DE69116678T2

DE69116678T2 - Beleuchtungsregelung für ein energieverwaltungssystem

Info

Publication number: DE69116678T2
Application number: DE69116678T
Authority: DE
Inventors: Dennis William Lexington Kt 40515 Fleege; Scott Cullen Lexington Kt 40515 Jordan; Jeffrey Owen Lexington Kt 40505 Sharp; Robert Lee Winchester Kt 40391 Wolf
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2011-11-28
Also published as: CR4650A; CA2073985C; ECSP910794A; IE74249B1; EP0512110A4; US5184278A; CA2073985A1; MX9102277A; WO1992010016A1; DE69116678D1; JP2933176B2; EP0512110B1; EP0512110A1; IE914138A1; JPH05504461A

Description

Hintergrund der Erfindung und bisheriger Stand der Technik

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrische Verteilungssysteme, und insbesondere auf ein System, das Leistungsschalter für die Energieverwaltung (EMCBs) in neue oder schon bestehende Schalttafeln integriert.
Es ist allgemein üblich, daß die sogenannten EMCBs eingesetzt werden, um ein oder mehrere Zweige elektrischer Kreisläufen als Reaktion auf ein geeignetes Befehlssignal ferngesteuert zu öffnen oder zu schließen. Befehlssignale können von einer beliebigen Anzahl verschiedener Steuereinrichtungen, wie Trockenkontaktschaltern, Niederspannungsschalterkontakten, Informationsträgerschaltungen, Temperaturreglern, Hochfrequenzeinrichtungen usw., hervorgebracht werden. Die Steuereinrichtung gibt Eingangssignale an die Schnittstelleneinrichtung weiter, welche wiederum die Eingangssignale verarbeitet und die Antriebskraft zur Bewegung eines Unterbrechers in eine offene oder geschlossene Position entwickelt. Eine Schnittstelleneinrichtung könnte ebenfalls imstande sein, den Stand des Unterbrechers auf einer Fernschalttafel oder ähnlichem anzuzeigen. Solche Systeme können eingesetzt werden, um eine Anzahl von Leistungsschaltern vorzuprogrammieren, die Beleuchtungssysteme Sicherheitssysteme, Herstellungssysteme und dergleichen betreiben.
EMCBs umfassen allgemein einen konventionellen Leistungsschalter mit einem hieran angeschlossenen Betriebsmechanismus zur Öffnung und Schließung der Unterbrecherkontakte, im allgemeinen durch den Mechnismus eines elektrischen Motors, der von einer Steuereinrichtung gesteuert wird. Ein EMCB ist allgemein größer als dessen Gegenstücks des mechanischen Unterbrechers und benötigt mehr Verdrahtungsraum im Schalttafelgehäuse. Die gewöhnlich engen Viertel in dem Gehäuse und die Notwendigkeit, Niederspannungssteuerleitungen in der Nähe der elektrischen Stromleitungen zu führen, stellen ein bedeutendes Problem bei der Entwicklung eines Systems dar, das in einer bestehenden Schalttafelinstallation eingesetzt werden kann. Eine weitere Schwierigkeit ist, daß verschiedene Hersteller und Benutzer bestimmte Forderungen an die Steuermechanismen, die zwischen den Reglern und den EMCBs anschließen, stellen. Es ist daher wünschenswert, ein System zu schaffen, das von der Konstruktion her ein Baustein ist, um die Möglichkeit zu geben, es mit verschiedenen Typen von Steuereinheiten einzusetzen.
US-A-4 783 718 stellt eine elektrische Schalttafel mit einer Anzahl von Unterbrecherpositionen neben den Stromanschlüssen dar.
Ein System von Bausteinteilen zur Zusammenstellung von Steuer- und Verteilungstafeln wird in "Energie Technik no. 3, Mai 1990, Seiten 10 bis 13 dargestellt.

