NL1030315C2 - Inrichting voor het voeden van apparatuur met uiteenlopende eisen aan de voeding. - Google Patents

Description

Inrichting voor het voeden van apparatuur met uiteenlopende eisen aan de voeding

De uitvinding betreft een inrichting voor het voeden van in een ruimte opgestelde apparatuur met uiteenlopende eisen aan de voeding, omvattende een op een 5 elektriciteitsnet aansluitbare, van een zekering voorziene hoofdverdeler en tenminste een subverdeler, die door middel van een verbreekbare verbinding met de hoofdverdeler is verbonden, welke subverdeler van apparatuurcontactdozen voor de aansluiting van apparatuur is voorzien.

10 Een dergelijke inrichting is bekend in de vorm van een voedingsinstallaties van computerruimtes. Overigens komen dergelijke inrichting tevens in andere situaties voor, zoals bij laboratoria, werkplaatsen en andere, vermoedelijk veelal technische, ruimtes, gebouwen of gebouwdelen.

15 Computerruimtes worden eenmalig voor een reeks van jaren gebouwd en ingericht. In die jaren is er een wisselende behoefte aangaande de elektrische aansluitingen in aantal, type en capaciteit. Dit houdt verband met de continue stroom aan vernieuwingen in computerapparatuur, die zich uit in wisselingen in capaciteit (bijvoorbeeld 10A, 16A en 32A), variatie in type aansluitingen (bijvoorbeeld enkelfase, driefasen) en wisselende 20 soorten contactdozen (bijvoorbeeld Schuko, NEMA, CEE en IEC). De soorten aansluitingen variëren wereldwijd, waarbij vele landen hun eigen standaards hanteren. De wereldwijde spreiding van economieën en de daarmee gepaard gaande spreiding van producten maakt dat eindgebruikers met nog meer variatie in aansluitbehoeften worden geconfronteerd.

25

De elektrotechnische installatie bestaat uit de gangbare technieken, waarbij vanuit één of meer verdelers vaste aansluitingen (kabel en contactdoos) naar de gewenste posities worden aangelegd. In de verdeler wordt hierbij voorzien in de voor dit type aansluiting vereiste afzekering. Verbindingen tussen verdelers, de verdelers zelf en de aansluitingen 30 zijn starre configuraties, welke door een erkend vakman worden aangelegd. Bij wisseling van behoeften worden kabels en aansluitingen uitgebreid en/of vervangen.

Ook hierbij is de inzet van een vakman vereist. Aanpassingen en uitbreidingen vereisen dus tijd en leveren na diverse mutaties een rommelige en/of onoverzichtelijke en/of 1030315 ► r 2 ongedocumenteerde situatie op. Storingen komen hierbij regelmatig voor en aanpassingen kosten de nodige tijd en inspanningen.

Dit soort configuraties is ontstaan door de snelle toename van het gebruik van 5 computerapparatuur, waardoor steeds nieuwe apparaten in een computerruimte geplaatst worden, en waarbij de aansluiting op de voeding al naar gelang de mogelijkheden wordt uitgevoerd. Hierdoor zijn ongestructureerde configuraties ontstaan. Bij het overschrijden van het aansluitvermogen van een wandcontactdoos moet de hulp van een elektricien worden ingeroepen voor het maken van meer structurele 10 voedingsvoorzieningen. Dit is uiteraard eveneens het geval bij het plaatsen van apparatuur die driefasige voeding vereist. De stand van de techniek betreft aldus een wat rommelige situatie, waardoor het opzoeken van storingen en het aanpassen van de configuratie uiterst moeilijk werd.

15 Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dergelijke inrichting die, ook bij onvoorziene uitbreidingen zonder ingreep van een vakman gestructureerd en overzichtelijk blijft.

Dit doel wordt bereikt door een dergelijke inrichting, waarbij de tenminste ene 20 subverdeler in een slechts voor een vakman toegankelijk subverdelerhuis is opgenomen.

Deze maatregel biedt de vrijheid de structuur van de subverdelers aan te passen aan de gewenste voedingsstructuur. Het is immers mogelijk de op zichzelf staande subverdelers toe te voegen zonder gebruik te maken van een elektricien; er behoeven 25 immers geen ingrepen aan de vaste installatie plaats te vinden waarvoor een elektricien nodig zou zijn. De subverdelers zijn niet meer onderworpen aan de beperkingen van een tafelcontactdoos, zoals beperkt vermogen en een enkelfasige voeding.

