EP3391717A1 - Modulare schaltanlage auf grundkörper mit strom- und kommunikationsschiene - Google Patents

Modulare schaltanlage auf grundkörper mit strom- und kommunikationsschiene

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EP3391717A1
EP3391717A1 EP16819866.1A EP16819866A EP3391717A1 EP 3391717 A1 EP3391717 A1 EP 3391717A1 EP 16819866 A EP16819866 A EP 16819866A EP 3391717 A1 EP3391717 A1 EP 3391717A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
modules
switchgear
main body
designed
Prior art date
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Pending
Application number
EP16819866.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Graf
Tuncay GUELFIRAT
Hans-Peter Merkel
Ulrich HOPPNER
Ake Oberg
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3391717A1 publication Critical patent/EP3391717A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K5/30—Side-by-side or stacked arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26—Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/30—Cabinet-type casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/32—Mounting of devices therein
    • H02B1/34—Racks
    • H02B1/36—Racks with withdrawable units
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25314—Modular structure, modules
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    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/04—Mounting thereon of switches or of other devices in general, the switch or device having, or being without, casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J4/00—Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as AC or DC; Circuit arrangements for mains or distribution networks combining AC and DC sections or sub-networks

Definitions

  • the invention relates to a switchgear comprising a base body with electrical and / or mechanical components.
  • switchgear or cubicles are being built in higher-level systems. Replacement components or different configurations are already built into a switchgear during production or are integrated into it. All components are in parts or partially already
  • the invention is therefore based on the object to provide a switchgear that can be built as easily as possible and easily modified even after completion. According to the invention the above object is achieved by a switchgear with the features of claim 1.
  • the base body has at least one mechanical and / or electrical interface, to which a module is connected or connectable to the main body, wherein the module as spatially limited or spatially
  • a switchgear can be modularly constructed or arranged. It has been recognized that all modules in interaction can fulfill the function of a switchgear. Each module can be individually connected to the switchgear, plugged or attached in any other way. It is concretely, but not conclusively conceivable to screw on a module, to cling or attach. Essential to the invention is that each module alone forms a unit that can be connected via interfaces to the switchgear or to existing parts of the switchgear.
  • busbar module or busbar module without a device module or communication module or
  • Control module to be built and tested.
  • Communication device at least one control device and
  • a basic body in particular with appropriate electrical supply lines and / or rails, is provided for the current / voltage supply.
  • the various modules are advantageous via fastening means, in particular non-destructively releasable connectors, with each other and / or on the providable body fixable and / or can be applied.
  • the individual modules are cube-shaped and can be arranged virtually freely and / or combined with one another.
  • each module is provided with a laminated busbar and / or busbar arrangement which, in particular externally or outside the module, is electrically and / or mechanically connectable to the arrangements of other modules, as well as internally with electrical
  • Switching devices such as circuit breakers, and / or
  • Control devices such as Motor Control Center (MCC) relationship, motor starter, and other control and / or regulating devices is connectable. Also foreseeable is a data bus and / or communication bus including the corresponding electrical or electronic components via which a communication with and between the modules as well as a control of the modules is effected or can be effected. Also conceivable is to provide direct electrical and / or mechanical module to module connections without the use of a basic body carrying the modules.
  • MCC Motor Control Center
  • the respective modules can vary in size and geometry.
  • a mixture of medium voltage and / or high voltage and / or low voltage modules may be provided.
  • individual modules are tested by the manufacturer and provided with a certificate or test protocol and then assembled together with the customer. Different manufacturers can be used as suppliers.
  • modules Due to their independence, the modules can already be tested by the manufacturer, packed more easily and transported. Manufacturers can manufacture standardized components more easily and cheaply. Even an automated production is easier to carry out. The modules can be easily installed on site, as they fit standardized together and have already been checked by the manufacturer.
  • the individual modules are smaller and lighter than a complete switchgear. Therefore, they are easier to transport and possibly even without heavy machinery such as lifting equipment to bring to the site.
