EP1218907B1 - Aktoreinheit mit mindestens zwei schützen und einer sicheren ansteuereinheit - Google Patents

Aktoreinheit mit mindestens zwei schützen und einer sicheren ansteuereinheit Download PDF

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EP1218907B1
EP1218907B1 EP00978940A EP00978940A EP1218907B1 EP 1218907 B1 EP1218907 B1 EP 1218907B1 EP 00978940 A EP00978940 A EP 00978940A EP 00978940 A EP00978940 A EP 00978940A EP 1218907 B1 EP1218907 B1 EP 1218907B1
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EP
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contactors
phase circuit
actuator unit
drive unit
unit
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Werner Krämer
Martin Meinke
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • H01H47/004—Monitoring or fail-safe circuits using plural redundant serial connected relay operated contacts in controlled circuit

Definitions

  • Such an actuator is well known. It is used in safety-related three-phase circuits to ensure safe emergency shutdown of the three-phase circuit, even if one of the contactors fails.
  • the drive unit is often located far away from the shooter.
  • a plurality of lines between the contactors and the drive unit to lay In particular, at least two supply lines and at least one feedback line must be installed per contactor.
  • the object of the present invention is to provide an actuator in which a safe emergency shutdown of the three-phase circuit is ensured with the least possible wiring.
  • the object is achieved in that the contactors and the drive unit are combined to form a unit assembled and disassembled built-in module.
  • both the supply lines and the feedback lines within the actuator unit can be fixed wired. Even the three-phase circuit can already be firmly connected in advance between the shooters.
  • the wiring effort is reduced even further if the emergency shutdown signal can be forwarded by the control unit via a safe output channel to a further actuator unit.
  • the actuator unit can also be used for operational opening and closing of the three-phase circuit.
  • the opening of the three-phase circuit is particularly safe when the drive unit for opening the three-phase circuit always disables all contactors.
  • the actuator unit can also be used in environments containing splash water and dust.
  • “High degree of protection” means protection at least to IP 54, better to IP 65, possibly even to IP 67.
  • the actuator unit has connectors for connecting the contactors to the three-phase circuit, the external wiring of the actuator unit can be accomplished very quickly.
  • the connectors are preferably accessible from outside the housing.
  • the actuator unit operates particularly reliably.
  • an actuator unit A has two contactors 1, 2 and a fail-safe control unit 3.
  • a three-phase circuit 4 can be opened and closed.
  • the contactors 1, 2 are designed so that the three-phase circuit 4 may have a rated voltage U of up to 1 kV. In particular, the nominal voltage can thus be 380 V and more.
  • the three-phase circuit 4 is opened as soon as at least one of the contactors 1, 2 is deactivated.
  • the actuator unit A has several safe shutdown channels 5. Via each of the safe shutdown channels 5, the drive unit 3 can be supplied with an emergency shutdown signal for the three-phase circuit 4. As soon as the drive unit 3 is supplied with an emergency shutdown signal via one of the safe shutdown channels 5, the drive unit 3 activates both contactors 1, 2 and deactivates them. As a result, both contactors 1, 2 open the three-phase circuit 4. Thus, the three-phase circuit 4 is safely opened even in the event of failure of one of the contactors 1, 2.
  • the drive unit 3 also has an input channel 6. About the input channel 6 of the drive unit 3, a drive signal for the three-phase circuit 4 can be fed. In the absence of the emergency shutdown signal, the drive unit 3 is therefore able to open or close the three-phase circuit 4 in accordance with the drive signal.
  • the contactors 1, 2 and the control unit 3 are combined to form an assembly module 7 that can be assembled and disassembled as a unit.
  • an assembly module 7 that can be assembled and disassembled as a unit.
  • a large part of the internal wiring of the built-in module 7 can be firmly pre-connected. Both the wiring costs when connecting the installation module. 7 as well as the risk of Fehlverdrahungen is thus significantly reduced.
