EP1403971A2 - Schaltanlage - Google Patents

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Publication number
EP1403971A2
EP1403971A2 EP03020224A EP03020224A EP1403971A2 EP 1403971 A2 EP1403971 A2 EP 1403971A2 EP 03020224 A EP03020224 A EP 03020224A EP 03020224 A EP03020224 A EP 03020224A EP 1403971 A2 EP1403971 A2 EP 1403971A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switchgear
switchgear according
support element
connection modules
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03020224A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1403971A3 (de
Inventor
Heinz Ungermann
German Kager
Michael Ziegmann
Thomas Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wieland Electric GmbH
Original Assignee
Wieland Electric GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wieland Electric GmbH filed Critical Wieland Electric GmbH
Publication of EP1403971A2 publication Critical patent/EP1403971A2/de
Publication of EP1403971A3 publication Critical patent/EP1403971A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2475—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members penetrating the insulation being actuated by screws, nuts or bolts
    • H01R4/2483—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members penetrating the insulation being actuated by screws, nuts or bolts penetrating the area under the screw tip
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks

Definitions

  • the invention relates to a switchgear assembly, in particular a control cabinet, according to the preamble of claim 1.
  • switchgear known from the prior art with a main circuit for supplying the consumers switched by the switchgear and an auxiliary circuit for supplying the internal components of the switchgear
  • the internal electrical components of the switchgear are supplied by a current distribution system which consists of a number of looped-through terminal blocks .
  • the disadvantage here is that the power supply to a large number of components is disturbed as soon as a contact on only one of the terminal blocks fails. The risk of failure due to an interruption in the power supply is therefore very high.
  • Switchgear systems are also known in which the distribution lines are formed by copper bars. Terminal blocks are screwed onto these copper bars, which are then used to remove potential.
  • a disadvantage of this structure is that the copper bars must be protected against contact by expensive covers.
  • existing copper taps can only be changed or supplemented with great effort when copper bars are installed. Because of the rigid structure of the rails, flexible installation is also not feasible.
  • the invention has for its object to provide a particularly safe switchgear that can be wired quickly and easily. This object is achieved by a switchgear assembly according to claim 1.
  • the switchgear according to the invention has a main circuit for supplying the loads switched by the switchgear and an auxiliary circuit for Supply of the internal components of the switchgear, the main line of the auxiliary circuit having a number of distribution lines.
  • the main idea of the invention is to replace the copper bars previously used for the auxiliary circuit by distribution lines. Permanent protection against accidental contact is guaranteed by using an insulated conductor instead of a bare metal rail. Additional covers are therefore no longer required. The entire auxiliary circuit thus has no current-carrying parts on the outside, so that high safety requirements are met. At the same time, laying a distribution line takes less effort than installing busbars. This applies both to the actual installation of the supply line in the switchgear and to the dimensioning of the supply line on site. Distribution lines can be cut to the desired length much more easily than is possible with busbars. The use of a cable instead of a rail allows a high degree of flexibility when laying the power distribution system.
  • the power is distributed over a continuous line, a high level of supply security can be achieved without individual defective outlets influencing the supply to the other components of the switchgear.
  • the use of cables ensures that a tap can be attached at any point on the cable. There is no need to adhere to a fixed grid dimension. Additional taps can easily be attached anywhere on the line. It is just as easy to detach existing taps from the line and, if necessary, to reinstall them elsewhere. This ensures a quick and simple connection between the power supply and the internal electrical components of the switchgear to be connected. New outlets can also be retrofitted without interrupting the wiring harness. This also ensures high security of supply.
  • switchgear is understood to mean an electrical system which, through the assembly of switchgear, busbars and associated connecting lines and other accessories, such as transducers or measuring devices.
  • switchgear a combination of switching devices with associated control, measuring, protective and regulating devices as well as assemblies from such devices and devices with the associated connections, accessories, encapsulations and load-bearing scaffolds is thus included.
  • the current generated or the current coming from different lines is collected, measured, monitored and distributed.
  • control cabinets are particularly useful since the limited installation space available in this type of switchgear can be used particularly effectively by using supply lines.
  • a main circuit of the switchgear comprises all conductive parts of the switchgear which belong to the circuits for the switching devices of the switchgear are provided for switching on and off.
  • the main circuit can have a line busbar, which for example forwards the fed-in and rectified current to the inverters or other consumers associated with the motors.
  • the main circuit is understood to mean the primary circuit for supplying the switched consumers, for example motors, factory blocks or drive turbines. This primary supply therefore serves the actual purpose of the switchgear.
  • the main circuit can be designed, for example, for powers of 800 to 1000 kilowatts and a current of 3000 amperes, for example.
  • An auxiliary circuit of a switchgear assembly is understood to mean all conductive parts of a switchgear assembly which are intended for connection to the control, measuring, protective and regulating devices, etc.
  • the auxiliary circuit serves to supply the internal electrical components of the switchgear with electrical current.