30 Hierdoor wordt een modulaire en flexibele opzet van hoofdverdeler en één of meer subverdelers verkregen. De subverdelers zijn er in diverse uitvoeringen en zijn voorzien van de gewenste variatie in elektrische aansluitingen.

1030315 I *- 3

Dc uitgangszijde van de hoofdverdeler betreft een aantal vaste aansluitingen. Het aantal aansluitingen zal in de praktijk variëren en afhankelijk zijn van de totale capaciteit van de ingang van de hoofdverdeler. De hoofdverdelers kunnen bijvoorbeeld worden geproduceerd in diverse uitvoeringen welke in stappen van verschillende capaciteit 5 (bijvoorbeeld tot 20kVA, van 20 tot 40kVA, enzovoort) kunnen worden toegepast.

Op de aansluitingen van de hoofdverdeler worden de subverdelers aangesloten. Deze aansluitingen dienen daarmee voldoende "zwaar" te zijn in type en capaciteit om de variatie aan aansluitingen achter de subverdeler aan te kunnen. De eerste uitvoeringen 10 maken bijvoorbeeld gebruik van internationaal gestandaardiseerde driefasen 400V-aansluitingen met afzekeringen van 63 A en 32 A. Deze zekeringen vergroten de veiligheid. Naar wens kunnen de aansluitingen naar de subverdelers aanvullend worden voorzien van meetapparatuur voor weergave van spanning, stroomsterkte of frequentie.

15 De ingang van de subverdeler bestaat uit een vast contact. Tussen hoofdverdeler en subverdeler kunnen daardoor voorgeproduceerde kabels worden toegepast, welke door een leek zijn aan te sluiten. Voor het uitwisselen en/of uitbreiden van subverdelers is dan geen vakman nodig. De aansluitkabels kunnen in diverse te standaardiseren lengtes en voorzien van connectoren aan beide uiteinden worden aangeleverd. Kabel en 20 connectoren worden in capaciteit afgestemd op die van de aansluitingen van de hoofdverdeler.

De subverdelers zijn voorzien van de voor de apparatuur benodigde aansluitingen. Per subverdeler zijn meerdere aansluitingen mogelijk, welke in uitvoering onderling 25 eventueel kunnen variëren. Elke aansluiting is individueel afgezekerd op de bij dit type aansluiting behorende capaciteit. De aansluitingen op de subverdelers zijn conform nationale en/of internationale standaarden uitgevoerd en afgezekerd. Bekende voorbeelden van nationale standaards zijn Schuko (o.a. toegepast in Duitsland en Nederland), uitvoeringen met penaarde (o.a. voor Frankrijk en België), NEMA (o.a. in 30 USA), enzovoort. Voorbeelden van internationaal toegepaste uitvoeringen zijn CEE en IEC.

1 0303 1 5 r * 4

De subverdelers kunnen eenvoudig en zonder tussenkomst van een vakman worden aangesloten en/of uitgewisseld. Naar wens kunnen de subverdelers aanvullend worden voorzien van meetapparatuur voor weergave van spanning, stroomsterkte of frequentie.

5 Op de aansluitingen van de subverdelers kan de apparatuur worden aangesloten. Naar wens kan hierbij eerst een meervoudig spanningsblok worden toegepast, zodat meerdere apparaten op één aansluiting op de subverdeler kunnen worden aangesloten.

Daar de uitvinding is ontstaan vanuit de behoeften in computerruimtes is de 10 maatvoering en wijze van bevestiging van componenten gericht op wat in die omgeving gebruikelijk is. namelijk: de de facto 19-inch standaard.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm is in de hoofdverdeler een zekering opgenomen waarvan de waarde overeenkomt met de aansluitwaarde van de op de hoofdverdeler 15 aansluitbare subverdelers. Hiermede wordt niet alleen de veiligheid vergroot, maar wordt het bovendien mogelijk gebruik te maken van grotere aansluitvermogens, omdat een zekering in het voedende toestel is opgenomen.

Overigens kan de zekering hierbij worden gevormd door een klassieke smeltzekering, 20 maar het heeft de voorkeur gebruik te maken van automatische zekeringen, die bij overschrijding van een zekere waarde van de stroom de tot de zekering behorende schakelaar uitschakelen. Dergelijke zekeringen zijn ook wel bekend als maximaalautomaten. Ook aardlekschakelaars worden binnen de context van dit document als zekeringen beschouwd.

