DE19546215C1

DE19546215C1 - Schaltstellungsanzeigesystem

Info

Publication number: DE19546215C1
Application number: DE19546215A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Lorenz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2015-12-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltstellungsanzeigesy stem für elektrische, mechanisch betriebene Schaltgeräte.

Ein derartiges Schaltstellungsanzeigesystem ist beispielswei se aus der US 4,016,384 bekannt. Bei dem dortigen Schalt stellungsanzeigesystem wird die Position einer Schaltstange mittels eines mechanisch betriebenen optischen Signalgebers angezeigt. Die Position der Schaltstange und damit die Schaltstellung des Leistungsschalters kann vom Bedienungs personal direkt durch einen gasdichten transparenten Gehäu seteil erkannt werden. Eine Fernübertragung der Schalter position zu einer Kontrolleinheit ist nur mit zusätzlichem Aufwand möglich.

Aus der FR 2 388 391 ist ein Schaltstellungsanzeigesystem für elektrische, mechanisch betriebene Schaltgeräte bekannt, das mittels des Lichtschrankenprinzips eine berührungslose Erfas sung der Schalterstellung ermöglicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfach aufgebaut es Schaltstellungsanzeigesystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Anzeige komfortabel und genau ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch wenigstens ein Oberflächenwellenelement (OFW-Element) und ein mit diesem wechselwirkendes Hochfrequenzabfragegerät, welche an Elementen des Schaltgerätes befestigt sind, die im Schaltfall gegeneinander bewegt werden.

Da Oberflächenwellenelemente zum Betrieb keine Stromversor gung benötigen, kann mit mindestens einem Oberflächenwel lenelement die genaue Position des bewegten Teiles des An triebsmechanismus bestimmt werden, ohne zusätzlich eine elek trische Leitung zur Stromversorgung des Oberflächenwel lenelementes zu benötigen. Da mittels elektromagnetischer Wellenimpulse des Hochfrequenzabfragegerätes ein berührungs loses Abfragen der Schaltstellung möglich ist, wird die dielektrische Sicherheit des Leistungsschalters nicht gefähr det.

Beispielsweise werden das Hochfrequenzabfragegerät und/oder das Oberflächenwellenelement beim Schalten bewegt, wobei ent weder das Hochfrequenzabfragegerät oder das Oberflächenwel lenelement auf der Schaltstange angeordnet ist. Das Hochfre quenzabfragegerät läßt zudem eine Monitorisierung und bei Verwendung mehrerer Oberflächenwellenelemente eine Erfassung von Ein- und Ausschaltvorgängen mit hoher Auflösung zu.

Aus dem Artikel "Akustische Oberflächenwellen-Technologie für Innovation" in der "Siemens-Zeitschrift Spezial", Frühjahr 1994, ist die Verwendung von Oberflächenwellen-Identifizie rungsmarken (OFW-ID-Tags) zum Identifizieren von Fahrzeugen, Containern, Werkstücken, Personen und Tieren bekannt. Jedoch ist der Einsatz von OFW′s zur Überbrückung einer Potential differenz mit dem Vorteil, daß keine Versorgungsenergie über die Potentialdifferenz transportiert werden muß, dort noch nicht bekannt.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Hochfrequenzabfragegerät mit einer ersten An tenne verbunden ist zur Kommunikation mit einer eine zweite Antenne aufweisenden Kontrolleinheit.

Mit dieser ersten Antenne kann aufgrund der Codierung der Oberflächenwellenelemente direkt die Schaltstellung mehrerer Leistungsschalter, die jeweils mit mindestens einem Schalt stellungsanzeigesystem ausgerüstet sind, in einer zentralen Kommunikationseinheit monitorisiert werden. Die Funktion der einzelnen Leistungsschalter kann dadurch von nur einer Person oder einer CPU ständig überwacht werden.

Bei einem Kapselungsgehäuse des Leistungsschalters kann es von Vorteil sein, daß eine Zuleitung der ersten Antenne über ein HF-Kabel aus einem Kapselungsgehäuse gasdicht herausge führt und die erste Antenne an dessen Außenseite befestigt ist.

So bleibt die Sendeleistung der ersten Antenne auch bei einem elektrisch leitenden Kapselungsgehäuse nutzbar.

Für eine gute elektromagnetische Verträglichkeit/Sicherheit ist es günstig, daß die erste und die zweite Antenne inner halb des Kapselungsgehäuses angeordnet sind, wobei zur Kom munikation die zweite Antenne mit der Kontrolleinheit durch einen Lichtwellenleiter oder ein HF-Kabel verbunden ist.

Die Sendesignale des Schaltstellungsanzeigesystems können so mit insbesondere im Falle eines metallischen Kapselungsge häuses keine Geräte außerhalb des Schalters stören, noch kön nen äußere Störsignale das abgeschirmte Schaltstellungsanzei gesystem beeinträchtigen.

