Energieversorgungsnetzen. Beispiele für Schutzgeräte stellen Geräte für den Überstrom- und Abzweigschutz, Distanzschutz, Transformatorschutz oder Motorschutz dar. Beispiele für Steuergeräte sind Geräte für das Schaltermanagement oder Feldleitgeräte. Die Anmelderin bietet unter dem Namen SiPROTEC® 5 eine Gerätelinie für die genannten Zwecke an.Protection or control devices are used in medium and high voltage supply networks for a variety of tasks. Such protection and control devices offer functions for the protection, automation and monitoring of energy supply networks. Examples of protective devices are devices for overcurrent and branch protection, distance protection, transformer protection or motor protection. Examples of control devices are devices for switch management or bay control devices. Under the name SiPROTEC® 5, the applicant offers a line of devices for the purposes mentioned.

Schutz- und Steuergeräte der genannten Art besitzen üblicherweise eine in einem Gehäuse angeordnete Mess- und/oder Steuereinheit, die über an dem Gehäuse angeordnete Anschlüsse mit den zu schützenden oder zu steuernden Anlagen verbunden werden kann. Dabei wird das Gehäuse wenigstens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt, so dass eine Erdung für das Gehäuse vorgesehen werden muss. Um die diesbezüglichen Vorgaben der Normen DIN EN 61010-1 , DIN EN 60950-1 und IEC 62103 zu erfüllen, wird üblicherweise ein Erdungskabel von außen an das Gehäuse angeschraubt. Dabei handelt es sich um einen in der Produktion vergleichsweise aufwendigen, fehleranfälligen und zeitintensiven Vorgang.Protection and control devices of the type mentioned usually have a measuring and / or control unit arranged in a housing, which can be connected to the systems to be protected or controlled via connections arranged on the housing. The housing is made at least partially from electrically conductive material, so that a grounding must be provided for the housing. To the relevant requirements of the standards DIN EN 61010-1 , DIN EN 60950-1 and IEC 62103, a grounding cable is usually screwed onto the housing from the outside. This is a comparatively complex, error-prone and time-consuming process in production.

Die Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, ein verbessertes Schutz- oder Steuergerät für ein Mittel- oder Hochspannungsversorgungsnetz einzuführen, das mit reduziertem Aufwand hergestellt und installiert werden kann.The invention therefore sets itself the task of introducing an improved protection or control device for a medium or high voltage supply network that can be manufactured and installed with reduced effort.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Schutz- oder Steuergerät für ein Mittel- oder Hochspannungsversorgungsnetz mit einer in einem wenigstens teilweise aus elektrischem Material bestehenden Gehäuse angeordneten Mess- und/oder Steuereinheit. Die Mess- und/oder Steuereinheit ist mit den an dem Gehäuse angeordneten Anschlüssen verbunden. Die Mess- und/oder Steuereinheit stellt die zentrale Komponente des Schutz- oder Steuergerätes dar und verwirklicht dessen eigentliche Funktionalität für den Schutz oder das Steuern von an den Anschlüssen angeschlossenen Komponenten des Mitte- oder Hochspannungsversorgungsnetzes. Aufbau und Funktion der Mess- und/oder Steuereinheit können gemäß dem Stand der Technik ausgeführt sein.The invention achieves this object by means of a protection or control device for a medium or high voltage supply network with a measuring and / or control unit arranged in a housing that is at least partially made of electrical material. The measuring and / or control unit is connected to the connections arranged on the housing. The measuring and / or control unit represents the central component of the protection or control device and implements its actual functionality for protecting or controlling components of the medium or high voltage supply network connected to the connections. The structure and function of the measuring and / or control unit can be implemented according to the prior art.

Das erfindungsgemäße Schutz- oder Steuergerät besitzt eine in einer Wandung des Gehäuses angeordnete Steckbuchse, welche ausgebildet ist, einen Erdungsstecker aufzunehmen. Die Steckbuchse besitzt wenigstens eine mit dem Gehäuse leitend verbundene oder durch das Gehäuse gebildete Gehäusekontaktfläche zur Kontaktierung des Erdungssteckers.The protection or control device according to the invention has a socket which is arranged in a wall of the housing and is designed to receive a grounding plug. The socket has at least one housing contact surface that is conductively connected to the housing or is formed by the housing for contacting the grounding plug.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass eine Erdung des mindestens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Gehäuses des Schutz- oder Steuergerätes durch ein einfaches Einstecken eines Erdungssteckers in die Steckbuchse möglich ist. Das erfindungsgemäße Schutz- oder Steuergerät kann mit verringertem Aufwand hergestellt werden und durch Einstecken eines Erdungssteckers in die Steckbuchse im Zuge der Herstellung oder der Installation im Feld geerdet werden. The invention has the advantage that the housing of the protective or control device, which is at least partially made of electrically conductive material, can be grounded by simply inserting a grounding plug into the socket. The protection or control device according to the invention can be manufactured with reduced effort and can be grounded by inserting a grounding plug into the socket in the course of manufacture or installation in the field.

