AT507025A1

AT507025A1 - Elektrische installationsanordnung

Info

Publication number: AT507025A1
Application number: AT0097508A
Authority: AT
Inventors: Michael Ing Koch
Original assignee: Moeller Gebaeudeautomation Gmb
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2010-01-15
Also published as: IL209808A0; WO2009152540A1; EP2291892A1; US20090319207A1; AU2009260160A1; RU2011101533A; CN102067399A

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Installationsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind elektrische Installationsanordnungen bekannt, in welchen eine Vielzahl elektrischer Geräte bzw. Verbraucher angeordnet sind. Zum Schutz dieser Anlagen bzw. der Menschen, welche sich im Bereich dieser Anlagen befinden, sind eine Vielzahl individueller Schutzeinrichtung vorgesehen, insbesondere Fehlerstromschutzschalter bzw. Leitungsschutzschalter. Dabei ist die elektrische Installationsanordnung in einzelne Teilnetze unterteilt, welche jeweils separat durch meist 4iurcly eine Reihe unterschiedlicher Schutzschalter geschützt sind. Derartige bekannte elektrische Installationsanordnungen weisen den Nachteil auf, dass sehr viele Schutzschalter notwendig sind, um die Sicherheit sämtlicher Teilnetze zu gewährleisten. Zudem weisen diese den weiteren Nachteil auf, dass eine Bestimmung einer Fehlerquelle nicht möglich ist. Zwar wird ein Teilnetz, welches einen elektrotechnischen Fehler aufweist, deaktiviert, allerdings ist die nachfolgende Fehlersuche sehr zeitaufwendig und muss in vielen Fällen durch einen Fachmann vorgenommen werden. Oftmals ist eine nachträgliche Detektion einer Fehlerquelle selbst durch einen Fachmann nicht möglich, sodass das zuvor als schadhaft abgeschaltete Teilnetz meist unverändert wieder in Betrieb genommen wird, wohl wissend, dass sich innerhalb dieses Teilnetzes eine potentielle Fehlerquelle befindet. Durch dieses nicht unübliche Verhalten wird eine Gefährdung von Menschen und Anlagen bewusst in Kauf genommen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher^eine elektrische Installationsanordnungen der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher die Komplexität elektrischer Installationsanordnungen gesenkt werden kann, und gleichzeitig die Sicherheit von Menschen und Anlagen gesteigert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Dadurch kann ein Schutz von Menschen und Anlagen vor allem in komplexen elektrischen Installationsanordnungen mit geringem Installations- und Geräteaufwand umgesetzt werden. Dadurch kann ein Fehler in einer komplexen elektrischen Installationsanordnung mit geringem Installationsaufwand detektiert und/oder lokalisiert werden. Dadurch wird das Auffinden eines elektrotechnischen Fehlers innerhalb einer • ·

• · · • ··· • · ···· ·· 2 elektrischen Installationsanordnungen nicht nur vereinfacht, sondern durch die elektrische Installationsanordnung selbst durchgefuhrt. Ein Benutzer kann dann einfach den detektierten Fehler beheben. Dadurch kann verhindert werden, dass in Ermangelung der Kenntnis einer Fehlerursache schadhafte elektrische Installationsanordnungen imverändert wieder in Betrieb genommen werden. Dadurch kann die Sicherheit von Menschen und Anlagen erhöht werden.

Die Unteransprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung betrifft weiters eine Fehlerbestimmungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.

Aufgabe der Erfindung ist esy eine Fehlerbestimmungsvorrichtung der vorstehend genannten Art anzugeben, mit welcher die eingangs genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher die Komplexität elektrischer Installationsanordnungen gesenkt werden kann, und gleichzeitig die Sicherheit von Menschen und Anlagen gesteigert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 9 erreicht.

Dadurch kann ein Schutz von Menschen und Anlagen vor allem in komplexen elektrischen Installationsanordnungen mit geringem Installations- und Geräteaufwand umgesetzt werden. Dadurch kann ein Fehler in einer komplexen elektrischen Installationsanordnung mit geringem Installationsaufwand detektiert und/oder lokalisiert werden. Dadurch wird das Auffinden eines elektrotechnischen Fehlers innerhalb einer elektrischen Installationsanordnungen nicht nur vereinfacht, sondern durch die elektrische Installationsanordnung selbst durchgeführt. Ein Benutzer kann dann einfach den detektierten Fehler beheben. Dadurch kann verhindert werden, dass in Ermangelung der Kenntnis einer Fehlerursache schadhafte elektrische Installationsanordnungen unverändert wieder in Betrieb genommen werden. Dadurch kann die Sicherheit von Menschen und Anlagen erhöht werden.

Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Bestimmung einer Fehlerquelle in einer elektrischen Installationsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 10.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bestimmung einer Fehlerquelle in einer elektrischen Installationsanordnung der vorstehend genannten Art anzugeben, mit welchem die eingangsjdSIachteile vermieden werden können, und mit welchem die Sicherheit von Menschen und Anlagen gesteigert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 10 erreicht.

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 Ausführungsform einer erfmdungsgemäßen elektrischen Installationsanordnung; und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Installationsanordnung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine elektrische Installationsanordnung 1 umfassend ein elektrisches Energieverteilungsnetz 2 und/oder wenigstens ein erstes elektrisches Gerät 3, wobei an und/oder in dem elektrischen Energieverteilungsnetz 2 und/oder dem wenigstens einen ersten elektrischen Gerät 3 Mittel 4 zur Bestimmung einer Fehlerquelle mittels Blind Source Separation angeordnet sind, vorzugsweise zur Ortung wenigstens einer ersten elektrischen Fehlerquelle, insbesondere wenigstens einer ersten Fehlerstromquelle und/oder eines ersten Überlastbereichs.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die gegenständliche Erfindung eine elektrische Installationsanordnung 1, wobei das elektrische Energieverteilungsnetz 2 wenigstens ein erstes elektrisches Teilnetz 8 und ein zweites elektrisches Teilnetz 9 zum Anschluss elektrischer Verbraucher und/oder erster Geräte 3 aufweist, sowie mit wenigstens einem ersten Sensor 5 und einem zweiten Sensor 6 zum

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Detektieren wenigstens einer, durch die elektrische Installationsanordnung 1 induzierten bzw. beeinflussbaren ersten physikalischen Größe, wobei das erste elektrische Teilnetz 8 erste vorgebbar ansteuerbare Trennkontakte 10 aufweist, und wobei das zweite elektrische Teilnetz 9 zweite vorgebbar ansteuerbare Trennkontakte 11 aufweist, wobei der erste und der zweite Sensor 5, 6 an eine Fehlerbestimmungsvorrichtung 7 angeschlossen sind, dass die Fehlerbestimmimgsvorrichtung 7 zur Bestimmung einer Fehlerquelle in der elektrischen Installationsanordnung 1 mittels Blind Source Separation ausgebildet ist, und dass die Fehlerbestimmungsvorrichtung 7 mit dem ersten und dem zweiten Trennkontakt 10, 11 wirkverbunden ist.

Dadurch kann ein Schutz von Menschen und Anlagen vor allem in komplexen elektrischen Installationsanordnungen 1 mit geringem Installations- und Geräteaufwand umgesetzt werden. Dadurch kann ein Fehler in einer komplexen elektrischen Installationsanordnung 1 mit geringem Installationsaufwand detektiert und/oder lokalisiert werden. Dadurch wird das Auffinden eines elektrotechnischen Fehlers innerhalb einer elektrischen Installationsanordnung·· 1 nicht nur vereinfacht, sondern durch die elektrische Installationsanordnung 1 selbst durchgeführt. Ein Benutzer kann dann einfach den detektierten Fehler beheben. Dadurch kann verhindert werden, dass in Ermangelung der Kenntnis einer Fehlerursache schadhafte elektrische Installationsanordnungen 1 imverändert wieder in Betrieb genommen werden. Dadurch kann die Sicherheit von Menschen und Anlagen erhöht werden.

Erfindungsgemäße elektrische Installationsanordnungen 1 sind zum Betrieb jeder Art eines elektrischen Energieverteilungsnetzes 2 vorgesehen. Insbesondere sind diese für elektrische Energieverteilungsnetze 2, insbesondere für komplexe Energieverteilungsnetze 2 etwa in Industrieanlagen, welche beispielsweise in Europa mit Spannung von 230V/400V betrieben werden, vorgesehen.

