AT528380B1 - Warnvorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer Annäherung an eine elektrische Anlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Warnvorrichtung (W) zum Erkennen einer Annäherung an eine elektrische Anlage, welche zumindest eine unter Spannung (U) stehenden Komponente (L), insbesondere eine elektrische Leitung, aufweist, die von einem elektrischen Feld (E) umgeben ist. Dabei weist die Warnvorrichtung (W) zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) auf, von welchen das elektrische Feld (E) in Form jeweils eines Messsignals (M1, M2) erfasst wird. Weiterhin umfasst die Warnvorrichtung eine Auswerteeinheit (AW), welche dazu eingerichtet ist, eine Differenz der von den zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfassten Messsignale (M1, M2) in Bezug zu einer Bezugsgröße, welche aus den von den zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfassten Messsignalen (M1, M2) ableitbar ist, auszuwerten, anhand eines Auswerteergebnisses ein jeweils aktuelles Gefährdungspotential abzuschätzen und eine Ausgabe zumindest eines Warnsignals (WS) entsprechend dem jeweils abgeschätzten Gefährdungspotential anzusteuern.

Description

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Beschreibung

WARNVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ERKENNEN EINER ANNÄHERUNG AN EINE ELEKTRISCHE ANLAGE

[0001] Die gegenständliche Erfindung betrifft allgemeine das Gebiet der Sicherheitsausrüstungen, insbesondere den Bereich des Personenschutzes im Umfeld bzw. in der Nähe elektrischer Anlagen. Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Warnvorrichtung zum Erkennen einer Annäherung an eine elektrische Anlage, welche zumindest eine oder mehrere unter Spannung stehenden Komponenten, insbesondere elektrische Leitungen, aufweist, die von einem elektrischen Feld umgeben sind. Dabei weist die Warnvorrichtung zumindest zwei Sensoreinheiten, welche jeweils das elektrische Feld in Form jeweils eines Messsignals erfassen, eine Auswerteeinheit zum Auswerten der von den Sensoreinheiten jeweils erfassten Messsignale sowie eine Alarmierungseinheit zum Ausgeben zumindest eines Warnsignals auf. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein zugehöriges Verfahren zum Erkennen einer Annäherung an eine elektrische Anlage.

STAND DER TECHNIK

[0002] Elektrische Anlagen zur Energieversorgung sind weit verbreitet. Sie dienen neben der Spannungsumwandlung (z.B. Umspannwerke, Transformatorstationen, etc.), auch der Übertragung von elektrischer Energie über größere Entfernungen (z.B. elektrische Hoch- und Mittelspannungsnetze oder Abschnitte davon) sowie der Verteilung der Energie an Verbraucher (z.B. elektrische Niederspannungsnetze oder Abschnitte davon), um für die Energieversorgung von Gebäuden, für einen Maschinenpark oder eine Industrieanlage zu sorgen. Üblicherweise werden bei der Energieversorgung eine Anzahl an verschiedenen, elektrischen Anlagen eingesetzt. Elektrische Anlagen weisen üblicherweise eine Vielzahl an Komponenten auf, welche zum Wandeln von elektrischer Energie, wie z.B. Leistungstransformatoren, Schaltanlagen, etc., und/oder zum Übertragen und Verteilen von elektrischer Energie, wie z.B. Übertragungs- und Verteilleitungen (z.B. Kabel und/oder Freileitungen), Hochspannungskabelendverschlüsse, etc. verwendet werden. Derartige Komponenten führen Strom bzw. stehen unter Spannung, welche je nach Einsatzbereich der Komponente im Mittel- oder Hochspannungsbereich, wie z.B. bei Übertragungsleitungen, oder im Niederspannungsbereich, wie z.B. bei Verteilungsleitungen, liegen kann.

[0003] Die elektrischen Anlagen zur Energieversorgung mit ihren zahlreichen Komponenten, insbesondere elektrische Leitungen für die Energieübertragung und -verteilung, bedürfen einer regelmäßigen Überprüfung, Wartung und Instandhaltung, gegebenenfalls auch Erweiterung. Diese Tätigkeiten werden von entsprechenden Personen - zum Teil auch während des laufenden Betriebs der elektrischen Anlagen bzw. des Energieversorgungssystems - durchgeführt. Damit geht eine immanente Gefährdung solcher Personen einher, da im Fall einer unbeabsichtigten Annäherung in eine gefährliche Nähe an stromführende und/oder an unter Spannung stehende Komponenten, insbesondere einer elektrischen Leitung, und/oder eines unbeabsichtigten Kontakts mit derartigen Komponenten durch einen elektrischen Schlag bzw. Stromschlag Lebensgefahr oder zumindest die Gefahr von teils erheblichen Verletzungen bestehen kann. Weiterhin können sich im Umfeld einer elektrischen Anlage in der Regel auch Personen befinden, die im Falle eines falschen Verhaltens oder eines Fehlers in der elektrischen Anlage ebenfalls gefährdet sein können, z.B. einen Stromschlag zu erleiden. Ein derartiges Gefährdungspotential kann natürlich nicht nur bei elektrischen Anlagen eines Energieversorgungssystems, sondern auch bei Arbeiten (z.B. Inbetriebnahme, Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten, Rettungsaktionen, Renovierungsarbeiten, etc.) im Umfeld oder in der Nähe von anderen Anlagen mit stromführenden und/oder unter Spannung stehenden Komponenten, wie z.B. Industrieanlagen, Produktionsmaschinen, etc., bestehen. Weiterhin kann bei Arbeiten mit Arbeitsmaschinen, wie z.B. Kränen, Bagger, etc., im Umfeld von Komponenten von elektrischen Anlagen eines Energieversorgungssystem, insbesondere in der Nähe von Übertragungsleitungen oder Verteilungsleitungen in Form Freileitungen oder Kabeln, die Gefahr bestehen, dass beispielsweise eine Arbeitsmaschine der Leitung zu nahekommt und/oder diese unbeabsichtigt beschädigt.

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[0004] Üblicherweise sind z.B. in der Energiewirtschaft wie auch im industriellen Bereich Sicherheitsvorschriften und -praktiken vorgesehen, welche die Gefährdung von Personen durch elektrische Anlagen reduzieren und Unfälle mit stromführenden und/oder unter Spannung stehenden Komponenten bzw. eine Beschädigung der Komponenten durch Arbeitsmaschinen verhindern sollen. Vor allem im industriellen Bereich ist es üblich, dass elektrische Anlagen einen sogenannten Notaus aufweisen, um beispielsweise im Fall einer Berührung einer unter Spannung stehenden Komponente spannungsfrei zu schalten. Dadurch kann zwar die Sicherheit von Personen, welche im Umfeld von unter Spannung stehenden und/oder stromführenden Komponenten elektrischer Anlagen arbeiten, vor allem vor Stromschlag durch unbeabsichtigten Kontakt, erhöht werden. Es ist allerdings zumindest eine weitere Person anwesend sein, welche den Notaus im Fehlerfall auslöst und gegebenenfalls Hilfe holt. Unbeabsichtigte Beschädigungen von elektrischen Komponenten, insbesondere von Übertragungsleitungen (z.B. Freileitungen, Kabel) durch Arbeitsmaschinen werden dadurch kaum verhindert.