  • This secondary circuit therefore includes in particular a 24 volt supply for the control electronics for controlling in the Switchgear existing inverters and a 690 volt power supply for fans that are available for cooling the switchgear.
  • control signals for example for actuators and sensors of the inverters, are also transmitted in the auxiliary circuit.
  • the data signal can, for example, also be modulated onto the 24 volt auxiliary power.
  • the main line of the auxiliary circuit is understood to mean the line or lines that conduct electrical current from a feed point to the individual internal components of the switchgear.
  • the main line of the auxiliary circuit then has taps from which current for the individual components can be tapped.
  • the main line has a plurality of single-core supply lines which run essentially parallel to one another.
  • a single-core line is understood to mean a line with an insulated conductor, the conductor being able to consist of one or more wires. In particular, this includes both stranded conductors and rigid conductors.
  • multi-core or multi-core supply lines are used for the main line.
  • the cores are spaced apart and run essentially parallel to one another.
  • a multi-core cable refers to a cable with two to five insulated conductors, including the center conductor and protective conductor, whereas a multi-core cable defines a cable with more than five cores.
  • both a plurality of insulated individual conductors, and also a ribbon cable comprising a plurality of individual conductors, or else a landline can be used as distribution lines. Since the individual wires preferably run at a defined distance from one another, the contacting of the line to form a potential tap is greatly simplified, since connection modules and other connection parts with standard dimensions can be used.
  • Two wires can transmit +24 volts and -24 volts auxiliary energy, for example.
  • the three remaining wires are used, for example, to transmit three phases L1, L2 and L3 of a 690 volt power supply for the fan motors.
  • connection modules are provided for contacting the line, which are inventive for themselves. These connection modules represent the taps on the main line of the auxiliary circuit, current being tapped to supply individual components of the switchgear, such as converters.
  • a connection module is preferably assigned to each wire of the line.
  • the connection modules have insulation displacement contacts (claim 5) and / or insulation penetration contacts (claim 6). With both types of contact, it is ensured that the insulation of the line is only interrupted at the points at which the line is to be contacted. On the other hand, there is insulation of the distribution line at all non-contacted points, so that protection against accidental contact is always guaranteed.
  • connection modules each have a contact block.
  • This contact block serves to receive the conductor to be connected and for this purpose has a groove into which the conductor to be connected is inserted for contacting.
  • the groove is U-shaped, so that the conductor is prevented from escaping to the side when the contact pressure is applied to the conductor.
  • connection module advantageously has one or more tapping contacts for connecting tapping lines.
  • tapping contacts preferably screw contacts, clamping contacts or spring contacts, advantageously cooperate with the contact block, which has at least one contact area for this purpose (claim 8).
  • the insulation displacement contact or the insulation penetration contact is connected to one or more tapping contacts via the contact block.
  • connection module with the U-shaped groove of the contact block which is open towards the bottom is placed on the conductor to be connected.
  • a support element which is designed to accommodate a number of connection modules, serves as the counter bearing (claim 9). In other words, the support element serves to fix the conductor to be contacted together with the connection module and to enable contacting.
  • the wires to be connected are fixed particularly securely if the support element also has U-shaped recesses as receptacles for the wires, which interact in pairs in the contacting position with the U-shaped grooves of the connection modules.
  • connection modules can be fixed to the support element (claim 10).
  • the connection modules are preferably attached to the support element in a detachable manner.
  • An embodiment is particularly advantageous, according to which locking lugs are provided on the underside of the connection modules, which engage in correspondingly formed recesses on the support element, and form a connection in the manner of a fixed locking mechanism by moving the connection module in the support element.
  • other fastening elements can also be used, for example to form a snap-in, screw or clamp connection.
  • a further embodiment of the invention according to claim 11 is particularly advantageous, according to which the support element is fastened on a holding element in the form of a holding rail.
  • a holding element in the form of a holding rail.
  • Such rails are usually included as standard in switchgear.
  • the Holding or mounting rail for example in the form of a top-hat rail, preferably runs parallel to the supply line.
  • the support element is then arranged opposite the holding rail in such a way that the connection modules arranged on the support element are each arranged exactly above a conductor to be connected.
  • the support element has holding devices on its underside. These can be, for example, latching or clamping hooks for hooking up with corresponding devices of the holding rail.
  • the support element and / or the connection module has a securing device.
  • the fuse device is preferably a short-circuit fuse, for example a fuse, for protecting line circuits of electrical consumers. This ensures short-circuit protection directly at the potential tap, which serves to further increase system security.
  • FIG. 1 shows part of a main line 1 for supplying electrical components of the auxiliary circuit of a switchgear assembly according to the invention.
  • the power supply is ensured by five single-core distribution lines 2, which are arranged equidistant from one another.
  • the lines 2 are fixed between a connection module 3 and a support element 4.
  • the supporting element 4 which is designed in the manner of a mounting plate, runs perpendicular to the longitudinal direction 5 of the line and forms a mounting basis for the five connection modules 3 attached thereto.
  • the supporting element 4 is fastened to a holding rail 6 which is parallel to the distribution lines 2 in the longitudinal direction 5 extends.
