EP2146364A2 - Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie - Google Patents

Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie Download PDF

Info

Publication number
EP2146364A2
EP2146364A2 EP20090008013 EP09008013A EP2146364A2 EP 2146364 A2 EP2146364 A2 EP 2146364A2 EP 20090008013 EP20090008013 EP 20090008013 EP 09008013 A EP09008013 A EP 09008013A EP 2146364 A2 EP2146364 A2 EP 2146364A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching means
shutdown
power supply
switching
current
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Withdrawn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
EP20090008013
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter Schreiner
Richard Dipl.-Ing. Kommert
Georg Bares
Frank Brenk
Joachim Sum
Ralf Kraus
Konrad Appelt
Günter Dip.-Ing. Kellermann
Klaus Dipl.-Ing. Kling
Werner Dip -Ing. Martin
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.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
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 ABB AG Germany filed Critical ABB AG Germany
Publication of EP2146364A2 publication Critical patent/EP2146364A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/0264—Mountings or coverplates for complete assembled circuit breakers, e.g. snap mounting in panel
    • H01H71/0271—Mounting several complete assembled circuit breakers together
    • H01H2071/0278—Mounting several complete assembled circuit breakers together with at least one of juxtaposed casings dedicated to an auxiliary device, e.g. for undervoltage or shunt trip
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/123—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit
    • H01H2071/124—Automatic release mechanisms with or without manual release using a solid-state trip unit with a hybrid structure, the solid state trip device being combined with a thermal or a electromagnetic trip
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition
    • H01H2083/203—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition with shunt trip circuits, e.g. NC contact in an undervoltage coil circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1054—Means for avoiding unauthorised release
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection

Definitions

  • the invention relates to a device for limiting the supply of electrical energy from a power line, with a first switching means, which shuts off the power supply when the current drain exceeds a first threshold, and with a second switching means, which shuts off the power supply when the current drain a second threshold exceeds, which is greater than the first limit value, and with a control means which allows the shutdown of the power supply optionally after reaching the first or the second limit value, according to the preamble of claim 1.
  • a generic device is also referred to as a tariff guard.
  • the invention relates to the field of multiple tariff monitors for power delivery to end users.
  • a generic tariff monitor for the purchase of electrical energy of an end user is installed, for example, in a multi-family house with several residential units at the beginning of the installation distribution of each apartment.
  • the tariff monitor is followed by the individual circuit fuses.
  • the function of a tariff guardian is the following.
  • the tariff monitor allows a pre-determined power consumption. This is defined as the maximum current, eg 10 A.
  • the tariff monitor interrupts the power supply. The end user must then turn off a power consumer, so that the Sum of the current again falls below the threshold of 10 A. Then he can switch on the tariff guard again by hand.
  • a multi-tariff monitor makes it possible to allow different levels of power at different specified times. For example, the tariff monitor allows for a certain amount of electricity during the day. At night, then a multiple greater current drain is possible.
  • Switching between the two periods can be done in two different ways.
  • a control line is often installed today in the electrical installation, via which the multiple tariff monitor can be controlled directly. So he gets the signal to switch between the two tariffs directly over the control line.
  • the switching between the two tariffs is done via a timer, which is part of the Mehrtarifwumbleter.
  • the DE 39 02 416 DE shows an overcurrent sensitive self-switch with a current sensor, which can also be used as a simple tariff monitor.
  • the one circuit breaker has a load characteristic corresponding to the first current.
  • the second circuit breaker has accordingly a load characteristic corresponding to the second current.
  • the first circuit breaker triggers accordingly and interrupts the power supply. After reducing the current drain, the circuit breaker can be switched on again by hand.
  • the load characteristic of each of the circuit breaker is shown in the usual way by the thermal and the magnetic tripping characteristic; Thus, the load characteristic of a circuit breaker is used to monitor a predetermined current drain. Reaching the maximum allowed
  • the selected tariff provides that during the day a current drain of up to 10 A is allowed and at night a current drain of up to 63 A, so is a first circuit breaker with a load characteristic, which turns off at an overcurrent of 10 A, and a second circuit breaker with a load characteristic that shuts off at 63A used. Both are addressed via an installation contactor, controlled by a timer.
  • a multiple tariff monitor according to the prior art is relatively expensive to install, takes up a lot of space in the cabinet, is susceptible to manipulation, since the user can change the wiring itself so that even in the day the larger amount of electricity can be removed, and is prone to Interference, as the wires between the circuit breakers and the contactor can break.
  • the first and the second switching means are connected in series with respect to the current flow, and the control means releases a shutdown by the first switching means, if a shutdown of the power supply to take place after reaching the first limit, but prevents this when a shutdown of the power supply should take place only after reaching the second limit, so that then the shutdown by the second switching means.
  • the at least second switching means is an overcurrent-sensitive self-switch, the trigger means and cooperating with the trigger means, openable contact point so that it can turn off the power supply from the power line in response to a second load characteristic.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that the first switching means comprises electronic means for simulating a first load characteristic and an actuator for switching off the power supply.
