DE2629226B2

DE2629226B2 - Meßeinrichtung bei druckfest gekapselten Schaltgerätekombinationen

Info

Publication number: DE2629226B2
Application number: DE2629226A
Authority: DE
Inventors: Dieter Hidde; Klaus Raschke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1978-04-27
Also published as: FR2356145A1; FR2356145B1; ZA773809B; GB1545187A; DE2629226C3; DE2629226A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Meßeinrichtung bei druckfest gekapselten Schaltgerätekombinationen, insbesondere für den Bergbau unter Tage, mit einem Meßwertgeber und einem Anzeigegerät

Druckfest gekapselte Schaltgerätekombinationen, die in Gestalt sogenannter Kompaktstationen im Bergbau unter Tage für die Stromversorgung der verschiedenen Vortriebs- und Gewinnungsmaschinen verwendet werden, enthalten in der Regel Schaltgeräte zur Versorgung mehrerer Verbraucher. Zur überwachung dieser Stromkreise sind die Schaltgerätekombinationen mit Meßwertgebern und Anzeigeinstrumenten ausgerüstet, die von außen durch Schauaugen ablesbar sind. Bisher wurden die Anzeigeinstrumente in Anschlußkästen der Schutzart »erhöhte Sicherheit« untergebracht. Sie müssen daher eine schlagwettergeschützte Bauart aufweisen, die von den Bescheinigungsbehörden zugelassen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Platzbedarf für die Anzeige elektrischer oder anderer Größen bei druckfest gekapselten Schaltgerätekombinationen zu verringern und zugleich die Übersichtlichkeit der Anzeige dahingehend zu verbessern, daß die in den verschiedenen Verbraucherstromkreisen vorhandenen Meßgrößen, wie Ströme, Spannungen, Isolationswiderstände u.dgl., auf einen Blick ablesbar und miteinander vergleichbar sind.

Gemäß der Erfindung umfaßt hierzu das Anzeigegerät mehrere in einer Reihe angeordnete Leuchtelemente, und es ist ein von dem Meßwertgeber gesteuerter Umsetzer vorhanden, der den Betrag der zu messenden elektrischen Größe in Schaltbefehle für bestimmte > Leuchtelemente oder eine entsprechende Anzahl von Leuchtelementen umwandelt, wobei zwischen den Meßwertgeber und den Umsetzer ein Verstärker geschaltet ist, der für jeden einstellbaren Nennwert der elektrischen Größe eine normierte Ausgangsgröße

<" abgibt, und für jeden zu überwachenden Stromkreis der Schaltgerätekombination ist ein Satz von Leuchtelementen hinter einem Schauauge des druckfesten Gehäuses der Schaltgerätekombination angeordnet.
Diese Anzeigeeinrichtung gestattet mit einer relativ · geringen Anzahl von Leuchtelementen, z. B. zwölf oder sechzehn, eine leicht ablesbare Anzeige mit ausreichender Genauigkeit. Infolge der Normierung der Anzeige auf einen Nennwert entspricht dabei eine bestimmte Anzahl eingeschalteter Leuchtelemente bzw. ein be-

-'» stimmtes eingeschaltetes Leuchtelement einem bestimmten Prozentsatz des Nennstromes oder einer anderen Größe. Die nebeneinander angeordneten Zeilen von Leuchtelementen geben daher ein anschauliches Bild z. B. des Belastungszustandes einer Schaltge-

-'^r> rätekombination, indem sie erkennen lassen, welche Stromkreise stärker oder geringer ausgenutzt sind und ob noch Reserven in der Belastbarkeit vorhanden sind. Ein weiteres wesentliches Ergebnis der Erfindung besteht darin, daß die Leitungsdurchführungen entfal-

i» len, die man bisher zur Verbindung der in dem druckfesten Gehäuse befindlichen Meßwertgeber und der in den an die Gehäuse anschließenden Anschlußkästen befindlichen Anzeigeinstrumente benötigte.
Wie ohne weitere Erläuterung verständlich ist, eignen

··» sich Anzeigevorrichtungen nach der Erfindung gleichermaßen zur Anzeige von Strömen, Spannungen, Temperaturen, Isolationswiderständen oder anderen Größen.

