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Die Erfindung betrifft eine Schalteinheit für eine elektrische Schaltanlage und eine elektrische Schaltanlage mit wenigstens einer derartigen Schalteinheit.
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Schalteinheiten einer elektrischen Schaltanlage im Sinne der Erfindung sind beispielsweise Leistungsschalter, Trennschalter und Erdungsschalter. Für derartige Schalteinheiten einer Schaltanlage muss der aktuelle Schaltzustand jeder Schalteinheit erkennbar sein. Bisher wird die Anzeige der Schaltzustände einer Schalteinheit durch eine mechanische Schaltzustandsanzeige realisiert, zumal Normen für den Betrieb einer Schaltanlage erfordern, dass Änderungen der Schaltzustandsanzeige mechanisch umzusetzen sind. Meist sind die mechanischen Schaltzustandsanzeigen kleine Indikatoren an den jeweiligen Schalteinheiten. Um mittels einer derartigen Schaltzustandsanzeige den Schaltzustand der zugehörigen Schalteinheit zu ermitteln, muss ein Benutzer der Schaltanlage daher die Schalteinheit aus unmittelbarer Nähe betrachten, um die Schaltzustandsanzeige zu erkennen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinheit für eine elektrische Schaltanlage anzugeben, die hinsichtlich des Erkennens ihres Schaltzustands verbessert ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schalteinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine elektrische Schaltanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Schalteinheit für eine elektrische Schaltanlage umfasst eine Leuchteinheit, die eingerichtet ist, einen aktuellen Schaltzustand der Schalteinheit durch ein Leuchtsignal mit einer dem Schaltzustand zugeordneten Schaltzustandsfarbe anzuzeigen.
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Die Erfindung ermöglicht somit die Anzeige des aktuellen Schaltzustands der Schalteinheit durch die Farbe eines Leuchtsignals. Der Schaltzustand kann somit bequem aus der Ferne erkannt werden, ohne dass ein Benutzer oder Bediener der Schaltanlage die Schalteinheit aus unmittelbarer Nähe betrachten muss. Insbesondere bei der Wartung und bei Routineuntersuchungen einer Schaltanlage mit mehreren erfindungsgemäßen Schalteinheiten können dadurch Zeit und Kosten eingespart werden. Darüber hinaus verleiht das Leuchtsignal der Schalteinheit und einer Schaltanlage mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Schalteinheit ein ansprechenderes Aussehen. Das Leuchtsignal kann insbesondere auch zusätzlich zu einer mechanisch realisierten Schaltzustandsanzeige installiert werden.
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Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit ist einem stabilen ersten Schaltzustand, in dem die Schalteinheit einen Strompfad unterbricht, eine erste Schaltzustandsfarbe, beispielsweise Rot, zugeordnet, und einem stabilen zweiten Schaltzustand, in dem die Schalteinheit den Strompfad schließt, ist eine von der ersten Schaltzustandsfarbe verschiedene zweite Schaltzustandsfarbe, beispielsweise Grün, zugeordnet. Dadurch werden vorteilhaft stabile Schaltzustände mit geöffnetem und geschlossenem Strompfad prägnant kenntlich gemacht. Rot und Grün eignen sich besonders gut als Schaltzustandsfarben für diese Schaltzustände, da sie beispielsweise aus dem Straßenverkehr bekannt und dadurch besonders eingängig sind.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit weist die Schalteinheit ein bewegbares Schaltelement auf, das in dem ersten Schaltzustand eine erste Endstellung und in dem zweiten Schaltzustand eine zweite Endstellung einnimmt. Diese Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt, dass Schalteinheiten wie Leistungsschalter, Trennschalter und Erdungsschalter bewegbare Schaltelemente aufweisen, deren Endstellungen die stabilen Schaltzustände für geöffnete und geschlossene Strompfade definieren.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit ist einem von dem ersten Schaltzustand und dem zweiten Schaltzustand verschiedenen dritten Schaltzustand der Schalteinheit eine von der ersten Schaltzustandsfarbe und der zweiten Schaltzustandsfarbe verschiedene dritte Schaltzustandsfarbe, beispielsweise Gelb, zugeordnet. Beispielsweise nimmt das Schaltelement in dem dritten Schaltzustand eine Zwischenstellung zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung ein. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft die Anzeige von instabilen Schaltzuständen der Schalteinheit, insbesondere von Zwischenstellungen eines Schaltelements, die das Schaltelement zwischen seinen beiden Endstellungen einnimmt, beispielsweise während eines Schaltvorgangs zwischen zwei stabilen Schaltzuständen. Gelb eignet sich als Schaltzustandsfarbe für einen instabilen Schaltzustand wiederum aufgrund der Bekanntheit beispielsweise aus dem Straßenverkehr.