DE4312814C1

DE4312814C1 - Fuse monitoring system for AC network - has central evaluation of phase conditions and individual evaluation of phase fuses

Info

Publication number: DE4312814C1
Application number: DE19934312814
Authority: DE
Inventors: Guenter Ciliox; Markus Hain
Original assignee: Rittal Werk Rudolf Loh GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal Werk Rudolf Loh GmbH and Co KG
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2013-04-21

Abstract

The fuse monitoring system uses an optocoupler (OK1...OK3) inserted in each network phase (R, S, T), coupled to a central evaluation device (AWz) for monitoring the conditions of each phase and optocouplers (OK1.1...OK3.1; OK1.2...OK3.2) associated with the fuses (F1.1...F1.3; F2.1...F.2.3) for each phase, coupled to individual evaluation circuits (Aw1, Aw2). The central evaluation transfers the condition of each phase to the individual evaluation circuits via a central control circuit (ZSt) and an internal data bus, for comparison with the condition of each phase at the fuse. ADVANTAGE - Reliable monitoring of network fuses while maintaining galvanic separation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überwachen von Sicherungen in einem Wechsel- oder Drehstromnetz.The invention relates to an arrangement for monitoring Fuses in an AC or three-phase network.

In der DE 25 33 182 B2 ist eine gattungsgemäße Anordnung zum Überwachen von Sicherungen in einem Wechsel- oder Drehstromnetz angegeben, die an jedem Sicherungsausgang einen sicherungsindividuellen Optokoppler aufweist, dem eine sicherungsindividuelle Auswerteschaltung nachgeschaltet ist.DE 25 33 182 B2 describes a generic arrangement for monitoring specified by fuses in an AC or three-phase network, the individual fuse at each fuse output Optocoupler has a fuse-specific Evaluation circuit is connected downstream.

Eine weitere Anordnung zum Überwachen von Sicherungen ist durch die DE-OS 21 10 706 bekannt. Dabei ist jeder Sicherung eine Glimmlampe zugeordnet, die mit dem Eingang und dem Ausgang einer Sicherung verbunden ist. Bei einem Drehstromnetz ist den drei Glimmlampen ein gemeinsames Photoelement zugeordnet, dem eine Auswerteschaltung in Form eines Verstärkers und eines Relais nachgeschaltet ist. Mit dieser bekannten Anordnung kann keine individuelle Überwachung der einzelnen Sicherungen erreicht werden, die in einem sicherungsindividuellen Anzeigesignal resultiert. Außerdem ist diese Anordnung nicht einfach erweiterbar, was z. B. bei zentralen Sammelschienen-Systemen erforderlich ist, wenn an das zentrale Sammelschienen-System abgesicherte Adapter angeschaltet werden.Another arrangement for monitoring fuses is through DE-OS 21 10 706 known. Each fuse is assigned a glow lamp, which with the input and the output of a fuse is connected. In a three-phase network, the three glow lamps have one thing in common Assigned photo element, which an evaluation circuit in the form an amplifier and a relay is connected downstream. With this known arrangement cannot be monitored individually of the individual fuses that are achieved in one fuse-specific display signal results. Besides, is this arrangement is not easily expandable, what z. B. at central busbar systems is required when connected to the central busbar system secured adapters can be switched on.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs erwähnten Art so weiterzuentwickeln, daß sie unter Beibehaltung der galvanischen Trennung über Optokoppler eine sicherungsindividuelle Überwachung mit einfachen Mitteln erreicht und dennoch auf einfache Art erweiterbar ist.It is an object of the invention, an arrangement of the beginning continue to develop in such a way that it maintains the galvanic isolation via optocouplers fuse-specific monitoring with simple means achieved and yet easily expandable.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the features in claim 1 solved.

