DE20308854U1 - Fault simulator for protective circuits in experimental modular systems, has three keys with make and break contacts, and power protection device fixed to plastics plate - Google Patents

Fault simulator for protective circuits in experimental modular systems, has three keys with make and break contacts, and power protection device fixed to plastics plate

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers

Abstract

A fault simulation key arrangement comprises three keys arranged in a housing, each having a break contact, and a make contact. A fault simulation protection device includes a power protection device (10) with an auxiliary switching module arranged in a housing. The complete protection device is provided with three main contacts, three normally closed auxiliary contact and two normally open contacts. The protection device is fixed to a plastics plate.

Description

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Claims (4)

1. Die zwei Kernstücke des Fehlersimulators für Schützschaltungen bilden das Fehlersimulationsschütz (1) und die Fehlersimulationstasterkombination (2). Die Grundfunktion der Baugruppen ist identisch mit den handelsüblichen Baugruppen. Somit ist die Kombination mit den vorhandenen Baugruppen möglich. Das Schütz, als auch die Taster haben die gleiche Funktion, wie man sie in Schaltanlagen wiederfindet. Sie sind für den Laboreinsatz in ein Experimentier-Modulsystem der Firma ELWE eingebaut. Dadurch können die vorhandenen Rahmen für das Modulsystem genutzt werden.
Auf der Rückseite der Baugruppen befindet sich die neu entwickelte Funktionszentrale der Fehlersimulation.
Das Gehäuse des Fehlersimulationsschützes und der Fehlersimulationstasterkombination besteht aus einer Experimentierplatte (3) und einem Abdeckkasten (4). Die Experimentierplatte ist, je nach dem erforderlichen Erscheinungsbild, mit einer CNC-Fräsmaschine bearbeitet worden. Auf eine komplette Beschriftung der Frontplatte wurde verzichtet. Durch dieses allgemeingültige Layout erfolgt keine Einschränkung bei dem Einsatz des Fehlersimulators.
Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine speziell angefertigte Kunststoffplatte (5). Diese rote Kunststoffplatte wurde erwärmt und im 90°-Winkel gebogen. Bei dem Fehlersimulationsschütz wurde eine große und eine kleine Fläche gebogen. Die große Fläche (6) dient zur Befestigung der Verdrahtungskanäle 20 × 40 (7) und auf der kleinen Fläche (8) wird die Hutschiene (9) für das Schütz befestigt. Bei der Fehlersimulationstasterkombination wird nur eine große Fläche gebogen, da hier nur die Verdrahtungskanäle befestigt werden müssen.
Durch das Einbauen der roten Kunststoffplatte werden die Verdrahtungskanäle und die Hutschiene befestigt, ohne die Befestigungsschrauben nach außen zu führen. Durch diese Maßnahme wird eine zusätzliche Isolierung zum Schutz gegen direktes und indirektes Berühren geschaffen, da keine spannungsführenden Teile durch den Abdeckkasten nach außen gelangen können.
Weiterhin hat die Kunststoffplatte die Aufgabe, für eine Stabilität auf der Bodenfläche der Abdeckhaube zu sorgen. Auf der Bodenfläche sind die Sicherheitsbuchsen für die Funktionszentrale der Fehlersimulation angeordnet. Durch das Stecken und das Herausziehen der Kurzschlussbrücken entsteht eine extreme Belastung auf der Rückseite des Abdeckkastens. Diese Belastung wird durch den Einsatz der Kunststoffplatte stark herabgesetzt, so dass es zu keiner Beschädigung des Abdeckkastens kommen kann.
Die Funktionszentrale besteht aus den Kurzschlussbrücken und den Sicherheits- Einbaubuchsen. Durch die Steckmöglichkeiten der Kurzschlussbrücken können verschiedene Fehlervarianten der Kontakte und der Spule simuliert werden. Durch diese einfache Simulation von Fehlern ist es möglich, praxisgerechte Fehler der Baugruppen zu simulieren.