Vorzugsweise umfasst die Steckbuchse eine durch die Wandung des Gehäuses hindurchführende Aussparung oder wird durch eine solche Aussparung gebildet. Hierbei kann die Gehäusekontaktfläche durch die zu der Aussparung hinweisende Umrandungsfläche der Aussparung sowie alternativ oder zusätzlich durch eine auf der Außenseite der Wandung die Aussparung unmittelbar umgebende Umrandungsfläche des Gehäuses gebildet werden. Ebenso ist es alternativ oder zusätzlich möglich, eine Gehäusekontaktfläche auf der Innenseite der Wandung des Gehäuses in unmittelbarer Umgebung der Aussparung vorzusehen. Eine solche durch die Wandung des Gehäuses hindurchführende Aussparung kann einfach durch Stanzen, Schneiden oder Fräsen hergestellt werden und besitzt eine durch die Wandungsstärke des Gehäuses definierte Robustheit.The socket preferably comprises a recess extending through the wall of the housing or is formed by such a recess. Here, the housing contact surface can be formed by the peripheral surface of the recess pointing to the recess and, alternatively or additionally, by a peripheral surface of the housing immediately surrounding the recess on the outside of the wall. Alternatively or additionally, it is also possible to provide a housing contact surface on the inside of the wall of the housing in the immediate vicinity of the recess. Such a recess leading through the wall of the housing can be produced simply by punching, cutting or milling and has a robustness defined by the wall thickness of the housing.

Insbesondere kann die Aussparung einen rechteckigen Querschnitt bezogen auf eine Erstreckungsebene eines die Aussparung unmittelbar umgebenden Bereichs des Gehäuses besitzen. Der rechteckige Querschnitt besitzt den Vorteil, dass ein in die Steckbuchse eingesteckter Erdungsstecker nicht versehentlich oder absichtlich in der Steckbuchse verdreht und somit unter Umständen die Qualität des Erdungskontaktes vermindert werden kann. Ein weiterer Vorteil eines rechteckigen Querschnitts ist, dass ein Erdungsstecker nur in wenigen definierten Richtungen in die Steckbuchse eingesteckt werden kann, so dass, insbesondere bei gewinkelter Ausführung des Erdungssteckers, dessen Vorhandensein und korrekte Positionierung auf vereinfachte Weise in bilderfassenden Verfahren automatisch überprüft werden kann, da seine Sollposition und Ausrichtung vorbekannt sind.In particular, the cutout can have a rectangular cross section in relation to a plane of extent of a region of the housing immediately surrounding the cutout. The rectangular cross-section has the advantage that an earthing plug inserted into the socket cannot be accidentally or intentionally twisted in the socket and thus the quality of the earthing contact may be reduced. Another advantage of a rectangular cross section is that an earthing plug can only be inserted into the socket in a few defined directions, so that its presence and correct positioning in a simplified manner, especially when the earthing plug is angled can be checked automatically in image-capturing processes, since its target position and orientation are known in advance.

Bei Ausführungsformen der Erfindung besitzt die Steckbuchse einen sich von der Wandung des Gehäuses in das Gehäuse hinein erstreckenden Kragen, der eine zu einer Mittelachse der Steckbuchse weisende Kragenfläche umfasst. Dabei wird die Gehäusekontaktfläche wenigstens teilweise durch die Kragenfläche oder einen Teil der Kragenfläche gebildet. Die Mittelachse der Steckbuchse erstreckt sich hierbei entlang einer Einführrichtung des Erdungssteckers in die Steckbuchse. Ein solcher Kragen besitzt den Vorteil, dass die Gehäusekontaktfläche bei geringer Wandungsstärke des Gehäuses vergrößert werden kann, was eine zuverlässigere und niederohmigere Erdkontaktierung zulässt.In embodiments of the invention, the socket has a collar which extends from the wall of the housing into the housing and which comprises a collar surface pointing towards a central axis of the socket. The housing contact surface is formed at least partially by the collar surface or a part of the collar surface. The central axis of the socket extends here along a direction of insertion of the grounding plug into the socket. Such a collar has the advantage that the housing contact surface can be enlarged with a small wall thickness of the housing, which allows a more reliable and lower-resistance earth contact.

Bei einer Weiterbildung der zuletzt genannten Ausführungsformen der Erfindung wird die Gehäusekontaktfläche wenigstens teilweise durch wenigstens zwei einander gegenüberliegende Flächenbereiche der Kragenfläche gebildet. Die wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Flächenbereiche der Kragenfläche erlauben es, einen in die Steckbuchse eingesteckten Erdungsstecker durch gegen die gegenüberliegenden Flächenbereiche der Kragenfläche gerichtete Federkräfte zu fixieren. Insbesondere in Kombination mit der bereits erwähnten bevorzugten Ausführungsform mit einer Aussparung, die einen rechteckigen Querschnitt besitzt, ist es möglich, den Kragen durch ein Durchstoßen der Wandung, beispielsweise in Form eines Doppel-Ts (I), und gleichzeitiges oder anschließendes Biegen der beim Stanzen entstehenden Laschen in das Innere des Gehäuses und damit in demselben Schritt wie das Einbringen der Aussparung in das Gehäuse herzustellen.In a further development of the last-mentioned embodiments of the invention, the housing contact surface is at least partially formed by at least two opposing surface areas of the collar surface. The at least two opposing surface areas of the collar surface allow a grounding plug inserted into the socket to be fixed by spring forces directed against the opposing surface areas of the collar surface. In particular in combination with the already mentioned preferred embodiment with a recess that has a rectangular cross-section, it is possible to break the collar by piercing the wall, for example in the form of a double Ts (I), and simultaneous or subsequent bending of the during punching resulting tabs in the interior of the housing and thus in the same step as making the recess in the housing.