  • connection modules 3 have a tapping opening 8 on their end faces 7, through which access to a contact area 9 is made possible, which is located in the interior of the connection module.
  • the tapping openings 8 are dimensioned such that they can accommodate outgoing conductors with different cross sections to form a current outlet.
  • the connection module 3 has on its underside 12 a U-shaped groove 13 in the manner of a fillet on its underside 12 for receiving a line 2, each consisting of a conductor 10 and an insulating jacket 11.
  • Such a U-shaped recess 14 is also provided on the support element 4 for each connection module 3.
  • the fillets 13, 14 serving as conductor beds act in pairs, so that each fillet pair forms a contact channel which completely surrounds the conductor 10 to be connected.
  • the conductor 10 is thereby fixed between the connection module 3 and the supporting element 4. A deviation of the conductor 10 from its clamping position is prevented, which contributes to a reliable electrical connection.
  • Fastening hooks 16 are attached to the underside 15 of the supporting element 4 and are used for fixing to a holding rail 6.
  • the holding rail 6 fastened to an assembly basis, for example a component wall, is designed in the form of a top-hat rail.
  • the fastening hooks 16 engage behind the side webs 17 of the holding rail 6 resting on the underside of the supporting element 15
  • Stabilization of the support element 4 are formed on the underside 15 of two support webs 18 which, like the base element 19 of the holding rail 6, rest on the assembly base in the assembled state.
  • connection module 3 according to the present invention is shown in FIG. 3.
  • connection module 3 An electrically conductive contact block 24 is located in the connection module 3.
  • This contact block 24 has a U-shaped receiving groove 26 which is open in the contacting direction 25 running perpendicular to the line longitudinal direction 5.
  • connection module 3 For attachment to the support element 4, the connection module 3 has three locking lugs 28 in the lower region of its two long sides 27.
  • connection module 3 shown in FIG. 3 is shown in FIG. 4 with a partially perforated outer wall 29.
  • this is designed as a screw contact.
  • the piercing contact 30 is supplied to the conductor 10 in the contacting direction 25.
  • the line-facing end of the piercing contact 30 has a conical cutting area 31 with a point-shaped tip, which penetrates the insulation jacket 11 for contacting the line 2 and penetrates into the conductor core, which preferably consists of a bundle of individual stranded wires, for contacting.
  • the conductor core which preferably consists of a bundle of individual stranded wires, for contacting.
  • electrical conductors 10 are to be connected with a full wire, so
  • an insulation displacement contact can also be provided instead of the piercing contact 30.
  • the contact block 24 embedded in the connection module 3 has a through opening 23 approximately in the center for receiving the piercing contact 30. This also carries the screw thread required to guide the piercing contact.
  • Two further actuation openings 32 are provided at a distance from the lead-through opening 23 in the direction of the front side 7 and the rear side 20 of the connection module 3. These serve to accommodate the screw contacts used as tapping contacts 33. With these screw contacts 33, outgoing or branch lines are fixed to the contact surface 9 of the contact block 24 through the tapping openings 8.
  • FIG. 5 finally shows a perspective side view of the arrangement already shown in FIG. 1. From this, the fastening of the individual connection modules 3 to the support element 4 is particularly illustrated.
  • the support element 4 has mounting webs 34 for receiving the connection modules 3, on which 3 recesses 35 are provided for receiving the locking lugs 28 of the connection modules.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage, insbesondere einen Schaltschrank. Um eine besonders sichere Schaltanlage zu schaffen, die zudem schnell und einfach verdrahtet werden kann, wird eine Schaltanlage vorgeschlagen, die einen Hauptstromkreis zur Versorgung der von der Schaltanlage geschalteten Verbraucher und einen Hilfsstromkreis zur Versorgung der internen Komponenten der Schaltanlage aufweist, wobei die Hauptleitung (1 ) des Hilfsstromkreises eine Anzahl von Verteilungsleitungen (2) aufweist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage, insbesondere einen Schaltschrank, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei aus dem Stand der Technik bekannten Schaltanlagen mit einem Hauptstromkreis zur Versorgung der von der Schaltanlage geschalteten Verbraucher und einem Hilfsstromkreis zur Versorgung der internen Komponenten der Schaltanlage erfolgt die Versorgung der internen elektrischer Komponenten der Schaltanlage durch ein Stromverteilungssystem, das aus einer Anzahl von durchgeschleiften Reihenklemmen besteht. Dabei ist von Nachteil, dass die Stromversorgung einer grossen Anzahl von Komponenten schon dann gestört ist, sobald ein Kontakt an nur einer der Reihenklemmen ausfällt. Das Ausfallrisiko durch Unterbrechung der Stromversorgung ist dadurch sehr hoch.
