DE3743034A1 - Elektrisches und/oder elektronisches installationsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches und/oder elek­ tronisches Installationsgerät mit einem Leitungsschutz­ schalter und/oder einem Fehlerstromschutzschalter.

Am Eingang einer Installationsanlage, insbesondere in einer Hausinstallationsanlage, und anderen Stromver­ teilernetzen befindet sich ein geeichter Elektrizitäts­ zähler und diesem Elektrizitätszähler sind Leitungs­ schutzschalter und/oder Fehlerstromschutzschalter nach­ geschaltet, wobei mit den Leitungsschutzschaltern und/­ oder Fehlerstromschutzschaltern die einzelnen Verbrau­ cherkreise abgesichert werden und mit dem Elektrizitäts­ zähler der Leistungsverbrauch aller Verbraucher einheit­ lich gemessen wird. Solche Elektrizitätszähler sind z.B. aus DE-B "Elektrische Leistungsmessung" von Wehrmann, Leideritz et al, aus Kontakt & Studium, Band 165, Expert Verlag, 7032 Sindelfingen, Seite 767 und ff. bekannt.

Wenn die verbrauchte elektrische Leistung von Nebenver­ brauchern erfaßt werden soll, dann werden Nebenzähler eingesetzt, die ebenfalls auf dem oben beschriebenen und in der genannten Literaturstelle dargestellten Prinzip beruhen. Das Einsetzen von Nebenzählern aber verbietet sich oft aus Kostengründen, insbesondere dann, wenn Kleinverbrauchsnebenstellen vorhanden sind und der Lei­ stungsverbrauch einer solchen Klein-Nebenverbrauchsstel­ le häufig nur zu schätzen ist, was unter bestimmten Vor­ aussetzungen zu Problemen führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Installationsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem solche Pro­ bleme vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Leitungsschutzschalter und/oder dem Fehlerstrom­ schutzschalter eine Einrichtung zur elektrischen und/­ oder elektronischen Stromverbrauchsmessung zugeordnet ist und beide eine Einheit bilden.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann dahingehen, daß der Leitungsschutzschalter und/oder der Fehlerstromschutzschalter und die Einrichtung zur elektronischen Leistungsverbrauchsmessung in einem Ge­ häuse untergebracht sind. Die Gehäuseabmessung ent­ spricht dabei den schon heute bekannten kleinen Maßen von Leitungsschutzschaltern.

Anstatt die beiden Komponenten in einem einzigen Gehäuse unterzubringen, können sie auch jeweils in unterschied­ lichen Gehäusen untergebracht und die beiden Gehäuse miteinander unlösbar sowohl elektrisch als auch mecha­ nisch verbunden sein.

Die Kombination eines Leitungsschutzschalters und/oder eines Fehlerstromschutzschalters mit einer Einrichtung zur elektronischen Leistungsverbrauchsmessung zur Bil­ dung einer Einheit aus beiden ist bisher noch unbekannt. Einerseits kann mit dieser Einheit der Individual­ leistungsverbrauch einer Nebenverbrauchsstelle festge­ stellt werden und zum anderen hat man gleichzeitig in dem Installationsgerät den Sicherungsautomat oder den Fehlerstromschutzschalter aufgenommen, der den nachge­ schalteten Stromkreis absichert. Man schlägt quasi zwei Fliegen mit einer einzigen Klappe.

Die Einrichtung zur elektronischen Stromverbrauchsmes­ sung kann preisgünstig hergestellt werden, weil eine Eichung i.d.R. nicht erforderlich ist. Schließlich kommt es nicht darauf an, einen exakten Wert zu erhalten, der gegenüber einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen ab­ gerechnet werden muß; vielmehr reicht eine ungeeichte Messung aus, um "im groben" eine Stromverbrauchsmessung vorzunehmen. Schon eine derartige "grobe" Stromver­ brauchsmessung genügt, um Streitigkeiten, insbesondere bei der Abrechnung des Stromverbrauches von Untermie­ tern, zu beseitigen. Für die Individualleistungsver­ brauchsmessung reicht die Genauigkeit der verwendeten Bauelemente aus.

