DE3608910A1 - Kombinierte elektrische anschlusseinheit fuer leistungs- und informationsanschluss - Google Patents

Kombinierte elektrische anschlusseinheit fuer leistungs- und informationsanschluss

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anschlußein­ heit. Bisher waren in der Gebäudeinstallation stets getrennte Starkstromsteckdosen und Informationssteck­ dosen üblich. Im Zuge des zunehmenden Datenverkehrs werden jedoch Leistungsanschlüsse (für Starkstrom) und Kommunikationsverbindungen (für Schwachstrom) oft zusammen benötigt. Unter dem Stichwort "smart house" werden im Hausinstallationsbereich Überwachungs- und Steuersysteme, die eine intensive Informationsüber­ mittlung erfordern, angeboten (beispielsweise in Newsweek, 15. Juli 1985, Seite 3).
Ferner existieren auch Vorstellungen, die Sicherheits­ technik der Stromversorgung einem intelligenten elek­ tronischen System zu übertragen, indem nämlich bei Ein­ schalten eines Verbrauchers nur eine bestimmte Strom­ menge von einer Zentrale angefordert wird (zum Beispiel High Technology, Mai 1985, Seite 64). Übliche Schutz­ einrichtungen im Installationsbereich sind jedoch Schmelzsicherungen, Leitungsschutzautomaten und Fehler­ stromschutzschalter.
Bekannte Steuerungen mit Fernschaltsystemen und Rückmel­ dungen sowie Fernmeldesysteme erfüllen nur Teilfunktio­ nen. Insbesondere enthalten diese Systeme selbst keine integrierte Sicherheitsüberwachung für das Starkstrom­ netz.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine integrierte Lö­ sung für den Leistungs- und Informationsanschluß zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Leistungsanschluß und ein Informationsanschluß in einer gemeinsamen Anschlußeinheit potentialgetrennt untergebracht sind, daß der Informationsanschluß kurz­ schlußfest und rückwirkungsfrei gegen Störungen ist, daß die Anschlußeinheit einen mit dem Informationsanschluß verbundenen, individuell adressierbaren Empfänger und einen von diesem Empfänger ansteuerbaren Lastschalter enthält.
Eine solche Anschlußeinheit ("Intelligente Steckdose") ermöglicht eine elegante Anwendung für die lnformations- und Leistungsübertragung zum Fernschalten, Fernmelden und Fernübertragen.
Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildun­ gen der Erfindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert.
Eine Anschlußeinheit 1 ist über Anschlußklemmen 2 a an eine Netzleitung 16, die beispielsweise von einer Unter­ verteilung kommt, und über eine Anschlußklemme 3 a an eine Informationsübertragungsleitung 12 angeschlossen. Ein ausgangsseitiger Leistungsanschluß 2 ist über einen elektronischen Schalter 4 mit den Anschlußklemmen 2 a und ein Informationsanschluß 3 über ein potentialtrennendes Übertragungselement 9 mit der eingangsseitigen Anschluß­ klemme 3 a verbunden. Die Anschlußeinheit 1 enthält einen Empfänger 7 und einen Sender 8, die beide mit einstell­ baren Adressen versehen sind. Der Empfänger 7 empfängt daher von der Informationsleitung 12 nur die für ihn bestimmten Signale. Durch die dem Sender 8 zugeordnete Adresse kann beispielsweise in einer Zentrale der Ur­ sprung einer übermittelten Nachricht festgestellt werden. Der Ausgang des Empfängers 7 und der Eingang des Senders 8 sind mit einer Logikschaltung 6 zur Schalt­ signalerzeugung und Meldung verbunden. Die Anschlußein­ heit 1 enthält ferner eine Schaltung 5 zur Erfassung von Leerlauf, Kurzschluß und Übertemperatur des elektroni­ schen Schalters 4.
Die Spannungsversorgung für die elektronischen Schal­ tungen kann beispielsweise über eine gesonderte, ge­ strichelt gezeichnete Spannungsversorgungsleitung 15 erfolgen, die über eine Klemme 14 a mit der Anschluß­ einheit 1 verbunden ist. Die Klemme 14 a ist über ein potentialtrennendes Koppelglied 10 mit einer ausgangs­ seitigen Anschlußklemme 14 verbunden, so daß auch eine Spannungsversorgung für die an die Anschlußeinheit 1 angeschlossenen Geräte erfolgen kann. Das Koppelglied 10 stellt dabei sicher, daß von diesen Geräten keine Rückwirkungen auf die Spannungsversorgungsleitung 15 auftreten.
