DE69013302T2

DE69013302T2 - Elektronischer Schutzschalter mit als Flachanzeige ausgebildeter Frontfläche.

Info

Publication number: DE69013302T2
Application number: DE69013302T
Authority: DE
Inventors: Didier Fraisse
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2010-11-07
Also published as: EP0432054B1; DE69013302D1; FR2654539B1; CA2029740A1; FR2654539A1; EP0432054A2; US5220479A; EP0432054A3

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Auslöser mit elektronischer Verarbeitungsschaltung, die einen Mikroprozessor und mindestens einen gepufferten Schreib-Lese-Speicher oder einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher umfaßt, die mit Ausgangssignalen von Meßmitteln zur Erfassung des Stroms beaufschlagt werden, der die zu schützenden Leiter durchfließt und zur Erzeugung eines Auslösesignals bei Überschreiten festgelegter Auslöseparameter durch die genannten Signale dient, wobei an einer Frontseite Angaben zum Auslösertyp, Mittel zur Anzeige eines Fehlers sowie eine Vorrichtung zur Anzeige der Auslöseparameter angebracht sind.
Bei elektronischen Auslösern bekannter Bauart befinden sich an der Frontseite zumindest Fehleranzeigemittel, i.a. in Form eines Leuchtmelders, elektromechanische Mittel, Potentiometer, Wahlschalter oder Tasten zur Einstellung der Auslöse-Ansprechwerte sowie ein Typenschild mit Angaben zu Hersteller und Auslösertyp. Bei bestimmten Auslösern ist eine Vorrichtung zur Anzeige der Meßwerte und der Auslöseparameter vorgesehen (EP-A-0232 654).
Die Anzahl der verschiedenen Etiketten, die sich einem Auslöser zuordnen lassen, kann aufgrund der zahlreichen möglichen Optionen sehr hoch sein und die Größenordnung von 100 erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Standardisierung von Auslösern zu erreichen, bei der die Anzahl der möglichen Optionen nicht beschränkt und nach Möglichkeit jeder Zuordnungsfehler zwischen dem an der Frontseite des Auslösers angebrachten Etikett und den tatsächlich vom Auslöser wahrgenommenen Funktionen ausgeschlossen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß die Frontseite des Auslösers als Flachanzeige ausgebildet ist, die über den Mikroprozessor angesteuert wird und an eine interne Batterie angeschlossen ist, so daß sie bestimmte, im Speicher abgelegte und mindestens die Angaben zum Auslösertyp, die Auslöseparameter und die Fehlermeldungen umfassende Daten ununterbrochen anzeigt, wobei der Auslöser an den Mikroprozessor angeschlossene Empfangsmittel umfaßt, die dazu dienen, mit Sendemitteln einer Fernbetätigungseinrichtung zusammenzuwirken, welche Mittel aufweist, mit denen die im Speicher abgelegten Auslöseparameter aus der Entfernung verändert werden können.
Auf diese Weise werden das Typenschild und die Anzeigeeinrichtungen an der Frontseite durch eine über den Mikroprozessor des Auslösers angesteuerte Flachanzeige ersetzt. Diese Flachanzeige nimmt vorzugsweise die gesamte Frontseite ein. Die angezeigten Informationen entsprechen zwangsläufig den im Speicher abgelegten Daten, die bei der Signalverarbeitung vom Auslöser herangezogen werden. Eine einzige Standard-Flachanzeige kann so die Vielzahl von Etiketten ersetzen, die bisher für die spezifische Auslegung eines Auslösers entsprechend den verschiedenen Optionen erforderlich war.
Die Flachanzeige ist vorzugsweise als Flüssigkristallanzeige ausgeführt.
