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Dokumentenidentifikation DE202006019859U1 24.05.2007
Titel Schaltanlage mit Überwachungskamera
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
DE-Aktenzeichen 202006019859
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 24.05.2007
Registration date 19.04.2007
Application date from patent application 14.02.2006
File number of patent application claimed 10 2006 007 608.7
IPC-Hauptklasse H02B 13/065(2006.01)A, F, I, 20070213, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterbrechen eines Wechselstromes mit wenigstens einer Kontaktanordnung, die relativ zueinander bewegliche Kontakte aufweist, und mit einem die Kontaktanordnung umgebenden lichtundurchlässigen Gehäuse, wobei wenigstens eine Kameraeinheit zum Erfassen der Schaltstellung der zugeordneten Kontakte und eine auf die zugeordneten Kontakte ausgerichtete Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Kontakte von dem Gehäuse gehalten sind.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 196 53 683 C1 bereits bekannt. Bei der dort gezeigten Vorrichtung handelt es sich um eine einpolig gekapselte Schaltanlage, wobei jeder Pol einen Leistungsschalter als erste Kontaktanordnung sowie einen in Reihe zu dem Leistungsschalter angeordneten Dreistellungsschalter mit einer zweiten Kontaktanordnung aufweist. Die Vorrichtung ist zur Unterbrechung eines Wechselstromes eines Wechselspannungsleiters mit mehreren Phasen vorgesehen. Jeder Pol der Vorrichtung ist mit jeweils einer Phase des Wechselspannungsnetzes verbunden. Dabei ist jeder Kontaktanordnung eine Kameraeinheit zugeordnet, die an einem Kapselungsgehäuse der Pole befestigt ist. Das Kapselungsgehäuse ist lichtundurchlässig ausgebildet, so dass zum Erfassen eines Bildsignals eine Beleuchtungseinrichtung notwendig ist. Die Beleuchtungseinrichtung ist ebenfalls an dem Kapselungsgehäuse befestigt und auf die Kontaktanordnung ausgerichtet, so dass die Schaltstellung der jeweiligen Kontaktanordnung von der Kameraeinheit erfasst werden kann. Die Kameraeinheit ist über ein Verbindungskabel mit einem Bildschirm und/oder der Elektronik eines Niederspannungskastens verbunden. Der vorbekannten Vorrichtung haftet der Nachteil an, dass die Kameraeinheit und die Beleuchtungseinrichtung kostenintensiv sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die kostengünstig ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Kameraeinheit eine Internetkamera und die Beleuchtungseinrichtung eine Leuchtdiode ist.

Erfindungsgemäß ist eine kostengünstige Vorrichtung bereitgestellt, welche den gestellten hohen Sicherheitsanforderungen im Bereich der Energieverteilung gerecht wird. So verfügt die Internetkamera über eine Beobachtungsgenauigkeit, die zur bildhaften Erfassung der Schaltstellung von Kontakten einer Kontaktanordnung vollkommen ausreichend ist. Bei den zu überwachenden Kontaktanordnungen handelt es sich beispielsweise um die Kontaktanordnung eines Trennschalters und/oder eines Leistungsschalters, die beispielsweise in Reihe angeordnet sind. Jedoch ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich die Stellung einer Schaltstange einer Vakuumröhre zu überwachen. Bevorzugt ist die Überwachung der Trennkontakte eines Trennschalters, der im Gegensatz zum Leistungsschalter stromlos öffnet, so dass ein heller Lichtbogen beim Öffnen der Kontaktanordnung vermieden ist. Im Gegensatz zu vorbekannten Lösungen wird als Kameraeinheit eine so genannte Internetkamera verwendet. Internetkameras sind nicht nur kostengünstig, sondern stellen aufgrund der gegenüber sonstigen Kameras geringeren Bildwiederholfrequenz geringe Anforderungen an eine der Kamera nachgeschaltete Bildverarbeitung. Internetkameras sind als solche weit verbreitet und können als Massenprodukt kostengünstig bezogen werden. Als Beleuchtungseinrichtung dient im Rahmen der Erfindung eine Leuchtdiode, die ebenfalls kostengünstig ist und bei zweckmäßiger Ausrichtung mit wenig Leistung eine ausreichend große Lichtintensität für die Internetkamera bereitstellt. Selbstverständlich kann die Internetkamera an das Internet angeschlossen sein, so dass eine Überwachung aus der Ferne ermöglicht ist. Üblicherweise ist die Internetkamera jedoch nicht „online" also mit dem Internet verbunden.

