EP2637193A1 - Motorgetriebene Wiedereinschaltvorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP2637193A1
EP2637193A1 EP12158628.3A EP12158628A EP2637193A1 EP 2637193 A1 EP2637193 A1 EP 2637193A1 EP 12158628 A EP12158628 A EP 12158628A EP 2637193 A1 EP2637193 A1 EP 2637193A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor
motor shaft
switching
shaft
coupling element
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Withdrawn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
EP12158628.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Scheugenpflug
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.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Eaton Industries 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 Eaton Industries GmbH filed Critical Eaton Industries GmbH
Priority to EP12158628.3A priority Critical patent/EP2637193A1/de
Priority to DE112013001323.1T priority patent/DE112013001323B4/de
Priority to PCT/EP2013/054371 priority patent/WO2013131894A1/de
Publication of EP2637193A1 publication Critical patent/EP2637193A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01H71/1009—Interconnected mechanisms
    • H01H71/1018—Interconnected mechanisms with only external interconnections
    • 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
    • H01H71/66—Power reset mechanisms
    • H01H71/70—Power reset mechanisms actuated by electric motor
    • 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
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/56—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by rotatable knob or wheel

Definitions

  • the invention relates to a motor-driven reclosing device for navbetätigbare switching devices.
  • the shows DE 9203532 U1 a mechanical switching or remote drive for electrical switching devices with rotary or rocker arm drive for the switch lock, wherein at least one additional mechanical rotary drive is provided which is mechanically connected to the rotary drive on an adjacent switching device by tension elements in the form of two Bowden cables.
  • the invention has for its object to provide a reclosing device that works easily and is easy to grow on or on the operating side of one or more switching devices.
  • the essence of the invention relates to a motor drive for attachment to at least one electrical switching device, in particular to a low-voltage circuit breaker or the like, wherein the switching device via a hand knob and an actuating shaft in the ON and OFF position is navbetätigbar.
  • the rotary actuator which is preferably designed to 90 °, the at least one switching device can be switched manually or by means of motor drive from an OFF position to an ON position.
  • the arrangement according to the invention is used to reconnect switching devices remotely after intentional or unwanted shutdown by simple contact.
  • the motor drive is attachable to one or more switching devices, with a rotary actuation of 90 °, the one or more switching devices from an OFF position to an ON position can be switched.
  • the shift linkage comprises one or two parallel coupling elements, which are articulated between arranged on the operating shafts of one or two switching devices Doppelarmigen levers.
  • the motor drive can be arranged next to one another in addition to one or more switching devices that actuator shaft and motor shaft are parallel.
  • the actuating mechanism consists of a shift linkage with one or two coupling elements.
  • the first coupling element is on the actuating shaft via a articulated lever one arm.
  • Two coupling elements are parallel and engage the ends of attached to the operating shafts of the switching devices Doppelarmhebel.
  • the shift linkage comprises a crank arranged on the motor shaft, which engages via a pull rod to a driver attached to the first coupling element.
  • Parallel to the at least one switching device is an electric motor whose motor shaft is arranged parallel to the actuating shafts.
  • the electric motor can be supplied with low voltage, for example with 12 V and energized via a remote switch.
  • the switch-on signal can be given by a potential-free contact to the motor drive from the outside.
  • a crank is attached to the motor shaft. The crank of the electric motor and the Einarm- or Doppelarmhebel move in two mutually parallel planes. In ON operation, the motor gear shaft performs one revolution. A shutdown of the electric motor via an actuation of a moving of the motor shaft switching cam via a microswitch.
  • the drawbar is stored at one end at the end of the crank.
  • the pull rod is connected via a bearing with a sliding block running on the first coupling element.
  • the pull rod is arranged at one end at the end of the crank and the other end mounted on a sliding on the first coupling element sliding block. In the OFF position of the switching devices or the arranged on the first coupling element driver is located in a position with the greatest distance to the motor shaft.
  • the sliding block engages over drivers attached to the coupling element.
  • the pull rod performs a linear movement and the sliding block slides back and forth over a path on the first coupling element.
  • the actuating mechanism formed as a shift linkage can be accommodated in a mountable prismatic housing, which can be attached with its housing underside facing the front side / operating side of the at least one switching device.
  • the use of the reclosing device according to the invention may be provided for at least one circuit breaker, which can be switched off via working current or undervoltage release.
  • Each switching device is connected via connectors Electricity connected.
  • Each current path supplies, for example, a consumer. If safety applications do not prevail where zero-voltage safety is required, a circuit-breaker with shunt release can be used.
  • the switch-off is fail-safe by means of an undervoltage release, it is perfectly sufficient to connect the motor-driven reclosing device to mains voltage.
  • a simple self-locking can be used with a relay that controls the electric motor.
  • the switch-on command can be given via a remote, external button.
  • the connection is then made by closing a contact.
  • the transmission of the reclosing command can also be wireless. This can e.g. with the help of a radio system.
  • a preferred use of the reclosing device is proposed for a DC load-break switch, which is connected in photovoltaic systems between photovoltaic modules and inverters.
  • Such a DC switch-disconnector for up to 32 A rated current
  • a so-called fire station switch DE 10 2008014129 B4
  • the circuit breaker is preferably mounted in the immediate vicinity of PV modules in order to minimize the lengths of cables between PV modules and circuit breakers as short as possible. Frequently, however, the spatial accessibility of the circuit breaker is made more difficult.
