JP6728347B2

JP6728347B2 - 配電装置

Info

Publication number: JP6728347B2
Application number: JP2018519919A
Authority: JP
Inventors: マルドナドディエゴフェルナンドアサンザ
Original assignee: エレンベルガーウントペンスケンゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-08-02
Also published as: DE102015221899B3; US20180254615A1; CA3002412A1; CN108351628A; JP2018533900A; EP3338149A1; EP3338149B1; WO2017076526A1; ES2757956T3; DE202015009241U1; US10707654B2; CN108351628B; CA3002412C

Description

本発明は、支持レールに直接取り付けるためのモジュール式配電装置であって、特に整列取付装置の形をした多数の配電モジュールを備える配電装置に関する。本発明はまた、このような配電装置の動作方法に関する。

配電装置とは、以下において、特に、共通の主電力線から電流が供給される１つ又は複数の電気負荷回路を備える電気設備を指す。配電装置の枠内において、個々の負荷回路を個別に過負荷及び／又は短絡に対して保護する安全機構が設けられる。

安全機構は、具体的には、機械式、電子式、又は電子機械式遮断器であり、主電気回路又は給電線と負荷回路との間に接続される。遮断器は、多くの場合、柔軟な導電線によって、給電線および負荷に個別配線される。このため、このような配電装置の取り付けは、非常に手間がかかる。また、このような配電装置によって形成されるスイッチングシステムは、この個別配線のために比較的複雑であり、配電装置を取り付けた状態での修理や後から変更を加える場合に、都合が悪い。

従来の配電装置を接続する手間を低減するために、いわゆるモジュール式の配電装置が使用され得る。このような配電装置は、多数の互いに導電結合可能な個々の配電モジュールから成る。配電モジュールは、典型的には、整列取付装置として、支持レール（トップハットレール）の上に直接並べて取り付け可能であり、一方では、給電線および負荷用の複数の接続部と、他方では、遮断器を相互連結するための少なくとも１つのソケット状の差込位置を有している。隣接し合うモジュールは、典型的には、多数のモジュールを架橋する電流レールによって、視覚的に明瞭に相互導電結合されている。

このような配電装置の範囲において、このような、遮断器が備えられた配電モジュールは、特に、負荷回路が主電力線から分岐する分岐位置に設けられている。このため遮断器は、それぞれに関連付けられた負荷回路を、必要に応じて、電流を案内する主電力線から分離するように機能する。

典型的には、個々の配電モジュールを並べて配置する場合、信号伝達のための配線が設けられる。このため、使用される遮断器には、信号接点（開放器および閉鎖器）が一体化されている。これらの信号接点は、個々の信号伝達又は全体的な信号伝達の範囲における用途に応じて接続され、スイッチ信号によって駆動可能である。

直列の通信方法及び信号伝達方法を使用する場合、配電モジュールを配線することによって、いわゆるデイジーチェーン構造が形成され得る。このため、バス機能のための適用技術の面から、各遮断器又は各配電モジュールに、固有の信号又は装置アドレスが割り当てられて、各遮断器が、信号バスの間に個別にアクセス可能、すなわち、具体的には制御可能になっていることが望ましい。また特に、配電装置がモジュール式構造を有している点に鑑み、遮断器を後で差し込む場合に新たにアドレス指定を行う必要が無いように、アドレス指定は、空のモジュール差し込み位置も考慮して行われていることも望ましい。

故障時、すなわち、具体的にはデイジーチェーン構造の電気遮断の場合には、故障した遮断器及び／又は故障した配電モジュールを、又は、直列接続における故障の位置を、できる限り時間を短縮して検出することが特に望ましい。

本発明の課題は、通信及び／又は信号伝達の用途に特に適した配電装置を提供することにある。また、このような配電装置の動作方法が提供される。

本発明によれば、配電装置についての上述の課題は、請求項１の特徴によって解決され、このような配電装置の動作に適した方法についての上述の課題は、請求項５の特徴によって解決される。有効な構成および発展形態は、各従属請求項の対象である。

本発明に係る配電装置は、隣接して並べられた、又は並べることが可能な多数の接続モジュール（以下では、短縮して「モジュール」とも称する）を備え、モジュール式に構成されている。個々のモジュール、つまり配電装置は、例えばトップハットレール又はＧレールといった支持レール上に直接取り付けられることに適していると共に、そのように構成されている。このためモジュールは、具体的には整列取付装置の様式に基づいて、支持レール上に一列に並べて取り付けることが可能である。こうして形成されるモジュールパケットは、共通の第１のコントローラ（すなわち、共通の第１の制御装置）に接続されている。

各モジュールは、当該モジュールの側方に隣接して並べられた、又は並べることが可能な少なくとも１つのさらなるモジュールに電気的及び／又は信号技術的に接点接続するための側方の結合接点を多数有している。モジュール内部では、２つの結合接点間に、いずれの場合も１つのソケット抵抗器が接続されて、連結されたモジュールパケットにおける隣接し合うモジュールのソケット抵抗器により、直列接続された抵抗器チェーンが形成されるようになっている。

これらのモジュールは、具体的には、供給線を介して結合された負荷電流回路において配電又は分岐を行うように機能し、それぞれ１つの駆動可能な遮断器が取り付けられているか、又は取り付け可能である。遮断器は、過負荷又は短絡が生じた場合に、接続されている負荷電流回路を自動的に遮断する。

各遮断器は、遮断器内部に第２のコントローラ（すなわち第２の制御装置）を備えている。この第２のコントローラは、具体的には他のさらなる機能のために、少なくとも、それぞれに関連付けられたソケット抵抗器において降下した電圧を測定するようにも機能する。第２のコントローラは、測定した電圧に応じて、コントローラ信号を第１のコントローラに送信する。第１のコントローラは、抵抗器チェーンに電流供給及び給電するための直流源を備える。

これによって、通信及び／又は信号伝達の用途に特に適した配電装置が提供される。抵抗器チェーンによって、モジュールは、デイジーチェーン構造の様式に従い、第１のコントローラに直列接続される。モジュール内部の抵抗器チェーンにより、接点接続は、遮断器が取り付けられていないモジュールにおいても切断されない。また、モジュールが互いに接点接続されることにより、配線及び接続の手間が極めて低減された配電装置が実現される。