  • At least one module is reversibly connectable to the main body. So a module can also be easily dismantled to replace it with another module that better meets a new requirement.
  • the module is a connectable and removable functional unit. This unit is spatially separated and can be connected via interfaces.
  • the individual modules are easier to maintain because they are independent and easily accessible. If required, the individual modules can also be decoupled for maintenance. Such a module can then be easily and quickly replaced.
  • the unit is provided with its own frame and / or housed in a housing.
  • the unit may also be cast in a frame.
  • a module is designed as a busbar module and has a Hauptsammeischiene on. This allows a device room of the
  • the switchgear no longer needs to be built in a frame, but can consist of independent modules which are electrically and / or mechanically interconnected by means of standardized interfaces. Further advantageously, a module is designed as a device module. This can as
  • Insert insert and / or have a preferably permanently installed motor starter.
  • a module is designed as a communication module.
  • Switchgear can be easily updated. For example, if the
  • modules are assigned to a higher-level module.
  • modules share a parent module.
  • a module consists of at least two sub-modules or receives them. Due to different structural conditions, such as room heights, a module for insertion or for solid insertion can also consist of sub-modules. Thus, an individual structure with standard components can be made possible.
  • a switchgear can have an individual design.
  • the base body is designed as a module or as an arrangement of a plurality of modules, wherein the module is designed as a spatially limited or spatially sealed unit.
  • the switchgear can be constructed completely modular.
  • each module is arranged one behind the other and / or one above the other and / or side by side and / or inside each other or can be arranged.
  • each module itself has electrical and / or mechanical interfaces to which other modules can be connected or with which a module can be connected to other modules.
  • Fig. 1 is a schematic view of a switchgear, which a
  • Busbar module a communication module and a device module
  • Fig. 2 is a communication module with connections for power plugs.
  • FIG. 4a shows an exemplary module according to the invention with a laminated busbar and / or busbar arrangement.
  • Fig. 6 exemplary module assembly on body with modules
  • Fig. 1 shows a switchgear 1, comprising a base body 2 with electrical and / or mechanical components 2a.
  • the base body 2 has at least one mechanical and / or electrical interface 2b, to which a module 3 is connected to the main body 2, wherein the module 3 is formed as a spatially limited or spatially sealed unit.
  • the module 3 is reversibly connectable to the main body 2.
  • the module 3 is designed as a busbar module and has a main busbar.
  • Another module 4 is designed as a communication module.
  • the main body 2 is also designed as a module, namely as a device module. This module or the main body 2 is also formed as a spatially limited or spatially closed unit.
  • Fig. 1 shows in this respect a switchgear 1, which consists of the three basic functional units busbar module, communication module and
  • Device module exists. This allows the basic functionality of distributing power and information to be performed. Although not shown in FIG. 1, other modules such as cooling modules, shutter modules or power grid modules may be provided.
  • the busbar module has conventional busbars or flat laminated busbars in a frame, not shown, and is fully assembled to the device module.
  • the device module includes devices and / or motor starters.
  • Communication module is between the busbar module and the
  • modules 3, 4 a parent module, namely the main body 2, which is designed here as a device module assigned. It is also possible that the communication module is installed as a submodule in one of the other two modules.
  • FIG. 2 shows the further module 4 designed as a communication module
  • connections 5 for power plug are formed as depressions or holes.
  • FIG. 3 a shows a single exemplary low-voltage module 6 for forming a low-voltage voltage switchgear, which has a frame structure 6 a and four side parts 6 a, b, c, d, a bottom 6 e and a
  • Cover part 6f identifies.
  • the individual modules 6, 8 shown here are cube-shaped.
  • Fig. 3b shows two superimposed by means of connectors 7 reversibly or releasably interconnected low-voltage modules 6.8 as shown in FIG. 3a.
  • Fig. 4a an exemplary trained module according to the invention 9 is shown with a laminated busbar and / or busbar assembly 10, which is advantageously formed as Modultude- or -back wall, and externally or externally of the module, with the arrangements of other modules and / or
  • Main body is electrically and / or mechanically connectable, and internally, via corresponding electrical connection elements 1 1 of FIG. 4b with electrical switching devices, such as circuit breakers, and / or
  • Control devices such as Motor Control Center (MCC) relationship, motor starter, and other control and / or regulating devices is connectable.