Alternativ kann die Spannungsversorgung über ein eben­ falls potentialtrennendes Koppelglied 11 auch - wie in der Figur gepunktet eingezeichnet - aus der Netzspan­ nung erfolgen.
In der Netzzuleitung kann - beispielsweise an einer zen­ tralen Stelle - ein Fernschalter 13 eingebaut sein, der über die Informationsleitung 12 ansteuerbar ist. Dieser Fernschalter 13 kann zum Beispiel eine Verbindung zwischen der Netzleitung 16 und einer Netzleitung 17 in einer Hauptverteilung herstellen. Der Fernschalter 13 kann von allen an die Informationsleitung 12 angeschlos­ senen Anschlußeinheiten angesteuert werden.
Alle mit der Informationsleitung 12 verbundenen Einhei­ ten müssen eine sichere Potentialtrennung gegen die Netzleitung gewährleisten, zur Vermeidung von Störun­ gen sollen sie kurzschlußfest sein und schließlich soll eine Rückwirkungsfestigkeit gegen ausgangsseitig ein­ wirkende Störungen (elektrisch, optisch, induktiv, kapa­ zitiv) gegeben sein. Diese Forderungen können beispiels­ weise auch durch optische, kapazitive oder induktive Signalübertragung erfüllt werden. Die InformationsIei­ tung 12 kann beispielsweise ein Lichtleiter sein. Eine besonders große Flexibilität wird erreicht, wenn man als Informationsleitung 12 einen Datenbus einsetzt.
Der Schalter 4 ist über die Informationsleitung 12 und den Empfänger 7 unter Verwendung der in diesem Empfänger 7 eingestellten Adresse frei ansteuerbar, so daß eine an die Anschlußeinheit 1 angeschlossene Last fernbetätigt eingeschaltet werden kann. Als Schalter 4 kann dabei z.B. eine Leistungs-MOSFET-Schaltung eingesetzt werden.
Ein wirksamer Schutz gegen Auswirkungen von Kurzschluß und Überstrom wird erzielt, wenn man für den Schalter 4 einen selbstschützenden Typ einsetzt, wie er beispiels­ weise in der Zeitschrift "Markt und Technik" Nr. 37 vom 13.09.1985, Seite 28 beschrieben ist. Ein derartiger Schalter öffnet bei Kurzschluß, Übertemperatur oder Überspannung selbsttätig. Ein Wiedereinschalten nach einer Schutzauslösung kann beispielsweise dadurch er­ folgen, daß der Schalter - wie in der genannten Lite­ raturstelle beschrieben - selbst testet, ob der aufge­ tretene Fehler noch vorliegt und ggf. wieder einschal­ tet. Alternativ kann nach einer Auslösung auch über die Informationsleitung 12 wieder eingeschaltet werden, so­ fern die Fehlerursache nicht mehr besteht. Damit erüb­ rigt sich ein manuelles Auswechseln oder Rückstellen einer Sicherung. Als zusätzliche Schutzmaßnahme kann im Störungsfall über den Sender 7 und die Informationslei­ tung 12 ein Auslösebefehl an den zentralen Schalter 13 gegeben werden, damit ein gestörter Netzteil bei Kurz­ schluß oder einer sonstigen Gefahrenmeldung selektiv abgetrennt wird. Dabei kann mit der erfindungsgemäßen Anschlußeinheit auf einfache Weise eine Schutzhierachie aufgebaut werden, die im Schadensfall die Anzahl der stromlos geschalteten Einheiten so gering wie möglich hält.
Zweckmäßigerweise werden über den Sender 8 die Betriebs­ zustände:
Leerlauf (kein Laststrom bzw. keine Last angeschlossen),
Schalter 4 wegen Kurzschluß geöffnet,
Schalter 4 wegen Übertemperatur bzw. Überlast geöffnet,
weitergemeldet und unter Umständen in einer Zentrale verarbeitet.
