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EP2926153A1 - Anordnung zum erkennen von lichtbögen in einer elektrischen installationsanordnung - Google Patents

Anordnung zum erkennen von lichtbögen in einer elektrischen installationsanordnung

Info

Publication number
EP2926153A1
EP2926153A1 EP13805810.2A EP13805810A EP2926153A1 EP 2926153 A1 EP2926153 A1 EP 2926153A1 EP 13805810 A EP13805810 A EP 13805810A EP 2926153 A1 EP2926153 A1 EP 2926153A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detector
arrangement
detection device
arc detection
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13805810.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Intelligent Power Ltd
Original Assignee
Eaton Industries Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Industries Austria GmbH filed Critical Eaton Industries Austria GmbH
Publication of EP2926153A1 publication Critical patent/EP2926153A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0092—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the data processing means, e.g. expert systems, neural networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/20—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for detecting arcs in an electrical installation arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Schalniken special circuit breaker to protect against arcs to arrange. These evaluate measured measurement signals with different mathematical methods in order to detect the occurrence of an arc within the relevant system.
  • Arcs are very complex electrical processes. There are different types of arcs, both in their formation, and their effect on people and plants. Thus, there are arcs that arise in the proper operation of an electrical device, such as a brush fire a DC motor, but also those that are due to a fault.
  • the object of the invention is therefore to provide an arrangement for detecting arcs in an electrical installation arrangement of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, and with which simple, inexpensive and safe people and equipment can be protected against arc-induced effects.
  • Occurrence of an arc can be well located. The fact that the system has only a single arc detection device, this can - with a comparable
  • FIG. 1 shows a first preferred embodiment of an arrangement according to the invention as a schematic block diagram
  • FIG. 2 shows a second preferred embodiment of an arrangement according to the invention as a schematic block diagram. 1 and 2 show arrangements for detecting arcs or
  • the installation arrangement comprises at least a first subnetwork 1 and a second subnetwork 2, wherein in the first subnetwork 1 at least a first detector 4 for measuring an electrical variable and output of a first measurement signal is arranged, wherein in the second sub-network 2 at least a second detector 5 for measuring an electrical variable and output of a second measurement signal is arranged, wherein the arrangement a
  • Arc detection device 7 wherein the first detector 4 with the
  • Arc detection device 7 is connected by telecommunications technology, and wherein the second detector 5 is connected to the arc detection device 7 telecommunications.
  • an arrangement for detecting arcs in an electrical installation arrangement is understood a system consisting of a plurality of devices, which are arranged in an electrical installation arrangement, and which the electrical
  • the electrical installation arrangement is made to make a distinction.
  • the electrical installation arrangement is preferably the sum of the electrical lines, branches, outlets and distributors within a building or complex of buildings.
  • An electrical installation arrangement has at least a first Subnet 1 and a second subnet 2 on. In Figs. 1 and 2 are each electrical
  • FIGS. 1 and 2 Installation arrangements shown, which also have a third subnet 3.
  • the invention will be further described with reference to FIGS. 1 and 2 with three subnetworks, it being understood that a higher number of subnetworks 1, 2, 3 may be provided.
  • the individual subnetworks 1, 2, 3 are shown in FIGS. 1 and 2 in each case as a single thicker black line, which in each case illustrates the sum of the electrical lines existing per subnetwork 1, 2, 3.
  • the first, the second and / or the third subnetwork 1, 2, 3 are connected to an electrical distributor 12, or depart from such a distributor 12.
  • the distributor 12 is to be understood as a distribution cabinet, which colloquially is also referred to as a fuse box, and in which the circuit breakers 9, 10, 11 of an electrical installation arrangement are also arranged.
  • Fig. 2 shows an electrical installation arrangement in which the first subnet 1 is connected by means of a first circuit breaker 9 to the distributor 12, the second subnet 2 is connected by means of a second circuit breaker 10 to the distributor 12, and the third subnet 3 by means of a third Circuit breaker 11 is connected to the manifold 12.