  • MCC Motor Control Center
  • a data bus and / or communication bus 12 including the corresponding electrical or electronic components via which a communication with and between the modules 6 as well as a control of the modules is effected or can be effected.
  • a module 17 designed as an autonomous base unit is provided with a current / voltage supply and outputs, at least one
  • Communication device at least one control or control device device 13 and mechanical components and
  • Fastening means 7 shown which is arranged on a base body 2.
  • the power / voltage supply via the main body 2 with the corresponding electrical supply lines 15 and / or rails and / or - bus causes and a data or communication bus 1 6 reserved for data and information exchange.
  • the individual modules can be arranged on the base body 2 and on each other by means of respective fastening means 7, in particular by means of a plurality of plug-in connections.
  • the modules 17,18 are formed parallelepiped, wherein also module cuboid different size, as shown in Fig. 6, combined and together
  • Each module can be arranged on each other or on each other.
  • Each module is provided with a laminated busbar and / or busbar assembly 10.
  • a data bus and / or communication bus 12 including the corresponding electrical or electronic
  • Components 19 via which a communication with and between the modules 18,17 and a control of the modules effected or effected is provided.
  • a switchgear in particular a
  • Low-voltage switchgear with an on a provided with electricallessund communication lines base body 2 with a module assembly with differing in size and geometry modules 17,18,20, 21 formed.
  • a switch assembly forming module assembly may also have a mixture of medium voltage 22 and / or high voltage 23 and / or low voltage modules 24, as shown in Fig. 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Patch Boards (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Eine Schaltanlage (1), umfassend einen Grundkörper (2) mit elektrischen und/ oder mechanischen Komponenten (2a), ist im Hinblick auf die Aufgabe, eine Schaltanlage bereit zu stellen, die möglichst problemlos aufbaubar und auch nach Fertigstellung leicht modifizierbar ist, umfassend einen Grundkörper (2) mit elektrischen und mechanischen Komponenten (2a), und ein oder mehrere als Modul (3, 4) ausgebildete funktionale Einheiten, wie ein Sammelschienenmodul, ein Kommunikationsmodul und/oder ein Gerätemodul, wodurch die Basisfunktionalität, nämlich Strom und Informationen zu verteilen, ausführbar ist, wobei der Grundkörper (2) mindestens eine mechanische und elektrische Schnittstelle (2b) aufweist, an welche mindestens ein Modul (3, 4) reversibel an den Grundkörper (2) angeschlossen oder anschließbar ist, wobei das jeweilige Modul (3, 4) als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.

Description

MODULARES SCHALTANLAGE AUF GRUNDKÖRPER MIT STROM- UND
KOMMUNIKATIONSSCHIENE
Die Erfindung betrifft eine Schaltanlage, umfassend einen Grundkörper mit elektrischen und/ oder mechanischen Komponenten.
Derzeit werden Schaltanlagen oder Schaltfelder in übergeordneten Systemen fertig aufgebaut. Austauschkomponenten oder unterschiedliche Ausgestaltungen werden schon während der Fertigung in eine Schaltanlage eingebaut bzw. sind in diese integriert. Alle Komponenten werden in Einzelteilen oder teilweise bereits
zusammengebaut angeliefert und eingebaut. Bei diesem Konzept ist nachteilig, dass eine Schaltanlage durch relativ komplizierte Arbeitsschritte aufgebaut werden muss. Es stehen sehr viele Ausgestaltungs- und Kombinationsmöglichkeiten zur Verfügung. Beispielsweise bestehen mehrere Gehäusetiefen oder Materialvarianten, die miteinander kombiniert werden könnten. Diese Vielfalt führt zu einem geringen Maß an Standardisierung.