  • the actuator unit A has a safe output channel 8. Via the output channel 8, the emergency shutdown signal from the drive unit 3 to a further, only schematically shown in FIG 1 actuator unit B can be passed.
  • the structure and operation of the actuator B essentially correspond to those of the actuator unit A.
  • the actuator unit B via an input channel 10, a drive signal for a three-phase circuit 11 can be fed.
  • the three-phase circuit 11 may have a rated voltage U of up to 1 kV. In particular, therefore, the rated voltage of the three-phase circuit 11 can also be 380 V and more here.
  • the drive signal for the three-phase circuit 11 may be different from the drive signal for the three-phase circuit 4.
  • the further actuator unit B has a safe output channel 12. About the output channel 12, the Notabschaltsignal can be passed from the other actuator unit B to another, not shown in FIG 1 actuator unit.
  • the actuator unit B has only one safe shutdown channel 13. This is also sufficient with the actuator unit B, since it does not have to monitor several safe shutdown channels. Because this task is performed by the actuator unit A. The actuator unit B must be able to respond only to an emergency shutdown signal forwarded by the actuator unit A.
  • the housing 14 is formed as a housing 14 high degree of protection, by means of which the contactors 1, 2 and the drive unit 3 are encapsulated by the environment.
  • "High degree of protection” means protection at least according to degree of protection IP 54, better according to degree of protection IP 65, possibly even according to degree of protection IP 67.
  • the actuator unit A has according to FIG 3 connectors 15 to 17.
  • the connectors 15 to 17 are accessible from outside the housing 14.
  • the contactors 1, 2 are connected to the three-phase circuit 4.
  • the connector 16 electrical energy is supplied to the shooters 1, 2 and the drive unit 3.
  • the drive unit 3 further signals, z. B. Notaussignale and normal control signals, fed. Furthermore, signals can be transmitted to the actuator unit B via the plug connectors 17.
  • the connectors 15 are assigned locking lever 18.
  • the connector 16 threaded holes 19 are assigned.
  • the connectors 17 are provided with screw threads 20.
  • the locking lever 18, the threaded holes 19 and the screw 20 form holding devices 18 to 20. With them are not shown, connected to the connectors 15 to 17 mating connector and / or not shown, on the connectors 15 to 17 patch covers against accidental loosening ensured.
  • the provision of the housing 14 with the connectors 15 to 17 and also the assignment of the holding devices 18 to 20 to the connectors 15 to 17 is of course possible regardless of the presence and the formation of the housing 14 as a housing 14 high degree of protection.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktoreinheit mit mindestens zwei Schützen und einer sicheren Ansteuereinheit,
    • wobei mittels der Schütze ein Drehstromkreis mit einer Nennspannung von mindestens 380 V öffen- und schließbar ist und der Drehstromkreis geöffnet wird, sobald mindestens eines der Schütze deaktiviert wird,
    • wobei der Ansteuereinheit über mindestens einen sicheren Abschaltkanal ein Notabschaltsignal für den Drehstromkreis zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit durch Ansteuerung mindestens eines der Schütze den Drehstromkreis öffnet.
  • Eine derartige Aktoreinheit ist allgemein bekannt. Sie wird bei sicherheitsgerichteten Drehstromkreisen eingesetzt, um eine sichere Notabschaltung des Drehstromkreises auch bei Versagen eines der Schütze zu gewährleisten.
  • Im Stand der Technik ist die Ansteuereinheit oftmals weit von den Schützen entfernt angeordnet. Somit ist eine Vielzahl von Leitungen zwischen den Schützen und der Ansteuereinheit zu verlegen. Insbesondere müssen pro Schütz mindestens zwei Versorgungsleitungen und mindestens eine Rückmeldeleitung verlegt werden.
  • Eine gattungsgemäße Ansteuereinheit wird in dem Dokument US 3 898 527 gezeigt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Aktoreinheit zu schaffen, bei der eine sichere Notabschaltung des Drehstromkreises bei möglichst geringem Verdrahtungsaufwand gewährleistet ist.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schütze und die Ansteuereinheit zu einem als Einheit montier- und demontierbaren Einbaumodul zusammengefaßt sind.