Durch erfindungsgemäße elektrische Installationsanordnungen 1 können elektrische Geräte 3 bzw. andere Verbraucher vom elektrischen Energieverteilungsnetz 2 getrennt und daher abgeschaltet bzw. deaktiviert werden, bzw. ganze Teilnetze 8, 9,13, daher Teilbereiche eines elektrischen Energieverteilungsnetzes 2, abgeschaltet werden. Als Teilnetz 8, 9, 13, wird dabei, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, der durch Trennkontakte 10, 11, 18 abschaltbare und derart vom elektrischen Energieverteilungsnetz 2 abtrennbare Teilbereich des elektrischen Energieverteilungsnetzes 2 bezeichnet. Gemäß den dargestellten bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das elektrische Energieverteilungsnetz 2 wenigstens ein erstes elektrisches Teilnetz 8 und ein zweites elektrisches Teilnetz 9 zum Anschluss elektrischer Geräte 3 aufweist, wobei das erste elektrische Teilnetz 8 erste vorgehbar ansteuerbare Trennkontakte 10 aufweist, und wobei das zweite elektrische Teilnetz 9 zweite vorgebbar ansteuerbare Trennkontakte 11 aufweist. Weiters kann gemäß den dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der gegenständlichen Erfindung vorgesehen sein, dass die als solches abschaltbaren Teilnetze 8, 9, 13 noch weiter in sog. Subnetze 21 unterteilt sind, wobei als Subnetz 21 ein Bereich innerhalb eines Teilnetzes 8, 9, 13 bezeichnet ist, an welchen elektrische Geräte 3, 16,17 angeschlossen sind bzw. anschließbar sindgmd welches Subnetz 21 für sich nicht separat mittels eigener Trennkontakte 10, 11, ^ von dem elektrischen Energieverteilungsnetz 2 trennbar ausgebildet sind. Gemäß den Darstellungen der Fig. 1 und 2 sind an jedes Teilnetz 8, 9,13 bzw. an jedes Subnetz 21 elektrische Geräte 3, 16, 17 angeschlossen. Hiezu sei angemerkt, dass auch lediglich die Möglichkeit zum Anschluss derartiger elektrischer Geräte^ 16, 17 an ein Teilnetz 8, 9, 13 bzw. Subnetz 21 vorgesehen sein kann.

Das elektrische Energieverteilungsnetz 2, die Teilnetze 8, 9, 13 und Subnetze 21 sind jeweils als einzelne Linie in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt, wobei diese einzelne Linie jeweils sämtliche elektrischen Leitungen des jeweiligen elektrischen Energieverteilungsnetzes 2, Teilnetzes 8, 9,13 und/oder Subnetzes 21 mit umfasst, und daher vorzugsweise stellvertretend für zwei, drei, vier oder fünf elektrische Leitungen bzw. Kabel steht.

Als Trennkontakte 10, 11, 18 kann jede Art eines Trennkontakts 10, 11, 18 vorgesehen sein, welcher in der Lage ist ein Netz, daher Teilnetz 8, 9, 13 und/oder Subnetz 21, unter den maximal zu erwartenden elektrischen Zuständen abzuschalten, daher vom elektrischen Energieverteilungsnetz 2 zu trennen. Unter den maximal zu erwartenden elektrischen Zuständen ist bevorzugt der maximal zu erwartende Stromfluss, die maximal zu erwartende Spannung und/oder die maximal zu erwartende Leitung zu verstehen. Abgesehen von den in einem elektrischen Energieverteilungsnetz 2 tatsächlich maximal zu erwartenden elektrischen Zuständen können diese auch durch einschlägige Normen bzw. Richtlinien vorgegeben sein. So kann beispielsweise bei einem elektrischen Energieverteilungsnetz 2 mit einer Betriebsspannung von 240V vorgesehen sein, dass die Trennkontakte 10,11,18 Ströme in einer Höhe bis zu 10000A sicher abschalten können müssen, was mit heute dem Fachmann bekannten Trennschaltern, wie diese etwa in bekannten Fehlerstromschutzschaltem, Leitungsschutzschaltem und/oder Leistungsschutzschaltem implementiert sind, möglich ist. • t· ·· ····· • · · · ··· · · · · • · · · · ·· · ··· ······· · ♦ ·· ·· ·· · ···· ·· 6

Es ist vorgesehen, dass die Trennkontakte 10, 11, 18 das jeweilige Teilnetz 8, 9, 13 vom elektrischen Energieverteilungsnetz 2 trennen. Hiefur kann es als ausreichend erachtet werden, lediglich in dem jeweilig stromführenden Außenleiter bzw. Phase einen Trennkontakt 10, 11, 18 anzuordnen. Bevorzugt ist vorgesehen, auch in dem Neutralleiter einen Trennkontakt 10, 11, 18 anzuordnen, wobei weiters vorgesehen sein kann, auch den Erdleiter mit einem Trennkontakt 10,11,18 schaltbar auszubilden.