Die Eingangsspannungen vor den Sicherungen werden mit den phasenindividuellen Optokopplern und der zentralen Auswerteschaltung überwacht, während die Ausgangsspannungen nach den Sicherungen mittels sicherungsindividuellen Optokopplern mit nachgeschalteter Auswerteschaltungen überwacht werden. Die Ausgangsdaten der einander zugekehrten Eingangs- und Ausgangsspannungen werden miteinander verglichen, und der Vergleich liefert über die Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung ein Signal, das den Zustand der Sicherung - in Ordnung oder defekt - anzeigt. Die Anzahl der Sicherungen kann beliebig sein, die Anordnung ist nur mit der entsprechenden Anzahl von sicherungsindividuellen Optokopplern und abzweigindividuellen Auswerteschaltungen zu versehen. Die zentrale Auswerteschaltung bleibt davon unberührt. The input voltages before the fuses are with the phase-specific optocouplers and the central Evaluation circuit monitors while the output voltages after the backups using individual backups Monitoring optocouplers with downstream evaluation circuits become. The output data of the mutually facing input and Output voltages are compared, and the Comparison delivers on the match or Mismatch a signal that indicates the state of the Fuse - OK or defective - indicates. The number of Fuses can be any, the arrangement is only with the corresponding number of fuse-specific optocouplers and to provide branch-specific evaluation circuits. The central one The evaluation circuit remains unaffected.

Ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß in der zentralen Auswerteschaltung über Leuchtdioden am Ausgang der phasenindividuellen Optokoppler Anzeigesignale ableitbar sind, die das Anstehen oder den Ausfall der zugeordneten Phasenspannung anzeigen, dann wird auf einfache Weise eine zusätzliche optische Anzeige der Phasenzustände vor den Sicherungen erhalten.Is provided according to an embodiment that in the central Evaluation circuit via LEDs at the output of the phase-specific optocoupler display signals can be derived, the pending or canceled the assigned Show phase voltage, then a additional visual display of the phase states before Get backups.

Für ein Sammelschienen-System für anschaltbare Adapter oder Installationsgeräte ist eine Ausgestaltung von Vorteil, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die phasenindividuellen Optokoppler, die zentrale Auswerteschaltung und die phasenindividuellen Leuchtdioden zu einem zentralen, mit einem zentralen Sammelschienensystem verbindbaren Adapter zusammengefaßt sind.For a busbar system for connectable adapters or Installation equipment is a design of advantage is characterized in that the individual phases Optocoupler, the central evaluation circuit and the phase-specific LEDs to a central, with a central busbar system connectable adapter are summarized.

Damit die Anordnung beliebig erweiterbar ist, wird vorzugsweise vorgesehen, daß die Übereinstimmung oder die Nichtübereinstimmung der Zustände der Eingangs- und der Phasen des Abzweigs als Auswertesignale über die interne Sammelschiene an die zentrale Steuerschaltung zurückübertragen wird.So that the arrangement can be expanded as desired, it is preferred intended, that the match or disagreement of the States of the input and the phases of the feeder as evaluation signals via the internal busbar to the central control circuit is transferred back.

Sicherungsindividuelle optische Anzeigesignale für die Zustände der Sicherungen lassen sich auf einfache Weise dadurch erhalten, daß die abzweigindividuellen Auswerteschaltungen über Leuchtdioden am Ausgang der sicherungsindividuellen Optokoppler Anzeigesignale ableiten, die das Anstehen und/oder das Ausfallen der abgesicherten Spannung anzeigen. Fuse-specific optical display signals for the states of the fuses can be easily obtained by that the branch-specific evaluation circuits via LEDs at the output of the fuse-specific optocouplers Derive display signals that indicate queuing and / or cancellation of the protected voltage.

Eine differenzierte Störungsmeldung läßt sich dadurch erreichen, daß die abzweigindividuellen Auswerteschaltungen zusätzlich die Störungsursache, wie Kurzschluß und Phasenschluß, erfassen und diese Daten über den internen Datenbus der zentralen Steuerschaltung zuführen, wobei durchaus an sich bekannte Auswerteschaltungen zum Einsatz kommen können.A differentiated fault report can be achieved that the branch-specific evaluation circuits additionally detect the cause of the fault, such as short circuit and phase short and this data via the internal data bus of the central Supply control circuit, although well known per se Evaluation circuits can be used.

Eine zentrale Überwachung der gesamten Anordnung an entferntem Ort wird dadurch geschaffen, daß die zentrale Steuerschaltung alle erfaßten Daten über einen externen Datenbus weiterleitet.Central monitoring of the entire arrangement of remote Location is created by the central control circuit forwards all recorded data via an external data bus.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung als Prinzipschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on one in the drawing as Basic circuit diagram shown embodiment closer explained.

Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Drehstrom-Sammelschienen-System mit den drei Phasen R, S und T. Am Eingang kann ein Strom-Spannungswandler eingeschleift sein, der durch die Messung der Phasenspannungen direkt zur Spannungs- und Leistungsmessung ausgenützt werden kann. Diese Daten können einer zentralen Steuerschaltung ZSt zur Weiterleitung auf einen externen Datenbus eB zugeführt werden. Der Strom-Spannungswandler und die Spannungs-Leistungsmeßanordnung können wie die zentrale Steuerschaltung ZSt in einem zentralen Adapter ZG untergebracht sein, der mit den Sammelschienen des Sammelschienen-Systems SS in bekannter Weise verbindbar ist. Pro Phase enthält der zentrale Adapter ZG einen Optokoppler OK1, OK2 und OK3, so daß eine galvanisch getrennte Ankopplung erreicht ist. Diesen Optokopplern OK1, OK2 und OK3 ist eine zentrale Auswerteschaltung AWz nachgeschaltet, die von den Ausgangssignalen der Optokoppler OK1, OK2 und OK3 gesteuert wird und ein dem Phasenzustand - ein oder aus - entsprechendes Signal an die zentrale Steuerschaltung ZSt weiterleitet. The exemplary embodiment is a Three-phase busbar system with the three phases R, S and T. A current-voltage converter can be looped in at the input be by measuring the phase voltages directly to the voltage and Performance measurement can be used. This data can a central control circuit ZSt for forwarding an external data bus eB can be supplied. Of the Current-voltage converter and the voltage-power measurement arrangement can like the central control circuit ZSt in a central Adapter ZG can be housed, which with the busbars of Busbar system SS can be connected in a known manner. The central adapter ZG contains one optocoupler per phase OK1, OK2 and OK3, so that a galvanically isolated coupling is reached. These optocouplers OK1, OK2 and OK3 is one central evaluation circuit downstream connected by the Output signals of the optocouplers OK1, OK2 and OK3 controlled and a corresponding to the phase state - on or off Forwarding signal to the central control circuit ZSt.

Wird ein Drehstrom-Verbraucher V1 an das Sammelschienen-System SS angeschaltet, dann erfolgt dies über eine Absicherung mit drei Sicherungen F1.1, F1.2 und F1.3. Am Ausgang jeder dieser Sicherungen F1.1, F1.2 und F1.3 ist ein Optokoppler OK1.1, OK2.1 und OK3.1 nachgeschaltet. Parallel zum Ausgang des Optokopplers OK1.1, OK2.1 und OK3.1 ist jeweils eine Leuchtdiode D1.1, D2.1 und D3.1 angeschaltet, wie in der zentralen Auswerteschaltung AWz die Leuchtdioden D1, D2 und D3 an die Optokoppler OK1, OK2 und OK3 angeschaltet sind. Solange die Optokoppler von den Phasenspannungen und den abgesicherten Spannungen angesteuert werden, leuchten die Leuchtdioden auf und zeigen das Anstehen dieser Spannungen an. Die Auswerteschaltung AW1 gibt entsprechende Signale auf den internen Datenbus iB und damit an die zentrale Steuerschaltung ZSt, von wo sie auch an den externen Datenbus eB weitergeleitet werden können.Becomes a three-phase consumer V1 to the busbar system SS switched on, then this is done with a fuse three fuses F1.1, F1.2 and F1.3. At the exit of each of these Fuses F1.1, F1.2 and F1.3 is an optocoupler OK1.1, OK2.1 and OK3.1 downstream. Parallel to the exit of the Optocouplers OK1.1, OK2.1 and OK3.1 are each a light emitting diode D1.1, D2.1 and D3.1 switched on, as in the central one Evaluation circuit AWz to the LEDs D1, D2 and D3 Optocouplers OK1, OK2 and OK3 are switched on. As long as the Optocouplers from the phase voltages and the fused ones If the voltages are controlled, the LEDs light up and indicate the presence of these tensions. The Evaluation circuit AW1 gives corresponding signals to the internal data bus iB and thus to the central control circuit ZSt, from where it is also forwarded to the external data bus eB can be.

