WO2003038963A2 - Elektrischer leistungsschalter mit einer anschlussvorrichtung für hilfsstromkreise - Google Patents

Elektrischer leistungsschalter mit einer anschlussvorrichtung für hilfsstromkreise Download PDF

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    • H01H71/08Terminals; Connections
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    • H01H71/08Terminals; Connections
    • H01H2071/086Low power connections for auxiliary switches, e.g. shunt trip

Definitions

  • the invention relates to an electrical circuit breaker with isolating contacts for main circuits, a connection device for auxiliary circuits and with a stationary contact device which interacts with the connection device, the circuit breaker being able to assume an operating position and an isolating position and an intermediate test position with respect to the isolating contacts, and the connection device for auxiliary circuits in the operating position and in the test position is connected to the fixed contact device and furthermore, on a plug-in frame receiving the circuit breaker, signaling switches for detecting and signaling the aforementioned positions of the circuit breaker in the plug-in frame and an interface module are arranged, which are transmitted from the contact device and from the signaling switches
  • Plug-in circuit breakers of this type are mostly used in conjunction with plug-in frames which are designed as carriers for fixed isolating contacts and the aforementioned fixed contact device. Examples of such arrangements can be found in US 4 139 748, US 4 743 715 and US 5 594 221. A large number of signals are transmitted via the contact device, both from the movable circuit breaker to the slide-in frame and vice versa. It is particularly important to signal the position of the circuit breaker in the slide-in frame (operating position, test position, Disconnect position) in order to be able to monitor the switching status and the operational readiness of the circuit breakers in a switchgear system using a central control room.
  • This signaling or auxiliary switch assembly is located on a side wall of a slide-in frame and is actuated by a circuit breaker located in the slide-in frame. This also records the condition that there is no circuit breaker in the rack.
  • fieldbus systems which in the simplest case are independent of the number of switching devices with four wires (two Signal wires, two wires for the power supply). Examples for the use of fieldbus systems are described in DE 197 06 961 AI or EP 0 736 946 B1. Messages and commands between the protection module (electronic overcurrent release) and a control room or control center and the position reports of the circuit breaker in the slide-in frame must therefore be fed into such a fieldbus system.
  • interface module interface module; gateway
  • the interface module must be connected to the protection module and the signaling switch module by direct (1: 1) wiring , as described in EP 0 923 175 AI.
  • the signaling switches are located on the (facing the circuit breaker) Inside of a side wall of the slide-in frame, while the
  • Interface module is attached to the opposite outside. Common fasteners for the
  • the signal switch and the interface module penetrate the side wall.
  • the invention has for its object to reduce the effort for wiring and fastening the components described and to enable compact overall dimensions.
  • this object is achieved in that the contact device, the interface module and the signaling switch are combined to form one structural unit. This shortens the wiring so that it does not
  • Interface module the contact device and the signaling switch can be.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiment illustrated in the figure.
  • the figure shows a schematic representation of the interacting assemblies of the circuit breaker and the slide-in frame in connection with a fieldbus system.
  • the figure shows, as interacting units, a slide-in frame 1 with a low-voltage circuit breaker 2 inserted therein.
  • the structure of these units in detail is immaterial in the present context, which is why of more detailed explanations is disregarded. It should only be pointed out that a slide-in frame is shown in DE 201 05 889 Ul and that low-voltage circuit breakers of a suitable design are also familiar to the person skilled in the art.
  • an electronic overcurrent release 3 belonging to the circuit breaker 2, an actuating magnet 4 for switching off and another actuating magnet 5 serving for switching on the circuit breaker 2.
  • the actuating magnets 4 and 5 ensure that latching parts are released in the Switching mechanism of the circuit breaker to enable the desired switching operations.
  • Said units, electronic overcurrent release 3, actuating magnets 4 and 5 are connected to a connection device 6, which is attached in a known manner to the circuit breaker 2 in such a way that it can engage with a contact device 7 located on the insert frame 1.
  • the assembly 10 also contains a signaling switch assembly 13 for detecting the presence of a circuit breaker 2 in the slide-in frame 1 and the respective position (disconnected, test or operating position).
  • a dashed arrow indicates that the
  • Interface module 14 also other signals, for. B. from other identical or similar units, can receive and process, which are transmitted via a communication system 15. Furthermore, through connections between the
  • Contact device 7 and the interface module 14 indicated that the overcurrent release 3 and the actuating magnets 4 and 5 can be influenced both by means of the fieldbus system 12 and by means of the communication system 15. In this way, for example, the circuit breaker can be switched on or off by remote control or response values of the overcurrent release 3 can be changed.
  • the previously reported position report of the circuit breaker 2 (not available or present and in the position disconnect / test / operation) ensures that only executable commands or commands are only transmitted when the operating state of the circuit breaker is processing the commands allows.