  • the distributor 12 connects the individual subnetworks 1, 2, 3 with a supply line 20 of a superordinate electrical network.
  • At least one first detector 4 for measuring an electrical variable and output of a first measurement signal is arranged in the first subnetwork 1, wherein at least one second detector 5 for measuring an electrical variable and outputting a second measurement signal is arranged in the second subnetwork 2 ,
  • the individual detectors 4, 5, 6 are preferably designed like a yellow. These are intended to measure an electrical variable within the respective subnetwork and to output a measured value course or a measuring signal. It is preferably provided that the first detector 4 and / or the second detector 5 and / or the third detector 6 each have a sensor which is designed in particular as a current and / or voltage sensor. Preferably, the detectors 4, 5, 6 further comprise an amplifier, which amplifies the signals generated by the sensors, and further a detector output, which is connected to an output of the amplifier. It can also be provided that a detector 4, 5, 6 has a plurality of sensors. The formation of a sensor as a current sensor and / or voltage sensor is known per se. In this case, for example, the design of the sensor as a current transformer can lead to the relevant detector 4, 5, 6 being physically arranged around lines of a subnetwork 1, 2, 3, without being electrically integrated in the subnetwork 1, 2, 3 ,
  • the individual detectors 4, 5, 6 can be provided to arrange the individual detectors 4, 5, 6 at arbitrary locations within the electrical installation arrangement or in the individual subnetworks 1, 2, 3. It is preferably provided that the first detector 4 and / or the second detector 5 and / or the third detector 6 are arranged in the region of an electrical output.
  • range of an electrical output means in this context, especially in a portion of the relevant subnet 1, 2, 3 between the last branch of another portion and an electrical outlet, which is designed in particular as a socket, or as directly connected load.
  • a plurality of detectors 4, 5, 6 may be arranged, in particular that in the region of each electrical output of a subnet 1, 2, 3 each at least one Detector 4, 5, 6 angeo rdnet is.
  • the arrangement comprises an arc detection device 7, that the first detector 4 is connected to the arc detection device 7 telecommunications, that the second detector 5 is connected to the arc detection device 7 telecommunications, and that - preferably provided - third detector 6 with the Arc detection device 7 is connected by telecommunications technology.
  • a telecommunications connection or as a telecommunications connection 13, 14, 15 any connection between electrical or electronic devices is considered, which allows an information transfer between these devices.
  • the individual detectors 4, 5, 6 by means of wired telecommunication connection 13, 14, 15 or by means of
  • Radio communication with the arc detection device 7 are connected by telecommunications technology. 1 and 2 it is provided that the first detector 4 is connected by means of a first telecommunications connection 13, the second detector 5 by means of a second telecommunications connection 14 and the third detector 6 by means of a third telecommunications connection 15 with the arc detection device 7 ,
  • the individual detectors 4, 5, 6 are connected to different inputs of the arc detection device 7, or that, as shown in Fig. 1, the first detector 4, the second detector 5 and the preferred provided third detector 6 are connected to a multiplexer 8 telecommunications, which multiplexer 8 telecommunications with the
  • Arc detection device 7 is connected.
  • the arc detection device 7 is a device which is provided and designed to examine incoming measurement signals of electrical quantities, such as in particular current and / or voltage curves by means of mathematical methods to detect whether these measurement signals had an arc as the cause.
  • Arcs cause disturbances in electrical systems, which can often be distinguished from other types of interference.
  • Arc detection device 7 in the entire installation arrangement this can be equipped with high-quality and usually costly components, whereby it is able to apply modern algorithms for arc detection.
  • Corresponding algorithms, which in particular use transformation methods such as the wavelet transformation, have been described in the meantime in the literature.