[0005] Eine Möglichkeit vor allem die Sicherheit von Personen zu erhöhen, welche im Umfeld bzw. in der Nähe von elektrischen Anlagen, insbesondere eines Energieversorgungssystems, arbeiten und welche daher der Gefahr einer gefährlichen Annäherung an eine unter Spannung stehende und/oder stromführende Komponente, wie z.B. einer unter Spannung stehenden Leitung, ausgesetzt sind, bieten Warnvorrichtungen. Es sind heutzutage verschiedene Warnvorrichtungen bekannt, welche für den persönlichen Gebrauch bestimmt sind und von Personen, welche z.B. im Bereich von elektrischen Anlagen arbeiten, eingesetzt werden können, um sich vor unbeabsichtigten gefährlichen Annäherungen an elektrische Komponenten und Stromschlagunfällen, vor allem in Mittel- und Hochspannungsnetzen, aber auch in Niederspannungsnetzen, zu schützen. Üblicherweise erfassen derartige Warnvorrichtungen das elektrische Feld, welches eine unter Spannung stehende Komponente, z.B. die elektrische Leitung, umgibt, wobei eine Stärke und ein Ausmaß dieses Feldes proportional zum Spannungsniveau der jeweiligen Komponente ist, oder im Falle einer Stromführung das magnetische Feld. Sie überwachen beispielsweise eine Einhaltung von Expositionsgrenzwerte für elektrische Felder und erzeugen bei Überschreiten derartiger Grenz- bzw. Schwellwerte ein Warnsignal, um z.B. eine gefährliche Annäherung und/oder einen Stromunfall zu verhindern. Idealerweise sind diese Warnvorrichtungen als kompakte, leicht von einer Person tragbare Warngeräte ausgeführt. Die Warnvorrichtung kann z.B. so ausgestaltet sein, dass sie am Handgelenk, an der Arbeitskleidung und/oder an einem Helm angebracht und getragen werden kann, um die Person bei ihren Tätigkeiten nicht behindert.

[0006] Ein derartiges Warngerät ist beispielsweise aus der EP 1296 150 A1 bekannt, welches von einer Person z.B. auf einem Helm getragen werden kann. Dieses Warngerät besitzt ein Gehäuse, in welchem eine Sensorschaltung und eine mit der Sensorschaltung gekoppelt Alarmschaltung angeordnet sind. Die Sensorschaltung erfasst ein elektrisches Feld und erzeugt ein Signal, das proportional zur Stärke des erfassten elektrischen Felds ist. Die Alarmschaltung erzeugt ein akustisches Warnsignal, dessen WMederholungsrate proportional zur Stärke des erfassten elektrischen Felds ist, und ein optisches Warnsignal, wobei das akustische Signal manuell stumm geschaltet werden kann und sich nach einer vorgegebenen Zeitdauer wieder aktiviert.

[0007] Ein weiteres tragbares Warngerät ist z.B. aus der EP 4 276 478 A1 bekannt, bei welcher ebenfalls mittels zweier Sensoreinheiten ein elektrisches Feld, insbesondere ein elektrisches Feld einer Hochspannungs-Leitung, erkannt wird. Dieses Warngerät gibt ein akustisches oder optisches Warnsignal aus, welches der das Warngerät tragenden Person die Stärke sowie eine generelle Richtung des erkannten elektrischen Felds anzeigt. Auch bei diesem Warngerät kann beispielsweise das akustische Warnsignal von der nutzenden Person stumm geschaltet werden, wobei sich das akustische Warnsignal ebenfalls nach einer vorgegebenen Zeitdauer wieder aktiviert.

[0008] Die US 2019/0101573 A1 zeigt beispielweise eine Vorrichtung zur Spannungserkennung, die in einem von Arbeitern verwendbaren Handschuh integriert ist. Die Vorrichtung weist eine leitende Antenne sowie eine elektronische Schaltung auf. Die Antenne verläuft dabei vom einem Anschlussende, mit dem die Antenne mit der elektronischen Schaltung verbunden ist, bis zu einer Fingerspitze des Handschuhs, wo ein Endabschnitt der Antenne sich um beide Seite des distalen

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Fingerglieds wickelt, um mittels kapazitiver Kopplung einen Spannung zu erfassen, wenn der Handschuh in die Nähe einer Wechselspannungsquelle kommt. Die elektronische Schaltung kann die am Eingang bzw. am Anschlussende der Antenne anliegende Spannung erfassen und einen Alarm aktivieren, wenn die erfasste Spannung ein elektrisches Wechselfeld anzeigt, dessen Stärke einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.

[0009] Weiterhin ist aus der US 2021/0318362 A1 ein tragbares Spannungserfassungsgerät (z.B. in Form eines Armbands) bekannt, welches zumindest einen Sensor zum Erkennen einer elektromagnetischen Strahlung einer Quelle, wie z.B. eines elektrischen Geräts, und zum Erzeugen entsprechender Signaldaten aufweist. Weiterhin umfasst das Spannungserfassungsgerät einen Steuerblock mit einem Prozessor, einer Datenerfassungsschaltung und einem Speicher, um die Signaldaten des Sensors auszuwerten, mittels Signalverarbeitung eine Ursprung der elektromagnetischen Strahlung zu identifizieren und für die Ausgabe eines Warnsignal mit einer Schwellspannung zu vergleichen.

[0010] Idealerweise sollten derartige Warngeräte eine das Warngerät tragende Person, welche sich einer unter Spannung stehenden Komponente, insbesondere einer elektrischen Leitung, annähernd zuverlässig bei einem entsprechenden Sicherheitsabstand vor einer gefährlichen Annäherung warnen. Allerdings stellt die Funktionalität dieser Warngeräte dies nicht vollständig sicher. Die vom Warngerät erfasste elektrische Feldstärke kann beispielweise in einer gefährlichen Nähe zu einer Komponente des Niederspannungsbereichs (z.B. einem Leitersystem mit z.B. drei Außenleitern oder einem elektrischen Leiter bzw. Außenleiter im Bereich von 230 Volt bis ca. 1000 Volt Wechselspannung) denselben Wert aufweisen, wie in einem relativ sicheren Abstand zu einer Komponente des Mittel- oder Hochspannungsbereichs (z.B. einer elektrischen Leitung oder Leitersystem im Bereich von über ca. 1kV Wechselspannung). So kann z.B. bei einem bereits gefährlichen Abstand von ca. 20 cm von einer elektrischen Komponente im Niederspannungsbereich annähernd derselbe Feldstärkenwert (z.B. ca. 250 \VV/m) gemessen werden, wie beispielsweise in einem sicheren Abstand (z.B. ca. 4m) von einer elektrischen Komponente bzw. Leitung im 10kV-Mittelspannungsbereich oder in einer relativ großen Distanz (z.B. ca. 150m) von einer Hochspannungskomponente bzw. -leitung im Bereich von 420kV, wenn berücksichtigt wird, dass das elektrisches Feld sich beispielsweise aus einem Verhältnis zwischen Spannung und Abstand zur elektrischen Komponente ergibt. Bei einem unendlich langen Leiter ergibt sich das elektrische Feld beispielsweise in Abhängigkeit vom Abstand zum Leiter aus der folgenden Formel:

E(d) = —

dxn(£) wobei E für das elektrische Feld bzw. die elektrische Feldstärke, U für die Spannung, d für einen

Abstand zum unter der Spannung stehenden elektrischen Leiter, und R für einen Radius der elektrischen Leiter stehen.