  • the actuator can be in accordance with a further advantageous embodiment of the invention, a shunt trip, which cooperates with the overcurrent sensitive switch for switching off the current path by forcibly opening the contact point of the self-switch.
  • the first switching means comprises a current sensor and a microprocessor, in whose non-volatile memory the first load characteristic is stored.
  • the microprocessor can output a control signal to the actuator when the control means releases a shutdown by the first switching means and the first limit is exceeded.
  • the control means may according to a further very advantageous embodiment comprise a timer, which cooperates with the first switching means, so that during a first time interval, a shutdown is enabled by the first switching means, and during a second time interval, a shutdown is blocked by the first switching means.
  • control means receive an external control signal via a control line, and release or block a shutdown by the first switching means in response to the external control signal.
  • the first and second switching means and the control means are included in a common housing.
  • the advantageous effect of a device according to the invention is the fact that only a circuit breaker is used for a multiple tariff, which has a load characteristic corresponding to the higher removable current, and the second load characteristic is modeled according to the lower removable current through an electronic circuit.
  • the inventive new multi-tariff monitor appears as a single device. There is no additional module necessary, and the susceptibility to manipulation is greatly reduced, because the control means can be taken from the outside by the power customer no influence.
  • FIG. 1 shows a device 10 according to the invention for limiting the reference of electrical energy from a power line 11, hereinafter also called multiple tariff monitor.
  • the multi-tariff monitor 10 comprises three functional modules, which are identified by dashed borders. These are a first switching means 12, a second switching means 13 and a control means 14. Each of the functional modules comprises further sub-elements, as described in more detail below.
  • Sub-elements of a functional module can be realized on different units.
  • the assemblies of the multiple tariff monitor are mounted within a housing 22, so that outwardly the multiple tariff monitor appears as a single device.
  • the multiple tariff monitor comprises as building units at least one circuit breaker, here it is a two-pole juxtaposition of two single-pole circuit breakers 131, 132, connected to the circuit breakers 131, 132 in a known manner shunt release 18 and an electronic control assembly 23 which includes a current sensor 16 and the shunt release 18 interacts.
  • the electronic control module 23 comprises in particular a microprocessor 15, a battery 24 for buffering, a current sensor 16 for measuring the current flow in the outer conductors 11, an A / D converter 17 cooperating with the current sensor 16, an input for an external control line 21 Control circuit 26, an integrated clock 20 for switching between the different tariff periods.
  • the shunt release 18 comprises a power supply 28 and receives its power supply via power supply lines 29 from the second circuit breaker 132. It further comprises a display 25 for displaying the different tariff times and possibly also a fault.
  • Shunt release 18 receives from the microprocessor 15, a control signal which either activates or deactivates the shunt release 18.
  • the circuit breakers 131, 132 are connected to terminals 32 to the external power line. They each have a lever 31, and also the shunt release 31 has a lever 31, with which they can be manually switched on or off.
  • the basic idea of the invention is that, in the period of the higher removable current intensity, the monitoring takes place directly via the circuit breaker 131 and the control module 23 is not involved in the monitoring.
  • the monitoring is done in the control board 23, and the control board sends a control signal to the shunt trip 18 when the power consumption is too high and the power supply must consequently be cut off.
  • a tripping characteristic curve is stored in the control module 23, which corresponds to the tripping characteristic in the region of the lower, removable current intensity.
  • a current sensor 16 measures the current intensity in the outer conductor 11. The measured value is digitized in the A / D converter 17 and the digital current signal thus obtained is processed and evaluated by the processor 15. It also covers the period of time during which a particular current is applied.
  • the control module 23 If this time duration exceeds a permissible time duration in accordance with the tripping characteristic, then the control module 23 generates the drive signal for the shunt release 18, which is transmitted to the control circuit 27 by the microprocessor 15. This triggers and thus switches off the circuit breakers 131, 132. It can be said that in the electronic control module 23, therefore, the tripping characteristic is mapped in the region of the lower, removable current intensity.
  • this is realized so that the tripping characteristic for the lower detectable current range is stored in the nonvolatile memory of the electronic control module 23 and the respectively measured current value is compared with the stored tripping characteristic for the range of the lower detectable amperage.
  • the shunt release 18 is a known in principle component, which is acted upon from the outside with a control signal and in response to the signal with the switching axis or the switching knob of the circuit breaker 131, 132 cooperates so that the circuit breaker 131, 132 according to the control signal on or off becomes. Only the switching function of the circuit breaker is used here.
  • the shunt release simulates, as it were, shutting off by hand.
  • control signal for the shunt release 18 comes from the electronic control module 23 in the region of the lower, removable current intensity.
  • the electronic control unit 23 can itself recognize when the lower or higher extractable current range is present. It does so via the module of the built-in electronic timer 20.