  • Denn dann können sowohl die Versorgungsleitungen als auch die Rückmeldeleitungen innerhalb der Aktoreinheit festverdrahtet vorgegeben sein. Auch der Drehstromkreis kann zwischen den Schützen bereits vorab fest angeschlossen sein.
  • Bei mehreren notabzuschaltenden Aktoreinheiten verringert sich der Verdrahtungsaufwand noch weiter, wenn das Notabschaltsignal von der Ansteuereinheit über einen sicheren Ausgangskanal an eine weitere Aktoreinheit weitergebbar ist.
  • Wenn der Ansteuereinheit über einen Eingangskanal ein Ansteuersignal für den Drehstromkreis zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit bei Nichtvorliegen des Notabschaltsignals den Drehstromkreis entsprechend dem Ansteuersignal öffnet bzw. schließt, ist die Aktoreinheit auch zum betriebsmäßigen Öffnen und Schließen des Drehstromkreises einsetzbar.
  • Das Öffnen des Drehstromkreises ist besonders sicher, wenn die Ansteuereinheit zum Öffnen des Drehstromkreises stets alle Schütze deaktiviert.
  • Wenn die Schütze und die Ansteuereinheit von einem Gehäuse in hoher Schutzart abkapselt sind, ist die Aktoreinheit auch in spritzwasserhaltiger und staubbelasteter Umgebung einsetzbar. "Hohe Schutzart" bedeutet dabei Schutz mindestens nach IP 54, besser nach IP 65, evtl. sogar nach IP 67.
  • Wenn die Aktoreinheit Steckverbinder zum Verbinden der Schütze mit dem Drehstromkreis aufweist, ist die externe Verdrahtung der Aktoreinheit sehr schnell zu bewerkstelligen. Die Steckverbinder sind vorzugsweise von außerhalb des Gehäuses zugänglich.
  • Wenn die Steckverbinder Haltevorrichtungen zum Sichern von mit den Steckverbindern verbundenen Gegensteckverbindern aufweisen, arbeitet die Aktoreinheit besonders zuverlässig.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung die
    • FIG 1 und 2
    je eine Aktoreinheit.
  • Gemäß FIG 1 weist eine Aktoreinheit A zwei Schütze 1, 2 und eine fehlersichere Ansteuereinheit 3 auf. Mittels der Schütze 1, 2 ist ein Drehstromkreis 4 öffen- und schließbar. Die Schütze 1, 2 sind derart ausgelegt, daß der Drehstromkreis 4 eine Nennspannung U von bis zu 1 kV aufweisen kann. Insbesondere kann die Nennspannung also 380 V und mehr betragen. Der Drehstromkreis 4 wird geöffnet, sobald mindestens eines der Schütze 1, 2 deaktiviert wird.
  • Die Aktoreinheit A weist mehrere sichere Abschaltkanäle 5 auf. Über jeden der sicheren Abschaltkanäle 5 kann der Ansteuereinheit 3 ein Notabschaltsignal für den Drehstromkreis 4 zugeführt werden. Sobald der Ansteuereinheit 3 über einen der sicheren Abschaltkanäle 5 ein Notabschaltsignal zugeführt wird, steuert die Ansteuereinheit 3 beide Schütze 1, 2 an und deaktiviert sie. Dadurch öffnen beide Schütze 1, 2 den Drehstromkreis 4. Somit wird der Drehstromkreis 4 auch bei Versagen eines der Schütze 1, 2 sicher geöffnet.
  • Der Ansteuereinheit 3 weist ferner einen Eingangskanal 6 auf. Über den Eingangskanal 6 ist der Ansteuereinheit 3 ein Ansteuersignal für den Drehstromkreis 4 zuführbar. Bei Nichtvorliegen des Notabschaltsignals ist die Ansteuereinheit 3 daher in der Lage, den Drehstromkreis 4 entsprechend dem Ansteuersignal zu öffnen bzw. zu schließen.
