EP4297055A1 - Measuring module for a switchgear - Google Patents

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Publication number
EP4297055A1
EP4297055A1 EP22180374.5A EP22180374A EP4297055A1 EP 4297055 A1 EP4297055 A1 EP 4297055A1 EP 22180374 A EP22180374 A EP 22180374A EP 4297055 A1 EP4297055 A1 EP 4297055A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring module
temperature
contact piece
module
measuring
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.)
Pending
Application number
EP22180374.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Konrad
Andreas Hofer
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.)
K & N Schalterentwicklungsgesellschaft MBH
Original Assignee
K & N Schalterentwicklungsgesellschaft MBH
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 K & N Schalterentwicklungsgesellschaft MBH filed Critical K & N Schalterentwicklungsgesellschaft MBH
Priority to EP22180374.5A priority Critical patent/EP4297055A1/en
Publication of EP4297055A1 publication Critical patent/EP4297055A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/62Heating or cooling of contacts

Definitions

  • the present invention relates to a measuring module for a switching device, in particular for a load disconnector.
  • thermography In preventive maintenance, infrared thermography is used to detect danger spots in electrical connections. With their help, irregularities and problems are identified early before major damage occurs. Thermography is used in switchgear in power plants, in the detection of damaged cable ducts and in the inspection of transformers and control cabinets. A major disadvantage of this method is the accessibility of the clamp connections to be checked. If these are installed in machines or buildings where they are inaccessible, they cannot be recorded using this method. Furthermore, an image from a thermography camera is only a snapshot and only reflects the current stress condition. If, at the time of the test, too little current flows across said increased contact resistance, it will not heat up and be recorded by the camera.
  • Another measure can be to regularly inspect the clamp connection and also the surrounding area. During these periodic inspections of the electrical systems, gradual increases in resistance can sometimes be detected at an early stage. Discoloration of plastic parts such as insulation material or even deformation can often be seen. However, such visual inspections are complex and therefore expensive and also do not represent ongoing or continuous monitoring.
  • Said warming can also be perceived through the sense of smell or the visual perception of smoke, but only if it is already sufficiently large. This means that early detection is hardly possible.
  • the object of the present invention is to provide means which, in order to avoid fires, allow the ongoing control of terminal connections in switching devices or switch-disconnectors and avoid the disadvantages mentioned above.
  • a measuring module for switching devices, in particular switch disconnectors, which continuously monitors the temperature in the area of the terminal connections and can thus detect and report faulty contacts.
  • a measuring module is provided for a switching device, in particular for a switch-disconnector, wherein the measuring module has at least one contact piece, preferably several contact pieces, particularly preferably three contact pieces, for at least thermal contacting of at least one switch terminal of the switching device, the measuring module further comprising at least one Temperature sensor for determining the temperature of the at least one contact piece, wherein the measuring module is set up to monitor the temperature of the at least one contact piece and to output an error message if a temperature increase of the at least one contact piece is detected that is greater than or equal to a rise limit value or a shows predefined behavior.
  • the contacting or at least thermal contacting of the respective switch terminal by the respective contact piece can be done by mechanical contacting, i.e. arranging the respective contact piece on the respective switch terminal.
  • mechanical contacting i.e. arranging the respective contact piece on the respective switch terminal.
  • the respective contact piece is clamped in the respective switch terminal, in particular together with a conductor, which can be, for example, an outer conductor or a further line.
  • the choice of material for the respective contact piece is such that there is good thermal conductivity and typically also good electrical conductivity.
  • the respective contact piece can be made of metal, for example copper or a copper alloy.
  • At least one, particularly preferably exactly one, temperature sensor is assigned to each contact piece.
  • Particularly cost-effective embodiment variants would also be conceivable, in which a temperature sensor is assigned to several contact pieces, so that a temperature increase in one or more or all contact pieces can still be reliably detected, but without a clear assignment to a specific contact piece being possible.
  • the temperature of the respective switch terminal can be determined and monitored if this switch terminal is at least thermally contacted by the respective contact piece.
  • a corresponding error message is issued if the detected temperature increase is greater than a rise limit value.
  • this increase limit value can be predetermined and, in particular, adjustable by the user.
  • the increase limit can depend on the type of switching device and/or the currents occurring. For example, in tests with a switch disconnector designed for a rated current of 63 A, it was found that a rise limit in the range of 45°C to 60°C, in particular approximately 50°C, was a reliable indicator of inadequate clamping quality or for a clamping that is too loose. At higher currents above the rated current, higher temperature increases (than with the rated current) occurred with the same inadequate quality of the clamping, so that the clamping that was too loose could also be reliably determined in this case using the increase limit value mentioned.
  • the error message can be output in a variety of ways.
  • the error message can be displayed by means of an optical functional indicator on the measuring module or on a module housing of the measuring module, with light-emitting diodes, particularly preferably multi-color switchable light-emitting diodes, being suitable for such functional indicators.
  • light-emitting diodes particularly preferably multi-color switchable light-emitting diodes
  • a communication interface to a communication module and by means of the communication module - or alternatively directly - to a user's end device, such as a computer or a mobile phone, so that the user is not in front of it Place needs to be in order to notice the error message.
  • a user's end device such as a computer or a mobile phone
  • the measuring module is set up to determine the temperature increase of the at least one contact piece compared to an ambient temperature and to only output the error message if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater than or equal to the increase limit or exhibits a predefined behavior.
  • all contact pieces or switch terminals in the control cabinet or distribution box are typically larger or less affected by the temperature increase to the same extent.
  • the comparison of the temperature increase of one of the contact pieces with the temperature increase of another of the contact pieces of the same measuring module can be used.
  • the measuring module according to the invention it is provided that several contact pieces are provided, that several temperature sensors are provided for determining the respective temperature of the contact pieces and that the measuring module is set up to determine the temperature increase of one of the contact pieces compared to the ambient temperature Temperature of at least one other of the contact pieces to be used as the ambient temperature.
  • the measuring module comprises a communication interface in order to receive temperature data from outside the measuring module and use it as the ambient temperature can. Ie the ambient temperature is measured at at least one point outside the measurement module in a manner known per se, in particular by means of at least one thermometer and/or by means of at least one temperature sensor, with the at least one measurement result being transmitted to the measurement module by means of the communication interface.
  • the measurement module then evaluates the at least one measurement result received as the ambient temperature.
  • the at least one temperature sensor is formed by at least one thermistor, in particular an NTC thermistor. This means that the temperature sensor has an electrical resistance that changes reproducibly depending on the temperature, so that there is generally a high level of reliability.
  • NTC thermistors have a negative temperature coefficient, meaning they conduct electricity better at high temperatures than at low temperatures.
  • the design of the at least one temperature sensor by at least one NTC thermistor is particularly advantageous in that the function of the temperature sensor is particularly reliable at high or elevated temperatures, so that an error message can then be output particularly reliably in order to reliably indicate an impending danger in a timely manner .
  • the at least one temperature sensor In order to ensure that the at least one temperature sensor functions as undisturbed as possible and that the measurement data thereof is evaluated as accurately as possible, it is advantageous to keep the at least one temperature sensor electrically independent or isolated from the at least one contact piece or from the at least one switch terminal.
  • the at least one temperature sensor is in thermal contact with the at least one contact piece and is electrically insulated from the at least one contact piece. Thermal contact is also to be understood here in the sense of a thermally conductive connection, so that a temperature or temperature change of the contact piece can be determined with sufficient accuracy.
  • the at least one temperature sensor is embedded at least in sections in a heat-conducting and electrically insulating material, in particular in a resin or silicone.
  • the material, in particular resin or silicone can be cast in a liquid state, with the at least one temperature sensor being or will be placed accordingly in the casting compound in order to subsequently be embedded at least in sections in the hardened casting compound.
  • the at least one contact piece is set up for electrically contacting the at least one switch terminal of the switching device and that the measuring module has at least one measuring sensor for detecting at least one of the respective contact pieces and/or the corresponding switch terminal has a measured variable, wherein the at least one measured variable is preferably selected from the group comprising: electrical current, electrical voltage, electrical power, ohmic resistance, energy consumption, power factor, effective factor.
  • the power factor ⁇ (lambda), which is also known as the active power factor, is the ratio of the amount of active power P to the apparent power S.
  • the power factor ⁇ can be between 0 and 1.
  • the effective factor can only be defined for sinusoidal alternating variables from the ratio of the active power to the apparent power.
  • the effect factor is equal to the cosine of the phase shift angle ⁇ (phi).
  • Corresponding measuring sensors are known per se and can be easily integrated into the measuring module. At least one measuring sensor can be provided for several contact pieces, in particular for all contact pieces of the measuring module.
  • the electrical contact not only allows the determination of one or more electrical measured variables, but can also be used to power the measuring module - via at least one switch terminal.
  • measured variables can ultimately be determined that are relevant to the switching device or the lines that are connected to the switching device on an input side or an output side by clamping in the switch terminals are to be assigned, for example the electrical voltage applied to such a line.
  • Another example of a measurement variable that can be attributed to a switch terminal and thus to a line electrically connected to the switch terminal would be the size of the current that flows through the respective line, whereby the magnetic field generated by the current can be measured without contact to determine the current strength .
  • the measuring module for the electrical connection of the at least one contact piece to electronic components on a circuit board of the measuring module, at least one spring contact is provided, which contacts the respective contact piece, wherein the at least one spring contact is preferably designed as a surface-mounted component.
  • the electronic components are known components such as integrated circuits, coils, capacitors, ohmic resistors, diodes, transistors and the like.
  • Surface-mounted components are also known under the abbreviation SMD (surface-mounted devices) and, among other things, allow a particularly space-saving design.
  • This structure can be used in particular to power and operate the at least one temperature sensor and to evaluate the data generated by the at least one temperature sensor.
  • the operation of the above-mentioned measuring sensors or the evaluation of measurement data that were generated with these measuring sensors can also be realized using such a structure with electronic components.
  • the at least one spring contact can also serve or contribute to the thermal connection between the at least one temperature sensor and the at least one contact piece.
  • the at least one temperature sensor not only the at least one temperature sensor, but also the at least one spring contact is embedded at least in sections in the heat-conducting and electrically insulating material.
  • heat conduction is possible from the respective contact piece via the respective spring contact and the heat-conducting, electrically insulating material to the respective temperature sensor.
  • the at least one contact piece is also clamped in at least one switch terminal of the switching device with one or more conductors, for the clamping of which the respective switch terminal is provided.
  • the at least one contact piece is geometrically designed so that it can be clamped in the at least one switch terminal of the switching device.
  • the contact piece or pieces can be geometrically matched to the switch terminals of the switching device.
  • a communication module can be provided for data transmission between the measurement module and a terminal and vice versa. It is also conceivable that several measurement modules can communicate via the same communication module or via several communication modules. Accordingly, according to the invention, a measuring device is provided, the measuring device comprising at least one measuring module according to the invention and at least one communication module, which uses signaling technology by at least a, in particular wireless, communication channel can be coupled to the at least one measurement module in order to be able to exchange data mutually, the at least one communication module preferably having a communication interface for communication with a network and / or a user's terminal.
  • the data to be exchanged can in particular be the measurement data of the respective measurement module.
  • setting data can also be transmitted to the respective measuring module, for example to change or specify the increase limit value or to change or specify the predefined behavior of the temperature increase.
  • the network can be, for example, a LAN or WLAN or a mobile network or telephone network, in which case a connection to the Internet can in particular be provided. Accordingly, a user can communicate remotely with the respective measurement module via the communication module. Furthermore, it is of course conceivable that at least one further or higher-level system, for example an automation system, is addressed via the network and, for example, starts predefined processes (such as evaluation algorithms and/or power shutdowns and/or notification of certain locations or people) automatically when it Data, measurement results or at least an error message can be communicated via the network.
  • predefined processes such as evaluation algorithms and/or power shutdowns and/or notification of certain locations or people
  • the at least one communication module has at least one temperature sensor for determining an ambient temperature and in addition is set up to transmit the ambient temperature to the at least one measuring module, and that the respective measuring module is set up to determine the temperature increase of the at least one contact piece compared to the ambient temperature and to only output the error message if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater than or equal to the increase limit or shows a predefined behavior.
  • a system comprising at least one measuring module according to the invention or a measuring device according to the invention and at least one switching device, wherein preferably the at least one measuring module can be detachably connected to the at least one switching device.
  • the switching device can in particular be designed as a load disconnector.
  • the at least one measuring module or at least essential parts of the at least one measuring module can also be integrated in the switching device, such as measuring sensors and evaluation and communication electronics.
  • contact pieces in the sense of means for thermally contacting the at least one switch terminal can also be provided in the switching device.
  • the switching device or the switch-disconnector typically comprises a switch housing and at least one input-side switch terminal (hereinafter also referred to as “input side”) and at least one output-side switch terminal (hereinafter also referred to as “output side”), the switching device being set up to provide an electrical connection between the at least one input-side switch terminal and the at least one output-side switch terminal can be switched on or off.
  • the at least one input-side switch terminal can be provided, for example, for establishing an electrical connection with at least one outer conductor, so that in this case the respective input-side switch terminal could also be referred to as a phase terminal, the term phase being used colloquially for external conductors.
  • the at least one output-side switch terminal can be provided, for example, to establish an electrical connection with at least one further electrical line.
  • the at least one contact piece of the at least one measuring module is in at least one input-side switch terminal of the at least one switching device and/or in at least one
  • the output-side switch terminal of the at least one switching device is also clamped and contacts it both thermally and electrically.
  • the electrical contacting can serve to supply power to the respective measuring module, but possibly also to determine the measured variables to be assigned to the switch terminals.
  • the Thermal contacting allows the temperature in the area of the contact pieces and thus the clamping quality to be controlled both on the input side and on the output side.
  • the respective measuring module has a module housing which is geometrically designed in such a way that the module housing of the respective measuring module connects essentially flush to a housing of the respective switching device, if the respective measuring module is detachably connected to the respective switching device.
  • a module housing which is geometrically designed in such a way that the module housing of the respective measuring module connects essentially flush to a housing of the respective switching device, if the respective measuring module is detachably connected to the respective switching device.
  • the flush connection increases safety for the user, as they can no longer touch the contact pieces that may be under voltage.
  • the flush connection results in an elegant, high-quality, uniform appearance, which, among other things, increases user acceptance.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a system 200 according to the invention comprising a measuring device 100 according to the invention (in Fig. 1 indicated by the dashed rectangle) and a switching device in the form of a switch-disconnector 2.
  • the measuring device 100 consists of a measuring module 1 according to the invention and a communication module 8, which transmit signals by means of a wireless communication channel 9 (in Fig. 1 indicated by the dotted double arrow) and corresponding communication interfaces (not shown) for the communication channel 9 are coupled in order to be able to exchange data mutually, the communication module 8 further having a communication interface (not shown) for communication with a network and / or a user's terminal having.
  • the switch disconnector 2 has a switch disconnector housing 11 as well as three switch terminals 4 on the input side and three switch terminals 5 on the output side, the switch disconnector being set up to selectively switch on or off an electrical connection between the switch terminals 4 on the input side and the switch terminals 5 on the output side.
  • the measuring module 1 has a module housing 10 as well as three contact pieces 3 made of metal and three optical functional indicators 13 arranged in the module housing 10, which are assigned to the contact pieces 3, the functional indicators 13 preferably being formed by light-emitting diodes.
  • the contact pieces 3 are geometrically designed so that they can be clamped both in the switch terminals 4 on the input side and in the switch terminals 5 on the output side.
  • the insertion of the contact pieces 3 into the switch terminals 5 on the output side is indicated by the arrow pointing from the measuring module 1 to the switch disconnector 2.
  • the module housing 10 and the switch disconnector housing 11 are geometrically designed so that the module housing 10 is essentially flush with the switch disconnector housing 11 when the module housing 10 and the switch disconnector housing 11 are detachably connected to one another, with the contact pieces 3 correspondingly far into the switch terminals 5 on the output side - or alternatively in the switch terminals 4 on the input side - are inserted or inserted. This results in a very compact arrangement of measuring module 1 and switch disconnector 2.
  • the measuring module 1 is in an open arrangement without a cover lid in an axonometric view with a view of an underside or the side on which the contact pieces 3 are arranged Fig. 2 and Fig. 3 shown.
  • the module housing 10 is closed with the cover lid (not shown).
  • each contact piece 3 is assigned its own temperature sensor or thermistor 6, and the temperature of each contact piece 3 can therefore be measured individually.
  • the thermistors 6 are NTC thermistors, i.e. thermistors with a negative temperature coefficient.
  • the measuring module 1 is set up to monitor the temperature of the respective contact piece 3 and to output an error message if a temperature increase of the respective contact piece 3 is detected that is greater than or equal to an increase limit value or shows a predefined behavior.
  • the error message indicates an insufficient clamping quality in the respective switch terminal 4, 5 contacted by the respective contact piece 3, with the in Fig. 1 illustrated arrangement of the measuring module 1 on the input side or on the input-side switch terminals 4, a lack of clamping quality is detected in the respective input-side switch terminal 4.
  • both the input-side switch terminals 4 and the output-side switch terminals 5 are actuated via screws 18. Accordingly, insufficient clamping quality is typically caused by too low a tightening torque of the screw 18 of the respective switch terminals 4, 5.
  • the application of a wide variety of algorithms to the measured temperature or temperature increase data to check whether the temperature increase shows a predefined behavior is of course also possible in principle in the exemplary embodiment shown, but in the exemplary embodiment shown, due to the simplicity, the said comparison with the increase limit value is primarily made.
  • the rise limit is predefined as 50°C, although the rise limit can also be changed by the user and adjusted as required.
  • the adaptation can be carried out conveniently for the user via a terminal device, in particular via a mobile phone or a computer of the user, for example using an app or web browser-based application, in that the terminal device communicates with the measurement module 1, for example via the Internet and the communication module 8 .can exchange data.
  • the error message is output on the one hand via the functional indicator 13 that is assigned to the respective contact piece 3.
  • the functional indicator 13 that is assigned to the contact piece 3, in which the excessive temperature increase was detected gives an optical signal. Accordingly, a user can see at a glance where an error has occurred.
  • the corresponding error message is forwarded to the communication module 8 via the communication channel 9 and sent to the user's terminal device via the communication module 8, so that the user does not need to be on site to be informed about the error.
  • a reference measurement is provided in the exemplary embodiment shown, the measuring module 1 being set up to measure the temperature increase of the respective contact piece 3 compared to the Determine the ambient temperature and only output the error message if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater than or equal to the increase limit or shows a predefined behavior.
  • the reference measurement or ambient temperature measurement takes place outside the measurement module 1 by means of the communication module 8.
  • the measurement module 1 can be arranged together with the switch disconnector 2 in a distribution box (not shown), and the communication module 8 can also be in the distribution box or outside the distribution box in its Be arranged close in order to actually be able to determine the temperature in the immediate vicinity of the measuring module 1 as the ambient temperature.
  • the communication module 8 accordingly has a temperature sensor for measuring the ambient temperature (not shown). These measurement data can be sent from the communication module 8 to the measurement module 1 and received by it, via the communication channel 9 or the associated communication interfaces.
  • the measurement module 1 of the exemplary embodiment shown is set up to determine the temperature increase of one of the contact pieces 3 compared to the ambient temperature Temperature of at least one other of the contact pieces 3 to be used as the ambient temperature. Ie the reference measurement in this case is carried out by comparing the temperatures of at least two different contact pieces 3.
  • the thermistors 6 are in thermal, but not electrical, contact with the associated contact pieces 3 in order to ensure trouble-free measurement of the temperature of the contact pieces 3.
  • the thermistors 6 are each embedded or cast in a heat-conducting and electrically insulating epoxy resin 15, cf. Fig. 2 .
  • the epoxy resin 15 is contacted by the respective contact piece 3 at least in sections.
  • the contact pieces 3 are designed with an L-shaped cross section, cf. Fig. 3 . Accordingly, it would be conceivable for an L-shaped leg to rest flat on the epoxy resin 15 at least in sections. In any case, the other leg is intended for arrangement in the respective switch terminal 4, 5.
  • the contact pieces 3 are designed not only for thermal contacting, but also for electrical contacting of the switch terminals 4, 5.
  • the power supply of the measuring module 1, in particular an evaluation electronics of the measuring module 1 with electronic components 17 arranged on a circuit board 16, can be guaranteed via the switch terminals 4, 5.
  • spring contacts 12 which make contact with the contact pieces 3 are provided, cf. Fig. 2 , which in turn are electrically connected to the circuit board 16 or via this to the electronic components 17.
  • Each contact piece 3 is assigned exactly one spring contact 12, with the spring contacts 12 as surface-mounted components are carried out on the circuit board 16.
  • the spring contacts 12 are also embedded or cast in sections in the heat-conducting, electrically insulating material, ie in the epoxy resin 15, cf. Fig. 2 .
  • the thermal contact between the temperature sensors or thermistors 6 and the contact pieces 3 is closed, ie the thermal connection exists via the spring contacts 12 contacted by the contact pieces 3 and the epoxy resin 15, without the contact pieces 3 making contact with the epoxy resin 15 at least in sections.
  • the measuring module 1 has three current sensors 7, which are assigned to the three contact pieces 3.
  • the measured variable current strength to be attributed to the respective contact piece 3 or the respective switch terminal 4, 5 can be determined, the current passing through the line 19 clamped in the respective switch terminal 4, 5 (for reasons of clarity, only such a line is through one indicated by a dash-dotted line) - and thus also flows via the respective switch terminal 4, 5.
  • the current measurement is carried out without contact, with the respective line 19 being guided through the corresponding current sensor 7 and the current sensor 7 measuring the magnetic field generated by the current in a manner known per se, preferably by means of at least one Hall sensor (not shown), from which the current strength in turn results.
  • the measurement results can be transmitted via the communication module 8 to the user's terminal and/or via the network, for example to a higher-level automation system.
  • the functional indicators 13 provide an optical signal, for example a specific color. display if the measured current value is below or above a user-configurable threshold value stored in measuring module 1.
  • the parameterization can in turn be carried out by the user using his terminal device via the communication module 8 in the measuring module 1.