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  • Breakers (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
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Abstract

Ein Leistungsschalter (2) weist Trennkontakte für Hauptstromkreise und eine Anschlussvorrichtung (6) für Hilfsstromkreise auf, die mit einer ortsfest angebrachten Kontaktvorrichtung (7) zusammenwirkt. An einem den Leistungsschalter (2) aufnehmenden Einschubrahmen (1) sind Meldeschalter (13) zur Erfassung und Signalisierung der Stellung des Leistungsschalters (2) im Einschubrahmen (1) angeordnet. Die Meldeschalter (13) sind direkt baulich einer Schnittstellen-Baugruppe (14) zugeordnet, welche aus der Kontaktvorrichtung (7) und von den Meldeschaltern (13) übertragene Signale zur Weitergabe an ein Feldbus-System (12) verarbeitet.

Description

Beschreibung
Elektrischer Leistungsschalter mit einer Anschlussvorrichtung für Hilfsstromkreise
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungsschalter mit Trennkontakten für Hauptstromkreise, einer Anschlussvorrichtung für Hilfsstromkreise und mit einer mit der Anschlussvorrichtung zusammenwirkenden ortsfest angebrachten Kontaktvorrichtung, wobei der Leistungsschalter bezüglich der Trennkontakte eine Betriebsstellung und eine Trennstellung sowie eine dazwischen liegende Teststellung einnehmen kann und die AnschlussVorrichtung für Hilfsstromkreise in der Betriebsstellung und in der Teststellung mit der ortsfesten Kontaktvorrichtung verbunden ist und wobei ferner an einem den Leistungsschalter aufnehmenden Einschubrahmen Meldeschalter zur Erfassung und Signalisierung der genannten Stellungen des Leistungsschalters im Einschubrahmen und eine Schnittstellenbaugruppe angeordnet sind, welche aus der Kontaktvorrichtung und von den Meldeschaltern übertragene
Signale zur Weitergabe an ein Feldbus-System verarbeitet
Einschub-Leistungsschalter dieser Art (engl. withdrawable or drawout circuit breaker) werden zumeist in Verbindung mit Einschubrahmen benutzt, die als Träger ortsfester Trennkontakte und der erwähnten ortsfesten Kontaktvorrichtung ausgebildet sind. Beispiele solcher Anordnungen sind der US 4 139 748, US 4 743 715 und US 5 594 221 zu entnehmen. Über die Kontaktvorrichtung wird eine Vielzahl von Signalen übertra- gen, und zwar sowohl von dem bewegbaren Leistungsschalter zu dem Einschubrahmen als auch umgekehrt. Wesentlich ist dabei insbesondere eine Signalisierung der Position des Leistungsschalters im Einschubrahmen (Betriebsstellung, Teststellung, Trennstellung) , um den Schaltzustand und die Betriebsbereitschaft der Leistungsschalter einer Schaltanlage mittels einer zentralen Betriebswarte überwachen zu können. Zur Erfassung der Position des Leistungsschalters werden spezielle, robuste und besonders betriebssichere Baugruppen von Meldeschaltern eingesetzt, z.B. nach DE 201 05 889 Ul . Diese Melde- oder Hilfsschalterbaugruppe befindet sich an einer Seitenwand eines Einschubrahmens und wird durch einen im Einschubrahmen befindlichen Leistungsschalter betätigt. Damit wird auch der Zustand erfasst, dass sich kein Leistungsschalter im Einschubrahmen befindet .
Zum Austausch von Steuersignalen zwischen einer zentralen Steuereinrichtung und den Leistungsschaltern einer Schaltan- läge ist es zur Vermeidung einer kompletten Einzelverdrahtung mit zahlreichen Leitern bekannt, sogenannte Feldbus-Systeme zu verwenden, die im einfachsten Fall unabhängig von der Anzahl zu vernetzender Schaltgeräte mit vier Adern (zwei Signaladern, zwei Adern für die Stromversorgung) auskommen. Bei- spiele für die Anwendung von Feldbus-Systemen sind in der DE 197 06 961 AI oder der EP 0 736 946 Bl beschrieben. In ein solches Feldbus-System sind daher einerseits Meldungen und Befehle zwischen dem Schutzmodul (elektronischer Überstrom- auslöser) und einer Warte oder Zentrale einzuspeisen sowie die Positionsmeldungen des Leistungsschalters im Einschubrahmen. Da aber der Austausch aller Informationen über ein Schnittstellenmodul (Interface-Baugruppe; Gateway) erfolgt, bedeutet dies, dass zumindest innerhalb der Einschubrahmen/Leistungsschalter-Baugruppe das Schnittstellenmodul mit dem Schutzmodul und der Meldeschalterbaugruppe durch eine direkte (1:1) Verdrahtung zu verbinden ist, wie dies in der EP 0 923 175 AI beschrieben ist. Dabei befinden sich die Meldeschalter an der (dem Leistungsschalter zugewandten) Innenseite einer Seitenwand des Einschubrahmens, wahrend das
Schnittstellenmodul an der gegenüberliegenden Außenseite angebracht ist. Gemeinsame Befestigungsmittel für die