Diese Datenübertragung von der Auswerteschaltung AW1 zur zentralen Steuerschaltung ZSt kann nicht nur das Anstehen und den Ausfall der überwachten Spannung einschließen. Die Auswerteschaltung AW1 kann so erweitert sein, daß sie auch die Störungsursache, wie Kurzschluß, Phasenschluß, an die zentrale Steuerschaltung ZSt meldet. Der Ausfall der Sicherung F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F2.2, F2.3 wird dadurch erfaßt, daß die anstehende Phasenspannung über die zentrale Steuerschaltung ZSt als entsprechendes Signal an die Auswerteschaltung AW1 übertragen wird. Dort wird dieses Signal mit dem zugeordneten, abgeleiteten sicherungsindividuellen Signal verglichen. Es kann durch Vergleich die Übereinstimmung und die Nichtübereinstimmung dieser Signale festgestellt werden. Stimmen die Signale überein, ist dies das Kennzeichen dafür, daß die überwachte Sicherung F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F.2.2, F2.3 in Ordnung ist, während aus der Nichtübereinstimmung der Signale abgeleitet werden kann, daß die Sicherung F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F.2.2, F2.3 defekt, d. h. unterbrochen oder ausgeschaltet ist. Die Sicherungen F1.1, F1.2, F1.3, die Optokoppler OK1.1, OK2.1 und OK3.1 sowie die Auswerteschaltung AW1 können als eine am Sammelschienen-System SS anschaltbare Einheit G1 ausgebildet sein.This data transmission from the evaluation circuit AW1 to central control circuit ZSt can not only queue and include the failure of the monitored voltage. The Evaluation circuit AW1 can be expanded so that it too the cause of the fault, such as short circuit, phase short to the central control circuit ZSt reports. Failure of fuse F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F2.2, F2.3 is detected by the fact that the phase voltage is about the central control circuit ZSt as a corresponding signal is transmitted to the evaluation circuit AW1. There is this Signal with the assigned, derived fuse-specific signal compared. It can by Compare the match and the mismatch of these signals are detected. If the signals match this is the indicator that the monitored fuse F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F.2.2, F2.3 is fine while from the mismatch of signals can be derived that the fuse F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F.2.2, F2.3 defective, d. H. is interrupted or switched off. Fuses F1.1, F1.2, F1.3, the optocouplers OK1.1, OK2.1 and OK3.1 as well as the Evaluation circuit AW1 can be used as one on the SS busbar system connectable unit G1 be formed.

In gleicher Weise kann eine weitere Einheit G2 am Sammelschienensystem SS angeschaltet werden, wobei die Sicherungen F2.1, F2.2 und F2.3 von der Einheit G2 getrennt sind. Die Ankopplung an die Sicherungen F2.1, F2.2, F2.3 übernehmen die Optokoppler OK2.1 bis OK3.2, welche eine Auswerteschaltung AW2 steuern. In einfacher Weise übernehmen die an den Ausgängen der Optokoppler OK1.2 bis OK3.2 angeschalteten Leuchtdioden L1.2 bis L3.2 die Anzeige der anstehenden, abgesicherten Spannungen. Da die Signale der zentralen Auswerteschaltung AWz über die zentrale Steuerschaltung ZSt und den internen Datenbus iB auch in der Auswerteschaltung AW2 anstehen, können auch in der Einheit G2 der Vergleich mit den anstehenden, abgesicherten Spannungen vorgenommen und entsprechende Signale an die zentrale Steuerschaltung ZSt übertragen werden. Dabei kann die Datenübertragung auch wieder weitere Informationen über die Störungsursache umfassen.In the same way, another unit G2 on Busbar system SS are switched on, the Fuses F2.1, F2.2 and F2.3 separated from the unit G2 are. The coupling to the fuses F2.1, F2.2, F2.3 take over the Optocoupler OK2.1 to OK3.2, which is an evaluation circuit Control AW2. In a simple way take over at the exits the optocouplers OK1.2 to OK3.2 connected LEDs L1.2 to L3.2 the display of the pending, secured Tensions. Because the signals of the central evaluation circuit AWz via the central control circuit ZSt and the internal Data bus iB can also be present in the evaluation circuit AW2 also in unit G2 the comparison with the upcoming, secured voltages and corresponding signals are transmitted to the central control circuit ZSt. Here the data transfer can also provide further information include about the cause of the fault.

In den Einheiten G1, G2 können auch zusätzliche Leuchtdioden untergebracht werden, die sicherungsindividuelle Anzeigen angeben, welche den Ausfall der zugeordneten Sicherung F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F2.2, F2.3 kennzeichnen. In die Leitungen zum Verbraucher V2 ist eine Meßanordnung eingeschleift, mit der über den Strom eine Leistungsangabe abgeleitet wird. Diese Meßanordnung liefert entsprechende Informationen über den internen Datenbus iB an die zentrale Steuerschaltung ZSt zur Weiterleitung auf dem externen Datenbus eB.Additional light-emitting diodes can also be used in the units G1, G2 the backup-specific ads specify the failure of the associated fuse F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F2.2, F2.3 mark. In the lines to consumer V2 is one Measuring arrangement looped in with which a current Performance is derived. This measuring arrangement delivers corresponding information via the internal data bus iB the central control circuit ZSt for forwarding on the external data bus eB.