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Messmodul (1) für ein Schaltgerät, insbesondere für einen Lasttrennschalter (2), wobei das Messmodul (1) zumindest ein Kontaktstück (3), bevorzugt mehrere Kontaktstücke (3), besonders bevorzugt drei Kontaktstücke (3), zur zumindest thermischen Kontaktierung von zumindest einer Schalterklemme (4, 5) des Schaltgeräts (2) aufweist,das Messmodul (1) weiters umfassend zumindest einen Temperatursensor (6) zur Bestimmung der Temperatur des zumindest einen Kontaktstücks (3),wobei das Messmodul (1) dazu eingerichtet ist,die Temperatur des zumindest einen Kontaktstücks (3) zu überwachen und eine Fehlermeldung auszugeben, wenn ein Temperaturanstieg des zumindest einen Kontaktstücks (3) festgestellt wird, der größer oder größer gleich einem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt.Measuring module (1) for a switching device, in particular for a load disconnector (2), wherein the measuring module (1) has at least one contact piece (3), preferably several contact pieces (3), particularly preferably three contact pieces (3), for at least thermal contacting of at least a switch terminal (4, 5) of the switching device (2), the measuring module (1) further comprising at least one temperature sensor (6) for determining the temperature of the at least one contact piece (3), the measuring module (1) being set up to do this Monitor the temperature of the at least one contact piece (3) and issue an error message if a temperature increase of the at least one contact piece (3) is detected that is greater than or equal to an increase limit or shows a predefined behavior.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messmodul für ein Schaltgerät, insbesondere für einen Lasttrennschalter.The present invention relates to a measuring module for a switching device, in particular for a load disconnector.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Bei elektrischen Klemmverbindungen, wie sie vor allem bei Schaltgeräten bzw. Lasttrennschaltern, insbesondere in Niederspannungsverteilern bzw. Schaltkästen von Niederspannungsnetzwerken, vorkommen, kommt es immer wieder zu Komplikationen. Ursachen sind insbesondere die falsche Montage wie zum Beispiel eine Schraubklemme mit falsch angezogenem Drehmoment oder zu gering eingesteckte Steckklemmen, Unfälle am Gerät und damit einhergehende Beschädigungen an der Verbindung, oder aber auch Alterserscheinungen wie Korrosion, die die jeweilige Klemme schwächen können. Dabei kann es zu höheren Übergangswiderständen zwischen Leiter und Klemme kommen, die einen Anstieg der Temperatur am jeweiligen Übergang zur Folge haben, der bis hin zur Entzündung des Isoliermaterials des Leiters oder der Klemme führen kann. Auch in der Nähe befindliche leicht entzündliche Bauteile sind davon nicht ausgeschlossen. Die Brandgefahr bei solchen fehlerhaften Verbindungen ist sehr hoch, da sie meist von Schutzeinrichtungen wie Schmelzsicherungen oder Leitungsschutzschaltern nicht erfasst werden.Complications always arise with electrical terminal connections, such as those found primarily in switching devices or load disconnectors, especially in low-voltage distributors or switch boxes of low-voltage networks. The main causes are incorrect assembly, such as a screw terminal with incorrect torque or plug-in terminals that are inserted too little, accidents on the device and the resulting damage to the connection, or signs of aging such as corrosion, which can weaken the respective terminal. This can lead to higher contact resistances between the conductor and the terminal, which result in an increase in the temperature at the respective transition, which can even lead to the ignition of the insulating material of the conductor or the terminal. Easily flammable components located nearby are also not excluded. The risk of fire with such faulty connections is very high because they are usually not detected by protective devices such as fuses or circuit breakers.

In der vorbeugenden Instandhaltung verwendet man zur Detektion von Gefahrenstellen in Elektroverbindungen die Infrarot-Thermografie. Mit ihrer Hilfe werden Unregelmäßigkeiten und Probleme frühzeitig erkannt, bevor es zu größeren Schäden kommt. Anwendung findet die Thermografie bei Schaltanlagen in Kraftwerken, bei der Detektion beschädigter Kabelkanäle sowie bei der Inspektion von Transformatoren und Schaltschränken. Ein wesentlicher Nachteil dieser Methode ist die Zugänglichkeit der zu kontrollierenden Klemmverbindungen. Sind diese in Maschinen oder Gebäuden unzugänglich verbaut, können sie mit dieser Methode nicht erfasst werden. Weiters ist ein Bild einer Thermografie Kamera nur eine Momentaufnahme und spiegelt nur den zurzeit befindlichen Belastungszustand wieder. Sollte zum Zeitpunkt der Prüfung ein zu geringer Strom über einen besagten erhöhten Übergangswiderstand fließen, so wird sich dieser nicht erwärmen und von der Kamera erfasst werden.In preventive maintenance, infrared thermography is used to detect danger spots in electrical connections. With their help, irregularities and problems are identified early before major damage occurs. Thermography is used in switchgear in power plants, in the detection of damaged cable ducts and in the inspection of transformers and control cabinets. A major disadvantage of this method is the accessibility of the clamp connections to be checked. If these are installed in machines or buildings where they are inaccessible, they cannot be recorded using this method. Furthermore, an image from a thermography camera is only a snapshot and only reflects the current stress condition. If, at the time of the test, too little current flows across said increased contact resistance, it will not heat up and be recorded by the camera.