Zweck der Erfindung

Es ist ein Hauptzweck der Erfindung, ein neues EMCB Schalttafelsystem zu schaffen.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein EMCB Schalttafelsystem zu schaffen, das noch in schon bestehende Schalttafeln eingebaut werden kann.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein bausteinmäßiges EMCB Schalttafelsystem zu schaffen, das ohne weiteres von Differenzsteuereinheiten und EMCB Unterbrechertypen Gebrauch machen kann.
Noch ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein im nachhinein ges EMCB Schalttafelsystem zu schaffen, das Verdrahtungsdurcheinander in dem Schalttafelgehäuse minimalisiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Nach der Erfindung wird eine elektrische Schaltafel geschaffen, die Leistungsschienen besitzt und eine Mehrzahl von Unterbrecherpositionen gleich neben den genannten Leistungsschienen festlegt, charakterisiert durch einen Schnittstellenbausatz auf der genannten Schalttafel, der eine Anzahl von Unterbrecherpositionen einnimmt, Leistungszuführungseinrichtungen in dem genannten Schnittstellenbausatz zur Entwicklung von Betriebspotential von den genannten Leistungsschienen, einen Steuerbausatz, der an dem genannten Schnittstellenbausatz angebracht ist und mit dem genannten Betriebspotenzial beliefert wird;
einen Sammelschienenkanal, der mit dem Schnittstellenbausatz gekoppelt ist und einzelne Anschlußstücke gleich neben den entsprechenden Stücken der genannten Unterbrecherpositionen, um den Schnittstellenbausatz mit einem oder mehreren Unterbrechern, die ferngesteuert werden können, zu koppeln und dabei die entsprechenden der genannten Unterbrecherpositionen zu belegen, wobei der genannte Sammelschienenkanal durch den genannten Schnittstellenbausatz und den genannten fernsteuerbaren Unterbrecher unterstützt wird; und wobei der genannte Schnittstellenbausatz einen ersten Verbinder zur Verkuppelung des genannten Schnittstellenbausatzes mit dem genannten Steuerbausatz, und einen zweiten Verbinder zur Verkuppelung des genannten Schnittstellenbausatzes mit dem genannten fernsteuerbaren Unterbrecher über den genannten Sammelschienenkanal beinhaltet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung und ihre verschiedenen Aspekte kann besser verstanden werden bei Durchlesen der folgenden Spezifikation in Verbindung mit den Zeichnungen, wobei:
Figur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Schalttafel ist, die die Erfindung integriert;
Figur 2 eine Perspektive einer Schnittstellenbausatzbasis ist;
Figur 3 eine Seitenansicht einer Schnittstellenbausatzabdeckung ist;
Figur 4 eine Draufsicht auf die Schnittstellenbausatzabdeckung von Figur 3 ist;
Figur 5 eine Perspektivitätsansicht eines zusammengebauten Steuerbausatzes mit Abdeckung und Basis ist;
Figur 6 eine Seitenansicht der Steuerbausatzabdeckung ist;
Figur 7 eine teilweise durchschnittene Ansicht des auf dem Sammelschienenkanal angebrachten Schnittstellenbausatzes und des Steuerbausatzes ist; und
Figuren 8 und 9 Ansichten einer Klemmenkastenabdeckung sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausführung

