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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System für das automatische
Schließen
eines elektrischen Schalters.
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Bei
elektrischen Systemen werden Schalter, die sich ansprechend auf
eine Überlast
oder andere potentiell gefährliche,
unnormale Bedingungen öffnen
können,
oft verwendet. Ein typisches Beispiel für einen Schalter dieses Typs
ist ein Differenzschalter, der sich ansprechend auf einen Leckstrom,
der größer als
eine vorbestimmte Sicherheitsgrenze ist, öffnet. Die Verwendung eines
Differenzschalters gewährleistet
einen effektiven Schutz gegen die Risiken von Verletzung durch Stromschlag
und Feuer.
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Um
Menschen während
des direkten Kontakts zu schützen,
ist es notwendig, Differenzschalter mit hoher Empfindlichkeit zu
verwenden, das heißt solche,
die eine Interventionsschwelle von nicht mehr als 30 mA besitzen.
Leider wirken diese Vorrichtungen aufgrund ihrer Empfindlichkeit
auch, wenn es zu Übergangsströmen zur
Masse kommt, die auftreten können,
wenn das elektrische System Spannungsstößen unterliegt, die im Netz
in Flussrichtung vor dem Schalter erzeugt werden, z. B. infolge
des Betriebs von Schaltern in der Mittlere-Spannung-Leitung oder
infolge von direkten oder indirekten Blitzeinschlägen in die
Versorgungsleitungen. In diesen Fällen ist die Versorgung daher
von den Lasten des Systems genommen, ohne dass tatsächlich Risikobedingungen
für Mensch
oder Eigentum vorliegen. Dies führt
zu mehr oder weniger schwerwiegenden Problemen, wie z. B. im industriellen
Bereich zu unnötigen
Produktionsstillständen
und im häuslichen Bereich
zu Problemen mit der Konservierung von Lebensmitteln aufgrund von
Ausfällen
von Kühlschränken und
Tiefkühltruhen.
Normalerweise muss zum Neustarten des Systems der Differenzschalter
manuell geschlos sen werden. Wenn das System unbeaufsichtigt ist,
wie dies z. B. bei einer Wohnung der Fall ist, die während eines
Urlaubs zeitweise unbewohnt ist, sind die oben erwähnten Probleme
unvermeidbar.
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Um
diesen Problemen vorzubeugen, ist die Verwendung von verzögerten Differenzschaltern
verbreitet, wobei es sich um Schalter handelt, die für einen
verzögerten
Betrieb sorgen, was dieselben unempfindlich gegenüber Übergangsstrom
zur Masse macht. Die Verzögerung
ist so eingestellt, dass sie den Grenzen, die durch die Sicherheitsstandards auferlegt
werden, entspricht, das heißt,
so dass dieselbe im Falle von Verletzungen durch Stromschlag zu
keinen irreversiblen Schäden
an Menschen führt. Nichtsdestotrotz
ist die Belastung, der der menschliche Körper bei diesem Typ von Vorrichtung
ausgesetzt ist, nach wie vor größer als
die Belastung, die bei einer Vorrichtung vorliegt, die sofort arbeitet,
wodurch diese Lösung
daher bei vielen Anwendungen nicht geeignet ist.
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Eine
andere bekannte Lösung
stellt die kombinierte Verwendung von Differenzschaltern mit geringer
Empfindlichkeit für
einige Lasten, z. B. für
Tiefkühltruhen,
und Schalter mit hoher Empfindlichkeit für andere Lasten bereit. Dies
führt jedoch
zu einer Komplexität
des Systems, die nicht immer annehmbar ist.
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Gemäß einer
anderen Lösung
werden automatische Wiederschließungssysteme verwendet. Ein System
dieses Typs, wie es aus dem Dokument
FR2696054 bekannt
ist, umfasst einen Detektor zum Erfassen des offenen Zustands des
Schalters, eine elektromechanische Vorrichtung zum Schließen des Schalters
und eine elektronische Steuervorrichtung zum Erzeugen eines Aktivierungssignals
für die
elektromechanische Schließvorrichtung,
ansprechend auf ein Schalter-Offen-Signal,
das von dem Detektor kommt. Die Anzahl der automatischen Wiederschließungen kann
normalerweise programmiert werden. Wenn die Ursache für den Betrieb
des Schalters nach dem letzten Schließversuch anhält, wird
das Schließsystem
deaktiviert.