各モジュールは、絶縁性材料から成る、好ましくは平坦に形成された（モジュール）ハウジングを含む。モジュールは、好ましい取り付け状態においては、配電又は分岐を行うために、主電流供給線又は給電線に結合されていることが都合がよい。

好ましくは、各モジュールは、ハウジング前面側に、すなわち、支持レールの反対側の（ハウジング）面に、遮断器を差し込むためのソケット状の差込位置を有している。接続されている負荷電流回路は、遮断器によって、電気的に遮断又は分離されることが可能である。モジュールと遮断器との差し込み接続は、例えば、薄板プラグ、ボルトプラグ、又は、好ましくは平板プラグにより実施される。

配電装置をモジュール式に構成することにより、事前組立度が高くなり、このため製造費用及び取り付け費用を比較的低減させることが可能である。特に、対応する数の複数のモジュールを並べて配置することによって、配電装置を、接続すべき所望の数の負荷回路に極めて容易に適合させることが可能である。このため、配電装置を、電気設備に関して極めて柔軟に利用可能である。

遮断器は、典型的には、機械式、電子式、若しくは電子機械式スイッチ、又はリレーとして形成され、通常、電源側すなわち電流供給側の電力線を第１のプラグ接点によりモジュールと接続させる給電接続部と、負荷側に出力される電力線を第２のプラグ接点によりモジュールと接続させる負荷接続部とを備える。

遮断器は、モジュールによって予め規定された間隔で、配電装置に搭載可能、又は、取り付け可能である。モジュールは、具体的には遮断器とほぼ同じ幅を有し、すなわち、各モジュールが１つの遮断器を収容するように機能することが好ましい。ここで、配電装置に取り付けられた遮断器を、直列接続だけでなく並列接続においても動作させることが可能であることが好ましい。このため、モジュールには、さらなる接続部が設けられていてもよい。

モジュールは、整列取付装置としての構成に従い、好ましくはハウジングの背面側に、モジュールパケットを支持レールに載せるためのプロファイル状の収容部（ロック溝）を有している。従って、モジュールが取り付けられた規定の状態では、ハウジング前面はユーザの方に向けられる。収容部（およびこれに対応する支持レール）のプロファイル方向は、複数のモジュールを取り付け状態において所定の方法で隣接して並べることが可能な整列方向を規定する。この整列方向に対して直角に向けられたハウジング面を、以下では、（ハウジング）正面と呼ぶ。

第１のコントローラは、好ましくは、前段に配置される制御構造用の外部制御ユニットとして、遮断器の遠隔制御操作、及び／又は、測定値の測定、並びに、故障時の診断を行うことに適していると共に、そのように構成されている。本発明の範囲において、例えば、第１のコントローラが、モジュールパケットに係る制御モジュールとして、接続モジュールに隣接して接続されていることも有効であると想定可能である。

また、遮断器の第２のコントローラは特に、第１のコントローラの開閉信号に応じて遮断器を駆動させることに適している。このため遮断器は、第２のコントローラに接続された２つの信号接点（開放器および閉鎖器）を、モジュールに接続するために有していることが好ましい。また遮断器は、具体的には信号接点機能用のバス接続に従い、通信線に接続するための少なくとも１つの通信接点を含む。

好ましい一発展形態では、コントローラ信号を案内するために、結合接点によって形成された通信線が設けられている。したがって通信線は、モジュールの、又はこれに取り付けられた遮断器の第２のコントローラの、実質的にはモジュール内部の配線であり、信号伝達、及び／又は、第１のコントローラによる遮断器の駆動のための配線である。結合接点によって、モジュール間の横方向の相互配線が提供され、ここで取り付け状態の結合接点は、整列方向における、すなわち２つの隣接するモジュール間のハウジング正面からハウジング正面までの導電結合を実現する。

通信線は、データバス信号（例えば、開閉信号）を、第１のコントローラから１つ又はそれ以上の第２のコントローラまで案内するようにも機能し、抵抗器チェーンは、具体的には、アドレスバス信号を案内するための第２の通信線として機能する。これによって例えば、遮断器を様々な負荷回路から遠隔操作で切り替える、元に戻す、監視する、又はパラメータ化することが可能である。ここで、パラメータ化するとは、具体的には例えば始動閾値や、例えば各遮断器の定格電流等の制御パラメータ又は動作パラメータを設定することを意味する。このため、データバス信号が、第１のコントローラから各遮断器の第２のコントローラに送信される。この第２のコントローラは、このような信号を処理及び変換することに適していると共に、そのように構成されている。

有効な一態様では、接続モジュールは、遮断器のプラグ接点を差し込み可能な２つに分割された差込ソケット接点を有する接点開口部を有している。こうして形成された差込ソケット部分接点の間に、ソケット抵抗器が接続される。ここで、好ましくは平坦なプラグとして実施されたプラグ接点は、プラグ部分接点として、２つに分割された平ピンを有している。これによって、各第２のコントローラは、構造上単純かつ低コストで、ソケット抵抗器において降下した電圧を測定するために接続可能である。

好適な一形態では、接続モジュールは、接地接続部を有している。この接地接続部は、一方では対応する第２のコントローラに接触している、又は接触可能であり、他方では前記差込ソケット接点の差込ソケット部分接点に接触している、又は接触可能である。接地接続部と差込ソケット部分接点との間には、第２のコントローラによって駆動可能なスイッチ素子が接続される。スイッチ素子は、各遮断器と一体化され、例えばトランジスタとして実施されていることが好ましい。したがって、スイッチ素子を駆動することによって、抵抗器チェーンを、差込ソケット部分接点の（整列）位置においてグランド又は参照電位に対して切り替えることが可能である。

本発明に係る配電装置の動作方法によれば、第１のコントローラによって、抵抗器チェーンの総抵抗値が求められる。これらの総抵抗値を用いて、第１のコントローラは、最終的に、接続されているモジュールの個数に相当する個数値を判定する。このため、抵抗器チェーンは、一端が第１のコントローラの直流源に接続され、他端がグランド（参照電位）に接続されていることが都合がよい。つまり、全てのソケット抵抗器を介して同一の電流が流れるので、ソケット抵抗器の抵抗値と総抵抗値の値が分かれば、直接、接続されているモジュールの個数を判定可能である。ここで、総抵抗値は、直流源の出力電圧から容易に測定可能である。