Die Sicherheits-Einbaubuchsen der Funktionszentrale sind bei den Tasterkontakten, bei den Hilfskontakten vom Schütz und bei der Schützspule in Form eines rechtwinkligen Dreiecks (11) angeordnet. Die beide Katheten des Dreiecks haben eine Länge von 19 mm. Diese Länge wird vom Stiftabstand der Kurzschlussbrücke vorgegeben. Die Kurzschlussbrücke kann somit waagerecht und senkrecht gesteckt werden.
Die Sicherheits-Einbaubuchsen der Funktionszentrale sind bei den Leistungskontakten eines Schützes in Form von zwei rechtwinkligen Dreiecke (12) die gegeneinander um 180° verschoben sind angeordnet. Bildlich sieht es aus wie eine sechs auf dem Würfel. Die drei Buchsen nebeneinander sind waagerecht angeordnet. Auch hier ist die Länge der Katheten 19 mm. Die Dreiecke sind so angeordnet, dass auch eine Verbindung von einem zum anderen Dreieck über Kurzschlussbrücken möglich ist.
Der technische Aufbau bei der Fehlersimulationstasterkombination wird wie folgt beschrieben. Die Fehlersimulationstasterkombination besteht aus drei Tastern (13), die in einem Gehäuse eingesetzt sind. Jeder Taster besitzt einen Öffner-Kontakt und einen Schließer-Kontakt. Alle Kontakte sind mit der Fehlersimulationsfunktion ausgestattet. Die Anordnung der Taster erfolgte nach technischen und ökonomischen Gesichtspunkten. Dadurch entstand eine Aufteilung, die in der Praxis durchaus üblich ist.
Die Taster sind auf der Frontplatte angebracht. Links und rechts neben den Tastern sind die Sicherheits-Einbaubuchsen (14) angeordnet. Mit diesen Buchsen werden die Taster beim Aufbau der Schaltung mit den anderen Baugruppen verbunden. Die Beschriftung der Buchsen erfolgte nach den Kennzahlen der Schalter. Hieraus ergibt sich auch die Funktion des Schalters (Öffner oder Schließer). Von der Frontplatte aus sind die Adern in Verdrahtungskanälen (7) zu den Sicherheits-Einbaubuchsen für die Fehlersimulation (11) auf den Boden des Abdeckkastens geführt. Die Verdrahtung erfolgte nach dem Stromlaufplan der im Anhang mitgeliefert wird.
Da die Taster nur im Steuerstromkreis eingesetzt werden, ist hier die Verdrahtungsfarbe der einadrigen Leitungen rot. Auch die Farbe der Sicherheits- Einbaubuchsen ist dem Steuerstromkreis angepasst und ebenfalls rot.
Der technische Aufbau bei des Fehlersimulationsschützes wird wie folgt beschrieben. Das Fehlersimulationsschütz besteht aus einem Leistungsschütz (10) mit einem Hilfsschaltermodul, das in einem Gehäuse eingesetzt ist. Das komplette Schütz ist mit drei Hauptkontakten, drei Öffnerhilfskontakten und zwei Schließerhilfskontakten ausgestattet. Die drei Hauptkontakte sowie ein Öffnerhilfskontakt und zwei Schließerhilfskontakte sind mit der Fehlersimulationsfunktion versehen.
Das Schütz ist an der unteren Wandseite der Kunststoffplatte auf der Hutschiene befestigt. Unterhalb des Schützes befinden sich die Sicherheits-Einbaubuchsen (12) für die Fehlersimulation der Leistungskontakte.
Die Leitungsverlegung erfolgt in Verdrahtungskanäle (7), die auf der Kunststoffplatte angebracht sind. Auf der Frontplatte befinden sich Sicherheits-Einbaubuchsen (15). Mit diesen Buchsen wird das Schütz beim Aufbau der Schaltung mit den anderen Baugruppen verbunden. Die Farbe der Sicherheits-Einbaubuchsen auf der Frontplatte und dem Boden des Kunststoffgehäuses richtet sich nach der Funktion im Schaltungsaufbau.