Die Herstellung der Einheit ist einfach.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu ent­ nehmen. Insbesondere kann eine weitere Ausgestaltung bzw. Anwendung der Erfindung darin bestehen, daß es in einem Gehäuse, das die Form z.B. eines handelsüblichen Adapters oder Zwischensteckers aufweist oder Bestandteil eines Verlängerungskabels ist, untergebracht ist.

Allgemein kann man sagen, daß erfindungsgemäß das In­ stallationsgerät überall an den Stellen untergebracht werden kann, die sich zwischen stromabgebenden und stromempfangenden Leitungszügen oder Bereichen befinden. Immer aber befindet sich das Installationsgerät in einem Gehäuse, das für handelsübliche Installationsgeräte Ver­ wendung findet.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele sowie einige Anwendungsbeispiele der Erfindung darge­ stellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 die Kombination einer erfindungsgemäßen Ausge­ staltung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 3 bis 5 unterschiedliche Anwendungsfälle des Installa­ tionsgerätes nach Fig. 1 und

Fig. 6 eine Außenansicht einer weiteren Ausgestaltung des Installationsgerätes, in perspektivischer Darstellung.

Das Installationsgerät gemäß Fig. 1 ist zusammengesetzt aus einem Leitungsschutzschalter 1 mit Anschlußklemmen 2 und einem Schaltknebel 3 und einem elektronischen Lei­ stungsverbrauchszähler 4 mit einer Eingangsklemme 5 und einer Anzeigeeinrichtung 6 an der Frontseite des Ver­ brauchszählers. Die beiden Teile sind dabei mittels Ver­ bindungsschrauben oder Nieten 7 fest miteinander verbun­ den und am Boden beider Teile befindet sich je eine für beide Teile gleich ausgebildete Ausnehmung 8 mit wenig­ stens einer Schnellbefestigungsvorrichtung, über die das Installationsgerät gemäß Fig. 1 auf einer nicht näher dargestellten Tragschiene aufgeschnappt werden kann.

Über eine Eingangsöffnung 9 kann eine elektrische Zulei­ tung 50 (strichliert dargestellt) angeschlossen werden und darüberhinaus erkennt man auf der gegenüberliegenden Seite eine aus dem Leitungsschutzschalterbauteil 1 her­ auskommende, ebenfalls strichliert gezeichnete Abgangs­ leitung 51; die interne Verdrahtung erfolgt dadurch, daß der Strompfad nach dem Durchgang durch den Stromver­ brauchszähler 4 im Inneren der Kontur der Gehäuse dem Leitungsschutzschalterbauteil 1 und dort der Anschluß­ klemme 2 zugeführt wird, wobei Maßnahmen getroffen wer­ den müssen, damit nicht unter Umgehung des Verbrauchs­ zählers 4 die Anschlußleitung 50 unmittelbar an der An­ schlußklemme 2 angeschlossen werden kann.

Anstatt über Nieten oder Schraubverbindungen können die beiden Einheiten auch durch Kleben oder sonstige mecha­ nische Verbindungen miteinander verbunden werden; es besteht auch die Möglichkeit, beide Bauelemente in einem einzigen Gehäuse unterzubringen, welches beispielsweise aus dem DE-GM 81 29 746 bekannt geworden ist.

Die elektrische Schaltungsanordnung für die Einheit ge­ mäß Fig. 1 ist so aufgebaut, wie in Fig. 2 gezeigt.

Innerhalb eines Netzes U/O befindet sich ein als Siche­ rung dargestellter Leitungsschutzschalter 10, dem ein Leistungsmesser 12 zugeordnet ist, der die von einem Verbraucher 13 verbrauchte elektrische Leistung zählen soll. Der Leitungsschutzschalter 10 ist der mit der Be­ zugsziffer 1 der Fig. 1 und der Leistungsmesser 12 der mit der Bezugsziffer 4 der Fig. 1. Durch den Verbrau­ cher 13 und damit auch durch den Leistungsmesser 12 fließt ein Strom I und am Verbraucher selbst liegt eine Spannung U an. Der Leistungsmesser 12 mißt das Produkt X =U × I, welches einem Integrator 14 zugeführt wird, der das Produkt U × I über einer bestimmten Zeiteinheit auf­ summiert. Dadurch erhält man die verbrauchte elektrische Leistung. Während also am Leistungsmesser 12 der jewei­ lige Momentanwert ansteht, bildet der Integrator 14 die kumulierte verbrauchte Leistung z.B. pro Monat.