Figur 1 illustriert eine Schalttafel, die eine Einfassung 10 beinhaltet in welcher ein Eingangskanal 12 bereitgestellt wird, um die von einer Quelle (nicht gezeigt) ausgehenden Haupteingangsstarkstromleitungen aufzunehmen, und eine Mehrzahl von Ausgangskanälen 14 zur Verteilung von Leistung an verschiedene Stromkreise und Zweige (ebenfalls nicht gezeigt). Zwei Einbaustützen 16 und 18 liegen parallel gegenüber auf jeder Seiten der Einfassung 10 und sind mittels einer Mehrzahl von geeigneten Haltern 17 daran angebracht. Die Hauptsammelschienen zur Bereitstellung der elektrischen Leistung für die verschiedenen Zweigschaltkreise sind nicht dargestellt, sind jedoch wohlbekannt und erstrecken sich normalerweise zwischen den Einbaustützen 16 und 18. Ein Hauptunterbrecher 20 wird gezeigt. Eine Vielzahl von Unterbrechern 22 einer konventionellen Ausführung wird in verschiedenen Stellen auf der Schalttafel gezeigt. Personen, die in dieser Technik bewandert sind, werden es zu schätzen wissen, daß die Schalttafel eine Vielzahl von Unterbrecherpositionen bestimmt (im eigentlichen zwei parallele Reihen von Unterbrecherpositionen), in welche ein einzelner Unterbrecher mit konventionellen Mitteln installiert ist. Ein Ende des Unterbrechers ist generell mechanisch und elektrisch mittels eines geeigneten federförmigen Verbinders (nicht gezeigt) mit einer der Betriebsspannungsleitungen verbunden und mittels einer Schraubklemmenverbindung mit einem Schaltungsdraht, der zu dem bestimmten Schaltkreis läuft, welcher durch den Unterbrecher geschützt wird. Ein Schnittstellenmodulbausatz 24 liegt gleich unter dem Hauptunterbrecher 20. Schnittstellenmodul 24 beinhaltet eine Leistungszuführung 26 und unterstützt ein Steuermodul 28, welches einen Klemmenkasten 30 beinhaltet. Ein Sammelschienenkanal 37 erstreckt sich entlang der Einbaustütze 16, aber, wie noch näher erklärt wird, ist er nicht direkt an dieser angebracht. Der Sammelschienenkanal beinhaltet Flanschen 81, 82, die erhobene Teile der Einbaustütze 16 für ungefähre Lokalisierungszwecke überspannen. Der Sammelschienenkanal wird durch das Schnittstellenmodul und einen oder mehrere der EMCBs 32, von denen vier in einer installierten Position gezeigt werden, in seiner Position sicher gehalten. Der Sammelschienenkanal 37 hält eine Mehrzahl von Verbindern 34 (von denen nur einer mit ununterbrochenen Linien gezeigt wird, weil die Verbinder unter den EMCBs 32 liegen), die mit einer gedruckten Schaltplatte (nicht gezeigt) verbunden sind. Der Sammelschienenkanal enthält ebenfalls zwei mehrpolige Verbinder 36 (von denen einer sichtbar ist und der andere unter der Leistungszuführung 26 liegt), welche elektrisch mit den verschiedenen Verbindern 34 gekoppelt sind. Wie schon kurz angesprochen wurde, kann der Sammelschienenkanal 37 auf jeder Seite der Schalttafel positioniert werden, da die Verbinder 36 auswechselbar sind. Das Schnittstellenmodul 24 kann auf dem Boden der Schalttafel sowie am Kopf angebracht werden. Wie vorher besprochen, können zwei Sammelschienenkanäle mit einem einzigen Schnittstellenmodul benutzt werden. In der dargestellten Ausführung verdrängt das Schnittstellenmodul sechs Unterbrecherpositionen auf der Schalttafel. Es sollte ebenfalls offensichtlich sein, daß EMCBs sowie konventionelle Unterbrecher, je nachdem was die Systemerfordernisse vorschreiben, zusammen auf der Schalttafel eingesetzt werden können. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, da es dadurch die Möglichkeit gibt, bestehende Schalttafeln mit einem Minimum an Verdrahtung im nachhinein mit EMCBs auszustatten. Wie man sehen kann, werden die Verbindungen zwischen der Schalttafelsammelschiene und dem Schnittstellenmodul, die Verbindungen zwischen dem Schnittstellenmodul und der Leistungszuführung und dem Steuermodul (einschließlich dem Klemmkasten) und den EMCBs durch gedruckte Schaltplatten und Verbinder geschaffen, mit dem Ergebnis, daß es keine äußeren Drähte gibt, die vorsichtig innerhalb der Schalttafeleinfassung positioniert werden müssen. Dies minimalisiert die Möglichkeit, daß die Steuerdrähte und die elktrischen Starkstromleitungen miteinander Kontakt bekommen. Die EMCBs beinhalten einen Gegensteckverbinder, der beschränkt beweglich parallel zu den Unterbrecherpositionen angebracht ist, so daß Verbinder 34 bei Installation des EMCB leicht in Eingriff gebracht werden kann. Der Verbinder 36 und ein oder mehrere der Verbinder 34 dienen dazu, den Sammelschienenkanal 37 neben der Schalttafel zu positionieren und zu halten.
Figuren 2, 3, 4 und 7 zeigen die allgemeine Kontruktion eines Schnittstellenmodulgehäuses, das nach der Erfindung konstruiert wurde. Speziell werden eine Basis 40 und eine Abdeckung 54 aus Plastik geformt, wobei die Basis 40 zwei hochstehende Rippen 48 besitzt, die die Phasenschranken in der Einfassung überspannen und die offenen Stellen bestimmen, die es möglich machen, die Leistungsstifte , die auf der gedruckten Schalttafel (keines von beiden gezeigt) im Schnittstellenmodul angebracht sind, mit den geeigneten Speisespannungsleitungen auf der Schalttafel zu aktivieren. Eine Vielzahl aufrecht stehender Leisten 50 sind um die Peripherie der Basis 40 geformt, um eine gedruckte Schalttafel eines Schnittstellenmoduls 73 zu halten (Figur 7). Zwei Öffnungen 44 und 46 befinden sich symmetrisch an den Enden der Basis 40, um es dem mehrpoligen Verbinder 80 (Figur 7) zu ermöglichen, sich von der gedruckten Schalttafel zum Boden der Schnittstellenmodulbasis 40 zu erstrecken. Es werden zwei einrastbare Verbindungseinrichtungen 39 dargestellt, um in die geeigneten Öffnungen in den Einbaustützen 16 oder 18 der Schalttafel 10 einzurasten, um so das Schnittstellenmodul 24 mit der Schalttafel ohne den Einsatz von Haltern sicher zu verbinden. Die Basis 40 hat herausgeschnittene rechteckige Stücke 49 an der unteren Kante, um eine Schnappbefestigung mit Zungen 59 der entsprechenden Füße 58, die sich von der Schnittstellenabdeckung 54 nach unten erstrecken. Die Zungen 59 erstrecken sich durch die Seitenöffnungen 59 in der Basis des Schnittstellenmoduls 40 und halten dessen Unterseite fest. Die eingeschnittenen Teile 52 werden in der Basis des Schnittstellenmoduls 40 gehalten, um die sich nach unten erstreckenden Füße 58 aufzunehmen und zu halten, wenn die Zungen 59 einrasten. Die Abdeckung 54 hat einen Ausschnitt 56, um Zugriff zu einem anderen Verbinder 84 (figur 7) möglich zu machen, der an der Vorderseite der gedruckten Schalttafel des Schnittstellenmoduls angebracht ist. Wie in Figur 7 gezeigt, sind ein Transformator 58A und ein oder mehrere elektrische Bauteile wie Kondensator 58B auf der gedruckten Schalttafel 73 und innerhalb der Abdeckung 54 angebracht.
Figuren 5 und 6 zeigen ein Steuermodul 28 mit einer Basis 62 und einer Abdeckung 64 wobei die Perspektive von Figur 5 die Abdeckung 64 in Position auf Basis 62 darstellt und Figur 6 eine Seitenansicht der Abdeckung 64 zeigt. Die Steuermodulbasis 62 ist mittels einer Mehrzahl von sich nach unten erstreckenden Füßen 66 an der Abdeckung mit Zungen 68, die auf der Unterseite der Basis 62 mittels einer Mehrzahl von darin geformten Schlitzen 69 festhalten, an der Abdeckung 64 angebracht. Wie man in Figur 7 sehen kann, beinhaltet Steuermodul 28 eine Vorrichtung zur Haltung einer Anzahl von gedruckten Schalttafeln (61, 63, 75) sowie verschiedener elektronischer Apparate (nicht dargestellt), um Eingänge von verschiedenen Sensoren zu ermöglichen und so verschiedene Treiber (nicht gezeigt) zu betreiben, um die EMCBs zu betätigen. Eine passend geformte Öffnung 56A ist in der Basis 62 des Steuermoduls 28 teilweise sichtbar und macht eine Verbindung zwischen dem Verbinder 85 auf der gedruckten Schaltplatte 75 und dem Schnittstellenmodul 24 (siehe