Über diese Grundfunktionen hinaus kann die Anschlußein­ heit noch Meßeinrichtungen, beispielsweise Amperestunden­ zähler, Kilowattstundenzähler und Betriebszeitzähler enthalten, wobei die Zählerstände jeweils über den Sender 8 an eine Zentrale gemeldet werden.
Konstruktiv kann die Anschlußeinheit 1 zum Beispiel in einer Leitungsabzweigdose oder in einem Aufputzgehäuse untergebracht sein. Zweckmäßig kann auch die Kombination einer - gegebenenfalls vereinfachten - Anschlußeinheit mit einem elektronischen Vorschaltgerät zum Anschluß von Leuchtstoffröhren sein. Damit wären vor allem Fern­ schaltbarkeit und Kurzschlußschutz erzielt.
Leistungs- und Informationsanschlüsse können entweder steckbar oder klemmbar sein.
Die beschriebene Anschlußeinheit ermöglicht, je nach Ausbaustufe, eine universelle Anwendung zum Zwecke des Fernschaltens, Fernmeldens, Fernübertragens und Fern­ zählens. Die Anschlußeinheiten lassen sich vorteilhaft einsetzen für Einrichtungen zum Loadmanagement, Energiekostensparen, Gefahrenerkennung, Leitungsschutz und schließlich zur Erhöhung des Bedienungskomforts durch Fernschaltung und Fernmeldung. Die mit einer solchen Lösung mögliche Standardisierung erweist sich dabei als besonders wirtschaftlich. Da solche Anschluß­ einheiten im Zusammenhang mit dem bereits diskutierten "elektronischen Haus" (Smart House) und in Gewerbebe­ trieben vielfache Verwendung finden könnten, bietet sich eine Integration der elektronischen Schaltungen an, die kostengünstiger, komfortabler und sicherer ist als die Anhäufung von einzelnen, auf den jeweiligen Bedarf zuge­ schnittenen Bausteinen konventioneller Art.

Claims (13)

1. Elektrische Anschlußeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leistungsanschluß (2) und ein Informationsan­ schluß (3) in einer gemeinsamen Anschlußeinheit (1) potentialgetrennt untergebracht sind, daß der Informationsanschluß (3) kurzschlußfest und rückwirkungsfrei gegen Störungen ist und daß die Anschlußeinheit (1) einen mit dem Informations- Anschluß (3) verbundenen, individuell adressierbaren Empfänger (7) und einen von diesem Empfänger (7) ansteuerbaren Lastschalter (4) enthält.
2. Elektrische Anschlußeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Informationsanschluß (3) ein potentialtrennen­ des Übertragungselement (9) vorgeschaltet ist.
3. Elektrische Anschlußeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adresse des Empfängers (7) frei einstellbar ist.
4. Elektrische Anschlußeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastschalter (4) so ausgeführt ist, daß er bei Kurzschluß oder Überstrom selbsttätig ausschaltet.
5. Elektrische Anschlußeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastschalter (4) bei nicht mehr bestehender Störung selbsttätig wieder einschaltet.
6. Elektrische Anschlußeinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastschalter (4) nach Abschaltung aufgrund einer Störung über den Empfänger (7) wieder einschaltbar ist.
7. Elektrische Anschlußeinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Sender (8) Rückmeldungen über das Aus­ lösen des Lastschalters (4) bei Überstrom und Kurz­ schluß erfolgen.
8. Elektrische Anschlußeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über den Sender (8) eine Rückmeldung bei Leer­ lauf erfolgt.
9. Elektrische Anschlußeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anschlußeinheit (1) die elektrische Arbeit der angeschlossenen Geräte gemessen und über einen Sender (8) an eine Zentrale übermittelt wird.
10. Elektrische Anschlußeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anschlußeinheit (1) die Betriebszeit der angeschlossenen Geräte gemessen und über einen Sender (8) an eine Zentrale übermittelt wird.
11. Elektrische Anschlußeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zentrale ein Schalter (13) für den der An­ schlußeinheit (1) zugeordneten Leitungszweig vorgesehen ist, der über einen Sender (8) der Anschlußeinheit (1) ansteuerbar ist.
12. Elektrische Anschlußeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung der elektronischen Bausteine der Anschlußeinheit über eine gesonderte Versorgungslei­ tung (15) erfolgt.
13. Elektrische Anschlußeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung der elektronischen Bausteine der Anschlußeinheit aus der Netzleitung (16) über ein Koppelglied (11) erfolgt.
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