DE3347206A1

DE3347206A1 - Main current switching apparatus

Info

Publication number: DE3347206A1
Application number: DE19833347206
Authority: DE
Inventors: Leonhard 8540 Schwabach Birkmann; Franz Dipl.-Ing. 8450 Amberg Edlmayr; Jorge-Alberto Dipl.-Ing. Guillén; Gerhard Ing.(grad.) 8520 Erlangen Jakobs; Günter Ing.(grad.) 1000 Berlin Prietzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1985-07-11

Abstract

The invention relates to a main current switching apparatus having a drive and control and/or signalling switches. This main current switching apparatus is allocated, as part of the apparatus, a matching module which, via an auxiliary energy connection, maintains essentially constant the input and output level of the signals for controlling the drive and/or signalling switches in main current switching apparatuses of different design, if necessary contains processing means for network and switching apparatus state data, and keeps the cost for external control low, by means of internal signal processing.

Description

HauptstromschaltgerätMain power switchgear

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hauptstromschaltgerätmit einem Antrieb und Steuer- und/oder Meldeschalter.The invention relates to a main power switching device having a Drive and control and / or signaling switch.

Bei bekannten Hauptstromschaltgeräten der obengenannten Art (z.B. Schütze, Leistungsschalter, Trenner) können beispielsweise als Antrieb ein Magnetantrieb, ein Motorantrieb oder beliebige, durch ein Signal ansteuerbare Antriebe benutzt werden. Diese Antriebe sind im Aufbau, in der Steuerung und auch im Leistungsbedarf zum Betätigen des Schaltgerätes sehr unterschiedlich, so daß die externe Steuerung für dieses Schaltgerät den entsprechenden Verhältnissen individuell angepaßt werden muß, d.h. beispielsweise einem Schütz mit hoher Anzugsleistung ist ein Hilfsschütz zum Schalten der Betätigungsenergie des Hauptstromschaltgerätes vorzuschalten.In known main power switchgear of the above-mentioned type (e.g. Contactors, circuit breakers, disconnectors) can, for example, be a magnetic drive, a motor drive or any drives that can be controlled by a signal are used will. These drives are in the structure, in the control and also in the power requirement to operate the switching device very different, so that the external control for this switching device can be individually adapted to the corresponding conditions must, i.e. for example a contactor with a high pick-up power is an auxiliary contactor upstream to switch the actuation energy of the main power switchgear.

Häufig sind Steuer- bzw. Verriegelungsfunktionen vorzunehmen, um das Schaltgerät funktionsfähig zu machen.Often control or interlocking functions have to be carried out in order to achieve this Make switching device functional.