  • Es sind weiterhin Schaltanlagen bekannt, bei dem die Verteilungsleitungen von Kupferschienen gebildet sind. Auf diese Kupferschienen werden Aufreihklemmen aufgeschraubt, mit welchen dann Potential abgenommen wird. Ein Nachteil dieses Aufbaus besteht darin, dass die Kupferschienen durch aufwändige Abdeckungen gegen Berührung geschützt sein müssen. Darüber hinaus können bei einmal verlegten Kupferschienen die vorhandenen Potentialabgriffe nur unter großem Aufwand verändert oder ergänzt werden. Wegen des starren Aufbaus der Schienen ist auch eine flexible Verlegung nicht durchführbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders sichere Schaltanlage zu schaffen, die schnell und einfach verdrahtet werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Schaltanlage nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Schaltanlage weist einen Hauptstromkreis zur Versorgung der von der Schaltanlage geschalteten Verbraucher und einen Hilfsstromkreis zur Versorgung der internen Komponenten der Schaltanlage auf, wobei die Hauptleitung des Hilfsstromkreises eine Anzahl von Verteilungsleitungen aufweist.
  • Der Kerngedanke der Erfindung liegt darin, die bisher für den Hilfsstromkreis verwendeten Kupferschienen durch Verteilungsleitungen zu ersetzen. Durch die Verwendung eines isolierten Leiters anstelle einer blanken Metallschiene wird ein permanenter Berührungsschutz gewährleistet. Zusätzliche Abdeckungen sind daher nicht mehr erforderlich. Der gesamte Hilfsstromkreis weist somit nach außen hin keine stromführenden Teile auf, so dass hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt sind. Gleichzeitig ist das Verlegen einer Verteilungsleitung mit weniger Aufwand verbunden als die Montage von Stromschienen. Dies gilt sowohl für das eigentliche Anbringen der Versorgungsleitung in der Schaltanlage, als auch für das Dimensionieren der Versorgungsleitung vor Ort. So können Verteilungsleitungen wesentlich leichter auf die gewünschte Länge zurecht geschnitten werden als dies bei Stromschienen möglich ist. Die Verwendung einer Leitung anstelle einer Schiene ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Verlegung des Stromverteilungssystems. Da die Stromverteilung über eine durchgehende Leitung erfolgt, kann eine hohe Versorgungssicherheit erreicht werden, ohne dass einzelne defekte Abgänge die Versorgung der übrigen Komponenten der Schaltanlage beeinflussen. Darüber hinaus gewährleistet die Verwendung von Leitungen, dass ein Abgriff an jeder beliebigen Stelle der Leitung angebracht werden kann. Dabei muss kein festes Rastermaß eingehalten werden. Zusätzliche Abgriffe können problemlos an beliebiger Stelle der Leitung angebracht werden. Ebenso einfach ist es, bisher vorhandene Abgriffe wieder von der Leitung zu lösen und gegebenenfalls an anderer Stelle neu anzubringen. Eine schnelle und dabei einfache Verbindung zwischen der Stromzuführung und den anzuschließenden internen elektrischen Komponenten der Schaltanlage ist somit gewährleistet. Neue Abgänge können auch ohne Unterbrechung des Leitungsstranges nachgerüstet werden. Auch dadurch wird eine hohe Versorgungssicherheit gewährleistet.
  • Unter dem Begriff Schaltanlage wird dabei eine elektrische Anlage verstanden, die durch den Zusammenbau von Schaltgeräten, Sammelschienen, zugehörigen Verbindungsleitungen und sonstigem Zubehör, z.B. Wandlern oder Messgeräten, entsteht. Mit anderen Worten wird damit eine Kombination von Schaltgeräten mit zugehörigen Steuer-, Mess-, Schutz- und Regeleinrichtungen sowie Baugruppen aus derartigen Geräten und Einrichtungen mit den dazugehörigen Verbindungen, Zubehörteilen, Kapselungen und tragenden Gerüsten umfasst. In einer Schaltanlage wird also der erzeugte bzw. der aus verschiedenen Leitungen kommende Strom gesammelt, gemessen, überwacht und verteilt.
  • Besonders sinnvoll ist der Einsatz der vorliegenden Erfindung in Schaltschränken, da der bei dieser Form von Schaltanlagen zur Verfügung stehende begrenzte Einbauraum durch die Verwendung von Versorgungsleitungen besonders effektiv genutzt werden kann.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst ein Hauptstromkreis der Schaltanlage alle leitfähigen Teile der Schaltanlage, die zu den Stromkreisen gehören, für deren Aus- und Einschalten die Schaltgeräte der Schaltanlage vorgesehen sind. Insbesondere kann der Hauptstromkreis eine Leitungsstromschiene aufweisen, die beispielsweise den eingespeisten und gleichgerichteten Strom an den Motoren zugeordnete Wechselrichter oder andere Verbraucher weiterleitet. Mit anderen Worten wird unter dem Hauptstromkreis der Primärstromkreis zur Versorgung der geschalteten Verbraucher, also beispielsweise Motoren, Fabrikblöcke oder Antriebsturbinen, verstanden. Diese Primärversorgung dient also dem eigentlichen Zweck der Schaltanlage. Der Hauptstromkreis kann beispielsweise für Leistungen von 800 bis 1000 Kilowatt und eine Stromstärke von beispielsweise 3000 Ampere ausgestaltet sein.