Die Fig. 3 zeigt die Anordnung dreier Leitungsschutz­ schalter 10 in einem Netz R, S, T, in welchen je ein Leistungsmesser 12 und je ein Integrator 14 unter­ gebracht sind.

Wie beispielsweise das Gerät gemäß Fig. 1 angewendet werden kann, ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Innerhalb eines Netzes, das durch die Klemmen U und O gespeist ist, befindet sich der Verbraucher 13, in des­ sen Leitung 15 ein Stromwandler 17 untergebracht ist. In einer parallel zu der Leitung 15 verlaufenden Leitung 19 befindet sich ein Spannungswandler 16. Die Anschlüsse des Stromwandlers 17 und des Spannungswandlers 16 werden einer Einheit aus Leistungsmesser 12 und Integrator 14 zugeführt, deren Ausgang einem Schreiber 18 zugeführt wird. Auf diesem Schreiber 18 kann dann die verbrauchte Strommenge bzw. die Leistung ausgedruckt bzw. abgelesen werden. Selbstverständlich muß kein Schreiber vorgesehen sein; es genügt auch lediglich, wenn die Werte einfach angezeigt werden. Es besteht dabei die Möglichkeit, daß an den Integratoren 14 unmittelbar eine Anzeige vorgese­ hen ist.

Eine praktische Anwendung eines erfindungsgemäßen In­ stallationsgerätes gemäß Fig. 1 ist der Fig. 5 zu ent­ nehmen. In einem Netz, das nicht näher dargestellt ist, befinden sich drei Leitungsschutzschalter 20, 21 und 22. Jedem Leitungsschutzschalter ist ein Leistungsmesser 23, 24 und 25 zugeordnet, der jeweils einen Integrator 26, 27 und 28 enthält, denen jeweils eine Kleinanzeige zuge­ ordnet ist, an der die einzelnen Verbrauchswerte abgele­ sen werden können.

Die Ausgänge 29, 30, 31 der Leistungsmesser 23, 24 und 25 sind mit einer Recheneinheit 32 verbunden, in der die von den Leistungsmessern 23 bis 25 abgegebenen Meßwerte aufsummiert werden.

Innerhalb des Hausanschlußkastens, in dem sich die Lei­ tungsschutzschalter 20 bis 22 befinden, sitzt auch ein Hauptzähler 33, der geeicht ist und dessen Meßfehler gemäß einschlägigen Vorschriften sehr gering ist. Dieser Hauptzähler 33 besitzt - wie bekannt - eine sich bei Stromverbrauch drehende Scheibe 34, die - ebenfalls wie bekannt - einen roten Markierungsfleck 35 an ihrem Rand aufweist. Neben dem Hauptzähler 33 befindet sich eine Vorrichtung 36 zur Erfassung der Umdrehungszahl der Scheibe 34. Diese Vorrichtung besitzt eine Lichtquelle 36 a, deren Lichtstrahl 37 über eine optische Einrichtung 38 in einen Lichtstrahl 39 zu der Scheibe 34 umgewandelt bzw. abgelenkt wird. Der von der Scheibe 34 in Verbin­ dung mit dem roten Markierungspunkt 35 reflektierte Lichtstrahl 40, der entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Scheibe 34 durch den Markierungspunkt 35 moduliert ist, gelangt auf eine Fotozelle 41, die den modulierten Lichtstrahl in ein elektrisches Signal umwandelt, das an einen Empfänger 42 abgegeben wird, der diese an einen Zwischenspeicher 43 überträgt, in dem diese Meßwerte zwischengespeichert werden. Am Ende einer bestimmten Zeiteinheit, vorzugsweise am Ende eines Monats, werden die in dem Zwischenspeicher 43 abgespeicherten Daten von dem Rechner 32 abgerufen. Innerhalb des Rechners 32 wer­ den nun die von den Leistungsmessern 23 bis 25 ermittel­ ten Leistungsmeßwerte addiert und die Summe dieser Meß­ werte bzw. die einzelnen Summen dieser Meßwerte durch den von dem Hauptzähler 33 über den Zwischenspeicher 43 ermittelten Meßwert dividiert, wodurch ein Quotient ge­ bildet wird, mit dem die Recheneinheit 32 alle Meßwerte von den Leistungsmessern 23 bis 25 multipliziert; die Produkte werden von der Recheneinheit an Anzeigeeinhei­ ten 44, 45 und 46 übermittelt, in denen diese gemessenen und korrigierten Werte ggf. auch protokolliert werden können; es besteht auch die Möglichkeit, wie in Fig. 4 dargestellt, daß die Produkte an die in den Leistungs­ messern 23 bis 25 befindlichen in den Integratoren 26 bis 28 eingebauten Anzeigen, die Minianzeigen sein können, übermittelt werden.