  • the arc detection device 7 preferably has at least one
  • Data processing unit which is adapted to that of the first detector 4 and / or the second detector 5 and / or the third detector 6 to the
  • Arc detection device 7 transmitted measurement signals according to at least one predeterminable method for signs of an arc in the first subnetwork 1 and / or the second subnetwork 2 and / or the third subnetwork 3 to investigate.
  • the data processing unit is designed in particular as a microcomputer, comprising at least one microcontroller and at least one memory module. It can also be provided that the arc detection device 7 has a DSP or an FPGA, which is designed or programmed accordingly. In particular, through the use of memory-programmed components, such as an FPGA, the
  • Arc detection device 7 are implemented as a complete hardware solution.
  • the data processing unit is designed by hardware training and / or by appropriate programming to perform at least one corresponding method or an algorithm for arc detection or assignment.
  • the arc detection device 7 further preferably has a power supply, as well as connection points for the detectors 4, 5, 6 or a multiplexer 8. Furthermore, this preferably has a control and / or monitoring output 19 to with other modules, such as a building management system to communicate or for service work and / or software updates.
  • Arc detection device 7 is at least indirectly connected to the first circuit breaker 9 and / or the second circuit breaker 10 and / or the third circuit breaker, for the predeterminable triggering of the first circuit breaker 9 and / or the second circuit breaker 10 and / or the third circuit breaker 11. This consists the simple possibility of designating a measurement signal as arc-induced by the
  • Arc detection device 7 the relevant subnet 1, 2, 3 off or separate from the rest of the installation arrangement. It is particularly provided that the individual circuit breaker 9, 10, 11 as
  • Circuit breaker 9, 10, 11 are formed with an electrical trip input, but it can also be provided that each of the circuit breaker 9, 10, 11, an external trigger is assigned, which on the mechanical release couplings, as these many
  • Circuit breaker 9, 10, 11 have, accessed to trigger the circuit breaker 9, 10, 11 predeterminable. It can also be provided that in at least one of the sub-networks 1, 2, 3, a device is arranged, which is controlled by the arc detection device 7 is to cause in the relevant subnet 1, 2, 3 an electrical state, which leads to the triggering of the circuit breaker 9, 10, 11 of the relevant subnet, such as an overcurrent or a fault current.

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Abstract

Bei einer Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen in einer elektrischen Installationsanordnung, wobei die Installationsanordnung wenigstens ein erstes Teilnetz (1) und ein zweites Teilnetz (2) aufweist, wobei in dem ersten Teilnetz (1) wenigstens ein erster Detektor (4) zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines ersten Messsignals angeordnet ist, wobei in dem zweiten Teilnetz (2) wenigstens ein zweiter Detektor (5) zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines zweiten Messsignals angeordnet ist, wird vorgeschlagen, dass die Anordnung eine Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) aufweist, und dass der erste Detektor (4) mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) nachrichtentechnisch verbunden ist, und dass der zweite Detektor (5) mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) nachrichtentechnisch verbunden ist.

Description

ANORDNUNG ZUM ERKENNEN VON LICHTBÖGEN IN EINER ELEKTRISCHEN
INSTALLATIONSANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen in einer elektrischen Installationsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es ist bekannt in elektrischen Installationsanordnungen oder anderen elektrischen
Schalkreisen spezielle Schutzschalter zum Schutz vor Lichtbögen anzuordnen. Diese werten aufgenommene Messsignale mit unterschiedlichen mathematischen Methoden aus, um das Auftreten eines Lichtbogens innerhalb der betreffenden Anlage zu erkennen.
Lichtbögen sind sehr komplexe elektrische Vorgänge. Es gibt unterschiedliche Arten von Lichtbögen, sowohl was deren Entstehung betrifft, als auch deren Wirkung auf Menschen und Anlagen. So gibt es Lichtbögen, welche beim ordnungsgemäßen Betrieb eines elektrischen Geräts entstehen, etwa ein Bürstenfeuer eines Gleichstrommotors, aber auch solche, welche auf einen Fehler zurückzuführen sind.