Die Trennkontakte 10, 11, 18 sind wenigstens zum ferngesteuerten Öffnen deren Teilnetze 8, 9, 13 ausgebildet, wobei vorzugsweise eine kabel- bzw. lichtleitergebundene Fern- bzw. Ansteuerung vorgesehen ist, wodurch vor allem in Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störfeldem eine geringe Störanfälligkeit erreicht werden kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Trennkontakte 10, 11, 18 eine Funkschnittstelle zur funkferngesteuerten Abschaltung aufweisen, wobei durch geeignete Kanalcodierverfahren ebenfalls ein hohes Maß an Störsicherheit erreicht werden kann. Durch die Ansteuerung mittels Funk kann der Installationsaufwand erheblich reduziert werden, wobei sowohl Rohstoffe für die Steuerleitungen 20 als auch Arbeitszeit eingespart werden können. Vor allem in Zeit immer höherer Rohstoffkosten kann derart der Gesamtkostenaufwand für ein elektrisches Energieverteilungsnetz deutlich gesenkt werden. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Trennkontakte 10, 11, 18 weiters zum vorgebbar ferngesteuerten Einschalten der jeweiligen Teilnetze 8, 9, 13 ausgebildet sind, wobei hiefür bekannte Anordnungen zum ferngesteuerten Einschalten von Schaltgeräten, wie etwa von Schutzschaltem, vorgesehen sein können.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an und/oder in dem elektrischen Energieverteilungsnetz 2 und/oder dem wenigstens einen ersten elektrischen Gerät 3 Mittel 4 zur Bestimmung einer Fehlerquelle mittels Blind Source Separation angeordnet sind. Bei einem Fehler handelt es sich bevorzugt um jede Art eines Fehlers, dessen Wirkung innerhalb eines elektrischen Energieverteilungsnetzes 2 feststellbar ist, wobei als Fehler vorzugsweise das Auftreten eines Fehlerstromes und/oder eines Überstromes, etwa eines Kurzschlussstromes, und/oder einer Über- oder Unterspannung bezeichnet wird. Als Fehlerquelle ist der jeweilige Verursacher des jeweiligen Fehlers bezeichnet, daher der Ursprung des Fehlers innerhalb des elektrischen Energieverteilungsnetzes 2. Die Bestimmung einer Fehlerquelle bezeichnet bevorzugt das Feststellen der Art des Fehlers und die Lokalisierung bzw. Ortung der Fehlerquelle, insbesondere wenigstens einer ersten 7

Fehlerstromquelle und/oder eines ersten Überlastbereichs, innerhalb des elektrischen Energieverteilungsnetzes 2.

