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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung von
Sicherungsautomaten.
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Sicherungsautomaten
bzw. Leitungsschutzschalter, auch LS-Schalter oder MCB genannt,
sind Überstromschutzeinrichtungen
in der Elektroinstallation. Sie schützen Leitungen gegen zu hohe
Stromflüsse,
durch die sie geschädigt
werden können.
Sicherungsautomaten sind wiederverwendbare, nicht selbsttätig rückstellende
Sicherungselemente. Wird der vorgegebene Nennwert des durch den
Sicherungsautomaten fließenden
Stromes längere
Zeit erheblich überschritten,
unterbricht der Sicherungsautomat den Stromfluss. Bei Kurzschlüssen im
Stromkreis kann die Abschaltung innerhalb weniger Millisekunden
erfolgen, die Abschaltung ist aber auch manuell über einen Kippschalter oder
einen Auslöseknopf
auf der Frontseite des Sicherungsautomaten möglich. Damit die Abschaltung
von außen
kontrollierbar ist, verändert
sich bei einem Abschalten des Sicherungsautomaten die räumliche
Lage des Kippschalters oder des Auslöseknopfes.
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Sehr
häufig
wird die Unterbrechung des Stromflusses durch den Sicherungsautomaten
von den Nutzern von Geräten,
die an den Stromkreis angeschlossen sind, bemerkt. In diesen Fällen kann
sofort nach der Ursache für
die Auslösung
des Sicherungsautomaten gesucht und der Stromfluss durch Umlegen
des Kippschalters oder Betätigen
des Einschaltknopfes innerhalb kurzer Zeit wieder hergestellt werden.
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Es
ist jedoch möglich,
dass die Abschaltung durch einen Sicherungsautomaten nicht immer
sofort erkannt wird. So kann es beispielsweise bei Nachtspeicherheizungen
oder Nachtstromboilern passieren, dass erst am nächsten Tag bemerkt wird, dass die
Heizung nicht geladen oder das Wasser im Boiler nicht erwärmt wurde.
Bei Kühltruhen
und Kühlschränken kann
das darin befindliche Kühlgut
verderben, bevor die Unterbrechung des Stromkreises bemerkt wird.
Auch bei Alarmanlagen kann die Auslösung der Sicherung über einen
längeren
Zeitraum unbemerkt bleiben.
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Auch
in gewerblich genutzten Gebäuden oder
Fertigungsanlagen kann es vorkommen, dass die Stromflussunterbrechung
durch Sicherungsautomaten nicht sofort erkannt wird und dadurch
ein Folgeschaden entsteht. So ist es beispielsweise denkbar, dass
bei einer Kunststoffspritzmaschine mehrere Heizungen für die Granulatvorwärmung über mehrere
Sicherungsautomaten abgesichert sind. Fällt nun eine der Heizungen
durch ein Auslösen
der zugehörigen
Sicherung aus, wird zwar das Granulat noch vorgewärmt, es
wird allerdings nicht mehr die erforderliche Soll-Temperatur erreicht,
oder es befinden sich noch feste Partikel im erwärmten Kunststoff, durch die
die Kunststoffspritzmaschine verstopft werden kann oder Ausschuss
produziert wird. In Lackieranlagen können Rührwerke ausfallen, in Kühlkreisläufen können elektrisch
betriebene Pumpen ausfallen und sonstige Stromflussunterbrechungen
sind denkbar, die nicht unbedingt sofort bemerkt werden müssen, jedoch
bei längerer
Dauer zu erheblichen Schäden
führen
können.
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Demgemäß ist es
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung
von Sicherungsautomaten zu schaffen, durch die es möglich ist,
im Falle einer Auslösung
des Sicherungsautomaten einen Alarm zu geben.
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Die
Aufgabe wird gelöst,
indem die Überwachungsvorrichtung
einen optischen Sensor aufweist, der in einer Überwachungsposition positionierbar
ist, in der von ihm die Schaltstellung eines manuellen Schalters
eines oder mehrerer Sicherungsautomaten detektierbar ist, und die Überwachungsvorrichtung über eine
Alarmvorrichtung verfügt,
mit der bei einer vom Sensor erkannten Verstellung des manuellen Schalters
ein Alarmsignal ausgebbar ist.