Durch Verwendung einer Fernbetätigungseinrichtung zur Veränderung der Auslöseparameter kann auf jegliche elektromechanische Hilfsausrüstung, Potentiometer, Einstellschalter oder Tasten an der Frontseite des Auslösers verzichtet werden. Auf diese Weise werden die wesentlichen Probleme im Zusammenhang mit elektrostatischen Entladungen verhindert. Die Verarbeitungseinheit läßt sich auf einer (oder mehreren) Leiterplatten anordnen, die aufgrund des Fehlens mechanischer Teile mit einem Lack überzogen werden können, was der gesamten Einheit ein besseres Temperaturverhalten verleiht. Das Weglassen dieser elektromechanischen Elemente fuhrt außerdem zu einem deutlich geringeren Platzbedarf der Leiterplatten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden die Angaben zum Auslösertyp über eine spezielle Fernbetätigungseinrichtung in den Speicher eingegeben und sind vorzugsweise nach ihrer Eingabe in den Speicher nicht mehr veränderbar.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 ein vereinfachtes Blindschaltbild eines Auslösers, auf den die Erfindung angewandt werden kann;
Figur 2 und 5 besondere Ausgestaltungen der Frontseite des Auslösers aus Figur 1;
Figur 3 und 4 besondere Ausgestaltungen von Fernbetätigungseinrichtungen führ das Zusammenwirken mit dem Auslöser.
Figur 1 zeigt ein Dreiphasen-Verteilernetz mit drei Phasenleitern 1, 2, 3 und einem Neutralleiter N, in das ein Leistungsschalter 10 eingesetzt ist, der dazu dient, den Stromkreis in der Aus-Stellung zu unterbrechen. Der Schaltmechanismus 12 des Leistungsschalters 10 wird über ein polarisiertes Relais 14 zur Betätigung des Auslösers des Leistungsschalters im Überlast- oder Kurzschlußfall angesteuert. Jedem Leiter (1, 2, 3, N) ist ein Stromwandler 16 zugeordnet, der ein analoges, den Strom im zugeordneten Leiter abbildendes Signal liefert. Mit diesem Signalen wird ein Auslöser 18 beaufschlagt, der eine Gleichrichter- und Anpaßschaltung 20 umfaßt, deren Ausgangssignale I1, I2, I3 und IN einer mikroprozessorbestückten elektronischen Verarbeitungsschaltung 22 zugeführt werden, die über einen ihrer Ausgänge das polarisierte Relais 14 ansteuert. Der Mikroprozessor ist an verschiedene, für seine Funktionstüchtigkeit erforderliche (nicht dargestellte) Hilfseinrichtungen sowie mindestens an einen Festwertspeicher (ROM) 24 und einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) 26 angeschlossen. In Figur 1 ist der Mikroprozessor an einen dritten Speicher 28 angeschlossen, der als gepufferter Schreib-Lese-Speicher oder vorzugsweise als elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EEPROM bzw. NOVRAM) ausgeführt ist. Außerdem ist der Mikroprozessor mit einer Anzeigeeinheit 30 verbunden.
Der Auslöser gewährleistet auf bekannte Art verschiedene Schutzfunktionen, wenn ein Fehler oder eine Überlast in dem zu schützenden Netz auftreten.
Wie Figur 2 zeigt, besteht die vom Anwender einsehbare Frontseite des Auslösers aus der Frontseite der Flachanzeige 30, die hier als Flüssigkristallanzeige ausgeführt ist.
Auf der Flachanzeige 30 werden die Informationen bezüglich der Auslöseparameter (Bereich 32), d.h. die Ansprechströme (I) und Zeitverzögerungen (t) der verschiedenen Schutzfunktionen des Auslösers, z.B. der langzeitverzögerten (LR), der kurzzeitverzögerten (CR) der unverzögerten (Inst) und der Erdfehlerstrom-Schutzfunktion (H) angezeigt. In der Ausgestaltung gemäß Figur 2 werden diese Informationen als alphanumerische Zeichenketten (LR, CR, Inst, H, I, t) und analoge graphische Symbole in Form von Potentiometern oder Einstellschaltern nachempfundenen Kreisausschnitten wiedergegeben.
Andere Bereiche, 34 und 36, der Flachanzeige können zur Anzeige von Meßwerten, z.B. der Phasen- (I1, I2, I3) oder Neutralleiterströme (IN) oder der Temperatur (T) genutzt werden.
Außerdem können in der Anzeige bestimmte Informationen zum Auslösertyp dargestellt werden. In Figur 2 handelt es sich dabei sowohl um alphanumerische Angaben (ST 2000, Parameter des Bereichs 32 entsprechend der tatsächlich vom Auslöser wahrgenommenen Schutzfunktionen) als auch um graphische Darstellungen wie den Auslösekennlinien (Bereich 38).