Es hat sich gezeigt, dass das Unterscheiden zwischen vorgesehenen bzw. ungefährlichen Lichtbögen, welche keine besonderen Handlungen, wie etwa das Abschalten eines elektrischen Netzes erfordern, und gefährlichen bzw. ungewollten Lichtbögen sehr schwierig ist, und einfache Auswerteschaltungen, wie etwa Filterbänke, die aus lediglich einem oder zwei Bandpassfiltern und einer nachfolgenden Bewertung der Amplituden der gefilterten Messsignale bestehen, hiezu nicht in der Lage sind. Derartige einfache Auswerteschaltungen gewährleisten deshalb nur einen geringen Schutz gegen lichtbogenverursachte Ereignisse und verursachen zudem unnötige Netzabschaltungen aufgrund ungefährlicher Lichtbögen. Zwar sind heute bereits zuverlässigere Methoden bekannt um einen Messsignalverlauf als lichtbogenverursacht auszuweisen, jedoch sind diese komplex und erfordern einen hohen Rechenaufwand in der Umsetzung, weshalb entsprechend ausgebildete Schutzvorrichtungen sehr aufwendig und kostenintensiv sind, und eine entsprechend geringe Verbreitung aufweisen. Aufgrund dieser Umstände kommen nur wenige Menschen und Anlagen in den Genuss eines wirkungsvollen Schutzes gegen die Auswirkungen gefährlicher Lichtbögen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen in einer elektrischen Installationsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welcher einfach, kostengünstig und sicher Menschen und Anlagen vor lichtbogenverursachten Wirkungen geschützt werden können.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
Dadurch kann ein technisch einfach und kostengünstig umsetzbarer Schutz von Menschen und Anlagen vor den Auswirkungen gefährlicher Lichtbögen ermöglicht werden. Dadurch, dass mehrere Detektoren über eine Installationsanordnung verteilt sind, kann der Ort des
Auftretens eines Lichtbogens gut lokalisiert werden. Dadurch, dass die Anlage lediglich eine einzige Lichtbogenerkennungsvorrichtung aufweist, kann diese - bei vergleichbarem
Aufwand separater, günstiger Lichtbogenschutzschalter in jedem Teilnetz - entsprechend leistungsstark ausgebildet werden, um die von den einzelnen Detektoren erzeugten Signale zufolge zuverlässiger Methoden bzw. Algorithmen zu untersuchen. Dadurch kann die Anzahl sicherheitstechnisch unnötiger Netzabschaltungen verringert werden und dennoch ein verbesserter Schutz gegen lichtbogenverursachte Wirkungen erzielt werden.
Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung als schematisches Blockschaltbild; und
Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung als schematisches Blockschaltbild. Die Fig. 1 und 2 zeigen Anordnungen zum Erkennen von Lichtbögen bzw.
lichtbogenverursachter elektrischer Wirkungen in einer elektrischen Installationsanordnung, wobei die Installationsanordnung wenigstens ein erstes Teilnetz 1 und ein zweites Teilnetz 2 aufweist, wobei in dem ersten Teilnetz 1 wenigstens ein erster Detektor 4 zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines ersten Messsignals angeordnet ist, wobei in dem zweiten Teilnetz 2 wenigstens ein zweiter Detektor 5 zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines zweiten Messsignals angeordnet ist, wobei die Anordnung eine
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 aufweist, wobei der erste Detektor 4 mit der
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 nachrichtentechnisch verbunden ist, und wobei der zweite Detektor 5 mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 nachrichtentechnisch verbunden ist.