本方法の好ましい一発展形態では、接続されている第２のコントローラのコントローラ信号に応じて、モジュール固有の装置アドレスが、接続されている第２のコントローラに送信される。各第２のコントローラは、プラグ部分接点を介して、ソケット抵抗器における降下電圧を測定する。測定された電圧値は、コントローラ信号として、第１のコントローラに送信される。装置アドレスは、例えば、電圧値と個々のソケット抵抗器の電圧降下値との（端数を切り捨てた）整数の商として算出される。これによって、各第２のコントローラは、直流源から抵抗器チェーンに沿って降順の（物理的）装置アドレスを受け取る。したがって、装置アドレスは、接続されている遮断器の個数に基づいて付与されるのではなく、接続されているモジュールの個数、又は接続されているソケット抵抗器の個数に基づいて付与される。

換言すると、Ｎ個のモジュールが接続されている場合には、（抵抗器チェーンの、直流源に対して直流源の反対側の端部の）モジュールＮの第２のコントローラに、第１の装置アドレスが割り当てられ、モジュールＮ−１の第２のコントローラに、第２の装置アドレスが割り当てられる、など。ここで、１番目のモジュール（すなわち抵抗器チェーンにおける１番目のソケット抵抗器におけるモジュール）の第２のコントローラは、Ｎ番目の装置アドレスを受け取る。これによって、第２のコントローラの単純なアドレス指定が可能になる。特に、この方法では、モジュールの空の差し込み位置についてもアドレス指定が可能になるので、後で、モジュールに遮断器を取り付ける場合にも、新たにアドレス指定を行う必要がなく、既に付与済みの装置アドレスにより第２のコントローラを処理可能である。

アドレス指定の過程で、第１のコントローラは、直流源を用いて、電流（アドレス指定電流）をアドレスバス信号としてモジュールパケットの抵抗器チェーンを通して流す。好適な一実施形態では、ソケット抵抗器は、例えば１ｋΩの抵抗値を有しており、そのため、１ｍＡのアドレス指定電流が生成された場合には、各ソケット抵抗器において１Ｖの電圧が降下する。ここで、モジュールの電圧値は、それぞれ、第２のコントローラによって、ソケット抵抗器の直流源に面した側において測定される。

アドレス指定の過程で、まず、共通の第１のコントローラの後段に接続された第２のコントローラが、最も高い電圧値を測定し、これを、通信線を介してコントローラ信号として第１のコントローラに転送する。したがって、連続配置における次の遮断器又はその第２のコントローラは、１Ｖだけ小さい電圧値を測定し、これを第１のコントローラに通知する。このようにして、接続された各コントローラに電圧値が割り当てられ、これに基づいて装置アドレスが割り当てられる。

特にユーザにやさしい一発展形態では、第２のコントローラのモジュール固有の装置アドレスは、数値に応じて、隣接して並べられた接続モジュールの順番に対応する論理アドレスのセットに変換される。これによって、Ｎ個の装置アドレスの順番が実際には反転するので、直流源の後段の第１のモジュールの第２のコントローラには第１の論理アドレスが割り当てられ、次のモジュールの第２のコントローラには第２の論理アドレスが割り当てられる、など。これによって、ユーザは、極めて直観的に配電装置を操作することが確保される。

本方法の有効な一態様では、抵抗器チェーンが電気的に遮断された場合、遮断の位置を検出するための検索工程が始動又は開始される。遮断により、既に直流源は抵抗器チェーンを介してグランド（参照電位）に接続されていないので（すなわち、これから分離されているので）、アドレス指定電流は抵抗器チェーンを流れていない。第１のコントローラは、一方では、アドレス指定電流を測定することにより、容易にこのような遮断を検出することに適している。また、接続されている第２のコントローラは、全ての位置において単に０Ｖの電圧降下を測定するので、遮断は、追加的又は選択的に、第１のコントローラのコントローラ信号を介して信号伝達される。

これによって、モジュールパケット内の断線又は故障部品を、容易にかつ信頼性を有して認識できる。検出された位置は、最終的に、ユーザに対して表示又は信号伝達されることが都合がよい。これによって、配電装置のメンテナンス又は修理が単純化される。検索工程を成功させるためには、この用途のために、モジュールパケットの全てのモジュールにそれぞれ１つの遮断器が設けられていることが好ましい。

好適な一形態では、検索工程の開始時に、接続されている全ての第２のコントローラを、各スイッチ素子が閉鎖されたターンオン状態にする。これによって、遮断器が取り付けられたソケット抵抗器は、それぞれ、具体的にはモジュールの各接地接続部に接続される。その結果、全てのソケット抵抗器は、直流源の反対側においてグランドに接続され、アドレス指定電流は直流源からグランドまで流れる。

有効な一発展形態では、検索工程の間に、新たなアドレス指定を開始する。このため、第１のコントローラは、接続されているモジュールの個数である個数値を判定し、各第２のコントローラに、装置アドレスを割り当てる。次に、第１の装置アドレスを有する第２のコントローラをオフする。好ましい一形態では、第１の装置アドレスを有する第２のコントローラが存在しない場合に、検索工程を終了する。これによって、第１のコントローラは、モジュールパケット内の遮断の位置を判定することが可能である。

検索工程の開始時に、全ての遮断器のスイッチ素子をオン状態にして、各ソケット抵抗器の対応する面をグランドに接続すると、直流源と遮断位置の間に存在する全てのソケット抵抗器において、電圧（ここでも例えば１Ｖ）が降下する。第１のモジュールの後段、又は、第１のソケット抵抗器の後段に遮断が生じると、第１のモジュールに関連付けられた第２のコントローラが、第１の装置アドレスを通知する。その後、そのスイッチ素子がオフされ、すなわち、ソケット抵抗器は接地接続部から分離される。これによって、この連続配置において次に接続されている第２のコントローラは、そのソケット抵抗器を介して応答する。この後、そのスイッチ素子もオフされる。この（検索）工程は、第１の装置アドレスを有する第２のコントローラが応答しなくなるまで続けられる。これによって、遮断の位置が、第１のコントローラによって、最後に認識された第２のコントローラと、これに隣接する認識されていないモジュールとの間であると判定される。