Anzeigeeinrichtungen mit mehreren Leuchtelementen sind an sich als sogenannte analoge Leuchtbandan-

w zeigen oder als Leuchtpunktanzeigen bekannt. Für ihren Betrieb sind spezielle integrierte Halbleiterschaltungen entwickelt worden, die ein zugeführtes Meßsignal in Schaltbefehle für eine bestimmte Anzahl von Leuchtelementen bzw. für bestimmte Leuchtelemente umwandeln

« (Funkschau 1975, Heft 20, S. 54 bis 56). Hierdurch war aber lediglich die Möglichkeit bekannt, Meßwerte oder Leuchtelemente punkt- oder bandförmig anzuzeigen. Eine Anregung zu einer Umgestaltung der Anzeige elektrischer Größen bei Schaltgerätekombinationen des

ι» Bergbaues im Sinne der Erfindung war jedoch nicht gegeben.

Es sind auch bereits mit Leuchtelementen arbeitende Anzeigevorrichtungen für gekapselte Schaltgerätekombinationen bekannt (DE-OS 24 09 995). Hierbei werden

^r» jedoch wechselnde Schaltzustände, nicht dagegen elektrische Größen ihrem Wert nach angezeigt. Es handelt sich daher dabei eher um einen Ersatz für Anzeigelampen mit verbessertem Informationsgehalt.

Für jeden zu überwachenden Stromkreis der

hi) Schaltgerätekombination kann ein Satz von Leuchtelementen hinter einem Schauauge des druckfesten Gehäuses der Schaltgerätekombination angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, daß keine Durchführungen mehr benötigt werden, um die Meßgrößen aus dem

b^r> druckfesten Raum in den Anschlußkasten und dort zu den Anzeigeinstrumenten zu leiten.

Die Leuchtelemente können an der Stirnfläche eines ebenen Schaiiungsträgers angeordnet sein, der den

Umsetzer trägt und der senkrecht zur Ebene des Schauauges angeordnet ist Die zum Betrieb der Leuchtelemente erforderlichen Schaltkreise sind daher in deren unmittelbarer Nähe untergebracht, wodurch der Aufwand für die Verdrahtung besonders gering '> wird.

Mehrere der genannten Schaltungsträger können mit einer gemeinsamen Frontplatte zu einer Anzeigeeinheit mechanisch verbunden sein, die mit einer Vielfachsteckerleisfi versehen ist, über welche der Anzeigeein- in heit sowohl die zu ihrem Betrieb benötigte Energie als auch die Meßgrößen zuführbar sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine r> bekannte druckfest gekapselte Schaltgerätekombination mit Anschlußkästen.

In der F i g. 2 ist der prinzipielle Schaltungsaufbau für die Messung des Stromes in einem Verbniucherstromkreis der Schaltgerätekombination dargestellt. .'»

In der F i g. 3 ist ein einzelner Schaltungsträger mit einer Reihe von Leuchtelementen gezeigt.

Die in der F i g. 1 dargestellte bekannte Kompaktstation 1 umfaßt ein druckfestes Gehäuse 2, an das links und rechts je ein Anschlußkasten der Schutzart ->'> »erhöhte Sicherheit« 3 bzw. 4 angefügt ist. Die Kompaktstation 1 ruht auf Kufen 5.

Das druckfeste Gehäuse 2 der Kompaktstation 1 enthält neben den durch Handgriffe 6 betätigbaren Trennschaltern eine Anzahl von Schützen zur Ein- und w Ausschaltung und zur Drehrichtungsänderung von Drehstrommotoren sowie zahlreiche dem Schutz und der Überwachung sowie der Steuerung der Motorstromkreise dienende Bauelemente. Zur Messung der Ströme sind Stromwandler vorgesehen, deren Sekun- r> däranschlüsse über druckfeste Durchführungen aus dem druckfesten Gehäuse 2 in den anschließenden Anschlußkasten 4 geleitet sind. Dort werden die Ströme durch schlagwettergeschützte Meßinstrumente 7 angezeigt. Für die verschiedenen Stromkreise sind insgesamt sechs w Meßinstrumente vorgesehen.

Durch die Erfindung wird die Meßeinrichtung für die Ströme derart gestaltet, daß die Anzeige in allen Stromkreisen fließenden Ströme hinter einem der Schauaugen 10 des Deckels 11 des druckfesten -ti Gehäuses 2 ablesbar ist. Diese Meßeinrichtung wird im folgenden anhand der F i g. 2 und 3 erläutert.