  • Unter einem Hilfsstromkreis einer Schaltanlage werden alle leitfähigen Teile einer Schaltanlage verstanden, die für den Anschluss an die Steuer-, Mess-, Schutzund Regeleinrichtungen etc. vorgesehen sind. Mit anderen Worten dient der Hilfsstromkreis der Versorgung der internen elektrischen Komponenten der Schaltanlage mit elektrischem Strom. Dieser Sekundärstromkreis umfasst daher insbesondere eine 24 Volt-Versorgung für die Steuerelektronik zur Steuerung von in der Schaltanlage vorhandenen Umrichtern sowie eine 690 Volt-Spannungs-Versorgung für Lüfter, die zur Kühlung der Schaltanlage vorhanden sind. Mit anderen Worten werden im Hilfsstromkreis neben der Energie im Spannungsbereich von wenigen Volt bis ein Kilovolt auch Steuersignale, beispielsweise für Aktoren und Sensoren der Wechselrichter, übertragen. Dabei kann das Datensignal beispielsweise auch auf die 24 Volt-Hilfsenergie aufmoduliert sein. Unter der Hauptleitung des Hilfsstromkreises wird dabei die Leitung oder Leitungen verstanden, die elektrischen Strom von einem Einspeisepunkt zu den einzelnen internen Komponenten der Schaltanlage führen. Die Hauptleitung des Hilfsstromkreises weist dann Abgriffe auf, an denen Strom für die einzelnen Komponenten abgegriffen werden kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 weist die Hauptleitung mehrere einadrige Versorgungsleitungen auf, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Unter einer einadrigen Leitung wird dabei eine Leitung mit einem isolierten Leiter verstanden, wobei der Leiter aus einem oder mehreren Drähten bestehen kann. Insbesondere sind damit sowohl Litzenleiter als auch starre Leiter umfasst.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 3 werden für die Hauptleitung mehr- oder vieladrige Versorgungsleitungen verwendet. Auch hier sind die Adern voneinander beabstandet angeordnet, und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Eine mehradrige Leitung bezeichnet ein Leitung mit zwei bis fünf isolierten Leitern, einschließlich Mittelleiter und Schutzleiter, wohingegen eine vieladrige Leitung eine Leitung mit mehr als fünf Adern definiert. Mit anderen Worten können als Verteilungsleitungen sowohl mehrere isolierte Einzelleiter also auch ein mehrere Einzelleiter umfassendes Flachbandleitungen oder aber eine Stegleitung verwendet werden. Da die einzelnen Adern vorzugsweise in einem definierten Abstand zueinander verlaufen, wird die Kontaktierung der Leitung zur Bildung eines Potentialabgriffes stark vereinfacht, da Anschlussmodule und andere Anschlussteile mit Standardmaßen verwendet werden können. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Verteilungsleitung mit fünf Adern, bzw. die Verwendung von fünf einadrigen Leitungen. Hierbei können zwei Adern beispielsweise +24 Volt und -24 Volt-Hilfsenergie übertragen. Die drei übrigen Adern dienen beispielsweise der Übertragung von drei Phasen L1, L2 und L3 einer 690 Volt-Energieversorgung für die Lüftermotoren.
  • In der in Anspruch 4 beanspruchten Ausführungsform der Erfindung ist zur Kontaktierung der Leitung eine Anzahl von Anschlussmodulen vorgesehen, die für sich selbst erfinderisch sind. Diese Anschlussmodule stellen die Abgriffe an der Hauptleitung des Hilfsstromkreises dar, wobei Strom zur Versorgung einzelner Komponenten der Schaltanlage, wie beispielsweise Umrichter, abgegriffen wird. Vorzugsweise ist dabei jeder Ader der Leitung ein Anschlussmodul zugeordnet. Die Anschlussmodule weisen dabei Schneid-Klemm-Kontakte (Anspruch 5) und/oder Isolierungs-Durchdringungs-Kontakte (Anspruch 6) auf. Bei beiden Kontaktierungsarten ist gewährleistet, dass die Isolierung der Leitung ausschließlich an den Stellen unterbrochen wird, an dem eine Kontaktierung der Leitung vorgenommen werden soll. An allen nicht kontaktierten Stellen ist hingegen eine Isolierung der Verteilungsleitung vorhanden, so dass ein Berührungsschutz stets gewährleistet ist.
  • Die Anschlussmodule weisen nach der Lehre des Anspruchs 7 jeweils einen Kontaktblock auf. Dieser Kontaktblock dient zur Aufnahme des anzuschließenden Leiters und verfügt zu diesem Zweck über eine Nut, in die der anzuschließende Leiter zur Kontaktierung eingelegt wird. Die Nut ist dabei U-förmig ausgebildet, so dass ein Ausweichen des Leiters zur Seite hin bei der Aufbringung des Kontaktierungsdruckes auf den Leiter verhindert wird.