Eine weitere Maßnahme kann die regelmäßige Inaugenscheinnahme der Klemmverbindung aber auch der näheren Umgebung sein. Bei diesen periodischen Besichtigungen der elektrischen Anlagen können schleichende Erhöhungen der Widerstände mitunter frühzeitig erkannt werden. Oftmals ist eine Verfärbung an Kunststoffteilen wie Isolationsmaterial oder auch eine Verformung dieser zu erkennen. Allerdings sind solche Inaugenscheinnahmen aufwendig und damit teuer und stellen außerdem ebenfalls keine laufende bzw. kontinuierliche Überwachung dar.Another measure can be to regularly inspect the clamp connection and also the surrounding area. During these periodic inspections of the electrical systems, gradual increases in resistance can sometimes be detected at an early stage. Discoloration of plastic parts such as insulation material or even deformation can often be seen. However, such visual inspections are complex and therefore expensive and also do not represent ongoing or continuous monitoring.

Dabei können besagte Erwärmungen auch über den Geruchssinn oder die optische Wahrnehmung von Rauch wahrgenommen werden, allerdings nur sofern sie bereits hinreichend groß sind. D.h. ein frühzeitiges Erkennen ist hierdurch kaum möglich.Said warming can also be perceived through the sense of smell or the visual perception of smoke, but only if it is already sufficiently large. This means that early detection is hardly possible.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Mittel zur Verfügung zu stellen, die zur Vermeidung von Bränden die laufende Kontrolle von Klemmverbindungen bei Schaltgeräten bzw. Lasttrennschaltern erlauben und die oben genannten Nachteile vermeiden.The object of the present invention is to provide means which, in order to avoid fires, allow the ongoing control of terminal connections in switching devices or switch-disconnectors and avoid the disadvantages mentioned above.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Kern der vorliegenden Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe ist es, ein Messmodul für Schaltgeräte, insbesondere Lasttrennschalter vorzusehen, das die Temperatur im Bereich der Klemmverbindungen laufend kontrolliert und so fehlerhafte Kontakte erkennen und melden kann. Konkret ist erfindungsgemäß ein Messmodul für ein Schaltgerät, insbesondere für einen Lasttrennschalter, vorgesehen, wobei das Messmodul zumindest ein Kontaktstück, bevorzugt mehrere Kontaktstücke, besonders bevorzugt drei Kontaktstücke, zur zumindest thermischen Kontaktierung von zumindest einer Schalterklemme des Schaltgeräts aufweist, das Messmodul weiters umfassend zumindest einen Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur des zumindest einen Kontaktstücks, wobei das Messmodul dazu eingerichtet ist, die Temperatur des zumindest einen Kontaktstücks zu überwachen und eine Fehlermeldung auszugeben, wenn ein Temperaturanstieg des zumindest einen Kontaktstücks festgestellt wird, der größer oder größer gleich einem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt.The core of the present invention to solve the stated task is to provide a measuring module for switching devices, in particular switch disconnectors, which continuously monitors the temperature in the area of the terminal connections and can thus detect and report faulty contacts. Specifically, according to the invention, a measuring module is provided for a switching device, in particular for a switch-disconnector, wherein the measuring module has at least one contact piece, preferably several contact pieces, particularly preferably three contact pieces, for at least thermal contacting of at least one switch terminal of the switching device, the measuring module further comprising at least one Temperature sensor for determining the temperature of the at least one contact piece, wherein the measuring module is set up to monitor the temperature of the at least one contact piece and to output an error message if a temperature increase of the at least one contact piece is detected that is greater than or equal to a rise limit value or a shows predefined behavior.

Typischerweise wird bei der Kontaktierung des jeweiligen Kontaktstücks mit der jeweiligen Schalterklemme nicht nur eine thermische Kontaktierung im Sinne einer thermisch leitenden Verbindung hergestellt, sondern auch eine elektrische Kontaktierung im Sinne einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen Kontaktstück und Schalterklemme.Typically, when contacting the respective contact piece with the respective switch terminal, not only a thermal contact in the sense of a thermally conductive connection is made, but also an electrical contact in the sense of an electrically conductive connection between the contact piece and the switch terminal.

Die Kontaktierung bzw. zumindest thermische Kontaktierung der jeweiligen Schalterklemme durch das jeweilige Kontaktstück kann durch mechanische Kontaktierung, d.h. Anordnung des jeweiligen Kontaktstücks an der jeweiligen Schalterklemme, erfolgen. Hierzu kann z.B. vorgesehen sein, dass das jeweilige Kontaktstück in der jeweiligen Schalterklemme, insbesondere gemeinsam mit einem Leiter, bei dem es sich z.B. um einen Außenleiter oder um eine weiterführende Leitung handeln kann, mitgeklemmt wird.The contacting or at least thermal contacting of the respective switch terminal by the respective contact piece can be done by mechanical contacting, i.e. arranging the respective contact piece on the respective switch terminal. For this purpose, it can be provided, for example, that the respective contact piece is clamped in the respective switch terminal, in particular together with a conductor, which can be, for example, an outer conductor or a further line.

Die Materialwahl des jeweiligen Kontaktstücks ist dabei so, dass jedenfalls eine gute thermische Leitfähigkeit und typischerweise auch eine gute elektrische Leitfähigkeit gegeben ist. Insbesondere kann das jeweilige Kontaktstück aus Metall gefertigt sein, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.The choice of material for the respective contact piece is such that there is good thermal conductivity and typically also good electrical conductivity. In particular, the respective contact piece can be made of metal, for example copper or a copper alloy.

Vorzugsweise ist jedem Kontaktstück zumindest ein, besonders bevorzugt genau ein, Temperatursensor zugeordnet. Denkbar wären aber auch besonders kostengünstige Ausführungsvarianten, bei denen ein Temperatursensor mehreren Kontaktstücken zugeordnet ist, sodass ein Temperaturanstieg bei einem oder mehreren oder allen Kontaktstücken weiterhin zuverlässig festgestellt werden kann, ohne dass jedoch eine eindeutige Zuordnung zu einem bestimmten Kontaktstück möglich ist.Preferably, at least one, particularly preferably exactly one, temperature sensor is assigned to each contact piece. Particularly cost-effective embodiment variants would also be conceivable, in which a temperature sensor is assigned to several contact pieces, so that a temperature increase in one or more or all contact pieces can still be reliably detected, but without a clear assignment to a specific contact piece being possible.

Die exakte Anordnung des jeweiligen Temperatursensors kann variieren, wobei klarerweise eine hinreichende thermische Verbindung zum jeweiligen Kontaktstück jedenfalls gegeben ist.The exact arrangement of the respective temperature sensor can vary, although there is clearly an adequate thermal connection to the respective contact piece.

Indem mittels des mindestens einen Temperatursensors die Temperatur des jeweiligen Kontaktstücks bestimmt und überwacht wird, kann die Temperatur der jeweiligen Schalterklemme bestimmt und überwacht werden, wenn diese Schalterklemme vom jeweiligen Kontaktstück zumindest thermisch kontaktiert ist.By determining and monitoring the temperature of the respective contact piece using the at least one temperature sensor, the temperature of the respective switch terminal can be determined and monitored if this switch terminal is at least thermally contacted by the respective contact piece.

Wenn dabei ein hinreichend großer Temperaturanstieg festgestellt wird, ist dies ein Indiz dafür, dass die Qualität der Klemmung in der jeweiligen Schalterklemme nicht mehr in ausreichendem Maße gegeben ist. Typischerweise hängt dies mit einer Lockerung der Klemmung zusammen, z.B. wenn eine oder mehrere Klemmschrauben ein zu geringes Anzugsmoment aufweisen, wodurch sich der elektrische Übergangswiderstand (zwischen einer geklemmten Leitung und der Schalterklemme) in der Schalterklemme erhöht. Wie eingangs erwähnt, können aber natürlich auch Alterungserscheinungen wie Korrosion für die Schwächung der Klemmung bzw. Klemmqualität verantwortlich sein.If a sufficiently large increase in temperature is detected, this is an indication that the quality of the clamping in the respective switch terminal is no longer sufficient. Typically this is due to a loosening of the clamping, e.g. if one or more clamping screws have too little tightening torque, which increases the electrical contact resistance (between a clamped cable and the switch terminal) in the switch clamp. As mentioned at the beginning, signs of aging such as corrosion can of course also be responsible for weakening the clamping or clamping quality.

Konkret wird eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben, wenn der festgestellte Temperaturanstieg größer als ein Anstiegsgrenzwert ist. Selbstverständlich kann dieser Anstiegsgrenzwert vorgebbar und insbesondere vom Benutzer anpassbar sein.Specifically, a corresponding error message is issued if the detected temperature increase is greater than a rise limit value. Of course, this increase limit value can be predetermined and, in particular, adjustable by the user.

Der Anstiegsgrenzwert kann vom Schaltgerättyp und/oder den auftretenden Strömen abhängen. Beispielsweise konnte bei einem für einen Nennstrom von 63 A ausgelegten Lasttrennschalter in Versuchen festgestellt werden, dass beim Nennstrom ein Anstiegsgrenzwert im Bereich von 45°C bis 60°C, insbesondere von ca. 50°C, ein zuverlässiger Indikator für eine unzureichende Qualität der Klemmung bzw. für eine zu lockere Klemmung ist. Bei höheren, über dem Nennstrom liegenden Strömen traten bei gleicher unzureichender Qualität der Klemmung höhere Temperaturanstiege (als beim Nennstrom) auf, sodass mit dem genannten Anstiegsgrenzwert die zu lockere Klemmung auch in diesem Fall zuverlässig festgestellt werden konnte.The increase limit can depend on the type of switching device and/or the currents occurring. For example, in tests with a switch disconnector designed for a rated current of 63 A, it was found that a rise limit in the range of 45°C to 60°C, in particular approximately 50°C, was a reliable indicator of inadequate clamping quality or for a clamping that is too loose. At higher currents above the rated current, higher temperature increases (than with the rated current) occurred with the same inadequate quality of the clamping, so that the clamping that was too loose could also be reliably determined in this case using the increase limit value mentioned.

Die Prüfung auf Überschreitung des Anstiegsgrenzwerts ist einfach, kostengünstig umzusetzen und zuverlässig. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, nicht bloß nur einen einfachen Wert der Temperaturänderung bzw. des Temperaturanstiegs zu berücksichtigen, sondern den zeitlichen Temperaturverlauf mit unterschiedlichsten Algorithmen auszuwerten. Insbesondere ist es so möglich, einen bestimmten Temperaturverlauf über der Zeit, mit dem ein bestimmter zeitlicher Verlauf bzw. ein bestimmtes Verhalten des Temperaturanstiegs einhergeht, als kritisch oder gefährlich einzustufen. Beispielsweise wären Anwendungsfälle vorstellbar, bei denen der zeitliche Verlauf des Temperaturanstiegs einer bestimmten Kurve folgt oder unstetig ist oder kurzzeitig sogar negativ sein kann, um dann wieder positiv zu sein. Eine unzureichende Klemmung kann auf diese Weise anwendungsfallbezogen besonders zuverlässig frühzeitig erkannt werden. Entsprechend können Algorithmen im Messmodul hinterlegt sein, die z.B. den Verlauf des Temperaturanstiegs funktional auswerten, ableiten, integrieren oder mit hinterlegten Kurvenformen vergleichen.Testing whether the rise limit value has been exceeded is simple, inexpensive to implement and reliable. Of course it is also possible, not just not to take a simple value of the temperature change or increase in temperature into account, but rather to evaluate the temperature progression over time using a wide variety of algorithms. In particular, it is possible to classify a specific temperature curve over time, which is accompanied by a specific temporal progression or a specific behavior of the temperature increase, as critical or dangerous. For example, applications would be conceivable in which the time course of the temperature increase follows a certain curve or is discontinuous or can even be negative for a short time and then be positive again. In this way, insufficient clamping can be detected particularly reliably at an early stage, depending on the application. Accordingly, algorithms can be stored in the measurement module, which, for example, functionally evaluate, derive, integrate or compare the course of the temperature increase with stored curve shapes.

Die Ausgabe der Fehlermeldung kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Fehlermeldung mittels eines optischen Funktionsindikators am Messmodul bzw. an einem Modulgehäuse des Messmoduls angezeigt werden, wobei sich für solche Funktionsindikatoren bevorzugt Leuchtdioden, besonders bevorzugt mehrfarbig umschaltbare Leuchtdioden, anbieten. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, eine akustische Fehlermeldung vorzusehen, wofür dann entsprechende Signalerzeugungsmittel, insbesondere zumindest ein Lautsprecher, vorgesehen sein müssen. Weiters ist es alternativ oder zusätzlich möglich, die Fehlermeldung über eine Kommunikationsschnittstelle an ein Kommunikationsmodul und mittels des Kommunikationsmoduls - oder aber alternativ auch direkt - an ein Endgerät, wie z.B. einen Computer oder ein Mobiltelefon, eines Benutzers, zu übertragen, sodass der Benutzer nicht vor Ort zu sein braucht, um die Fehlermeldung wahrzunehmen.The error message can be output in a variety of ways. For example, the error message can be displayed by means of an optical functional indicator on the measuring module or on a module housing of the measuring module, with light-emitting diodes, particularly preferably multi-color switchable light-emitting diodes, being suitable for such functional indicators. Alternatively or additionally, it is also possible to provide an acoustic error message, for which appropriate signal generating means, in particular at least one loudspeaker, must then be provided. Furthermore, it is alternatively or additionally possible to transmit the error message via a communication interface to a communication module and by means of the communication module - or alternatively directly - to a user's end device, such as a computer or a mobile phone, so that the user is not in front of it Place needs to be in order to notice the error message.