Vorteilhafterweise ist die Leuchtdiode an der Kameraeinheit befestigt. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung sind Kameraeinheit und Leuchtdiode zu einem Modul zusammengefasst. Zweckmäßig ist hierbei ferner, dass die Leuchtdiode starr mit der Internetkamera verbunden ist. Die Ausrichtung von Kamera und Leuchtdiode wird daher gemeinsam durchgeführt. Darüber hinaus ist für beide Bauteile lediglich eine Befestigung vorzusehen, wodurch insbesondere im Hinblick auf gasisolierte Schaltanlagen mit einem mit Gas befüllten gasdichten und lichtundurchlässigen Gehäuse besondere Vorteile entstehen. Beispielsweise ist lediglich eine Durchgangsöffnung und ein Sichtfenster an dem Gehäuse vorzusehen.

Zweckmäßigerweise weist die Kameraeinheit Anschlussmittel zum Verbinden mit einem Rechner auf. Solche Anschlussmittel umfassen beispielsweise ein Kabel, das an seinem freien Ende einen so genannten USB-Anschluss aufweist. Der USB-Anschluss ist auf einfache Art und Weise an einen Rechner, beispielsweise an einen so genannten Laptop anschließbar. Zwischen den Anschlussmitteln und der oder den Internetkameras ist ein zweckmäßiges Bussystem bereitgestellt.

Vorteilhafterweise ist das Gehäuse gasdicht ausgestaltet und mit einem Isolier- und/oder Löschgas befüllt. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung weist die Erfindung besondere Vorteile auf, da wie bereits ausgeführt wurde, lediglich eine Ausnehmung und/oder ein Sichtfenster an dem Gehäuse vorzusehen ist. Eine Vielzahl aufwendiger Dichtungen für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf diese Weise vermieden.

Vorteilhafterweise weist erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Kontaktanordnungen auf, denen jeweils eine Kameraeinheit und eine Leuchtdiode zugeordnet sind, wobei wenigstens eine der Kontaktanordnungen zum leistungslosen Schalten und wenigstens eine der Kontaktanordnungen zum Erden eingerichtet sind. Kontaktanordnungen zum leistungslosen Schalten sind beispielsweise unter dem Begriff Trennschalter bekannt. Trennschalter weisen üblicherweise eine sichtbare Trennstrecke auf.

Vorteilhaftweise ist wenigstens einer der Kontaktanordnungen Teil eines Dreistellungsschalters mit einem ortsfesten Einschaltfestkontakt und einem ortsfesten Erdungsfestkontakt sowie einen zum wahlweisen Kontaktieren des Einschaltfestkontaktes und des Erdungsfestkontaktes eingerichteten Bewegkontakt, wobei eine Kameraeinheit und eine Leuchtdiode auf den Einschaltfestkontakt und auf den Erdungsfestkontakt ausgerichtet sind. Mit anderen Worten dient eine Kameraeinheit zum Überwachen der Schaltstellung eines Dreistellungstrennschalters, der dem Fachmann als solcher bekannt ist, so dass an dieser Stelle hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht.

Im Rahmen der Erfindung ist es ferner möglich, dass die Kontaktanordnung Teil eines Leistungsschalters ist. Der Leistungsschalter weist beispielsweise eine sichtbare Kontaktanordnung auf. Abweichend davon ist die Kontaktanordnung des Leistungsschalters in einer Vakuumschaltröhre angeordnet, wobei die Internetkamera die Stellung der Schaltstange der Vakuumschaltröhre beobacht, da die Kontakte der Vakuumröhre verborgen sind. Die Beobachtung der Schaltstellung der in die Vakuumröhre hineinragenden Schaltstange kann beispielsweise durch Stellungsanzeiger in Form von Markierungen vereinfacht werden, die an der Schaltstange angebracht sind.

Das Gehäuse ist im Rahmen der Erfindung im Bereich der Kontaktanordnungen lichtundurchlässig ausgebildet.