  • Gemäß FIG 1 sind die Schütze 1, 2 und die Ansteuereinheit 3 zu einem als Einheit montier- und demontierbaren Einbaumodul 7 zusammengefaßt. Dadurch kann ein Großteil der internen Verdrahtung des Einbaumoduls 7 fest vorverbunden sein. Sowohl der Verdrahtungsaufwand beim Anschließen des Einbaumoduls 7 als auch die Gefahr von Fehlverdrahungen ist somit deutlich verringert.
  • Die Aktoreinheit A weist einen sicheren Ausgangskanal 8 auf. Über den Ausgangskanal 8 kann das Notabschaltsignal von der Ansteuereinheit 3 an eine weitere, in FIG 1 nur schematisch dargestellte Aktoreinheit B weitergegeben werden.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise der Aktoreinheit B entsprechen im wesentlichen denen der Aktoreinheit A. Insbesondere ist auch der Aktoreinheit B über einen Eingangskanal 10 ein Ansteuersignal für einen Drehstromkreis 11 zuführbar. Auch der Drehstromkreis 11 kann eine Nennspannung U von bis zu 1 kV aufweisen. Insbesondere kann also auch hier die Nennspannung des Drehstromkreises 11 380 V und mehr betragen.
  • Das Ansteuersignal für den Drehstromkreis 11 kann vom Ansteuersignal für den Drehstromkreis 4 verschieden sein. Ferner weist auch die weitere Aktoreinheit B einen sicheren Ausgangskanal 12 auf. Über den Ausgangskanal 12 kann das Notabschaltsignal von der weiteren Aktoreinheit B an eine weitere, in FIG 1 nicht mehr dargestellte Aktoreinheit weitergegeben werden.
  • Im Gegensatz zur Aktoreinheit A weist die Aktoreinheit B aber nur einen einzigen sicheren Abschaltkanal 13 auf. Dies ist bei der Aktoreinheit B auch hinreichend, da diese nicht mehrere sichere Abschaltkanäle überwachen muß. Denn diese Aufgabe wird von der Aktoreinheit A wahrgenommen. Die Aktoreinheit B muß nur auf ein von von der Aktoreinheit A weitergegebenes Notabschaltsignal reagieren können.
  • Das Vorsehen nur eines einzigen sicheren Abschaltkanals 13 für die Aktoreinheit B verringert auch den Verdrahtungsaufwand. Denn bereits zum Anschließen nur eines Notsignalauslösers 9 an die Aktoreinheit A muß je ein sicherer Abschaltkanal 5 sechs Anschlüsse aufweisen. Zum Weitergeben eines Notabschaltsignals von der Aktoreinheit A an die Aktoreinheit B müssen der sichere Ausgangskanal 8 der Aktoreinheit A und der sichere Abschaltkanal 13 der Aktoreinheit B aber nur je zwei Anschlüsse aufweisen.
  • FIG 2 zeigt nun die mechanisch-konstruktive Ausgestaltung der Aktoreinheit A von FIG 1.
  • Gemäß FIG 2 ist sind die Schütze 1, 2 und die Ansteuereinheit 3 in einem Gehäuse 14 angeordnet. Das Gehäuse 14 ist als Gehäuse 14 hoher Schutzart ausgebildet, mittels dessen die Schütze 1, 2 und die Ansteuereinheit 3 von der Umgebung abkapselt werden. "Hohe Schutzart" bedeutet dabei Schutz mindestens nach Schutzart IP 54, besser nach Schutzart IP 65, evtl. sogar nach Schutzart IP 67.