Die Mittel 4 zur Bestimmung einer Fehlerquelle mittels Blind Source Separation umfassen gemäß der bevorzugten Ausfiihrungsform wenigstens einen ersten Sensor 5 und einen zweiten Sensor 6 zum Detektieren wenigstens einer, durch die elektrische Installationsanordnung 1 induzierten bzw. beeinflussbaren ersten physikalischen Größe, etwa einer Spannung, einem Strom, insbesondere einem Fehlerstrom und/oder Überstrom, und/oder einer Temperatur. Der erste Sensor 5, zweite Sensor 6 und/oder weitere Sensor 12 ist daher insbesondere als Stromsensor, insbesondere als Shunt, Hallelement, Übertrager, Differenzstromwandler oder Summenstromwandler, und/oder Thermoelement ausgebildet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der jeweilige Sensor 5, 6, 12 sehr breitbandig ausgebildet ist, und dazu ausgebildet ist die jeweilige physikalische Größe als frequenzabhängiges und/oder zeitabhängiges Signal aufzunehmen, wobei insbesondere vorgesehen ist, dieses Signal über einen weiten Frequenzbereich aufzunehmen. Dadurch kann die Sicherheit von Menschen und Anlagen gewährleistet werden, ohne für deren Sicherheit unnötige Abschaltungen einzelner Teilnetze durchzuführen, da die Wirkung des elektrischen Stromes auf Menschen oder Nutztiere stark frequenzabhänig ist, während die entsprechenden Grenzwerte zum Anlagenschutz im Wesentlichen von der frequenzunäbhängigen thermischen Wirkung des elektrischen Stromes abhängig ist. Bezüglich der unterschiedlichen Grenzwerte zum Schutz von Menschen, Nutztieren und Anlagen, daher Maschinen und Gebäuden, sei auf die einschlägigen Normen und Veröffentlichungen, etwa durch Herrn Prof. Biegelmeier, verwiesen.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Sensor 5 an und/oder in dem ersten elektrischen Teilnetz 8 und/oder dem ersten elektrischen Gerät 3 angeordnet ist, und dass der zweite Sensor 6 an und/oder in dem zweiten elektrischen Teilnetz 9 und/oder einem zweiten elektrischen Gerät 16 angeordnet ist, wodurch eine Detektion eines Fehlers innerhalb des elektrischen Energieverteilungsnetzes 2 ermöglicht wird. Wie weiters noch ausführlich ausgeführt werden wird, ist eine Anordnung eines Sensors 5, 6, 12 in jedem einzelnen Teilnetz 8, 9, 13 nicht notwendig, daher es kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teilnetz 8, 9, 13 sensorfrei ausgefuhrt ist. Die einzelnen Sensoren 5, 6, 12 können dabei etwa in unmittelbarer Umgebung der jeweils nächsten Trennkontakte 10, 11, 18, möglichst weiteverteilt in der elektrischen Installationsanordnung 2, direkt bei den einzelnen Geräten 3, 16,17 oder gemäß einer Kombination der vorstehend genannten Varianten angeordnet sein. ······· · ··· ······· · · ·· ·· ·· * ···· ·· 8

Die Mittel 4 zur Bestimmung einer Fehlerquelle mittels Blind Source Separation umfassen gemäß der bevorzugten Ausführungsform weiters wenigstens eine Fehlerbestimmungsvorrichtung 7 zur Bestimmung einer Fehlerquelle in der elektrischen Installationsanordnung 1 mittels Blind Source Separation. Blind Source Separation ist ein Verfahren bzw. eine Methode zur Bestimmung eines einzelnen Signals und Zuordnung dieses Signals zu einer Signalquelle innerhalb eines Signalgemisches vielfältiger unterschiedlicher Signale unterschiedlicher Signalquellen. Eine Bedingung für die korrekte Funktion von Blind Source Separation ist, dass die einzelnen Signale, welche zusammen das Signalgemisch bilden, zueinander linear unabhängig sind, und dass das Signalgemisch an wenigstens zwei unterschiedlichen Stellen mit jeweils unterschiedlichen Übertragungsstrecken von der Signalquelle zu der betreffenden Stelle aufgenommen bzw. detektiert werden. Es sind derzeit unterschiedliche Methoden zur Blind Source Separation bekannt, etwa die Principal Component Analysis, die Singular Value Decomposition, die Independent Component Analysis, die Dependent Component Analysis, die Non-Negative Matrix Factorization, bzw. das Low-Complexity Coding and Decoding, wobei gegenwärtig bevorzugt etwa eine Implementierung zufolge der Independent Component Analysis vorgesehen ist.

In diesem Zusammenhang ist in Weiterbildung der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass weitere Methoden zur Implementierung der Blind Source Separation vorgesehen sind, insbesondere Methoden, bei welchen die Anzahl der möglichen Fehlerquellen, daher in gegenständlicher Erfindung die Anzahl der elektrischen Geräte 3,16, 17 und/oder Teil- oder Subnetze 8, 9, 13, 21, geringer ist* als die Anzahl der vorzusehenden Sensoren 5, 6, 12, wodurch der Installationsaufwand weiter gesenkt werden kann. Namentlich sind derartige besonders bevorzugte Methoden etwa durch Andrzej Cichocki und Shun-ichi Amari bekannt. Dadurch kann eine elektrische Installationsanordnung 2 gebildet werden, bei welcher die Gesamtanzahl der Sensoren 5, 6, 12 geringer als die Gesamtanzahl elektrischer Teilnetze 8, 9, 13 ist, wodurch der Aufwand zur Bildung einer elektrischen Installationsanordnung 2 weiter gesenkt werden kann, insbesondere gegenüber dem Stand der Technik, bei welchem vorgesehen ist, jedes Teilnetz 8, 9, 13 durch separate autarke Sicherheitsschalttechnik abzusichem. Fig. 2 zeigt etwa eine derartige Anordnung, bei welcher fünf potentielle Fehlerquellen in Form von fünf Geräten 3, 16, 17 durch lediglich zwei Sensoren 5, 6 überwacht werden, wobei trotzdem die exakte Zuordnung eines auftretenden Fehlers zu einer bestimmten Fehlerquelle möglich ist, da sich etwa ein auftretender Fehlerstrom innerhalb des gesamten elektrischen Energieverteilungsnetzes 2 weiterverbreitet ♦ · t · • · · • ··· • ·· ··♦· ·· • · · ··· · • · ♦ · # · 9 und daher ein etwa im ersten Gerät 3 auftretender Fehlerstrom nicht nur durch den ersten Sensor 5 detektiert werden wird, sondern auch durch den zweiten Sensor 6.