  • the disadvantage is that undervoltage releases also respond to power failures that are common, e.g. during thunderstorms or network faults.
  • the circuit breaker opens the contacts and remains open. After intentional or unintentional disconnection, it was hitherto cumbersome to switch the PV system on remotely. The consequence of this is that the inverter does not receive any DC voltage and does not supply energy to the grid. Failures of the feed-in tariff are the result. So far, the circuit breaker at the installation site by hand must be turned on again.
  • a switch-on signal can be given to the reclosing device.
  • the contacts are closed, the supply of the inverter with DC voltage is restored and the energy supply to the grid is resumed.
  • a first embodiment is shown schematically, which comprises the following elements and details, wherein the reclosing device is attachable to at least one electrical switching device 10.1, on the actuating shaft 12, a one-armed lever 15 is arranged.
  • the at least one switching device 10.1 (10.2) is a hand knob 80 (see Fig. 2 ) is manually switched ON and OFF for opening and closing of conductor tracks.
  • the hand knob 80 is the actuating shaft 12 is placed.
  • the actuating shaft is arranged perpendicular to the front panel of the switching devices.
  • the mounting surface of the switching devices is located on the back of at least one switching device and there primarily serves for mounting on a mounting rail.
  • the electric motor 40 is preferably also fastened with its rear side on the same mounting rail.
  • the operation of the invention is designed to rotate the electric motor 40 via a remote switch to switch one (or more) switchgear (s) from the off position to the on position.
  • the situation of Fig. 1 shows the switching device 10.1 in the OFF position.
  • the shift linkage is designed such that by means of one rotation of the motor shaft 41, the one switching device 10.1 can be switched from its OFF position to its ON position.
  • a crank 42 On the motor shaft 41, a crank 42 is fixed, at the end of a pin 44 is trained, which is directed parallel to the motor shaft.
  • the pin 44 engages over a path S during one revolution of the motor shaft 41 to a pin 51 formed as a driver, which is attached to the first coupling element 30.
  • the driver on the first coupling element is directed perpendicularly away from the first coupling element 30 and toward the motor shaft.
  • the first coupling element 30 is articulated on the actuating shaft 12 via a one-armed lever 15 and has a second one-armed lever 11, 15 a parallel guide.
  • the coupling element 30 is mounted at both ends 22 on the levers 11, 15.
  • the axes of rotation of the two levers 15 and the motor shaft 41 are arranged mechanically parallel to each other.
  • Driver 44 at least in an angular range W of 90 ° (or greater) to the attached to the coupling element 30 driver 51 at.
  • the coupling element is taken over a coupling path S and the switching device 10.1 in an angular range W of 90 ° (or greater) is actuated.
  • the switching device 10.1 locks in its ON position.
  • the rotational movement Dr of the electric motor 40 is turned off after one revolution of the electric motor 40.
  • the shutdown of the electric motor 40 via the actuation of a moving of the motor shaft 41 switching cam 45 via a micro-switch 48.
  • the latter is more detailed in Fig. 2 shown.
  • the shift linkage is housed in a - not shown in the figures - housing.
  • the housing may be formed prismatic.
  • the housing is designed to be mountable, wherein it faces with its housing underside of the front side / operating side of the at least one switching device 10.1 and can be fastened there.
  • the housing top is the housing bottom parallel and only the actuating shaft 12 is passed through the housing top.
  • the housing top can be designed as a removable lid. In a closed housing thus only the actuating shaft 12 is visible to the outside and a patch on the actuating shaft 12 hand knob 80 (see Fig. 2 ).
  • the second one-armed lever 11 (15) can be freely rotatably arranged in the housing described.
  • the second one-armed lever 11 is located on the actuating shaft 12 of a second switching device 10.2.
  • Fig. 1 represented by the reference numerals 10.2 and 12 are entered in parentheses. In both cases, the shift linkage works identically. If two switching devices are present, both switching devices can be switched from their OFF positions to their ON positions.
  • FIG. 2 is slightly perspective view of a second arrangement according to the invention shown.
  • the shift linkage comprises the first coupling element 30 and a second coupling element 31, both of which are guided in parallel between the motor shaft 41 and the actuating shaft (s) 12.
  • First 30 and second coupling element 31 are hinged to the actuating shaft 12 via a double-armed lever 16.
  • the electric motor 40 and the two switching devices 10.1, 10.2 are in turn arranged side by side such that the actuating shafts 12 of the switching devices and motor shaft 41 are parallel.
  • the two switching devices 10.1, 10.2 are arranged on both sides of the motor shaft 41.
  • the shift linkage again comprises a crank 42 arranged on the motor shaft 41.
  • the crank engages via a pull rod 50 to a driver 51 'designed as a cylinder and attached to the first coupling element 30.
  • the pull rod 50 is supported at one end at the end 46 of the crank 42 and at the other end 53 is mounted via a sliding block 52 which is movable on the first coupling element.
  • the rotational movement Dr of the motor shaft 41 is converted into a linear movement, the pull rod 50 via the sliding block behind the first coupling element attached to the driver 51 'hooks.
