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Die Erfindung betrifft einen Fernantrieb für ein Niederspannungs-Schutz¬schalt¬gerät - beispielsweise ein Leitungs- oder Fehlerstrom-Schutzschaltgerät - welcher eine steuerbare Antriebseinrichtung zur Betätigung des Schutzschaltgerätes sowie einer Energiespeichereinrichtung zur Bereitstellung der für die Antriebseinrichtung benötigten Energie aufweist.
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Ein Fernantrieb ermöglicht die Betätigung eines Niederspannungs-Schutzschaltgerätes aus der Ferne. Derartige Niederspannungs-Schutzschaltgeräte werden auch aus Reiheneinbaugeräte bezeichnet. Der Fernantrieb ist dabei mit dem Schutzschaltgerät mechanisch gekoppelt und kann sowohl zum Einschalten als auch zum Ausschalten des Schutzschaltgerätes aus der Ferne eingesetzt werden. Derartige Fernantriebe sind prinzipiell aus dem Stand der Technik - beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
DE 102 16 055 B4 - vorbekannt.
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Für die Fernschaltungs-Funktionalität benötigen Fernantriebe zumeist eine elektrische Hilfsenergie, deren Höhe wesentlich von Bauart und Größe des zu schaltenden Schutzschaltgerätes abhängt, da diese Parameter die zur Betätigung des Schutzschaltgerätes benötigte Kraft maßgeblich beeinflussen. Dabei spielt eine zentrale Rolle, ob es sich bei dem zu schaltenden Schutzschaltgerät um ein einpoliges oder ein mehrpoliges Schutzschaltgerät handelt, sowie die Frage, welche Reibungskräfte oder Drehmomente dementsprechend bei der Betätigung des jeweiligen Schutzschaltgerätes überwunden werden müssen.
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Um den Fernantrieb möglichst kompakt zu gestalten wird ein kleines, kompaktes Netzteil verwendet, welches in der Regel zu schwach ist, um die zur Betätigung des Schutzschaltgerätes erforderliche Leistung unmittelbar bereitzustellen. Darüber hinaus ist es zwingend erforderlich, dass der Fernantrieb seine Funktion auch nach Ausfall der Stromversorgung noch zuverlässig erfüllen kann. Daher wird zur Bereitstellung der für die Funktion des Fernantriebs erforderlichen Energie ein elektrischer Energiespeicher, beispielsweise in Gestalt eines Akkumulators oder eines Kondensators, verwendet. Sowohl Akkumulatoren als auch Kondensatoren unterliegen jedoch der Alterung - insbesondere, wenn sie bei hohen Temperaturen betrieben oder gelagert werden - ihre Kapazität nimmt über die Lebensdauer hinweg ab. Hat der Energiespeicher das Ende seiner prognostizierten Lebenszeit erreicht, so ist ein neuer Energiespeicher erforderlich, um die dauerhafte Verfügbarkeit der Funktionalität des Fernantriebs weiterhin zu gewährleisten. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Systemen oder Systemkomponenten darf es keinesfalls dazu kommen, dass aufgrund der Alterung des Energiespeichers die gespeicherte Energie soweit reduziert ist, dass diese zum Ausführen der vordefinierten Aktion des Fernantriebs nicht mehr ausreicht, wodurch die Funktionalität des Fernantriebs nicht mehr gewährleistet wäre. Da ein Wechsel nur des Energiespeichers eine Demontage des Fernantriebs erfordert und damit in der Regel zu aufwändig ist, wird bei Unterschreiten der Mindestkapazität des Energiespeichers zumeist der gesamte Fernantrieb durch einen Techniker vor Ort ausgetauscht.