Die Fehlermeldung erfolgt ebenfalls über die Flachanzeige. In Figur 2 zeigt ein auf der Kennlinie für die langzeitverzögerte Auslösung liegender Punkt 40 eine Auslösung aufgrund eines Langzeitfehlers an. Der gleiche Punkt kann z.B. als Blinkanzeige genutzt werden, um die Überschreitung des Ansprechwerts für die Langzeitverzögerung zu melden, die noch nicht zu einer Auslösung geführt hat.
Schließlich lassen sich auch verschiedene Herstellerinformationen, wie z.B. Firmenzeichen und -name in der Flachanzeige darstellen (Bereich 42).
Auf diese Weise bietet die Frontseite des Auslösers 18 mit den in der Flachanzeige 30 dargestellten Informationen sämtliche Auslöserdaten, die für den Anwender von Interesse sein können.
Die Anzeige dieser Daten erfolgt mikroprozessorgesteuert, wobei die einzelnen Informationen im Speicher 28 (EEPROM) abgelegt sind. Handelt es sich bei dem Auslöser um ein hilfsenergieunabhängiges Gerät, das über das zu schützende Netz gespeist wird, enthält dieser Auslöser eine Pufferbatterie, um die Anzeigefunktion auch dann zu gewährleisten, wenn sich der Leistungsschalter in der Aus-Stellung befindet.
Da die angezeigten Daten auf den in den Speicher eingegebenen und vom Mikroprozessor zur Wahrnehmung der verschiedenen Schutzfunktionen des jeweiligen Auslösers verwendeten Werten beruhen, gibt es keinerlei Probleme hinsichtlich der Zuordnung zwischen den an der Frontseite des Auslösers angezeigten Informationen und den vom Auslöser tatsächlich ausgeführten Schutzfunktionen. Insbesondere besteht keinerlei Gefahr, daß der Auslösertyp und die Auslösekennlinien nicht dem tatsächlich verwendeten Auslöser entsprechen, was jedoch möglich wäre, wenn gemäß dem bisherigen Stand der Technik bei der Herstellung lediglich ein Typenschild auf der Frontseite des Auslösers aufgeklebt würde.
Im Gegensatz zu bekannten Auslösern befinden sich an der Frontseite keinerlei Potentiometer, Einstellschalter oder Tasten zur Veränderung der Auslöseparameter.
Gemäß der Ausgestaltung nach Figur 2 und 3 können die Auslöseparameter mit Hilfe einer Fernbetätigungseinrichtung 44 über eine Infrarotverbindung verändert werden. Die Fernbetätigungseinrichtung 44 umfaßt mehrere Potentiometer 46 zur Einstellung der verschiedenen Auslöseparameter. Diese Einrichtung umfaßt vorzugsweise ein Standardgehäuse mit so vielen Potentiometern, Einstellschaltern oder Tasten, wie zur Veränderung der Auslöseparameter eines Auslösers mit maximalem Funktionsumfang erforderlich sind. Wird ein Parameter auf den gewünschten Wert eingestellt, bewirkt eine Sendetaste M die Übertragung der entsprechenden Größe mit Hilfe eines Senders 48 der Fernbetätigungseinrichtung sowie eines an der Frontseite des Auslösers angeordneten Empfängers 50. Der Datenempfang durch den an den Mikroprozessor des Auslösers angeschlossenen Empfänger 50 führt zur Änderung des Wertes für den betreffenden Parameter im Speicher 28 und somit auch im Bereich 32 der Flachanzeige 30.
Die gleiche Fernbetätigungseinrichtung 44 mit Standardgehäuse läßt sich nacheinander für die Einstellung mehrerer Auslöser verwenden.
Figur 4 zeigt eine Fernbetätigungseinrichtung 52 zur Konfiguration des Auslösers, d.h. zur Festlegung der gewünschten Optionen. In der gezeigten Ausgestaltung umfaßt die Einrichtung 52 einen Wahlschalter mit drei Stellungen D, S und G, mit dem drei verschiedene Auslösekennlinien einzeln gewählt werden können. Über eine bestimmte Anzahl von Wahlschaltern mit zwei Stellungen (ON/OFF) kann wiederum festgelegt werden, ob ein Auslöser eine bestimmte Option aufweisen soll oder nicht, also ob er z.B. wahlweise eine Erdschluß- Schutzfunktion (H), eine Anzeigefunktion für die Auslöseursache (F) oder eine Lastwiederaufnahmefunktion (F) umfaßt.