Es können weitere Drehstrom-Verbraucher in gleicher Weise an das Sammelschienen-System SS angeschaltet werden, wobei die weitere Einheit G2 mit dem internen Datenbus iB verbunden wird und auch die Daten über die Zustände der Eingangsphasen (R, S, T) des Sammelschienen-Systems SS erhält. Der Datenaustausch erfolgt wie bei den Einheiten G1, G2 in beiden Richtungen auf dem internen Datenbus iB.Other three-phase consumers can be connected in the same way the busbar system SS are switched on, the additional unit G2 is connected to the internal data bus iB and also the data on the states of the input phases (R, S, T) of the Busbar system SS received. The data exchange takes place as with the units G1, G2 in both directions on the internal data bus iB.

Auf diese Weise ist eine einfache, leicht erweiterbare Anordnung zum Überwachen von Sicherungen eines Drehstrom-Sammelschienen-Systems geschaffen. In gleicher Weise läßt sich die Anordnung auch bei einem einphasigen Wechselstromnetz anwenden, wobei die Einheiten jeweils nur einen Optokoppler und eine entsprechend reduzierte Auswerteschaltung enthalten.This is a simple, easily expandable arrangement to monitor fuses one Three-phase busbar system created. In the same way the arrangement can also be used with a single phase Apply AC power, with the units each only an optocoupler and a correspondingly reduced one Evaluation circuit included.

Claims

1. Arrangement for monitoring fuses in an AC or three-phase network, where:

- A phase-specific optocoupler (OK1, OK2, OK3) is connected to each input phase (R, S, T) of the AC or three-phase network,
a central evaluation circuit (AWz) determines the states of the individual input phases (R, S, T) from the output signals of the phase-specific optocouplers (OK1, OK2, OK3),
- At each phase of a branch protected by a fuse (F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F2.2, F2.3), a fuse-specific optocoupler (OK1.1, OK2.1, OK3.1 ; OK1.2, OK2.2, OK3.2) is switched on,
- a branch-specific evaluation circuit (Aw1; Aw2) determines the states of the individual phases of the branch from the output signals of the fuse-specific optocouplers (OK1.1, OK2.1, OK3.1; OK1.2, OK2.2, OK3.2),
- The central evaluation circuit (AWz) transmits the states of the input phases (R, S, T) via a central control circuit (ZSt) and an internal data bus (iB) to the branch-specific evaluation circuit (AW1; AW2), and
- by comparing the states of the input phases (R, S, T) with the states of the corresponding phases of the feeder signals about the state of the fuses (F1.1, F1.2, F1.3; F2.1, F2.2, F2.3) can be derived in the branch.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in
that display signals can be derived in the central evaluation circuit (AWz) via phase-individual light-emitting diodes (D1, D2, D3) at the output of the phase-specific optocouplers (OK1, OK2, OK3), which indicate a pending or a failure of the respective phase voltages.

3. Arrangement according to claim 2, wherein the input phases form a central busbar system, characterized in that
that the phase-specific optocouplers (OK1, OK2, OK3), the central evaluation circuit (AWz) and the phase-specific LEDs (D1, D2, D3) are combined to form a central adapter (ZG) that can be connected to the central busbar system (SS).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that
that a match or a mismatch of the states of the corresponding input phases (R, S, T) and phases of the feeder are transmitted back to the central control circuit (ZSt) as evaluation signals via the internal busbar (iB).

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in
that the branch-specific evaluation circuit (AW1; AW2) via fuse-specific light-emitting diodes (D1.1, D2.1, D3.1; D1.2, D2.2, D3.2) at the output of the fuse-specific optocouplers (OK1.1, OK2.1 , OK3.1; OK1.2, OK2.2, OK3.2) derives display signals that indicate the presence or failure of the voltage of the individual phases of the feeder.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in
that the branch-specific evaluation circuit (AW1; AW2) also detects the cause of the fault, such as short circuit and phase short, and feeds this data to the central control circuit (ZSt) via the internal data bus (iB).

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized, that the central control circuit (ZSt) all recorded data forwarded via an external data bus (eB).