Die Beschriftung der Buchsen erfolgte nach den Kennzahlen des Schützes. Hieraus ergibt sich auch die Funktion des Schalters (Öffner oder Schließer). Die Verdrahtung erfolgte nach dem Stromlaufplänen im Anhang. 1. The two core pieces of the fault simulator for contactor circuits form the fault simulation contactor ( 1 ) and the fault simulation button combination ( 2 ). The basic function of the modules is identical to the commercially available modules. This means that it can be combined with the existing modules. The contactor and the buttons have the same function as you can find them in switchgear. They are built into an experimental module system from ELWE for laboratory use. This means that the existing frames can be used for the module system.
The newly developed fault simulation function center is located on the rear of the modules.
The housing of the fault simulation contactor and the fault simulation button combination consists of an experiment plate ( 3 ) and a cover box ( 4 ). Depending on the required appearance, the experiment plate has been machined with a CNC milling machine. Complete labeling of the front panel has been dispensed with. This general layout means that there is no restriction when using the error simulator.
A specially made plastic plate ( 5 ) is located inside the housing. This red plastic plate was heated and bent at a 90 ° angle. A large and a small area was bent in the fault simulation contactor. The large area ( 6 ) is used to fasten the wiring channels 20 × 40 ( 7 ) and on the small area ( 8 ) the top-hat rail ( 9 ) for the contactor is attached. With the error simulation button combination, only a large area is bent, since only the wiring channels need to be fastened here.
By installing the red plastic plate, the wiring ducts and the DIN rail are fastened without leading the fastening screws outwards. This measure creates additional insulation to protect against direct and indirect contact, since no live parts can escape through the cover box.
Furthermore, the plastic plate has the task of ensuring stability on the bottom surface of the cover. The safety sockets for the function center of the fault simulation are arranged on the floor surface. Inserting and pulling out the short-circuit bridges creates an extreme load on the back of the cover box. This load is greatly reduced by using the plastic plate, so that the cover box cannot be damaged.
The control center consists of the short-circuit jumpers and the safety built-in sockets. Different plug variants of the contacts and the coil can be simulated through the plug-in options of the short-circuit jumpers. This simple simulation of errors makes it possible to simulate practical module errors.
The safety built-in sockets of the function center are arranged in the form of a right-angled triangle ( 11 ) on the push-button contacts, on the auxiliary contacts on the contactor and on the contactor coil. The two cathets of the triangle are 19 mm long. This length is specified by the pin spacing of the short-circuit bridge. The short circuit jumper can thus be inserted horizontally and vertically.
The safety built-in sockets of the control center are arranged in the form of two right-angled triangles ( 12 ), which are shifted by 180 ° relative to one another, in the case of the power contacts of a contactor. It figuratively looks like a six on the cube. The three sockets next to each other are arranged horizontally. Again, the length of the cathets is 19 mm. The triangles are arranged in such a way that a connection from one triangle to the other via short-circuit bridges is also possible.
The technical structure of the fault simulation button combination is described as follows. The error simulation button combination consists of three buttons ( 13 ), which are inserted in one housing. Each button has an NC contact and a NO contact. All contacts are equipped with the error simulation function. The buttons were arranged according to technical and economic aspects. This resulted in a division that is quite common in practice.
The buttons are located on the front panel. The safety built-in sockets ( 14 ) are arranged to the left and right of the buttons. With these sockets, the buttons are connected to the other modules when the circuit is set up. The sockets were labeled according to the key figures of the switches. This also results in the function of the switch (normally closed or normally open). The wires in the wiring ducts ( 7 ) lead from the front panel to the safety mounting sockets for fault simulation ( 11 ) on the bottom of the cover box. The wiring was carried out according to the circuit diagram supplied in the appendix.
Since the buttons are only used in the control circuit, the wiring color of the single-core cables is red here. The color of the safety mounting sockets is also adapted to the control circuit and is also red.
The technical structure of the fault simulation contactor is described as follows. The fault simulation contactor consists of a power contactor ( 10 ) with an auxiliary switch module that is inserted in a housing. The complete contactor is equipped with three main contacts, three normally open auxiliary contacts and two normally open auxiliary contacts. The three main contacts as well as an NC auxiliary contact and two NO auxiliary contacts are provided with the fault simulation function.