したがって、本発明に係る配電装置の第１のコントローラ及び第２のコントローラは、一般に、上述の本発明に係る方法をプログラム技術的及び／又は回路技術的に実行することによって、提供される。

各コントローラは、その核において、プロセッサとデータベースとを有する１つのマイクロコントローラによって形成されており、本発明に係る方法を実行するための機能は、オペレーティングソフトウェア（ファームウェア）の形で、プログラム技術的に実施される。したがって、本方法は（場合によってはユーザとの相互作用において）、このオペレーティングソフトウェアをマイクロコントローラにおいて自動的に実行する場合に実現される。

あるいは、本発明の範囲における可能な一実施形態では、第１のコントローラ及び／又は第２のコントローラは、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのプログラム可能な電子部品によって形成され、ここで、本発明に係る方法を実行するための機能は、回路技術的手段によって実施される。

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながらより詳細に説明する。図面は、簡潔かつ概略的に示したものである。
１つの給電モジュール、１つの信号モジュール、及び、これらの間に配置された６つの接続モジュール、並びに取り付けられた２つの遮断器を有する配電装置を示す斜視図。接続モジュールを示す斜視図。ハウジングを省いた接続モジュールを示す斜視図。ハウジングを省いた接続モジュールを示す側面図。接続モジュールの複数の接点素子を示す斜視図。接点素子の背面を、それらの間に接続されたソケット抵抗器と共に示す斜視図。１つのコントローラと、それに接続されたＮ個の接続モジュールとを備える配電装置であって、接続モジュールにはそれぞれ１つの遮断器が取り付けられている配電装置を示す概略的な回路図。故障診断の過程で、第１のコントローラが行う検索工程を示すフロー図。

全ての図において互いに対応する部材及び寸法には、常に、同一の参照番号が付されている。

図１に示される配電装置２は、１つの給電モジュール４と、６つの接続モジュール６と、１つの信号モジュール８とを、（配電）モジュールとして備える。接続モジュール６については、個別に図２に示した。各モジュール４、６、８は、別々のハウジング、すなわち、他のモジュール４、６、８から分離されたハウジング１０、１２、または１４を含む。各モジュール４、６、８は、整列取付装置の様式に基づいて構成されており、これに応じて、ハウジング背面１６に溝状の収容部１８を備えている。収容部１８を用いて、各モジュール４、６、８を、取り付けのために支持レール２０に嵌合可能である。

この収容部１８のプロファイル方向（および、同じく取り付け状態においてこの収容部１８に対応する支持レール２０のプロファイル方向）は、モジュール４、６、８が隣り合わせに並べられる整列方向２２を規定する。これに関して、図１に示される実施形態では２つの遮断器２４が、それぞれ、モジュール４、６、８から成る（モジュール）パケットの内部における接続モジュール６に配置されており、給電モジュール４が整列方向２２における一方の側面部材として、および、信号モジュール８が他方の側面部材として、接続モジュール６の両外側面に配置されている。

各モジュール４、６、８の、整列方向２２において対向しあうハウジング平面を、以下において、各モジュール４、６、８の（ハウジング）正面２６と呼ぶ。背面１６の反対に位置する、各モジュール４、６、８のハウジング面は、モジュール４、６、８の（ハウジング）前面２８と呼ぶ。この前面２８は、配電装置２が配電箱に取り付けられた時には、ユーザの方に向けられる。各モジュール４、６、８の残りの両ハウジング面は、（モジュール４、６、８の従来方式による取り付け位置にしたがい）周囲の空間における実際の位置とは無関係に、（ハウジング）上面３０又は（ハウジング）下面３２と呼ぶ。

給電モジュール４は、詳細には図示されていない主電気回路に電気接触するため、つまり配電装置２に電流を供給するための給電接続部３４を含む。給電接続部３４は、ハウジング１０の前面２８において、上面３０の近傍に配置されており、主電気回路のワイヤ導線または撚り導線用の接続端子として構成されている。給電接続部３４は、ハウジングの内部で、溝状のハウジングスリット３６の内部に配置された詳細には図示されていない結合接点に導電結合されている。

給電モジュール４は、ハウジング１０のほぼ半分の高さに、接地接続部３８を、陰極端子（ＤＣ網）又は中性線（ＡＣ網）として有している。接地接続部３８は、ハウジング１０の内部において、隣接する接続モジュール６と接点接続するための側方の受け口に導電結合されていると共に、前面２８における、ハウジング１０の中央に形成されたハウジングスリット４０内に位置する結合接点に導電結合されている。

給電モジュール４は、保護接地または機能接地の過程で、詳細には図示されていない電流帰線部に電気接触するための帰線接続部４２をさらに含む。帰線接続部４２は、ハウジング１０の前面２８において下面３２の近傍に配置されており、給電接続部３４及び接地接続部３８のように、接続端子として構成されている。帰線接続部４２も、下面３２の領域に配置されたハウジングスリット４４内の結合接点に導電結合されている。

溝状のハウジングスリット３６、４０、４４は、特に、前面２８に対して開口されるように、供給モジュール４のハウジング１０に設けられている。ハウジングスリット３６、４０、４２は、整列方向２２をハウジングのほぼ全幅に渡って延びており、従って、ハウジング１０の対向しあう正面２６に対して開口している。

給電接続部３４と接地接続部３８との間には、ハウジング前面側において、３つのさらなる接続端子が、信号接続部４６、データバス接続部４８、及びアドレスバス接続部５０用に設けられている。接続部４６、４８、５０は、接続部３４、３８、４２に比べて小型に形成されており、好ましくは、低電流を開閉信号または通信信号として供給するために形成されている。接続部４６、４８、５０は、接地接続部３８と同様に、ハウジング１０の内部において、それぞれ、接続モジュール６と接点接続するための側方の受け口に結合されている。