25

Een volgende voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de hoofdverdeler is voorzien van meer dan een aansluiting voor een subverdeler en dat elke aansluiting van een subverdeler is gekoppeld met een zekering waarvan de waarde overeenkomt met de aansluitwaarde van de subverdeler. Een dergelijke configuratie van de hoofdverdeler 30 vergroot de veiligheid en maakt bovendien, door de koppeling van de zekering met de subverdeler het opzoeken van storingen eenvoudiger.

Ook de aanwezigheid van zekeringen in de subverdeler vergroot de veiligheid; een verdere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat elk van de subverdelers 1030315 • f 5 van tenminste een zekering is voorzien, waarvan de waarde overeenkomt met zijn aansluitwaarde.

Om problemen met overbelasting te voorkomen en voor het vergemakkelijken van het 5 opzoeken van storingen is het aantrekkelijk wanneer elk van de apparatuurcontactdozen in de subverdeler is voorzien van een zekering, waarvan de waarde overeenkomt met de aansluitwaarde van de apparatuurcontactdoos waarbij de zekering behoort.

De overzichtelijkheid van de installatie wordt aanzienlijk verbeterd wanneer meer dan 10 een subverdeler in eenzelfde structurele eenheid is opgenomen en wanneer de structurele eenheid door een vast in de computerruimte geplaatst standaard rek wordt gevormd. Onder een standaard rek wordt een in de betreffende techniek gebruikelijk rek verstaan, zoals een 19-inch-rek.

15 Alhoewel het gebruik van starre verbindingen tussen de hoofdverdeler en de subverdeler of subverdelers niet wordt uitgesloten heeft het de voorkeur wanneer elk van de subverdelers door middel van een aan zijn beide einden van een stopcontact voorziene verbindingskabel met de hoofdverdeler is verbonden. Hiermede is het immers mogelijk de configuratie door middel van relatief eenvoudige, gemakkelijk door een 20 niet elektrotechnisch geschoolde medewerker uit te voeren maatregelen aan te passen.

Om aanraking van spanningsvoerende delen te voorkomen heeft het de voorkeur wanneer de hoofdverdeler is voorzien van een vrouwelijke contactdoos voor aansluiting van een mannelijke steker van de verbindingskabel en wanneer elk van de subverdelers 25 aan zijn gevoede zijde is voorzien van een mannelijke contactdoos voor aansluiting van een vrouwelijke steker van de verbindingskabel.

Om verwisseling van aansluitingen te voorkomen is het van belang dat de aan beide einden van de verbindingskabel geplaatste stopcontacten van een type zijn dat 30 ongeschikt is voor verbinding met een apparatuurcontactdoos.

Storingzoeken, in het bijzonder om storingen van het openbare net uit te sluiten, heeft het de voorkeur wanneer tenminste een van de verdelers van een aanwijzend meetinstrument is voorzien. Hierbij wordt erop gewezen dat mede in verband met de 1 0303 1 5 λ * 6 toenemende onbetrouwbaarheid van het openbare net, meer en meer computergebruikers ertoe overgaan tot het installeren van noodstroomvoorzieningen, veelal gekoppeld met een voorziening voor het direct ovememen van de voeding bij wegval van de netspanning (uninterrupted power supply, ups). Het ligt binnen het kader 5 van de uitvinding dat een dergelijke inrichting aan de voedende zijde van de inrichting volgens de onderhavige uitvinding is opgenomen.

Om de flexibiliteit van de subverdelers te vergroten, heeft het de voorkeur dat de componenten van de subverdelers elk in een module zijn geplaatst en dat het huis van 10 de subverdelers is ingericht voor het opnemen van tenminste een module. Hierdoor kan de configuratie van een subverdelers immers worden aangepast aan een veranderde toekomstige situatie, zij het wel met behulp van een vakman omdat de behuizing van de te modificeren subverdeler geopend moet worden.

15 De modulariteit wordt nog verder verbeterd wanneer tenminste enige van de componenten van de subverdelers op een DIN-rail zijn gemonteerd. Hierdoor kan immers gebruik gemaakt worden van de aan de DIN-rail inherente modulariteit:

De normaliter hetzij binnen de vaste installatie, hetzij binnen een apparaat 20 plaatsvindende scheiding van de fasen van een driefasen netwerk, kan door de maatregelen volgens de onderhavige uitvinding gemakkelijk plaatsvinden binnen de subverdeler omdat deze immers is afgesloten van de buitenwereld en alleen toegankelijk is voor elektriciens.