  • the bearing 46 on the crank is seconded at a distance (radius) from the center of rotation of the motor shaft 41, that with one revolution of the motor shaft 41, the tie rod 50 can perform sufficient linear movement for movement and full entrainment of the driver 51 'on the first coupling element.
  • the ends of the coupling elements 30, 31 are in Ein vonötechnische, or on rotatable retaining pin on the levers 15 (version after Fig. 1 ) or levers 16 (version after Fig. 2 ).
  • the coupling elements may be rigid in the form of two coupling rods. Alternatively, they can also be formed by taut ropes.
  • FIGS. 3A and 3B show two positions of the shift linkage and the motor shaft.
  • the Fig. 3A shows the situation of the motor shaft 41 in the initial position and the (or) switching device (s) in the OFF position.
  • the Fig. 3B shows the action of the shift linkage during the ON shift.
  • a switching cam 45 is screwed, which cooperates with a micro-switch 48.
  • the electric motor remains actuated until the motor shaft has made a complete revolution, after which the switching cam 45 then actuates the microswitch 48 in each case. After one revolution, the relay of latching stops by a limit switch.
  • the mechanism of the shift linkage and the Actuating shafts of the two switching devices turned. After a quarter turn clockwise, the switchgear (s) is moved to the ON position. The motor drive enters the starting position and is immediately ready to start again at this position for the next switch-on command.
  • Fig. 3A switching device in OFF
  • the position of the one arm of the double-armed lever 16 has approximately an angle of 135 ° with respect to the line connecting both operating shafts of the switching devices.
  • the first coupling element 30 is shifted in an extreme position to the right.
  • the one arm of the double-armed lever and the first coupling element 30 thus assume an extreme shifted to the right position.
  • the crank 42 on the motor shaft 41 is in this position approximately parallel to the double-armed lever 16 and also has a position at an angle of about 135 ° relative to the line connecting both operating shafts of the switching devices.
  • Fig. 3B after a ON-switching pulse to the motor, the motor shaft 41 makes a turn.
  • the pull rod 50 takes over the slider 52 at its end the driver 51 'with.
  • the first coupling element 30 moves the double-armed lever 16 in a clockwise direction. After taking the ON-switching position are directed to the first coupling element arms of the double-armed lever 16 of the switching devices in a position with an angle of about 45 ° with respect to the line connecting both operating shafts of the switching devices.
  • the actuating shafts have each made a 90 ° turn.
  • Fig. 3A it is indicated that two more coupling elements 30 'and 31' can be arranged beyond the double-armed lever 16.
  • These coupling elements 30 ', 31' lead to a third, not shown switching device.
  • the third, or further switching device lies with its front side parallel to the front sides of the first two switching devices;
  • the actuating shaft of the further switching device is parallel to the motor shaft and the actuating shafts of the first two switching devices.
  • a double-armed lever is also present, at the ends of the coupling elements 30 ', 31' then attack. Again, the coupling elements 30 ', 31' are guided in parallel.
  • the electric motor in this case should be designed so strong in its performance that it can muster the mechanical work to operate more than two switching devices.

Landscapes

  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine motorgetriebene Wiedereinschaltvorrichtung zum Anbau an mindestens ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere an einen Niederspannungsschutzschalter oder dergleichen. Das Schaltgerät soll über einen Handdrehknopf und eine Betätigungswelle in EIN- und AUS-Position drehbetätigbar sein. Merkmale der Erfindung bestehen darin, €¢ dass die Wiedereinschaltvorrichtung einen Elektromotor (40) mit Motorwelle (41) umfasst, €¢ wobei die Motorwelle (41) über ein Schaltgestänge (30, 42, 50) mit der Betätigungswelle (12) mindestens eines Schaltgeräts (10.1) in Wirkverbindung bringbar ist, €¢ und das Schaltgestänge (30, 42, 50) ein erstes Koppelelement (30) umfasst, mit dem die Motorwelle (42) mit der Betätigungswelle (12) verbindbar ist und das Schaltgestänge derart ausgebildet ist, dass mittels einer Umdrehung der Motorwelle (41) mindestens ein Schaltgerät (10.1) aus einer AUS-Position in eine EIN-Position umschaltbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine motorgetriebene Wiedereinschaltvorrichtung für drehbetätigbare Schaltgeräte.
    • Technisches Gebiet und Stand der Technik
  • Es sind diverse motorgetriebene Ein- und Umschalteinrichtungen bekannt. Beispielsweise zeigt die DE 9203532 U1 einen mechanischen Umschalt- oder Fernantrieb für elektrische Schaltgeräte mit Dreh- oder Kipphebelantrieb für das Schaltschloss, wobei mindestens ein zusätzlicher mechanischer Drehantrieb vorgesehen ist, der mit dem Drehantrieb an einem benachbarten Schaltgerät durch Zugelemente in Form zweier Bowdenzüge mechanisch verbunden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wiedereinschaltvorrichtung anzugeben, die einfach arbeitet und die leicht an oder auf der Bedienseite eines oder mehrerer Schaltgeräte anbaubar ist.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während in den Unteransprüchen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind. Die Verwendung der Erfindung wird ebenfalls beansprucht.