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Ein
manueller Schalter, wie beispielsweise eine Kippschalter oder ein
Einschaltknopf, wird von einer Einschalt- in eine Ausschaltstellung
bewegt, wenn ein Sicherungsautomat wegen eines Überstromes auslöst und den
Stromfluss unterbricht. Die Bewegung des manuellen Schalters ist
durch einen optischen Sensor kontrollierbar, wenn sich dieser in
einer Überwachungsposition
befindet. In der Überwachungsposition
ist der optische Sensor so ausgerichtet, dass er mit seinen Sensormitteln
die Schaltstellung des manuellen Schalters auswerten kann. Bewegt
sich der manuelle Schalter in eine zu überwachende Position, wird
dies vom optischen Sensor erkannt. Der optische Sensor gibt dann
ein Signal an die Alarmvorrichtung, von der aufgrund des Sensorsignals
ein Alarm ausgeben werden kann. Das Alarmsignal kann beliebig ausfallen,
beispielsweise als optisches oder akustisches Signal, aber auch
als SMS-Meldung
an ein Handy oder eine E-Mail über das
Internet an einen Empfänger,
oder mehrere dieser Möglichkeiten.
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Von
der Überwachungsvorrichtung
kann natürlich
nicht nur eine Ausschaltung eines Sicherungsautomaten überwacht
werden, der optische Sensor kann auch so positioniert werden, dass
von ihm ein Einschalten oder beides überwachbar ist.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Überwachungsposition des optischen
Sensors seitlich neben einem oder mehreren Sicherungsautomaten angeordnet,
und das Sensorfeld des optischen Sensors ist in eine seitliche Richtung
auf den oder die Sicherungsautomaten gerichtet. Eine seitliche Anordnung
neben einem oder mehreren Sicherungsautomaten ist vorteilhaft, weil
von dort eine gute Einsicht auf den Raum möglich ist, in dem sich ein manueller
Schalter bewegt, wenn der Sicherungsautomat auslöst. Insbesondere können aus
einer seitlichen Position sehr gut mehrere Sicherungsautomaten mit
nur einem optischen Sensor überwacht
werden. Es ist üblich,
in einem Sicherungsschrank mehrere Sicherungsautomaten nebeneinander
an einer Leiste zu befestigen. Ordnet man den optischen Sensor seitlich
neben diesen in einer Reihe angeordneten Sicherungsautomaten an,
so kann mit nur einem optischen Sensor die gesamte Reihe der Sicherungsautomaten überwacht
werden. Das Sensorfeld erstreckt sich dann aus einer seitlichen
Einbaulage des optischen Sensors quer über die Einbaubreite der zu überwachenden
Sicherungsautomaten.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung weist der optische Sensor eine
aktive Lichtquelle und eine passive Lichtmessvorrichtung auf. Die
Verwendung einer Lichtquelle für
die Überwachung
ist vorteilhaft, weil die Sicherungsschränke die Sicherungsautomaten
häufig
vollständig
oder zumindest nahezu lichtdicht abschließen. Ohne eine Beleuchtung
könnte
ein optischer Sensor so nur unzureichend funktionieren. Die Beleuchtung
kann ein dauerndes Licht geben, oder das Licht wird zur Energieeinsparung
als kurzer Impuls in festen Zeitabständen von beispielsweise einer
Minute oder zehn Minuten ein- und ausgeschaltet. Schwenkt aufgrund
des Auslösens
des Sicherungsautomaten ein manueller Schalter in eine „aus”-Position,
schattet der manuelle Schalter in dieser Position das von der aktiven
Lichtquelle ausgesandte Licht zumindest teilweise ab, oder er reflektiert
das ausgesandte Licht, wenn die aktive Lichtquelle und die passive
Lichtmessvorrichtung passend zueinander positioniert sind. Die von
der passiven Lichtmessvorrichtung messbare Lichtstärke verän dert sich
infolge der Bewegung des manuellen Schalters, und die Veränderung
der Lichtstärke
kann an die Alarmvorrichtung als Signal für ein Schalten einer Sicherung
ausgegeben werden. Die aktive Lichtquelle und die passive Lichtmessvorrichtung
können in
einem gemeinsamen Gehäuse
angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, die beiden Bauteile
in unterschiedlichen Gehäusen
vorzusehen, die nebeneinander oder beabstandet zueinander in der Überwachungsposition
positionierbar sind.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung ist als aktive Lichtquelle ein
Laserstrahl erzeugbar. Ein Laserstrahl ist vorteilhaft, weil dieser über einen
stark gebündelten
energiereichen Lichtstrahl verfügt,
der gut von einer passiven Lichtmesseinrichtung auswertbar ist.