信号モジュール８のハウジング１４は、３つのハウジングスリット３６、４０、４４を有している。これらは、給電モジュール４のハウジングスリットとほぼ同様に構成されているが、ハウジング内部との結合接点は有していない。下方のハウジングスリット４０と４４との間に、４つの接続端子５２、５４、５６、及び５８が、接地接続部５２、信号接続部５４、データバス接続部５６、及び、アドレスバス接続部５８として配置されている。

接続部５２、５４、５６、５８は、ハウジング１４の内部において、接続モジュール６に結合接触するための接点素子に結合されている。これらの平坦なプラグ状の接点素子は、取り付け状態において接続モジュール６に面した正面２６から少なくとも部分的に、ハウジング１４から突出している。

以下に、接続モジュール６の構造を、図２〜６を参照しながらより詳細に説明する。ここで、例えば図１では、参照番号は、１つの接続モジュール６だけに付されている。接続モジュール６のハウジング１２は、３つのハウジングスリット３６、４０、及び４４を有している。これらのハウジングスリットは、給電モジュール４のハウジングスリットとほぼ同一に構成されており、それぞれ１つの結合接点６０、６２、６４をハウジング内部に有している。ハウジングスリット３６と４０との間には、遮断器２４用の前面側差込位置６６が形成されている。差込位置６６は、遮断器２４の（好ましくは平坦なプラグとして構成された）第１のプラグ接点用の第１の接点開口部６８と、遮断器２４の（同じく好ましくは平坦なプラグとして構成された）第２のプラグ接点用の第２の接点開口部７０とを備えている。

加えて、差込位置６６は、遮断器の（好ましくは平坦なプラグとして構成された）対応する信号接点または通信接点用に、さらに５つの接点開口部７２、７４、７６、７８、及び８０を有している。特に図３〜６に明示されているように、差込位置６６の接点開口部６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０は、具体的には差込ソケット接点として構成されている。接点開口部又は差込ソケット接点６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０と、遮断器２４の対応するプラグ接点とは、特に、プラグ／受け口対の意味において相補的に構成されている。

差込位置６６はさらに、取り付けられた遮断器２４をより良好に保持するための鉤に似た形状の係止素子８２を、上方および下方の各領域に有している。差込位置６６の下方には、２つの接続端子が、詳細には説明しない顧客回路又は負荷回路を接続するための負荷接続部８４として配置されている。負荷接続部８４は、ハウジングの内部において、導体レール８６によって接点開口部７０に導電結合されている。また、接点開口部６８は、ハウジング１２の内部において、導電性の導体レール８８によって、ハウジングスリット３６の結合接点６０と実質的に一体化して結合されている。したがって遮断器２４は、負荷回路を遮断するために、取り付け状態においては結合接点６０と負荷接続部８４との間に接続される。

接続モジュール６はさらに、下方のハウジングスリット４０と４４との間に、２つの接地接続部９２及び２つの帰線接続部９０として配置された４つの接続部を含む。ハウジング１２の内部では、接地接続部９２はそれぞれ、ハウジングスリット４４の各結合接点６４に導電接続され、帰線接続部９０はそれぞれ、ハウジングスリット４０の各結合接点６２に導電接続されている。

差込ソケット接点７０、７２、７４、７６、７８は、ハウジングの内部において４つの結合接点９４、９６、９８、及び１００に導電結合されている。結合接点９４、９６、９８、１００は、具体的にはプラグ／受け口対として実施されており、以下では、プラグに参照番号ａを追加し、受け口に参照番号ｂを追加する。受け口９４ｂ、９６ｂ、９８ｂ、１００ｂは、正面側のハウジング開口部に配置されており、プラグ９４ａ、９６ａ、９８ａ、１００ａは、特に図３に明示されているように、ハウジング１２の反対側の正面２６から少なくとも部分的に突出している。

接続モジュール６のハウジング１２は、図３及び図４に明示されているように、背面１６上の収容部１８の領域において、２つの係止突部１０２を有している。これらはいずれも正面２６から側方に突出している。係止突部１０２は、モジュール４、６、８の取り付けを容易にするために、対応する係止収容部１０４に係合可能、又は、スナップ結合可能であり、係止収容部１０４は、正面２６において、係止突部１０２に対向して配置されていることが都合がよい。ハウジング１２は、係止突部側の正面２６に、一体成形され正面２６から突出した２つの接合延長部１０６をさらに有している。この接合延長部１０６は、モジュール４、６、８を並べて配置または並べて嵌入することを容易にするためのものである。接合延長部１０６は、取り付け状態において、隣接するモジュール４、６の対応する接合収容部１０８の中に少なくとも部分的に噛み合うことにより、振動を回避し動作を安定させるような固定を実現する。

特に図３、５、及び６に明示されているように、差込ソケット状の接点開口部８０は、具体的には、２つに分割された差込ソケット接点として実施されている。これによって形成される差込ソケット部分接点８０ａ、８０ｂは、接点開口部６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０の背面側に配置された平板１１０によって結合されている。差込ソケット部分接点８０ａ、８０ｂの間には、平板１１０上において、ソケット抵抗器１１２が接続されている。ソケット抵抗器１１２は、結合接点１００ａと１００ｂとの間に直列に接続されており、平板１１０は、結合接点９８ａ、９８ｂに接続されている。

配電装置２を組み付けるために、図１に従い、信号モジュール４を、接続される負荷回路の数に応じた数の接続モジュール６、及び、１つの信号モジュール８と一緒に、正面側を隣接させて並べる。ここで、モジュール６、８は、それぞれのハウジング１２、１４の正面２６における係止突部１０２とモジュール４、６の対応する係止収容部１０４とによって、隣接しあうモジュール４、６、８の正面側において、揃えられて、かつ、取り外し可能に、互いに（差込）接合されている。従って、これらの接続モジュール６の正面２６は、給電モジュール４、隣接する接続モジュール６、および信号モジュール８によってほぼ完全に覆われる。特に図１に明示されているように、隣接しあうモジュール４、６、８のハウジングスリット３６、４０、及び４４は、互いに揃えられているので、それぞれ、モジュール４、６、８の実質的に連続した直線状の１つの貫通溝として実現される。