[0011] Warngeräte, welche nur eine erfasste Feldstärke betrachten, können beispielsweise nicht zwischen einer gefährlichen Annäherung an eine Niederspannungskomponente und einem elektrischen Feld einer Mittel- bzw. Hochspannungskomponente in einem sicheren oder sogar weit entfernten Abstand unterscheiden. Bei diesen Warngeräten wird z.B. ein Alarm ausgelöst, wenn eine Feldstärke erfasst wird, welche einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Es werden daher nicht selten unnötiger Weise Warnsignale an einen Benutzer ausgegeben, welche dazu führen können, dass der Benutzer die Warnsignale auf stumm schaltet bzw. das Warngerät nicht verwendet. Daher werden solche Warngeräte nicht selten auf vorgegebene Spannungsbereiche eingestellt, in welchen sie zuverlässig warnen. Das kann allerdings bedeuten, dass z.B. eine Person, welche Instandhaltungs-, Wartungs-, Reparatur- und/oder Inspektionsarbeiten an elektrischen Komponenten, insbesondere an elektrischen Leitungen, durchführt, unterschiedliche für den jeweiligen Spannungsbereich passende Warngeräte mithaben und für eine Verwendung des passenden Warngeräts der jeweilige Spannungsbereich der elektrischen Komponente bekannt sein muss.

[0012] Weiterhin gibt es beispielsweise Warngeräte, wie z.B. in der WO 2018/111474 A1 beschrieben, bei welchen beispielsweise die Erkennungsempfindlichkeit und damit die Alarmierung,

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vor allem ein Schwellwert für der akustische Alarm, bei Ankunft bei einer elektrischen Komponente an eine in der Umgebung existierende elektrische Feldstärke angepasst werden kann. Das kann z.B. durch Drücken einer am Warngerät vorhandenen Taste durchgeführt werden. Dabei bleibt der Alarm des Warngeräts auf stilem Empfang, solange Messwerte der elektrischen Feldstärke unter diesem Wert liegen bzw. gleichbleiben, und wird erst aktiviert, sobald die gemessenen Werte den Schwellwert überschreiten bzw. die gemessene Feldstärke zunimmt. Das bedeutet, dass im schlimmsten Fall das Warngerät für jede elektrische Komponente neu eingestellt werden muss, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet und gegebenenfalls eine Fehlerquelle (z.B. Einstellen eines falschen Grenzwerts) und damit ein Sicherheitsrisiko darstellen kann.

[0013] Es wäre daher wünschenswert, wenn eine Warnvorrichtung bei Annäherung an eine elektrische Komponente, unabhängig von deren Spannungsbereich, zuverlässig eine gefährliche Annäherung (z.B. Unterscheiten eines jeweiligen Sicherheitsabstands) ohne zusätzlichen Aufwand und/oder ohne Gerätewechsel erkennt und dadurch die Sicherheit für einen Nutzer der Warnvorrichtung erhöht wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0014] Es ist daher die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Warnvorrichtung sowie ein zugehöriges Verfahren anzugeben, mit welchen auf einfache Weise zuverlässig eine gefährliche Annäherung an eine Komponente einer elektrischen Anlage bzw. ein Erreichen und/oder mögliches Unterschreiten eines jeweiligen Sicherheitsabstands unabhängig vom Spannungsbereich der Komponente erkannt wird.

[0015] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erkennen einer Annäherung an eine elektrische Komponente sowie ein zugehöriges Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

[0016] Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine Warnvorrichtung der ein-

gangs angegebenen Art, wobei die Warnvorrichtung zumindest aufweist:

- zumindest zwei Sensoreinheiten, welche das elektrische Feld der zumindest einen Komponente der elektrischen Anlage jeweils in ein Form eines Messsignals erfassen; und

- eine Auswerteeinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Differenz der von den zumindest zwei Sensoreinheiten erfassten Messignale in Bezug zu einer Bezugsgröße, welche aus den von den zumindest zwei Sensoreinheiten erfassten Messignalen ableitbar ist, auszuwerten, anhand eines Auswerteergebnisses ein jeweils aktuelles Gefährdungspotential abzuschätzen und eine Ausgabe zumindest eines Warnsignals entsprechend dem jeweils abgeschätzten Gefährdungspotential anzusteuern

[0017] Der Hauptaspekt der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung besteht darin, dass auf einfache Weise anhand einer Messung und Auswertung des elektrischen Felds, das die Komponente der elektrischen Anlage umgibt, ein Gefährdungspotentials z.B. für eine Person und/oder bei einer Arbeitsmaschine (z.B. Kran, Bagger, etc.) zuverlässig und unabhängig vom jeweiligen Spannungsbereich der Komponente erkannt wird. Bei einer gefährlichen Annäherung an die Komponente und/oder einem möglichen Unterschreiten eines jeweiligen Sicherheitsabstands zur Komponente kann die Auswerteeinheit entsprechend dem abgeschätzten Gefährdungspotential eine Ausgabe eines Warnsignals ansteuern, um die aktuelle Gefährdung zu signalisieren. Durch die Abschätzung des Gefährdungspotentials anhand der Differenz der von den Sensoreinheiten erfassten Messsignale in Bezug zu einer aus den Messsignalen ableitbaren Bezugsgröße wird die Ausgabe des Warnsignals immer einer aktuellen Situation (z.B. Abstand zur Komponente, Spannungsbereich der Komponente, etc.) entsprechend ohne zusätzlichen Aufwand angesteuert und angepasst. Dadurch werden unnötige Warnsignale vermieden, da zwischen einer Komponente des Mittel- und/oder Hochspannungsbereichs in einem größeren und daher sicheren Abstand und einer Komponente des Niederspannungsbereichs in einem geringen Abstand unterschieden werden kann.