Das erfindungsgemäße Schutz- oder Steuergerät kann eine in der Wandung des Gehäuses angeordnete und von einer Außenseite des Gehäuses zugängliche zylindrische Gewindebohrung aufweisen. Die zylindrische Gewindebohrung erlaubt ein Anschrauben eines Erdungskabels in herkömmlicher Weise zusätzlich oder alternativ zum Einstecken eines Erdungssteckers in die Steckbuchse des Schutz- oder Steuergerätes. Dadurch kann die Sicherheit der Erdung in besonders harschen Betriebsumgebungen oder abhängig von Kundenwünschen oder besonderen Einsatzzwecken des Schutz- oder Steuergerätes durch redundante Erdung erhöht werden.The protection or control device according to the invention can have a cylindrical threaded bore arranged in the wall of the housing and accessible from an outside of the housing. The cylindrical threaded hole allows a grounding cable to be screwed on in a conventional manner, in addition or as an alternative to inserting a grounding plug into the socket of the protection or control device. As a result, the safety of the grounding can be increased in particularly harsh operating environments or depending on customer requirements or special purposes of the protection or control device through redundant grounding.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung führt einen Erdungsstecker mit einer in einer Steckerhülse angeordneten Aufnahme für ein Erdungskabel ein. Der Erdungsstecker besitzt wenigstens einen mit der Aufnahme leitend verbundenen Erdungskontakt zur Kontaktierung einer Gehäusekontaktfläche einer Steckbuchse. Der Erdungsstecker der Erfindung besitzt den Vorteil, dass eine Erdung eines Schutz- oder Steuergerätes durch einfaches Einstecken des Erdungssteckers in eine Steckbuchse des Schutz- oder Steuergerätes möglich wird, wodurch der Aufwand bei der Fertigung oder Installation eines solchen Schutz- oder Steuergerätes reduziert wird.A second aspect of the invention introduces a grounding plug with a receptacle for a grounding cable arranged in a plug sleeve. The grounding plug has at least one grounding contact that is conductively connected to the receptacle for contacting a housing contact surface of a socket. The grounding plug of the invention has the advantage that it is possible to ground a protection or control device by simply plugging the grounding plug into a socket of the protection or control device, which reduces the effort involved in the manufacture or installation of such a protection or control device.

Der Erdungsstecker der Erfindung kann allgemein rotationssymmetrisch, beispielsweise zylindrisch, oder aber auch mit einem rechteckigen Querschnitt ausgestattet sein. Ein eckiger oder besonders bevorzugt rechteckiger Querschnitt des Erdungssteckers besitzt dabei die oben für die Steckbuchse erwähnten Vorteile.The grounding plug of the invention can be generally rotationally symmetrical, for example cylindrical, or else with a rectangular cross section. An angular or particularly preferably rectangular cross section of the grounding plug has the advantages mentioned above for the socket.

Bevorzugt weist der Erdungsstecker der Erfindung wenigstens zwei auf gegenüberliegenden Außenseiten einer Mantelfläche der Steckerhülse angeordnete und als Erdungskontakt fungierende Federkontakte auf. Die von wenigstens zwei gegenüberliegend angeordneten Federkontakten auf die Gehäusekontaktfläche der Steckbuchse ausgeübten Kräfte führen zu einer vorteilhaften Fixierung des Erdungssteckers in der Steckbuchse.The grounding plug of the invention preferably has at least two spring contacts that are arranged on opposite outer sides of a jacket surface of the plug sleeve and that function as a grounding contact. The forces exerted by at least two oppositely arranged spring contacts on the housing contact surface of the socket lead to an advantageous fixation of the grounding plug in the socket.

Besonders bevorzugt besitzt der Erdungsstecker einen Anschlag, der sich bzgl. einer Einführrichtung des Erdungssteckers in die Steckbuchse in radialer Richtung von der Steckerhülse weg erstreckt. Der Anschlag besteht vorzugsweise wenigstens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material und ist mit der Aufnahme für das Erdungskabel leitend verbunden. Der Anschlag besitzt hierbei eine in die Einführrichtung des Erdungssteckers weisende und als Erdungskontakt fungierende Steckerkontaktfläche. Der Anschlag besitzt den Vorteil, dass eine flächige Kontaktierung der unmittelbaren Umgebungsfläche der Steckbuchse des Schutz- oder Steuergerätes ermöglicht wird, was eine zuverlässigere und niederohmigere Erdungskontaktierung bewirkt.The grounding plug particularly preferably has a stop which, with respect to an insertion direction of the grounding plug into the socket, extends in the radial direction away from the plug sleeve. The stop preferably consists at least partially of electrically conductive material and is conductively connected to the receptacle for the grounding cable. The stop has a plug contact surface that points in the direction of insertion of the grounding plug and functions as a grounding contact. The stop has the advantage that flat contact is made possible with the immediate surrounding area of the socket of the protective or control device, which results in a more reliable and lower-resistance earth contact.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Erdungssteckers mit Anschlag sind dieser und die Steckerhülse gegeneinander entlang der Einführrichtung verschiebbar ausgebildet. Dadurch kann die Eindringtiefe des Erdungssteckers in die Steckbuchse eingestellt werden.In particularly advantageous embodiments of the grounding plug according to the invention with a stop, this and the plug sleeve are designed to be displaceable relative to one another along the insertion direction. This allows the depth of penetration of the earthing plug into the socket to be adjusted.