Diese sind besonders aufwendig bei Motorantrieben. Große Schaltgeräte haben beispielsweise Steuer- oder Meldeschalter, die für eine große Stromstärke zugelassen sind; Schaltgeräte geringerer Leistung benutzen Steuer-oder Meldeschalter, die nur mit einem geringen Strom belastet werden können, so daß auch hier eine individuelle Anpassung der äußeren Beschaltung des Hauptstromschaltgerätes notwendig ist.These are particularly complex in the case of motor drives. Large switchgear have, for example, control or signaling switches for a large current allowed are; Switching devices with lower power use control or signaling switches, which can only be loaded with a small current, so that here too an individual Adaptation of the external circuitry of the main power switchgear is necessary.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hauptstromschaltgerät der obengenannten Art zu sc-haffen, das ohne Rücksicht auf den Leistungsbedarf seines Antriebes und der geräteinternen Steuer- und Verriegelungsfunktionen mit beliebigen anderen Hauptstromschaltgeräten und auch mit beliebigen Steuerbausteinen kuppelbar ist. Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß dem Hauptstromschaltgerät als Teil des Gerätes ein Anpassungsbaustein zugeordnet ist, der über einen Hilfsenergieanschluß das Ein- und Ausgangsniveau der Signale für die Steuerung des Antriebs, Steuer- und/oder Meldeschalter bei liauptstromschaltgeräten unterschiedlicher Ausführung im wesentlichen gleich hält, sowie die geräteintern erforderlichen Steuer- und Verriegelungsfunktionen beinhaltet. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Verringerung des Aufwandes für Projektierung, Montage und Wartung, die den geringen Mehraufwand bei Hauptstromschaltgeräten kleinerer Leistung bei weitem wettmacht. Der Anpassungsbaustein kann aus elektromechanischen Bauelementen bestehen, beispielsweise Hilfsschütz, Relais usw. Die Signalverarbeitung erfolgt somit kontaktbehaftet. Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich jedoch, wenn der Anpassungsbaustein aus einer elektronischen Signalverarbeitung besteht und der Anpassungsbaustein darüber hinaus einen Mikroprozessor enthält. Eine wesentliche Erleichterung bei der Erstellung von Schaltplänen ergibt sich, wenn die Anschlüsse des Gerätes samt Anpassungsbaustein bezeichnungsmäßig standardisiert sind.The invention is therefore based on the object of a main power switching device of the above-mentioned type to create, regardless of the power requirements of his Drive and the device-internal control and locking functions with any other main power switchgear and also with any control modules can be coupled. This is achieved in a simple manner in that the main power switchgear an adapter module is assigned as part of the device, which has an auxiliary power connection the input and output level of the signals for controlling the drive, control and / or signaling switch for main current switchgear of different designs keeps essentially the same, as well as the control and locking functions required internally in the device contains. This results in a significant reduction in the cost of Project planning, installation and maintenance that reduce the additional work required for main power switchgear by far makes up for the smaller performance. The adaptation module can consist of electromechanical Components exist, for example contactor relay, relay, etc. The signal processing thus takes place with contact. A particularly simple design results, however, if the adaptation module consists of electronic signal processing and the adaptation module also contains a microprocessor. An essential one The creation of circuit diagrams is made easier when the connections of the device including the adaptation module are standardized in terms of their names.

Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit der Verwendung von Aufklebern gleicher Ausgestaltung, unabhängig vom inneren Aufbau des Gesamtgerätes.This makes it possible to use stickers same design, regardless of the internal structure of the entire device.

Das erfindungsgemäße Hauptstromschaltgerät kann auch ohne weiteres mit modernen elektronischen Steuerungsmitteln zusammenarbeiten, beispielsweise mit speicherprogrammierbaren Steuerungen, wenn dem Anpassungsbaustein ein Anpassungsmodul für Bus-Systeme vorgeschaltet ist. Mit nur geringem Aufwand kann aus dem Hauptstromschaltgerät ein intelligentes Schaltgerät gemacht werden, wenn der Anpassungsbaustein Verarbeitungsmittel für Netz- und Zustandsdaten aufweist. Hier ist neben der bereits bekannten Gberwachung von Strom und Spannung an eine Uberwachung des Isolationszustandes des Netzes, des Zustandes der Kontakte, des Zustandes der Lichtbogenkammer bzw. der Mechanik des Schaltgerätes, der Temperatur des Schaltgerätes oder der Leistung oder an die Berücksichtigung von Oberschwingungen gedacht.The main power switching device according to the invention can also easily work together with modern electronic control means, for example with programmable logic controllers if the adaptation module has an adaptation module for bus systems is connected upstream. The main power switchgear can be used with little effort an intelligent switching device can be made if the adaptation module has processing means for Has network and status data. Here's next to that already known monitoring of current and voltage to a monitoring of the insulation state the network, the condition of the contacts, the condition of the arc chamber or the mechanics of the switching device, the temperature of the switching device or the power or the consideration of harmonics.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele gemäß der Erfingung beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert.The drawings are used to illustrate exemplary embodiments according to the invention described and the mode of operation explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Hauptstromschaltgerätes mit kontaktbehafteter Signalverarbeitung, Fig. 2 ein Hauptstromschaltgerät mit elektronischer Signalverarbeitung, Fig. 3 einen standardisierten Geräteanschlußplan, Fig. 4 eine Steuermöglichkeit mehrerer Hauptstromschaltgeräte direkt untereinander oder über einen Leitstand, Fig. 5 eine Signalübertragung mit einem Einheitssignal über ein Bus-System und Fig. 6 ein Hauptstromschaltgerät mit eingebautem Mikroprozessor und Netz- und Zustandsüberwachung.They show: FIG. 1 the basic structure of a main current switching device with contact-based signal processing, Fig. 2 shows a main power switching device with electronic Signal processing, FIG. 3 a standardized device connection diagram, FIG. 4 a Multiple main power switchgear can be controlled directly with one another or via a control station, FIG. 5 shows a signal transmission with a standard signal via a Bus system and FIG. 6 shows a main power switching device with a built-in microprocessor and Network and condition monitoring.