Nach der Fertigstellung einer Schaltanlage sind Änderungen nur schlecht oder gar nicht durchführbar. Darüber hinaus müssen manche Komponenten zum Schutz in komplizierter und aufwändiger Weise verpackt werden, da sie nicht stabil genug sind und eventuell beschädigt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanlage bereit zu stellen, die möglichst problemlos aufbaubar und auch nach Fertigstellung leicht modifizierbar ist. Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Schaltanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Danach weist der Grundkörper mindestens eine mechanische und/ oder elektrische Schnittstelle auf, an welcher ein Modul an den Grundkörper angeschlossen oder anschließbar ist, wobei das Modul als räumlich begrenzte oder räumlich
abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine Schaltanlage modular aufgebaut oder angeordnet werden kann. Darauf ist erkannt worden, dass alle Module im Zusammenspiel die Funktion einer Schaltanlage erfüllen können. Jedes Modul ist einzeln an die Schaltanlage anschließbar, ansteckbar oder auf eine andere Art und Weise anfügbar. Dabei ist konkret, jedoch nicht abschließend denkbar, ein Modul anzuschrauben, anzunieten oder anzuhängen. Erfindungswesentlich ist, dass jedes Modul für sich allein eine Einheit bildet, die über Schnittstellen an die Schaltanlage oder an bereits bestehende Teile der Schaltanlage angeschlossen werden kann.
Unterschiedliche Module können unabhängig voneinander aufgebaut, installiert und auch getestet werden. Beispielsweise kann ein Sammelschienenmodul oder Busbar- Modul auch ohne ein Gerätemodul oder Kommunikationsmodul oder
Steuerungsmodul aufgebaut und getestet werden.
Demgemäß kann beispielhaft ein als autonome Basiseinheit ausgebildetes Modul mit einer Strom-/Spannungsversorgung und Ausgängen, wenigstens einer
Kommunikationseinrichtung, wenigstens einer Kontrolleinrichtung sowie
mechanischen komponenten und Befestigungseinrichtungen vorgesehen und ausgebildet sein.
Weiterhin ist vorsehbar, dass zur Strom-/Spannungsversorgung ein Grundkörper, insbesondere mit demgemäßen elektrischen Versorgungsleitungen und/oder - schienen vorgesehen ist. Vorteilhaft ist weiterhin vorsehbar, dass einzelne Module mittels jeweiler Befestigungsmittel, insbesondere mittels mehreren Steckverbindungen, auf dem Grundkörper anordenbar beziehunsgweise angeordnet und/oder aufgesteckt sind. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die verschiedenen Module dabei vorteilhaft über Befestigungsmittel, insbesondere zerstörungsfrei lösbare Steckverbindungen, miteinander und/oder auf dem vorsehbaren Grundkörper fixier- und /oder anlegbar.
Weiterhin ist vorsehbar, dass die einzelnen Module würfelartig ausgebildet und nahezu frei anordenbar und/oder untereinander kombinierbar sind.
Weiterhin ist vorsehbar, dass jedes Modul mit einer laminierten Sammelschienen- und/oder Verteilerschienenanordnung versehen ist, welche, insbesondere extern oder außerhalb des Moduls, mit den Anordnungen anderer Module elektrisch und/oder mechanisch verbindbar ist, sowie intern mit elektrischen
Schalteinrichtungen, beispielsweise Leistungsschaltern, und/oder
Steuereinrichtungen, beispielsweise Motor Control Center (MCC) beziehunsgweise Motorstarter, sowie weiteren Steuer- und/oder Regeleinrichtungen verbindbar ist. Vorsehbar ist ebenfalls ein Datenbus- und/oder Kommunikationsbus inklusive der entsprechenden elektrischen beziehungsweise elektronischen Komponenten über welchen eine Kommunikation mit und zwischen den Modulen sowie eine Steuerung der Module bewirkt oder bewirkbar ist. Auch ist denkbar direkte elektrische und/oder mechanische Modul zu Modul- Verbindungen ohne Verwendung eines die Module tragenden Grundkörpers vorzusehen.