  • the clock module 20 communicates with the microprocessor 15.
  • the clock module 20 differentiates between day mode (this is the range of lower detectable amperage, the trip characteristic used in the electronic control unit 23 stored) and night mode (this is the range of the higher current that can be taken out, the tripping characteristic is used directly in the circuit breaker).
  • the switching between day and night mode can also be done via an external control line 21.
  • the clock module 20 detects in this case when a control line 21 is connected. In this case, the clock module 20 turns off the clock function and sets the control line signal 21 directly to the microprocessor 15.
  • the multi-tariff monitor 10 device may comprise an LED display 25. This would indicate, for example, by red steady night operation, in day mode, for example, it would be off, and by flashing it could, for example, indicate a fault.
  • the display device 25 is associated with the shunt release 18.
  • the watch 20 includes a battery buffer 24 that realizes a power reserve of up to 10 years.
  • the multi-tariff monitor 10 allows a limited power consumption during the day; At night, a multiple greater current drain is possible.
  • the multi-tariff 10 can be switched on in compliance with the daily tariff value.
  • the tariff limit of the daily tariff is monitored by built-in current transformers 16. If the current exceeds the value for the day threshold, the evaluation electronics actuates a shunt release 18 which is mounted on the circuit breaker 131, 132 and triggers the circuit breaker 131, 132.
  • the transmitter In the night tariff the transmitter is disabled, so that the standard tripping function of the circuit breaker 131, 132 is effective.
  • a control signal of 230 V is necessary, which is provided by a separate clock 20 or by the utility and then fed to the multi-tariff monitor.
  • a built-in LED indicator 25 lights up, it could also be another known form of display used. The daily tariff with limited power consumption is not displayed specifically.
  • the device can be equipped with an integrated clock module 20, which performs the tariff changeover to factory preset times. Changes in the switchover time due to the changeover from summer to winter time and back can be taken into account.
  • control electronics with the current transformers 16 is installed in a control module 23 which, like the shunt release, is attached directly to the circuit breaker 131, 132.
  • the tripping characteristic of the multi-tariff monitor 10 fulfills the standard UNE 20-317-2005 both in the daytime and in the nighttime tariff.

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie aus einer Stromleitung, mit einem ersten Schaltmittel, das die Stromzufuhr abschaltet, wenn die Stromentnahme einen ersten Grenzwert überschreitet, und mit einem zweiten Schaltmittel, das die Stromzufuhr abschaltet, wenn die Stromentnahme einen zweiten Grenzwert überschreitet, welcher größer ist als der erste Grenzwert, und mit einem Steuermittel, welches die Abschaltung der Stromzufuhr wahlweise nach Erreichen des ersten oder des zweiten Grenzwertes ermöglicht. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Stromflusses das erste und das zweite Schaltmittel in Serie geschaltet sind, und dass das Steuermittel eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigibt, wenn eine Abschaltung der Stromzufuhr nach Erreichen des ersten Grenzwertes erfolgen soll, diese aber verhindert, wenn eine Abschaltung der Stromzufuhr erst nach Erreichen des zweiten Grenzwertes erfolgen soll, so dass dann die Abschaltung durch das zweite Schaltmittel erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie aus einer Stromleitung, mit einem ersten Schaltmittel, das die Stromzufuhr abschaltet, wenn die Stromentnahme einen ersten Grenzwert überschreitet, und mit einem zweiten Schaltmittel, das die Stromzufuhr abschaltet, wenn die Stromentnahme einen zweiten Grenzwert überschreitet, welcher größer ist als der erste Grenzwert, und mit einem Steuermittel, welches die Abschaltung der Stromzufuhr wahlweise nach Erreichen des ersten oder des zweiten Grenzwertes ermöglicht, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird auch als Tarifwächter bezeichnet. Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet der Mehrfachtarifwächter für die Stromlieferung an Endverbraucher.
  • Ein gattungsgemäßer Tarifwächter für den Bezug elektrischer Energie eines Endverbrauchers wird beispielsweise in einem Mehrfamilienhaus mit mehreren Wohneinheiten am Anfang der Installationsverteilung jeder einzelnen Wohnung eingebaut. Dem Tarifwächter sind die einzelnen Stromkreisabsicherungen nachgeschaltet.
  • Die Funktion eines Tarifwächters ist die folgende. Der Tarifwächter lässt eine vorher festgelegte Stromentnahme zu. Diese ist als maximale Stromstärke definiert, z.B. 10 A. Wenn also in der Summe der nachgeschalteten Stromkreise für eine gewisse Zeit eine Stromstärke von 10 A überschritten wird, unterbricht der Tarifwächter die Stromzufuhr. Der Endabnehmer muss dann einen Stromverbraucher abschalten, damit die Summe des Stromes wieder unter die Schwelle von 10 A fällt. Dann kann er den Tarifwächter wieder von Hand einschalten.