  • Das Anschlussmodul weist vorteilhafterweise neben dem Kontakt zur Kontaktierung des anzuschließenden Leiters zum Zweck eines Potentialabgriffes einen oder mehrere Abgreifkontakte zum Anschluss von Abgreifleitungen auf. Diese Abgreifkontakte, vorzugsweise Schraubkontakte, Klemmkontakte oder Federkontakte, wirken vorteilhafterweise mit dem Kontaktblock zusammen, der zu diesem Zweck zumindest einen Kontaktbereich aufweist (Anspruch 8). Mit anderen Worten ist dann beispielsweise der Schneid-Klemm-Kontakt oder der Isolierungs-Durchdringungs-Kontakt über den Kontaktblock mit einem oder mehreren Abgreifkontakten verbunden.
  • Die Kontaktierung eines Leiters erfolgt vorzugsweise derart, dass ein Anschlussmodul mit der nach unten hin offenen U-förmigen Nut des Kontaktblockes auf den anzuschließenden Leiter aufgesetzt wird. Als Gegenlager dient dabei ein Tragelement, das zur Aufnahme einer Anzahl von Anschlussmodulen ausgebildet ist (Anspruch 9). Das Tragelement dient mit anderen Worten dazu, zusammen mit dem Anschlussmodul den zu kontaktierenden Leiter zu fixieren und eine Kontaktierung zu ermöglichen. Besonders sicher werden die anzuschließenden Adern fixiert, wenn das Tragelement ebenfalls U-förmige Ausnehmungen als Aufnahmen für die Adern aufweist, die in Kontaktierungsstellung mit den U-förmigen Nuten der Anschlussmodule paarweise zusammenwirken.
  • Als Tragelement kann dabei ein beliebiges Haltesystem, beispielsweise in Form einer Schiene, einer Platte oder eines Profils dienen, solange gewährleistet ist, dass die Anschlussmodule am Tragelement fixiert werden können (Anspruch 10). Die Befestigung der Anschlussmodule am Tragelement erfolgt vorzugsweise lösbar. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltungsform, wonach an der Unterseite der Anschlussmodule Verriegelungsnasen vorgesehen sind, die in entsprechend ausgebildete Aussparungen am Tragelement eingreifen, und durch Verschieben des Anschlussmoduls im Tragelement eine Verbindung nach Art eines Festgesperres ausbilden. Selbstverständlich können auch andere Befestigungselemente verwendet werden, beispielsweise zur Ausbildung einer Rast-, Schraub- oder Klemmverbindung.
  • Die nötige Fixierung des Tragelements in der Schaltanlage wird dadurch erreicht, dass das Tragelement an einem Halteelement befestigt wird. Besonders vorteilhaft ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 11, wonach das Tragelement auf einem Halteelement in Form einer Halteschiene befestigt ist. Derartige Schienen sind in Schaltanlagen meist standardmäßig enthalten. Die Halte- oder Tragschiene, beispielsweise in Form einer Hut-Schiene, verläuft vorzugsweise parallel zur Versorgungsleitung. Das Tragelement ist dann gegenüber der Halteschiene derart angeordnet, dass die auf dem Tragelement angeordneten Anschlussmodule jeweils genau über einem anzuschließenden Leiter angeordnet sind. Zur Befestigung des Tragelements auf der Halteschiene weist das Tragelement an seiner Unterseite Haltevorrichtungen auf. Dies können beispielsweise Rast- oder Klemmhaken zum Verhaken mit entsprechenden Vorrichtungen der Halteschiene sein.
  • Nach der Lehre des Anspruchs 12 weist das Tragelement und/oder das Anschlussmodul eine Sicherungsvorrichtung auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der Sicherungsvorrichtung um eine Kurzschlusssicherung, beispielsweise eine Schmelzsicherung, zur Absicherung von Leitungsstromkreisen von elektrischen Verbrauchern. Dadurch wird eine Kurzschlusssicherung direkt am Potentialabgriff erreicht, was zu einer weiteren Erhöhung der Systemsicherheit dient.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf ein Tragelements mit fünf Anschlussmodulen, das auf einer Halteschiene fixiert ist,
    Fig. 2
    eine Frontalansicht auf die in Fig. 1 gezeigten Anschlussmodule,
    Fig. 3
    eine perspektivische Seitenansicht eines Anschlussmoduls,
    Fig. 4
    eine perspektivische Ansicht des Anschlussmoduls aus Fig. 3, mit teilweise ausgeschnittenem Außengehäuse, und
    Fig. 5
    eine perspektivische Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Anschlussmodule.
  • In Fig.1 ist ein Teil einer Hauptleitung 1 zur Versorgung von elektrischen Komponenten des Hilfsstromkreises einer erfindungsgemäßen Schaltanlage abgebildet. Die Stromversorgung wird dabei durch fünf einadrige Verteilungsleitungen 2 gewährleistet, die äquidistant zueinander angeordnet sind. Die Leitungen 2 werden zwischen jeweils einem Anschlussmodul 3 und einem Tragelement 4 fixiert. Das Tragelement 4, das nach Art einer Montageplatte ausgebildet ist, verläuft senkrecht zur Leitungslängsrichtung 5 und bildet dabei eine Montagegrundlage für die fünf daran befestigten Anschlussmodule 3. Das Tragelement 4 ist an einer Halteschiene 6 befestigt, die sich parallel zu den Verteilungsleitungen 2 in Leitungslängsrichtung 5 erstreckt.