Wie im Fall der Fenibetätigungseinrichtung 44 erfolgt der Datenaustausch mit dem Auslöser auch bei der Einrichtung 52 über eine Infrarotverbindung mit Hilfe eines mit dem entsprechenden Empfänger 50 des Auslösers zusammenwirkenden Senders 48.
Die Konfiguration des Auslösers wird vorzugsweise am Ende seines Herstellungsprozesses vorgenommen. Die Wahlschalter für die entsprechenden Optionen eines konkreten Auslösers werden in ON- Stellung gebracht und die Sendetaste M der Fernbetätigungseinrichtung betätigt, woraufhin die Übertragung der entsprechenden Daten an den Auslöser erfolgt. Der Mikroprozessor des Auslösers legt diese Den im Speicher 28 ab und verwendet diese gespeicherten Daten um zu bestimmen, welches Unterprogramm aus dem Festwertspeicher 24 er zur Verarbeitung der Daten abrufen muß. Außerdem werden die gespeicherten Daten benutzt um festzulegen, welche Art von Information angezeigt werden soll. Soll z.B. keine Lastwiederaufnahme durch den Auslöser bewirkt werden, wird der Wahlschalter für die Option R der Fernbetätigungseinrichtung bei der Konfiguration des Auslösers auf OFF gestellt, woraufhin im Bereich 32 der Flachanzeige kein Symbol für den Wahlschalter R erscheint. Auf diese Weise weiß der Anwender genau, welche Funktionen durch den Auslöser wahrgenommen werden, und die Betätigung des Potentiometers R an der Fernbetätigungseinrichtung 44 hat keine Auswirkung auf den Auslöser.
Durch Programmierung kann festgelegt werden, daß die Wahl einer Option nicht umkehrbar ist.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Flachanzeige 30. In dieser Ausführung erfolgt die Fehlermeldung über bestimmte Anzeigepunkte 54, die den graphischen Symbolen 56 der einzelnen Potentiometer für die jeweiligen Auslösefunktionen gegenüberliegen. In der Figur ist der Anzeigepunkt gegenüber dem Symbol der langzeitverzögerten Schutzfunktion schwarz dargestellt und zeigt dadurch an, daß eine langzeitverzögerte Auslösung stattgefunden hat.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Figuren dargestellten besonderen Ausführungsvarianten. Insbesondere die Flachanzeige kann in Form einer Plasmaanzeige ausgeführt sein. Diejenigen Informationen, die für alle Auslöser unabhängig von deren Typ gelten, wie z.B. Firmenzeichen und Name des Herstellers, oder die Koordinaten für die Auslösekennlinien können so in die Flüssigkristallanzeige eingebracht werden, daß sie selbst ohne Batterieversorgung dauerhaft sichtbar sind. Dies wird auf bekannte Art dadurch erreicht, daß eine transparente Scheibe unter die Frontseite der Flachanzeige geschoben wird, auf der die entsprechenden Informationen aufgedruckt sind.
Die Infrarotverbindung kann durch jede andere Verbindungsart ersetzt werden, z. B. durch eine Funkverbindung, eine Ultraschallverbindung oder sogar durch eine Zweidrahtverbindung.
Die Fernbetätigungseinrichtungen können anstatt der Potentiometer oder zusätzlich zu diesen Tasten aufweisen. Die Fernbetätigungseinrichtung kann gegebenenfalls aus einem herkömmlichen Mikrocomputer bestehen, der über eine Zweidrahtleitung mit dem Auslöser verbunden ist. In diesem Fall werden die Daten auf dem Mikrocomputer ausgewählt und eingestellt und dann über die Leitung an den Mikroprozessor des Auslösers übertragen, der ihre Anzeige und spätere Verwendung für die Verarbeitung bewirkt. Diese zuletzt beschriebene Art der Fernbetätigung eignet sich insbesondere für die Konfiguration eines Auslösers am Endpunkt eines Montagebands.