Vorzugsweise ist der Anschlag dabei gegenüber der Steckerhülse federnd gelagert. Dadurch wird der Anschlag aufgrund der Federkraft der federnden Lagerung bei Verriegelung des Erdungssteckers in der Steckbuchse gegen die Wandung des Gehäuses gedrückt, so dass ein versehentliches und ungewolltes Lösen der Erdungskontaktierung verhindert wird. Alternativ zu der federnden Lagerung kann auch eine Verschraubung von Anschlag und Steckerhülse beispielsweise auf einem auf der Außenseite der Steckerhülse angeordneten Außengewinde vorgesehen sein. Hierbei kann die Steckerhülse in ihrem das Außengewinde tragenden Abschnitt, ggf. abweichend von einer Querschnittsform eines in die Steckbuchse einzusteckenden Abschnitts der Steckerhülse, zylindrisch geformt sein.The stop is preferably resiliently mounted with respect to the connector sleeve. As a result, the stop is pressed against the wall of the housing due to the spring force of the resilient mounting when the grounding plug is locked in the socket, so that accidental and unintentional loosening of the grounding contact is prevented. As an alternative to the resilient mounting, the stop and the plug sleeve can also be screwed, for example on an external thread arranged on the outside of the plug sleeve be provided. Here, the connector sleeve can have a cylindrical shape in its section carrying the external thread, possibly deviating from a cross-sectional shape of a section of the connector sleeve to be inserted into the socket.

Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Erdungssteckers können Widerhaken vorgesehen sein, welche ausgebildet sind, ein Herausziehen des Erdungssteckers aus der Steckbuchse zu erschweren. Die Widerhaken können beispielsweise seitlich an dem Erdungsstecker angebracht und elastisch ausgebildet sein, so dass sie sich zurückziehen, wenn der Erdungsstecker in die Steckbuchse eingeführt wird, und bei Erreichen einer Position hinter der Wandung des Gehäuses oder hinter dem Kragen der Steckbuchse sich selbsttätig ausstellen und den Erdungsstecker auf diese Weise in der Steckbuchse verriegeln.In all embodiments of the grounding plug according to the invention, barbs can be provided which are designed to make it more difficult to pull the grounding plug out of the socket. The barbs can, for example, be attached to the side of the grounding plug and designed to be elastic, so that they retract when the grounding plug is inserted into the socket, and when they reach a position behind the wall of the housing or behind the collar of the socket, they automatically open and the Lock the grounding plug in the socket in this way.

Allgemein kann bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Erdungssteckers die Aufnahme für das Erdungskabel einen Klemmkontakt aufweisen, in dem das Erdungskabel nach Einstecken in den Klemmkontakt ohne Schraubverbindung oder dergleichen arretiert wird. Hierdurch kann das Gehäuse eines Schutz- oder Steuergerätes vollständig ohne Verschrauben eines Erdungskabels geerdet werden.In general, in all embodiments of the grounding plug according to the invention, the receptacle for the grounding cable can have a clamping contact in which the grounding cable is locked after being inserted into the clamping contact without a screw connection or the like. In this way, the housing of a protection or control device can be completely earthed without screwing an earth cable.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung führt ein Verfahren zum Erden eines wenigstens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Gehäuses eines Schutz- oder Steuergerätes für ein Mittel- oder Hochspannungsversorgungsnetz ein. Das Verfahren besitzt einen Schritt des Einsteckens eines erfindungsgemäßen Erdungssteckers in die Steckbuchse des erfindungsgemäßen Schutz- oder Steuergerätes.Another aspect of the invention introduces a method for grounding a housing, which is at least partially made of electrically conductive material, of a protection or control device for a medium or high voltage supply network. The method has a step of inserting a grounding plug according to the invention into the socket of the protection or control device according to the invention.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Schutz- oder Steuergerät in einer perspektivischen Vorderansicht;
2 das Schutz- oder Steuergerät von 1 in einer perspektivischen Hinteransicht;
3 einen Anschluss eines Erdungskabels mit einer Schraubverbindung, wie sie im Stand der Technik üblich ist oder im Rahmen der Erfindung zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Steckverbindung verwendet werden kann;
4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schutz- oder Steuergerätes;
5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schutz- oder Steuergerätes;
6 eine Querschnittszeichnung des Ausführungsbeispiels von 5; und
7 eine Schnittzeichnung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Erdungssteckers.

Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to figures. Show it:

1 a protection or control device in a perspective front view;
2 the protection or control device of 1 in a perspective rear view;
3 a connection of a grounding cable with a screw connection, as is customary in the prior art or can be used within the scope of the invention in addition to the plug connection according to the invention;
4th a first embodiment of a protection or control device according to the invention;
5 a second embodiment of a protection or control device according to the invention;
6th a cross-sectional drawing of the embodiment of FIG 5 ; and
7th a sectional drawing of an embodiment of a grounding plug according to the invention.