25 Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: figuur 1: een blokschema van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 2: een schematisch aanzicht van een aantal componenten volgens de uitvinding; 30 figuur 3: een blokschema van een hoofdverdeler volgens de uitvinding; en figuur 4: een blokschema van een subverdeler volgens de uitvinding.

De uitvinding betreft voorzieningen voor het voeden van in een computerruimte 1 opgestelde apparatuur. Deze apparatuur omvat computers 2 in diverse vormen, zoals 1030315

i I

7 servers, codecs en randapparaten, maar tevens klimaatbeheersapparaten 3. Deze apparaten hebben, in het bijzonder voor wat betreft het vermogen, uiteenlopende behoeften aan voeding. Ook komt wel voor dat apparaten met een driefasenvoeding in een dergelijke ruimte geplaatst worden.

5

De uitvinding voorzien in een hoofdverdeler 4 die vast op het openbare net is aangesloten. Overigens kan aan de voedende zijde van de hoofdverdeler 4 een hulpvoeding, zoals een ‘no break installatie’ zijn aangebracht voor het voortzetten van i de voeding wanneer de spanning op het openbare net uitvalt. De ingang van de 10 hoofdverdeler is een traditionele stroomkabel, welke is gedimensioneerd naar de totaal verwachte huidige en toekomstige behoefte aan stroom. Deze kabel komt vanaf de hoofdaansluiting en/of subaansluiting van de elektrotechnische installatie voor het gehele gebouw en wordt aangesloten door de vakman. Deze ingang kan naar wens worden afgezekerd en/of worden voorzien van een hoofdschakelaar.

15

De hoofdverdeler 4 is van een aantal contactdozen 5 voorzien voor aansluiting van subverdelers 6. Deze subverdelers 6 zijn voorzien van contactdozen 7. De contactdozen 5 van de hoofdverdeler 4 zijn door middel van verbindingskabels 8 verbonden met de contactdozen 7 van de subverdelers 6. Deze verbindingskabels 8 zijn aan een einde 20 voorzien van een contactstop 9 voor verbinding met de contactdozen 5 en aan hun andere einde van een contactstop 10 voor verbinding met de contactdozen 7. De subverdelers 6 zijn aan hun voorzijde voorzien van contactdozen 11 voor aansluiting van de voeden apparatuur. Door deze maatregelen is een grote mate van variabiliteit verkregen waardoor de configuratie van de subverdelers gemakkelijk kan worden 25 aangepast aan de variaties van de apparatuur.

Figuur 2 toont een schematisch aanzicht van een hoofdverdeler en een subverdeler volgens de uitvinding. De hoofdverdeler 4 is gevormd uit een aantal kasten 13, die in een rek, bijvoorbeeld een 19-inch-rek 19 zijn geplaatst. In de kasten 13 zijn de 30 componenten opgenomen die voor de functie als hoofdverdeler 4 noodzakelijk zijn, zoals een zekering, schakelaars en contactdozen 5.

De in figuur 2 afgebeelde subverdeler 5 is eveneens samengesteld uit een aantal kasten 14, die in een 19-inch rek zijn geplaatst. Ook hier zijn de desbetreffende componenten 1030315

« I

8 opgenomen is de kasten. Hierbij wordt erop gewezen dat de in figuur 2 afgebeelde kasten 14 elk een verschillende configuratie hebben, hetgeen verband houdt met de te voeden apparatuur 2. De subverdeler 5 is door middel van een verbindingskabel 8 verbonden met de hoofdverdeler 4. Bij het hier afgebeelde voorbeeld wordt het gehele 5 samenstel van de kasten als een subverdeler beschouwd. Het is echter wel mogelijk dat verschillende subverdelers tezamen in een enkel rek zijn geplaatst. Overigens zal in het algemeen het rek voorzien zijn van meer apparatuur dan die onderwerp vormt van de onderhavige uitvinding.

10 Uit figuur 2 blijkt dat de frontplaat 15 van de kasten 14 van zowel de hoofdverdeler 4 als de subverdeler 6 zijn voorzien van verschillende modules 16. Deze modules 16 omvatten elk een component van de benodigde apparatuur voor de betreffende verdeler. Hierdoor wordt een zekere mate van flexibiliteit verkregen, waardoor de kast 14 van een verdeler 15 kan worden voorzien van die componenten die voor het uitoefenen van 15 een bepaalde functie van belang zijn.