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Hinsichtlich der Auslegung/Bemessung des Energiespeichers bzw. dessen Kapazität ist ferner zu beachten, dass der Fernantrieb als eigenständiges Modul ausgebildet ist, das zur Kombination mit einer Vielzahl unterschiedlicher Schutzschaltgeräte kombinierbar sein soll. Dies hat zur Folge, dass je nach Einsatzfall des Fernantriebs unterschiedliche Schaltvorgänge mit verschiedensten Lasten bzw. Drehmomenten bis zum Erreichen des Endes der Lebensdauer zuverlässig ausführbar sein sollen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Fernantrieb bereitzustellen, welcher sich durch eine hohe Zuverlässigkeit bei gleichzeitig variablen Einsatzbedingungen sowie - über die gesamte Lebensdauer betrachtet - geringere Gesamtkosten auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Fernantrieb gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fernantriebs sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der erfindungsgemäße Fernantrieb für ein Niederspannungs-Schutzschaltgerät weist eine steuerbare Antriebseinrichtung zur Betätigung des Schutzschaltgerätes sowie eine Energiespeichereinrichtung zur Bereitstellung der für die Antriebseinrichtung benötigten Energie auf. Weiterhin weist der Fernantrieb eine Messeinrichtung zur Messung eines aktuellen Kapazitätswertes der Energiespeichereinrichtung sowie eine Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung des gemessenen Kapazitätswertes auf, wobei der gemessene Kapazitätswert mit einem vorgegebenen, manuell einstellbaren Sollwert verglichen wird.
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Der Fernantrieb dient der Betätigung eines Niederspannungs-Schutzschaltgerätes - beispielsweise eines Leitungsschutzschalters oder eines Fehlerstromschutzschalters - aus der Ferne. Der Fernantrieb ist zu diesem Zweck über die Antriebseinrichtung mechanisch an das Niederspannungs-Schutzschaltgerät ankoppelbar. Um die zum Schalten des Schutzschaltgerätes benötigte Energie bereitzustellen weist der Fernantrieb eine Energiespeichereinrichtung auf, deren aktuelle Kapazität mittels der Messeinrichtung ermittelbar ist. Die Verarbeitungseinrichtung ist elektrisch mit der Messeinrichtung verbunden und weist eine Logikkomponente auf, um im laufenden Betrieb den gemessenen Kapazitätswert mit dem vordefinierten Sollwert zu vergleichen. Der Sollwert ist dabei - beispielsweise durch einen Elektro-Installateur - manuell einstellbar. Auf diese Weise kann mit Hilfe der Verarbeitungseinrichtung durch einen Vergleich des gemessenen Istwertes der Kapazität mit dem eingestellten Sollwert eine Aussage zum Alterungsverhalten der Energiespeichereinrichtung während des laufenden Betriebs abgeleitet werden. Auf diese Weise können vorbeugende Wartungstätigkeiten einfacher geplant und durchgeführt werden.
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Der vordefinierte Sollwert ist von der jeweiligen Einsatzbedingung, d.h. vom Installationsumfeld des Fernantriebs abhängig: Je nachdem, mit welche Art von Schutzschaltgerät der Fernantrieb bei der Erstinstallation vor Ort gekoppelt wird, wird durch einen Installateur oder Techniker ein geeigneter, individueller Sollwert ausgewählt und eingestellt. Der Sollwert ist somit editierbar und hängt im Wesentlichen von der zum Schalten des Schutzschaltgerätes benötigten Kraft bzw. dem damit verbundenen erforderlichen Drehmoment ab.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Fernantrieb einen Codierschalter auf, mit dessen Hilfe die manuelle Einstellung des Sollwertes erfolgt.
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Bei dem Codierschalter kann es sich um ein Potentiometer, beispielsweise einen Schiebeschalter oder einen Dreschalter handeln. Auch sogenannte DIP-Schalter oder Jumper können als Codierschalter verwendet werden. Die Einstellmöglichkeit des jeweiligen Codierschalters sollte dabei für einen Elektro-Installateur, welcher die Einstellung vornehmen soll, auf einfache Art und Weise zugänglich sein. Dies ist beispielsweise durch eine Anordnung an einer Gehäuseoberfläche des Fernantriebs realisierbar. Mit Hilfe eines Codierschalters ist somit eine einfache Möglichkeit zur manuellen Einstellung des Sollwertes unmittelbar am Fernantrieb gegeben.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Fernantrieb eine Kommunikationseinrichtung zur Ausgabe eines Kommunikationssignals auf, wenn der gemessene Kapazitätswert vom vorgegebenen Sollwert in vordefinierter Art und Weise abweicht.