Grundsätzlich ist es natürlich nicht ausgeschlossen, dass eine Erhöhung der Umgebungstemperatur stattfindet, die wiederum auch eine Temperaturerhöhung des zumindest einen Kontaktstücks bzw. der jeweiligen Schalterklemme nach sich zieht. Beispielsweise kann eine solche Temperaturerhöhung von einer direkten Sonneneinstrahlung auf einen Schaltschrank oder einen Verteilerkasten verursacht sein, wobei im Schaltschrank oder Verteilerkasten das Schaltgerät und das zugeordnete Messmodul angeordnet sind. Um in einer solchen Situation Fehlalarme auszuschließen, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls vorgesehen, dass das Messmodul dazu eingerichtet ist, den Temperaturanstieg des zumindest einen Kontaktstücks gegenüber einer Umgebungstemperatur zu bestimmen und die Fehlermeldung nur dann auszugeben, wenn der Temperaturanstieg gegenüber der Umgebungstemperatur größer oder größer gleich dem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt.In principle, of course, it cannot be ruled out that an increase in the ambient temperature occurs, which in turn also results in an increase in the temperature of the at least one contact piece or the respective switch terminal. For example, such a temperature increase can be caused by direct sunlight on a control cabinet or a distribution box, with the switching device and the associated measuring module being arranged in the control cabinet or distribution box. In order to exclude false alarms in such a situation, it is provided in a preferred embodiment of the measuring module according to the invention that the measuring module is set up to determine the temperature increase of the at least one contact piece compared to an ambient temperature and to only output the error message if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater than or equal to the increase limit or exhibits a predefined behavior.

Hierbei ist es sinnvoll, die Umgebungstemperatur in der Nähe des Messmoduls bzw. nicht zu weit entfernt vom Messmodul zu bestimmen, da es sonst vorkommen kann, dass tatsächlich nicht die Temperatur in der Umgebung des Messmoduls bestimmt wird, sondern an einem Ort, wo gänzlich andere Temperaturverhältnisse herrschen. Im oben genannten Beispiel des Schaltschranks oder Verteilerkastens, der von Sonneneinstrahlung betroffen ist, würde es sich beispielsweise anbieten, die Umgebungstemperatur im Schaltschrank oder in nächster Nähe des Schaltschranks zu bestimmen, um die durch die Sonneneinstrahlung bedingte Temperaturerhöhung auch bei der Umgebungstemperatur zumindest bis zu einem gewissen Grad zu erfassen.It makes sense to determine the ambient temperature in the vicinity of the measuring module or not too far away from the measuring module, otherwise it may happen that the temperature in the area surrounding the measuring module is not actually determined, but in a place where completely different Temperature conditions prevail. In the above-mentioned example of the control cabinet or distribution box that is affected by solar radiation, it would be advisable, for example, to determine the ambient temperature in the control cabinet or in the immediate vicinity of the control cabinet in order to reduce the temperature increase caused by the solar radiation at least to a certain extent at the ambient temperature degree to capture.

Im oben erwähnten Beispiel der Erhöhung der Temperatur im Schaltschrank bzw. Verteilerkasten aufgrund von Sonneneinstrahlung sind typischerweise alle Kontaktstücke bzw. Schalterklemmen im Schaltschrank bzw. Verteilerkasten mehr oder weniger im gleichen Ausmaß von der Temperaturerhöhung betroffen. Für eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung einer Referenz- bzw. Relativmessung zu einer Umgebungstemperatur kann daher der Vergleich des Temperaturanstiegs eines der Kontaktstücke mit dem Temperaturanstieg eines anderen der Kontaktstücke desselben Messmoduls herangezogen werden. Entsprechend ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls vorgesehen, dass mehrere Kontaktstücke vorgesehen sind, dass mehrere Temperatursensoren zur Bestimmung der jeweiligen Temperatur der Kontaktstücke vorgesehen sind und dass das Messmodul dazu eingerichtet ist, zur Bestimmung des Temperaturanstiegs eines der Kontaktstücke gegenüber der Umgebungstemperatur die Temperatur von zumindest einem anderen der Kontaktstücke als Umgebungstemperatur heranzuziehen.In the example mentioned above of increasing the temperature in the control cabinet or distribution box due to solar radiation, all contact pieces or switch terminals in the control cabinet or distribution box are typically larger or less affected by the temperature increase to the same extent. For a particularly simple and cost-effective implementation of a reference or relative measurement to an ambient temperature, the comparison of the temperature increase of one of the contact pieces with the temperature increase of another of the contact pieces of the same measuring module can be used. Accordingly, in a particularly preferred embodiment of the measuring module according to the invention, it is provided that several contact pieces are provided, that several temperature sensors are provided for determining the respective temperature of the contact pieces and that the measuring module is set up to determine the temperature increase of one of the contact pieces compared to the ambient temperature Temperature of at least one other of the contact pieces to be used as the ambient temperature.

Um die Umgebungstemperatur besonders zuverlässig erfassen zu können und so die Relativmessung zur Umgebungstemperatur besonders sicher zu gestalten, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls vorgesehen, dass das Messmodul eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, um Temperaturdaten von außerhalb des Messmoduls empfangen und als Umgebungstemperatur verwenden zu können. D.h. die Umgebungstemperatur wird an zumindest einer Stelle außerhalb des Messmoduls in an sich bekannter Weise, insbesondere mittels zumindest eines Thermometers und/oder mittels zumindest eines Temperatursensors, gemessen, wobei das zumindest eine Messergebnis an das Messmodul mittels der Kommunikationsschnittstelle übertragen wird. Hierbei kann es sich um eine drahtlose und/oder eine drahtgebundene Datenübertragung handeln bzw. ist die Kommunikationsschnittstelle entsprechend für eine drahtlose und/oder drahtgebunden Kommunikation in an sich bekannter Weise (beispielsweise über LAN, WLAN, Funk oder WPAN bzw. Bluetooth) eingerichtet. Das Messmodul wertet sodann das zumindest eine empfangene Messergebnis entsprechend als Umgebungstemperatur aus.In order to be able to record the ambient temperature particularly reliably and thus to make the relative measurement to the ambient temperature particularly safe, it is provided in a particularly preferred embodiment of the measuring module according to the invention that the measuring module comprises a communication interface in order to receive temperature data from outside the measuring module and use it as the ambient temperature can. Ie the ambient temperature is measured at at least one point outside the measurement module in a manner known per se, in particular by means of at least one thermometer and/or by means of at least one temperature sensor, with the at least one measurement result being transmitted to the measurement module by means of the communication interface. This can be a wireless and/or wired data transmission or is the communication interface correspondingly for wireless and/or wired communication in a manner known per se (for example via LAN, WLAN, radio or WPAN or Bluetooth) set up. The measurement module then evaluates the at least one measurement result received as the ambient temperature.

Dabei ist es auch denkbar, mehrere Umgebungstemperaturmessungen an verschiedenen örtlichen Positionen durchzuführen, wobei die Messergebnisse vom Messmodul z.B. in geeigneter statistischer Weise, etwa durch Mittelwertbildung, ausgewertet werden können. Dies kann die Zuverlässigkeit der Umgebungstemperaturbestimmung erhöhen. Wiederum ist es dabei sinnvoll, dass die örtlichen Positionen nicht zu weit vom Messmodul entfernt sind, sodass tatsächlich die Temperatur in der Umgebung des Messmoduls - und nicht an einem völlig anderen Ort, wo beispielsweise ganz andere Sonneneinstrahlungsverhältnisse herrschen - bestimmt wird.It is also conceivable to carry out several ambient temperature measurements at different local positions, whereby the measurement results can be evaluated by the measuring module, for example in a suitable statistical manner, for example by averaging. This can increase the reliability of the ambient temperature determination. Again, it makes sense that the local positions are not too far away from the measuring module, so that the temperature is actually determined in the area surrounding the measuring module - and not in a completely different location where, for example, completely different solar radiation conditions prevail.

Grundsätzlich sind unterschiedlichste Ausführungsformen von Temperatursensoren denkbar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls ist vorgesehen, dass der zumindest eine Temperatursensor durch zumindest einen Thermistor, insbesondere NTC-Thermistor, ausgebildet ist. D.h. der Temperatursensor weist einen elektrischen Widerstand auf, der sich in Abhängigkeit von der Temperatur reproduzierbar ändert, sodass grundsätzlich eine hohe Zuverlässigkeit gegeben ist.In principle, a wide variety of embodiments of temperature sensors are conceivable. In a preferred embodiment of the measurement module according to the invention, it is provided that the at least one temperature sensor is formed by at least one thermistor, in particular an NTC thermistor. This means that the temperature sensor has an electrical resistance that changes reproducibly depending on the temperature, so that there is generally a high level of reliability.

NTC-Thermistoren weisen einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, d.h. sie leiten bei hohen Temperaturen elektrisch besser als bei niedrigen Temperaturen. Die Ausbildung des zumindest einen Temperatursensors durch zumindest einen NTC-Thermistor ist insofern besonders vorteilhaft, da die Funktion des Temperatursensors besonders zuverlässig bei hohen bzw. erhöhten Temperaturen gegeben ist, sodass eine Fehlermeldung dann besonders zuverlässig ausgegeben werden kann, um eine drohende Gefahr rechtzeitig zuverlässig anzuzeigen.NTC thermistors have a negative temperature coefficient, meaning they conduct electricity better at high temperatures than at low temperatures. The design of the at least one temperature sensor by at least one NTC thermistor is particularly advantageous in that the function of the temperature sensor is particularly reliable at high or elevated temperatures, so that an error message can then be output particularly reliably in order to reliably indicate an impending danger in a timely manner .

Zur Sicherstellung einer möglichst ungestörten Funktionsweise des zumindest einen Temperatursensors und einer möglichst genauen Auswertung von dessen Messdaten ist es vorteilhaft, den zumindest einen Temperatursensor elektrisch unabhängig bzw. isoliert vom zumindest einen Kontaktstück bzw. von der zumindest einen Schalterklemme zu halten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls ist es daher vorgesehen, dass der zumindest eine Temperatursensor in thermischem Kontakt mit dem zumindest einen Kontaktstück steht und vom zumindest einen Kontaktstück elektrisch isoliert ist. Thermischer Kontakt ist auch hier im Sinne einer thermisch leitenden Verbindung zu verstehen, sodass eine Temperatur bzw. Temperaturänderung des Kontaktstücks mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden kann.In order to ensure that the at least one temperature sensor functions as undisturbed as possible and that the measurement data thereof is evaluated as accurately as possible, it is advantageous to keep the at least one temperature sensor electrically independent or isolated from the at least one contact piece or from the at least one switch terminal. In a preferred embodiment of the measuring module according to the invention, it is therefore provided that the at least one temperature sensor is in thermal contact with the at least one contact piece and is electrically insulated from the at least one contact piece. Thermal contact is also to be understood here in the sense of a thermally conductive connection, so that a temperature or temperature change of the contact piece can be determined with sufficient accuracy.

Um besagte elektrische Isolation einerseits und die genannte thermische Verbindung andererseits möglichst platzsparend und herstellungstechnisch günstig zu realisieren, ist es bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls vorgesehen, dass der zumindest eine Temperatursensor zumindest abschnittsweise in einem wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Material eingebettet ist, insbesondere in einem Harz oder Silikon. Zur Herstellung kann das Material, insbesondere Harz oder Silikon, in flüssigem Zustand vergossen werden, wobei der zumindest eine Temperatursensor entsprechend in der Vergussmasse platziert ist bzw. wird, um in weiterer Folge in der gehärteten Vergussmasse zumindest abschnittsweise eingebettet zu sein.In order to realize said electrical insulation on the one hand and said thermal connection on the other hand as space-savingly and economically as possible in terms of production technology, in a particularly preferred embodiment of the measuring module according to the invention it is provided that the at least one temperature sensor is embedded at least in sections in a heat-conducting and electrically insulating material, in particular in a resin or silicone. For production, the material, in particular resin or silicone, can be cast in a liquid state, with the at least one temperature sensor being or will be placed accordingly in the casting compound in order to subsequently be embedded at least in sections in the hardened casting compound.

Hierfür geeignete Materialien, insbesondere Harze oder Silikone, sind kommerziell erhältlich. Beispielsweise sind entsprechende Epoxidharze und Silikone unter dem Label Electrolube (eingetragene Marke) erhältlich.Materials suitable for this, in particular resins or silicones, are commercially available. For example, corresponding epoxy resins and silicones are available under the Electrolube label (registered trademark).

Zur Erhöhung der Funktionalität des Messmoduls ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls vorgesehen, dass das mindestens eine Kontaktstück zur elektrischen Kontaktierung der zumindest einen Schalterklemme des Schaltgeräts eingerichtet ist und dass das Messmodul zumindest einen Messsensor zum Erfassen zumindest einer dem jeweiligen Kontaktstück und/oder der korrespondierenden Schalterklemme zuzurechnenden Messgröße aufweist, wobei die zumindest eine Messgröße vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: elektrische Stromstärke, elektrische Spannung, elektrische Leistung, Ohmscher Widerstand, Energieverbrauch, Leistungsfaktor, Wirkfaktor.In order to increase the functionality of the measuring module, it is provided in a preferred embodiment of the measuring module according to the invention that the at least one contact piece is set up for electrically contacting the at least one switch terminal of the switching device and that the measuring module has at least one measuring sensor for detecting at least one of the respective contact pieces and/or the corresponding switch terminal has a measured variable, wherein the at least one measured variable is preferably selected from the group comprising: electrical current, electrical voltage, electrical power, ohmic resistance, energy consumption, power factor, effective factor.

Unter dem Leistungsfaktor λ (lambda), der auch als Wirkleistungsfaktor bezeichnet wird, versteht man in der elektrischen Wechselstromtechnik das Verhältnis vom Betrag der Wirkleistung P zur Scheinleistung S. Der Leistungsfaktor λ kann zwischen 0 und 1 liegen. Ausschließlich bei sinusförmigen Wechselgrößen kann der Wirkfaktor definiert werden aus dem Verhältnis der Wirkleistung zur Scheinleistung. Der Wirkfaktor ist gleich dem Cosinus des Phasenverschiebungswinkels ϕ (phi).In AC electrical engineering, the power factor λ (lambda), which is also known as the active power factor, is the ratio of the amount of active power P to the apparent power S. The power factor λ can be between 0 and 1. The effective factor can only be defined for sinusoidal alternating variables from the ratio of the active power to the apparent power. The effect factor is equal to the cosine of the phase shift angle ϕ (phi).