  • Der Kern der Erfindung betrifft einen Motorantrieb zum Anbau an mindestens ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere an einen Niederspannungsschutzschalter oder dergleichen, wobei das Schaltgerät über einen Handdrehknopf und eine Betätigungswelle in EIN- und AUS-Position drehbetätigbar ist. Mit der Drehbetätigung, welche vorzugsweise auf 90° ausgelegt ist, kann das mindestens eine Schaltgerät manuell oder mittels Motorantrieb aus einer AUS-Position in eine EIN-Position geschaltet werden.
  • Mindestens sind weitere Elemente und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Anordnung vorhanden:
    • ● der Motorantrieb umfasst einen Elektromotor mit Motorwelle,
    • ● die Motorwelle ist über ein Schaltgestänge mit der Betätigungswelle mindestens eines Schaltgeräts in Wirkverbindung bringbar,
    • ● der Elektromotor ist über einen (entfernt angeordneten) Schalter in Drehbewegung setzbar.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung dient der Wiedereinschaltung von Schaltgeräten von Ferne nach gewollter oder ungewollter Abschaltung durch einfache Kontaktgabe.
  • Besonderheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung:
    • ● das oder die Schaltgeräte bleiben zusätzlich handschaltbar;
    • ● Parallelantrieb für mehr als ein Schaltgerät;
    • ● sofortige Wiedereinschaltmöglichkeit;
    • ● einfache Versorgung über Netzspannung;
    • ● die Einschaltzeit ist kürzer als 1 sec.;
    • ● Ausschaltvorgang ohne Fremdspannung;
    • ● anbaubar an unterschiedliche Schaltgeräte, beispielsweise für Motorschutzschalter im industriellen Umfeld oder an Schutzschalter für PV-Anlagen.
  • Der Motorantrieb ist an ein oder mehrere Schaltgeräte anbaubar, wobei mit einer Drehbetätigung von 90° das oder die Schaltgeräte aus einer AUS-Position in eine EIN-Position umschaltbar sind. Das Schaltgestänge umfasst ein oder zwei parallel geführte Koppelelemente, die zwischen an den Betätigungswellen eines oder zweier Schaltgeräte angeordneten doppelarmigen Hebeln anlenkbar sind.
  • Der Motorantrieb ist derart neben einem oder mehreren Schaltgeräten nebeneinander anordbar, dass Betätigungswelle und Motorwelle parallel liegen.
  • Die Betätigungsmechanik besteht aus einem Schaltgestänge mit ein oder zwei Koppelelementen. Das erste Koppelelement ist an der Betätigungswelle über einen einarmigen Hebel angelenkt. Zwei Koppelelemente liegen parallel und greifen an den Enden von an den Betätigungswellen der Schaltgeräte befestigten Doppelarmhebel an.
  • Das Schaltgestänge umfasst eine an der Motorwelle angeordnete Kurbel, welche über eine Zugstange an einen an dem ersten Koppelelement angebrachten Mitnehmer angreift.
  • Parallel zu dem mindestens einen Schaltgerät befindet sich ein Elektromotor, dessen Motorwelle parallel zu den Betätigungswellen angeordnet ist. Der Elektromotor kann mit Kleinspannung, beispielsweise mit 12 V gespeist und über einen entfernt angeordneten Schalter bestromt werden. Das Einschaltsignal kann durch einen potentialfreien Kontakt an den Motorantrieb von außen gegeben werden. An der Motorwelle ist eine Kurbel befestigt. Die Kurbel des Elektromotors und die Einarm- oder Doppelarmhebel bewegen sich in zwei zueinander parallel liegenden Ebenen. Im EIN-Schaltvorgang vollführt die Motorgetriebewelle eine Umdrehung. Eine Abschaltung des Elektromotors erfolgt über eine Betätigung eines von der Motorwelle mitbewegten Schaltnockens über einen Mikroschalter.
  • Die Zugstange ist einerends am Kurbelende gelagert. Andernends ist die Zugstange über ein Lager mit einem auf dem ersten Koppelelement laufenden Gleitstein verbunden. Die Zugstange ist einerends am Ende der Kurbel angeordnet und andernends über einen auf dem ersten Koppelelement bewegbaren Gleitstein gelagert. In der AUS-Stellung des oder der Schaltgeräte befindet sich der auf dem ersten Koppelelement angeordnete Mitnehmer in einer Lage mit größter Entfernung zur Motorwelle. Der Gleitstein greift über an dem Koppelelement befestigten Mitnehmer.
  • Bei einer Umdrehung der Kurbel vollführt die Zugstange eine Linearbewegung und der Gleitstein gleitet über einen Weg auf dem ersten Koppelelement vor und zurück.
  • Die als Schaltgestänge ausgebildete Betätigungsmechanik kann in einem anbaubaren prismatischen Gehäuse untergebracht sein, welches mit seiner Gehäuseunterseite der Fronseite/Bedienseite des mindestens einen Schaltgeräts zugewandt angebracht werden kann.
  • Vorzugsweise kann die Verwendung der erfindungsgemäßen Wiedereinschaltvorrichtung für mindestens einen Schutzschalter vorgesehen sein, der über Arbeitsstrom- oder Unterspannungsauslöser abschaltbar ist. Jedes Schaltgerät ist über Anschlüsse mit einer Strombahn verbunden. Jede Strombahn versorgt zum Beispiel einen Verbraucher. Wenn nicht Sicherheitsanwendungen Vorrang haben, wo eine Nullspannungssicherheit gefordert ist, kann ein Schutzschalter mit Arbeitsstromauslöser eingesetzt werden.