[0018] Weiterhin ist es günstig, wenn die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, ein von einer

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ersten Sensoreinheit der zumindest zwei Sensoreinheiten erfasstes erstes Messsignal oder ein von einer zweiten Sensoreinheit der zumindest zwei Sensoreinheiten erfasstes zweites Messsignal oder ein Mittelwert der von den zumindest zwei Sensoreinheiten erfassten Messsignale als Bezugsgröße zu verwenden. Die Bezugsgröße, zu der die Differenz der Messsignale in Bezug gesetzt wird (z.B. im einfachsten Fall mittels Division), sollte idealerweise widerspiegeln, wie groß das elektrische Feld ist, welches die unter Spannung stehende Komponente umgibt, an die eine Annäherung erfolgt. Daher könnte alternativ zum ersten, zweiten Messsignal oder zum Mittelwert der Messignale auch ein Maximum, ein Minimum, ein Median oder eine ähnliche durch Berechnung aus den Messignalen der zumindest zwei Sensoreinheiten abgeleitete Größe als Bezugsgröße verwendet werden. Aus der Relation zwischen Differenz aus den Messsignalen und der Bezugsgröße kann dann sehr einfach das aktuelle Gefährdungspotential abgeschätzt werden.

[0019] Idealerweise umfasst die Warnvorrichtung auch eine Alarmierungseinheit, welche von der Auswerteeinheit ansteuerbar ist und welche dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Warnsignal als optischen Alarm und/oder akustischen Alarm und/oder Vibrationsalarm auszugeben, wobei mittels Ansteuerung durch die Auswerteeinheit eine Lautstärke und/oder Frequenz und/oder Intensität des zumindest einen Warnsignals bei der Ausgabe an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential anpassbar ist. Das bedeutet, die Alarmierungseinheit - angesteuert durch die Auswerteinheit - entsprechend dem jeweils aktuellen Gefährdungspotential ein Warnsignal aus, welche in seiner Form - d.h., Lautstärke, Frequenz und/oder Intensität - beispielsweise an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential angepasst wird. So kann z.B. ein Warnsignal mit steigendem Gefährdungspotential bzw. mit Annäherung an die unter Spannung stehende Komponente lauter, in der Frequenz und/oder Intensität gesteigert werden.

[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform der Warnvorrichtung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, dass jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential mit zumindest einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen. Dabei steuert die Auswerteeinheit die Alarmierungseinheit an, das zumindest eine Warnsignal auszugeben, wenn das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential den zumindest einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Ein Vergleichsergebnis kann dann sehr einfach für die Ansteuerung der Ausgabe des zumindest einen Warnsignals genutzt werden. So kann durch den Vergleich des Gefährdungspotentials mit dem Schwellwert sehr leicht festgestellt werden, wann die Ausgabe des zumindest einen Warnsignals durch die Alarmierungseinheit aktiviert bzw. deaktiviert werden soll.

[0021] Weiterhin kann das Warnsignal dazu ausgestaltet sein, eine Notausfunktion zu aktivieren, wenn bei einem Vergleich des jeweils abgeschätzten Gefährdungspotentials mit dem zumindest einen vorgegebenen Schwellwert durch die Auswerteeinheit festgestellt wird, dass das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential den zumindest einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt. Auf diese Weise kann z.B. eine Hebebühne, auf welcher sich eine arbeitende Person befindet und sich einer unter Spannung stehenden Komponente, wie z.B. einer elektrischen Leitung, annähert, oder eine Arbeitsmaschine (z.B. Kran, Kranarm, Bagger, etc.), welche sich einer unter Spannung stehenden Komponente, wie z.B. einer elektrischen Leitung, annähert rasch gestoppt werden, wenn z.B. die Gefahr besteht, dass eine sichere Distanz zur unter Spannung stehenden Komponente unterschritten werden könnte.

[0022] Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, das erste erfasste Messsignal und/oder das zweite Messsignal und/oder den Mittelwert der von den zumindest zwei Sensoreinheiten erfassten Messsignale mit zumindest einem vorgegebenen Berechnungsgrenzwert zu vergleichen, wobei unterhalb des zumindest einen Berechnungsgrenzwert das jeweilige aktuelle Gefährdungspotential als gering gestuft wird. Das bedeutet, dass unterhalb des Berechnungsgrenzwerts keine weiteren Betrachtungen bzw. Berechnungen (z.B. Ermitteln der Differenz der Messsignale, Ermitteln einer Relation der Differenz zu Bezugsgröße) in der Auswerteeinheit erfolgen, wodurch z.B. Hardwareressourcen und/oder Rechnerleistung - vor allem bei der Auswerteeinheit - gespart werden können. Da unterhalb des vorgegebenen Berechnungsgrenzwerts das Gefährdungspotential als gering angesehen wird, unterbleibt auch die Ausgabe eines Warnsignals bzw. die Ausgabe des Warnsignals wird von der Auswerteeinheit nicht aktiviert.

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[0023] Es ist auch vorteilhaft, wenn die Warnvorrichtung eine lokale Speichereinheit aufweist, in welcher zumindest Anpassungsvorgaben zum Anpassen der Ausgabe des zumindest einen Warnsignals an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential hinterlegt sind. Die Auswerteeinheit kann dabei die in der Speichereinheit hinterlegte Anpassungsvorgaben für das Warnsignal (z.B. betreffend Frequenz, Lautstärke, Intensität, etc.) sehr einfach z.B. zum Anpassen der Ausgabe des zumindest einen Warnsignals an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential heranziehen und damit die Ausgabe des Warnsignals sehr leicht und einfach ansteuern. Weiterhin können in der lokalen Speichereinheit der zumindest eine Schwellwert sowie der zumindest eine Berechnungsgrenzwert hinterlegt sein.

[0024] Weiterhin weist die Warnvorrichtung vorteilhafterweise eine Filtereinheit auf, um das Auswerteergebnis und/oder das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential zu filtern. Idealerweise ist die Filtereinheit als Tiefpassfilter ausgestaltet. Auf diese Weise können sehr einfach kurzfristige Schwankungen des Auswerteergebnisses bzw. des Gefährdungspotentials ausgefiltert werden. Derartige Schwankungen können z.B. durch kurzfristige Schwankungen der Messsignale, welche z.B. beim Bewegen der Warnvorrichtung im Bereich der unter Spannung stehenden Komponente entstehen können, und/oder durch Fehler beim Erfassen der Messsignale durch die Sensoreinheiten oder durch Störungen auftreten. Eine kurzfristige Schwankung in zumindest einem der Messsignale, eine Fehlmessung und/oder Störungen führen damit nicht zu einem fehlerhaft abgeschätzten Gefährdungspotential und zur Ausgabe von Warnsignalen.