Das Hauptstromschaltgerät nach Fig. 1 besteht aus dem Schütz 1 mit den lfauptkontakten 2, der Betätigungsspule 3 und den Meldekontakten 4, 5 bzw. 6, 7. Die liauptkontakte 2 legen den Motor 8 über das Überstrom-Relais 9 an Spannung. Als Anpassungsbaustein dient im vorliegenden Beispiel ein ilfsschütz 10 mit der Betätigungsspule 11 und den beiden Schließerkontakten 12 und 13.The main power switching device according to FIG. 1 consists of the contactor 1 with the main contacts 2, the actuating coil 3 and the signaling contacts 4, 5 or 6, 7. The main contacts 2 apply voltage to the motor 8 via the overcurrent relay 9. In the present example, an auxiliary contactor 10 with the Actuating coil 11 and the two normally open contacts 12 and 13.

Der Schließerkontakt 13 liegt in Reihe mit dem Offnerkontakt 14 des Uberstromrelais 9 im Stromkreis für die Betätigungsspule 3 des Schützes 1. Die Energie für die Betätigung der Betätigungsspule 3 wird dem Hilfsenergieanschluß 15 entnommen. Die Betätigungsspule 11 hat für beliebige Hauptstromschaltgeräte immer die gleiche Aufnahme, so daß die außen liegenden Ein- und Aus-Taster 16, 17 bzw. mögliche Verriegelungskontakte 18 immer für die gleiche Strombelastung ausgelegt werden können. Die außen anzuschließenden Melde leuchten für den Schaltzustand des Hauptstromschaltgerätes sind für den Aus-Zustand mit 19 und für den Ein-Zustand mit 20 bezeichnet. Sie werden von den Meldekontakten 6, 7 des Schützes 1 an Spannung gelegt.The make contact 13 is in series with the break contact 14 of the Overcurrent relay 9 in the circuit for the actuating coil 3 of the contactor 1. The energy for the Actuation of the actuating coil 3 is connected to the auxiliary power connection 15 taken. The actuating coil 11 always has for any main power switchgear the same recording, so that the external on and off buttons 16, 17 or possible locking contacts 18 always designed for the same current load can be. The signals to be connected outside light up for the switching status of the Main power switchgear are for the off state with 19 and for the on state denoted by 20. They are energized by the signaling contacts 6, 7 of the contactor 1 placed.

Die Meldekontakte 4 und 5 und der Uffnerkontakt 21 des Überstromrelais 9 sind als Anschlüsse an die Peripherie des Hauptstromschaltgerätes geführt. Sie bilden potentialfreie Kontakte, mit denen weitere Melde- bzw. Steueraufgaben durchgeführt werden können. Der aus Fig. 1 ersichtliche Standardgeräteanschlußplan ist auch bei der Ausführung nach Fig. 2 beibehalten und in Fig. 3 gesondert dargestellt. Dieser standardisierte Geräteanschlußplan kann als Klebefolie beim Erstellen von Schaltplänen, wie dies für Einzelgeräte wie Schütze usw. bekannt ist, benutzt werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist anstelle des Hilfsschützes 1 eine elektronische Signalverarbeitung 22 vorgesehen, die über eine außenliegende elektronische Ansteuerung 23, beispielsweise Transistoren, anstelle der Ein- und Aus-Taster 16, 17 bzw. der Veriegelungskontakte 18 vorgesehen sein können. Zur Bildung der potentialfreien Kontakte 4, 5 und 21 sind hier Umsetzer 24 vorgesehen. Fig. 4 zeigt, wie mehrere Hauptstromschaltgeräte 25 bis 27 untereinander und mit einem Leitstand 28 über Eingabe- und Ausgabeleitungen verbunden werden können, wobei die interne Signalverarbeitung in den Hauptstromschaltgeräten 25 bis 27 vorgesehen ist.The signaling contacts 4 and 5 and the opening contact 21 of the overcurrent relay 9 are performed as connections to the periphery of the main power switchgear. she form potential-free contacts with which further reporting or control tasks are carried out can be. The standard device connection diagram shown in FIG. 1 is also at retained the embodiment according to FIG. 2 and shown separately in FIG. This standardized device connection diagram can be used as adhesive film when creating circuit diagrams, as is known for individual devices such as contactors, etc., can be used. In the The embodiment according to FIG. 2 is an electronic one instead of the auxiliary contactor 1 Signal processing 22 is provided via an external electronic control 23, for example transistors, instead of the on and off buttons 16, 17 or the Locking contacts 18 can be provided. To form the potential-free Contacts 4, 5 and 21 are converters 24 provided here. Fig. 4 shows how several Main power switchgear 25 to 27 with each other and with a control station 28 via input and output lines can be connected, with the internal signal processing is provided in the main power switching devices 25 to 27.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die Hauptstromschaltgeräte 25 bis 27 über ein Bus-System 29 mit dem Leitstand 28 und dem Automatisierungsgerät 30 verbunden.In the exemplary embodiment according to FIG. 5, the main power switching devices are 25 to 27 via a bus system 29 with the control station 28 and the automation device 30 connected.