Ebenfalls ist eine gute elektromagnetische Verträglich keit/Sicherheit gewährleistet dadurch, daß das Hochfrequenz abfragegerät und eine Kontrolleinheit mittels eines Licht wellenleiters miteinander verbunden sind.

Hier entfallen zudem noch die Signaldämpfungen durch die ein zelnen Antennen, wobei allerdings elektrooptische Wandler be nötigt werden.

Sehr geringe Dämpfungsverluste werden dadurch erzielt, daß das Hochfrequenzabfragegerät und eine Kontrolleinheit mittels eines HF-Kabels miteinander verbunden sind.

In diesem Fall ist eine direkte digitale Kopplung und damit eine direkte Weiterverarbeitung durch eine CPU möglich.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Hochfrequenzabfragege rät auf Erdpotential liegt.

In diesem Fall ist eine einfache Wartung möglich, und das HF- Kabel kann ohne galvanische Trennung mit dem Hochfrequenzab fragegerät verbunden werden. Das festliegende Erdpotential reduziert zudem mögliche Störungen auf dem HF-Kabel.

In besonderen Fällen kann es günstig sein, daß das Hochfre quenzabfragegerät auf Hochspannungspotential liegt.

Das Hochfrequenzabfragegerät kann, wenn es auf Hochspannungs potential liegt, in der Nähe der Schaltkontakte befestigt werden. Damit wird die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion des Schaltstellungsanzeigesystems minimiert und die Schalt funktion wird am Ende der mechanischen Wirkungskette über wacht, wo die eigentliche Schaltfunktion stattfindet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie ben.

Die Figur zeigt schematisch eine Ausgestaltung eines Schalt stellungsanzeigesystems bei einem elektrischen Hochspannungs- Leistungsschalter.

Drei Oberflächenwellenelemente 2 sind mit axialem Abstand voneinander auf dem oberen Schaltstangenteil 3 angeordnet. Die Oberflächenwellenelemente 2 sowie das Hochfrequenzabfra gegerät 4 liegen innerhalb des Kapselungsgehäuses 1 auf Hochspannung. Vom Hochfrequenzabfragegerät 4 ist zu einer ersten Antenne 6 ein HF-Kabel 5 gasdicht herausgeführt. Eine Kontrolleinheit 8 kommuniziert mittels einer zweiten Antenne 7 sowie der ersten Antenne 6 mit dem Hochfrequenzabfragegerät 4. Im Schaltfall bewegt der Antrieb 9 über ein Umlenkgetriebe 10 die Schaltstange 3 in vertikaler Richtung. Die Schalt stange 3 überträgt die Kraft auf die Unterbrechereinheit 11. Die Oberflächenwellenelemente 2 werden gegenüber dem Hochfrequenzabfragegerät 4 bewegt. Jedes der Oberflächenwellenelemente ist codiert, so daß die Impulse des Hochfrequenzabfragegerätes von den Oberflächenwellenelementen unterschiedlich zurückgegeben werden. Dadurch ist eine Un terscheidung verschiedener Schaltstellungen je nach dem je weils vor dem Hochfrequenzabfragegerät befindlichen Oberflä chenwellenelement möglich. Die augenblickliche Stellung des Schalters, insbesondere eine Fehlstellung kann somit automa tisch registriert und weiterverarbeitet werden.

Claims

1. Schaltstellungsanzeigesystem für elektrische, mechanisch betriebene Schaltgeräte gekennzeichnet durch wenigstens ein Oberflächenwellenelement (2) (OFW-Element) und ein mit diesem wechselwirkendes Hochfrequenzabfragegerät (4), welche an Elementen des Schaltgerätes befestigt sind, die im Schaltfall gegeneinander bewegt werden.

2. Schaltstellungsanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzabfragegerät (4) mit einer ersten Antenne (6) verbunden ist zur Kommunikation mit einer eine zweite Antenne (7) aufweisenden Kontrolleinheit (8).

3. Schaltstellungsanzeigesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung der ersten Antenne (6) über ein HF-Kabel (5) aus einem Kapselungsgehäuse (1) gasdicht herausgeführt und die erste Antenne an dessen Außenseite befestigt ist.

4. Schaltstellungsanzeigesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Antenne (6, 7) innerhalb des Kapse lungsgehäuses (1) angeordnet sind, wobei zur Kommunikation die zweite Antenne (7) mit der Kontrolleinheit (8) durch einen Lichtwellenleiter oder ein HF-Kabel verbunden ist.

5. Schaltstellungsanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzabfragegerät (4) und eine Kontrolleinheit (8) mittels eines Lichtwellenleiters miteinander verbunden sind.

6. Schaltstellungsanzeigesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzabfragegerät (4) und eine Kontrolleinheit (8) mittels eines HF-Kabels miteinander verbunden sind.

7. Schaltstellungsanzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzabfragegerät (4) auf Erdpotential liegt.

8. Schaltstellungsanzeigesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenzabfragegerät (4) auf Hochspannungspotential liegt.