The contactor is fastened to the DIN rail on the lower wall side of the plastic plate. The safety built-in sockets ( 12 ) for fault simulation of the power contacts are located below the contactor.
The cables are laid in wiring ducts ( 7 ) that are attached to the plastic plate. There are safety built-in sockets ( 15 ) on the front panel. With these sockets, the contactor is connected to the other modules when the circuit is being set up. The color of the safety built-in sockets on the front plate and the bottom of the plastic housing depends on the function in the circuit structure.
The sockets were labeled according to the contactor's key figures. This also results in the function of the switch (normally closed or normally open). The wiring was done according to the circuit diagram in the appendix. 2. Die Funktionszentrale besteht aus den Kurzschlussbrücken und den Sicherheits­ einbaubuchsen, die auf der Rückseite der Experimentier-Modulbaugruppen aufgebaut sind. Durch die Steckmöglichkeiten der Kurzschlussbrücken können verschiedene Fehlervarianten der Kontakte simuliert werden. Durch diese einfache Simulation von Fehlern ist es möglich, praxisgerechte Fehler des Schaltkontaktes zu simulieren. Grundsätzlich kann gesagt werden, wenn die Kurzschlussbrücken des Schaltkontaktes senkrecht gesteckt sind, ist der Schaltkontakt voll funktionsfähig und kein Fehler wird simuliert. Fehlt eine Brücke, so hat der jeweilige Schaltkontakt keinen Durchgang. Ist eine Kurzschlussbrücke waagerecht angeordnet, ist bei den jeweiligen Schaltkontakten immer ein Durchgang.
Diese Schaltung ist für alle möglichen Schaltkontakte (Taster, Schütz, Schalter, usw.) anwendbar. Bei der Beschriftung der Buchsen gibt die erste Ziffer und die erste Zahl die Position der Buchse an. Die Sicherheitsbuchsen X1. . . befinden sich auf der Frontseite und die Buchsen X2. . . befinden sich auf der Rückseite. Für den funktionsfähigen Aufbau der Modulbaugruppen, werden die Schaltkontakte mit den Sicherheitseinbaubuchsen auf der Frontseite und der Rückseite verdrahtet. Die Kontaktbeschriftung (5) ist hier exemplarisch und kann je nach Kontakt variieren. Folgende Leitungsverbindungen müssen für eine Fehlersimulation eines Schaltkontaktes hergestellt werden.
  • 1. (4) Von Klemme K1/53 nach Sicherheitsbuchse X2/K1/53.
  • 2. (1) Von Sicherheitsbuchse X2/K1/53 nach Sicherheitsbuchse X1/X2/53.
  • 3. (2) Von Klemme K1/54 nach Sicherheitsbuchse X2/K1/54.
  • 4. (3) Von Sicherheitsbuchse X2/X1/54 nach Sicherheitsbuchse X1/X2/54.
2. The function center consists of the short-circuit jumpers and the safety built-in sockets, which are built on the back of the experiment module assemblies. Different fault variants of the contacts can be simulated through the plug-in options of the short-circuit jumpers. This simple simulation of faults makes it possible to simulate practical faults in the switch contact. Basically, it can be said that if the shorting bridges of the switch contact are inserted vertically, the switch contact is fully functional and no error is simulated. If a bridge is missing, the respective switch contact has no passage. If a short-circuit bridge is arranged horizontally, there is always one passage for each switch contact.
This circuit can be used for all possible switching contacts (buttons, contactors, switches, etc.). When labeling the sockets, the first digit and the first number indicate the position of the socket. The safety sockets X1. , , are located on the front and the X2 sockets. , , are on the back. For the functional construction of the module assemblies, the switch contacts are wired to the safety built-in sockets on the front and the back. The contact label ( 5 ) is an example here and can vary depending on the contact. The following line connections have to be made for a fault simulation of a switch contact.
  • 1. ( 4 ) From terminal K1 / 53 to safety socket X2 / K1 / 53.
  • 2. ( 1 ) From safety socket X2 / K1 / 53 to safety socket X1 / X2 / 53.
  • 3. ( 2 ) From terminal K1 / 54 to safety socket X2 / K1 / 54.