Bei einem Verfahren zur Bestimmung einer Fehlerquelle in einer elektrischen

Installationsanordnung 1 mittels Blind Source Separation, ist daher vorgesehen, dass wenigstens eine erste und eine zweite physikalische Größe, welche durch die elektrische Installationsanordnung 1 induziert bzw. beeinflussbar sind, detektiert werden, und dass anschließend aus der ersten und zweiten physikalischen Größe mittels Blind Source Separation eine Fehlerquelle bestimmt wird.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass nachfolgend die Fehlerquelle durch Öffnen wenigstens eines Trennkontaktes 10, 11, 18 deaktiviert wird, wenn der Fehler einen vorgebbaren ersten Grenzwert überschreitet, um das Verursachen von Schäden durch den Fehler zu verhindern. Es kann vorgesehen sein, dass weiters eine Benachrichtigung über das Auftreten des Fehlers an ein Benutzerendgerät gesendet bzw. angezeigt wird, um einen Benutzer über den Status der elektrischen Installationsanordnung 1 zu informieren. Es kann auch vorgesehen sein, bereits vor dem Schalten der Trennkontakte 10, 11, 18 eine entsprechende Meldung über einen sich anbahnenden Fehler, etwa wenn der Fehler, welcher durch einen Messwert eines der Sensoren repräsentiert wird, einen vorgebbaren zweiten Grenzwert überschreitet, an ein Benutzerendgerät zu senden, bzw. anzuzeigen. Dadurch kann bereits bei einem sich anbahnenden Fehler reagiert werden, und gegebenenfalls ein Techniker zur Behebung des Fehlers verständigt werden* und/oder die betreffende Fehlerquelle manuell deaktiviert werden. Weiters kann die femwirkende Verstellung des ersten und zweiten Grenzwertes

kann vorgesehen sein, dass die Fehlerbestimmungsvorrichtung 7 die entsprechenden Baugruppen zur Anzeige eines Fehlers, sowie die entsprechenden Baugruppen zum Senden einer Meldung an ein Benutzerendgerät, sowie zum Empfang einer Anweisung von einem Benutzerendgerät, vorzugsweise in Form einer wenigstens halbduplexfähigen, Funkschnittstelle aufweist.

Die Fehlerbestimmungsvorrichtung 7 weist wenigstens einen Sensoreingang 14 und wenigstens einen Steuerausgang 15 zur wenigstens mittelbaren Ansteuerung wenigstens eines Trennkontaktes 10, 11 innerhalb einer elektrischen Installationsanordnung 1, und weiters eine Datenverarbeitungseinheit zur Bestimmung einer Fehlerquelle in der elektrischen Installationsanordnung 1 mittels Blind Source Separation auf. Die Datenverarbeitungseinheit weist bevorzugt einen Mikrocontroller, Mikroprozessor und/oder ein Field Programmable • · · · · • · · · ··· • · · · · · • * · φ · · ·· ·Φ Μ • · · · Φ • Φ Φ Φ • φ ΦΦΦ • · · • ···« ·« 10

Gate Array (FPGA) auf, sowie die zu deren Betrieb notwendigen Komponenten, wie etwa Netzteile und Speichereinheiten, etwa in Form von Halbleiterspeicher, optischen- und/oder magnetischen Speichern. Weiters können Eingabemittel, wie etwa ein Tasteneingabefeld, und/oder Anzeigemittel, wie etwa ein Bildschirm oder einfache Statusleuchtanzeigen, vorgesehen sein.