  • Erfolgt die Ausschaltung fehlersicher durch einen Unterspannungsauslöser, reicht es vollkommen aus, die motorgetriebene Wiedereinschaltvorrichtung mit Netzspannung zu verbinden. Bei der elektrischen Verschaltung kann eine einfache Selbsthaltung mit einem Relais eingesetzt werden, das den Elektromotor ansteuert.
  • Der Einsatz und Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung kann besonders von Vorteil sein, wenn sie für Anlagen verwendet wird, die schwer zugänglich sind. Beispielsweise im industriellen Umfeld im Bereich von Motorschutzschalter. So können bei unbesetzten Pumpstationen in Abwasserstationen irgendwo im Gelände, die nicht ständig besetzt sind, Schäden durch längeren Stillstand der Pumpen entstehen.
  • Der Einschaltbefehl kann über einen entfernt liegenden, externen Taster gegeben werden. Die Zuschaltung erfolgt dann durch Schließen eines Kontaktes. Die Übermittlung des Wiedereinschaltbefehls kann auch drahtlos erfolgen. Dies kann z.B. mit Hilfe eines Funk-Systems erfolgen.
  • Eine bevorzugte Verwendung der Wiedereinschaltvorrichtung wird für einen DC-Lasttrennschalter vorgeschlagen, der bei Photovoltaikanlagen zwischen Photovoltaikmodulen und Wechselrichter geschaltet ist.
  • Ein solcher DC-Lasttrennschalter (für bis zu 32 A Nennstrom) ist als sogenannter Feuerwehrschalter bekannt ( DE 10 2008014129 B4 ). Mit diesem Schutzschalter kann bei Photovoltaikanlagen der Gleichspannungs-Leitungsweg zum Wechselrichter (durch einen Unterspannungsauslöser) abgeschaltet werden. Der Schutzschalter wird bevorzugt in unmittelbarer Nähe von PV-Module montiert, um Leitungslängen zwischen PV-Modulen und Schutzschalter so kurz wie möglich zu gestalten. Häufig ist jedoch die räumliche Erreichbarkeit des Schutzschalters dadurch erschwert.
  • Wird im Notfall (z.B. bei Brand durch die Feuerwehr) das komplette Haus vom Stromnetz getrennt, so führt dies automatisch zur Auslösung des Schutzschalters und somit zur Spannungsfreischaltung der PV-Gleichstromleitungen. Eine Gefährdung der Einsatz- und Löschkräfte durch spannungsführende Gleichstromleitungen ist somit ausgeschlossen.
  • Der Nachteil ist, dass Unterspannungsauslöser auch auf Spannungsausfälle reagieren, wie sie häufig vorkommen, z.B. bei Gewittern oder Netzfehler. Der Schutzschalter öffnet auch dann die Kontakte und bleibt offen. Nach gewollter oder ungewollter Ausschaltung war es bisher umständlich, die PV-Anlage aus der Ferne wieder einzuschalten. Folge davon ist, dass der Wechselrichter keine DC-Spannung bekommt und keine Energie ins Netz liefert. Ausfälle der Einspeisevergütung sind die Folge. Bisher muss der Schutzschalter am Installationsort von Hand wieder eingeschaltet werden.
  • Nach Entschärfung der Gefahr und nach Rückkehr der Netzspannung kann ein Einschaltsignal (manuell oder automatisch) an die Wiedereinschaltvorrichtung gegeben werden. Die Kontakte werden geschlossen, die Versorgung des Wechselrichters mit DC-Spannung ist wiederhergestellt und die Energielieferung ins Netz wird wieder aufgenommen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Figuren zeigen Ausführungen von bevorzugten erfindungsgemäßen Anordnungen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen
    • Figur 1: eine Aufsicht auf das Schaltgestänge bei Schalterstellung AUS;
    • Figur 2: eine perspektivische Aufsicht auf das Schaltgestänge bei Schalterstellung EIN;
    • Figur 3A: Detail Schaltgestänge bei Schalterstellung AUS und
    • Figur 3B: Bewegung des Schaltgestänges in Richtung EIN.
  • In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform schematisch gezeigt, welche folgende Elemente und Einzelheiten umfasst, wobei die Wiedereinschaltvorrichtung an mindestens ein elektrisches Schaltgerät 10.1 anbaubar ist, an dessen Betätigungswelle 12 ein einarmiger Hebel 15 angeordnet ist.
  • Die erste Ausführungsform umfasst mindestens:
    • einen Motorantrieb mit einem Elektromotor 40 und dessen Motorwelle 41,
    • der Elektromotor 40 ist gegenüber dem Schaltgerät 10. 1 derart anordbar, dass die Betätigungswelle 12 und die Motorwelle 41 parallel liegen;
    • über ein Schaltgestänge lässt sich die Motorwelle 41 mit der Betätigungswelle 12 des Schaltgeräts 10.1 in Wirkverbindung bringen,
    • wobei das Schaltgestänge ein (erstes) Koppelelement 30 umfasst, das die Motorwelle 41 mit der Betätigungswelle 12 verbindet.