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit ist das Leuchtsignal flächig ausgebildet. Dadurch werden das Wahrnehmen des Leuchtsignals und das Erkennen des Schaltzustands der Schalteinheit vorteilhaft erleichtert.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit weist die Leuchteinheit wenigstens eine selbstleuchtende Lichtquelle auf, beispielsweise eine Leuchtdiode, ein Leuchtdioden-Lichtband oder eine Glühlampe. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird wenigstens ein Leuchtsignal also direkt durch eine am Ort der Leuchteinheit angeordnete Lichtquelle erzeugt.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit weist die Schalteinheit ein Gehäuse auf, das eine lichtdurchlässige Gehäusewand aufweist und in dem wenigstens eine selbstleuchtende Lichtquelle der Leuchteinheit angeordnet ist. Beispielsweise ist die lichtdurchlässige Gehäusewand aus einem transparenten, insbesondere transluzenten, Kunststoff gefertigt. Dadurch wird das Leuchtsignal insbesondere unmittelbar am Ort der Schalteinheit angezeigt. Ferner werden die Lichtquellen der Leuchteinheit durch das Gehäuse der Schalteinheit geschützt. Ein transparenter Kunststoff eignet sich aufgrund seiner elektrisch isolierenden Eigenschaften als Material für eine lichtdurchlässige Gehäusewand. Die lichtdurchlässige Gehäusewand kann beispielsweise als ein lösbarer Gehäusedeckel oder als eine Gehäusetür des Gehäuses ausgebildet sein.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit weist die Leuchteinheit wenigstens eine Leuchtfläche auf, die zur Erzeugung eines Leuchtsignals beleuchtbar ist. Beispielsweise ist die Leuchtfläche an einem Gehäuse der Schalteinheit angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird wenigstens ein Leuchtsignal also am Ort der Leuchteinheit indirekt durch Beleuchtung der Leuchtfläche erzeugt.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinheit wird die Leuchteinheit durch ein elektrisches Signal gesteuert, das von dem Schaltzustand der Schalteinheit abhängt. Beispielsweise wird das elektrische Signal von einem Meldeschalter erzeugt, der von der Schalteinheit mechanisch angetrieben wird und zu den Schaltzuständen der Schalteinheit korrespondierende Schaltstellungen aufweist. Dadurch kann vorteilhaft ein in der Regel ohnehin vorhandenes elektrisches Signal und Equipment der Schalteinheit genutzt werden, um die Leuchteinheit zu steuern. Die zusätzlich benötigten Schaltkreise und Bauelemente sind klein und kostengünstig.
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Eine erfindungsgemäße Schalteinheit kann insbesondere ein Leistungsschalter, Trennschalter oder Erdungsschalter sein.
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Eine erfindungsgemäße elektrische Schaltanlage weist wenigstens eine erfindungsgemäße Schalteinheit auf. Die Vorteile einer derartigen Schaltanlage entsprechen den oben bereits genannten Vorteilen einer erfindungsgemäßen Schalteinheit.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Schaltanlage,
- 2 ein Ausführungsbeispiel einer Schalteinheit,
- 3 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ansteuerschaltung einer Leuchteinheit,
- 4 einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ansteuerschaltung einer Leuchteinheit.
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Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 (1) zeigt eine Schnittdarstellung einer elektrischen Schaltanlage 1. Die Schaltanlage 1 umfasst Schalteinheiten 2 bis 5, einen Steuerschrank 7, eine Konsole 9 für den Steuerschrank 7, einen Stromwandler 10, einen Spannungswandler 11 und einen Kabelendverschluss 13.
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Die Schalteinheiten 2 bis 5 umfassen zwei Trennschalter 2, 3, einen Leistungsschalter 4 und einen Erdungsschalter 5, der in einen Abgangsbaustein 14 der Schaltanlage 1 integriert ist. Jede Schalteinheit 2 bis 5 weist ein Schaltelement 15 bis 18 auf, das zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist. Eine erste Endstellung eines Schaltelements 15 bis 18 definiert einen stabilen ersten Schaltzustand der jeweiligen Schalteinheit 2 bis 5, in der die Schalteinheit 2 bis 5 wenigstens einen Strompfad unterbricht. Die zweite Endstellung eines Schaltelements 15 bis 18 definiert einen stabilen zweiten Schaltzustand der jeweiligen Schalteinheit 2 bis 5, in der die Schalteinheit 2 bis 5 wenigstens einen Strompfad schließt. Jede Zwischenstellung eines Schaltelements 15 bis 18 zwischen seinen beiden Endstellungen definiert einen instabilen dritten Schaltzustand der jeweiligen Schalteinheit 2 bis 5. Eine Zwischenstellung eines Schaltelements 15 bis 18 wird auch als Störstellung bezeichnet.