Meldeschalter und das Schnittstellenmodul durchsetzen die Seitenwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für Verdrahtung und Befestigung der beschriebenen Komponenten zu verringern und dabei kompakte Gesamtabmessungen zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kontaktvorrichtung, die Schnittstellenbaugruppe und die Meldeschalter zu einer Baueinheit kombiniert sind. Damit verkürzt sich die Verdrahtung derart, dass sie keinen
Einfluss auf die Gesamtabmessungen mehr hat, wodurch zugleich der Materialaufwand verringert und die Betriebssicherheit gesteigert ist. In diesem Fall kann eine konventionelle Verdrahtung vollständig entfallen, da beispielsweise eine einzige Leiterplatte zugleich Träger der
Schnittstellenbaugruppe, der Kontaktvorrichtung und der Meldeschalter sein kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur ver- anschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die zusammenwirkenden Baugruppen des Leistungsschalters und des Einschubrahmens in Verbindung mit einem Feldbus-System.
Die Figur zeigt als zusammenwirkende Einheiten einen Einschubrahmen 1 mit einem darin eingesetzten Niederspannungs- Leistungsschalter 2. Der Aufbau dieser Einheiten im Einzelnen ist im vorliegenden Zusammenhang unwesentlich, weshalb von näheren Darlegungen abgesehen wird. Es sei lediglich darauf hingewiesen, dass ein Einschubrahmen in DE 201 05 889 Ul dargestellt ist und dass Niederspannungs-Leistungsschalter einer geeigneten Bauform gleichfalls dem Fachmann vertraut sind.
Angedeutet ist in der Figur ein zu dem Leistungsschalter 2 gehörender elektronischer Überstro auslöser 3, ein Betätigungsmagnet 4 zum Ausschalten und eine weiterer, zum Einschalten des Leistungsschalters 2 dienender Betätigungsmagnet 5. In bekannter Weise sorgen die Betätigungsmagnete 4 und 5 für eine Freigabe von Verklinkungsteilen in der Schaltmechanik des Leistungsschalters, um die gewünschten Schaltvorgänge zu ermöglichen. Die genannten Einheiten, elektronischer Überstromauslöser 3, Betätigungsmagnete 4 und 5 sind mit einer Anschlussvorrichtung 6 verbunden, die in bekannter Weise am Leistungsschalter 2 derart angebracht ist, dass sie mit einer am Einschubrahmen 1 befindlichen Kontaktvorrichtung 7 in Eingriff gelangen kann. Diese gehört zu einer Baueinheit 10, die Anschlussmittel 11 für ein Feldbus-System 12 (Profibus, In- terbus) aufweist, welches zur Kommunikation zwischen mehreren Einheiten der gezeigten Art untereinander und mit einer Betriebszentrale oder Warte dient. Die Baueinheit 10 enthält ferner eine Meldeschalterbaugruppe 13 zur Erfassung der Anwesenheit eines Leistungsschalters 2 im Einschubrahmen 1 sowie der jeweiligen Position (Trenn-, Test- oder Betriebsstellung) . Eine gleichfalls zu der Baueinheit 10 gehörende Schnittstellenbaugruppe 14 verknüpft die Kontaktvorrichtung 7, die Meldeschalterbaugruppe 13 und das Feldbus-System 12. Da die genannten Baugruppen im enger räumlicher Nachbarschaft angeordnet sind, entfällt eine gesonderte Verdrahtung, wie sie bisher erforderlich war. Mittels eines gestrichelten Pfeiles ist angedeutet, dass die
Schnittstellenbaugruppe 14 auch weitere Signale, z. B. von anderen gleichen oder ähnlichen Baueinheiten, empfangen und verarbeiten kann, die über ein Kommunikationssystem 15 über- tragen werden. Ferner ist durch Verbindungen zwischen der
Kontaktvorrichtung 7 und der Schnittstellenbaugruppe 14 angedeutet, dass der Überstromauslöser 3 sowie die Betätigungsmagnete 4 und 5 sowohl mittels des Feldbus-Systems 12 als auch mittels des KommunikationsSystems 15 beeinflusst werden können. Auf diese Weise kann beispielsweise der Leistungsschalter durch Fernsteuerung ein- oder ausgeschaltet werden oder es können Ansprechwerte des Überstromauslösers 3 verändert werden. Dabei wird durch die jeweils zuvor übermittelte Positionsmeldung des Leistungsschalters 2 (nicht vorhanden oder vorhanden und in Position Trenn/Test/Betrieb) sichergestellt, dass nur ausführbare Befehle bzw. nur dann Befehle übermittelt werden, wenn der Betriebszustand des Leistungs- schalters eine Verarbeitung der Befehle zulässt.
Die Darstellung in der Figur ist bezüglich der Kontaktvorrichtung 7 insofern vereinfacht, als die Anzahl der einzelnen Kontaktstellen auf die zum Verständnis der Erfindung benötigten Kanäle beschränkt ist. In der Praxis können Niederspan- nungs-Leistungsschalter eine sehr viel größere Anzahl von Kontaktstellen in der Kontaktvorrichtung aufweisen, die im
Sinne der Erfindung gleichfalls Bestandteil der Baueinheit 10 sein können.