Dadurch kann ein technisch einfach und kostengünstig umsetzbarer Schutz von Menschen und Anlagen vor den Auswirkungen gefährlicher Lichtbögen ermöglicht werden. Dadurch, dass mehrere Detektoren 4, 5, 6 über eine Installationsanordnung verteilt sind, kann der Ort des Auftretens eines Lichtbogens gut lokalisiert werden. Dadurch, dass die Anlage lediglich eine einzige Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 aufweist, kann diese - bei vergleichbarem Aufwand separater, günstiger Lichtbogenschutzschalter in jedem Teilnetz - entsprechend leistungsstark ausgebildet werden, um die von den einzelnen Detektoren 4, 5, 6 erzeugten Signale zufolge zuverlässiger Methoden bzw. Algorithmen zu untersuchen. Dadurch kann die Anzahl sicherheitstechnisch unnötiger Netzabschaltungen verringert werden und dennoch ein verbesserter Schutz gegen lichtbogenverursachte Wirkungen erzielt werden.
Als Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen in einer elektrischen Installationsanordnung wird eine Anlage verstanden, welche aus einer Mehrzahl an Geräten besteht, welche in einer elektrischen Installationsanordnung angeordnet sind, und welche die elektrische
Installationsanordnung auf das Auftreten von Lichtbögen bzw. elektrischer Wirkungen die auf Lichtbögen zurückzuführen sein dürften überwachen. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass zwischen ungefährlichen bzw. im Betrieb vorgesehenen Lichtbögen und gefährlichen
Lichtbögen bzw. Lichtbögen die auf einen Fehler innerhalb der elektrischen
Installationsanordnung schließen lassen unterschieden wird. Als elektrische Installationsanordnung ist bevorzugt die Summe der elektrischen Leitungen, Abzweigungen, Ausgänge und Verteiler innerhalb eines Gebäudes oder Gebäudekomplexes zu verstehen. Eine elektrische Installationsanordnung weist dabei wenigstens ein erstes Teilnetz 1 und ein zweites Teilnetz 2 auf. In den Fig. 1 und 2 sind jeweils elektrische
Installationsanordnungen dargestellt, welche darüber hinaus ein dritte Teilnetz 3 aufweisen. Die Erfindung wird weiters in Hinblick auf die Fig.l und 2 mit drei Teilnetzen beschrieben, wobei selbstverständlich auch eine höhere Anzahl an Teilnetzen 1, 2, 3 vorgesehen sein kann. Die einzelnen Teilnetze 1, 2, 3, sind in den Fig. 1 und 2 jeweils als einzelne dickere schwarze Linie dargestellt, welche jeweils die Summe der pro Teilnetz 1, 2, 3 bestehenden elektrischen Leitungen veranschaulicht.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das erste, das zweite und/oder das dritte Teilnetz 1, 2, 3 mit einem elektrischen Verteiler 12 verbunden sind, bzw. von einem solchen Verteiler 12 abgehen. Insbesondere ist als Verteiler 12 ein Verteilerschrank zu verstehen, welcher umgangssprachlich auch als Sicherungskasten bezeichnet wird, und in welchem auch die Schutzschalter 9, 10, 11 einer elektrischen Installationsanordnung angeordnet sind. Fig. 2 zeigt eine elektrische Installationsanordnung, bei welcher das erste Teilnetz 1 mittels eines ersten Schutzschalters 9 mit dem Verteiler 12 verbunden ist, das zweite Teilnetz 2 mittels eines zweiten Schutzschalters 10 mit dem Verteiler 12 verbunden ist, und das dritte Teilnetz 3 mittels eines dritten Schutzschalters 11 mit dem Verteiler 12 verbunden ist. Der Verteiler 12 verbindet die einzelnen Teilnetze 1, 2, 3 dabei mit einer Zuleitung 20 eines übergeordneten elektrischen Netzes.
Es ist vorgesehen, in dem ersten Teilnetz 1 wenigstens ein erster Detektor 4 zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines ersten Messsignals angeordnet ist, wobei in dem zweiten Teilnetz 2 wenigstens ein zweiter Detektor 5 zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines zweiten Messsignals angeordnet ist.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass in jedem der Teilnetze 1, 2, 3 einer elektrischen
Installationsanordnung jeweils wenigstens ein entsprechender Detektor 4, 5, 6 angeordnet ist, wobei auch vorgesehen sein kann, dass lediglich bestimmte Teilnetze 1, 2, 3 einer
elektrischen Installationsanordnung entsprechend ausgestattet sind.