Vorteilhafterweise weist die Internetkamera eine Bildwiederholfrequenz von weniger als 20 Hertz auf. Die Höhe der Bildwiederholfrequenz wirkt sich auf die Kosten der Internetkamera aus. Je geringer die Bildwiederholfrequenz, desto geringer sind in der Regel auch deren Kosten. Eine Bildwiederholfrequenz von weniger als 20 Hz, also zwanzig Aufnahmen pro Sekunde, ist dabei durchaus ausreichend, um im Bedarfsfall einem Bediener der Vorrichtung Aufschluss über die Stellung der jeweils beobachteten Kontakte zu gewähren.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobei

1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht und

2 eine Kameraeinheit einer Vorrichtung gemäß 1 in vergrößerter Seitenansicht zeigen.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer schematischen Seitenansicht. Die gezeigte Vorrichtung 1 weist einen Niederspannungskasten 2 zur Aufnahme von Schutzgeräten und sonstigen mit Niederspannung beaufschlagbaren Geräten auf. Unterhalb des Niederspannungskastens 2 ist ein Antriebsgehäuse 3 vorgesehen, in dem die zum Antrieb der Schalter notwendigen Antriebseinheiten untergebracht sind. Hinter dem Niederspannungskasten 2 und dem Antriebsgehäuse 3 sind in einer Reihe hintereinander liegende Pole 4 erkennbar, die jeweils ein eigenes Polgehäuse 5 aufweisen. Jeder Pol 4 ist mit jeweils einer Phase eines Wechselspannungsnetzes verbunden. Innerhalb des Polgehäuses 5 sind im oberen Abschnitt zwei figürlich nicht dargestellte Dreistellungsleistungsschalter und ein in Reihe zu dem Dreistellungsleistungsschalter angeordneter Leistungsschalter angeordnet. Im unteren Abschnitt des Polgehäuses 5 sind jeweils ein weiterer Dreistellungsschalter und ferner ein Erdungsschalter vorgesehen. Jedes der Polgehäuse 5 ist von einem Rahmen 6 gehalten, der fest mit dem Antriebsgehäuse 3 verbunden ist.

Zur Überwachung der Schaltstellung der Kontaktanordnungen der Dreistellungstrennschalter ist jeweils eine Kameraeinheit 7 vorgesehen. Die Kontaktanordnung jedes Erdungsschalters ist mit jeweils einer der Kameraeinheiten 8 erfassbar. Die Kameraeinheiten 7 und 8 sind gasdicht an dem Polgehäuse 5 befestigt. Jedes Polgehäuse 5 weist somit insgesamt drei Kameraeinheiten 7 zur Überwachung der sichtbaren Trennstrecke jeweils eines Dreistellungsschalters und eine Kameraeinheit 8 zur Überwachung der Kontakte des jeweiligen Erdungsschalters auf.

Die von den Kameraeinheiten 7 und 8 jeweils erzeugten Bildsignale werden über Verbindungskabel 9 zu Anschlüssen 10 geführt, die an der Vorderseite des Antriebsgehäuses 3 von außen zugänglich angeordnet sind. Die Anschlüsse 10 bilden genormte so genannte USB-Anschlüsse auf, so dass die Kameraeinheiten 7 oder 8 über ein USB-Kabel mit einem Rechner, beispielsweise einem tragbaren Rechner oder einem Laptop, verbindbar sind. Die Verbindungskabel 9 stellen ein Bussystem bereit, wobei mehrere Kameraeinheiten 7, 8 über ein gemeinsames Verbindungskabel 9 mit den Anschlüssen 10 verbunden sein können. Der Rechner ist mit einer geeigneten Software versehen, um die von den Kameraeinheiten 7 und 8 erzeugten Bildsignale auf einem Bildschirm darzustellen, der beispielsweise in dem Laptop integriert ist.

2 zeigt die Kameraeinheit 7 gemäß 1 in einer vergrößerten Seitendarstellung, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Kameraeinheit 8 identisch aufgebaut ist. Es ist erkennbar, dass das Polgehäuse 5 einen Kamerabefestigungsabschnitt 11 ausbildet, an dem die Kameraeinheit 7 mittels einer Schraubverbindung befestigbar ist. Der Kamerabefestigungsabschnitt 11 begrenzt ferner eine Durchgangsöffnung 12, die zur Aufnahme eines Kameraobjektives 13 und einer Leuchtdiode 14 der Kameraeinheit eingerichtet ist, wobei die Leuchtdiode 14 direkt unterhalb einer Kameralinse 15 des Kameraobjektives 13 angeordnet ist. Somit ist die Leuchtdiode 14 von dem Kameraobjektiv 13 getragen. Das Kameraobjektiv 13 und die Kameralinse 15 sind Bestandteile einer so genannten Internetkamera 16, die zum Teil verdeckt innerhalb eines Befestigungssockels 17 angeordnet ist. Die Internetkamera 16 ist durch eine geringe Bildwiederholfrequenz gekennzeichnet und wird üblicherweise im Rahmen des so genannten Internets eingesetzt. Sie ist als Massenartikel kostengünstig beziehbar.