  • Die Aktoreinheit A weist gemäß FIG 3 Steckverbinder 15 bis 17 auf. Die Steckverbinder 15 bis 17 sind von außerhalb des Gehäuses 14 zugänglich. Mittels der Steckverbinder 15 sind die Schütze 1, 2 mit dem Drehstromkreis 4 verbindbar. Mittels des Steckverbinders 16 ist den Schützen 1, 2 und der Ansteuereinheit 3 elektrische Energie zuführbar. Mittels der Steckverbinder 17 sind der Ansteuereinheit 3 weitere Signale, z. B. Notaussignale und normale Steuersignale, zuführbar. Ferner sind über die Steckverbinder 17 Signale an die Aktoreinheit B übermittelbar.
  • Den Steckverbindern 15 sind Verriegelungshebel 18 zugeordnet. Dem Steckverbinder 16 sind Gewindebohrungen 19 zugeordnet. Die Steckverbinder 17 sind mit Schraubgewinden 20 versehen. Die Verriegelungshebel 18, die Gewindebohrungen 19 und die Schraubgewinde 20 bilden Haltevorrichtungen 18 bis 20. Mit ihnen sind nicht dargestellte, mit den Steckverbindern 15 bis 17 verbundene Gegensteckverbinder und/oder nicht dargestellte, auf die Steckverbinder 15 bis 17 aufgesetzte Abdeckungen gegen versehentliches Lösen sicherbar.
  • Das Versehen des Gehäuses 14 mit den Steckverbindern 15 bis 17 und auch das Zuordnen der Haltevorrichtungen 18 bis 20 zu den Steckverbindern 15 bis 17 ist selbstverständlich unabhängig vom Vorhandensein und von der Ausbildung des Gehäuses 14 als Gehäuse 14 hoher Schutzart möglich.

Claims (8)

  1. Aktoreinheit mit mindestens zwei Schützen (1, 2) und einer sicheren Ansteuereinheit (3),
    - wobei mittels der Schütze (1, 2) ein Drehstromkreis (4) mit einer Nennspannung von mindestens 380 V öffen- und schließbar ist und der Drehstromkreis (4) geöffnet wird, sobald mindestens eines der Schütze (1, 2) deaktiviert wird,
    - wobei der Ansteuereinheit (3) über mindestens einen sicheren Abschaltkanal (5) ein Notabschaltsignal für den Drehstromkreis (4) zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit (3) durch Ansteuerung mindestens eines der Schütze (1, 2) den Drehstromkreis (4) öffnet,

    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schütze (1, 2) und die Ansteuereinheit (3) zu einem als Einheit montier- und demontierbaren Einbaumodul (7) zusammengefaßt sind.
  2. Aktoreinheit nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Notabschaltsignal von der Ansteuereinheit (3) über einen sicheren Ausgangskanal (8) an eine weitere Aktoreinheit (B) weitergebbar ist.
  3. Aktoreinheit nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Ansteuereinheit (3) über einen Eingangskanal (6) ein Ansteuersignal für den Drehstromkreis (4) zuführbar ist, aufgrund dessen die Ansteuereinheit (3) bei Nichtvorliegen des Notalbschaltsignals den Drehstromkreis (4) entsprechend dem Ansteuersignal öffnet bzw. schließt.
  4. Aktoreinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ansteuereinheit (3) zum Öffnen des Drehstromkreises (4) stets alle Schütze (1, 2) deaktiviert.
  5. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schütze (1, 2) und die Ansteuereinheit (3) von einem Gehäuse (14) in hoher Schutzart abkapselt sind.
  6. Aktoreinheit nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sie Steckverbinder (15) zum Verbinden der Schütze (1, 2) mit dem Drehstromkreis (4) aufweist.
  7. Aktoreinheit nach Anspruch 5 und 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steckverbinder (15) von außerhalb des Gehäuses (14) zugänglich sind.
  8. Aktoreinheit nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steckverbinder (15) Haltevorrichtungen (18) zum Sichern von mit den Steckverbindern (15) verbundenen Gegensteckverbindern aufweisen.
EP00978940A 1999-10-08 2000-09-18 Aktoreinheit mit mindestens zwei schützen und einer sicheren ansteuereinheit Expired - Lifetime EP1218907B1 (de)

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EP1218907A1 EP1218907A1 (de) 2002-07-03
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