このような配電装置２の枠内では、詳細には図示していない電流レールが、揃えられたハウジングスリット３６の中に差し込まれて、対応する結合接点６０と接触しているので、給電モジュール４の給電接続部３４は、隣接して並べられたモジュール６と並列接続される。このため、電流レールの長さは、配電装置２において一体化される全てのモジュール４、６、８の全幅に渡って延びる程度に設定されている。従って、並列接続されたモジュール４、６を外部の電圧源に接続することは、主電気回路を給電接続部３４の接続端子に従来の方法で配線することによって実現される。

同様に、接地接続部３８、５２、９０と、隣接して並べられたモジュール４、６の帰線接続部４２、９２とは、ハウジングスリット４０及び４４にさらなる電流レールをそれぞれ押し込むことによって互いに並列に接続され、ここで、接地接続部３８は、具体的には陰極導体又は中性線に接続され、帰線接続部４２は、具体的には、帰線電位としての保護接地または機能接地に接続される。配電装置２の個々の負荷回路は、負荷回路の各供給線が接続モジュール６の負荷接続部８４に導電接続され、負荷回路の帰線が接続モジュール６の帰線接続部９０の接続端子に導電接続されることにより、最終的にそれぞれに関連付けられた接続モジュール６に接続される。

モジュール４、８のハウジングスリット３６、４０、４４を整列方向２２のそれぞれ外側に位置する正面２６において閉鎖して偶発的接触から保護するために、図１では供給モジュール４について示されているように、各ハウジングスリット３６、４０、４４の外側に絶縁性のカバー素子１１４が設けられている。

配電装置２を動作させるために、外部のコントローラ１１６が、制御ユニットとして設けられている。外部のコントローラ１１６は、データバス接続部４８及びアドレスバス接続部５０により給電モジュール４に接続されている。好ましくは、遮断器２４は、遮断器内部にそれぞれ１つのコントローラ１１８を備えており、このコントローラ１１８は、取り付け状態において、信号技術的にコントローラ１１６に接続される。コントローラ１１６、１１８をバス機能に従い接続させることが、図７に、概略的かつ簡略化された形で示されている。

図７は、隣接して並べられたＮ個の接続モジュール６を備える一般的な配電装置２を示している。ここでは、簡略化するために、配電装置２の給電モジュール４及び信号モジュール８は図示していない。図示される実施形態におけるＮ個の接続モジュール６のそれぞれには、コントローラ１１８を含む遮断器２４が取り付けられている。図７に比較的明瞭に示されるように、隣接して並べられた接続モジュール６のソケット抵抗器１１２は、結合接点１００によって直列接続されており、実質的に連続した抵抗器チェーン１２０を、アドレスバス接続部５０と５８との間に形成している。

遮断器２４は、２つの部品から成るプラグ接点により、差込ソケット接点８０に接触し、遮断器２４のコントローラ１１８が、差込ソケット部分接点８０ａ、８０ｂを介してソケット抵抗器１１２にほぼ並列に接続されるようになっている。接点開口部７６を介して、コントローラ１１８は、結合接点９８によって形成されたデータバス線又は通信線１２２に接続される。差込ソケット部分接点８０ｂは、遮断器内部において差込ソケット接点７２に接続され、ここで、差込ソケット接点７２は、結合接点９４を介して、特に給電モジュール４の接地接続部３８に導電結合される。差込ソケット接点８０ｂと７２との間では、遮断器２４において、コントローラ１１８によって制御されるトランジスタがスイッチ素子１２４として接続されている。例えば図７では、遮断器２４を備えるＮ番目の接続モジュール６だけに、参照番号が付されている。

コントローラ１１６は、抵抗器チェーン１２０にアドレス指定電流Ｉ_Ａを供給するための直流源１２６を、コントローラ内部に有している。したがって、運転中は、アドレス指定電流Ｉ_Ａが抵抗器チェーン１２０を通って流れるので、全てのソケット抵抗器において、それぞれ電圧Ｕ_ｉが降下する。ここで、添え字ｉは、１〜Ｎから選択される。コントローラ１１６は、接続されている接続モジュール６の個数Ｎを、個数値Ａにより判定することに適していると共に、そのように構成されている。このため、コントローラ１１６は、直流源１２６の出力電圧Ｕ_０を測定する。アドレス指定電流Ｉ_Ａと個々のソケット抵抗器１１２の電気抵抗値とが分かっている場合、個数値Ａは、出力電圧Ｕ_０と個々のソケット抵抗器１１２の電圧降下値との商から、容易に求めることができる。

各コントローラ１１８は、運転中に、差込ソケット部分接点８０ａを介して、そのモジュール固有の電圧値Ｕ_ｉを測定する。ここで、電圧値Ｕ_ｉは、２つの接続モジュール６の間の抵抗器チェーン１２０の長さが長くなる程、各ソケット抵抗器１１２における電圧降下分だけ低減される。コントローラ１１８は、それぞれ、電圧Ｕ_ｉに応じたコントローラ信号Ｃを、データバス線１２２を介してコントローラ１１６に送信する。

コントローラ１１６は、受信したコントローラ信号Ｃに基づき、接続された各コントローラ１１８に装置アドレスＧ_ｉを割り当てる。ここでは、各装置アドレスＧ_ｉは、例えば、測定された電圧Ｕ_ｉと、個々のソケット抵抗器１１２における電圧降下値との、端数を切り捨てた整数の商から、簡単に求めることができる。こうして、各遮断器２４又は各コントローラ１１８に、直流源１２６から抵抗器チェーン１２０に沿って降順に（物理的な）装置アドレスＧが割り当てられる。抵抗器チェーン１２０の終端にあるＮ番目の接続モジュール６では、電圧Ｕ_Ｎは、ソケット抵抗器１１２における電圧降下値に等しく、すなわち、Ｎ番目の接続モジュール６に、第１の装置アドレスＧ_１が割り当てられる。これに対応して、抵抗器チェーン１２０の１番目の接続モジュール６は、Ｎ番目の装置アドレスＧ_Ｎを得る。なぜなら、測定された電圧Ｕ_１は、直流源１２６の出力電圧Ｕ_０にほぼ等しいからである。装置アドレスＧ _ｉは、コントローラ１１６から各コントローラ１１８に送信され、コントローラ１１８の関連付けられたデータベースに格納される。