Wird ein Laserstrahl von einem manuellen Schalter abgeschattet oder
reflektiert, kann dieses gut von der passiven Lichtmesseinrichtung
erkannt werden. Lichtsignale können
aber auch von anderen Leuchtquellen wie beispielsweise LEDs erzeugt
werden, die ebenfalls gut auswertbare Lichtsignale emittieren.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung sind die aktive Lichtquelle und
die passive Lichtmessvorrichtung auf gegenüberliegenden Seiten eines oder mehrerer
Sicherungsautomaten angeordnet. Anstelle der passiven Lichtmessvorrichtung
kann auf der gegenüberliegenden
Seite aber auch nur ein Reflektor zur Reflexion des darauf auftreffenden
Lichts in Richtung einer an anderer Stelle angeordneten passiven
Lichtmessvorrichtung vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung befinden
sich die zu überwachenden
Sicherungsautomaten zwischen diesen beiden Bauteilen. Durch diese
Anordnung ist die Zahl und räumliche
Lage der zu überwachenden
Sicherungsautomaten genau definiert, und die Funktion des optischen
Sensors, wie beispielsweise Lichtstärke der Lichtquelle, Empfindlichkeit
der Lichtmesseinrichtung, Ausrichtung der Sensorbauteile und dergleichen,
kann zielgenau an die sich so ergebenden Einbaubedingungen angepasst
werden. Es ist möglich, mit
nur einem optischen Sensor eine größere Anzahl von Sicherungsautomaten
zu überwachen.
Es ist nicht erforderlich, jeden einzelnen Sicherungsautomaten mit
einer eigenen Alarmvorrichtung zu versehen.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Außenmaße des oder der Gehäuse der Überwachungsvorrichtung
an die Gehäusemaße der zu überwachenden
Sicherungsautomaten angepasst. Durch die Anpassung der Gehäusemaße ist es
möglich,
die Überwachungsvorrichtung
ebenfalls in einen Sicherungsschrank einzubauen und diesen beispielsweise
auf derselben Leiste zu befestigen, an der auch die zu überwachenden
Sicherungsautomaten befestigt sind. Bei zumindest gleicher Bauhöhe der Gehäuse passen
diese in die vorgegebenen Schachtmaße, so dass keine besonderen
Anpassungsarbeiten zum Einbau in den Sicherungsschrank erforderlich
sind. Sind die Sicherungsautomaten und der zugehörige Sicherungsschrank auch an
ein bestimmtes Breitenraster angepasst, sollten auch das oder die
Gehäuse
der Überwachungsvorrichtung
an dieses Breitenraster angepasst sein. Auch die Einbautiefe sollte
so gestaltet sein, dass eine bestimmungsgemäße Funktion gewährleistet ist,
jedoch das Gehäuse
in der Einbaulage nach hinten nicht über die Gehäuse der zu überwachenden Sicherungsautomaten übersteht.
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Es
wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen
jeweils ganz oder teilweise mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 beliebig
kombinierbar sind, soweit sich aus den Abhängigkeiten der Unteransprüche nichts
anderes ergibt.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen oder Abwandlungen der Erfindung lassen
sich der nachfolgenden gegenständlichen
Beschreibung oder der Zeichnung entnehmen.