  • 4. ( 3 ) From safety socket X2 / X1 / 54 to safety socket X1 / X2 / 54.
3. Die Funktionszentrale besteht aus den Kurzschlussbrücken und den Sicherheits­ einbaubuchsen, die auf der Rückseite der Experimentier-Modulbaugruppen aufgebaut sind. Durch die Steckmöglichkeiten der Kurzschlussbrücken können verschiedene Fehlervarianten der Schützspulen simuliert werden. Durch diese einfache Simulation von Fehlern ist es möglich, praxisgerechte Fehler der Schützspule zu simulieren. Grundsätzlich kann gesagt werden, wenn die Kurzschlussbrücke der Schützspule senkrecht gesteckt ist, ist die Schützspule voll funktionsfähig und kein Fehler wird simuliert. Fehlt die Brücke, so hat bekommt die Schützspule keine Spannung und arbeitet nur im abgefallenen Zustand. Ist die Kurzschlussbrücke waagerecht angeordnet, liegt eine Spannung an und das Schütz arbeitet nur im angezogenen Zustand.
Diese Schaltung ist für alle möglichen Schützspulen anwendbar. Bei der Beschriftung der Buchsen gibt die erste Ziffer und die erste Zahl die Position der Buchse an. Die Sicherheitsbuchsen X1. . . befinden sich auf der Frontseite und die Buchsen X2. . . befinden sich auf der Rückseite. Für den funktionsfähigen Aufbau der Modulbaugruppen, werden die Spulenkontakte mit den Sicherheitseinbaubuchsen auf der Frontseite und der Rückseite verdrahtet. Die Kontaktbeschriftung (5) ist hier exemplarisch und kann je nach Schütz variieren. Folgende Leitungsverbindungen müssen für die Fehlersimulation einer Spule hergestellt werden.
  • 1. (1) Von Sicherheitsbuchse X2/X1/A1 nach Sicherheitsbuchse X1/X2/A1.
  • 2. (2) Von Klemme K1/A1 nach Sicherheitsbuchse X2/K1 /A1.
  • 3. (3) Von Sicherheitsbuchse X2/X1/L1 nach Sicherheitsbuchse X1/X2/L1.
  • 4. (4) Von Klemme K1/A2 nach Sicherheitsbuchse X2/K1/A2.
3. The function center consists of the short-circuit jumpers and the safety built-in sockets, which are built on the back of the experiment module assemblies. Different fault variants of the contactor coils can be simulated through the plug-in options of the short-circuit jumpers. This simple simulation of faults makes it possible to simulate practical faults in the contactor coil. Basically, it can be said that if the short-circuit bridge of the contactor coil is inserted vertically, the contactor coil is fully functional and no fault is simulated. If the bridge is missing, the contactor coil has no voltage and only works in the dropped state. If the short-circuit bridge is arranged horizontally, a voltage is present and the contactor only works when it is closed.
This circuit can be used for all possible contactor coils. When labeling the sockets, the first digit and the first number indicate the position of the socket. The safety sockets X1. , , are located on the front and the X2 sockets. , , are on the back. For the functional assembly of the module assemblies, the coil contacts are wired to the safety mounting sockets on the front and rear. The contact label ( 5 ) is an example here and can vary depending on the contactor. The following line connections must be made for the fault simulation of a coil.
  • 1. ( 1 ) From safety socket X2 / X1 / A1 to safety socket X1 / X2 / A1.
  • 2. ( 2 ) From terminal K1 / A1 to safety socket X2 / K1 / A1.
  • 3. ( 3 ) From safety socket X2 / X1 / L1 to safety socket X1 / X2 / L1.
  • 4. ( 4 ) From terminal K1 / A2 to safety socket X2 / K1 / A2.