Die einzelnen Detektoren 4, 5, 6 sind bevorzugt gelichartig ausgestaltet. Diese sind dazu vorgesehen eine elektrische Größe innerhalb des betreffenden Teilnetzes zu messen und einen Messwertverlauf bzw. ein Messsignal auszugeben. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Detektor 4 und/oder der zweite Detektor 5 und/oder der dritte Detektor 6 jeweils einen Sensor aufweisen, welcher insbesondere als Strom- und/oder Spannungssensor ausgebildet ist. Bevorzugt weisen die Detektoren 4, 5, 6 weiters einen Verstärker auf, welcher die von den Sensoren erzeugten Signale verstärkt, sowie weiters einen Detektorausgang, welcher mit einem Ausgang des Verstärkers verbunden ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Detektor 4, 5, 6 mehrere Sensoren aufweist. Die Ausbildung eines Sensors als Stromsensor und/oder Spannungssensor ist an sich bekannt. Dabei kann etwa die Ausbildung des Sensors als Stromwandler dazu führen, dass der betreffende Detektor 4, 5, 6 physisch um Leitungen eines Teilnetzes 1, 2, 3 herum angeordnet ist, ohne damit selbst in dem Teilnetz 1, 2, 3 elektrisch integriert zu sein.
Es kann vorgesehen sein, die einzelnen Detektoren 4, 5, 6 an beliebigen Örtlichkeiten innerhalb der elektrischen Installationsanordnung bzw. in den einzelnen Teilnetzen 1, 2, 3 anzuordnen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Detektor 4 und/oder der zweite Detektor 5 und/oder der dritte Detektor 6 im Bereich eines elektrischen Ausgangs angeordnet sind. Im „Bereich eines elektrischen Ausgangs" bedeutet in diesem Zusammenhang vor allem in einem Teilbereich des betreffenden Teilnetzes 1, 2, 3 zwischen der letzen Abzweigung eines anderen Teilbereichs und einem elektrischen Ausgang, welcher insbesondere als Steckdose ausgebildet ist, oder auch als direkt angeschlossene Last. Dadurch kann erreicht werden, dass die durch den Detektor aufgenommenen bzw. ausgegebenen Messsignale im Wesentlichen nur von der an dem betreffenden Ausgang angeschlossenen Last beeinflusst werden, wodurch eine gute Lokalisierbarkeit eines Lichtbogens unterstützt wird. Zudem können dadurch störende elektrische Einstreuungen durch andere Lasten reduziert werden. Es ist daher in Weiterbildung der gegenständlichen Maßnahmen bevorzugt vorgesehen, dass in einem Teilnetz 1, 2, 3 auch mehrere Detektoren 4, 5, 6 angeordnet sein können, insbesondere dass im Bereich eines jeden elektrischen Ausgangs eines Teilnetzes 1, 2, 3 jeweils wenigstens ein Detektor 4, 5, 6 angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 aufweist, dass der erste Detektor 4 mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 nachrichtentechnisch verbunden ist, dass der zweite Detektor 5 mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 nachrichtentechnisch verbunden ist, und dass der - bevorzugt vorgesehene - dritte Detektor 6 mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 nachrichtentechnisch verbunden ist. Als nachrichtentechnische Verbunden bzw. als nachrichtentechnische Verbindung 13, 14, 15 wird dabei jegliche Verbindung zwischen elektrischen bzw. elektronischen Geräten angesehen, welche eine Informationsübertragung zwischen diesen Geräten ermöglicht. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die einzelnen Detektoren 4, 5, 6 mittels leitungsgebundener nachrichtentechnischer Verbindung 13, 14, 15 oder mittels
Funkverbindung mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 nachrichtentechnisch verbunden sind. Gemäß den Fig. 1 und 2 ist vorgesehen, dass der erste Detektor 4 mittels einer ersten nachrichtentechnischen Verbindung 13, der zweite Detektor 5 mittels einer zweiten nachrichtentechnischen Verbindung 14 und der dritte Detektor 6 mittels einer dritten nachrichtentechnischen Verbindung 15 mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 nachrichtentechnisch verbunden ist.
