DE3619289C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät für die Verwendung in explosionsgefährdeter Atmosphäre, vorzugsweise ein Kom­ paktschaltgerät im untertägigen Grubenbetrieb, gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Es ist bekannt, daß Steuergeräte elektrisch mit den Schalt­ vorrichtungen (beispielsweise Schützen/Thyristoren) den Steuer-, Überwachungs- und Meldevorrichtungen sowie den Meßwertaufnehmern verbunden sind.

Aus der DE-PS 31 18 446 ist eine Kompaktstation zur Steue­ rung von elektrischen Verbrauchern im wesentlichen bestehend aus einem druckfesten Gehäuse und seitlich daran angeordne­ ten Anschlußkästen bekannt. Das druckfeste Gehäuse ist über eine elektrische Verbindung mit dem jeweiligen Anschluß­ kasten verbunden, wobei dieses verbindende Datenkabel inner­ halb des druckfesten Gehäuses über eine Optokopplerstrecke galvanisch getrennt ist.

Die eigentliche Verbindung zwischen druckfestem Gehäuse und Anschlußkasten erfolgt jedoch über ein elektrisches Kabel.

Schalt-, Steuer-, Überwachungs- und Meldevorrichtungen unter­ liegen dem Verschleiß und müssen in gewissen Abständen aus­ getauscht werden mit der Folge, daß die gesamte Verdrahtung einschließlich der Steuer- und Meldeleitung ebenfalls er­ neuert werden muß. Hieraus ergeben sich hohe Kosten, ein großer Zeitaufwand und eine erhöhte Fehleranfälligkeit.

Ausgehend von dem letztgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät zu schaffen, das betriebs-, störsicher und diagnosefreundlich sowie ein­ fach zu reparieren ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Wesentlich am erfindungsgemäßen Vorschlag ist die Aufteilung des Schaltgeräts in den im Schutzgehäuse untergebrachten Leistungsteil und das Steuergerät, wobei Steuergerät und Leistungsteil optisch so miteinander gekoppelt sind, daß wenigstens ein Daten übertragender Lichtstrahl zwischen dem Schutzgehäuse und dem außerhalb des Schutzgehäuses angeord­ neten Steuergerät geführt wird, wobei das Leistungsteil von einem auf ihm befindlichen Steuerblock, der alle Über­ wachungs-, Steuer- und Regelvorrichtungen enthält, gesteuert wird. Hierdurch wird im Schutzgehäuse nur noch ein geringer Verdrahtungsaufwand erforderlich.

Die Verschleißteile des Schaltgerätes können nach der Erfindung ausgewechselt werden, ohne daß, wie bisher, eine völlig neue Verdrahtung erforderlich ist.

Bei einem Störfall, beispielsweise bei einem Schütz- oder Kabelbrand im Schutzgehäuse ist es zudem ausgeschlossen, daß elektrische Spannungen unzulässiger Größe über die optisch ausgebildeten Steuer- und Datenleitungen außerhalb des Schutzgehäuses gelangen, so daß das Schaltgerät nach einem Austausch der Grundplatte im Druckgehäuse, auf dem sämtliche Schaltglieder angebracht sind, sofort wieder voll funktionsfähig ist. Durch den sogenannten Steuerblock ist die Verdrahtung im Schutzgehäuse darüber hinaus so weit reduziert, daß auch der Austausch von Schaltvorrichtungen ohne große Arbeiten an der Verdrahtung möglich ist. Ein Defekt im Steuerblock ist dadurch reparabel, daß der Steuerblock einfach ausgetauscht wird.

Durch die Erfindung wird also die Sicherheit eines Schaltgerätes wesentlich erhöht, bei einem Defekt im Schutz­ gehäuse, in dem sich die Schaltvorrichtungen, der Steuerblock und Meßwertaufnehmer befinden, sind elektrische Auswirkungen auf das Ab- und Zuleitungsfeld und damit auch auf das Steuergerät weitestgehend ausgeschlossen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung bilden die Ausführungsformen der Unteransprüche.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 Schema mit 3 einzelnen Baugruppen, die durch Lichtleiter mittels Signalumwandler gekoppelt sind;

Fig. 2 ein Schema mit 3 einzelnen Baugruppen, die durch Lichtstrahlen, die durch optische Fenster geführt sind, gekoppelt sind;

Fig. 3 Schema nach Fig. 2, wobei die Lichtführung zwischen dem Ableitungsfeld 2 und dem Zuleitungs­ feld 3 erst durch die optischen Fenster und im Bereich des Schutzgehäuses 1 durch einen elek­ trischen Leiter erfolgt;

Fig. 4 Schema nach Fig. 1. Das Schutzgehäuse ist hier als Innengehäuse für ein Gesamtgehäuse, das Zu- und Ableitungsfeld enthält, ausgebildet;

Fig. 5 Schema nach Fig. 2 und 4. Die Datenübertragung entspricht der Darstellung in Fig. 3;

Fig. 6 Schema nach Fig. 3 und 4. Die Datenübertragung entspricht der Darstellung in Fig. 2.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau des Schaltgerätes veranschaulicht.