Die jeweiligen Module können dabei hinsichtlich Größe und Geometrie durchaus variieren.
Auch kann eine Mischung aus Mittelspannungs- und/oder Hochspannungs- und/oder Niederspannungsmodulen vorgesehen sein. Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass einzelne Module beim Hersteller geprüft und mit Zertifikat oder Prüfprotokoll versehen werden und dann erst beim Kunden zusammen gefügt werden. Hierbei können durchaus unterschiedliche Hersteller als Lieferanten zum Einsatz kommen.
Die Module können aufgrund ihrer Eigenständigkeit schon beim Hersteller geprüft, leichter verpackt und transportiert werden. Die Hersteller können standardisierte Komponenten leichter und günstiger fertigen. Auch eine automatisierte Fertigung ist leichter durchführbar. Die Module können vor Ort leicht installiert werden, da diese standardisiert zusammen passen und schon herstellerseitig überprüft sind.
Die einzelnen Module sind kleiner und leichter als eine komplette Schaltanlage. Daher lassen sie sich leichter transportieren und eventuell auch ohne schwere Maschinen wie Hebeanlagen zum Aufstellungsort bringen.
Vorteilhaft ist mindestens ein Modul reversibel an den Grundkörper anschließbar. So kann ein Modul auch leicht wieder abgebaut werden, um dieses durch ein anderes Modul zu ersetzen, welches einer neuen Anforderung besser gerecht wird. Das Modul ist eine anschließbare und abnehmbare funktionale Einheit. Diese Einheit ist räumlich abgegrenzt und kann mittels Schnittstellen angeschlossen werden.
Die einzelnen Module lassen sich leichter warten, da sie eigenständig und leicht zugänglich sind. Bei Bedarf können die einzelnen Module auch zur Wartung abgekoppelt werden. Ein solches Modul lässt sich dann auch leicht und schnell austauschen.
Sofern bei der Installation Beschädigungen auftreten oder unplanmäßige
Änderungen durchgeführt werden müssen, ist es möglich, hierauf schnell zu reagieren. Sofern die Schaltanlage in Bezug auf einen Strombereich erweitert werden soll, kann man ein Power-Grid-Modul austauschen.
Benutzer selbst können Module auf Lager haben und diese im Fehlerfall leicht austauschen. Auch ein Wartungsdienst kann aufgrund des modularen Aufbaus der Schaltanlage schneller arbeiten und technische Probleme beheben. Weiter vorteilhaft ist mindestens ein Modul in einem Rahmen und/ oder in einem Gehäuse aufgenommen. So ist die Einheit mit einem eigenen Rahmen versehen und/ oder in einem Gehäuse aufgenommen. Die Einheit kann auch in einem Rahmen eingegossen vorliegen. Hierdurch wird die räumliche Begrenzung und
Abgeschlossenheit des Moduls unterstützt.
Vorteilhaft ist ein Modul als Sammelschienenmodul ausgestaltet und weist eine Hauptsammeischiene auf. Hierdurch kann ein Geräteraum von der
Hauptsammeischiene getrennt werden. Die Schaltanlage muss nicht mehr in einem Rahmen aufgebaut werden, sondern kann aus selbständigen Modulen bestehen, die mit Hilfe von standardisierten Schnittstellen elektrisch und/ oder mechanisch miteinander verbunden werden. Weiter vorteilhaft ist ein Modul als Gerätemodul ausgestaltet. Dieses kann als
Einschub dienen und/ oder einen bevorzugt fest installierten Motorstarter aufweisen.
Vorteilhaft ist ein Modul als Kommunikationsmodul ausgestaltet. Schaltanlagen können leicht aktualisiert werden. Wenn sich beispielsweise die
Kommunikationstechnik weiterentwickelt hat, kann man einfach ein altes
Kommunikationsmodul gegen ein neues austauschen. Die mechanischen und elektrischen Schnittstellen können hierfür standardisiert sein.
Vorteilhaft sind mehrere Module einem übergeordneten Modul zugeordnet.