  • Ein Mehrfachtarifwächter erlaubt es, zu verschiedenen festgelegten Zeiten unterschiedlich hohe Stromentnahmen zuzulassen. Beispielsweise lässt der Tarifwächter am Tag eine bestimmte Strommenge zu. Bei Nacht ist dann eine um ein mehrfaches größere Stromentnahme möglich.
  • Die Umschaltung zwischen den beiden Zeiträumen kann auf zwei verschiedene Arten geschehen. In Neubauten wird heute vielfach bei der Elektroinstallation schon eine Steuerleitung mit verlegt, über die der Mehrfachtarifwächter direkt angesteuert werden kann. Er bekommt also das Signal zum Umschalten zwischen den beiden Tarifen direkt über die Steuerleitung. In Altbauten, in denen keine Steuerleitung vorhanden ist, geschieht das Umschalten zwischen den beiden Tarifen über eine Zeitschaltuhr, die Teil des Mehrfachtarifwächters ist.
  • Die DE 39 02 416 DE zeigt einen überstromsensitiven Selbstschalter mit einem Stromsensor, der auch als einfacher Tarifwächter verwendet werden kann.
  • Heute sind Mehrfachtarifwächter realisiert, indem ein Installationsschütz, gesteuert durch eine Zeitschaltuhr, auf zwei verschiedene Leitungsschutzschalter umschaltet.
  • Der eine Leitungsschutzschalter hat eine Lastkennlinie, die der ersten Stromstärke entspricht. Der zweite Leitungsschutzschalter hat entsprechend eine Lastkennlinie, die der zweiten Stromstärke entspricht.
  • Wenn in dem ersten Zeitintervall, in dem eine der ersten Stromstärke entsprechende Strommenge zugelassen ist, die zugelassene Stromstärke überschritten wird, löst entsprechend der erste Leitungsschutzschalter aus und unterbricht die Stromzufuhr. Nach Reduzierung der Stromentnahme kann der Leitungsschutzschalter von Hand wieder eingeschaltet werden.
  • Entsprechend ist die Vorgehensweise und die Funktion in dem zweiten Zeitraum, in dem eine der zweiten Stromstärke entsprechende Strommenge zugelassen ist.
  • Die Lastkennlinie jedes der Leitungsschutzschalter ist dabei in üblicher Art durch die thermische und die magnetische Auslösekennlinie dargestellt; es wird also die Lastkennlinie eines Leitungsschutzschalters dazu verwendet, um eine vorher festgelegte Stromentnahme zu überwachen. Das Erreichen des maximal erlaubten
  • Entnahmestroms wird dabei gleichgesetzt mit dem Erreichen des Abschaltewertes des Leitungsschutzschalters.
  • Wenn also beispielsweise der gewählte Tarif vorsieht, dass tagsüber eine Stromentnahme bis maximal 10 A erlaubt ist und nachts eine Stromentnahme bis maximal 63 A, so wird ein erster Leitungsschutzschalter mit einer Lastkennlinie, die bei einem Überstrom von 10 A abschaltet, und ein zweiter Leitungsschutzschalter mit einer Lastkennlinie, die bei 63 A abschaltet, verwendet. Beide werden über ein Installationsschütz angesprochen, gesteuert durch eine Zeitschaltuhr.
  • Ein Mehrfachtarifwächter gemäß dem Stand der Technik ist relativ aufwändig in der Installation, nimmt viel Platz im Schaltschrank in Anspruch, ist manipulationsanfällig, da der Benutzer die Verdrahtung selbst so ändern kann, dass auch bei Tag die größere Strommenge entnommen werden kann, und ist anfällig für Störungen, da die Drähte zwischen den einzelnen Leitungsschutzschaltern und dem Schütz brechen können.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrfachtarifwächter zu schaffen, der gegenüber den bekannten Mehrfachtarifwächtern verbessert ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen gattungsgemäßen Tarifwächter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß also sind bezüglich des Stromflusses das erste und das zweite Schaltmittel in Serie geschaltet, und das Steuermittel gibt eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel frei, wenn eine Abschaltung der Stromzufuhr nach Erreichen des ersten Grenzwertes erfolgen soll, verhindert diese aber, wenn eine Abschaltung der Stromzufuhr erst nach Erreichen des zweiten Grenzwertes erfolgen soll, so dass dann die Abschaltung durch das zweite Schaltmittel erfolgt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens zweite Schaltmittel ein überstromsensitiver Selbstschalter, der Auslösemittel und eine mit den Auslösemitteln zusammenwirkende, öffenbare Kontaktstelle umfasst, so dass er in Abhängigkeit von einer zweiten Lastkennlinie die Stromzufuhr aus der Stromleitung abschalten kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltmittel elektronische Mittel zur Nachbildung einer ersten Lastkennlinie sowie einen Aktor zum Abschalten der Stromzufuhr umfasst.
  • Der Aktor kann dabei gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Arbeitsstromauslöser sein, welcher mit dem überstromsensitiven Selbstschalter zum Abschalten des Strompfades durch zwangsweises Öffnen der Kontaktstelle des Selbstschalters zusammenwirkt.