Figur 7) möglich. Öffnung 56A ist so angeordnet, daß sie sich mit der entsprechenden Öffnung 56 in der Schnittstellenmodulabdeckung (Figur 4) deckt. Der am Ende des Steuermoduls 28 geformte Klemmenkasten 30 beinhaltet aufrechte Wandteile, die die runden Öffnungen 70 und 71 in sich festlegen, um so die Möglichkeit zu schaffen, daß Steuerdrähte von jeder Seite des Steuermoduls eingeführt werden können. Wie man aus Figuren 7, 8 und 9 ersehen kann, wurde eine Kappe 90 so angepaßt, daß sie über den Klemmenkasten 30 paßt und eine Platte zur Abdeckung einer der Öffnungen 70 oder 71 beinhaltet, je nachdem wo die Steuerdrähte hereinkommen.
Speziell auf Figur 7 bezogen, wird eine teilweise Durchschnittsansicht des zusammengestellten Schnittstellenmoduls 24 und Steuermoduls 28 in Position auf Sammelschienenkanal 37 gezeigt. Zwei Leistungsstifte 72 (nur einer ist sichtbar) erstrecken sich unter dem Zentrum des Schnittstellenmoduls 24 und sind mit der gedruckten Schaltplatte 73 verbunden, die innerhalb der Schnittstellenmodulbasis 40 gehalten wird. Eine der Sammelschienen 74 in der Einfassung 10 wird in Kontakt mit Leistungsstift 72 gezeigt. Wie dargestellt, umfaßt Sammelschienenkanal 37, welcher auf der gegenüberliegenden Seite der Schalttafel zu der in Figur 1 gezeigten, dargestellt wird, wenn möglich zwei ineinander eingreifende, hervorstehende Kanalteile aus Plastik 41 und 42, die zwischen sich eine gedruckte Schalttafel 43 halten. Ein Verbinder 36 wird auf der gedruckten Schalttafel 43 gehalten und elektrisch damit gekoppelt und bringt einen Gegensteckverbinder 80 in Eingriff, der auf der gedruckten Schalttafel 73 im Schnittstellenmodul 24 gehalten wird. Der Verbinder 36 erstreckt sich durch Öffnung 46 in der Basis 40 des Schnittstellenmoduls 24. Sammelschienenkanal 37 läuft wiederum entlang der Einbaustütze 18 mittels passender, sich nach unten erstreckender Bauteile 82. Steuermodul 28 wurde durchschnitten dargestellt, um die gedruckte Schalttafel 75 zu zeigen, die den Verbinder 85 hält, welcher den Verbinder 84 in Eingriff bringt der auf der gedruckten Schalttafel 73 im Schnittstellenmodul 24 angebracht ist. Eine Vielzahl von Schraubklemmen 87 und 88 wird zur Verbindung der Steuerdrähte mit den verschiedenen Leiterzügen (nicht gezeigt) auf der gedruckten Schalttafel 75 bereitgestellt. Eine Kappe 90, am besten in Figuren 8 und 9 dargestellt, bringt die aufrechten Wände des Klemmenkastens 30 in Eingriff und beinhaltet eine sich nach unten erstreckende Klappe 92, die eine der Öffnungen 70 und 71 überdeckt. Die andere Öffnung wird mit einem passenden Kabelkanal 29 gekoppelt, wie in Figur 1 für das Gehäuse der hereinkommenden Niederspannungssteuerdrähte dargestellt. Die Kappe 90 hat zwei gegenüberliegende, sich nach unten erstreckende Seiten 94, die Anschlußfahnen 96 besitzen, um in passende Ausbuchtungen 97 in der Innenwandoberfläche des Klemmenkastens 30 (Figur 7) einzugreifen.
Die in dieser Technik bewandert sind, werden es zu schätzen wissen, daß der Sammelschienenkanal 37 in drei Abschnitten hergestellt werden kann, wobei die zwei Endteile die Verbinder 36 beinhalten, die mit dementsprechenden Leiterzügen in Verbindung stehen, welche an die verschiedenen Verbinder 34 und an die Schalttafel des Schnittstellenmoduls über Verbinder 36 und 80 anschließen. Man wird ebenfalls anerkennen, daß in die obere Oberfläche der Abdeckung 64 des Steuermoduls 28 Potentiometer, Anzeigegeräte und dergleichen eingebaut werden können, um Bedienungsjustierungen oder Statusanzeigen der verschiedenen vom Steuermodul gesteuerten Einrichtungen zu ermöglichen. Man glaubt, daß all diese Modifikationen weit innerhalb der in den anhängenden Patentansprüchen definierten Ausführungen der Erfindung liegen und in dieser Technik bewanderten Personen offensichtlich sein sollten. Die Erfindung wird nur wie in den Ansprüchen definiert eingeschränkt.