Der Sensoreingang 14 ist zum Eingang der durch die Sensoren 5, 6, 12 detektierten Signale ausgebildet, und kann als Analog- oder Digitaleingang ausgebildet sein. Gemäß der Ausbildung gemäß Fig. 1 ist vorgesehen, dass die einzelnen Sensoren 5, 6, 12 an einer als Bus ausgebildeten Sensorleitung 19, welche in den Fig. 1 und 2 - der besseren Unterscheidbarkeit wegen - als strichlierte Linie ausgefiihrt ist, angeordnet sind, und lediglich die einzelne Sensorleitung 19 an dem Sensoreingang 14 anliegt. Bei dieser Ausbildung ist vorgesehen, dass an den einzelnen Sensoren 5,6,12 Buscontroller angeordnet sind, ebenso an dem Sensoreingang 14. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist jeweils für jeden Sensor 5, 6 ein separater Sensoreingang 14 vorgesehen.

Der Steuerausgang 15 ist zur Ansteuerung der Trennkontakte 10, 11, 18 ausgebildet, wobei gemäß der Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Ausbildung der einzigen Steuerleitung 20, welche in den Fig. 1 und 2 - der besseren Unterscheidbarkeit wegen - als strichpunktierte Linie ausgeführt ist, als Bus vorgesehen ist, wobei jedoch auf weitere Ansteuerkomponenten verzichtet wurde. Der Steuerausgang 15 muss hiebei die gesamte zur Ansteuerung der Trennkontakte 10, 11, 18 erforderliche Leistung liefern, und weist eine entsprechend leistungsstarke Ausgangsstufe auf. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist weiters eine separate Schalteinheit 22 vorgesehen, welche durch die Steuerleitung 20 angesteuert wird, und dann wiederum die Steuerung der einzelnen Trennkontakte 10, 11, 18 durchführt. Dies weist vor allem bei weitläufigen elektrischen üistallationsanordnungen 1 den Vorteil auf, dass keine übermäßig großen Kabellängen auftreten, welche zu Problemen bei den Treiberstufen, bzw. zu Signaldispersion in den Steuerleitungen 20 führen könnten.

In Weiterführung der Erfindung kann im Bereich wenigstens eines Geräts 3, 16, 17 ein weiterer Sensor 23 zur Detektion einer nichtelektrischen Größe vorgesehen sein, etwa ein Flüssigkeits- und/oder Feuchtigkeitssensor, ein Hitzesensor, Geigerzähler, Schadgassensor, Feuermelder, Rauchgassensor, Stoßsensor und/oder Vibrationssensor. Der betreffende Sensor 23 ist dabei bevorzugt derart ausgebildet, dass dieser im Falle einer Detektion eines gefährlichen Betriebszustandes, welcher eine Benachrichtigung eines Benutzers oder ein Abschalten des betreffenden Geräts 17 erforderlich machen würde, gezielt » · · • · ··· • · · · • ·· · ·· ·· • · · · · • · · · • · «·· • · · • ·*♦· ·· 11 einen vorgebbaren Ableitstrom erzeugt und über eine im oder am Gerät 17 vorgesehene Ableitstrecke 24 in das betreffende zweite Teilnetz 9 bzw. Subnetz 21 leitet. Dadurch kann ohne eine weitere Busverbindung das betreffende Gerät 17 als fehlerhaft identifiziert und gegebenenfalls abgeschaltet werden. Hiebei kann vorgesehen sein, den vorgebbaren Ableitstrom zur Informationsübertragung zu verwenden, indem etwa Informationen über den Betriebszustand bzw. die Sensordaten in codierter Form in dem Ableitstrom enthalten sind, welche durch die Fehlerbestimmungsvorrichtung 7 ausgelesen und verarbeitet werden können.

Weitere erfindungsgemäße Ausfuhrungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausfuhrungsformen, vorgesehen sein kann.