  • Gemäß einer sehr vorteilhaften weiteren Ausführungsform umfasst das erste Schaltmittel einen Stromsensor und einen Mikroprozessor, in dessen nichtflüchtigem Speicher die erste Lastkennlinie hinterlegt ist.
  • Der Mikroprozessor kann dabei ein Steuersignal an den Aktor ausgeben, wenn das Steuermittel eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigibt und der erste Grenzwert überschritten ist.
  • Das Steuermittel kann gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform einen Zeitgeber umfassen, welcher mit dem ersten Schaltmittel zusammenwirkt, so dass während eines ersten Zeitintervalls eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigegeben ist, und während eines zweiten Zeitintervalls eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel blockiert ist.
  • Dabei kann in einer vorteilhaften Variante der Erfindung das Steuermittel ein externes Steuersignal über eine Steuerleitung erhalten, und in Abhängigkeit von dem externen Steuersignal eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigeben oder blockieren.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung sind das erste und zweite Schaltmittel und das Steuermittel in einem gemeinsamen Gehäuse umfasst sind.
  • Insgesamt ist die vorteilhafte Wirkung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung darin gegeben, dass für einen Mehrfachtarifwächter nur noch ein Leitungsschutzschalter verwendet wird, welcher eine Lastkennlinie entsprechend der höheren entnehmbaren Stromstärke aufweist, und die zweite Lastkennlinie entsprechend der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke durch eine elektronische Schaltung nachgebildet ist. Nach außen hin erscheint somit der erfindungsgemäße neue Mehrfachtarifwächter als ein einziges Gerät. Es ist kein weiteres Zusatzmodul notwendig, und die Manipulationsanfälligkeit ist stark reduziert, denn auf das Steuermittel kann von außen durch den Stromkunden kein Einfluss genommen werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigt:
    • Figur 1:
    schematisch einen erfindungsgemäßen Mehrfachtarifwächter
  • Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie aus einer Stromleitung 11, im Folgenden auch Mehrfachtarifwächter genannt.
  • Der Mehrfachtarifwächter 10 umfasst drei funktionale Module, die durch strichlierte Umrandungen gekennzeichnet sind. Es sind dies ein erstes Schaltmittel 12, ein zweites Schaltmittel 13 und ein Steuermittel 14. Jedes der funktionalen Module umfasst weitere Teilelemente, wie im Folgenden genauer beschrieben ist.
  • Teilelemente eines funktionalen Moduls können dabei auf verschiedenen Baueinheiten realisiert sein. Die Baueinheiten des Mehrfachtarifwächters sind innerhalb eines Gehäuses 22 angebracht, so dass nach außen der Mehrfachtarifwächter als ein einziges Gerät in Erscheinung tritt.
  • Der Mehrfachtarifwächter umfasst als Baueinheiten wenigstens einen Leitungsschutzschalter, hier ist es eine zweipolige Aneinanderreihung zweier einpoliger Leitungsschutzschalter 131, 132, einen mit den Leitungsschutzschaltern 131, 132 in bekannter Art verbundenen Arbeitsstromauslöser 18 und eine elektronische Steuerbaugruppe 23, welche einen Stromsensor 16 umfasst und mit dem Arbeitsstromauslöser 18 zusammenwirkt.
  • Die elektronische Steuerbaugruppe 23 umfasst insbesondere einen Mikroprozessor 15, eine Batterie 24 zum Puffern, einen Stromsensor 16 zum Messen des Stromflusses in den Außenleitern 11, einen mit dem Stromsensor 16 zusammenwirkenden A/D-Wandler 17, einen Eingang für eine externe Steuerleitung 21, eine Steuerschaltung 26, eine integrierte Uhr 20 zum Umschalten zwischen den verschiedenen Tarifzeiten.
  • Der Arbeitsstromauslöser 18 umfasst ein Netzteil 28 und erhält seine Energieversorgung über Stromversorgungsleitungen 29 von dem zweiten Leitungsschutzschalter 132. Er umfasst weiterhin eine Anzeige 25 zum Anzeigen der verschiedenen Tarifzeiten und gegebenenfalls auch einer Störung. Eine Ansteuerschaltung 27 in dem
  • Arbeitsstromauslöser 18 erhält von dem Mikroprozessor 15 ein Steuersignal, welches den Arbeitsstromauslöser 18 entweder aktiviert oder deaktiviert.
  • Die Leitungsschutzschalter 131, 132 sind an Anschlussklemmen 32 mit der externen Stromleitung verbunden. Sie haben je einen Schalthebel 31, und auch der Arbeitsstromauslöser 31 hat einen Schalthebel 31, mit dem sie manuell ein- oder ausgeschaltet werden können.
  • Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass in dem Zeitraum der höheren entnehmbaren Stromstärke die Überwachung direkt über den Leitungsschutzschalter 131 geschieht und die Steuerbaugruppe 23 nicht an der Überwachung beteiligt ist.