[0025] Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Warnvorrichtung sieht vor, dass die Warnvorrichtung als mobiles Gerät ausgestaltet ist, welches an einem Helm oder an einem Kleidungsstück anbringbar ist oder am Handgelenk tragbar ist. Die Warnvorrichtung kann damit sehr einfach von einer Person z.B. bei Wartungs-, Reparatur- oder Inspektionsarbeiten im Bereich einer elektrischen Anlage bzw. einer Komponente einer elektrischen Anlage, insbesondere einer elektrischen Leitung, verwendet werden, um bei einer Gefährdung frühzeitig und zuverlässig gewarnt zu werden. Alternativ kann die als mobiles Gerät ausgestaltete Warnvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Warnvorrichtung an einer Arbeitsmaschine anbringbar ist. Damit kann z.B. eine zu nahe Annäherung einer Arbeitsmaschine (z.B. Kran, Bagger, etc.) an die Komponente, insbesondere elektrische Leitung, rechtzeitig erkannt und gegebenfalls eine Beschädigung der Komponente und/oder der Arbeitsmaschine verhindert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0026] Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur 1 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt Fig.1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Warnvorrichtung zum Erkennen einer Annäherung an eine elektrische Anlage mit zumindest einer Komponente.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0027] Die Erfindung betrifft eine Warnvorrichtung W, mit welcher eine Annäherung an eine elektrische Anlage eines Energieversorgungssystems bzw. an eine unter Spannung U stehende Komponente L einer elektrischen Anlage eines Energieversorgungssystems erkannt werden kann.

[0028] In Fig. 1 ist beispielhaft als Komponente L, welche unter einer Spannung U steht und daher von einem elektrischen Feld E umgeben ist, eine elektrische Leitung oder ein elektrische Leitersystem, wie z.B. ein Kabel oder eine Freileitung, oder ein Abschnitt davon im Querschnitt dargestellt. Die Spannung U kann in einem unterschiedlichen Spannungsbereich liegen, je nachdem ob die elektrische Leitung zu einer elektrischen Anlage bzw. einem Übertragungs- und/oder Verteilungsnetz im Hoch-, Mittel- oder Niederspannungsbereich gehört. Bei einer Leitung oder einem Leitungssystem des Niederspannungsbereichs, welches z.B. aus drei Außenleitern und einem Neutral- und einem Schutzleiter besteht, liegt die Spannung U beispielsweise in einem Bereich von 230V bis 400V, je nachdem ob die Spannung U von einem Außenleiter gegen Neutral- und Schutzleiter oder die Spannung U zwischen zwei Außenleitern betrachtet wird, kann aber bis zu ca. 1kV betragen. Bei einer Leitung eines Mittelspannungsnetzes kann die Spannung U

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zwischen den Außenleitern beispielsweise in einem Bereich von 1kV bis zu ca. 50kV bis 6OKV liegen, wobei z.B. Mittelspannungsnetze zur Übertragung und Verteilung von Energie üblicherweise mit z.B. 10kV oder 20kV betrieben werden. Handelt es sich um eine Leitung eines Hochspannungsnetzes so kann die Spannung U zwischen den Außenleitern in einem Bereich von ca. 50kV oder 60kV bis zu über 400kV liegen, wobei z.B. Hochspannungsnetz in Westeuropa üblicherweise mit 110kV, 220kV oder 380kV, gelegentlich mit 420kV betrieben werden.

[0029] Die Warnvorrichtung W kann aber auch im Umfeld einer anderen Komponente L einer elektrischen Anlage, wie z.B. eines Transformators, einer Schaltanlage, etc., welche von einem elektrischen Feld E umgeben ist, zum Erkennen einer gefährlichen Annäherung eingesetzt werden.

[0030] Bei Annäherung an die unter Spannung U stehende Komponente L, z.B. eine elektrische Leitung bzw. Verringerung eines Abstands d zur Komponente L, beispielsweise im Rahmen von Wartungs-, Reparatur- und/oder Inspektionsarbeiten, besteht ein Gefährdungspotential durch die Komponente L, z.B. dass eine Person der Komponente L zu nahekommt, einen Stromschlag erleidet oder gegebenfalls die Komponente L, insbesondere eine elektrische Leitung, unabsichtlich berührt. Auch bei einem Einsatz von Arbeitsmaschinen (z.B. Kran, Bagger, etc.) kann das Gefährdungspotential bestehen, z.B. der Komponente L zu nahe zu kommen, was zu Beschädigungen an der Komponente L und/oder der Arbeitsmaschine, zu einem Kurzschluss und zu Störungen in der elektrischen Anlage, etc. führen kann. Daher ist es wichtig, dass sowohl von Personen als auch Arbeitsmaschinen ein gewisser Sicherheitsabstand zur Komponente L eingehalten wird, um eine Gefährdung (z.B. Stromschlag, unabsichtliche Berührung, Beschädigung, etc.) möglichst gering zu halten. Je nachdem in welchem Spannungsbereich - d.h., Nieder-, Mitteloder Hochspannung - die Höhe der Spannung U der Komponente L liegt, kann ein unterschiedlich großer Sicherheitsabstand notwendig sein. Bei elektrischen Leitungen kann z.B. bei einer Leitung im Niederspannungsbereich mit einer Spannung U von 230V bzw. 400V ca. 0,5m, bei z.B. einer Leitung im Mittelspannungsbereich mit einer Spannung U von 10kV zwischen den Leitern ca. 1,5m oder bei einer Leitung im Hochspannungsbereich mit einer Spannung U von 420kV zwischen den Leitern ca. 5m betragen. Bei Annäherung an die Komponente L, vor allem wenn ein Abstand d zur Komponente L diesen Sicherheitsabstand erreicht oder gar unterschreitet, steigt das Gefährdungspotential für eine Person durch die Komponente L bzw. für eine Beschädigung und/oder Störung der Komponente L durch eine Arbeitsmaschine an.

[0031] Die in Fig. 1 beispielhaft und schematisch dargestellte Warnvorrichtung W befindet sich im Umfeld einer unter Spannung U stehenden Komponente L, wie z.B. einer elektrischen Leitung, und wird dort z.B. durch die Person, die die Warnvorrichtung W trägt, oder eine Arbeitsmaschine, an welcher die Warnvorrichtung W angebracht ist, in einem Referenzkoordinatensystem mit einer x-Achse, einer y-Achse und einer z-Achse bewegt. Dabei wird beispielsweise das Referenzkoordinatensystem so angenommen, dass eine von der x-Achse und y- Achse gebildete Ebene parallel zur Komponente L und die z-Achse z normal zur Komponente L ausgerichtet ist. D.h., dass beispielsweise eine Bewegung der Warnvorrichtung W in Richtung der x-Achse oder y-Achse der Abstand d zur Komponente L weitgehend gleichbleibt, während sich der Abstand d zur Komponente L bei einer Bewegung der Warnvorrichtung W, welche einen Anteil in Richtung der z-Achse aufweist, verändert, z.B. kleiner oder größer wird.

[0032] Die in Fig. 1 beispielhaft und schematisch dargestellte Warnvorrichtung W ist daher dazu eingerichtet, während einer Annäherung an die Komponente L vor dem Gefährdungspotential durch die Komponente L, vor allem vor Erreichen oder Unterschreiten eines Sicherheitsabstands, zu warnen - unabhängig davon welchen Spannungsbereich die Höhe der Spannung U der Komponente L aufweist. Dazu weist die Warnvorrichtung W, wie beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, zumindest zwei Sensoreinheiten SE1, SE2 auf, welche jeweils das elektrische Feld E, welches die Komponente L umgibt, in Form von jeweils einem Messsignal M1, M2 erfassen. Dabei wird von einer ersten Sensoreinheit SE1 der zumindest zwei Sensoreinheiten SE1, SE2 das elektrische Feld E in Form eines ersten Messsignals M1 und von einer zweiten Sensoreinheit SE2 das elektrische Feld E in Form eines zweiten Messsignals M2 erfasst. Idealerweise kann eine Vielzahl von Sensoreinheiten SE1, SE2 in der Warnvorrichtung W verteilt sein, welche jeweils das elektrische

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Feld E der Komponente L bzw. die elektrische Feldstärke E erfassen.