Ausführliche FigurenbeschreibungDetailed description of the figures

Die 1 und 2 zeigen ein Schutz- oder Steuergerät 10, wie es im Rahmen der Erfindung ausgebildet sein kann. 1 zeigt dabei eine perspektivische Frontansicht des Schutz- oder Steuergerätes 10, 2 eine perspektivische Hinteransicht des Schutz- oder Steuergerätes 10. Das Schutz- oder Steuergerät 10 verfügt über ein Gehäuse 11, das wenigstens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material besteht. Insbesondere kann eine Rückwand des Gehäuses 11 aus Metall hergestellt sein. In dem in den 1 und 2 gezeigten Beispiel ist an der Vorderseite des Schutz- oder Steuergerätes 10 ein Bedienpanel angeordnet, das lediglich beispielhaft über ein Display 20 zur Anzeige einer Konfiguration oder eines Status des Mittel- oder Hochspannungsversorgungsnetzes, ein Tastenfeld 21 zur Bedienung oder Konfiguration des Schutz- oder Steuergerätes 10 sowie über Signalanzeigen 22 zur Anzeige von Betriebswarnungen oder -fehlern verfügt. Wie aus 2 ersichtlich, sind an der Rückseite des Schutz- oder Steuergerätes 10 mehrere Anschlussleisten 23 vorgesehen, die als binäre Steuerein- und -ausgänge oder für den Anschluss von Sensoren und Messgeräten dienen können. Die Anschlüsse der Anschlussleisten 23 sind dabei mit einer im Inneren des Gehäuses 11 angeordneten und in den 1 und 2 nicht dargestellten Mess- und/oder Steuereinheit verbunden, die die eigentliche Funktionalität des Schutz- oder Steuergerätes 10 verwirklicht. Ebenfalls an der Rückseite des Schutz- oder Steuergerätes 10 angeordnet sind Kommunikationsanschlüsse 24, die nach im Stand der Technik bekannter Art ausgeführt sein können und für die Konfiguration des Schutz- oder Steuergerätes 10, das Einspielen einer Firmware in das Schutz- oder Steuergerät 10 oder für das Empfangen und Senden von Steuer- und Statusnachrichten dienen können.The 1 and 2 show a protection or control device 10 , as it can be designed within the scope of the invention. 1 shows a perspective front view of the protection or control device 10 , 2 a perspective rear view of the protection or control device 10 . The protection or control device 10 has a housing 11 , which consists at least partially of electrically conductive material. In particular, a rear wall of the housing 11 be made of metal. In the in the 1 and 2 The example shown is on the front of the protection or control device 10 a control panel arranged, which is only an example of a display 20th for displaying a configuration or a status of the medium or high voltage supply network, a keypad 21 for operating or configuring the protection or control device 10 as well as signal displays 22nd to display operational warnings or errors. How out 2 can be seen on the back of the protection or control device 10 several connection strips 23 provided, which can serve as binary control inputs and outputs or for connecting sensors and measuring devices. The connections of the terminal strips 23 are doing this with one inside the case 11 arranged and in the 1 and 2 not shown measuring and / or control unit connected, which the actual functionality of the protection or control device 10 realized. Also on the back of the protection or control device 10 communication connections are arranged 24 which can be implemented according to the type known in the prior art and for the configuration of the protection or control device 10 , the loading of firmware into the protection or control device 10 or for receiving and sending control and status messages.

Die in den 1 und 2 gezeigte Auswahl und Anordnung von Ausstattungsmerkmalen des Schutz- oder Steuergerätes 10 ist lediglich beispielhafter Natur und soll den Schutzumfang der Erfindung, wie sie in den nachfolgenden Patentansprüchen definiert wird, nicht beschränken.The ones in the 1 and 2 Selection and arrangement of equipment features of the protection or control device shown 10 is merely exemplary in nature and is not intended to limit the scope of the invention as defined in the following claims.

Nach Art und Einsatzzweck des erfindungsgemäßen Schutz- oder Steuergerätes 10 und der Ausbildung seines Gehäuses 11 aus wenigstens teilweise elektrisch leitfähigem Material ist durch die einschlägigen Industrienormen eine Erdung der leitenden Teile des Gehäuses 11 zwingend vorgeschrieben. 3 zeigt den Anschluss eines Erdungskabels 12 an ein Schutz- oder Steuergerät 10, wie er im Stand der Technik üblicherweise ausgeführt wird. Hierbei wird ein Erdungskabel 23 mit einem Kabelschuh 13 verbunden, der mit einer Gewindeschraube 14 und einer zwischen dem Kabelschuh 13 und dem Kopf der Gewindeschraube 14 angeordneten Fächerscheibe 15 zur Schraubensicherung in einer Gewindebohrung 16 befestigt wird. Hierbei müssen die Fächerscheibe 15 und der Kabelschuh 13 auf das Gewinde der Gewindeschraube 14 aufgefädelt und die Schraube 14 mit der lösbar darauf angeordneten Fächerscheibe und dem Kabelschuh in die Gewindebohrung 16 eingeschraubt werden. Dies ist ein verhältnismäßig aufwendiger und vor allem nur schwierig zu automatisierender Prozess, weshalb eine erhöhte Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Fertigung gegeben ist und entsprechender Aufwand bei der Prüfung der Erdungsanschlüsse betrieben werden muss.According to the type and purpose of the protection or control device according to the invention 10 and the design of its housing 11 According to the relevant industrial standards, an earthing of the conductive parts of the housing is made of at least partially electrically conductive material 11 compulsory. 3 shows the connection of a Grounding cable 12th to a protection or control device 10 as is usually carried out in the prior art. A grounding cable is used here 23 with a cable lug 13th connected with a threaded screw 14th and one between the cable lug 13th and the head of the threaded screw 14th arranged serrated lock washer 15th for securing screws in a threaded hole 16 is attached. Here the serrated lock washer 15th and the cable lug 13th on the thread of the threaded screw 14th threaded and the screw 14th with the serrated lock washer and the cable lug in the threaded hole 16 be screwed in. This is a relatively complex and, above all, difficult to automate process, which is why there is an increased probability of errors in production and a corresponding effort must be made when checking the grounding connections.