Claims

1. Elektronischer Auslöser mit elektronischer Verarbeitungsschaltung, die einen Mikroprozessor (22) und mindestens einen gepufferten Schreib-Lese-Speicher oder einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (28) umfaßt, die mit Ausgangssignalen (16, 20) von Meßmitteln zur Erfassung des Stroms beaufschlagt werden, der die zu schützenden Leiter durchfließt und zur Erzeugung eines Auslösesignals bei Überschreiten festgelegter Auslöseparameter durch die genannten Signale dient, wobei an einer Frontseite Angaben zum Auslösertyp, Mittel zur Anzeige eines Fehlers sowie eine Vorrichtung zur Anzeige der Auslöseparameter angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontseite des Auslösers als Flachanzeige (30) ausgebildet ist, die über den Mikroprozessor (22) angesteuert wird und an eine interne Batterie angeschlossen ist, so daß sie bestimmte, im Speicher (28) abgelegte und mindestens die Angaben zum Auslösertyp (32, 38, 42), die Auslöseparameter (32) und die Fehlermeldungen (40, 54) umfassende Daten ununterbrochen anzeigt, wobei der Auslöser an den Mikroprozessor angeschlossene Empfangsmittel (50) umfaßt, die dazu dienen, mit Sendemitteln (48) einer Fernbetätigungseinrichtung (44) zusammenzuwirken, welche Mittel aufweist, mit denen die im Speicher (28) abgelegten Auslöseparameter aus der Entfernung verändert werden können.

2. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachanzeige (30) des weiteren die Werte der vom Auslöser erfaßten Meßgrößen (I1, I2, I3, IN, T) anzeigt.

3. Auslöser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Angaben zum Auslösertyp mit Hilfe einer speziellen Fernbetätigungseinrichtung (52) aus der Entfernung in den Speicher (28) eingegeben werden.

4. Auslöser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Angaben zum Auslösertyp nach ihrer Eingabe in den Speicher nicht mehr verändert werden können.

5. Auslöser nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Informationen so in die Flachanzeige eingebracht sind, daß sie auch ohne Batteriestrom dauerhaft sichtbar sind.

6. Auslöser nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendemittel (48) der Fernbetätigungseinrichtung mit den Empfangsmitteln (50) des Auslösers über eine Infrarotverbindung zusammenwirken.

7. Auslöser nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendemittel (48) der Fernbetätigungseinrichtung mit den Empfangsmitteln (50) des Auslösers über eine Zweidrahtverbindung zusammenwirken.

8. Auslöser nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in Form von alphanumerischen Zeichen (34, 36, 42) und/oder graphischen Symbolen (32, 38) angezeigt werden.

9. Auslöser nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachanzeige (30) als Flüssigkristallanzeige ausgeführt ist.

10. Auslöser nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachanzeige (30) als Plasmaanzeige ausgeführt ist.