Die F i g. 2 zeigt in ihrem linken Teil die Gewinnung des anzuzeigenden Meßwertes und rechts in schematischer Darstellung die Anzeigeeinheit Der durch xi Messung des Stromes zu überwachende Stromkreis erstreckt sich von einer druckfesten Durchführung 12 über einen Trennschalter 13 und eine Schmelzsicherung 14 sowie über ein Schütz 15 und einen Stromwandler 16 zu einer weiteren druckfesten Durchführung 17. An die v~> entsprechend der Phasenzahl des Netzes vorgesehenen druckfesten Durchführungen 12 ist daher ein einspeisendes Kabel anzuschließen, während der Verbraucher, in F i g. 2 ein Motor 18, an die druckfesten Durchführungen 17 anzuschließen ist. Das aus der Sekundärwicklung des mi Stromwandlers 16 entnommene, dem fließenden Strom proportionale Signal wird einem elektrischen Überstromrelais 20 zugeführt, das auf verschiedene Nennströme einstellbar ist. Beispielsweise kann das Überstrom relais 20 auf das Ein-, Drei- oder Zehnfache eines t>^r> Stromes von 80 Ampere einstellbar sein. Zur Speisung der in dem Überstromrelais 20 enthaltenen elektronischen Schaltkreise ist ein Transformator 21 vorgesehen.

der über eine weitere Schmelzsicherung 22 an das Netz angeschlossen ist.

Das Überstromrelais 20 gibt einerseits Auslösesignale oder Schaltbefehle ab, wenn der jeweils eingestellte Nennstrom überschritten wird oder wenn ein Kurzschluß auftritt Ferner besitzt das Überstromrelais 20 einen weiteren Ausgang 23, an dem eine dem Strom proportionale und auf den Nennstiom normierte Spannung zur Verfügung steht. Beispielsweise kann der Nennstrom einer Ausgangsspannung des Überstromrelais 20 von 10 Volt entsprechen. Diese Spannung wird der Anzeigeeinheit 25 zugeführt, die sieben jeweils zwölf Leuchtdioden 26 umfassende Leuchtzeilen 27 besitzt. Der Aufbau der Anzeigeeinheit 25 ist näher in der Fig.3 dargestellt. Diese zeigt rechts eine mit Schlitzen 28 versehene Frontplatte 30 und einen an ihrer unteren Kante angebrachten mehrpoligen Stecker 31, über den der Anzeigeeinheit die anzuzeigenden Meßgrößen und die zum Betrieb erforderliche Energie zuführbar ist. Die parallel nebeneinander angeordneten Schlitze 28 sind entsprechend den Abmessungen der Leuchtzeilen 27 bemessen, die aus jeweils zwölf Leuchtdioden bestehen. Die Leuchtzeilen 27 sind an der Stirnseite eines Schaltungsträgers 33 angebracht, der die zur Umsetzung der zugeführten stromproportionalen Spannungswerte in Schaltbefehle für die Leuchtdioden erforderlichen Bauelemente trägt. Die Umwandlung geschieht mit Hilfe eines handelsüblichen integrierten Schaltkreises 34 sowie einer Anzahl diesem zugeordneter Bauelemente 35, z. B. Widerstände, Kondensatoren, Dioden und ähnliche Teile. Der Schaltungsträger 33 ist ferner mit steckkontaktartigen Leiterbahnen 36 versehen, die mit entsprechenden, an der Frontplatte 30 angebrachten Gegenkontaktstücken zusammenwirken. Zur Verbindung können auch Lötstifte oder ähnliche Elemente dienen.

Zur Stromversorgung der Schaltungsträger 33 sind Speisebausteine 36 vorgesehen, die an den Transformator 21 angeschlossen sind und eine Gleichspannung geeigneter Höhe bereitstellen. Es ist zu beachten, daß in der F i g. 2 nur der Anschluß eines Schaltungsträgers 33 dargestellt ist Entsprechend der vorgesehenen Anzahl von sieben Leuchtzeilen 27 sind die Ausgänge von höchstens sieben Überstromrelais 20 an den mit dem Stecker 31 zusammenwirkenden Stecksockel vorzusehen. Ebenso können mehrere Versorgungsbausteine 36 vorhanden sein, falls die Schaltgerätekombination mehreren Strängen zugeordnete Stromkreise enthält.