Die serielle Übertragung über Bus-Systeme ist von Vorteil bei elektronischen Steuerungen mit hoher Signaldichte und langen Übertragungswegen. Hierdurch ergibt sich ein geringer Verdrahtungsaufwand, ein geringer Leistungsbedarf und die Möglichkeit, beliebig viele Schaltgeräte, Automatisierungsgeräte oder Leitstände an den Bus anzukoppeln. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist anstelle des Hilfsschützes 10 ein Mikroprozessor 31 vorgesehen, der die vorerwähnten Netz- und Zustandsdaten, unter anderem auch die Impedanz des zu schaltenden Netzteiles, erfassen und verarbeiten kann. Zur Anpassung an die Bussysteme 29 können Bus-Anpassungs-Module 32 und binäre Signalanpassungs-Bausteine 33 im Hauptstromschaltgerät vorgesehen werden, so daß eine Anpassung an konventionelle Elektronik bzw. an kontaktbehaftete Steuerungen ohne weiteres möglich ist. Wesentlich ist auch hier wieder, daß unabhängig von der Art und dem Aufbau des Hauptstromschaltgerätes diese systemoptimierten Schaltgeräte gleiches Ein- und Ausgangsniveau für die Steuer- und Meldeein- und Ausgänge aufweisen. Serial transmission via bus systems is advantageous for electronic controls with high signal density and long transmission paths. This results in a low wiring effort, a low power requirement and the possibility of coupling any number of switching devices, automation devices or control stations to the bus. In the embodiment according to FIG. 6, instead of the auxiliary contactor 10, a microprocessor 31 is provided which can detect and process the aforementioned network and status data, including the impedance of the power supply to be switched. For adaptation to the bus systems 29, bus adaptation modules 32 and binary signal adaptation modules 33 can be provided in the main power switchgear, so that adaptation to conventional electronics or to control systems with contacts is readily possible. Here, too, it is essential that, regardless of the type and structure of the main power switching device, these system-optimized switching devices have the same input and output level for the control and signaling inputs and outputs.

Claims

Claims 1. Main current switching device with a drive and control and / or Signaling switch that is not shown to the main power switchgear (1) an adapter module (11, 12, 13, 22, 24, 31) is assigned as part of the device is the input and output level of the signals via an auxiliary power connection (ins) for controlling the drive (3), control and / or signaling switches (4, 5) for main power switchgear different designs essentially the same, as well as the devices internally includes the necessary control and locking functions.

2. Main current switching device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the adaptation module consists of electronic signal processing (22, 24) exists.

3. Main current switching device according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the adaptation module has a microprocessor (31) contains.

4. Main current switching device according to claim 1, 2 or 3, d a d u r c h it is not noted that the connections of the device including the adapter module are standardized in terms of their names.

5. Main current switching device according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the adaptation module is an adaptation module (32) for bus systems is upstream.

6. Main current switching device according to one of the preceding claims, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the adaptation module processing means for network and switching device status data.