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Die Kommunikationseinrichtung ist dabei elektrisch mit der Verarbeitungseinrichtung gekoppelt. Weicht der gemessene Kapazitätswert in vordefinierter Art und Weise vom eingestellten Sollwert ab, so wird mittels der Kommunikationseinrichtung ein entsprechendes Kommunikationssignal ausgegeben. Mit Hilfe dieser Information kann der aktuelle Status der Energiespeichereinrichtung - und damit des Fernantriebs - im laufenden Betrieb überwacht und bei Bedarf weitergeleitet werden. Vorbeugende Wartungstätigkeiten können entsprechend einfacher eingeplant werden, ohne dass hierfür die Energiespeichereinrichtung selbst untersucht werden müsste. Der Wartungsaufwand sowie die damit verbundenen Kosten werden dadurch deutlich reduziert.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Fernantriebs wird das Kommunikationssignal an ein Anzeigeelement des Fernantriebs gesandt.
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Bei dem Anzeigeelement kann es sich beispielsweise um ein Display oder ein Lämpchen/eine LED handeln, welches gut sichtbar an einer Vorderseite des Fernantriebs angeordnet und somit gut ablesbar bzw. erkennbar ist. Die Verwendung eines direkt am Fernantrieb angeordneten Anzeigeelements stellt eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Ausgabe des Kommunikationssignals dar, welche insbesondere vorteilhaft ist, wenn einen Techniker oder Installateur sowieso unmittelbar vor Ort ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Fernantriebs wird das Kommunikationssignal an ein übergeordnetes System gesandt.
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Bei dem übergeordneten System handelt es sich beispielsweise um eine Leitstelle oder Leitwarte. Auf diese Weise kann der aktuelle Status der Energiespeichereinrichtung zentral überwacht werden. Vorbeugende Wartungstätigkeiten können entsprechend zentral eingeplant und koordiniert werden, ohne dass hierzu der jeweilige Fernantrieb durch einen Techniker oder Installateur vor Ort untersucht werden müsste.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist der Fernantrieb ein Interface zur Kommunikation mit dem übergeordneten System auf.
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Das Interface kann dabei sowohl für eine drahtgebundene als auch für eine drahtlose („wireless“) Kommunikation mit dem übergeordneten System ausgebildet sein. Auf diese Weise wird die Installation des Fernantriebs, insbesondere die Ankopplung an das übergeordnete System, deutlich vereinfacht. Darüber hinaus ist es mit Hilfe des Interfaces möglich, die Eingabe des jeweiligen Sollwertes nicht unmittelbar am Gerät, sondern mit Hilfe eines hierzu geeigneten Editiergerätes, welches über das Interface mit der Kommunikationseinrichtung koppelbar ist, vorzunehmen. Alternativ dazu wäre auch die Eingabe des Sollwertes über eine geeignete Bedienoberfläche der Leitstelle oder Leitwarte möglich.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Fernantriebs ist der Sollwert durch einen minimalen Kapazitätsgrenzwert gebildet, bei dessen Unterschreiten das Kommunikationssignal generiert wird.
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Hierbei stellt der minimale Kapazitätsgrenzwert eine Kapazitätsuntergrenze dar, welche sich am minimalen Wert für das „Worst-case-Szenario“ orientiert: Bei einem Fernantrieb, welcher zur Kopplung an unterschiedliche Schaltgeräten vorgesehen ist und daher Schaltvorgänge mit unterschiedlichen Lasten bzw. Drehmomenten ausführen muss, ist die Kapazitätsuntergrenze, welche das Ende der Lebenszeit markiert, so zu wählen, dass selbst im ungünstigsten Fall („worst case“) die Funktionalität sichergestellt ist. Dies hatte in der Vergangenheit regelmäßig zur Folge, dass bei angebauten Schaltgeräten mit nur kleiner Last, d.h. mit einem für den Schaltvorgang erforderlichen, nur geringen Drehmoment ein Ende der Lebenszeit bereits angezeigt wurde, obwohl die bereitgestellte Energiemenge zur Ausführung des Schaltvorgangs durchaus noch ausreichend gewesen wäre. Ein zu frühes Austauschen des Fernantriebs ist bei Einsatz des erfindungsgemäßen Fernantrieb nicht mehr erforderlich, da hier der minimale Kapazitätsgrenzwert durch den Installateur an die jeweils vorhandene Installationsumgebung angepasst werden kann. Die tatsächliche Lebensdauer der Energiespeichereinrichtung, und damit des Fernantriebs, kann somit bei einer kleinen, mit dem Fernantrieb gekoppelten mechanischen Last, deutlich verlängert werden, ohne dabei die hohe Schalt-Zuverlässigkeit zu gefährden. Darüber hinaus kann auch die Wartung besser geplant werden, überflüssige Test- und Kontrolltätigkeiten können somit vermieden werden. Die Kosten für eine vorbeugende Wartung werden dadurch deutlich reduziert.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung des Fernantriebs ist die Energiespeichereinrichtung durch einen Akkumulator oder einen Kondensator gebildet.