  • In dem Zeitraum der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke geschieht die Überwachung in der Steuerbaugruppe 23 geschieht, und die Steuerbaugruppe sendet ein Steuersignal an den Arbeitsstromauslöser 18, wenn der Stromverbrauch zu hoch ist und die Stromzufuhr folglich unterbrochen werden muss.
  • Hierzu ist in der Steuerbaugruppe 23 eine Auslösekennlinie abgespeichert, die der Auslösekennlinie im Bereich der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke entspricht.
  • Ein Stromsensor 16 misst die Stromstärke in dem Außenleiter 11. Der Messwert wird in dem A/D-Wandler 17 digitalisiert und das so gewonnene digitale Stromsignal über den Prozessor 15 verarbeitet und ausgewertet. Es wird auch die Zeitdauer erfasst, während der jeweils eine bestimmte Stromstärke anliegt.
  • Überschreitet diese Zeitdauer einer gemäß der Auslösekennlinie zulässige Zeitdauer, so erzeugt die Steuerbaugruppe 23 das Ansteuersignal für den Arbeitsstromauslöser 18, welches diesem von dem Mikroprozessor 15 an die Ansteuerschaltung 27 übermittelt wird. Dieser löst aus und schaltet damit die Leitungsschutzschalter 131, 132 aus. Man kann sagen, dass in der elektronischen Steuerbaugruppe 23 somit die Auslösekennlinie im Bereich der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke abgebildet wird.
  • Im einzelnen ist dies so realisiert, dass die Auslösekennlinie für den Bereich der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke im nichtflüchtigen Speicher der elektronische Steuerbaugruppe 23 abgelegt ist und der jeweils gemessene Stromwert mit der gespeicherten Auslösekennlinie für den Bereich der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke verglichen wird.
  • Der Arbeitsstromauslöser 18 ist ein im Prinzip bekanntes Bauteil, welches von außen mit einem Steuersignal beaufschlagt wird und in Abhängigkeit des Signals mit der Schaltachse oder dem Schaltknauf des Leitungsschutzschalters 131, 132 so zusammenwirkt, dass der Leitungsschutzschalter 131, 132 entsprechend des Steuersignales ein- oder ausgeschaltet wird. Es wird hierbei nur die Schaltfunktion des Leitungsschutzschalters benutzt.
  • Der Arbeitsstromauslöser simuliert gewissermaßen das Ausschalten von Hand.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Mehrfachtarifwächter kommt im Bereich der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke das Steuersignal für den Arbeitsstromauslöser 18 von der elektronischen Steuerbaugruppe 23.
  • Die elektronische Steuerbaugruppe 23 kann selbst erkennen, wann der Bereich der niedrigeren oder der Bereich der höheren entnehmbaren Stromstärke vorliegt. Sie tut dies über das Modul der eingebauten elektronischen Zeitschaltuhr 20. Das Uhrenmodul 20 kommuniziert hierzu mit dem Mikroprozessor 15. Das Uhrenmodul 20 unterscheidet zwischen Tagbetrieb ( dies ist der Bereich der niedrigeren entnehmbaren Stromstärke; es wird die Auslösekennlinie verwendet, die in der elektronische Steuerbaugruppe 23 hinterlegt ist) und Nachtbetrieb (dies ist der Bereich der höheren entnehmbaren Stromstärke; es wird die Auslösekennlinie direkt im Leitungsschutzschalter verwendet).
  • Die Umschaltung zwischen Tag und Nachtbetrieb kann auch über eine externe Steuerleitung 21 geschehen. Das Uhrenmodul 20 erkennt in diesem Fall, wenn eine Steuerleitung 21 angeschlossen ist. In diesem Fall schaltet das Uhrenmodul 20 die Uhrenfunktion aus und stellt das Steuerleitungssignal 21 direkt auf den Mikroprozessor 15 durch.
  • Als weitere Baugruppe kann der Mehrfachtarifwächter 10 Gerät eine LED Anzeige 25 umfassen. Diese würde beispielsweise durch rotes Dauerleuchten den Nachtbetrieb anzeigen, im Tagbetrieb wäre sie beispielsweise ausgeschaltet, und durch Blinken könnte sie beispielsweise eine Störung anzeigen. Die Anzeigeeinrichtung 25 ist dem Arbeitsstromauslöser 18 zugeordnet.
  • Ein weiteres Merkmal könnte sein, dass die Uhr 20 einen Batteriepuffer 24 umfasst, der eine Gangreserve von bis zu 10 Jahren realisiert.
  • Der Mehrfachtarifwächter 10 lässt am Tag eine begrenzte Stromentnahme zu; bei Nacht ist eine um ein mehrfaches größere Stromentnahme möglich.