Claims

Patentanspruch
1. Elektrischer Leistungsschalter (2) mit Trennkontakten für Hauptstromkreise, einer Anschlussvorrichtung (6) für Hilfs- Stromkreise und mit einer mit der Anschlussvorrichtung zusammenwirkenden ortsfest angebrachten Kontaktvorrichtung (7), wobei der Leistungsschalter (2) bezüglich der Trennkontakte eine Betriebsstellung und eine Trennstellung sowie eine dazwischen liegende Teststellung einnehmen kann und die An- Schlussvorrichtung (6) für Hilfsstromkreise in der Betriebsstellung und in der Teststellung mit der ortsfesten Kontaktvorrichtung (7) verbunden ist und wobei ferner an einem den Leistungsschalter (2) aufnehmenden Einschubrahmen (1) Meldeschalter (13) zur Erfassung und Signalisierung der genannten Stellungen des Leistungsschalters (2) im Einschubrahmen (1) und eine Schnittstellenbaugruppe (14) angeordnet sind, welche aus der Kontaktvorrichtung und von den Meldeschaltern (13) übertragene Signale zur Weitergabe an ein Feldbus-System (12) verarbeitet, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Kontaktvorrichtung (7), die Schnittstellenbaugruppe (14) und die Meldeschalter (13) zu einer Baueinheit (10) kombiniert sind.
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