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Sowohl Akkumulatoren als auch Kondensatoren stellen eine mögliche Lösung zur Speicherung der für die Antriebseinrichtung benötigten Energie dar. In beiden Fällen ist es möglich, den jeweiligen Speicher mittels eines geringen Ladestroms so aufzuladen, dass die für den Schaltvorgang des Fernantriebs benötigte Energiemenge vorhanden ist. Hierzu ist nur ein vergleichsweise kleines Netzteil erforderlich, so dass der Fernantrieb möglichst kompakt gestaltet werden kann. Ferner kann durch die Verwendung eines Akkumulators oder Kondensators die Funktionsfähigkeit des Fernantriebs auch bei einem Ausfall der Netzspannung aufrechterhalten und damit gewährleistet werden. Die Zuverlässigkeit des Fernantriebs - und damit die Sicherheit der daran gekoppelten Schaltanlage - wird dadurch erheblich verbessert.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Fernantrieb in ein bestehendes Isolierstoffgehäuse des Niederspannungs-Schutzschaltgerätes integriert.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Fernantrieb als eigenständiges Modul ausgebildet, welches mit dem Niederspannungs-Schutzschaltgerät seitlich verbindbar ist.
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Der Fernantrieb kann zusammen mit dem Schutzschaltgerät, an das er gekoppelt ist, in einem gemeinsamen Isolierstoffgehäuse aufgenommen und gehaltert sein. Es ist jedoch ebenso möglich, den Fernantrieb modular, d.h. als eigenständiges Modul mit einem eigenen Gehäuse, das mit dem Isolierstoffgehäuse des Schutzschaltgerätes mechanisch koppelbar ist, auszubilden.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Fernantriebs unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fernantriebs in perspektivischer Ansicht;
- 2 eine schematische Darstellung des konzeptionellen Aufbaus des Fernantriebs;
- 3 eine schematische Darstellung eines mit einem Schutzschaltgerät gekoppelten Fernantriebs;
- 4 ein Ersatzschaltbild des an das Schutzschaltgerät gekoppelten Fernantriebs nach 3.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fernantriebs 1 in perspektivischer Ansicht. Der Fernantrieb 1 weist ein Isolierstoffgehäuse 2 mit einer Frontseite 4, einer der Frontseite 4 gegenüberliegenden Befestigungsseite 5, sowie mit die Front- und die Befestigungsseiten 4 und 5 verbindenden Schmal- und Breitseiten 6 und 7 auf. An der Frontseite 4 ist ein Betätigungselement 3 angeordnet, welches mittels eines Griffverbinders 8 mit einem Betätigungselement eines Schutzschaltgerätes 100 (siehe 3) koppelbar ist, um das Schutzschaltgerät 100 (in gekoppeltem Zustand) mit Hilfe des Fernantriebs 1 betätigen zu können. Über die Befestigungsseite 5 ist der Fernantrieb 1 an einer Trag- oder Hutschiene (nicht dargestellt) - wie sie in Elektroinstallationsverteilern zur Gerätebefestigung überwiegend verwendet werden - befestigbar. Zur Verbindung mit dem Schutzschaltgerät 100 weist der Fernantrieb 1 ferner zwei Verbindungslaschen 9 auf, welche an der Frontseite 4 im Bereich der Breitseite 7 angeordnet und mit in eine an einem Gehäuse 102 des Schutzschaltgerätes 100 ausgebildeten Aufnahme 109 einsteckbar sind, um den Fernantrieb 1 mechanisch mit dem Schutzschaltgerät 100 zu verbinden.