Im Schutzgehäuse 1 befinden sich die große Ströme und hohe Spannung führenden bzw. schaltenden Teile, die Meßwertaufnehmer für Ströme und der Steuerblock.

Im Zuleitungsfeld 3 befindet sich u. a. das Steuergerät 7.

Im Ableitungsfeld 2 sind u. a. Signalumformer für Temperaturfühler (Pt 100) untergebracht.

Des weiteren befindet sich hier eine Schutzein­ richtung für Überwachung von Leitung und Motor.

Das Zuleitungsfeld 3 mit dem Steuergerät 7 ist mittels Signalumwandler 9 über den Lichtleiter 8 und den Signalumwandler 10 mit den Schalt-, Meß- und Steuer­ vorrichtungen, den Meßwertaufnehmern und dem Steuerblock im Schutzgehäuse verbunden, wobei der Lichtleiter durch die explosionssicher ausgebildete Dichtung 14 und eine weitere Dichtung 13 geführt ist.

Über diese Lichtleiter werden Daten vom Steuer­ gerät zu dem Steuerblock, der alle gerätespezifischen Steuer-, Überwachungs- und Anzeigefunktionen beinhaltet, übertragen.

Über den Signalübertrager 11, den Lichtleiter 18 und den Signalübertrager 12 wird auch ein Datenverbund zwischen dem Steuergerät im Zuleitungsfeld und dem Ableitungs­ feld realisiert, wobei der Lichtleiter vom Signalübertrager 11 durch die explosionssicher ausgebildete Dichtung 16 und die weitere Dichtung 17 geführt wird.

Im Steuerblock 5 sind die Steuer- und Über­ wachungselemente sowie die Meßwertumformer für die Schalt­ vorrichtungen 4 und Meßwertaufnehmer 6 so zusammengefaßt, daß innerhalb des Schutzgehäuses nur noch wenig Leitungen zu führen sind. Hierdurch können Störungen im Bereich der Steuerung und/oder Überwachung weitestgehend durch Austausch des steckbaren Steuerblocks schnell und sicher beseitigt werden.

Auch Beseitigung von Störungen an den Schaltvor­ richtungen, beispielsweise an Schützen und an den Meßwert­ aufnehmern, ist schnell durchführbar, da diese Bauelemente wegen der Zusammenfassung der Steuerung und Überwachung im Steuerblock 5 nur mit den nötigsten Leitungsanschlüssen versehen sein müssen.

Das Steuergerät kann mit seinem Rechner die Meßwerte von Strom und Temperatur so miteinander verknüpfen, daß durch eine Trendrechnung ein optimaler Motorschutz gewährleistet ist.

Claims (8)

1. Schaltgerät für die Verwendung in explosionsgefährdeter Atmosphäre, vorzugsweise Kompaktschaltgerät im untertätigen Grubenbetrieb mit in einem separaten Schutz- oder Innenge­ häuse angeordneten, nicht eigensicheren Schalt-, Meß- und Steuervorrichtungen und einem außerhalb des Schutz- oder Innengehäuses befindlichen eigensicher ausgebildeten Steuer­ gerät, die über wenigstens einen datenübertragenden Licht­ strahl sowie über Signalumwandler gekoppelt sind, da­ durch gekennzeichnet, daß der Licht­ strahl zwischen dem Schutzgehäuse (1) und dem außerhalb des Schutzgehäuses (1) angeordneten Steuergerät (7) verläuft.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Schutzgehäuse (1) ein Zulei­ tungsfeld (3) mit dem Steuergerät (7) durch wenigstens einen Lichtleiter (8), der durch Dichtungen (13, 14) geführt ist, verbunden ist.

3. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß mit dem Schutz­ gehäuse (1) ein Ableitungsfeld (2) über wenigstens einen durch Dichtungen (16, 17) geführten Lichtleiter (15) ver­ bunden ist, wobei das Ableitungsfeld (2) wenigstens einen Meßwertaufnehmer (7, 18) für die Erfassung physikalischer Größen enthält.

4. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Schutzgehäuse (1) ein Ablei­ tungsfeld (2) mit wenigstens einem Meßwertaufnehmer (7, 18) verbunden ist und optische Fenster (9, 20, 21, 22) so angeordnet sind, daß Daten mittels durch die optischen Fenster geführten Lichtstrahlen (27, 28) übertragen werden.

5. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optische Datenverbindung zwischen den Fenstern (20) und (21) mittels eines Lichtleiterbündels (29) erfolgt, an dessen beiden Enden optische Köpfe (30, 31) angeschlossen sind.

6. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Datenverbindung zwischen den op­ tischen Fenstern (20, 21) über Signalumwandler (33, 34) mittels elektrischer Verbindung (32) erfolgt.

7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Lichtleiter (35) zur Datenübertragung zwischen dem Steuergerät (7) und dem Ableitungsfeld (2) unter Umgehung des separaten Schutzgehäuses (1) angeordnet ist.

8. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Gesamtge­ häuse (36) das Schutzgehäuse (1) und das Steuergerät (7) aufnimmt.