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Die
Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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In
der 1 ist eine Anzahl von Sicherungsautomaten 2 gezeigt,
die nebeneinander in einem Sicherungsschrank eingebaut sind. Jeder
Sicherungsautomat 2 verfügt über einen manuellen Schalter 4. Bei
den meisten der in 1 abgebildeten Sicherungsautomaten 2 befindet
sich der manuelle Schalter 4 in einer Einschaltposition,
lediglich bei einem etwa mittig angeordneten Sicherungsautomaten 2 befindet
sich der manuelle Schalter 4 in einer Ausschaltposition.
Der zugehörige
Sicherungsau tomat 2 hat also den Stromfluss wegen eines Überstroms
abgeschaltet, oder er ist manuell abgeschaltet worden.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
besteht der optische Sensor der Überwachungsvorrichtung aus
einer aktiven Lichtquelle 6 und einer passive Lichtmessvorrichtung 8.
Die aktive Lichtquelle 6 sendet aus einer seitlich zu den
zu überwachenden
Sicherungsautomaten liegenden Position einen Lichtstrahl 10 aus.
Der Lichtstrahl 10 ist idealisiert als gebündelter
Strahl gezeichnet, er kann natürlich
auch weniger fokussiert von der Lichtquelle abstrahlen. Der Lichtstrahl 10 ist
so ausgerichtet, dass er den Raum durchschneidet, in den sich ein
manueller Schalter 4 eines zu überwachenden Sicherungsautomaten 2 bewegen
würde,
wenn der Sicherungsautomaten 2 schaltet. Da sich der manuelle
Schalter 4 des fünften
Sicherungsautomaten von links in einer von der Sicherungsvorrichtung
im Ausführungsbeispiel
zu überwachenden „Aus”-Position
befindet, trifft der Lichtstrahl 10 auf diesen Schalter 4 und
kann deshalb nicht mehr bis zur passiven Lichtmessvorrichtung 8 strahlen.
Da der Schalter 4 den Lichtstrahl 10 gegenüber der
passiven Lichtmessvorrichtung 8 abschattet, ist die von
dieser gemessene Lichtstärke geringer,
als wenn der Lichtstrahl nicht von einem Schalter 4 abgeschattet
wird. Die durch die Abschattung verursachte Veränderung der Lichtstärke ist
als Signal für
die Ausgabe eines Alarms auswertbar.
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Anstelle
der passiven Lichtmessvorrichtung 8 kann dort auch ein
Reflektor zur Reflexion des darauf auftreffenden Lichts in Richtung
einer an anderer Stelle angeordneten passiven Lichtmessvorrichtung 8 angeordnet
sein. Die passive Lichtmessvorrichtung 8 kann in diesem
Fall beispielsweise auch im Gehäuse
der aktiven Lichtquelle 6 angeordnet sein. In diesem Fall
schattet der in der „Aus”-Stellung
befindliche Schalter 4 den Reflektor ab, so dass dieser
kein Lichtsignal mehr reflektieren kann. Die ausbleibende Lichtreflexion
kann von der Lichtmessvorrichtung 8 erkannt werden.
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In
das Gehäuse
der Überwachungsvorrichtung
können
ein Netzteil und/oder Schaltrelais für die Stromversorgung des optischen
Sensors und/oder der Alarmvorrich tung eingebaut sein. Alarmvorrichtungen
als solche sind aus einer Vielzahl von Anwendungen bekannt, sie
können
auf einfache Art und Weise mit dem optischen Sensor funktionsmäßig verbunden
werden.
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Im
Ausführungsbeispiel
sind die Maße
der Gehäuse
für die
aktive Lichtquelle 6 und die passive Lichtmessvorrichtung 8 an
die Maße
der Gehäuse der
Sicherungsautomaten 2 angepasst, so dass diese gemeinsam
in einem Sicherungsschrank einbaubar sind.
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Die
vorstehende Beschreibung dient nur der Erläuterung der Erfindung. Die
Erfindung ist keinesfalls nur auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, dem
Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, das vorstehende Ausführungsbeispiel
abzuwandeln und dabei auf eine ihm als geeignet erscheinende Weise
an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.