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In 2 ist der konzeptionellen Aufbaus des Fernantriebs 1 in einer Seitenansicht schematisch dargestellt. Der Fernantrieb 1 weist eine Antriebseinrichtung 20 zur Fernbetätigung des Betätigungselements 3 auf. Hierzu ist das Betätigungselement 3 an einer Griffwalze 11 hervorspringend angeordnet, so dass bei Betätigen des Betätigungselements 3 die Griffwalze 11 um ihre Drehachse 12 gedreht wird. An ihrem Umfang weist die Griffwalze 11 eine Verzahnung 13 auf, die mit einem Zahnrad 21 der Antriebseinrichtung 20 in Eingriff steht. Die Antriebseinrichtung 20 weist ferner einen Motor sowie ein Getriebe auf, um die Drehgeschwindigkeit des Motors an das erforderliche Drehmoment - und damit an die am Betätigungselement 3 angekoppelte mechanische Last - anzupassen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind Motor und Getriebe in 2 nicht dargestellt. Ferner ist es auch möglich, die Antriebseinrichtung 20 getriebelos auszubilden, d.h. der Motor wirkt direkt - ohne eine Übersetzung durch eine oder mehrere Getriebestufen - auf die Verzahnung 13 ein.
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Zum Aufbringen der für die Antriebseinrichtung 20 zur Betätigung des Betätigungselements 3 erforderlichen Energie weist der Fernantrieb 1 ferner eine Energiespeichereinrichtung 30 auf, welche mit der Antriebseinrichtung 20 elektrisch leitend verbunden ist. Bei der Energiespeichereinrichtung 30 kann es sich beispielsweise um einen Kondensator oder einen Akkumulator handeln, welcher als Pufferspeicher die zur Betätigung des Betätigungselements 3 mit der daran angeschlossenen mechanischen Last erforderliche Energiemenge speichert und bei Bedarf bereitstellt. Zum Aufladen ist die Energiespeichereinrichtung 30 mit einem Netzteil 31 elektrisch leitend verbunden. Da das Netzteil 31 lediglich zum Laden der Energiespeichereinrichtung 30 dient und nicht direkt und unmittelbar die erforderliche Energiemenge bereitstellen muss, kann es so klein dimensioniert werden, dass es auch in ein kompaktes Isolierstoffgehäuse 2 - beispielsweise mit einer Breite von 2 Teilungseinheiten oder auch nur 1,5 Teilungseinheiten (1TE entspricht ca. 18mm) - integriert werden kann. Über zwei nach außen geführte Leitungen 32 kann das Netzteil 31 mit einer Netz- oder Versorgungsspannung elektrisch leitend verbunden werden.
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Zur Messung eines aktuellen Kapazitätswertes der Energiespeichereinrichtung 30 weist der Fernantrieb eine Messeinrichtung 40 auf, welche mit der Energiespeichereinrichtung 30 elektrisch leitend verbunden ist. Der aktuelle Kapazitätswert der Energiespeichereinrichtung 30 kann dabei sowohl kontinuierlich als auch in regelmäßigen Abständen oder lediglich bei Bedarf erfasst werden. In der Darstellung der 2 ist die Messeinrichtung 40 auf einer Leiterplatte 10 angeordnet. Dabei kann es sich um eine bereits vorhandene Leiterplatte des Fernantriebs 1 handeln, welche beispielsweise zur Ansteuerung und/oder zur Kommunikation des Fernantriebs 1 mit einer übergeordneten Einheit - beispielsweise einer Leitwarte - dient. Die Anordnung der Messeinrichtung 40 auf einer Leiterplatte ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Vorliegend ist die Messeinrichtung 40 mit einer Verarbeitungseinrichtung 50, welche ebenfalls auf der Leiterplatte 10 angeordnet ist, über Leiterbahnen der Leiterplatte 10 elektrisch leitend verbunden. Bei der Verarbeitungseinrichtung 50 kann es sich beispielsweise um einen Mikroprozessor handeln, welcher den von der Messeinrichtung 40 erfassten, d.h. gemessenen Kapazitätswert mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und die Abweichung der beiden Werte voneinander erfasst. Mit Hilfe einer Kommunikationseinrichtung 60, welche mit der Verarbeitungseinrichtung 50 elektrisch leitend verbunden ist, kann ein Kommunikationssignal an eine übergeordnete Stelle - beispielsweise eine Leitwarte - erzeugt und abgesetzt werden, wenn der gemessene Kapazitätswert vom vorgegebenen Sollwert in vordefinierter Art und Weise abweicht. Auf diese Weise erhält die übergeordnete Stelle eine Information über die Restkapazität - und damit den aktuellen Zustand - der Energiespeichereinrichtung 30.