Entsprechende Messsensoren sind an sich bekannt und können problemlos in das Messmodul integriert werden. Dabei kann für mehrere Kontaktstücke, insbesondere für alle Kontaktstücke des Messmoduls, jeweils zumindest ein Messsensor vorgesehen sein.Corresponding measuring sensors are known per se and can be easily integrated into the measuring module. At least one measuring sensor can be provided for several contact pieces, in particular for all contact pieces of the measuring module.

Die elektrische Kontaktierung erlaubt nicht nur die Bestimmung von einer oder mehrerer elektrischer Messgrößen, sondern kann außerdem auch zur Stromversorgung des Messmoduls - über die zumindest eine Schalterklemme - verwendet werden.The electrical contact not only allows the determination of one or more electrical measured variables, but can also be used to power the measuring module - via at least one switch terminal.

Durch die Bestimmung von einer oder von mehreren Messgrößen, die dem jeweiligen Kontaktstück und damit der jeweiligen bzw. korrespondierenden Schalterklemme zuzurechnen sind, können letztlich Messgrößen bestimmt werden, die dem Schaltgerät bzw. die Leitungen, die an einer Eingangsseite oder einer Ausgangsseite durch Klemmung in den Schalterklemmen mit dem Schaltgerät verbunden sind, zuzuordnen sind, beispielsweise die an einer solchen Leitung anliegende elektrische Spannung. Ein weiteres Beispiel für eine Messgröße, die einer Schalterklemme und damit einer mit der Schalterklemme elektrisch verbundenen Leitung zuzurechnen ist, wäre die Größe des Stroms, der durch die jeweilige Leitung fließt, wobei zur Bestimmung der Stromstärke das durch den Strom erzeugte Magnetfeld berührungslos gemessen werden kann.By determining one or more measured variables that can be attributed to the respective contact piece and thus to the respective or corresponding switch terminal, measured variables can ultimately be determined that are relevant to the switching device or the lines that are connected to the switching device on an input side or an output side by clamping in the switch terminals are to be assigned, for example the electrical voltage applied to such a line. Another example of a measurement variable that can be attributed to a switch terminal and thus to a line electrically connected to the switch terminal would be the size of the current that flows through the respective line, whereby the magnetic field generated by the current can be measured without contact to determine the current strength .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls ist vorgesehen, dass zur elektrischen Verbindung des zumindest einen Kontaktstücks mit elektronischen Bauteilen auf einer Leiterplatte des Messmoduls zumindest ein Federkontakt vorgesehen ist, welcher das jeweilige Kontaktstück kontaktiert, wobei der zumindest eine Federkontakt vorzugsweise als oberflächenmontiertes Bauelement ausgeführt ist. Bei den elektronischen Bauteilen handelt es sich um an sich bekannte Bauteile wie z.B. integrierte Schaltkreise, Spulen, Kondensatoren, Ohmsche Widerstände, Dioden, Transistoren und dergleichen. Oberflächenmontierte Bauelemente sind auch unter dem Kürzel SMD (surface-mounted devices) bekannt und erlauben u.a. eine besonders platzsparende Bauweise.In a preferred embodiment of the measuring module according to the invention, it is provided that for the electrical connection of the at least one contact piece to electronic components on a circuit board of the measuring module, at least one spring contact is provided, which contacts the respective contact piece, wherein the at least one spring contact is preferably designed as a surface-mounted component. The electronic components are known components such as integrated circuits, coils, capacitors, ohmic resistors, diodes, transistors and the like. Surface-mounted components are also known under the abbreviation SMD (surface-mounted devices) and, among other things, allow a particularly space-saving design.

Dieser Aufbau kann insbesondere zur Stromversorgung und zum Betrieb des mindestens einen Temperatursensors sowie zur Auswertung der mittels des mindestens einen Temperatursensors generierten Daten verwendet werden.This structure can be used in particular to power and operate the at least one temperature sensor and to evaluate the data generated by the at least one temperature sensor.

Darüberhinaus kann aber auch der Betrieb der oben genannten Messsensoren bzw. die Auswertung von Messdaten, die mit diesen Messsensoren generiert worden sind, mittels eines solchen Aufbaus mit elektronischen Bauteilen realisiert werden.In addition, the operation of the above-mentioned measuring sensors or the evaluation of measurement data that were generated with these measuring sensors can also be realized using such a structure with electronic components.

Schließlich kann der zumindest eine Federkontakt auch zur thermischen Verbindung zwischen dem zumindest einen Temperatursensor und dem zumindest einen Kontaktstück dienen bzw. beitragen.Finally, the at least one spring contact can also serve or contribute to the thermal connection between the at least one temperature sensor and the at least one contact piece.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass nicht nur der zumindest eine Temperatursensor, sondern auch der zumindest eine Federkontakt zumindest abschnittsweise im wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Material eingebettet ist. In diesem Fall ist Wärmeleitung vom jeweiligen Kontaktstück über den jeweiligen Federkontakt und das wärmeleitende, elektrisch isolierende Material zum jeweiligen Temperatursensor möglich. Wie bereits erwähnt, kann vorgesehen sein, dass bei Verwendung des Messmoduls das zumindest eine Kontaktstück in zumindest einer Schalterklemme des Schaltgeräts mit einem oder mehreren Leitern, zu deren Klemmung die jeweilige Schalterklemme vorgesehen ist, mitgeklemmt wird. Entsprechend ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messmoduls vorgesehen, dass das zumindest eine Kontaktstück geometrisch so ausgelegt ist, dass es in der zumindest einen Schalterklemme des Schaltgeräts mitklemmbar ist. D.h. das oder die Kontaktstücke können auf die Schalterklemmen des Schaltgeräts geometrisch abgestimmt sein. Durch das Mitklemmen der Kontaktstücke kann darüberhinaus eine lösbare mechanische Verbindung zwischen dem Messmodul und dem Schaltgerät hergestellt werden.For example, it can be provided that not only the at least one temperature sensor, but also the at least one spring contact is embedded at least in sections in the heat-conducting and electrically insulating material. In this case, heat conduction is possible from the respective contact piece via the respective spring contact and the heat-conducting, electrically insulating material to the respective temperature sensor. As already mentioned, it can be provided that when using the measuring module, the at least one contact piece is also clamped in at least one switch terminal of the switching device with one or more conductors, for the clamping of which the respective switch terminal is provided. Accordingly, in a preferred embodiment of the measuring module according to the invention, it is provided that the at least one contact piece is geometrically designed so that it can be clamped in the at least one switch terminal of the switching device. This means that the contact piece or pieces can be geometrically matched to the switch terminals of the switching device. By clamping the contact pieces, a detachable mechanical connection can also be established between the measuring module and the switching device.

Wie bereits erwähnt, kann zur Datenübertragung zwischen dem Messmodul und einem Endgerät und vice versa ein Kommunikationsmodul vorgesehen sein. Dabei ist es auch denkbar, dass mehrere Messmodule über dasselbe Kommunikationsmodul oder über mehrere Kommunikationsmodule kommunizieren können. Entsprechend ist erfindungsgemäß eine Messeinrichtung vorgesehen, die Messeinrichtung umfassend zumindest ein erfindungsgemäßes Messmodul sowie zumindest ein Kommunikationsmodul, welches signaltechnisch mittels zumindest eines, insbesondere drahtlosen, Kommunikationskanals mit dem zumindest einen Messmodul koppelbar ist, um Daten wechselseitig austauschen zu können, wobei das zumindest eine Kommunikationsmodul vorzugsweise eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Netzwerk und/oder einem Endgerät eines Benutzers aufweist.As already mentioned, a communication module can be provided for data transmission between the measurement module and a terminal and vice versa. It is also conceivable that several measurement modules can communicate via the same communication module or via several communication modules. Accordingly, according to the invention, a measuring device is provided, the measuring device comprising at least one measuring module according to the invention and at least one communication module, which uses signaling technology by at least a, in particular wireless, communication channel can be coupled to the at least one measurement module in order to be able to exchange data mutually, the at least one communication module preferably having a communication interface for communication with a network and / or a user's terminal.

Wie gesagt, kann es sich bei den auszutauschenden Daten insbesondere um die Messdaten des jeweiligen Messmoduls handeln. Andererseits können aber auch Einstellungsdaten an das jeweilige Messmodul übertragen werden, beispielsweise um den Anstiegsgrenzwert zu ändern bzw. vorzugeben oder das vordefinierte Verhalten des Temperaturanstiegs zu ändern bzw. vorzugeben.As mentioned, the data to be exchanged can in particular be the measurement data of the respective measurement module. On the other hand, setting data can also be transmitted to the respective measuring module, for example to change or specify the increase limit value or to change or specify the predefined behavior of the temperature increase.

Bei dem Netzwerk kann es sich z.B. um ein LAN oder WLAN oder um ein Mobilfunknetz oder Telefonnetz handeln, wobei insbesondere eine Verbindung mit dem Internet vorgesehen sein kann. Entsprechend kann ein Benutzer remote bzw. aus der Ferne mit dem jeweiligen Messmodul über das Kommunikationsmodul kommunizieren. Weiters ist es natürlich denkbar, dass zumindest ein weiterführendes bzw. übergeordnetes System, beispielsweise ein Automatisierungssystem, über das Netzwerk angesprochen wird und z.B. vordefinierte Prozesse (etwa Auswertealgorithmen und/oder Stromabschaltungen und/oder Benachrichtigung bestimmter Stellen bzw. Personen) automatisch startet, wenn ihm Daten, Messergebnisse oder zumindest eine Fehlermeldung über das Netzwerk mitgeteilt werden.The network can be, for example, a LAN or WLAN or a mobile network or telephone network, in which case a connection to the Internet can in particular be provided. Accordingly, a user can communicate remotely with the respective measurement module via the communication module. Furthermore, it is of course conceivable that at least one further or higher-level system, for example an automation system, is addressed via the network and, for example, starts predefined processes (such as evaluation algorithms and/or power shutdowns and/or notification of certain locations or people) automatically when it Data, measurement results or at least an error message can be communicated via the network.

Wie bereits geschildert, kann eine Relativmessung zur Umgebungstemperatur vorgesehen sein, um falsche Fehlermeldungen auszuschließen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist es entsprechend vorgesehen, dass das zumindest eine Kommunikationsmodul zumindest einen Temperatursensor zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur aufweist und dazu eingerichtet ist, die Umgebungstemperatur an das zumindest eine Messmodul zu übertragen, und dass das jeweilige Messmodul dazu eingerichtet ist, den Temperaturanstieg des zumindest einen Kontaktstücks gegenüber der Umgebungstemperatur zu bestimmen und die Fehlermeldung nur dann auszugeben, wenn der Temperaturanstieg gegenüber der Umgebungstemperatur größer oder größer gleich dem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt. Indem die Bestimmung der Umgebungstemperatur somit außerhalb des jeweiligen Messmoduls erfolgt, kann eine hohe Zuverlässigkeit erzielt werden.As already described, a relative measurement to the ambient temperature can be provided in order to exclude false error messages. In a preferred embodiment of the measuring device according to the invention, it is correspondingly provided that the at least one communication module has at least one temperature sensor for determining an ambient temperature and in addition is set up to transmit the ambient temperature to the at least one measuring module, and that the respective measuring module is set up to determine the temperature increase of the at least one contact piece compared to the ambient temperature and to only output the error message if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater than or equal to the increase limit or shows a predefined behavior. By determining the ambient temperature outside the respective measuring module, a high level of reliability can be achieved.

Weiters ist es, wie bereits gesagt, denkbar, dass mehrere Messmodule mit demselben Kommunikationsmodul kommunizieren. In diesem Fall kann eine kostengünstige Umgebungstemperaturbestimmung für all diese Messmodule durch einmalige Bereitstellung des Kommunikationsmoduls erfolgen.Furthermore, as already mentioned, it is conceivable that several measurement modules communicate with the same communication module. In this case, a cost-effective determination of the ambient temperature for all of these measuring modules can be carried out by providing the communication module once.

Analog zum oben Gesagten ist erfindungsgemäß ein System vorgesehen, das System umfassend zumindest ein erfindungsgemäßes Messmodul oder eine erfindungsgemäße Messeinrichtung sowie zumindest ein Schaltgerät, wobei vorzugsweise das zumindest eine Messmodul mit dem zumindest einen Schaltgerät lösbar verbindbar ist.Analogous to what was said above, a system is provided according to the invention, the system comprising at least one measuring module according to the invention or a measuring device according to the invention and at least one switching device, wherein preferably the at least one measuring module can be detachably connected to the at least one switching device.

Das Schaltgerät kann insbesondere als Lasttrennschalter ausgebildet sein.The switching device can in particular be designed as a load disconnector.

Weiters ist denkbar, dass das zumindest eine Messmodul oder zumindest wesentliche Teile des zumindest einen Messmoduls auch im Schaltgerät integriert sein können, wie z.B. Messsensoren sowie Auswerte- und Kommunikationselektronik. Ebenso können Kontaktstücke im Sinne von Mittel zur thermischen Kontaktierung der zumindest einen Schalterklemme auch im Schaltgerät vorgesehen sein.Furthermore, it is conceivable that the at least one measuring module or at least essential parts of the at least one measuring module can also be integrated in the switching device, such as measuring sensors and evaluation and communication electronics. Likewise, contact pieces in the sense of means for thermally contacting the at least one switch terminal can also be provided in the switching device.