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Mit den Schaltelementen 15, 16 der Trennschalter 2, 3 werden jeweils Kontakte zu Sammelschienen 19 geöffnet und geschlossen. Mit dem Schaltelement 17 des Leistungsschalters 4 wird wenigstens ein Schaltkontakt einer Unterbrechereinheit 21 des Leistungsschalters 4 bewegt. Das Schaltelement 17 des Leistungsschalters 4 wird von einer Antriebseinheit 23 des Leistungsschalters 4 angetrieben, die beispielsweise einen Federspeicherantrieb und eine Leistungsschaltersteuereinheit zur Steuerung des Leistungsschalters 4 aufweist. Mit dem Schaltelement 18 des Erdungsschalters 5 wird ein Strompfad zu einem Erdpotential geöffnet und geschlossen.
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Jede Schalteinheit 2 bis 5 weist ferner eine Leuchteinheit 25 bis 28 auf, die eingerichtet ist, den aktuellen Schaltzustand der Schalteinheit 2 bis 5 durch ein Leuchtsignal mit einer dem Schaltzustand zugeordneten Schaltzustandsfarbe anzuzeigen. Beispielsweise ist dem ersten Schaltzustand Rot als Schaltzustandsfarbe zugeordnet, dem zweiten Schaltzustand ist Grün als Schaltzustandsfarbe zugeordnet und dem dritten Schaltzustand ist Gelb als Schaltzustandsfarbe zugeordnet. Die Leuchteinheit 25 bis 28 einer Schalteinheit 2 bis 5 ist jeweils direkt an der Schalteinheit 2 bis 5 angeordnet. Ferner sind die Leuchteinheiten 25 bis 28 derart angeordnet, dass die Leuchtsignale aller Schalteinheiten 2 bis 5 an einem gemeinsamen Beobachtungsort wahrnehmbar sind. Ferner sind die Leuchtsignale aller Schalteinheiten 2 bis 5 flächig ausgebildet, so dass sie auch aus größerer Entfernung gut sichtbar sind.
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Die Leuchteinheit 25 bis 28 jeder Schalteinheit 2 bis 5 wird beispielsweise durch ein elektrisches Signal gesteuert, das von dem Schaltzustand der Schalteinheit 2 bis 5 abhängt. Beispielsweise wird das elektrische Signal für wenigstens eine Leuchteinheit 25 bis 28 von einem (nicht dargestellten) Meldeschalter erzeugt, der zusammen mit dem Schaltelement 15 bis 18 der Schalteinheit 2 bis 5 mechanisch angetrieben wird und zu den Schaltzuständen der Schalteinheit 2 bis 5 korrespondierende Schaltstellungen aufweist.
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Wenigstens eine Leuchteinheit 25 bis 28 kann beispielsweise wenigstens eine selbstleuchtende Lichtquelle aufweisen, die am Ort der Leuchteinheit 25 bis 28 angeordnet ist. Eine derartige Lichtquelle kann beispielsweise eine Leuchtdiode, ein Leuchtdioden-Lichtband oder eine Glühlampe sein. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Leuchteinheit 25 bis 28 wenigstens eine Leuchtfläche aufweisen, die zur Erzeugung eines Leuchtsignals beleuchtbar ist. Beispielsweise ist die Leuchtfläche an einem Gehäuse der Schalteinheit 2 bis 5 angeordnet, dessen Schaltzustand durch die Leuchteinheit 25 bis 28 angezeigt wird.
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Zusätzlich zu der Leuchteinheit 25 bis 28 weist jede Schalteinheit 2 bis 5 ferner eine (nicht dargestellte) mechanisch realisierte Schaltzustandsanzeige auf, die den aktuellen Schaltzustand der Schalteinheit 2 bis 5 anzeigt.
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2 (2) zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schalteinheit 6 mit einer Leuchteinheit 29. Die Schalteinheit 6 weist ein Gehäuse 31 auf, in dem wenigstens eine selbstleuchtende Lichtquelle 33 der Leuchteinheit 29 angeordnet ist. Das Gehäuse 31 weist ferner eine lichtdurchlässige Gehäusewand 35 auf. Die lichtdurchlässige Gehäusewand 35 ist beispielsweise aus einem transparenten Kunststoff gefertigt und kann insbesondere transluzent ausgebildet sein, so dass sie für das von der Lichtquelle 33 ausgesandte Licht teilweise durchlässig ist, das Innere des Gehäuses aber trotzdem verschleiert.