  • Das mindestens eine Schaltgerät 10.1 (10.2) wird über einen Handdrehknopf 80 (siehe Fig. 2) zum Öffnen und Schließen von Leitungsbahnen manuell EIN und AUS geschaltet. Der Handdrehknopf 80 ist der Betätigungswelle 12 aufgesetzt. Die Betätigungswelle ist senkrecht zur Bedienfront der Schaltgeräte angeordnet. Die Befestigungsfläche der Schaltgeräte liegt auf der Rückseite des mindestens einen Schaltgeräts und dient dort vornehmlich zur Befestigung auf einer Tragschiene. Der Elektromotor 40 wird vorzugsweise ebenfalls mit seiner Rückseite auf derselben Tragschiene befestigt.
  • Die Wirkungsweise der Erfindung ist darauf ausgelegt, dass der Elektromotor 40 über einen entfernt angeordneten Schalter in Drehbewegung gesetzt wird, um ein (oder mehrere) Schaltgerät(e) aus der Aus-Position in EIN-Position zu schalten. Die Situation der Fig. 1 zeigt das Schaltgerät 10.1 in AUS-Position. Die Schaltgestänge ist derart ausgebildet, dass mittels einer Umdrehung der Motorwelle 41 das eine Schaltgerät 10.1 aus seiner AUS-Position in seine EIN-Position umschaltbar ist.
  • An der Motorwelle 41 ist eine Kurbel 42 befestigt, an deren Ende ein Stift 44 ausgebildetes ist, der parallel zur Motorwelle gerichtet ist. Der Stift 44 greift über einen Weg S während einer Umdrehung der Motorwelle 41 an einen als Zapfen ausgebildeten Mitnehmer 51, der an dem ersten Koppelelement 30 angebracht ist. Der Mitnehmer am ersten Koppelelement ist senkrecht von dem ersten Koppelelement 30 weg und auf die Motorwelle hin gerichtet.
  • Das erste Koppelelement 30 ist an der Betätigungswelle 12 über einen einarmigen Hebel 15 angelenkt und hat über einen zweiten einarmigen Hebel 11, 15 eine Parallelführung. Das Koppelelement 30 ist an beiden Enden 22 an den Hebeln 11, 15 gelagert. Die Drehachsen der beiden Hebel 15 und die Motorwelle 41 sind mechanisch parallel nebeneinander angeordnet. Während einer Umdrehung der Motorwelle 41 greift der an der Motorwelle 41 angeordnete Mitnehmer 44 mindestens in einem Winkelbereich W von 90° (oder größer) an den am Koppelelement 30 angebrachten Mitnehmer 51 an. Über die Mitnahme in dem Winkelbereich W wird das Koppelelement über einen Koppelweg S mitgenommen und das Schaltgerät 10.1 in einem Winkelbereich W von 90° (oder größer) betätigt. Am Ende der Betätigung rastet das Schaltgerät 10.1 in seine EIN-Position.
  • Die Drehbewegung Dr des Elektromotors 40 wird nach einer Umdrehung des Elektromotors 40 abgeschaltet. Die Abschaltung des Elektromotors 40 erfolgt über die Betätigung eines von der Motorwelle 41 mitbewegten Schaltnockens 45 über einen Mikroschalter 48. Letzteres ist detaillierter in Fig. 2 dargestellt.
  • Das Schaltgestänge ist in einem - nicht in den Figuren dargestellten - Gehäuse untergebracht. Das Gehäuse kann prismatisch ausgebildet sein. Das Gehäuse ist anbaubar gestaltet, wobei es mit seiner Gehäuseunterseite der Fronseite/Bedienseite des mindestens einen Schaltgeräts 10.1 zugewandt und dort befestigbar ist. Die Gehäuseoberseite liegt der Gehäuseunterseite parallel und allein die Betätigungswelle 12 ist durch die Gehäuseoberseite hindurchgeführt. Die Gehäuseoberseite kann als abnehmbarer Deckel gestaltet sein. Bei einem geschlossenen Gehäuse ist somit nur die Betätigungswelle 12 nach außen sichtbar und ein auf der Betätigungswelle 12 aufgesetzter Handdrehknopf 80 (siehe Fig. 2). Der zweite einarmige Hebel 11 (15) kann in dem beschriebenen Gehäuse frei drehbar angeordnet sein.
  • Als bevorzugte weitere erfindungsgemäße Anordnung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der zweite einarmige Hebel 11 (15) sich auf der Betätigungswelle 12 eines zweiten Schaltgeräts 10.2 befindet. Beide Situationen sind in Fig. 1 dadurch wiedergegeben, dass die Bezugszeichen 10.2 und 12 in Klammern eingetragen sind. In beiden Fällen arbeitet das Schaltgestänge identisch. Bei Vorhandensein zweier Schaltgeräte sind beide Schaltgeräte aus ihren AUS-Positionen in ihre EIN-Positionen umschaltbar.
  • In der Fig. 2 ist leicht perspektivisch eine zweite erfindungsgemäße Anordnung dargestellt.