Ein weiterer Anwendungsfall bzw. eine weitere Ausgestal­ tung der Erfindung ist in der Fig. 6 dargestellt. Man erkennt einen handelsüblichen Zwischenstecker 60 mit einem quaderförmigen Gehäuse 61, an dessen einer Seiten­ fläche 62 ein Stecker 63 mit einer handelsüblichen Schu­ ko-Steckerkontur und zwei Steckerstiften 64 und an des­ sen anderer, nicht sichtbarer Seitenfläche eine entspre­ chend ausgebildete Steckdose vorgesehen ist, in die ein Steckerteil 65 eines Verlängerungskabels 66 einfügbar ist. Der Steckerteil 65 entspricht den handelsüblichen Schuko-Steckern, ähnlich wie der Steckerabschnitt 63.

Im Inneren des Gehäuses 61 befindet sich dann das In­ stallationsgerät, das aus dem elektronischen Leistungs­ messer und einem Leitungsschutzschalter und/oder Fehler­ stromschutzschalter zusammengesetzt ist. Natürlich be­ steht die Möglichkeit, das Gehäuse 61 auch als Vielfach­ steckervorrichtung mit mehreren Steckbuchsenöffnungen und ggf. auch mit einem daran angeformten Anschlußkabel auszubilden.

Claims (6)

1. Elektrisches und/oder elektronisches Installati­ onsgerät mit einem Leitungsschutzschalter und/oder einem Fehlerstromschutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leitungsschutzschalter und/oder dem Fehlerstrom­ schutzschalter (1) eine Einrichtung zur elektronischen Leistungsverbrauchsmessung (4) zugeordnet ist und beide miteinander eine Einheit bilden.

2. Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Leitungsschutzschalter und/oder der Fehlerstromschutzschalter (1) und die Einrichtung (4) in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind.

3. Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Leitungsschutzschalter und/oder der Fehlerstromschutzschalter und die Einrichtung zur elektronischen Leistungsverbrauchsmessung (4) jeweils in einem eigenen Gehäuse untergebracht und beide Gehäuse unlösbar miteinander verbunden sind.

4. Installationsgerät nach einem der vorigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Anschluß­ klemmen des Leitungsschutzschalters und/oder des Fehler­ stromschutzschalters (1) gesperrt ist, so daß eine Umge­ hung der Einrichtung zur elektronischen Leistungsver­ brauchsmessung (4) unmöglich gemacht ist.

5. Installationsgerät nach einem der vorigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekontur des Installationsgerätes der eines handelsüblichen Lei­ tungsschutzschalters und/oder Fehlerstromschutzschalters (1) entspricht.

6. Installationsgerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Gehäuse (61), das die Form z.B. eines handelsübli­ chen Adapters oder Zwischensteckers oder eines Vielfach­ steckers aufweist oder Bestandteil eines Verlängerungs­ kabels ist, untergebracht ist.