  • Durch den beschriebenen Einsatz von Elektronik und Software wird aus einem Einfach-Tarifwächter, wie er gemäß dem Stand der Technik bereits mittels eines überstromsensitiven Schalters realisiert werden kann, ein intelligenter Mehrfachtarifwächter mit Überwachung von Tag- und Nachttarif. Werden die jeweiligen Tarife überschritten, erfolgt eine selbsttätige, manipuliersichere Abschaltung der Stromversorgung.
  • Der Mehrfachtarifinrächter 10 kann unter Einhaltung des Tagtarif-Wertes eingeschaltet werden. Die Tarifgrenze des Tagtarifes wird durch eingebaute Stromwandler 16 überwacht. Überschreitet der Strom den Wert für die Tagesschwelle, so steuert die Auswerte-Elektronik einen am Leitungsschutzschalter 131, 132 angebauten Arbeitsstromauslöser 18 an und dieser löst den Leitungsschutzschalter 131, 132 aus.
  • Im Nachttarif ist die Auswerteelektronik deaktiviert, so dass die Standardauslösefunktion des Leitungsschutzschalters 131, 132 wirksam ist.
  • Für das Wirksamwerden des Nachttarifes ist ein Steuersignal von 230 V notwendig, welches durch eine separate Uhr 20 oder vom Energieversorger zur Verfügung gestellt und dann am Mehrfachtarifwächter eingespeist wird. Bei Aktivierung des Nachttarifs leuchtet eine im Gerät integrierte LED- Anzeige 25, es könnte auch eine andere bekannte Form einer Anzeigeeinrichtung verwendet werden. Der Tagtarif mit eingeschränkter Stromentnahme wird nicht speziell angezeigt.
  • Bei einer Unterbrechung des 230 V Steuersignals ist nur eine Stromentnahme gemäß Tagtarif möglich.
  • Alternativ kann das Gerät mit einem integrierten Uhrenmodul 20 ausgestattet werden, welches die Tarifumschaltung zu werksseitig voreingestellten Zeiten vornimmt. Veränderungen des Umschaltzeitpunktes bedingt durch Umstellung von Sommer- auf Winterzeit und zurück können dabei berücksichtigt werden.
  • Die Steuerelektronik mit den Stromwandlern 16 ist in einer Steuerbaugruppe 23 eingebaut, welche ebenso wie der Arbeitsstromauslöser direkt am Leitungsschutzschalter 131, 132 angebaut wird.
  • Die Auslösekennlinie des Mehrfachtarifwächters 10 erfüllt sowohl im Tag- als auch im Nachttarif den Standard UNE 20-317-2005.
  • Als konkrete Geräteausführungen sind beispielsweise denkbar: zwei-polig 10/40 A, 10/63 Ampere, 20/40 Ampere, 20/63 Ampere (beide Pole geschützt). Eine zweipolige Variante ist in der Figur 1 dargestellt. Es ist auch eine 3+N-polige Variante mit 7,5/40 Ampere oder 15/40 A denkbar, oder bei Bedarf noch weitere Ausführungsformen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Vorrichtung
    11
    Stromleitung
    12
    erstes Schaltmittel
    13
    zweites Schaltmittel
    14
    Steuermittel
    15
    Mikroprozessor
    16
    Stromsensor
    17
    A/D-Wandler
    18
    Arbeitsstromauslöser
    19
    Steuersignal
    20
    Uhr
    21
    externe Steuerleitung
    22
    Gehäuse
    23
    Steuerbaugruppe
    24
    Batterie
    25
    Anzeigeeinrichtung
    26
    Steuerschaltung
    27
    Ansteuerschaltung
    28
    Netzteil
    29
    Stromversorgung
    31
    Schalthebel
    32
    Eingangsklemme
    131
    Leitungsschutzschalter 1
    132
    Leitungsschutzschalter 2

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie aus einer Stromleitung, mit einem ersten Schaltmittel, das die Stromzufuhr abschaltet, wenn die Stromentnahme einen ersten Grenzwert überschreitet, und mit einem zweiten Schaltmittel, das die Stromzufuhr abschaltet, wenn die Stromentnahme einen zweiten Grenzwert überschreitet, welcher größer ist als der erste Grenzwert, und mit einem Steuermittel, welches die Abschaltung der Stromzufuhr wahlweise nach Erreichen des ersten oder des zweiten Grenzwertes ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Stromflusses das erste und das zweite Schaltmittel in Serie geschaltet sind, und dass das Steuermittel eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigibt, wenn eine Abschaltung der Stromzufuhr nach Erreichen des ersten Grenzwertes erfolgen soll, diese aber verhindert, wenn eine Abschaltung der Stromzufuhr erst nach Erreichen des zweiten Grenzwertes erfolgen soll, so dass dann die Abschaltung durch das zweite Schaltmittel erfolgt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens zweite Schaltmittel ein überstromsensitiver Selbstschalter ist, der Auslösemittel und eine mit den Auslösemitteln zusammenwirkende, öffenbare Kontaktstelle umfasst, so dass er in Abhängigkeit von einer zweiten Lastkennlinie die Stromzufuhr aus der Stromleitung abschalten kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltmittel elektronische Mittel zur Nachbildung einer ersten Lastkennlinie sowie einen Aktor zum Abschalten der Stromzufuhr umfasst.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor ein Arbeitsstromauslöser ist, welcher mit dem überstromsensitiven Selbstschalter zum Abschalten des Strompfades durch zwangsweises Öffnen der Kontaktstelle des Selbstschalters zusammenwirkt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltmittel einen Stromsensor und einen Mikroprozessor umfasst, in dessen nichtflüchtigem Speicher die erste Lastkennlinie hinterlegt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor ein Steuersignal an den Aktor ausgibt, wenn das Steuermittel eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigibt und der erste Grenzwert überschritten ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel einen Zeitgeber umfasst, welcher mit dem ersten Schaltmittel zusammenwirkt so dass während eines ersten Zeitintervalls eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigegeben ist, und während eines zweiten Zeitintervalls eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel blockiert ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel ein externes Steuersignal über eine Steuerleitung erhält, und in Abhängigkeit von dem externen Steuersignal eine Abschaltung durch das erste Schaltmittel freigibt oder blockiert.