Es kann vorgesehen sein, wie in Fig. 2 dargestellt, dass die einzelnen Detektoren 4, 5, 6 an unterschiedlichen Eingängen der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 angeschlossen sind, oder auch, dass, wie in Fig. 1 dargestellt, der erste Detektor 4, der zweite Detektor 5 und der bevorzugt vorgesehene dritte Detektor 6 mit einem Multiplexer 8 nachrichtentechnisch verbunden sind, welcher Multiplexer 8 nachrichtentechnisch mit der
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 verbunden ist.
Die Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 ist eine Vorrichtung, welche dazu vorgesehen und ausgebildet ist, eingehende Messsignale elektrischer Größen, wie insbesondere Strom- und/oder Spannungsverläufe mittels mathematischer Methoden zu untersuchen um zu erkennen, ob diese Messsignale einen Lichtbogen als Ursache hatten. Lichtbögen verursachen Störungen in elektrischen Systemen, welche sich oftmals von anders verursachten Störungen unterscheiden lassen. Allerdings ermöglichen dabei, aufgrund der Vielfalt unterschiedlicher Lichtbögen, meist nur sehr aufwendige und meist auch sehr rechenintensive Methoden eine gute Zuordnung eines Messsignals zu einer bestimmten Lichtbogenursache bzw.
Lichtbogenwirkung. Durch die Verwendung lediglich einer einzigen
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 in der gesamten Installationsanordnung kann diese mit hochwertigen und meist auch kostspieligen Bauteilen ausgerüstet werden, wodurch diese in der Lage ist moderne Algorithmen zur Lichtbogenerkennung anzuwenden. Entsprechende Algorithmen, welche insbesondere Transformationsverfahren wie etwa die Wavelet- Transformation anwenden, sind zwischenzeitlich in der Literatur beschrieben.
Die Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 weist bevorzugt wenigstens eine
Datenverarbeitungseinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, die von dem ersten Detektor 4 und/oder dem zweiten Detektor 5 und/oder dem dritten Detektor 6 an die
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 übermittelten Messsignale zufolge wenigstens einer vorgebbaren Methode auf Anzeichen eines Lichtbogens in dem ersten Teilnetz 1 und/oder dem zweiten Teilnetz 2 und/oder dem dritten Teilnetz 3 zu untersuchen.
Die Datenverarbeitungseinheit ist insbesondere als Mikrocomputer ausgebildet, umfassend wenigstens einen MikroController sowie wenigstens einen Speicherbaustein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 einen DSP oder ein FPGA aufweist, welches entsprechend ausgebildet bzw. programmiert ist. Insbesondere durch die Verwendung speicherprogrammierter Bauteile, wie eben eines FPGA, kann die
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 als vollwertige Hardwarelösung umgesetzt werden.
Die Datenverarbeitungseinheit ist durch hardwaremäßige Ausbildung und/oder durch entsprechende Programmierung ausgebildet wenigstens ein entsprechendes Verfahren bzw. einen Algorithmus zur Lichtbogenerkennung bzw. Zuordnung durchzuführen.
Die Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 weist weiters bevorzugt ein Netzteil auf, sowie Anschlussstellen für die Detektoren 4, 5, 6 bzw. einen Multiplexer 8. Weiters weist diese bevorzugt einen Steuer- und/oder Monitoringausgang 19 auf, um mit weiteren Baugruppen, etwa einem Gebäudemanagementsystem, zu kommunizieren bzw. für Servicearbeiten und/oder Softwareupdates.