4 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Schutz- oder Steuergerätes 10, das in den in der Figur nicht dargestellten und für die Erfindung unwesentlichen Ausstattungsmerkmalen beispielsweise gemäß den 1 und 2 ausgebildet sein kann. Das Schutz- oder Steuergerät 10 verfügt über ein wenigstens teilweise aus elektrisch leitfähigem Material bestehendes Gehäuse 11, das in einer Wandung 33 des Gehäuses 11 über eine Steckbuchse 30 für einen Erdungsstecker verfügt. Die Steckbuchse ist in dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung als Aussparung 32 in der Wandung 33 ausgeführt. Die Aussparung 32 besitzt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen rechteckigen oder auch quadratischen Querschnitt bezogen auf die Erstreckungsebene, die durch die die Aussparung umgebende Wandung 33 definiert wird. Die sich aufgrund der Dicke der Wandung 33 ergebenden Seitenflächen, die die Aussparung 32 einfassen, sind in 4 lediglich beispielhaft als Gehäusekontaktflächen 31 gekennzeichnet. Zusätzlich oder alternativ ist es aber, abhängig von der Ausführungsform des verwendeten Erdungssteckers, auch möglich, die Wandung 33 in der unmittelbaren Umgebung der Aussparung 32 auf der Innen- und/oder der Außenseite der Wandung 33 für die Erdung zu kontaktieren, so dass auch diese Flächen der Wandung 33 als Gehäusekontaktflächen 31 dienen können. 4th shows a section of a protection or control device according to the invention 10 , in the equipment features not shown in the figure and insignificant for the invention, for example according to the 1 and 2 can be formed. The protection or control device 10 has a housing that is at least partially made of electrically conductive material 11 that in one wall 33 of the housing 11 via a socket 30th for a grounding plug. The socket is in the one in the 4th shown embodiment of the invention as a recess 32 in the wall 33 executed. The recess 32 In the exemplary embodiment shown, it has a rectangular or also square cross-section in relation to the plane of extent through the wall surrounding the recess 33 is defined. Which is due to the thickness of the wall 33 resulting side surfaces that form the recess 32 are in 4th merely exemplary as housing contact surfaces 31 marked. Additionally or alternatively, however, depending on the embodiment of the grounding plug used, it is also possible to use the wall 33 in the immediate vicinity of the recess 32 on the inside and / or outside of the wall 33 to contact for grounding, so that also these surfaces of the wall 33 as housing contact surfaces 31 can serve.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schutz- oder Steuergerätes 10, bei dem die Steckbuchse 30 für den Erdungsstecker wiederum in Form einer Aussparung 32 mit einem rechteckigen Querschnitt ausgeführt ist. In der Figur ist beispielhaft eine Gehäusekontaktfläche 31 eingezeichnet, deren genaue Form und Fläche jedoch durch die Formgebung und Ausführungsform des verwendeten Erdungssteckers definiert wird. Die Steckbuchse 30 des gezeigten Ausführungsbeispiels verfügt über einen Kragen, der vorliegend durch einander gegenüberliegende und in das Innere des Gehäuses 11 gebogenen Laschen der Wandung 33 des Gehäuses gebildet ist. Der Kragen stellt auf seinen zu der Aussparung 32 hinweisenden Kragenflächen 37 alternative oder zusätzliche Gehäusekontaktflächen zur Verfügung. Diese Ausführungsform der Steckbuchse 30 wird in der nachfolgenden 6 anhand einer Querschnittszeichnung entlang der in 5 eingezeichneten Schnittlinie VI genauer erläutert. 5 shows a further embodiment of a protection or control device according to the invention 10 where the socket 30th for the grounding plug again in the form of a recess 32 is designed with a rectangular cross-section. The figure shows a housing contact surface as an example 31 shown, the exact shape and area of which, however, is defined by the shape and design of the grounding plug used. The socket 30th The embodiment shown has a collar, which in the present case is located opposite one another and into the interior of the housing 11 curved tabs of the wall 33 of the housing is formed. The collar stands on its to the recess 32 indicative collar areas 37 alternative or additional housing contact surfaces are available. This embodiment of the socket 30th will be used in the following 6th using a cross-sectional drawing along the in 5 illustrated section line VI explained in more detail.