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Die Kommunikationseinrichtung 60 ist vorliegend ebenfalls auf der Leiterplatte 10 angeordnet und somit über die Leiterbahnen der Leiterplatte 10 mit der Verarbeitungseinrichtung 50, gegebenenfalls auch mit der Messeinrichtung 40, elektrisch leitend verbunden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich: die für den erfindungsgemäßen Fernantrieb 1 erforderlichen elektrischen Verbindungen von Messeinrichtung 40, Verarbeitungseinrichtung 50 sowie Kommunikationseinrichtung 60 sind auch diskret - d.h. ohne die Verwendung einer Leiterplatte 10 - realisierbar. Zur Weiterleitung des Kommunikationssignals weist die Kommunikationseinrichtung 60 eine Schnittstelle 61 auf, welche sowohl leitungsgebunden als auch drahtlos, beispielsweise als Bluetooth-Schnittstelle, ausgebildet sein kann.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines mit einem Schutzschaltgerät 100 gekoppelten Fernantriebs 1, wiederum in perspektivischer Ansicht. Bei der mechanischen Verbindung der beiden Geräte - des Fernantriebs 1 und des Schutzschaltgerätes 100 - ist eine Breitseite 7 des Fernantriebs 1 einer Breitseite des Schutzschaltgerätes 100 zugewandt. Das in 3 dargestellte Schutzschaltgerät 100 ist 3-polig ausgebildet, dies ist jedoch nur beispielhaft zu sehen. Erfindungsgemäß ist der Fernantrieb 1 sowohl mit einpoligen als auch mit mehrpoligen Schutzschaltgeräten koppelbar. Lediglich der zu verwendende Griffverbinder 8 ist an die Breite des jeweils zu koppelnden Schutzschaltgerätes 100 anzupassen. Zur mechanischen Befestigung des Fernantriebs 1 an einem Gehäuse 102 des Schutzschaltgerätes 100 werden die beiden Verbindungslaschen 9 des Fernantriebs 9 in die an der Frontseite des Schutzschaltgerätes 100 hinsichtlich ihrer Lage korrespondierend angeordneten Aufnahmen 109 eingesteckt. Auf diese Weise ist - neben der Kopplung des Betätigungselements 3 des Fernantriebs 1 mit den Betätigungselementen 103 des Schutzschaltgerätes 100 über den Griffverbinder 8 - eine weitere mechanische Verbindung des Fernantriebs 1 mit dem Schutzschaltgerät 100 geschaffen.
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In 4 ist ein Ersatzschaltbild des gemäß 3 an das Schutzschaltgerät 100 gekoppelten Fernantriebs 1 schematisch dargestellt. An das 3-polige Schutzschaltgerät 100 sind eingangs- sowie ausgangsseitig drei elektrische Anschlussleitungen L1, L2 und L3 angeschlossen, welche jeweils einem elektrische Lastkreis mit der jeweils zugeordneten elektrischen Last F1, F2 bzw. F3 zugeordnet sind. Innerhalb des Schutzschaltgerätes 100 sind der Eingangs- und der Ausgangsanschluss der drei Anschlussleitungen L1, L2 und L3 jeweils über einen im Schutzschaltgerät 100 geführten Strompfad elektrisch leitend verbunden. Über einen dem jeweiligen Strompfad unmittelbar und eindeutig zugeordneten Schaltkontakt S1, S2 und S3 können die Strompfade bei Bedarf, d.h. bei vorliegen einer entsprechenden Situation, beispielsweise eines Kurzschlusses, durch Öffnen der Schaltkontakte S1, S2 und S3 unterbrochen werden.