4. Die Funktionszentrale besteht aus den Kurzschlussbrücken und den Sicherheits­ einbaubuchsen, die auf der Rückseite der Experimentier-Modulbaugruppen aufgebaut sind. Durch die Steckmöglichkeiten der Kurzschlussbrücken können verschiedene Fehlervarianten der Kontakte simuliert werden. Durch diese einfache Simulation von Fehlern ist es möglich, praxisgerechte Fehler der drei Leistungskontakte eines Schützes zu simulieren. Grundsätzlich kann gesagt werden, wenn alle drei Kurzschlussbrücken der Leistungskontakte senkrecht gesteckt sind, sind die drei Leistungskontakte voll funktionsfähig und kein Fehler wird simuliert. Fehlt eine Brücke, so hat der jeweilige Leistungskontakt keinen Durchgang. Werden zwei Kurzschlussbrücken waagerecht angeordnet, so werden die beiden Abgänge der Leistungskontakte getauscht.
Diese Schaltung ist für alle möglichen Leistungskontakte von einem Schütz anwendbar. Bei der Beschriftung der Buchsen gibt die erste Ziffer und die erste Zahl die Position der Buchse an. Die Sicherheitsbuchsen X1. . . befinden sich auf der Frontseite und die Buchsen X2. . . befinden sich auf der Rückseite. Für den funktionsfähigen Aufbau der Modulbaugruppen, werden die Leistungskontakte mit den Sicherheitseinbaubuchsen auf der Frontseite und der Rückseite verdrahtet. Folgende Leitungsverbindungen müssen für die Fehlersimulation von den drei Leistungskontakten eines Schützes hergestellt werden.
  • 1. (1) Von Sicherheitsbuchse X1/X2/1 nach Sicherheitsbuchse X2/X1/1.
  • 2. (2) Von Sicherheitsbuchse X1/X2/3 nach Sicherheitsbuchse X2/X1/3.
  • 3. (3) Von Sicherheitsbuchse X1/X2/5 nach Sicherheitsbuchse X2/X1/5.
  • 4. (4) Von Klemme K1/1 nach Sicherheitsbuchse X2/K1/1.
  • 5. (5) Von Klemme K1/3 nach Sicherheitsbuchse X2/K1/3.
  • 6. (6) Von Klemme K1/5 nach Sicherheitsbuchse X2/K1/5.
  • 7. (7) Von Klemme K1/2 nach Sicherheitsbuchse X1/K1/2.
  • 8. (8) Von Klemme K1/4 nach Sicherheitsbuchse X1/K1/4.
  • 9. (9) Von Klemme K1/6 nach Sicherheitsbuchse X1/K1/6.
4. The function center consists of the short-circuit jumpers and the safety built-in sockets, which are built on the back of the experiment module assemblies. Different fault variants of the contacts can be simulated through the plug-in options of the short-circuit jumpers. This simple simulation of faults makes it possible to simulate practical faults in the three power contacts of a contactor. Basically, it can be said that if all three short-circuit bridges of the power contacts are inserted vertically, the three power contacts are fully functional and no error is simulated. If a bridge is missing, the respective power contact has no passage. If two short-circuit bridges are arranged horizontally, the two outlets of the power contacts are exchanged.
This circuit can be used for all possible power contacts from a contactor. When labeling the sockets, the first digit and the first number indicate the position of the socket. The safety sockets X1. , , are located on the front and the X2 sockets. , , are on the back. For the functional assembly of the module assemblies, the power contacts are wired to the safety built-in sockets on the front and rear. The following line connections must be made for the fault simulation of the three power contacts of a contactor.
  • 1. ( 1 ) From safety socket X1 / X2 / 1 to safety socket X2 / X1 / 1.
  • 2. ( 2 ) From safety socket X1 / X2 / 3 to safety socket X2 / X1 / 3.
  • 3. ( 3 ) From safety socket X1 / X2 / 5 to safety socket X2 / X1 / 5.
  • 4. ( 4 ) From terminal K1 / 1 to safety socket X2 / K1 / 1.
  • 5. ( 5 ) From terminal K1 / 3 to safety socket X2 / K1 / 3.
  • 6. ( 6 ) From terminal K1 / 5 to safety socket X2 / K1 / 5.
  • 7. ( 7 ) From terminal K1 / 2 to safety socket X1 / K1 / 2.
  • 8. ( 8 ) From terminal K1 / 4 to safety socket X1 / K1 / 4.
  • 9. ( 9 ) From terminal K1 / 6 to safety socket X1 / K1 / 6.
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