In 6 ist eine entlang einer Mittelachse 36 der Steckbuchse 30 verlaufende Einführrichtung 35 eines Erdungssteckers durch einen Pfeil illustriert. Die Steckbuchse 30 verfügt über einen Kragen 34, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil der Wandung 33 und aus dieser gebildet ist. Wie bereits zur 5 erläutert, können die die Steckbuchse 30 unmittelbar umgebenden Flächen der Wandung 33 sowie die zu der Mittelachse 36 der Steckbuchse 30 weisenden Kragenflächen 37 als Gehäusekontaktfläche 31 dienen. Der Kragen 34 besitzt somit den Vorteil, dass eine großflächige und somit niederohmige Erdungskontaktierung realisiert wird. Der Kragen 34 kann abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch als Einzelteil gefertigt und mit der Wandung 33 verbunden werden. Ferner ist es vorstellbar, alternativ oder zusätzlich zu dem in das Innere des Gehäuses 11 weisenden Kragen 34 einen von dem Gehäuse 11 nach außen weisenden Kragen vorzusehen. Dies ist jedoch nachteilig, da eine flächige Kontaktierung der Wandung 33 in dem Gebiet um die Steckbuchse 30 herum nicht oder nur unter gegenüber einer Kontaktierung von der Außenseite erhöhtem Aufwand von der Innenseite der Wandung 33 möglich ist.In 6th is one along a central axis 36 the socket 30th running direction of insertion 35 of a grounding plug illustrated by an arrow. The socket 30th has a collar 34 , which in the embodiment shown is an integral part of the wall 33 and is formed from this. As with the 5 explained, they can use the socket 30th directly surrounding surfaces of the wall 33 as well as that to the central axis 36 the socket 30th pointing collar surfaces 37 as a housing contact surface 31 serve. The collar 34 thus has the advantage that a large-area and thus low-resistance grounding contact is implemented. The collar 34 Deviating from the exemplary embodiment shown, it can also be manufactured as a single part and with the wall 33 get connected. It is also conceivable, as an alternative or in addition to that in the interior of the housing 11 pointing collar 34 one of the housing 11 to provide outward-facing collar. However, this is disadvantageous because there is a flat contact with the wall 33 in the area around the socket 30th not around or only with increased effort from the inside of the wall compared to contacting from the outside 33 is possible.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Erdungssteckers 40, wie er für die Erdung eines erfindungsgemäßen Schutz- oder Steuergerätes 10 verwendet werden kann. Der Erdungsstecker 40 wird entlang einer Einführrichtung 35 in eine Steckbuchse 30 eines Schutz- oder Steuergerätes 10 eingeführt und auf diese Weise ein Erdungskontakt für die Erdung des Schutz- oder Steuergerätes 10 hergestellt. Der Erdungsstecker 40 verfügt über eine Aufnahme 42 für ein Erdungskabel 12, die zum Beispiel als Klemmkontakt ausgeführt sein kann. Die Aufnahme 42 ist elektrisch leitend mit einer Steckerhülse 41 verbunden oder integral mit dieser geformt. Die Steckerhülse 41 weist in dem gezeigten Beispiel an ihrem vorderen, in die Steckbuchse 30 des Schutz- oder Steuergerätes 10 einzuführenden Ende wenigstens zwei, beispielsweise aufeinander gegenüberliegenden Außenseiten der Steckerhülse 41 angeordnete, Federkontakte 43 auf, die zur Kontaktierung von einer Aussparung 32 der Steckbuchse 30 einfassenden Gehäusekontaktflächen 31 oder von Kragenflächen 37 eines Kragens 34 der Steckbuchse 30 vorgesehen sind. Des Weiteren verfügt der Erdungsstecker 40 der 7 über einen Anschlag 44, der gegenüber der Steckerhülse 41 mittels einer Federspirale 46 federnd gelagert ist. Die Steckerhülse 41 und der Anschlag 44 können auf diese Weise entlang oder entgegen der Einführrichtung 35 gegeneinander verschoben werden. Alternativ zu einer federnden Lagerung können auch jeweils ein Schraubgewinde auf der Außenseite der Steckerhülse 41 und der Innenseite des Anschlags 44 vorgesehen sein. 7th shows an embodiment of a grounding plug according to the invention 40 how he for the grounding of a protection or control device according to the invention 10 can be used. The grounding plug 40 is along an insertion direction 35 into a socket 30th a protection or control device 10 introduced and in this way a grounding contact for the grounding of the protection or control device 10 produced. The grounding plug 40 has a recording 42 for a ground wire 12th which can be designed as a clamping contact, for example. The recording 42 is electrically conductive with a connector sleeve 41 connected or molded integrally therewith. The connector sleeve 41 points in the example shown at its front, into the socket 30th of the protection or control device 10 to be inserted end at least two, for example mutually opposite outer sides of the connector sleeve 41 arranged, spring contacts 43 on that for contacting a recess 32 the socket 30th surrounding housing contact surfaces 31 or from collar surfaces 37 a collar 34 the socket 30th are provided. Furthermore, the grounding plug has 40 of the 7th about a stop 44 , the opposite of the connector sleeve 41 by means of a spring spiral 46 is resiliently mounted. The connector sleeve 41 and the attack 44 can in this way along or against the direction of insertion 35 are shifted against each other. As an alternative to a resilient mounting, a screw thread can also be used on the outside of the connector sleeve 41 and the inside of the stop 44 be provided.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel des Erdungssteckers 40 verfügt außerdem an seinem in das Schutz- oder Steuergerät 10 einzuführenden Ende über eine Mehrzahl von Widerhaken 47, die vorzugsweise elastisch ausgebildet sind. Die Widerhaken 47 können sich somit beim Einstecken des Erdungssteckers 40 in die Steckbuchse 30 in die oder an die Steckerhülse 41 zurückziehen und so die Aussparung 32 der Steckbuchse 30 passieren, bis sie das Innere des Gehäuses 11 erreichen und sich aufgrund ihrer elastischen Ausbildung seitlich ausstellen. Die elastische Ausbildung der Widerhaken 47 einerseits sowie die federnde Lagerung des Anschlages 44 andererseits erlauben es hierbei vorteilhaft, eine Wandung 33 oder einen Kragen 34 eines Gehäuses 11 eines Schutz- oder Steuergerätes 10 aufgrund der einander entgegengesetzt gerichteten Biege- beziehungsweise Federkräfte zuverlässig zu kontaktieren.The embodiment shown of the grounding plug 40 also has on his in the protection or control device 10 to be inserted end via a plurality of barbs 47 , which are preferably elastic. The barbs 47 can thus when inserting the grounding plug 40 into the socket 30th in or on the connector sleeve 41 pull back and so the recess 32 the socket 30th pass until they get to the inside of the case 11 reach and expose themselves to the side due to their elastic training. The elastic design of the barbs 47 on the one hand, as well as the resilient mounting of the stop 44 on the other hand, it advantageously allow a wall 33 or a collar 34 a housing 11 a protection or control device 10 due to the oppositely directed bending or spring forces to contact reliably.