コントローラ１１６は、操作性の改善のために、装置アドレスＧ_ｉのセットを、隣接して並べられた各接続モジュール６の順番に対応する論理アドレスＬ_ｉのセットに変換するマッピング工程を実行することに適していると共に、そのように構成されている。論理アドレスＬ_ｉは、その順番において、装置アドレスに対して実質的に反転されており、すなわち、抵抗器チェーン１２０における１番目の接続モジュール６のコントローラ１１８は、第１の論理アドレスＬ_１を有し、次のコントローラ１１８は、第２の論理アドレスＬ_２を有する、など。そして、最後の、抵抗器チェーン１２０の終端に配置された接続モジュール６のコントローラ１１８は、Ｎ番目の論理アドレスＬ_Ｎを有している。これによって、ユーザは、配電装置２を直感的に使用できるように構成されている。

コントローラ１１６は、好ましくは、故障時に、自動的に故障診断を開始することに適していると共に、そのように構成されている。これに関して、故障時とは、具体的には、図７において単に一例として、３番目の接続モジュール６とＮ番目の接続モジュール６との間に示される、抵抗器チェーン１２０の電気遮断１２８であると理解される。

以下に、故障診断の流れを、図８に示されるフロー図を参照しながら説明する。

遮断１２８が起こると、抵抗器チェーン１２０を通るアドレス指定電流ｌ_Ａの流れが遮断される。これを受けて、コントローラ１１６は、第１の方法ステップ１３０において検索工程を開始する。このような検索工程の開始時には、まず、ターンオン工程１３２が開始される。ターンオン工程１３２では、コントローラ１１６は、開閉信号Ｓを、接続されている全てのコントローラ１１８にデータバス線１２２を介して送信する。各コントローラ１１８は、開閉信号Ｓを受信すると、それぞれに関連付けられたスイッチ素子１２４を閉鎖する。その結果、抵抗器チェーン１２０は、差込ソケット部分接点８０ｂ及び差込ソケット接点７２を介して接地に対して接続される。これによって、アドレス指定電流Ｉ_Ａは、抵抗器チェーン１２０を介してグランドに流れる。

ターンオン工程１３２の後、検出工程１３４において、コントローラ１１６が個数値Ａを求めることにより、接続されている接続モジュール６の個数を検出する。次のアドレス指定工程１３６において、コントローラ１１６により、接続されているコントローラ１１８に装置アドレスＧ_ｉが割り当てられると共に送信される。次に、質問１３８の間に、各装置アドレスＧ_ｉは、コントローラ１１８からコントローラ信号Ｃとしてコントローラ１１６に送信され、ここで、コントローラ１１６は、第１の装置アドレスＧ_１が存在しているかどうかを判定する。

装置アドレスＧ_１を有するコントローラ１１８が検出されると、コントローラ１１６により、ターンオフ工程１４０が開始される。ここでは、コントローラ１１６は、開閉信号Ｓ’を、装置アドレスＧ_１を有するコントローラ１１８に送信する。コントローラ１１８は、開閉信号Ｓ’を受信すると、その関連付けられたスイッチ素子１２４をオフして、差込ソケット部分接点８０ｂにおけるそのソケット抵抗器１１２が、これ以上グランドに接続されないようにする。これによって、そのソケット抵抗器１１２は、抵抗器チェーンの接続から分離され、アドレス指定電流Ｉ_Ａは、その前段に直列接続されているソケット抵抗器１１２を介して、グランドに流れる。最終的に、そのコントローラ１１８は、削除工程１４２において、コントローラ１１８の（データ）格納器に格納されている第１の装置アドレスＧ_１を削除して、コントローラ１１６による新たな検出工程１３２が開始される。

コントローラ１１８が第１の装置アドレスＧ_１をコントローラ１１６に送信しなくなるまで、検出工程１３４からアドレス指定工程１３６、質問１３８、ターンオフ工程１４０、及び、削除工程１４２までの検索工程の方法ステップが繰り返される。その後、検索工程は、終了工程１４４において終了する。コントローラ１１６は、結果工程１４６において、遮断１２８が、最後に認識されたコントローラ１１８ともう認識されていない接続モジュール６との間に位置していることを通知する。

好適な規模では、ソケット抵抗器１１２は全て、例えば１ｋΩの抵抗値を有しており、そのため、好ましくは１ｍＡのアドレス指定電流Ｉ_Ａが生成された場合には、各ソケット抵抗器１１２において１Ｖの電圧Ｕ_ｉが降下する。

２配電装置
４給電モジュール
６接続モジュール
８信号モジュール
１０ハウジング
１２ハウジング
１４ハウジング
１６ハウジング背面
１８収容部
２０支持レール
２２整列方向
２４遮断器
２６ハウジング正面
２８ハウジング前面
３０ハウジング上面
３２ハウジング下面
３４給電接続部
３６ハウジングスリット
３８接地接続部
４０ハウジングスリット
４２帰線接続部
４４ハウジングスリット
４６信号接続部
４８データバス接続部
５０アドレスバス接続部
５２接地接続部
５４信号接続部
５６データバス接続部
５８アドレスバス接続部
６０結合接点
６２結合接点
６４結合接点
６６差込位置
６８接点開口部／差込ソケット接点
７０接点開口部／差込ソケット接点
７２接点開口部／差込ソケット接点
７４接点開口部／差込ソケット接点
７６接点開口部／差込ソケット接点
７８接点開口部／差込ソケット接点
８０接点開口部／差込ソケット接点
８０ａ、８０ｂ差込ソケット部分接点
８２係止素子
８４負荷接続部
８６導体レール
８８導体レール
９０帰線接続部
９２接地接続部
９４結合接点
９４ａプラグ
９４ｂ受け口
９６結合接点
９６ａプラグ
９６ｂ受け口
９８結合接点
９８ａプラグ
９８ｂ受け口
１００結合接点
１００ａプラグ
１００ｂ受け口
１０２係止突部
１０４係止収容部
１０６接合延長部
１０８接合収容部
１１０平板
１１２ソケット抵抗器
１１４カバー素子
１１６コントローラ
１１８コントローラ
１２０抵抗器チェーン
１２２データバス線／通信線
１２４スイッチ素子／トランジスタ
１２６直流源
１２８遮断
１３０方法ステップ
１３２ターンオン工程
１３４検出工程
１３６アドレス指定工程
１３８質問
１４０ターンオフ工程
１４２削除工程
１４４終了工程
１４６結果工程
Ｓ、Ｓ′
開閉信号
ｉ添え字
Ｇ_ｉ装置アドレス
Ｌ_ｉ論理アドレス
Ａ個数値
Ｃコントローラ信号
Ｕｉ電圧
Ｕ０出力電圧