[0033] Jede der Sensoreinheiten SE1, SE2 kann dazu zumindest einen Sensor, üblicherweise mehrere Sensoren umfassen, um das elektrische Feld E omnidirektional detektieren zu können. Mittels des zumindest einen Sensors kann jede der Sensoreinheiten SE1, SE2 das elektrische Feld E in Form eines jeweiligen Messsignals M1, M2 erfassen, welches die unter Spannung U stehende Komponente L umgibt, und damit eine Stärke und ein Ausmaß des elektrischen Felds E erkennen. Der zumindest eine Sensor einer jeweiligen Sensoreinheit SE1, SE2 kann z.B. als kapazitiver Sensor ausgeführt sein, welcher beispielsweise aus zwei im Raum angeordneten Leitern (z.B. Plättchen aus leitendem Material) besteht, zwischen denen eine Spannung gemessen wird. Die von den zumindest zwei Sensoreinheiten SE1, SE2 erfassten Messsignale M1, M2 werden dann - gegebenenfalls nach einer entsprechenden Verstärkung durch eine Verstärkereinheit - an eine Auswerteeinheit AW der Warnvorrichtung W übermittelt.

[0034] Die Auswerteeinheit AW der Warnvorrichtung W ist dazu eingerichtet, aus den von den zumindest zwei Sensoreinheiten SE1, SE2 erfasste Messsignale M1, M2 eine Differenz zu bilden und diese Differenz in Bezug zu einer Bezugsgröße zu setzen und auszuwerten. Anhand eines Auswertungsergebnisses kann die Auswerteeinheit AW ein jeweils aktuelles Gefährdungspotential abschätzen und eine Ausgabe zumindest eines Warnsignals entsprechend dem jeweils abgeschätzten Gefährdungspotential ansteuern.

[0035] Die Auswerteeinheit AW kann daher eine mikroprozessorbasierte Hardware sein, auf der entsprechende Software abläuft. Die Auswerteeinheit AW kann aber auch als integrierter Schaltkreis, wie als Field-Programmable Gate Array (FPGA) oder Anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ausgeführt sein. Auch andere Implementierungen sind grundsätzlich denkbar.

[0036] Die Bezugsgröße, welche aus den Messsignalen M1, M2 ableitbar ist und zu welcher die Differenz der Messsignale M1, M2 in Relation gesetzt wird, sollte annähernd dem elektrischen Feld E bzw. der elektrischen Feldstärke E entsprechen, die absolut mit der Warnvorrichtung W (d.h. allen Sensoreinheiten SE1, SE2) im Abstand d messbar ist. Als Bezugsgröße kann beispielsweise das erste Messsignal M1 der ersten Sensoreinheit SE1 oder das zweite Messsignal M2 der zweiten Sensoreinheit SE2 oder ein Mittelwert der Messsignale M1, M2 verwendet werden. Es ist aber auch denkbar, dass beispielsweise ein Maximum, ein Minimum, ein Median, oder ähnliches durch Berechnung aus den Messsignalen M1, M2 abgeleitet und als Bezugsgröße verwendet wird. Die Differenz der Messsignale M1, M2 wird dann in Relation zu dieser Bezugsgröße gesetzt. Im einfachsten Fall wird dazu beispielsweise die Differenz der Messsignale M1, M2 durch die Bezugsgröße dividiert. Die daraus ermittelte dimensionslose Größe stellt das Auswerteergebnis dar, um das jeweils aktuelle Gefährdungspotential abzuschätzen. So ist beispielsweise das Gefährdungspotential umso größer einzuschätzen, je größer das Auswerteergebnis ist -unabhängig davon welche Höhe die Spannung U der Komponente L aufweist.

[0037] Alternativ kann in der Warnvorrichtung W, z.B. in einer lokalen Speichereinheit SP oder direkt in der Auswerteeinheit AW eine Tabelle hinterlegt sein, welche die Relation zwischen der Differenz der Messsignale M1, M2 und der Bezugsgröße herstellt. Diese Tabelle kann dann beispielsweise für die Auswertung und Abschätzung des Gefährdungspotentials herangezogen werden. In einer derartigen Tabelle können z.B. unterschiedliche Feldstärkewerte, welche z.B. von der ersten Sensoreinheit SE1 als erstes Messsignal M1 oder von der zweiten Sensoreinheit SE2 als zweites Messsignal M2 erfasst oder dem Mittelwert der Messsignal M1, M2 angenommen werden können, als Bezugsgröße hinterlegt sein. Diese Bezugsgrößenwerte können durch die Tabelle beispielsweise mit unterschiedlichen Differenzwerten zwischen den Messsignalen M1, M2 und einem möglichen Gefährdungspotential - im einfachsten Fall in Boole’scher Form, wie z.B. keine Gefahr, Gefahr - verknüpft sein. Die Auswerteeinheit AW ermittelt z.B. aus den Messsignalen M1, M2 die Bezugsgröße (z.B. aktuell gemessenen (absoluten) Feldstärkewert) und bildet die Differenz der Messsignale M1, M2, um anhand der Tabelle dann das Gefährdungspotential abschätzen zu können. Dazu kann beispielsweise anhand der Tabelle ermittelt werden, ob eine ermittelte Kombination von Bezugsgrößenwert und Differenz der Messsignale M1, M2 z.B. keine Gefahr oder eine Gefahr darstellen.

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[0038] Weiterhin kann die Auswerteeinheit AW auch dazu eingerichtet sein, das erste Messsignal M1 und/oder das zweite Messsignal M2 und/oder den Mittelwert der von den zumindest zwei Sensoreinheiten SE1, SE2 erfassten Messsignale M1, M2 mit zumindest einem vorgegebenen Berechnungsgrenzwert zu vergleichen, welche z.B. in der Auswerteeinheit AW oder in der lokalen Speichereinheit SP hinterlegt sein kann. Unterhalb des Berechnungsgrenzwerts wird das jeweilige aktuelle Gefährdungspotential als gering eingestuft und die Auswerteeinheit AW nimmt keine Auswertung bzw. Berechnungen vor. D.h., die Auswerteeinheit AW bildet keine Differenz aus den Messsignalen M1, M2 und setzt die Differenz auch nicht in Bezug zur Bezugsgröße. Da das Gefährdungspotential unterhalb des vorgegebenen Berechnungsgrenzwerts als gering eingestuft wird, erfolgt auch keine Ausgabe eines Warnsignals WS. Erst wenn der vorgegebene Berechnungsgrenzwert vom ersten Messsignal M1 und/oder zweiten Messsignal M2 und/oder dem Mittelwert der von den zumindest zwei Sensoreinheiten SE1, SE2 erfassten Messsignale M1, M2 überschritten wird, erfolgt eine Auswertung und damit eine Abschätzung des jeweils aktuellen Gefährdungspotentials auf Basis der Differenz der erfassten Messsignale M1, M2 und der vorgegebenen Bezugsgröße.