  • Das Schaltgestänge umfasst das erste Koppelelement 30 und ein zweites Koppelelement 31, die beide zwischen Motorwelle 41 und Betätigungswelle(n) 12 parallel geführt sind. Erstes 30 und zweites Koppelelement 31 sind an der Betätigungswelle 12 über einen doppelarmigen Hebel 16 angelenkt.
  • Der Elektromotor 40 und die beiden Schaltgeräte 10.1, 10.2 sind wiederum derart nebeneinander angeordnet, dass die Betätigungswellen 12 der Schaltgeräte und Motorwelle 41 parallel liegen. Die beiden Schaltgeräte 10.1, 10.2 sind beiderseits der Motorwelle 41 angeordnet.
  • Das Schaltgestänge umfasst wiederum eine an der Motorwelle 41 angeordnete Kurbel 42. Die Kurbel greift über eine Zugstange 50 an einen an dem ersten Koppelelement 30 angebrachten als Zylinder ausgebildeten Mitnehmer 51' an. Die Zugstange 50 ist einerends am Ende 46 der Kurbel 42 gelagert und ist andernends 53 über einen auf dem ersten Koppelelement bewegbaren Gleitstein 52 gelagert.
  • Über die Zugstange 50 wird die Drehbewegung Dr der Motorwelle 41 in eine Linearbewegung umgesetzt, wobei die Zugstange 50 über den Gleitstein hinter den am ersten Koppelelement befestigten Mitnehmer 51' hakt. Das Lager 46 an der Kurbel ist mit einem Abstand (Radius) vom Drehmittelpunkt der Motorwelle 41 abgeordnet, dass mit einer Umdrehung der Motorwelle 41 die Zugstange 50 eine ausreichende Linearbewegung ausführen kann zur Bewegung und zur vollen Mitnahme des Mitnehmers 51' auf dem ersten Koppelelement.
  • Die Enden der Koppelelemente 30, 31 sind in Einhängeöffnungen, bzw. an drehbaren Haltezapfen an den Hebeln 15 (Version nach Fig. 1) oder an den Hebeln 16 (Version nach Fig. 2) eingehängt. Die Koppelelemente können in Form zweier Koppelstangen starr ausgebildet sein. Alternativ können sie auch durch straff gespannte Seile gebildet sein.
  • Die Figuren 3A und 3B zeigen zwei Positionen des Schaltgestänges und der Motorwelle. Die Fig. 3A zeigt die Situation der Motorwelle 41 in Ausgangslage und das (oder die) Schaltgerät(e) in AUS-Position. Die Fig. 3B zeigt die Aktion des Schaltgestänges während des EIN-Schaltvorgangs.
  • An der Motorwelle 41 ist ein Schaltnocken 45 angeschraubt, der mit einem Mikroschalter 48 zusammenwirkt. Der Elektromotor bleibt solange angesteuert, bis die Motorwelle eine komplette Umdrehung gemacht hat, wonach dann der Schaltnocken 45 jeweils den Mikroschalter 48 betätigt. Nach einer Umdrehung fällt das Relais der Selbsthaltung durch einen Endschalter ab. Während der Umdrehung werden Mechanik des Schaltgestänges und die Betätigungswellen der beiden Schaltgeräte gedreht. Nach einer Viertel-Umdrehung im Uhrzeigersinn ist das oder sind die Schaltgeräte in die EIN-Position bewegt. Der Motorantrieb gelangt in die Ausgangsstellung und ist an dieser Position für den nächsten Einschaltbefehl sofort wieder einschaltbereit.
  • In der Ausgangsstellung gemäß Fig. 3A (Schaltgerät in AUS) befindet sich der eine Arm des doppelarmigen Hebels 16, an den das erste Koppelelement angelenkt ist, in einer Lage nach rechts gedreht. Die Lage des einen Arms des doppelarmigen Hebels 16 hat etwa einen Winkel von 135° gegenüber der Verbindungslinie beider Betätigungswellen der Schaltgeräte. Ebenso befindet sich das erste Koppelelement 30 in einer extremen Lage nach rechts verschoben. Der eine Arm des doppelarmigen Hebels und das erste Koppelelement 30 nehmen also eine extreme nach rechts verlagerte Lage ein. Die Kurbel 42 an der Motorwelle 41 liegt in dieser Stellung etwa parallel zum doppelarmigen Hebel 16 und hat ebenso eine Lage mit einem Winkel von etwa 135° gegenüber der Verbindungslinie beider Betätigungswellen der Schaltgeräte.
  • In Fig. 3B vollzieht nach einem EIN-Schaltimpuls an den Motor die Motorwelle 41 eine Drehung. Hierbei nimmt die Zugstange 50 über den Gleitstein 52 an ihrem Ende den Mitnehmer 51' mit. Das erste Koppelelement 30 bewegt den doppelarmigen Hebel 16 im Uhrzeigersinn. Nach Einnahme der EIN-Schaltstellung stehen die auf das erste Koppelement gerichteten Arme der doppelarmigen Hebel 16 der Schaltgeräte in einer Lage mit einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Verbindungslinie beider Betätigungswellen der Schaltgeräte. Die Betätigungswellen haben jeweils eine Drehung um 90° vollzogen.