Bevorzugt teilen sich mehrere Module ein übergeordnetes Modul. Mehrere
Gerätemodule, in denen sich Motorstarter und andere Einrichtungen befinden, können an ein Kommunikationsmodul oder auch an ein Sammelschienenmodul oder Busbar-Modul angebaut werden. Hierdurch können Übergangsstellen und somit Leistungsverluste vermieden werden, wodurch eine effizientere Schaltanlage realisiert würde. Weiter vorteilhaft besteht ein Modul aus mindestens zwei Untermodulen oder nimmt diese auf. Aufgrund unterschiedlicher baulicher Gegebenheiten, wie beispielsweise Raumhöhen, kann ein Modul zum Einschieben oder zum festen Einsetzen auch aus Untermodulen bestehen. So kann ein individueller Aufbau mit Standardkomponenten ermöglicht werden. Eine Schaltanlage kann eine individuelle Bauform aufweisen.
Vorteilhaft ist der Grundkörper als Modul oder als Anordnung von mehreren Modulen ausgestaltet, wobei das Modul als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist. Hierdurch kann die Schaltanlage vollständig modular aufgebaut sein.
Weiterbildend kann vorgesehen sein, dass die Module hintereinander und/oder übereinander und/oder nebeneinander und/oder ineinander angeordnet sind oder anordenbar sind. Vorteilhaft weist jedes Modul selbst elektrische und/ oder mechanische Schnittstellen auf, an welche andere Module angeschlossen werden können oder mit welchen ein Modul an andere Module angeschlossen werden kann.
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Schaltanlage, welche ein
Sammelschienenmodul, ein Kommunikationsmodul und ein Gerätemodul aufweist, und
Fig. 2 ein Kommunikationsmodul mit Anschlüssen für Netzstecker.
Fig. 3a einzelnes beispielhaft ausgebildetes Niederspannungsmodul
Fig. 3b zwei beispielhaft ausgebildete übereinander angeordnete
Niederspannungsmodule
Fig. 4a ein beispielhaft ausgebildetes erfindungsgemäßes Modul mit einer laminierten Sammelschienen- und/oder Verteilerschienenanordnung beispielhaft als Modulrückwand ausgebildete laminierte Sammelschienen- und/oder Verteilerschienenanordnung Fig. 5 als autonome Basiseinheit ausgebildetes Modul
Fig. 6 beispielhafte Modulanordnung auf Grundkörper mit Modulen
unterschiedlicher Größe
Fig. 7 Niederpannungsschaltanlage aus einzelnen auf Grundkörper
angeordneten Modulen
Fig. 8 Niederpannungsschaltanlage aus einzelnen angeordneten Modulen, wobei auf einen Grundkörper verzichtet wurde
Fig. 9 Modulanordnung mit einer Mischung aus Mittelspannungs-,
Hochspannungs- Niederspannungsmodulen
Fig. 1 zeigt eine Schaltanlage 1 , umfassend einen Grundkörper 2 mit elektrischen und/ oder mechanischen Komponenten 2a. Der Grundkörper 2 weist mindestens eine mechanische und/ oder elektrische Schnittstelle 2b auf, an welcher ein Modul 3 an den Grundkörper 2 angeschlossen ist, wobei das Modul 3 als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.
Das Modul 3 ist reversibel an den Grundkörper 2 anschließbar. Das Modul 3 ist als Sammelschienenmodul ausgestaltet und weist eine Hauptsammeischiene auf. Ein weiteres Modul 4 ist als Kommunikationsmodul ausgestaltet. Der Grundkörper 2 ist ebenfalls als Modul ausgestaltet, nämlich als Gerätemodul. Dieses Modul bzw. der Grundkörper 2 ist ebenfalls als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet.
Fig. 1 zeigt insoweit eine Schaltanlage 1 , welche aus den drei grundlegenden funktionalen Einheiten Sammelschienenmodul, Kommunikationsmodul und
Gerätemodul besteht. Hierdurch kann die Basisfunktionalität, nämlich Strom und Informationen zu verteilen, ausgeführt werden. Obwohl diese in Fig. 1 nicht dargestellt sind, können weitere Module wie Kühlungsmodule, Shuttermodule oder Power-Grid-Module vorgesehen sein.