[0039] Auf Basis des jeweils abgeschätzten Gefährdungspotential steuert dann die Auswerteeinheit AW die Ausgabe des zumindest einen Warnsignals WS an. Das Warnsignal WS kann beispielsweise über eine Alarmierungseinheit AL der Warnvorrichtung W ausgegeben werden. Dabei wird die Alarmierungseinheit AL von der Auswerteeinheit AW beispielsweise derart angesteuert, dass in Abhängigkeit vom jeweils abgeschätzten Gefährdungspotential die Ausgabe des Warnsignals WS angepasst wird.

[0040] Die Alarmierungseinheit AL ist dann dazu eingerichtet - angesteuert durch die Auswerteeinheit AW, ein entsprechend angepasstes Warnsignal WS abzusetzen, um entsprechend dem von der Auswerteeinheit AW abgeschätzten Gefährdungspotential zu warnen. Die Alarmierungseinheit AL kann beispielsweise das Warnsignal WS als optischer Alarm und/oder akustischer Alarm und/oder Vibrationsalarm ausgeben. Die Alarmierungseinheit AL kann dazu beispielsweise eine optische Anzeigeeinheit, wie z.B. eine LED oder ein kleines Display, aufweisen. Die LED oder das Display kann z.B. mit einer Frequenz blinken, welche die Auswerteeinheit AW mittels entsprechender Ansteuerung der Alarmierungseinheit AL an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential durch die Komponente L anpasst. D.h., ermittelt die Auswerteeinheit AW beispielsweise ein hohes oder ein steigendes Gefährdungspotential durch die Komponente L, da sich z.B. die die Warnvorrichtung W tragende Person der Komponente L nähert oder bereits sehr nahe ist, dann wird die Frequenz des Blinkens der LED oder des Displays gesteigert. Reduziert sich das abgeschätzte Gefährdungspotential durch die Komponente L, da sich z.B. die Person von der Komponente L entfernt, so kann die Frequenz entsprechend reduziert werden oder gegebenenfalls der optische Alarm deaktiviert werden, bis wieder das abgeschätzte Gefährdungspotential wieder ansteigt.

[0041] Weiterhin kann die Alarmierungseinheit AL eine akustische Ausgabeeinheit, wie z.B. einen Lautsprecher, umfassen. Analog dem optischen Alarm kann bei einem akustischen Alarm z.B. eine Lautstärke, eine Tonhöhe und/oder eine WMederholungsfrequenz entsprechend dem abgeschätzten Gefährdungspotential durch die Komponente L angepasst werden. D.h., es kann die Lautstärke, die Tonhöhe und/oder die Mederholungsfrequenz entsprechend dem jeweils abgeschätzten Gefährdungspotential verändert - z.B. bei steigendem oder hohen Gefährdungspotential gesteigert und bei sinkendem Gefährdungspotential reduziert werden. Bei sehr geringen abgeschätzten Gefährdungspotential besteht z.B. die Möglichkeit, den akustischen Alarm vorerst stummzuschalten.

[0042] Zusätzlich oder alternativ kann die Alarmierungseinheit AL beispielsweise auch einen Vibrationsmotor zur Ausgabe eines Vibrationsalarms aufweisen, wobei z.B. eine Frequenz und/oder Intensität des Vibrationsalarms an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential über entsprechende Ansteuerung der Auswerteeinheit AW anpassbar ist.

[0043] Zusätzlich kann die Auswerteeinheit AW dazu eingerichtet sein, das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential mit zumindest einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen, welche

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z.B. in der Auswerteeinheit AW oder in der lokalen Speichereinheit SP hinterlegt sein kann. Bei Überschreiten des zumindest eine vorgegebenen Schwellwerts durch das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential stellt die Auswerteeinheit AW fest, dass die Ausgabe des Warnsignal WS durch die Alarmierungseinheit AL zu aktivieren ist, sofern das Warnsignal WS von der Alarmierungseinheit AL noch nicht ausgegeben wird. Bei Unterschreiten des zumindest eine vorgegebenen Schwellwerts durch das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential kann die Auswerteeinheit AW die Alarmierungseinheit AL dazu ansteuern, beispielsweise ein eingeschaltetes Warnsignal WS wieder auszuschalten. Das bedeutet, die Auswerteeinheit AW steuert die Alarmierungseinheit AL derart an, dass das Warnsignal WS, z.B. der optische und/oder akustische Alarm und/oder der Vibrationsalarm erst aktiviert wird, wenn der vorgegebene Schwellwert durch das abgeschätzte Gefährdungspotential überschritten wird. Bei einem Gefährdungspotentials unterhalb des Schwellwerts wird von der Alarmierungseinheit AL kein Warnsignal WS ausgegeben bzw. ein bestehendes Warnsignal WS wieder abgeschaltet.

[0044] Alternativ oder zusätzlich, kann das Warnsignal WS auch so ausgestaltet sein, dass durch das Warnsignal z.B. eine Notausfunktion aktiviert wird, wenn in der Auswerteeinheit AW festgestellt wird, dass das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential den vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Dadurch kann z.B. eine Hebebühne, auf welcher sich eine arbeitende Person befindet und sich der unter der Spannung U stehenden Komponente L, z.B. einer elektrischen Leitung, annähert, gestoppt werden, um eine Gefährdung der Person zu verhindern oder einen Sicherheitsabstand einzuhalten. Weiterhin kann durch das Warnsignal, welche bei Überschreiten des vorgegebenen Schwellwerts durch das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential abgesetzt wird, beispielsweise eine Arbeitsmaschine, wie z.B. ein Kran, eine Kranarm, ein Bagger, etc., mittels Notausfunktion gestoppt werden. Damit kann z.B. eine Beschädigung einer unter Spannung U stehenden Komponente L, wie z.B. einer elektrischen Leitung, verhindert und z.B. ein sicherer Abstand eingehalten werden.