  • Eine Frontalansicht dieser Anordnung ist in Fig. 2 abgebildet. Für den Potentialabgriff weisen die Anschlussmodule 3 an ihren Stirnseiten 7 eine Abgreiföffnung 8 auf, durch die ein Zugriff auf einen Kontaktbereich 9 ermöglicht wird, der sich im Anschlussmodulinnenraum befindet. Die Abgreiföffnungen 8 sind dabei derart dimensioniert, dass sie zur Bildung eines Stromabganges Abgangsleiter mit verschiedenen Querschnitten aufnehmen können. Das Anschlussmodul 3 weist zur Aufnahme einer jeweils aus Leiter 10 und Isoliermantel 11 bestehenden Leitung 2 an seiner Unterseite 12 eine U-förmige Nut 13 nach Art einer Hohlkehle auf. Eine derart U-förmige Ausnehmung 14 ist für jedes Anschlussmodul 3 auch am Tragelement 4 vorgesehen. Die als Leiterbetten dienenden Hohlkehlen 13, 14 wirken dabei paarweise zusammen, so dass jedes Hohlkehlenpaar einen Kontaktkanal bildet, der den anzuschließenden Leiter 10 vollständig umschließt. Dadurch wird der Leiter 10 zwischen Anschlussmodul 3 und Tragelement 4 fixiert. Ein Abweichen des Leiters 10 von seiner Klemmlage wird verhindert, was zu einer zuverlässigen elektrischen Verbindung beiträgt.
  • An der Unterseite 15 des Tragelements 4 sind Befestigungshaken 16 angebracht, die der Fixierung an einer Halteschiene 6 dienen. Die an einer Montagegrundlage, beispielsweise einer Bauteilwand befestigte Halteschiene 6 ist in Form einer Hutschiene ausgebildet. Die Befestigungshaken 16 hintergreifen die an der Tragelement-Unterseite 15 anliegenden Seitenstege 17 der Halteschiene 6. Zur weiteren Stabilisierung des Tragelements 4 sind an dessen Unterseite 15 zwei Stützstege 18 ausgebildet, die im montierten Zustand, ebenso wie das Grundelement 19 der Halteschiene 6, an der Montagegrundlage anliegen.
  • Ein Anschlussmodul 3 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 abgebildet. Dabei trägt die Stirnseite 7 des Anschlussmoduls 3 ebenso wie die identisch ausgebildete Rückseite 20 eine Abgreiföffnung 8. An der Oberseite 22 des Anschlussmoduls 3 sind drei kreisförmige Öffnungen 23 zur Betätigung von Kontakten vorgesehen, die im Anschlussmodul 3 angeordnet sind.
  • Im Anschlussmodul 3 liegt ein elektrisch leitender Kontaktblock 24 ein. Dieser Kontaktblock 24 weist eine in der senkrecht zur Leitungslängsrichtung 5 verlaufenden Kontaktierungsrichtung 25 offene U-förmige Aufnahmenut 26 auf. Diese durch das Gehäuse des Anschlussmoduls 3 nach unten hin verlängerte Nut 26 bildet die Hohlkehle 13 am Anschlussmodul 3.
  • Zur Befestigung am Tragelement 4 weist das Anschlussmodul 3 im unteren Bereich seiner beiden Längsseiten 27 jeweils drei Verriegelungsnasen 28 auf.
  • Das in Fig. 3 gezeigte Anschlussmodul 3 ist in Fig. 4 mit einer teilweise durchbrochenen Außenwand 29 dargestellt. Der von der Stirnseite 7 zur Rückseite 20 des Anschlussmoduls 3 durchgängige Kontaktblock 24 wurde dabei ebenfalls aufgeschnitten dargestellt, so dass der Blick auf den Anschlusskontakt in Form eines Isolierungs-Durchdringungs-Kontakts 30 (Piercing-Kontakt) freigegeben wird. Dieser ist im Ausführungsbeispiel als Schraubkontakt ausgebildet. Zur Kontaktierung des Leiterkerns des anzuschließenden Leiters 10 wird der Piercing-Kontakt 30 in Kontaktierungsrichtung 25 auf den Leiter 10 zugeführt. Das leitungszugewandte Ende des Piercing-Kontakts 30 weist dabei einen kegelförmigen Schneidbereich 31 mit punktförmiger Spitze auf, der zur Kontaktierung der Leitung 2 den Isolierungsmantel 11 durchdringt und in den vorzugsweise aus einem Bündel von einzelnen Litzendrähten bestehenden Leiterkern zur Kontaktierung eindringt. Sollen statt dessen elektrische Leiter 10 mit einer Vollader angeschlossen werden, so kann selbstverständlich anstelle des Piercing-Kontaktes 30 auch ein Schneid-Klemm-Kontakt vorgesehen sein.