Claims

第１のコントローラ（１１６）と、隣接して並べられた複数の接続モジュール（６）とを備える配電装置（２）の動作方法であって、各前記接続モジュール（６）は、モジュール内部にソケット抵抗器（１１２）を有し、前記ソケット抵抗器（１１２）は、隣接して並べられた接続モジュール（６）のソケット抵抗器（１１２）と一緒に直列接続された抵抗器チェーン（１２０）を形成し、各前記接続モジュール（６）には、駆動可能な遮断器（２４）であって、遮断器内部において、第２のコントローラ（１１８）とスイッチ素子（１２４）とを備える遮断器（２４）が取り付けられ、前記第２のコントローラ（１１８）は、対応するソケット抵抗器（１１２）における降下電圧（Ｕ _ｉ）に応じたコントローラ信号（Ｃ）を前記第１のコントローラ（１１６）に送信する方法において、
前記抵抗器チェーン（１２０）の総抵抗値を測定し、前記総抵抗値を用いて、接続された接続モジュール（６）の個数に相当する個数値（Ａ）を、前記第１のコントローラ（１１６）により判定し、
前記抵抗器チェーン（１２０）の電気遮断（１２８）が生じた場合に、前記第１のコントローラ（１１６）が前記遮断（１２８）の位置を検出するための検索工程を開始し、
前記検索工程の開始時に、接続されている全ての第２のコントローラ（１１８）を、前記第１のコントローラ（１１６）が、各前記スイッチ素子（１２４）が閉鎖されたターンオン状態にし、
前記検索工程の間に、前記第１のコントローラ（１１６）が、接続されている接続モジュール（６）の個数である個数値（Ａ）を判定し、接続されている第２のコントローラ（１１８）に、装置アドレス（Ｇ _ｉ）を割り当てて、第１の装置アドレス（Ｇ _１）を有する第２のコントローラ（１１８）をオフする、方法。
前記第２のコントローラ（１１８）のコントローラ信号（Ｃ）に応じて、前記第１のコントローラ（１１６）が、モジュール固有の装置アドレス（Ｇ _ｉ）を、接続された第２のコントローラ（１１８）に送信する、請求項１に記載の方法。
前記装置アドレス（Ｇ _ｉ）を、前記第１のコントローラ（１１６）が、前記個数値（Ａ）に応じて、隣接して並べられた接続モジュール（６）の順番に対応する論理アドレス（Ｌ _ｉ）のセットに変換する、請求項２に記載の方法。
前記第１の装置アドレス（Ｇ _１）を有する第２のコントローラ（１１８）が存在しない場合に、前記第１のコントローラ（１１６）が、前記検索工程を終了する、請求項１または２記載の方法。
前記請求項1から４いずれかの方法を実行するために、前記第１のコントローラ（１１６）及び／又は前記第２のコントローラ（１１８）がプログラム可能な電子部品によって形成され、
第１のコントローラ（１１６）と、前記第１のコントローラ（１１６）に接続され、支持レール（２０）に取り付けられる複数の接続モジュール（６）とを備える、配電装置（２）であって、
各前記接続モジュール（６）は、当該接続モジュール（６）に隣接して並べられた、又は並べることが可能な少なくとも１つのさらなる接続モジュール（６）に電気的及び／又は信号技術的に接点接続するための側方の結合接点（９４，９６，９８，１００）を複数有し、
前記結合接点（１００）は、プラグ１００ａと、受け口１００ｂとを有し、
モジュール内部では、前記プラグ１００ａと、受け口１００ｂとの間に、いずれの場合も１つのソケット抵抗器（１１２）が接続されて、隣接し合う接続モジュール（６）のソケット抵抗器（１１２）により、直列接続された抵抗器チェーン（１２０）が形成されるようになっており、
各前記接続モジュール（６）には、駆動可能な遮断器（２４）が取り付けられている、又は取り付け可能であり、各前記遮断器（２４）は、遮断器内部に、それぞれに関連付けられたソケット抵抗器（１１２）において降下した電圧（Ｕ _ｉ）を測定するための第２のコントローラ（１１８）を備え、
前記第２のコントローラ（１１８）は、測定した電圧（Ｕ _ｉ）に応じて、コントローラ信号（Ｃ）を前記第１のコントローラ（１１６）に送信し、
前記第１のコントローラ（１１６）は、前記抵抗器チェーン（１２０）に電流供給するための直流源（１２６）を備える、配電装置（２）。
前記コントローラ信号（Ｃ）を案内するために、結合接点（９８ａ，９８ｂ）によって形成された通信線（１２２）が設けられている、請求項５に記載の配電装置（２）。
前記接続モジュール（６）は、前記遮断器（２４）のプラグ接点のために、２つに分割された差込ソケット接点を有する接点開口部（８０）を有し、
−こうして形成された差込ソケット部分接点（８０ａ，８０ｂ）の間に、前記ソケット抵抗器（１１２）が接続されている、請求項５又は６に記載の配電装置（２）。
各前記接続モジュール（６）は、接地接続部（９２）を備え、前記接地接続部（９２）は、一方ではそれぞれ対応する第２のコントローラ（１１８）に接触している又は接触可能であり、他方では前記差込ソケット接点の差込ソケット部分接点に接触している又は接触可能であり、
前記接地接続部（９２）と前記差込ソケット部分接点との間には、遮断器２４における第２のコントローラ（１１８）によって駆動可能なスイッチ素子（１２４）が接続されている、請求項７に記載の配電装置（２）。