Die Internetkamera 16 ist beispielsweise durch Schrauben lösbar mit dem Befestigungssockel 17 verbunden und über diesen an dem Kamerabefestigungsabschnitt 11 gehalten.

Bei der in 1 gezeigten Vorrichtung 1 handelt es sich um eine gasisolierte Schaltanlage für den Bereich der Mittelspannung. Die Kameraeinheit 7 ist daher gasdicht an dem Kamerabefestigungsabschnitt 11 abgebracht. Hierzu ist eine Befestigungshülse 18 mit Dichtringen 19 vorgesehen, die in Dichtungsnuten des Kamerabefestigungsabschnittes 11 verlaufen. Dabei greift die Befestigungshülse 18 mit einer Rastnase 20 in eine Verrastungsnut 21 des Kamerabefestigungsabschnittes 11 des Polgehäuses 5 ein, wodurch ein Herausgleiten der Befestigungshülse 18 aus dem Kamerabefestigungsabschnitt 11 vermieden ist. Die Befestigungshülse 18 weist einen Außendurchmesser auf, der an den Innendurchmesser der hohlzylindrischen Durchgangsöffnung 12 angepasst sind, so dass die Dichtringe 19 gasdicht gegen die innere Seitenwandung der hohlzylindrischen Durchgangsöffnung 12 gepresst ist. Ferner ist die Befestigungshülse 18 an ihrer von der Rastnase 20 abgewandten Seite mit einem optischen Fenster 22 verbunden, wobei das optische Fenster 22 selbstverständlich transparent ausgebildet ist, um ein Beobachten der Schaltkontakte mittels der Internetkamera 16 sowie ein Durchlass des von der Leuchtdiode 14 erzeugten Beleuchtungslichtes in den Innenraum des Polgehäuses 5 zu ermöglichen. Das optische Fenster 22 befindet sind mit der Befestigungshülse 18 im Presssitz.

Das Übertragungskabel 9 ist über einen Verbindungsstecker 23 mit einem Kameraanschluss 24 der in der Internetkamera 16 verbunden.


Anspruch[de]
Vorrichtung (1) zum Unterbrechen eines Wechselstromes mit wenigstens einer Kontaktanordnung, die relativ zueinander bewegliche Kontakte aufweist, und mit einem die Kontaktanordnung umgebenden lichtundurchlässigen Gehäuse (5), wobei wenigstens eine Kameraeinheit (7) zum Erfassen der Schaltstellung der zugeordneten Kontakte und eine auf die zugeordneten Kontakte ausgerichtete Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Kontakte von dem Gehäuse gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit eine Internetkamera (16) und die Beleuchtungseinrichtung eine Leuchtdiode (14) ist. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdiode (14) an der Kameraeinheit (7) befestigt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameraeinheit (7) mit Anschlussmitteln zum Anschließen eines Rechners verbunden ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) gasdicht und mit einem Isolier- und/oder Löschgas befüllt ist. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Steuern der Internetkamera (16) und zur Verarbeitung von Bildsignalen, die von der Internetkamera (16) erzeugbar sind. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontaktanordnungen vorgesehen sind, denen jeweils eine Kameraeinheit (7, 8) und eine Leuchtdiode (14) zugeordnet sind, wobei wenigstens eine der Kontaktanordnungen zum leistungslosen Schalten und wenigstens eine der Kontaktanordnungen zum Erden eingerichtet sind. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Dreistellungsschalter mit einem ortsfesten Einschaltfestkontakt und einem ortsfesten Erdungsfestkontakt sowie einen zum wahlweisen Kontaktieren des Einschaltfestkontaktes und des Erdungsfestkontaktes eingerichteten Bewegkontakt, wobei eine Kameraeinheit (7) und eine Leuchtdiode (14) auf den Einschaltfestkontakt und auf den Erdungsfestkontakt ausgerichtet sind. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Internetkamera (16) eine Bildwiederholfrequenz von weniger als 20 Hz aufweist.






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