Obwohl 7 ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Erdungssteckers 40 zeigt, ist die Erfindung, wie sie durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, nicht auf derartig komplexe Ausführungsformen beschränkt. So sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Erdungssteckers denkbar, bei denen eine Verriegelung des Steckers in der Steckbuchse des Schutz- oder Steuergerätes unterbleibt oder durch andere Mittel als Widerhaken 47, beispielsweise durch Splinte oder dergleichen, bewerkstelligt wird. Ebenso können die Federkontakte 43 entfallen, insbesondere wenn ein Anschlag 44 für die Erdungskontaktierung vorgesehen wird. Außerdem ist es denkbar, den Anschlag 44 fest an dem Erdungsstecker 40 vorzusehen, so dass der Anschlag 44 nicht gegenüber der Steckerhülse 41 verschiebbar ausgebildet ist. Dabei kann der Anschlag 44 integral mit der Steckerhülse 41 gefertigt sein. Es sind selbstredend auch Erdungsstecker vorstellbar, die keinen Anschlag 44 aufweisen.Although 7th a particularly preferred embodiment of a grounding plug 40 shows, the invention, as it is defined by the following claims, is not limited to such complex embodiments. Embodiments of the grounding plug according to the invention are thus conceivable in which the plug is not locked in the socket of the protective or control device or by other means than barbs 47 , for example by split pins or the like, is accomplished. The spring contacts can also 43 omitted, especially if there is a stop 44 is provided for the ground contact. It is also conceivable that the stop 44 firmly to the grounding plug 40 provide so that the stop 44 not opposite the connector sleeve 41 is designed to be displaceable. The stop can 44 integral with the connector sleeve 41 be made. Earthing plugs that do not have a stop are of course also conceivable 44 exhibit.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: Schutz- oder SteuergerätProtection or control device
1111: Gehäusecasing
1212th: ErdungskabelGround wire
1313th: KabelschuhCable lug
1414th: GewindeschraubeThreaded screw
1515th: FächerscheibeSerrated lock washer
1616: GewindebohrungThreaded hole
2020th: DisplayDisplay
2121: TastenfeldKeypad
2222nd: SignalanzeigenSignal indicators
2323: AnschlussleisteTerminal strip
2424: KommunikationsanschlüsseCommunication ports
3030th: SteckbuchseSocket
3131: GehäusekontaktflächeHousing contact surface
3232: AussparungRecess
3333: WandungWall
3434: Kragencollar
3535: EinführrichtungDirection of insertion
3636: MittelachseCentral axis
3737: KragenflächeCollar area
4040: ErdungssteckerGrounding plug
4141: SteckerhülseConnector sleeve
4242: Aufnahmeadmission
4343: Erdungskontakt, FederkontaktGround contact, spring contact
4444: Anschlagattack
4545: SteckerkontaktflächeConnector contact surface
4646: FederspiraleSpring spiral
4747: WiderhakenBarb

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

DIN EN 61010-1 [0003]
DIN EN 60950-1 [0003]

Claims

A protection or control device (10) for a medium or high voltage supply network with a measuring and / or measuring device which is arranged in a housing (11) that is at least partially made of electrically conductive material and is connected to connections (23, 24) arranged on the housing (11). or control unit, characterized by a socket (30) which is arranged in a wall (33) of the housing (11) and is designed to receive an earthing plug, and at least one housing contact surface (31) conductively connected to the housing (11) or formed by the housing ) for contacting the grounding plug.

The protection or control device (10) of the preceding claim, in which the socket (30) comprises a recess (32) extending through the wall (33) of the housing (11).

The protection or control device (10) of the preceding claim, in which the recess (32) has a rectangular cross section in relation to a plane of extension of a region of the housing (11) immediately surrounding the recess (32).

The protection or control device (10) of one of the preceding claims, in which the socket (30) has a collar (34) which extends from the wall (33) of the housing (11) into the housing (11) and which is one to a central axis (36) of the socket (30) facing collar surface (37), wherein the housing contact surface (31) is at least partially formed by the collar surface (37) and wherein the central axis (36) extends along an insertion direction (35) of the grounding plug .

The protection or control device (10) of the preceding claim, in which the housing contact surface (31) is at least partially formed by at least two opposing surface areas of the collar surface (37).

The protection or control device (10) of one of the preceding claims, with a cylindrical threaded bore (16) arranged in the wall (33) of the housing (11) and accessible from an outside of the housing (11).

A grounding plug (40) with a receptacle (42) arranged in a plug sleeve (41) for a grounding cable (12) and at least one grounding contact (43) conductively connected to the receptacle (42) for contacting a housing contact surface (31) of a socket (30) ).

The grounding plug (40) of the preceding claim, with two spring contacts (43) arranged on opposite outer sides of a lateral surface of the plug sleeve (41) and functioning as a grounding contact (43).

The grounding plug (40) is one of the Claims 7 or 8th , with a stop (44) which extends in the radial direction away from the plug sleeve (41) with respect to an insertion direction (35), consists at least partially of electrically conductive material and is conductively connected to the receptacle (42) for the grounding cable (12) and has a plug contact surface (45) pointing in the insertion direction (35) of the grounding plug (40) and functioning as a grounding contact (43).

The grounding plug (40) of the preceding claim, in which the stop (44) and the plug sleeve (41) are designed to be displaceable relative to one another along the insertion direction (35).

The grounding plug (40) of the preceding claim, in which the stop (44) is resiliently mounted opposite the plug sleeve (41).

The grounding plug (40) is one of the Claims 7 to 11 , with barbs (47) which are designed to make it more difficult to pull the grounding plug (40) out of a socket (30).

The grounding plug (40) is one of the Claims 7 to 12th , in which the receptacle (42) has a clamping contact for the grounding cable (12).

A method for grounding a housing (11), which is at least partially made of electrically conductive material, of a protection or control device (10) for a medium or high voltage supply network, the protection or control device (10) according to one of the Claims 1 to 6th is formed, with a step of inserting a grounding plug (40) according to one of the Claims 7 to 13th into the socket (30) of the protection or control device (10).