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3 (3) zeigt beispielhaft einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer Ansteuerschaltung für eine mehrfarbige Lichtquelle 33 einer Leuchteinheit 25 bis 29 mit drei Anschlussklemmen 37 bis 39 und einer gestrichelt gezeichneten internen Verschaltung. Die Ansteuerschaltung wird mit einer elektrischen Gleichspannung versorgt, die zwischen zwei elektrischen Potentialen P1 und P2 anliegt. Die Gleichspannung (Potentialdifferenz P1-P2) beträgt beispielsweise 24 V. Die Ansteuerschaltung umfasst ein erstes Schütz 41 mit Schützkontakten 41.1, 41.2, 41.3 und ein zweites Schütz 43 mit Schützkontakten 43.1, 43.2, 43.3. Die Schütze 41, 43 bestromen eine erste Anschlussklemme 37 und eine zweite Anschlussklemme 38 in Abhängigkeit von Schaltstellungen eines ersten Meldeschalterkontakts 45 und eines zweiten Meldeschalterkontakts 47 eines Meldeschalters. Die Schaltstellungen der Meldeschalterkontakte 45, 47 hängen von dem Schaltzustand einer Schalteinheit 2 bis 6 ab.
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Die erste Anschlussklemme 37 ist mit einer Parallelschaltung des Schützkontakts 41.1 und einer Reihenschaltung der Schützkontakte 41.2 und 43.3 verbunden. Die zweite Anschlussklemme 38 ist mit einer Parallelschaltung des Schützkontakts 43.1 und einer Reihenschaltung der Schützkontakte 43.2 und 41.3 verbunden. Wenn der erste Meldeschalterkontakt 45 geschlossen wird, schließt das erste Schütz 41 den Schützkontakt 41.1 und öffnet die Schützkontakte 41.2 und 41.3. Wenn der erste Meldeschalterkontakt 45 geöffnet wird, öffnet der Schützkontakt 41.1 und die Schützkontakte 41.2 und 41.3 schließen. Wenn der zweite Meldeschalterkontakt 47 geschlossen wird, schließt das zweite Schütz 43 den Schützkontakt 43.1 und öffnet die Schützkontakte 43.2 und 43.3. Wenn der zweite Meldeschalterkontakt 45 geöffnet wird, öffnet der Schützkontakt 43.1 und die Schützkontakte 43.2 und 43.3 schließen.
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Wenn der erste Meldeschalterkontakt 45 geschlossen ist und der zweite Meldeschalterkontakt 47 geöffnet ist, wird daher nur die erste Anschlussklemme 37 bestromt (über den Schützkontakt 41.1), nicht aber die zweite Anschlussklemme 38. In diesem Fall leuchtet die Lichtquelle 33 mit einer ersten Schaltzustandsfarbe, beispielsweise Rot.
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Wenn der erste Meldeschalterkontakt 45 geöffnet ist und der zweite Meldeschalterkontakt 47 geschlossen ist, wird entsprechend nur die zweite Anschlussklemme 38 bestromt (über den Schützkontakt 43.1), nicht aber die erste Anschlussklemme 37. In diesem Fall leuchtet die Lichtquelle 33 mit einer zweiten Schaltzustandsfarbe, beispielsweise Grün.
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Wenn beide Meldeschalterkontakte 45, 47 geöffnet sind, werden sowohl die erste Anschlussklemme 37 (über die Schützkontakte 41.2 und 43.3) als auch die zweite Anschlussklemme 38 (über die Schützkontakte 41.3 und 43.2) bestromt. In diesem Fall leuchtet die Lichtquelle 33 mit einer dritten Schaltzustandsfarbe, beispielsweise Gelb.
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4 (4) zeigt beispielhaft einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Ansteuerschaltung für eine mehrfarbige Lichtquelle 33 einer Leuchteinheit 25 bis 29. Die in 4 gezeigte Ansteuerschaltung unterscheidet sich von der in 3 gezeigten Ansteuerschaltung nur dadurch, dass die Reihenschaltung der Schützkontakte 41.2 und 43.3 parallel zu dem ersten Meldeschalterkontakt 45 statt zu dem Schützkontakt 41.1 geschaltet ist, und dass die Reihenschaltung der Schützkontakte 41.3 und 43.2 parallel zu dem zweiten Meldeschalterkontakt 47 statt zu dem Schützkontakt 43.1 geschaltet ist
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