Das Schaltgerät bzw. der Lasttrennschalter umfasst typischerweise ein Schaltergehäuse und zumindest eine eingangsseitige Schalterklemme (im Folgenden auch als "Eingangsseite" bezeichnet) sowie zumindest eine ausgangsseitige Schalterklemme (im Folgenden auch als "Ausgangsseite" bezeichnet), wobei das Schaltgerät dazu eingerichtet ist, eine elektrische Verbindung zwischen der zumindest einen eingangsseitigen Schalterklemme und der zumindest einen ausgangsseitigen Schalterklemme wahlweise ein- oder auszuschalten.The switching device or the switch-disconnector typically comprises a switch housing and at least one input-side switch terminal (hereinafter also referred to as “input side”) and at least one output-side switch terminal (hereinafter also referred to as “output side”), the switching device being set up to provide an electrical connection between the at least one input-side switch terminal and the at least one output-side switch terminal can be switched on or off.

Die zumindest eine eingangsseitige Schalterklemme kann z.B. zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit zumindest einem Außenleiter vorgesehen sein, sodass man in diesem Fall die jeweilige eingangsseitige Schalterklemme auch als Phasenklemme bezeichnen könnte, wobei die Bezeichnung Phase umgangssprachlich für Außenleiter verwendet wird. Die zumindest eine ausgangsseitige Schalterklemme kann z.B. zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit zumindest einer weiterführenden elektrischen Leitung vorgesehen sein.The at least one input-side switch terminal can be provided, for example, for establishing an electrical connection with at least one outer conductor, so that in this case the respective input-side switch terminal could also be referred to as a phase terminal, the term phase being used colloquially for external conductors. The at least one output-side switch terminal can be provided, for example, to establish an electrical connection with at least one further electrical line.

Um insbesondere eine kompakte Anordnung zu realisieren, ist es analog zum oben Gesagten bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems vorgesehen, dass zur lösbaren Verbindung das mindestens eine Kontaktstück des mindestens einen Messmoduls in zumindest einer eingangsseitigen Schalterklemme des zumindest einen Schaltgeräts und/oder in zumindest einer ausgangsseitigen Schalterklemme des zumindest einen Schaltgeräts mitgeklemmt ist und diese sowohl thermisch als auch elektrisch kontaktiert.In order to realize a compact arrangement in particular, analogous to what was said above, in a preferred embodiment of the system according to the invention it is provided that for the detachable connection the at least one contact piece of the at least one measuring module is in at least one input-side switch terminal of the at least one switching device and/or in at least one The output-side switch terminal of the at least one switching device is also clamped and contacts it both thermally and electrically.

D.h. es sind Fälle denkbar, wo sowohl ein Messmodul an den eingangsseitigen Schalterklemmen angeordnet bzw. mitgeklemmt ist als auch ein Messmodul an den ausgangsseitigen Schalterklemmen. Die elektrische Kontaktierung kann dabei, wie weiter oben bereits geschildert, der Stromversorgung des jeweiligen Messmoduls dienen, aber ggf. auch der Bestimmung von den Schalterklemmen zuzuordnenden Messgrößen. Die thermische Kontaktierung erlaubt die Kontrolle der Temperatur im Bereich der Kontaktstücke und damit der Klemmqualität sowohl auf der Eingangsseite als auch auf der Ausgangsseite.This means that cases are conceivable where both a measuring module is arranged or clamped on the switch terminals on the input side and a measuring module on the switch terminals on the output side. As already described above, the electrical contacting can serve to supply power to the respective measuring module, but possibly also to determine the measured variables to be assigned to the switch terminals. The Thermal contacting allows the temperature in the area of the contact pieces and thus the clamping quality to be controlled both on the input side and on the output side.

Um die Kompaktheit der Anordnung zu maximieren, ist es bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems vorgesehen, dass das jeweilige Messmodul ein Modulgehäuse aufweist, das geometrisch so ausgelegt ist, dass das Modulgehäuse des jeweiligen Messmoduls im Wesentlichen bündig an ein Gehäuse des jeweiligen Schaltgeräts anschließt, wenn das jeweilige Messmodul mit dem jeweiligen Schaltgerät lösbar verbunden ist. Insbesondere bei der Anordnung in Verteilerkästen, wie sie in Niederspannungsnetzen Verwendung finden, ist eine derartige Auslegung im Sinne einer guten Ausnutzung des relativ knappen Raumes vorteilhaft. Darüberhinaus wird durch den bündigen Anschluss die Sicherheit für den Benutzer erhöht, da dieser nicht mehr die Kontaktstücke, die ggf. unter Spannung stehen können, berühren kann. Schließlich ergibt sich durch den bündigen Anschluss ein formschönes, wertig anmutendes, einheitliches Erscheinungsbild, was u.a. die Akzeptanz beim Benutzer erhöht.In order to maximize the compactness of the arrangement, in a preferred embodiment of the system according to the invention it is provided that the respective measuring module has a module housing which is geometrically designed in such a way that the module housing of the respective measuring module connects essentially flush to a housing of the respective switching device, if the respective measuring module is detachably connected to the respective switching device. Particularly when arranged in distribution boxes, such as those used in low-voltage networks, such a design is advantageous in terms of making good use of the relatively limited space. In addition, the flush connection increases safety for the user, as they can no longer touch the contact pieces that may be under voltage. Ultimately, the flush connection results in an elegant, high-quality, uniform appearance, which, among other things, increases user acceptance.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment. The drawings are exemplary and are intended to explain the idea of the invention, but are in no way intended to restrict or even exhaustively represent it.

Dabei zeigt:

Fig. 1
ein erfindungsgemäßes System mit einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung, die ein erfindungsgemäßes Messmodul umfasst, und einem Lasttrennschalter in einer schematischen Darstellung
Fig. 2
das Messmodul aus Fig. 1 in geöffneter Anordnung ohne Abdeckungsdeckel in einer axonometrischen Darstellung, wobei aus Klarheitsgründen Kontaktstücke nicht dargestellt sind
Fig. 3
eine Darstellung wie Fig. 2, wobei die Kontaktstücke dargestellt sind
This shows:
Fig. 1
a system according to the invention with a measuring device according to the invention, which includes a measuring module according to the invention, and a load disconnector in a schematic representation
Fig. 2
the measuring module Fig. 1 in an open arrangement without a cover lid in an axonometric representation, with contact pieces not being shown for reasons of clarity
Fig. 3
a representation like Fig. 2 , with the contact pieces shown

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 200 umfassend eine erfindungsgemäße Messeinrichtung 100 (in Fig. 1 durch das strichlierte Rechteck angedeutet) und ein Schaltgerät in Form eines Lasttrennschalters 2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Messeinrichtung 100 aus einem erfindungsgemäßen Messmodul 1 und einem Kommunikationsmodul 8, welche signaltechnisch mittels eines drahtlosen Kommunikationskanals 9 (in Fig. 1 durch den punktierten Doppelpfeil angedeutet) und entsprechende Kommunikationsschnittstellen (nicht dargestellt) für den Kommunikationskanal 9 gekoppelt sind, um Daten wechselseitig austauschen zu können, wobei das Kommunikationsmodul 8 weiters eine Kommunikationsschnittstelle (nicht dargestellt) zur Kommunikation mit einem Netzwerk und/oder einem Endgerät eines Benutzers aufweist. Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a system 200 according to the invention comprising a measuring device 100 according to the invention (in Fig. 1 indicated by the dashed rectangle) and a switching device in the form of a switch-disconnector 2. In the exemplary embodiment shown, the measuring device 100 consists of a measuring module 1 according to the invention and a communication module 8, which transmit signals by means of a wireless communication channel 9 (in Fig. 1 indicated by the dotted double arrow) and corresponding communication interfaces (not shown) for the communication channel 9 are coupled in order to be able to exchange data mutually, the communication module 8 further having a communication interface (not shown) for communication with a network and / or a user's terminal having.

Der Lasttrennschalter 2 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Lasttrennschaltergehäuse 11 auf sowie drei eingangsseitige Schalterklemmen 4 und drei ausgangsseitige Schalterklemmen 5, wobei der Lasttrennschalter dazu eingerichtet ist, eine elektrische Verbindung zwischen den eingangsseitigen Schalterklemmen 4 und den ausgangsseitigen Schalterklemmen 5 wahlweise ein- oder auszuschalten.In the exemplary embodiment shown, the switch disconnector 2 has a switch disconnector housing 11 as well as three switch terminals 4 on the input side and three switch terminals 5 on the output side, the switch disconnector being set up to selectively switch on or off an electrical connection between the switch terminals 4 on the input side and the switch terminals 5 on the output side.

Das Messmodul 1 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Modulgehäuse 10 auf sowie drei Kontaktstücke 3 aus Metall und drei im Modulgehäuse 10 angeordnete optische Funktionsindikatoren 13, die den Kontaktstücken 3 zugeordnet sind, wobei die Funktionsindikatoren 13 vorzugsweise durch Leuchtdioden ausgebildet sind. Die Kontaktstücke 3 sind geometrisch so ausgelegt, dass sie sowohl in den eingangsseitigen Schalterklemmen 4 als auch in den ausgangsseitigen Schalterklemmen 5 mitklemmbar sind. In Fig. 1 ist in diesem Zusammenhang durch den vom Messmodul 1 zum Lasttrennschalter 2 weisenden Pfeil das Einführen der Kontaktstücke 3 in die ausgangsseitigen Schalterklemmen 5 angedeutet. Durch das Mitklemmen der Kontaktstücke 3 in den ausgangsseitigen Schalterklemmen 5 wird eine lösbare Verbindung zwischen dem Messmodul 1 und dem Lasttrennschalter 2 hergestellt, wobei die Kontaktstücke 3 die ausgangsseitigen Schalterklemmen 5 sowohl thermisch als auch elektrisch kontaktieren. Dabei sind das Modulgehäuse 10 und das Lasttrennschaltergehäuse 11 geometrisch so ausgelegt, dass das Modulgehäuse 10 im Wesentlichen bündig an das Lasttrennschaltergehäuse 11 anschließt, wenn das Modulgehäuse 10 und das Lasttrennschaltergehäuse 11 miteinander lösbar verbunden sind, wobei die Kontaktstücke 3 entsprechend weit in die ausgangsseitigen Schalterklemmen 5 - oder alternativ in die eingangsseitigen Schalterklemmen 4 - eingeführt bzw. eingeschoben sind. Entsprechend ergibt sich eine sehr kompakte Anordnung von Messmodul 1 und Lasttrennschalter 2.In the exemplary embodiment shown, the measuring module 1 has a module housing 10 as well as three contact pieces 3 made of metal and three optical functional indicators 13 arranged in the module housing 10, which are assigned to the contact pieces 3, the functional indicators 13 preferably being formed by light-emitting diodes. The contact pieces 3 are geometrically designed so that they can be clamped both in the switch terminals 4 on the input side and in the switch terminals 5 on the output side. In Fig. 1 In this context, the insertion of the contact pieces 3 into the switch terminals 5 on the output side is indicated by the arrow pointing from the measuring module 1 to the switch disconnector 2. By clamping the contact pieces 3 in the output-side switch terminals 5, a detachable connection is established between the measuring module 1 and the switch-disconnector 2, with the contact pieces 3 making both thermal and electrical contact with the output-side switch terminals 5. The module housing 10 and the switch disconnector housing 11 are geometrically designed so that the module housing 10 is essentially flush with the switch disconnector housing 11 when the module housing 10 and the switch disconnector housing 11 are detachably connected to one another, with the contact pieces 3 correspondingly far into the switch terminals 5 on the output side - or alternatively in the switch terminals 4 on the input side - are inserted or inserted. This results in a very compact arrangement of measuring module 1 and switch disconnector 2.

Das Messmodul 1 ist in geöffneter Anordnung ohne Abdeckungsdeckel in einer axonometrischen Ansicht mit Blick auf eine Unterseite bzw. auf jene Seite, an der die Kontaktstücke 3 angeordnet sind, in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt. Im Betriebszustand des Messmoduls 1 ist das Modulgehäuse 10 mit dem Abdeckungsdeckel (nicht dargestellt) geschlossen.The measuring module 1 is in an open arrangement without a cover lid in an axonometric view with a view of an underside or the side on which the contact pieces 3 are arranged Fig. 2 and Fig. 3 shown. In the operating state of the measuring module 1, the module housing 10 is closed with the cover lid (not shown).

In Fig. 2 sind die Kontaktstücke 3 aus Klarheitsgründen nicht dargestellt, sodass hier drei Temperatursensoren, die durch drei Thermistoren 6 ausgebildet sind, zur Bestimmung der Temperatur des jeweiligen Kontaktstücks 3 besonders gut zu erkennen sind. D.h. im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem Kontaktstück 3 ein eigener Temperatursensor bzw. Thermistor 6 zugeordnet, und kann daher die Temperatur jedes Kontaktstücks 3 individuell gemessen werden.In Fig. 2 For reasons of clarity, the contact pieces 3 are not shown, so that here three temperature sensors, which are formed by three thermistors 6, can be seen particularly well for determining the temperature of the respective contact piece 3. That is, in the exemplary embodiment shown, each contact piece 3 is assigned its own temperature sensor or thermistor 6, and the temperature of each contact piece 3 can therefore be measured individually.

Bei den Thermistoren 6 handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um NTC-Thermistoren, also um Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizient.In the exemplary embodiment shown, the thermistors 6 are NTC thermistors, i.e. thermistors with a negative temperature coefficient.

Das Messmodul 1 ist dazu eingerichtet, die Temperatur des jeweiligen Kontaktstücks 3 zu überwachen und eine Fehlermeldung auszugeben, wenn ein Temperaturanstieg des jeweiligen Kontaktstücks 3 festgestellt wird, der größer oder größer gleich einem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt.The measuring module 1 is set up to monitor the temperature of the respective contact piece 3 and to output an error message if a temperature increase of the respective contact piece 3 is detected that is greater than or equal to an increase limit value or shows a predefined behavior.