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Diese
zuletzt genannte Lösung
verhindert die permanente Deaktivierung eines Systems nur aufgrund
eines Übergangsstroms.
In der Praxis jedoch weist dieses System auch einen Schwachpunkt auf,
nämlich
den, das die komplette Sicherheit vor direkten Kontakten verloren
geht, wenn das System nicht deaktiviert wird, sobald es nicht länger benötigt wird,
z. B. bei der Heimkehr nach einem Urlaub. Dies kann leicht passieren
aufgrund der Tatsache, dass der Aktivierungszustand des Systems
normalerweise nur durch ein Anzeigelicht angezeigt wird, das nur schlecht
erkennbar sein kann und daher leicht übersehen werden kann. Wenn
eine Person unter diesen Umständen
versehentlich mit stromführenden
Drähten
in Kontakt kommt, besteht für
diese Person das Risiko, mehreren aufeinander folgenden Stößen ausgesetzt
zu werden, da der Differenzschalter nach jedem Öffnen automatisch wieder geschlossen
wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, diesem Risiko vorzubeugen, indem sie
ein System zum automatischen Schließen des Schalters vorschlägt, wodurch
eine maximale Sicherheit in jeder Situation sichergestellt wird.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
dass das automatische Schließsystem als
Vorrichtung zum Anzeigen des Aktivierungszustands des Systems ein
Anti-Aufschalt-System
verwendet.
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Die
Erfindung wird besser verstanden werden durch die folgende detaillierte
Beschreibung eines nicht einschränkenden
Ausführungsbeispiels derselben,
das mit Bezug auf die angehängte
Zeichnung angegeben ist, in der die einzige Figur ein Blockdiagramm
gemäß der Erfindung
ist.
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Der
Block 10 stellt einen Differenzschalter dar, der möglicherweise
einem thermomagnetischen Schalter zugeordnet ist, wobei derselbe
an dem Eingang eines elektrischen Systems angeordnet ist, das verschiedene
Lasten, die durch einen einzigen Block 11 dargestellt sind,
aufweist und wobei derselbe an eine elektrische Versorgungsleitung
L angeschlossen werden soll.
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Dem
Schalter 10 sind zugeordnet eine elektromechanische Betätigungsvorrichtung 12,
z. B. eine Motorschließvorrichtung,
und ein leistungsarmer Schalter 13, d. h. ein sogenannter
Hilfskontakt, der geöffnet
oder geschlossen wird, wenn der Schalter 10 jeweils geöffnet oder
geschlossen wird. Der Hilfskontakt 13 bildet einen Detektor
für den
Zustand des Schalters 10 und ist mit einem Steuermodul 14,
vorzugsweise einer elektronischen Mikrosteuerungsvorrichtung, verbunden,
um im Fall der Betätigung
des Differenzschalters ein „Öffnungs"-Signal an das- bzw.
dieselbe zu liefern. Ein Ausgang des Steuermoduls 14 ist
mit der Betriebsvorrichtung 12 verbunden.
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Das
Steuermodul 14 ist mit einem Datenübermittlungsbus 15 eines
Anti-Aufschalt-Systems verbunden. Verschiedene Vorrichtungen des
Anti-Aufschalt-Systems, einschließlich einer zentralen Steuereinheit 16 des
Systems, eines Alarms 17 und einer Einführungsvorrichtung 18,
d. h. einer Vorrichtung zum Aktivieren des Systems, sind mit dem
Bus 15 verbunden. Wie bekannt ist, weist ein Bus dieses Typs
eine doppeladrige Leitung auf, zu der die unterschiedlichen Vorrichtungen
parallel geschaltet sind, wobei jede Vorrichtung eine zugeordnete
Konfigurierungsvorrichtung aufweist, die die Adresse und Funktion
derselben identifiziert.
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Wenn
sich der Differenzschalter 10 öffnet, schließt sich
der Hilfskontakt 13, wodurch er ein Schließanforderungssignal
an das Steuermodul 14 liefert. Ansprechend auf dieses Signal
sendet das Steuermodul 14 ein Schließsignal an die Motorbetätigungsvorrichtung 12.