Das Sammelschienenmodul weist konventionelle Stromschienen oder flache laminierte Stromschienen in einem nicht gezeigten Rahmen auf und ist fertig aufgebaut an das Gerätemodul angebunden.
Das Gerätemodul umfasst Geräte und/ oder Motorstarter. Das
Kommunikationsmodul ist zwischen dem Sammelschienenmodul und dem
Gerätemodul eingebaut.
Insoweit sind mehrere Module 3, 4 einem übergeordneten Modul, nämlich dem Grundkörper 2, der hier als Gerätemodul ausgestaltet ist, zugeordnet. Es ist auch möglich, dass das Kommunikationsmodul als Untermodul in eines der beiden anderen Module eingebaut ist.
Fig. 2 zeigt das als Kommunikationsmodul ausgebildete weitere Modul 4 mit
Anschlüssen 5 für Netzstecker. Die Anschlüsse 5 sind als Vertiefungen oder Löcher ausgebildet.
In Fig 3a ist ein einzelnes beispielhaft ausgebildetes Niederspannungsmodul 6 zur Ausbildung einer Niederspannungspannungschaltanlage gezeigt, welches eine Rahmenstruktur 6a sowie vier Seitenteile 6a,b,c,d, ein Boden- 6e sowie ein
Deckelteil 6f ausweist.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das einzelne Modul 6 mittels jeweiler
Befestigungsmittel 7, insbesondere mittels mehreren Steckverbindungen, auf dem Grundkörper 2 und/oder einem weiteren Modul 8 angeordnet ist.
Das hier gezeigte einzelne Module 6,8 ist dabei würfelartig ausgebildet.
Fig. 3b zeigt zwei übereinander angeordnete mittels Steckverbindungen 7 reversibel beziehungsweise lösbar miteinander verbünde Niederspannungsmodule 6,8 gemäß Fig. 3a. In Fig. 4a. ist ein beispielhaft ausgebildetes erfindungsgemäßes Modul 9 mit einer laminierten Sammelschienen- und/oder Verteilerschienenanordnung 10 gezeigt, welche vorteilhaft als Modulseiten- oder -rückwand ausbildbar ist, und extern oder außerhalb des Moduls, mit den Anordnungen anderer Module und/oder des
Grundkörpers elektrisch und/oder mechanisch verbindbar ist, sowie intern, über entsprechende elektrische Verbindungselemente 1 1 gemäß Fig. 4b mit elektrischen Schalteinrichtungen, beispielsweise Leistungsschaltern, und/oder
Steuereinrichtungen, beispielsweise Motor Control Center (MCC) beziehunsgweise Motorstarter, sowie weiteren Steuer- und/oder Regeleinrichtungen verbindbar ist.
Zudem vorsehbar ist ein Datenbus- und/oder Kommunikationsbus 12 inklusive der entsprechenden elektrischen beziehungsweise elektronischen Komponenten über welchen eine Kommunikation mit und zwischen den Modulen 6 sowie eine Steuerung der Module bewirkt oder bewirkbar ist.
In Fig 5 ist ein als autonome Basiseinheit ausgebildetes Modul 17 mit einer Strom- /Spannungsversorgung und Ausgängen, wenigstens einer
Kommunikationseinrichtung, wenigstens einer Kontroll- beziehungsweise Steuer- /Regeleinrichtungeinrichtung 13 sowie mechanischen Komponenten und
Befestigungseinrichtungen 7 gezeigt, welches auf einen Grundkörper 2 angeordnet ist.
Weiterhin ist die Strom-/Spannungsversorgung über den Grundkörper 2 mit demgemäßen elektrischen Versorgungsleitungen 15 und/oder -schienen und/oder - bus bewirkt sowie ein Daten- beziehungsweise Kommunikationsbus 1 6 zum Daten und Informationsaustausch vorgehalten.