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Zur Betätigung der drei Schaltkontakte S1, S2 und S3 weist das Schutzschaltgerät 100 eine Schaltmechanik (nicht näher dargestellt) auf, welche über eine Wirk Wirkverbindung 104 mit der Antriebseinrichtung 20 des Fernantriebs 1 verbunden ist. Auf diese Weise können die drei Schaltkontakte S1, S2 und S3 über den Fernantrieb geöffnet werden, um die den drei Schaltkontakten S1, S2 und S3 zugeordneten Strompfade zu unterbrechen und somit die Lastkreise L1, L2 und L3 vom elektrischen Leitungsnetz zu trennen.
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Ein auf dem erfindungsgemäßen Fernantrieb 1 basierendes Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Kapazitätswertes der Energiespeichereinrichtung 30 weist somit die folgenden Schritte auf:
- a) Messen des aktuellen Kapazitätswertes,
- b) Vergleich des gemessenen Wertes mit einem vorgegebenen Sollwert,
- c) Ausgabe eines Kommunikationssignals, wenn der gemessene Kapazitätswert vom vorgegebenen Sollwert in vordefinierter Art und Weise abweicht.
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Zusammenfassend dient der erfindungsgemäße Fernantrieb 1 somit der Kapazitätsüberwachung der Energiespeichereinrichtung 30, woraus Rückschlüsse auf das Alterungsverhalten der Energiespeichereinrichtung 30 gezogen werden können. Hierfür wird entweder ein definierter Lade- oder Entlade-Vorgang der Energiespeichereinrichtung 30 durchgeführt. Durch Messung des Spannungsfalls an der Energiespeichereinrichtung 30 sowie der Zeitdauer, die für den Lade- bzw. Entlade-Vorgang benötigt wird, kann die Kapazität der Energiespeichereinrichtung 30 berechnet werden. Anhand dieser Kapazität kann nun entschieden werden, ob diese für den vorliegenden Anwendungsfall noch ausreicht oder nicht. Falls dies nicht der Fall sein sollte, geht das System aus Fernantrieb 1 und Schutzschaltgerät 100 in einen sicheren Betriebszustand über und signalisiert den Wartungsbedarf. Auf diese Weise kann die Energiespeichereinrichtung 30 an unterschiedliche, mit dem Fernantrieb 1 gekoppelte Schutzschaltgeräte 100 - und damit an unterschiedliche mechanische Lasten - angepasst werden.
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Um für den Fernantrieb in jeder denkbaren Konfiguration die größtmögliche Lebensdauer zu erreichen, wird eine Auswahlmöglichkeit dahingehend geschaffen, dass die minimale vorhandene Kapazität mit der für den Schaltvorgang tatsächlich benötigten Energiemenge verglichen wird. Diese Auswahl kann beispielsweise durch einen Installateur oder Techniker mittels eines geeigneten Bediengerätes vorgenommen werden und im Falle einer Änderung an der Elektroinstallation auch angepasst werden. Auf diese Weise wird für jede Kombination aus Fernantrieb 1 und Schutzschaltgerät 100 die maximal mögliche Lebenszeit realisiert. Darüber hinaus kann über die Auswahlmöglichkeit das Fahrspielt, d.h. die Kombination aus Drehgeschwindigkeit und Drehmoment der Antriebseinrichtung 20, an die jeweilige Kombination angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fernantrieb
- 2
- Isolierstoffgehäuse
- 3
- Betätigungselement
- 4
- Frontseite
- 5
- Befestigungsseite
- 6
- Schmalseite
- 7
- Breitseite
- 8
- Griffverbinder
- 9
- Verbindungslasche
- 10
- Leiterplatte
- 11
- Griffwalze
- 12
- Drehachse
- 13
- Verzahnung
- 20
- Antriebseinrichtung
- 21
- Zahnrad
- 30
- Energiespeichereinrichtung
- 31
- Netzteil
- 32
- Leitung
- 40
- Messeinrichtung
- 50
- Verarbeitungseinrichtung
- 60
- Kommunikationseinrichtung
- 61
- Schnittstelle
- 100
- Schutzschaltgerät
- 102
- Gehäuse
- 103
- Betätigungselement
- 104
- Wirkverbindung
- 109
- Aufnahme
- L1, L2, L3
- Anschlussleitung
- F1, F2, F3
- elektrischen Last
- S1, S2, S3
- Schaltkontakt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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