Patentansprüche:

Claims

12 GIBLER & POTH Patentanwälte OEG Dorotheergasse 7 — A-1010 Wien — patent@aon.at Tel: +43 (1) 512 10 98 - Fax: +43 (1) 513 47 76 30935Ah PATENTANSPRÜCHE 1. Elektrische Installationsanordnung (1) umfassend ein elektrisches Energieverteilungsnetz (2) und/oder wenigstens ein erstes elektrisches Gerät (3), dadurch gekennzeichnet, dass an und/oder in dem elektrischen Energieverteilungsnetz (2) und/oder dem wenigstens einen ersten elektrischen Gerät (3) Mittel (4) zur Bestimmung einer Fehlerquelle mittels Blind Source Separation angeordnet sind, vorzugsweise zur Ortung wenigstens einer ersten elektrischen Fehlerquelle, insbesondere wenigstens einer ersten Fehlerstromquelle und/oder eines ersten Überlastbereichs.

2. Elektrische Installationsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4) zur Bestimmung einer Fehlerquelle mittels Blind Source Separation wenigstens einen ersten Sensor (5) und einen zweiten Sensor (6) zum Detektieren wenigstens einer, durch die elektrische Installationsanordnung (1) induzierten bzw. beeinflussbaren ersten physikalischen Größe umfassen.

3. Elektrische Installationsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4) zur Bestimmung einer Fehlerquelle mittels Blind Source Separation wenigstens eine Fehlerbestimmungsvonichtung (7) zur Bestimmung einer Fehlerquelle in der elektrischen Installationsanordnung (1) mittels Blind Source Separation umfassen.

4. Elektrische Installationsanordnung (1) nach Anspruch 3, wobei das elektrische Energieverteilungsnetz (2) wenigstens ein erstes elektrisches Teilnetz (8) und ein zweites elektrisches Teilnetz (9) zum Anschluss elektrischer Geräte (3) aufweist, wobei das erste elektrische Teilnetz (8) erste vorgebbar ansteuerbare Trennkontakte (10) aufweist, und wobei 13 das zweite elektrische Teilnetz (9) zweite vorgebbar ansteuerbare Trennkontakte (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Sensor (5, 6) an die Fehlerbestimmungsvorrichtung (7) angeschlossen sind, und dass die Fehlerbestimmungsvorrichtung (7) mit dem ersten und dem zweiten Trennkontakt (10, 11) wirkverbunden ist.

5. Elektrische Installationsanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (5) an und/oder in dem ersten elektrischen Teilnetz (8) und/oder dem ersten elektrischen Gerät (3) angeordnet ist, und dass der zweite Sensor (6) an und/oder in dem zweiten elektrischen Teilnetz (9) und/oder einem zweiten elektrischen Gerät (16) angeordnet ist.

6. Elektrische Installationsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blind Source Separation zufolge der Independent Component Analysis implementiert ist.

7. Elektrische Installationsanordnung (1) nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgebbare Anzahl weiterer Sensoren (12) und eine vorgebbare Anzahl weiterer elektrischer Teilnetze (13) vorgesehen ist, und dass die Gesamtanzahl der Sensoren (5, 6,12) geringer als die Gesamtanzahl elektrischer Teilnetze (8,9,13) ist.

8. Elektrische Installationsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste und/oder zweite Sensor (5, 6) als elektrischer Sensor, insbesondere als Shunt, Hallelement, Übertrager oder Summenstromwandler, ausgebildet ist.

9. Fehlerbestimmungsvorrichtung (7) zur Bestimmung einer Fehlerquelle in einer elektrischen Installationsanordnung (1), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerbestimmungsvorrichtung (7) wenigstens einen Sensoreingang (14) und wenigstens einen Steuerausgang (15) zur wenigstens mittelbaren Ansteuerung wenigstens eines Trennkontaktes (10, 11) innerhalb einer elektrischen Installationsanordnung (1) aufweist, und dass die Fehlerbestimmungsvorrichtung (7) eine • · · · · • · · · ··· • · · · • ·

• · · · ··· · • # · ft · · · • · · · · · · ·· ·· ft · 14 Datenverarbeitungseinheit zur Bestimmung einer Fehlerquelle in der elektrischen Installationsanordnung (1) mittels Blind Source Separation aufweist.

10. Verfahren zur Bestimmung einer Fehlerquelle in einer elektrischen Installationsanordnung (1), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mittels Blind Source Separation, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste und eine zweite physikalische Größe, welche durch die elektrische Installationsanordnung (1) induziert bzw. beeinflussbar sind, detektiert werden, und dass anschließend aus der ersten und zweiten physikalischen Größe mittels Blind Source Separation eine Fehlerquelle bestimmt wird.

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