Die einzelnen Module sind mittels jeweiliger Befestigungsmittel 7, insbesondere mittels mehreren Steckverbindungen, auf dem Grundkörper 2 sowie aufeinander anordenbar.
Die Module 17,18 sind dabei quaderartig ausgebildet, wobei auch Modulquader unterschiedlicher Größe, wie in Fig. 6 gezeigt, miteinander kombinier und
aneinander- oder aufeinander anordenbar sind. Jedes Modul ist dabei mit einer laminierten Sammelschienen- und/oder Verteilerschienenanordnung 10 versehen.
Weiterhin ist im jeweiligen Modul ein Datenbus- und/oder Kommunikationsbus 12 inklusive der entsprechenden elektrischen beziehungsweise elektronischen
Komponenten 19 über welchen eine Kommunikation mit und zwischen den Modulen 18,17 sowie eine Steuerung der Module bewirkt oder bewirkbar ist, vorgesehen.
Wie in Figur 7 gezeigt, ist auch eine Schaltanlage, insbesondere eine
Niederspannungsschaltanlage, mit einer auf einem mit elektrischen Versorgungsund Kommunikationsleitungen versehenen Grundkörper 2 mit einer Modulanordnung mit sich hinsichtlich Größe und Geometrie unterscheidenden beziehungsweise differierenden Modulen 17,18,20, 21 ausbildbar.
Auch ist eine elektrische Schaltanlage mit einer Modulanordnung mit direkten elektrischen und/oder mechanischen Modul zu Modul-Verbindungen, sowohl zur Energieversorgung 15 als auch Kommunikation 12, ohne Verwendung eines die Module tragenden Grundkörpers 2, wie in Figur 8 gezeigt, ausführbar.
Zudem kann die aus Fig. 8 bekannte eine Schaltanlage bildende Modulanordnung auch eine Mischung aus Mittelspannungs- 22 und/oder Hochspannungs- 23 und/oder Niederspannungsmodulen 24 aufweisen, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.
Bezuqszeichenliste
1 Schaltanlage
2 Grundkörper
2a Komponenten
2b Schnittstelle
3 Modul
4 weiteres Modul
5 Anschluss
6 Niederspannungsmodul 1
7 Befestigungsmittel
8 Niederspannungsmodul 2
9 Niederspannungmodul 3
10 Sammelschienenanordnung
1 1 Verbindungselement
12 Kommunikationsbus Modul
13 Steuer-/Regeleinrichtung
15 Versorgungsbus
16 Kommunikationsbus
17 Niederspannungsmodul 4
18 Niederspannungsmodul 5
20 Niederspannungsmodul 6
21 Niederspannungsmodul 7
22 Mittelspannungsmodul Fig. 9
23 Hochspannungsmodul Fig. 9
24 Niederspannungsmodul Fig.9

Claims

Patentansprüche
Schaltanlage (1 ), umfassend einen Grundkörper (2) mit elektrischen und/ oder mechanischen Komponenten (2a),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (2) mindestens eine mechanische und/ oder elektrische Schnittstelle (2b) aufweist, an welcher ein Modul (3, 4) an den Grundkörper (2) angeschlossen oder anschließbar ist, wobei das Modul (3, 4) als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.
Schaltanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Modul (3, 4) reversibel an den Grundkörper (2) anschließbar ist.
Schaltanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Modul (3, 4) in einem Rahmen und/ oder in einem Gehäuse aufgenommen ist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Modul (3) als Sammelschienenmodul ausgestaltet ist und eine Hauptsammeischiene aufweist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Modul als Gerätemodul ausgestaltet ist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Modul (4) als Kommunikationsmodul ausgestaltet ist.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mehrere Module (3, 4) einem übergeordneten Modul zugeordnet sind. Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul aus zwei Untermodulen besteht oder diese aufnimmt.
Schaltanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) als Modul oder als Anordnung von mehreren Modulen ausgestaltet ist, wobei das Modul als räumlich begrenzte oder räumlich abgeschlossene Einheit ausgebildet ist.
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