Claims

1. Eine elektrischen Schalttafel, die Sammelschienen (74) besitzt und eine Mehrzahl von Unterbrecherpositionen neben den genannten Sammelschienen (74) bestimmt, und durch folgendes charakterisiert:

ein Schnittstellenmodul (24) , das auf der genannten Schalttafel gehalten wird und eine Vielzahl von Unterbrecherpositionen einnimmt;

eine Leistungszuführungseinrichtung im genannten Schnittstellenmodul (24) zur Entwicklung von Betriebspotential von den genannten Sammelschienen (74);

ein Steuermodul (28), das in dem genannten Schnittstellenmodul (24) angebracht ist und mit dem genannten Betriebspotential gespeist wird;

ein Sammelschienenkanal (37), der mit dem Schnittstellenmodul (24) gekoppelt ist und individuelle Verbinder (34) neben den dementsprechenden genannten Unterbrecherpositionen beinhaltet zur Verkupplung des Schnittstellenmoduls (24) mit einem oder mehreren fernbedienbaren Unterbrechern (32), die die jeweiligen der genannten Unterbrecherpositionen einnehmen, wobei der genannte Sammelschienenkanal (37) vom genannten Schnittstellenmodul (24) und dem genannten fernbedienbaren Unterbrecher (32) gehalten wird; und

daß das genannte Schnittstellenmodul (24) einen ersten Verbinder (84) zur Verbindung des genannten Schnittstellenmoduls (24) mit dem genannten Steuermodul (28) beinhaltet und einen zweiten Verbinder (80) zur Verbindung des genannten Schnittstellenmoduls mit dem genannten fernbedienbaren Unterbrecher (32) über den genannten Sammelschienenkanal (37).

2. Eine Schalttafel wie nach Anspruch 1, dadurch charakterisiert, daß das genannte Schnittstellenmodul (24) eine mechanische Schnappeinrichtung (39) zum Einschnappen in die genannte Schalttafel beinhaltet und Leistungsstifte (72), um elektrischen Kontakt zu den gannten Sammelschienen (74) herzustellen.

3. Eine Schalttafel wie nach Anspruch 2, dadurch charakterisiert, dar das genannte Steuermodul (28) aufdem genannten Schnittstellenmodul (24) einschnappt und Einrichtungen zur Haltung einer Vielzahl von gedruckten Schalttafeln (61, 63, 75) beinhaltet und weiterhin eine abnehmbare Endkappe (90) zur Aufnahme einer Vielzahl von Niederspannungsklemmen (87, 88) besitzt.

4. Eine Schalttafel wie nach einem der vorhergehenden Asnprüche, dadurch charakterisiert, daß der genannte Sammelschienenkanal (37) allein von dem genannten Schnittstellenmodul (24) und einem oder mehreren der genannten fernbedienbaren Unterbrecher (32) getragen wird.