[0045] Weiterhin kann die Warnvorrichtung W die lokale Speichereinheit SP aufweisen. In der lokalen Speichereinheit SP kann beispielsweise der zumindest eine vorgegebene Schwellwert für den Vergleich mit dem abgeschätzten Gefährdungspotential sowie der zumindest eine vorgegebene Berechnungsgrenzwert hinterlegt sein. Weiterhin können in der lokalen Speichereinheit SP auch Anpassungsvorgaben zur Anpassung des Warnsignals WS gespeichert sein. Dabei können beispielsweise für unterschiedliche Größenbereiche der Differenz zwischen den Messsignalen M1, M2 jeweils Anpassungsvorgaben für das Warnsignal WS in der Speichereinheit SP hinterlegt sein, durch welche das auszugebende Warnsignal WS z.B. in Lautstärke, Frequenz und/oder Intensität an das abgeschätzte Gefährdungspotential durch die Komponente L angepasst wird. Die Anpassungsvorgaben können z.B. in Form einer Tabelle in der Speichereinheit SP hinterlegt sein, wobei vorgegebenen Größenbereichen der Differenz zwischen den Messsignalen M1, M2 jeweils eine Anpassungsvorgabe für das Warnsignal WS zugeordnet ist.

[0046] Die Warnvorrichtung W kann zusätzlich noch eine Filtereinheit F aufweisen, mit welcher das jeweilige Auswerteergebnis und damit das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential gefiltert werden kann. Die Filtereinheit F kann z.B. als Tiefpassfilter ausgestaltet sein und verhindern, dass z.B. kurzfristige Ausreißer des Auswerteergebnisses beispielsweise aufgrund von z.B. kurzzeitigen Messschwankungen und/oder Fehlern beim Erfassen der Messsignale M1, M2 durch die Sensoreinheiten SE1, SE2 zu einer fehlerhaften Abschätzung des Gefährdungspotentials und damit fehlerhaften Ansteuerung der Ausgabe des Warnsignals WS führen.

[0047] Weiterhin kann die Warnvorrichtung W eine Energieversorgung, wie z.B. eine entsprechende Batterie, einen entsprechenden Akkumulator oder Ähnliches, aufweisen. Die Energieversorgung versorgt dann vor allem die Auswerteeinheit AW sowie die Alarmierungseinheit AL mit der notwendigen Energie zu versorgen.

[0048] Weiterhin kann die Warnvorrichtung W als mobiles Gerät ausgestaltet sein. Dazu kann die Warnvorrichtung W ein Gehäuse aufweisen, in welchem die Sensoreinheiten SE1, SE2, die Auswerteeinheit AW, die Alarmierungseinheit AL, die lokale Speichereinheit SP sowie die Energieversorgung angeordnet sind. Als mobiles Gerät kann die Warnvorrichtung W beispielsweise

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an einem Helm einer Person oder an einem Kleidungsstück einer Person angebracht werden oder am Handgelenk getragen werden, um ein Gefährdungspotential der unter Spannung U stehenden Komponente L für die Person zu erkennen und die Person bei einer gefährlichen Annäherung (z.B. bei Erreichen oder Unterschreiten eines Sicherheitsabstands) zu warnen. Weiterhin kann die Warnvorrichtung W auch an einer Arbeitsmaschine, wie z.B. einem Kran oder an einem Bagger, insbesondere an einer Baggerschaufel, angeordnet sein, um zu erkennen, wenn die Arbeitsmaschine der Komponente L gefährlich nahekommt, zumindest ein Warnsignal WS abzusetzen und gegebenenfalls z.B. mittels eines Steuersignals der Auswerteeinheit AW der Warnvorrichtung W die Arbeitsmaschine zu stoppen.

Claims (9)

A ‚hes AT 528 380 B1 2026-01-15 Ss N Patentansprüche

1. Warnvorrichtung (W) zum Erkennen einer Annäherung an eine elektrische Anlage, welche zumindest eine unter Spannung (U) stehende Komponente (L), insbesondere eine elektrische Leitung, die von einem elektrischen Feld (E) umgeben ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (W) zumindest ausweist:

- zumindest zwei Sensoreinheiten (SE 1, SE2), welche das elektrische Feld (E) der zumindest einen Komponente (L) jeweils in ein Form eines Messsignals (M1, M2) erfassen; und

- eine Auswerteeinheit (AW), welche dazu eingerichtet ist, eine Differenz der von den zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfassten Messsignale (M1, M2) in Bezug zu einer Bezugsgröße, welche aus den von den zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfassten Messsignalen (M1, M2) ableitbar ist, auszuwerten, anhand eines Auswerteergebnisses ein jeweils aktuelles Gefährdungspotential abzuschätzen und eine Ausgabe zumindest eines Warnsignals (WS) entsprechend dem jeweils abgeschätzten Gefährdungspotential anzusteuern.

2. Warnvorrichtung (W) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (AW) dazu eingerichtet ist, als Bezugsgröße ein von einer ersten Sensoreinheit (SE1) der zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfasstes erstes Messsignal (M1) oder eines von einer zweiten Sensoreinheit (SE2) der zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfasstes zweites Messsignal (M2) oder ein Mittelwert der von den zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfassten Messsignale (M1, M2) zu verwenden.

3. Warnvorrichtung (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung weiterhin eine Alarmierungseinheit (AL) umfasst, welche von der Auswerteeinheit (AW) ansteuerbar ist, und welche dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Warnsignal (WS) als optischen Alarm und/oder akustischen Alarm und/oder Vibrationsalarm auszugeben, wobei mittels Ansteuerung durch die Auswerteeinheit (AW) eine Lautstärke und/oder Frequenz und/oder Intensität des zumindest einen Warnsignals (WS) bei der Ausgabe an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential anpassbar ist.

4. Warnvorrichtung (W) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (AW) dazu eingerichtet ist, das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential mit zumindest einem vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen, wobei die Auswerteeinheit (AW) die Alarmierungseinheit (AL) ansteuert, das zumindest eine Warnsignal (WS) auszugeben, wenn das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential den zumindest einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.

5. Warnvorrichtung (W) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (AW) weiterhin dazu eingerichtet ist, das erste erfasste Messsignal (M1) und/oder das zweite Messsignal (M2) und/oder den Mittelwert der von den zumindest zwei Sensoreinheiten (SE1, SE2) erfassten Messsignale (M1, M2) mit zumindest einem vorgegebenen Berechnungsgrenzwert zu vergleichen, wobei unterhalb des zumindest einen Berechnungsgrenzwert das jeweilige aktuelle Gefährdungspotential als gering gestuft wird.

6. Warnvorrichtung (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (W) eine lokale Speichereinheit (SP) aufweist, in welcher zumindest Anpassungsvorgaben zum Anpassen der Ausgabe des zumindest einen Warnsignals (WS) an das jeweils abgeschätzte Gefährdungspotential hinterlegt sind.

7. \Warnvorrichtung (W) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin in der lokalen Speichereinheit (SP) der zumindest eine vorgegebene Schwellwert sowie der zumindest eine vorgegebenen Berechnungsgrenzwert hinterlegt sind.

8. Warnvorrichtung (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (W) eine Filtereinheit (F), insbesondere einen Tiefpassfilter, aufweist.

9. Warnvorrichtung (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (W) als mobiles Gerät ausgestaltet ist, welches an einem Helm oder an einem Kleidungsstück anbringbar ist oder am Handgelenk tragbar ist, oder welches derart

ausgestaltet ist, dass die Warnvorrichtung an einer Arbeitsmaschine anbringbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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