  9. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Schaltmittel und das Steuermittel in einem gemeinsamen Gehäuse umfasst sind.
EP20090008013 2008-07-15 2009-06-19 Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie Withdrawn EP2146364A2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810033091 DE102008033091A1 (de) 2008-07-15 2008-07-15 Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2146364A2 true EP2146364A2 (de) 2010-01-20

Family

ID=40999845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20090008013 Withdrawn EP2146364A2 (de) 2008-07-15 2009-06-19 Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2146364A2 (de)
DE (1) DE102008033091A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105699809A (zh) * 2016-02-16 2016-06-22 烽火通信科技股份有限公司 一种直流电压跌落发生器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3902416A1 (de) 1989-01-27 1990-08-02 Asea Brown Boveri Ueberstromsensitiver selbstschalter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3902416A1 (de) 1989-01-27 1990-08-02 Asea Brown Boveri Ueberstromsensitiver selbstschalter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105699809A (zh) * 2016-02-16 2016-06-22 烽火通信科技股份有限公司 一种直流电压跌落发生器

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008033091A1 (de) 2010-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2460022B1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Bereitstellung elektrischer Energie an einen Verbraucherstromkreis
DE69121164T2 (de) Anordnung zur Erkennung von Fehlern
DE69935650T2 (de) Energieverteilungssystem mit durch über Stromleitungen übertragene Signale ,Fernrückstellbaren Leistungsschaltern
DE69509093T2 (de) Modul zur verwendung eines miniatur lastschalters
DE102009034887A1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Bereitstellung einer Energiemenge in der Ladestation für ein Elektrofahrzeug
DE102012103208A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Ladeanschlussvorrichtung für Elektrofahrzeuge sowie entsprechende Ladeanschlussvorrichtung
WO2009043766A1 (de) Steuerung der anzeigehintergrundbeleuchtung bei einem leistungsschalter
DE102017215820A1 (de) Leistungsschalter und Verfahren
EP1980861A2 (de) Stromzählersystem mit fernsteuerbarer Stromunterbrechung
WO2012072649A1 (de) Schalteinrichtung und externe steuerbaugruppe
EP2146364A2 (de) Vorrichtung zur Begrenzung des Bezugs elektrischer Energie
DE102010037995B4 (de) Stromversorgungsgerät und Stromversorgungssystem mit ebensolchem
DE102019103036B4 (de) Ladesäule mit einem Kombi-Schaltmodul
EP2282219A1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Bereitstellung elektrischer Energie an einen Verbraucherstromkreis
DE3426542A1 (de) Einrichtung zur lastbegrenzung in niederspannungsnetzen
DE102021200854A1 (de) Fernantrieb, Geräteanordnung mit einem Fernantrieb sowie Verfahren
EP2899822B1 (de) Elektrische Schutzanordnung für eine Elektroinstallation sowie dazugehöriges Verfahren
EP3242110B1 (de) Energiezähler mit sensoren
DE102023116554A1 (de) Energiemesseinheit zum Messen von elektrischen Energiemengen in Ladeanschlussvorrichtungen für Elektrofahrzeuge, sowie damit ausgestattete Ladeanschlussvorrichtung
DE19601881A1 (de) Überwachungseinrichtung für Strom- und Leistungsaufnahme
EP0827251B1 (de) Elektrisches Niederspannungsschaltgerät
DE102005016105A1 (de) Verfahren zum Ein- und Darstellen der Auslösekennlinie von Schutzschaltern
DE102004046810A1 (de) Elektronischer Schutzschalter mit einstellbarer Auslösecharakteristik
EP1573877A1 (de) Schutzschalter
DE69310434T2 (de) Niederspannungsschaltersystem

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20130103