Wie die Fig.2 noch erkennen läßt, sind die je Leuchtzeile 27 vorhandenen zwölf Leuchtdioden 26 dem zu überwachenden Strom derart zugeordnet, daß die Messung bzw. Anzeige bei 0,3 des Nennstromes beginnt und bei dem 1,4fachen des Nennstromes endet. Zwischen diesen Grenzwerten erfolgt daher die Anzeige in Schritten von jeweils 10% des Nennstromes. Wenn mehrere der überwachten Stromzweige einer Kompaktstation Strom führen, so ist mit einem Blick infolge der nebeneinanderliegenden Anordnung der Leuchtzeilen 27 zu erkennen, welche der Abzweige einen höheren oder niedrigeren Strom führen und ob dieser Strom oberhalb oder unterhalb des Nennstromes liegt. Der Vergleich der verschiedenen Höhe der Leuchtbänder der Leuchtzeilen 27 ist für das Auge wesentlich leichter möglich als ein Vergleich mehrerer üblicher Rundinstrumente, wie sie in der F i g. 1 gezeigt sind.

In der Anzahl der Leuchtdioden je i_euchtzeile sowie in der Farbe der Leuchtdioden, der Ausbildung der

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Frontplatten und Schaltungsträger sowie deren Verbin- voneinander leichter unterscheidbar gemacht werden,

dung sind im Rahmender jeweils vorliegenden Aufgabe Die Erfindung ist ferner bei der Ausbildung als

Abwandlungen möglich. Beispielsweise können die Stromanzeige nicht auf die Zuführung des Meßwertes

Anzeigeeinheiten für einen größeren oder kleineren aus dem dargestellten Überstromrelais beschränkt.

Bereich von Strömen, Spannungen oder anderen ■> Vielmehr kann der Meßwert auch mittels eines

elektrischen oder nichtelektrischen Größen ausgelegt gesonderten Wandlers erzeugt werden,

sein, und es können in der Anzeigeeinheit sowohl Wie bereits erwähnt, sind anstelle der Leuchtbandan-

Leuchtzeilen der einen als auch der anderen Färbung zeigen auch Leuchtpunktanzeigen verwendbar. Die

nebeneinander benutzt werden, z. B. um bestimmte Leuchtzeilen können sowohl aus elektronischen Leucht-

Stromkreise oder Strombereiche hervorzuheben. Fer- κι elementen als auch aus Miniaturglühlampen zusammen-

ner können die anzuzeigenden Größen auf diese Weise gesetzt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßeinrichtung bei druckfest gekapselten Schaltgerätekombinationen, insbesondere für den Bergbau unter Tage, mit einem Meßwertgeber und einem Anzeigegerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigerät mehrerer in einer Reihe angeordnete Leuchtelemente (26) umfaßt und ein von dem Meßwertgeber (16) gesteuerter Umsetzer (33, 34) vorhanden ist, der den Betrag der zu messenden elektrischen Größe in Schaltbefehle für bestimmte Leuchtelemente oder eine entsprechende Anzahl von Leuchtelementen umwandelt, wobei zwischen den Meßwertgeber (16) und den Umsetzer (33, 34) ein Verstärker (20) geschaltet ist, der für jeden einstellbaren Nennwert der elektrischen Größe eine normierte Ausgangsgröße abgibt, und daß für jeden zu überwachenden Stromkreis der Schaltgerätekombination ein Satz (27) von Leuchtelementen (26) hinter einem Schauauge (10) des druckfesten Gehäuses (2) der Schaltgerälekombination (1) angeordnet ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtelemente (26) an der Stirnfläche eines ebenen Schaltungsträgers (33) angeordnet sind, der den Umsetzer trägt und der senkrecht zur Ebene des Schauauges (10) angeordnet ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltungsträger (33) mit einer gemeinsamen Frontplatte (30) zu einer Anzeigeeinheit (25) mechanisch verbunden sind und daß die Anzeigeeinheit eine Vielfachsteckerleiste (31) besitzt, über die der Anzeigeeinheit (25) sowohl die zu ihrem Betrieb benötigte Energie als auch die Meßgröße zuführbar ist.