  • In Fig. 3A ist angedeutet, dass über den doppelarmigen Hebel 16 hinaus, zwei weitere Koppelelemente 30' und 31' angeordnet sein können. Diese Koppelelemente 30', 31' führen zu einem dritten, nicht dargestellten Schaltgerät. Das dritte, bzw. weitere Schaltgerät liegt mit seiner Frontseite parallel zu den Frontseiten der ersten beiden Schaltgeräte; ebenso liegt die Betätigungswelle des weiteren Schaltgeräts parallel zur Motorwelle und den Betätigungswellen der ersten beiden Schaltgeräte. An der Betätigungswelle des weiteren Schaltgeräts ist ebenfalls ein doppelarmiger Hebel vorhanden, an dessen Enden die Koppelelemente 30', 31' dann angreifen. Wiederum sind die Koppelelemente 30', 31' parallel geführt. Der Elektromotor sollte in diesem Fall in seiner Leistung so stark ausgelegt sein, dass er die mechanische Arbeit zur Betätigung von mehr als zwei Schaltgeräten aufbringen kann.
    • Bezugszeichen
    • Dr
    Drehrichtung
    S
    Koppelweg
    W
    Winkel
    10.1 10.2
    elektr. Schaltgerät
    11
    freidrehbarer Einarmhebel
    15
    einarmiger Hebel
    16
    zweiarmiger Hebel
    22
    Lager an Hebel 15, 16
    30 30' 31 31'
    Koppelelemente
    40
    Motor
    41
    Motorwelle
    42
    Kurbel
    44
    Mitnehmernocken
    45
    Schaltnocken
    46
    Lager an Kurbel für Zugstange
    48
    Mikroschalter
    50
    Zugstange
    51 51'
    Mitnehmer (Zapfen, Zylinder)
    52
    Gleitstein
    53
    Lager am Gleitstein
    80
    Handdrehknopf
    100
    Schaltsignal

Claims (11)

  1. Motorgetriebene Wiedereinschaltvorrichtung zum Anbau an mindestens ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere an einen Niederspannungsschutzschalter oder dergleichen, wobei das Schaltgerät über einen Handdrehknopf und eine Betätigungswelle in EIN- und AUS-Position drehbetätigbar ist,
    ● wobei die Wiedereinschaltvorrichtung einen Elektromotor (40) mit Motorwelle (41) umfasst,
    ● wobei die Motorwelle (41) über ein Schaltgestänge (30, 42, 50) mit der Betätigungswelle (12) mindestens eines Schaltgeräts (10.1) in Wirkverbindung bringbar ist,
    ● wobei das Schaltgestänge (30, 42, 50) ein erstes Koppelelement (30) umfasst, mit dem die Motorwelle (42) mit der Betätigungswelle (12) verbindbar ist und das Schaltgestänge derart ausgebildet ist, dass mittels einer Umdrehung der Motorwelle (41) mindestens ein Schaltgerät (10.1) aus einer AUS-Position in eine EIN-Position umschaltbar ist.
  2. Wiedereinschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Koppelelement (30) an der Betätigungswelle (12) über einen einarmigen Hebel (15) anlenkbar ist.
  3. Wiedereinschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgestänge (30, 42, 50) eine an der Motorwelle (41) angeordnete Kurbel (42) umfasst, welche über eine Zugstange (50) an einen an dem ersten Koppelelement (30) angebrachten Mitnehmer (51') angreift.
  4. Wiedereinschaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (50) einerends am Ende (46) der Kurbel (42) angeordnet ist und andernends (53) über einen auf dem ersten Koppelelement (50) bewegbaren Gleitstein (52) gelagert ist.
  5. Wiedereinschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorantrieb an ein oder mehrere Schaltgeräte (10.1, 10.2) anbaubar ist, wobei mit einer Drehbetätigung von 90° das oder die Schaltgeräte aus einer AUS-Position in eine EIN-Position umschaltbar sind.
  6. Wiedereinschaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgestänge zwei parallel geführte Koppelelemente (30, 31) umfasst, die zwischen an den Betätigungswellen (12) zweier Schaltgeräte (10.1, 10.2) angeordneten doppelarmigen Hebeln (16) anlenkbar sind.
  7. Wiedereinschaltvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorantrieb derart neben einem oder mehreren Schaltgeräten (10.1, 10.2) nebeneinander anordbar ist, dass Betätigungswelle(n) (12) und Motorwelle (41) parallel liegen.
  8. Wiedereinschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschaltung des Elektromotors (40) über eine Betätigung eines von der Motorwelle (41) mitbewegten Schaltnockens (45) über einen Mikroschalter (48) erfolgt.
  9. Wiedereinschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgestänge in einem anbaubaren prismatischen Gehäuse untergebracht ist, welches mit seiner Gehäuseunterseite einer Fronseite des mindestens einen Schaltgeräts (10.1, 10.2) zugewandt anbaubar ist.
  10. Verwendung einer Wiedereinschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedereinschaltvorrichtung für mindestens einen Schutzschalter (10.1, 10.2) vorgesehen ist, der über Arbeitsstrom- oder Unterspannungsauslöser abschaltbar ist.
  11. Verwendung einer Wiedereinschaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiedereinschaltvorrichtung für mindestens einen DC-Lasttrennschalter vorgesehen ist, der bei Photovoltaikanlagen zwischen Photovoltaikmodulen und Wechselrichter geschaltet ist.
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