Dieses hat zur Folge, dass der Differenzschalter 10 zurückgesetzt
wird und seine Kontakte geschlossen werden. Wenn das Öffnen des Differenz schalters
durch einen Übergangsstrom
bewirkt wurde, bleibt der Schalter 10 geschlossen; wenn
die Betätigung
jedoch durch einen permanenten Fehler bewirkt wurde, versetzt das
Steuermodul 14 das System in einen Sperrzustand, d. h.
in einen Zustand, in dem der Differenzschalter permanent offen bleibt.
Dieser Zustand kann möglicherweise
nach mehreren Schließversuchen
erreicht werden, die in vorbestimmten Abständen durchgeführt wurden.
Sowohl die Anzahl der Betätigungen
als auch die Dauer der Intervalle können durch eine geeignete Konfigurierungsvorrichtung
programmiert werden, die dem Steuermodul zugeordnet ist.
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Das
Aktivieren und Deaktivieren des Steuermoduls 14 sind derart
eingestellt, dass dieselben von dem Aktivieren und Deaktivieren
des Anti-Aufschalt-Systems abhängig
sind. In der Praxis kann die Einführungsvorrichtung 18 so
eingestellt sein, dass dieselbe das automatische Schließsystem
und das Anti-Aufschalt-System gleichzeitig aktiviert. Es ist daher
unmöglich,
dass es zu der oben beschriebenen gefährlichen Situation kommt, da,
um wieder in den Bereich einzutreten, in dem das automatische Schließsystem
aktiviert wurde, es notwendig ist, das Anti-Aufschalt-System zu
deaktivieren. Wenn diese Deaktivierung versehentlich nicht durchgeführt wurde,
zeigt der Alarm des Anti-Aufschalt-Systems den Aktivierungszustand des
automatischen Schließsystems
effektiv an.
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Wie
anhand der vorausgehenden Erklärung bestätigt werden
kann, ermöglicht
das automatische Schließsystem
gemäß der Erfindung
die Verwendung eines schnellen Differenzschalters mit hoher Empfindlichkeit
ohne die oben beschriebenen Probleme des Stands der Technik, wodurch
eine maximale Sicherheit vor Verletzungen durch Stromschlag sichergestellt
wird.
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Des
Weiteren kann das erfindungsgemäße System
aufgrund der speziellen Integration mit einem Anti-Aufschalt-System
einige weitere Funktionen aufweisen, die bei konventionel len automatischen Schließsystemen
nicht vorliegen. Zu diesen gehören:
eine
Fernsteuerfähigkeit
zum Schließen
und Öffnen des
Differenzschalters mittels der Verbindung einer geeignet konfigurierten
Fernsteuervorrichtung 20 mit dem Bus 15 (selbstverständlich ist
es in diesem Fall wesentlich, dass die Motorbetätigungsvorrichtung 12 außerdem angeordnet
ist, um den Differenzschalter 10 zu öffnen),
die Möglichkeit
zum Anschließen
einer Anzeige an den Bus 15, die möglicherweise in das Steuermodul 14 integriert
ist, zum Bereitstellen einer visuellen Anzeige des Zustands des
Differenzschalters 10,
die Möglichkeit zum Anschließen einer
Telekommunikationsvorrichtung an den Bus 15, z. B. einer
Telefon-Wählvorrichtung,
die einen Technischer-Alarm-Anruf an eine vorbestimmte Telefonnummer
sendet, wenn das automatische Schließsystem in einem Sperrzustand
ist; in diesem Fall wird der Benutzer, der den Anruf erhält, dazu
in der Lage sein, einen Befehl an die Telefon-Wählvorrichtung zu senden, welche
im Gegenzug dazu mittels des Buses 15 ein entsprechendes
Signal an das Steuermodul 14 gibt, den Differenzschalter
wieder zu schließen,
falls die Fehlerbedingungen nicht mehr vorliegen, und
schließlich die
Möglichkeit
zum Anschließen
eines Erdschluss-Simulationsmoduls an den Bus, um die Betätigung des
Differenzschalters zu bewirken, wenn es gewünscht ist, die Effektivität des Systems
zu überprüfen.