  • Der im Anschlussmodul 3 eingebettete Kontaktblock 24 weist zur Aufnahme des Piercing-Kontakts 30 in etwa mittig eine Durchführöffnung 23 auf. Diese trägt gleichzeitig das zur Führung des Piercing-Kontaktes benötigte Schraubgewinde. Von der Durchführöffnung 23 in Richtung auf Stirnseite 7 und die Rückseite 20 des Anschlussmoduls 3 hin beabstandet sind zwei weitere Betätigungsöffnungen 32 angebracht. Diese dienen zur Aufnahme der als Abgreifkontakte 33 verwendeten Schraubkontakte. Mit diesen Schraubkontakten 33 werden durch die Abgreiföffnungen 8 Abgangs- oder Abzweigleitungen an der Kontaktfläche 9 des Kontaktblocks 24 fixiert.
  • Fig. 5 zeigt schließlich eine perspektivische Seitenansicht der bereits aus Fig. 1 gezeigten Anordnung. Hieraus wird insbesondere die Befestigung der einzelnen Anschlussmodule 3 am Tragelement 4 verdeutlicht. Das Tragelement 4 weist zur Aufnahme der Anschlussmodule 3 Befestigungsstege 34 auf, an denen zur Aufnahme der Verriegelungsnasen 28 der Anschlussmodule 3 Aussparungen 35 vorgesehen sind. Zur Fixierung der Anschlussmodule 3 werden diese in das Tragelement 4 eingesetzt und dort an den Befestigungsstegen 34 entlang in Leitungslängsrichtung 5 verschoben, bis die Verriegelungsnasen 28 mit den korrespondierenden Vorsprüngen 36 der Befestigungsstege 34 einen Hintergriff bilden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stromversorgungssystem
    2
    Versorgungsleitung
    3
    Anschlussmodul
    4
    Tragelement
    5
    Leitungslängsrichtung
    6
    Halteschiene
    7
    Stirnseite
    8
    Abgreiföffnung
    9
    Kontaktbereich
    10
    Leiter
    11
    Isoliermantel
    12
    Unterseite
    13
    Nut
    14
    Nut
    15
    Unterseite
    16
    Befestigungshaken
    17
    Seitensteg
    18
    Stützsteg
    19
    Grundelement
    20
    Rückseite
    22
    Oberseite
    23
    Betätigungsöffnung
    24
    Kontaktblock
    25
    Kontaktierungsrichtung
    26
    Aufnahmenut
    27
    Längsseite
    28
    Verriegelungsnase
    29
    Außenwand
    30
    Piercing-Kontakt
    31
    Schneidbereich
    32
    Betätigungsöffnung
    33
    Abgreifkontakt
    34
    Befestigungssteg
    35
    Aussparung
    36
    Vorsprung

Claims (12)

  1. Schaltanlage, insbesondere Schaltschrank,
    - mit einem Hauptstromkreis zur Versorgung der von der Schaltanlage geschalteten Verbraucher und
    - mit einem Hilfsstromkreis zur Versorgung der internen Komponenten der Schaltanlage,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hauptleitung (1) des Hilfsstromkreises eine Anzahl von Verteilungsleitungen (2) aufweist.
  2. Schaltanlage nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hauptleitung (1) des Hilfsstromkreises mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende einadrige Verteilungsleitungen (2) aufweist.
  3. Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hauptleitung (1) des Hilfsstromkreises eine mehr- oder vieladrige Verteilungsleitung (2) aufweist, bei dem die Adern im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet angeordnet sind.
  4. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
       gekennzeichnet durch
    eine Anzahl von Anschlussmodulen (3) zur Kontaktierung der Versorgungsleitung (2).
  5. Schaltanlage nach Anspruch 4,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlussmodule (3) Schneid-Klemm-Kontakte aufweisen.
  6. Schaltanlage nach Anspruch 4 oder 5,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlussmodule (3) Isolierungs-Durchdringungs-Kontakte (30) aufweisen.
  7. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlussmodule (3) jeweils einen Kontaktblock (24) aufweisen, an dessen einer Seite zur Aufnahme der anzuschließenden Ader eine U-förmige Nut (26) ausgebildet ist.
  8. Schaltanlage nach Anspruch 7,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass der Kontaktblock (24) zumindest einen Kontaktbereich (9) für einen Abgreifkontakt (33) aufweist.
  9. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
       gekennzeichnet durch
    wenigstens ein Tragelement (4) zur Aufnahme einer Anzahl von Anschlussmodulen (3).
  10. Schaltanlage nach Anspruch 9,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlussmodule (3) am Tragelement (4) fixiert sind.
  11. Schaltanlage nach Anspruch 9 oder 10,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass das Tragelement (4) auf einer Halteschiene (6) befestigt ist.
  12. Schaltanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass das Tragelement (4) und/oder das Anschlussmodul (3) eine Sicherungsvorrichtung aufweist.
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