In figuur 3 is een voorbeeld getoond van de schakeling welke in een hoofdverdeler 4 is geplaatst. De binnenkomende voedingslijn 12 omvat drie fase-aders 21,22 en 23, een nul-ader 24 en een aard-ader 25. De aardader is met de kast 14 verbonden en de overige 20 aders zijn aangesloten op een schakelautomaat 26, die bij voorkeur niet alleen is voorzien van een overstroombeveiligings-, maar tevens van een nulstroombeveiligingsfunctie. De automaat 26 is eveneens voorzien van een indicatielampje 27. De aders 21-24 zijn verder gekoppeld met spanningsmeters 28 voor met meten van de lijnspanning. Ten slotte zijn de aders verbonden met de contactdozen 25 5 door middel van schakelaars 29. Het zal duidelijk zijn dat de hier getoonde configuratie slechts als voorbeeld is gegeven en dat, mede door de modulaire opbouw van de hoofdverdeler, de configuratie gemakkelijk kan worden aangepast.

In figuur 4 is een voorbeeld getoond van een schakeling in een subverdeler 6. Deze 30 schakeling omvat een contactdoos 7 voor aansluiting van de stekker 10 van de verbindingkabel 8. De met de contactdoos verbonden geleiders 31 voeren naar een schakelautomaat 32, waarvan de functie overeenkomt met die van de schakelautomaat 26 in de hoofdverdeler. Ook deze automaat is van een lamp 33 voorzien. De uit de 1030315 m « ! 9 i automaat treden de geleiders zijn door middel van schakelaars 34 verbonden met de contactdozen 11 voor het aansluiten van de voedingskabels van de te voeden apparaten. Ook de configuratie van deze subverdelers kan gemakkelijk worden aangepast.

1030315

Claims (14)

1. Inrichting voor het voeden van in een ruimte opgestelde apparatuur met i uiteenlopende eisen aan de voeding, omvattende: 5. een op het openbare elektriciteitsnet aansluitbare, van een zekering voorziene hoofdverdeler; en - tenminste een subverdeler, die door middel van een verbreekbare verbinding met de hoofdverdeler is verbonden, welke subverdeler van apparatuurcontactdozen voor de aansluiting van apparatuur is voorzien, j 10 met het kenmerk dat de tenminste ene subverdeler in een slechts voor een vakman toegankelijk subverdelerhuis is opgenomen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de ruimte een computerruimte is en dat de apparatuur door computers en daarbij behorende apparatuur 15 wordt gevormd.

3. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat in de hoofdverdeler een zekering is opgenomen waarvan de waarde overeenkomt met de aansluitwaarde van de op de hoofdverdeler aansluitbare subverdelers. 20

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de hoofdverdeler is voorzien van meer dan een aansluiting voor een subverdeler en dat elke aansluiting van een subverdeler is gekoppeld met een zekering waarvan de waarde overeenkomt met de aansluitwaarde van de subverdeler. 25

5. Inrichting volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk dat elk van de subverdelers van tenminste een zekering is voorzien, waarvan de waarde overeenkomt met zijn aansluitwaarde.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk dat elk van de apparatuurcontactdozen in de subverdeler is voorzien van een zekering, waarvan de waarde overeenkomt met de aansluitwaarde van de apparatuurcontactdoos waarbij de zekering behoort. 1 030315 t »

7. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat meer dan een subverdeler in eenzelfde structurele eenheid is opgenomen en dat de structurele eenheid door een vast in de computerruimte geplaatst standaard rek wordt gevormd. 5

8. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat elk van de subverdelers door middel van een aan zijn beide einden van een stopcontact voorziene verbindingskabel met de hoofdverdeler is verbonden.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk dat de hoofdverdeler is voorzien van een vrouwelijke contactdoos voor aansluiting van een mannelijke steker van de verbindingskabel, en dat elk van de subverdelers aan zijn gevoede zijde is voorzien van een mannelijke contactdoos voor aansluiting van een vrouwelijke steker van de verbindingskabel. 15

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk dat de aan beide einden van de verbindingskabel geplaatste stopcontacten van een type zijn dat ongeschikt is voor verbinding met een apparatuurcontactdoos.

11. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat tenminste een van de verdelers van een aanwijzend meetinstrument is voorzien.

12. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat de componenten van de subverdelers elk in een module zijn geplaatst en dat het huis van 25 de subverdelers is ingericht voor het opnemen van tenminste een module.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk dat de tenminste enige van de componenten van de subverdelers op een DIN-rail zijn gemonteerd.

14. Inrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk dat tenminste een van de subverdelers is voorzien van apparatuurcontactdozen voor een enkelfasige spanning en dat de vrouwelijke voedingscontactdoos is ingericht voor een driefasige spanning. 1030315