Die Fehlermeldung zeigt eine nicht ausreichende Klemmqualität in der jeweiligen, vom jeweiligen Kontaktstück 3 kontaktierten Schalterklemme 4, 5 an, wobei bei der in Fig. 1 illustrierten Anordnung des Messmoduls 1 an der Eingangsseite bzw. an den eingangsseitigen Schalterklemmen 4 eine mangelnde Klemmqualität in der jeweiligen eingangsseitigen Schalterklemme 4 festgestellt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl die eingangsseitigen Schalterklemmen 4 als auch die ausgangsseitigen Schalterklemmen 5 über Schrauben 18 betätigt. Entsprechend wird eine nicht ausreichende Klemmqualität typischerweise durch ein zu niedriges Anzugsmoment der Schraube 18 der jeweiligen Schalterklemmen 4, 5 verursacht. Dies hat wiederum einen erhöhten Übergangswiderstand in der jeweiligen Schalterklemme 4, 5 zwischen dieser und einer in dieser geklemmten Leitung 19 (aus Klarheitsgründen nur für eine der Schalterklemmen 4, 5 mittels strichpunktierter Linie angedeutet) zur Folge, was bei Stromfluss eine entsprechende Erwärmung nach sich zieht und damit zum gemessenen Temperaturanstieg des in der betreffenden Schalterklemme 4, 5 mitgeklemmten Kontaktstücks 3.The error message indicates an insufficient clamping quality in the respective switch terminal 4, 5 contacted by the respective contact piece 3, with the in Fig. 1 illustrated arrangement of the measuring module 1 on the input side or on the input-side switch terminals 4, a lack of clamping quality is detected in the respective input-side switch terminal 4. In the exemplary embodiment shown, both the input-side switch terminals 4 and the output-side switch terminals 5 are actuated via screws 18. Accordingly, insufficient clamping quality is typically caused by too low a tightening torque of the screw 18 of the respective switch terminals 4, 5. This in turn has an increased contact resistance in the respective switch terminal 4, 5 between this and a line 19 clamped therein (for reasons of clarity only for one of the Switch terminals 4, 5 indicated by a dash-dotted line), which results in a corresponding heating when current flows and thus to the measured temperature increase of the contact piece 3 clamped in the relevant switch terminal 4, 5.

Die Anwendung von unterschiedlichsten Algorithmen auf die gemessenen Temperatur- bzw. Temperaturanstiegsdaten zur Überprüfung, ob der Temperaturanstieg ein vordefiniertes Verhalten zeigt, ist selbstverständlich auch beim dargestellten Ausführungsbeispiel prinzipiell möglich, doch wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel aufgrund der Einfachheit vorrangig besagter Vergleich mit dem Anstiegsgrenzwert angestellt. Dabei ist der Anstiegsgrenzwert mit 50°C vordefiniert, wobei der Anstiegsgrenzwert aber vom Benutzer auch geändert und so bedarfsweise angepasst werden kann. Die Anpassung kann dabei für den Benutzer bequem über ein Endgerät, insbesondere über ein Mobiltelefon oder einen Computer des Benutzers, z.B. mittels einer App oder Webbrowser basierten Anwendung, erfolgen, indem das Endgerät z.B. über das Internet und das Kommunikationsmodul 8 mit dem Messmodul 1 kommunizieren bzw. Daten austauschen kann.The application of a wide variety of algorithms to the measured temperature or temperature increase data to check whether the temperature increase shows a predefined behavior is of course also possible in principle in the exemplary embodiment shown, but in the exemplary embodiment shown, due to the simplicity, the said comparison with the increase limit value is primarily made. The rise limit is predefined as 50°C, although the rise limit can also be changed by the user and adjusted as required. The adaptation can be carried out conveniently for the user via a terminal device, in particular via a mobile phone or a computer of the user, for example using an app or web browser-based application, in that the terminal device communicates with the measurement module 1, for example via the Internet and the communication module 8 .can exchange data.

Die Ausgabe der Fehlermeldung erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel einerseits über den zum jeweiligen Kontaktstück 3 zuzurechnenden Funktionsindikator 13. D.h. jener Funktionsindikator 13, der dem Kontaktstück 3 zugeordnet ist, bei dem der zu hohe Temperaturanstieg festgestellt worden ist, gibt ein optisches Signal. Entsprechend kann ein Benutzer auf einen Blick erkennen, wo ein Fehler aufgetreten ist. Weiters wird im dargestellten Ausführungsbeispiel die entsprechende Fehlermeldung über den Kommunikationskanal 9 an das Kommunikationsmodul 8 weitergeleitet und über das Kommunikationsmodul 8 an das Endgerät des Benutzers gesendet, sodass dieser nicht vor Ort zu sein braucht, um über den Fehler informiert zu werden.In the exemplary embodiment shown, the error message is output on the one hand via the functional indicator 13 that is assigned to the respective contact piece 3. This means that the functional indicator 13 that is assigned to the contact piece 3, in which the excessive temperature increase was detected, gives an optical signal. Accordingly, a user can see at a glance where an error has occurred. Furthermore, in the exemplary embodiment shown, the corresponding error message is forwarded to the communication module 8 via the communication channel 9 and sent to the user's terminal device via the communication module 8, so that the user does not need to be on site to be informed about the error.

Um einen Fehlalarm aufgrund einer Erwärmung, die auf eine Erhöhung einer Umgebungstemperatur - etwa durch lokal besonders starke Sonneneinstrahlung - zurückzuführen ist, auszuschließen, ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Referenzmessung vorgesehen, wobei das Messmodul 1 dazu eingerichtet ist, den Temperaturanstieg des jeweiligen Kontaktstücks 3 gegenüber der Umgebungstemperatur zu bestimmen und die Fehlermeldung nur dann auszugeben, wenn der Temperaturanstieg gegenüber der Umgebungstemperatur größer oder größer gleich dem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt. Die Referenzmessung bzw. Umgebungstemperaturmessung erfolgt dabei außerhalb des Messmoduls 1 mittels des Kommunikationsmoduls 8. Beispielsweise kann das Messmodul 1 gemeinsam mit dem Lasttrennschalter 2 in einem Verteilerkasten (nicht dargestellt) angeordnet sein, und kann das Kommunikationsmodul 8 ebenfalls im Verteilerkasten oder außerhalb des Verteilerkastens in dessen Nähe angeordnet sein, um als Umgebungstemperatur tatsächlich die Temperatur in unmittelbarer Umgebung des Messmoduls 1 bestimmen zu können.In order to exclude a false alarm due to heating that is due to an increase in the ambient temperature - for example due to particularly strong local solar radiation - a reference measurement is provided in the exemplary embodiment shown, the measuring module 1 being set up to measure the temperature increase of the respective contact piece 3 compared to the Determine the ambient temperature and only output the error message if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater than or equal to the increase limit or shows a predefined behavior. The reference measurement or ambient temperature measurement takes place outside the measurement module 1 by means of the communication module 8. For example, the measurement module 1 can be arranged together with the switch disconnector 2 in a distribution box (not shown), and the communication module 8 can also be in the distribution box or outside the distribution box in its Be arranged close in order to actually be able to determine the temperature in the immediate vicinity of the measuring module 1 as the ambient temperature.

Das Kommunikationsmodul 8 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechend einen Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur auf (nicht dargestellt). Diese Messdaten können vom Kommunikationsmodul 8 an das Messmodul 1 gesendet und von diesem empfangen werden, und zwar über den Kommunikationskanal 9 bzw. die zugehörigen Kommunikationsschnittstellen.In the exemplary embodiment shown, the communication module 8 accordingly has a temperature sensor for measuring the ambient temperature (not shown). These measurement data can be sent from the communication module 8 to the measurement module 1 and received by it, via the communication channel 9 or the associated communication interfaces.

Falls Messdaten von außerhalb des Messmoduls 1 für die Umgebungstemperatur - sei es über das Kommunikationsmodul 8 oder über zumindest einen sonstigen separaten Umgebungstemperatursensor - nicht zur Verfügung stehen, ist das Messmodul 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels dazu eingerichtet, zur Bestimmung des Temperaturanstiegs eines der Kontaktstücke 3 gegenüber der Umgebungstemperatur die Temperatur von zumindest einem anderen der Kontaktstücke 3 als Umgebungstemperatur heranzuziehen. D.h. die Referenzmessung erfolgt in diesem Fall durch Vergleich der Temperaturen von zumindest zwei verschiedenen Kontaktstücken 3.If measurement data from outside the measurement module 1 for the ambient temperature - be it via the communication module 8 or via at least another separate ambient temperature sensor - are not available, the measurement module 1 of the exemplary embodiment shown is set up to determine the temperature increase of one of the contact pieces 3 compared to the ambient temperature Temperature of at least one other of the contact pieces 3 to be used as the ambient temperature. Ie the reference measurement in this case is carried out by comparing the temperatures of at least two different contact pieces 3.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Thermistoren 6 in thermischen, nicht jedoch in elektrischem Kontakt mit den zugehörigen Kontaktstücken 3, um eine störungsfreie Messung der Temperatur der Kontaktstücke 3 sicherzustellen. Hierzu sind die Thermistoren 6 jeweils in ein wärmeleitendes und elektrisch isolierendes Epoxidharz 15 eingebettet bzw. eingegossen, vgl. Fig. 2.In the exemplary embodiment shown, the thermistors 6 are in thermal, but not electrical, contact with the associated contact pieces 3 in order to ensure trouble-free measurement of the temperature of the contact pieces 3. For this purpose, the thermistors 6 are each embedded or cast in a heat-conducting and electrically insulating epoxy resin 15, cf. Fig. 2 .

Grundsätzlich wäre es denkbar, dass das Epoxidharz 15 vom jeweiligen Kontaktstück 3 zumindest abschnittsweise flächig kontaktiert wird. Konkret sind die Kontaktstücke 3 mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet, vgl. Fig. 3. Entsprechend wäre es denkbar, dass ein Schenkel der L-Form zumindest abschnittsweise flächig auf dem Epoxidharz 15 aufliegt. Der andere Schenkel ist jedenfalls zur Anordnung in der jeweilige Schalterklemme 4, 5 vorgesehen.In principle, it would be conceivable that the epoxy resin 15 is contacted by the respective contact piece 3 at least in sections. Specifically, the contact pieces 3 are designed with an L-shaped cross section, cf. Fig. 3 . Accordingly, it would be conceivable for an L-shaped leg to rest flat on the epoxy resin 15 at least in sections. In any case, the other leg is intended for arrangement in the respective switch terminal 4, 5.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktstücke 3 nicht nur zur thermischen Kontaktierung, sondern auch zur elektrischen Kontaktierung der Schalterklemmen 4, 5 ausgelegt. Hierdurch kann die Stromversorgung des Messmoduls 1, insbesondere einer Auswerteelektronik des Messmoduls 1 mit auf einer Leiterplatte 16 angeordneten elektronischen Bauteilen 17, über die Schalterklemmen 4, 5 gewährleistet werden. Um die hierfür notwendige elektrische Verbindung der Kontaktstücke 3 mit den elektronischen Bauteilen 17 bereitzustellen, sind die Kontaktstücke 3 kontaktierende Federkontakte 12 vorgesehen, vgl. Fig. 2, die wiederum mit der Leiterplatte 16 bzw. über diese mit den elektronischen Bauteilen 17 elektrisch verbunden sind. Jedem Kontaktstück 3 ist dabei genau ein Federkontakt 12 zugeordnet, wobei die Federkontakte 12 als oberflächenmontierte Bauelemente auf der Leiterplatte 16 ausgeführt sind.In the exemplary embodiment shown, the contact pieces 3 are designed not only for thermal contacting, but also for electrical contacting of the switch terminals 4, 5. As a result, the power supply of the measuring module 1, in particular an evaluation electronics of the measuring module 1 with electronic components 17 arranged on a circuit board 16, can be guaranteed via the switch terminals 4, 5. In order to provide the necessary electrical connection between the contact pieces 3 and the electronic components 17, spring contacts 12 which make contact with the contact pieces 3 are provided, cf. Fig. 2 , which in turn are electrically connected to the circuit board 16 or via this to the electronic components 17. Each contact piece 3 is assigned exactly one spring contact 12, with the spring contacts 12 as surface-mounted components are carried out on the circuit board 16.

Darüberhinaus sind im dargestellten Ausführungsbeispiel die Federkontakte 12 abschnittsweise ebenfalls im wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Material, d.h. im Epoxidharz 15, eingebettet bzw. eingegossen, vgl. Fig. 2. Hierdurch wird der thermische Kontakt zwischen den Temperatursensoren bzw. Thermistoren 6 und den Kontaktstücken 3 geschlossen, d.h. die thermische Verbindung besteht über die von den Kontaktstücken 3 kontaktierten Federkontakte 12 und das Epoxidharz 15, ohne dass die Kontaktstücke 3 das Epoxidharz 15 zumindest abschnittsweise flächig kontaktieren.Furthermore, in the exemplary embodiment shown, the spring contacts 12 are also embedded or cast in sections in the heat-conducting, electrically insulating material, ie in the epoxy resin 15, cf. Fig. 2 . As a result, the thermal contact between the temperature sensors or thermistors 6 and the contact pieces 3 is closed, ie the thermal connection exists via the spring contacts 12 contacted by the contact pieces 3 and the epoxy resin 15, without the contact pieces 3 making contact with the epoxy resin 15 at least in sections.