Bevorzugt ist weiters, und wie in Fig. 2 dargestellt, vorgesehen, dass die
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 mit dem ersten Schutzschalter 9 und/oder dem zweiten Schutzschalter 10 und/oder dem dritten Schutzschalter jeweils wenigstens mittelbar verbunden ist, zum vorgebbaren Auslösen des ersten Schutzschalters 9 und/oder des zweiten Schutzschalters 10 und/oder des dritten Schutzschalters 11. Dadurch besteht die einfache Möglichkeit bei Ausweisung eines Messsignals als lichtbogenverursacht, durch die
Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 das betreffende Teilnetz 1, 2, 3 abzuschalten bzw. von der restlichen Installationsanordnung zu trennen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die einzelnen Schutzschalter 9, 10, 11 als
Schutzschalter 9, 10, 11 mit einem elektrischen Auslöseeingang ausgebildet sind, es kann aber auch vorgesehen sein, dass jedem der Schutzschalter 9, 10, 11 ein externer Auslöser zugeordnet ist, welcher auf die mechanischen Auslösekupplungen, wie diese viele
Schutzschalter 9, 10, 11 aufweisen, zugreift, um den Schutzschalter 9, 10, 11 vorgebbar auszulösen. Es kann auch vorgesehen sein, dass in wenigstens einem der Teilnetze 1, 2, 3 eine Vorrichtung angeordnet ist, welche von der Lichtbogenerkennungsvorrichtung 7 angesteuert ist, um in dem betreffenden Teilnetz 1, 2, 3 einen elektrischen Zustand zu verursachen, welcher zum Auslösen des Schutzschalters 9, 10, 11 des betreffenden Teilnetzes führt, etwa einen Überstrom oder einen Fehlerstrom.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zum Erkennen von Lichtbögen in einer elektrischen
Installationsanordnung, wobei die Installationsanordnung wenigstens ein erstes Teilnetz (1) und ein zweites Teilnetz (2) aufweist, wobei in dem ersten Teilnetz (1) wenigstens ein erster Detektor (4) zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines ersten Messsignals angeordnet ist, wobei in dem zweiten Teilnetz (2) wenigstens ein zweiter Detektor (5) zum Messen einer elektrischen Größe und Ausgabe eines zweiten Messsignals angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) aufweist, dass der erste Detektor (4) mit der Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) nachrichtentechnisch verbunden ist, und dass der zweite Detektor (5) mit der
Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) nachrichtentechnisch verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Detektor (4) und/oder der zweite Detektor (5) im Bereich eines elektrischen Ausgangs, insbesondere einer
Steckdose, angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Detektor (4) und/oder der zweite Detektor (5) mit einem Multiplexer (8) nachrichtentechnisch verbunden sind, welcher Multiplexer (8) nachrichtentechnisch mit der
Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) verbunden ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Detektor (4) und/oder der zweite Detektor (5) jeweils einen Sensor, insbesondere einen Strom- und/oder Spannungssensor, einen - mit dem Sensor verbundenen - Verstärker und einen mit diesem verbundenen Detektorausgang aufweisen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die von dem ersten Detektor (4) und/oder dem zweiten Detektor (5) an die Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) übermittelten Messsignale zufolge wenigstens einer vorgebbaren Methode auf Anzeichen eines Lichtbogens in dem ersten Teilnetz (1) und/oder dem zweiten Teilnetz (2) zu untersuchen.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilnetz (1) mittels eines ersten Schutzschalters (9) mit einem Verteiler (12) der Installationsanordnung verbunden ist, dass das zweite Teilnetz (2) mittels eines zweiten Schutzschalters (10) mit dem Verteiler (12) verbunden ist, und dass die
Lichtbogenerkennungsvorrichtung (7) wenigstens mittelbar mit dem ersten Schutzschalter (9) und/oder dem zweiten Schutzschalter (10) verbunden ist, zum vorgebbaren Auslösen des ersten Schutzschalters (9) und/oder des zweiten Schutzschalters (10).
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