Weiters weist das Messmodul 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Stromsensoren 7 auf, die den drei Kontaktstücken 3 zugeordnet sind. Mittels des jeweiligen Stromsensors 7 kann die dem jeweiligen Kontaktstück 3 bzw. der jeweiligen Schalterklemme 4, 5 zuzurechnende Messgröße Stromstärke bestimmt werden, wobei der Strom durch die in der jeweiligen Schalterklemme 4, 5 geklemmte Leitung 19 (aus Klarheitsgründen ist nur eine solche Leitung durch eine strichpunktierte Linie angedeutet) - und damit auch über die jeweilige Schalterklemme 4, 5 - fließt. Die Strommessung erfolgt dabei berührungslos, wobei die jeweilige Leitung 19 durch den korrespondierenden Stromsensor 7 hindurch geführt ist und der Stromsensor 7 das durch den Strom erzeugte Magnetfeld in an sich bekannter Weise, vorzugsweise mittels zumindest eines Hall-Sensors (nicht dargestellt), misst, woraus sich wiederum die Stromstärke ergibt.Furthermore, in the exemplary embodiment shown, the measuring module 1 has three current sensors 7, which are assigned to the three contact pieces 3. By means of the respective current sensor 7, the measured variable current strength to be attributed to the respective contact piece 3 or the respective switch terminal 4, 5 can be determined, the current passing through the line 19 clamped in the respective switch terminal 4, 5 (for reasons of clarity, only such a line is through one indicated by a dash-dotted line) - and thus also flows via the respective switch terminal 4, 5. The current measurement is carried out without contact, with the respective line 19 being guided through the corresponding current sensor 7 and the current sensor 7 measuring the magnetic field generated by the current in a manner known per se, preferably by means of at least one Hall sensor (not shown), from which the current strength in turn results.

Die Messergebnisse können über das Kommunikationsmodul 8 an das Endgerät des Benutzers und/oder über das Netzwerk z.B. an ein übergeordnetes Automatisierungssystem übermittelt werden. Weiters ist es denkbar, dass die Funktionsindikatoren 13 ein optisches Signal, beispielsweise eine bestimmte Farbe, anzeigen, wenn der gemessene Stromwert unter oder über einem vom Benutzer parametrierbaren, im Messmodul 1 hinterlegten Schwellwert liegt. Die Parametrierung kann vom Benutzer wiederum mittels seines Endgeräts über das Kommunikationsmodul 8 im Messmodul 1 vorgenommen werden.The measurement results can be transmitted via the communication module 8 to the user's terminal and/or via the network, for example to a higher-level automation system. Furthermore, it is conceivable that the functional indicators 13 provide an optical signal, for example a specific color. display if the measured current value is below or above a user-configurable threshold value stored in measuring module 1. The parameterization can in turn be carried out by the user using his terminal device via the communication module 8 in the measuring module 1.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SYMBOL LIST

11
MessmodulMeasuring module
22
LasttrennschalterSwitch disconnector
33
Kontaktstückcontact piece
44
Eingangsseitige SchalterklemmeInput side switch terminal
55
Ausgangsseitige SchalterklemmeOutput side switch terminal
66
Thermistorthermistor
77
StromsensorCurrent sensor
88th
KommunikationsmodulCommunication module
99
KommunikationskanalCommunication channel
1010
ModulgehäuseModule housing
1111
LasttrennschaltergehäuseSwitch disconnector housing
1212
FederkontaktSpring contact
1313
FunktionsindikatorFunction indicator
1515
EpoxidharzEpoxy resin
1616
LeiterplatteCircuit board
1717
Elektronisches BauteilElectronic component
1818
Schraubescrew
1919
LeitungLine
100100
MesseinrichtungMeasuring device
200200
Systemsystem

Claims (15)

Messmodul (1) für ein Schaltgerät, insbesondere für einen Lasttrennschalter (2), wobei das Messmodul (1) zumindest ein Kontaktstück (3), bevorzugt mehrere Kontaktstücke (3), besonders bevorzugt drei Kontaktstücke (3), zur zumindest thermischen Kontaktierung von zumindest einer Schalterklemme (4, 5) des Schaltgeräts (2) aufweist, das Messmodul (1) weiters umfassend zumindest einen Temperatursensor (6) zur Bestimmung der Temperatur des zumindest einen Kontaktstücks (3), wobei das Messmodul (1) dazu eingerichtet ist, die Temperatur des zumindest einen Kontaktstücks (3) zu überwachen und eine Fehlermeldung auszugeben, wenn ein Temperaturanstieg des zumindest einen Kontaktstücks (3) festgestellt wird, der größer oder größer gleich einem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt.Measuring module (1) for a switching device, in particular for a load disconnector (2), wherein the measuring module (1) has at least one contact piece (3), preferably several contact pieces (3), particularly preferably three contact pieces (3), for at least thermal contacting of at least a switch terminal (4, 5) of the switching device (2), the measuring module (1) further comprising at least one temperature sensor (6) for determining the temperature of the at least one contact piece (3), the measuring module (1) being set up to: Monitor the temperature of the at least one contact piece (3) and issue an error message if a temperature increase of the at least one contact piece (3) is detected that is greater than or equal to an increase limit or shows a predefined behavior. Messmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (1) dazu eingerichtet ist, den Temperaturanstieg des zumindest einen Kontaktstücks (3) gegenüber einer Umgebungstemperatur zu bestimmen und die Fehlermeldung nur dann auszugeben, wenn der Temperaturanstieg gegenüber der Umgebungstemperatur größer oder größer gleich dem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt.Measuring module (1) according to claim 1, characterized in that the measuring module (1) is set up to determine the temperature increase of the at least one contact piece (3) compared to an ambient temperature and to output the error message only if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater or is greater than or equal to the increase limit or shows a predefined behavior. Messmodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontaktstücke (3) vorgesehen sind, dass mehrere Temperatursensoren (6) zur Bestimmung der jeweiligen Temperatur der Kontaktstücke (3) vorgesehen sind und dass das Messmodul (1) dazu eingerichtet ist, zur Bestimmung des Temperaturanstiegs eines der Kontaktstücke (3) gegenüber der Umgebungstemperatur die Temperatur von zumindest einem anderen der Kontaktstücke (3) als Umgebungstemperatur heranzuziehen.Measuring module (1) according to claim 2, characterized in that a plurality of contact pieces (3) are provided, that a plurality of temperature sensors (6) are provided for determining the respective temperature of the contact pieces (3) and that the measuring module (1) is set up to Determination of the temperature increase of one of the contact pieces (3) compared to the ambient temperature, the temperature of to use at least one other of the contact pieces (3) as the ambient temperature. Messmodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmodul (1) eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, um Temperaturdaten von außerhalb des Messmoduls (1) empfangen und als Umgebungstemperatur verwenden zu können.Measuring module (1) according to one of claims 2 to 3, characterized in that the measuring module (1) comprises a communication interface in order to be able to receive temperature data from outside the measuring module (1) and use it as ambient temperature. Messmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperatursensor durch zumindest einen Thermistor (6), insbesondere NTC-Thermistor, ausgebildet ist.Measuring module according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one temperature sensor is formed by at least one thermistor (6), in particular an NTC thermistor. Messmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperatursensor (6) in thermischem Kontakt mit dem zumindest einen Kontaktstück (3) steht und vom zumindest einen Kontaktstück (3) elektrisch isoliert ist.Measuring module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one temperature sensor (6) is in thermal contact with the at least one contact piece (3) and is electrically insulated from the at least one contact piece (3). Messmodul (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Temperatursensor (6) zumindest abschnittsweise in einem wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Material (15) eingebettet ist, insbesondere in einem Harz oder Silikon.Measuring module (1) according to claim 6, characterized in that the at least one temperature sensor (6) is embedded at least in sections in a heat-conducting and electrically insulating material (15), in particular in a resin or silicone. Messmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kontaktstück (3) zur elektrischen Kontaktierung der zumindest einen Schalterklemme (4, 5) des Schaltgeräts (2) eingerichtet ist und dass das Messmodul (1) zumindest einen Messsensor (7) zum Erfassen zumindest einer dem jeweiligen Kontaktstück (3) und/oder der korrespondierenden Schalterklemme (4, 5) zuzurechnenden Messgröße aufweist, wobei die zumindest eine Messgröße vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: elektrische Stromstärke, elektrische Spannung, elektrische Leistung, Ohmscher Widerstand, Energieverbrauch, Leistungsfaktor, Wirkfaktor.Measuring module (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one contact piece (3) is set up for electrically contacting the at least one switch terminal (4, 5) of the switching device (2) and that the measuring module (1) at least a measuring sensor (7) for detecting at least one measured variable to be assigned to the respective contact piece (3) and/or the corresponding switch terminal (4, 5), the at least one measured variable being preferably selected from the group comprising: electrical current intensity, electrical voltage, electrical power, ohmic resistance, energy consumption, power factor, effective factor. Messmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrischen Verbindung des zumindest einen Kontaktstücks (3) mit elektronischen Bauteilen (17) auf einer Leiterplatte (16) des Messmoduls (1) zumindest ein Federkontakt (12) vorgesehen ist, welcher das jeweilige Kontaktstück (3) kontaktiert, wobei der zumindest eine Federkontakt (12) vorzugsweise als oberflächenmontiertes Bauelement ausgeführt ist.Measuring module (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one spring contact (12) is provided for the electrical connection of the at least one contact piece (3) to electronic components (17) on a circuit board (16) of the measuring module (1). is which contacts the respective contact piece (3), the at least one spring contact (12) preferably being designed as a surface-mounted component. Messmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kontaktstück (3) geometrisch so ausgelegt ist, dass es in der zumindest einen Schalterklemme (4, 5) des Schaltgeräts (2) mitklemmbar ist.Measuring module (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one contact piece (3) is geometrically designed so that it can be clamped in the at least one switch terminal (4, 5) of the switching device (2). Messeinrichtung (100) umfassend zumindest ein Messmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 sowie zumindest ein Kommunikationsmodul (8), welches signaltechnisch mittels zumindest eines, insbesondere drahtlosen, Kommunikationskanals (9) mit dem zumindest einen Messmodul (1) koppelbar ist, um Daten wechselseitig austauschen zu können, wobei das zumindest eine Kommunikationsmodul (8) vorzugsweise eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Netzwerk und/oder einem Endgerät eines Benutzers aufweist.Measuring device (100) comprising at least one measuring module (1) according to one of claims 1 to 10 and at least one communication module (8), which can be coupled to the at least one measuring module (1) in terms of signaling by means of at least one, in particular wireless, communication channel (9), in order to be able to exchange data mutually, the at least one communication module (8) preferably having a communication interface for communication with a network and/or a user's terminal. Messeinrichtung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kommunikationsmodul (8) zumindest einen Temperatursensor zur Bestimmung einer Umgebungstemperatur aufweist und dazu eingerichtet ist, die Umgebungstemperatur an das zumindest eine Messmodul (1) zu übertragen, und dass das jeweilige Messmodul (1) dazu eingerichtet ist, den Temperaturanstieg des zumindest einen Kontaktstücks (3) gegenüber der Umgebungstemperatur zu bestimmen und die Fehlermeldung nur dann auszugeben, wenn der Temperaturanstieg gegenüber der Umgebungstemperatur größer oder größer gleich dem Anstiegsgrenzwert ist oder ein vordefiniertes Verhalten zeigt.Measuring device (100) according to claim 11, characterized in that the at least one communication module (8) has at least one temperature sensor for determining an ambient temperature and is set up to transmit the ambient temperature to the at least one measuring module (1), and that the respective measuring module (1) is designed to increase the temperature of the at least one contact piece (3) compared to the Determine the ambient temperature and only output the error message if the temperature increase compared to the ambient temperature is greater than or equal to the increase limit or shows a predefined behavior. System (200) umfassend zumindest ein Messmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder eine Messeinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 12 sowie zumindest ein Schaltgerät (2), wobei vorzugsweise das zumindest eine Messmodul (1) mit dem zumindest einen Schaltgerät (2) lösbar verbindbar ist.System (200) comprising at least one measuring module (1) according to one of claims 1 to 10 or a measuring device (100) according to one of claims 11 to 12 and at least one switching device (2), preferably the at least one measuring module (1) with the at least one switching device (2) can be detachably connected. System (200) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur lösbaren Verbindung das mindestens eine Kontaktstück (3) des mindestens einen Messmoduls (1) in zumindest einer eingangsseitigen Schalterklemme (4) des zumindest einen Schaltgeräts (2) und/oder in zumindest einer ausgangsseitigen Schalterklemme (5) des zumindest einen Schaltgeräts (2) mitgeklemmt ist und diese sowohl thermisch als auch elektrisch kontaktiert.System (200) according to claim 13, characterized in that for the detachable connection, the at least one contact piece (3) of the at least one measuring module (1) is in at least one input-side switch terminal (4) of the at least one switching device (2) and/or in at least one The output-side switch terminal (5) of the at least one switching device (2) is also clamped and this is contacted both thermally and electrically. System (200) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Messmodul (1) ein Modulgehäuse (10) aufweist, das geometrisch so ausgelegt ist, dass das Modulgehäuse (10) des jeweiligen Messmoduls (1) im Wesentlichen bündig an ein Gehäuse (11) des jeweiligen Schaltgeräts (2) anschließt, wenn das jeweilige Messmodul (1) mit dem jeweiligen Schaltgerät (2) lösbar verbunden ist.System (200) according to one of claims 13 to 14, characterized in that the respective measuring module (1) has a module housing (10) which is geometrically designed such that the module housing (10) of the respective measuring module (1) is essentially flush connects to a housing (11) of the respective switching device (2) when the respective measuring module (1) is detachably connected to the respective switching device (2).
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JPH0272520A (en) * 1988-09-07 1990-03-12 Fuji Electric Co Ltd Contact life detecting device
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DE102011004421A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-23 Schneider Electric Sachsenwerk Gmbh Cooling device for electrical switchgear, has feed tube for supply of air or gas to high temperature area in switchboard, and feed channel for supply of liquid to high temperature area
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