LU506850B1

LU506850B1 - Elektronische Sicherung mit integrierter Leistungsüberwachung und Schutzschaltfunktion, Leistungsüberwachungssystem und Verfahren zum Betreiben der elektronischen Sicherung

Info

Publication number: LU506850B1
Application number: LU506850A
Authority: LU
Inventors: Ludger Lohre; Elmar Schaper; Matthias Altmann
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co
Priority date: 2024-04-10
Filing date: 2024-04-10
Publication date: 2025-10-10
Also published as: WO2025214851A1

Abstract

Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine elektronische Sicherung (1), ein die Sicherung umfassendes Leistungsüberwachungssystem und ein Verfahren zum Betreiben der Sicherung. Die Sicherung umfasst einen Eingangsanschluss (IN) zum Anschließen an ein Gleichspannungsnetz (2), einen Ausgangsanschluss (OUT) zum Anschließen einer Gleichspannungslast (3), einen Steuereingang (4), eine ansteuerbare Schalteinrichtung (6), eine Strom- (7) und eine Spannungsmesseinrichtung (8) zum Erfassen eines durch die Sicherung fließenden Stroms und einer an der Sicherung anliegenden Spannung sowie eine mit Strommesseinrichtung, Spannungsmesseinrichtung und Steuereingang elektrisch verbunden Steuer- und Auswerteeinrichtung (9), die eingerichtet ist, anhand von erfassten Strom- und Spannungsmesswerten eine Leistung zu berechnen und diese mit einem einen Leistungsgrenzwert definierenden Referenzwert zu vergleichen und die Schalteinrichtung in einen nichtleitenden Zustand zu schalten, falls die berechnete Leistung größer als der Leistungsgrenzwert ist. Die Sicherung ist dazu ausgebildet, über ihren Steuereingang ein zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis stehendes Frequenzsignal zu empfangen, mittels welchem der Referenzwert einstellbar ist.

Description

' LU506850

Elektronische Sicherung mit integrierter Leistungsüberwachung und

Schutzschaltfunktion, Leistungsüberwachungssystem und Verfahren zum

Betreiben der elektronischen Sicherung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Sicherung mit einer integrierten

Leistungsüberwachung und einer Schutzschaltfunktion, ein die elektronische Sicherung umfassendes Leistungsüberwachungssystem und ein Verfahren zum Betreiben der elektronischen Sicherung. Die elektronische Sicherung ist eingangsseitig an ein

Gleichspannungsnetz und ausgangsseitig an eine Gleichspannungslast elektrisch angeschlossen und umfasst eine ansteuerbare Schalteinrichtung zum Abschalten der

Gleichspannungslast.

An eine elektrische Versorgungseinheit, beispielsweise ein Gleichspannungsnetz, werden oft Verbraucherzweige mit daran jeweils angeschlossenen verschiedenen elektrischen Verbrauchern angeschlossen. Die elektrischen Verbraucher können einen jeweils unterschiedlichen Strombedarf haben. Bekanntermaßen kommen dabei meist

Überstrom-Schutzeinrichtungen wie z. B. Leistungsschutzschalter oder elektronische

Sicherungen mit einer jeweils vorbestimmten Auslösecharakteristik zum Einsatz, die im

Falle einer Störung, insbesondere eines erkannten Kurzschlusses oder eines erkannten

Überstroms mit damit einhergehender Überlastung, das Abschalten des jeweiligen, von der Störung betroffenen elektrischen Verbrauchers von dem Stromkreis sicherstellen, um eine Gefährdung von Mensch, Umwelt und/oder einer Maschine zu verhindern.

Üblicherweise erfolgt ein Auslösen der elektronischen Sicherung, d. h. ein

Unterbrechen bzw. Trennen des Versorgungspfads, in der Regel des Stromflusses, zu einem mit der elektronischen Sicherung elektrisch verbunden elektrischen Verbraucher, z. B. einer Gleichspannungslast, wenn zumindest eine messtechnisch zu überwachende physikalische Größe innerhalb des Stromkreises einen vorbestimmten Referenzwert oder Grenzwert überschreitet bzw. über diesen Referenzwert hinausgeht. Üblicherweise ist diese physikalische Größe beispielsweise der durch die elektronische Sicherung fließende Strom oder die an der elektronischen Sicherung anliegende Spannung. Als zu überwachende physikalische Größe kann aber auch eine mit dem Strom oder der

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Spannung zusammenhängende physikalische Größe, wie z. B. die bereitgestellte

Leistung, verwendet werden. Der Referenzwert bzw. Grenzwert kann beispielsweise als einstellbarer, konstanter Wert vorgegeben sein oder auch anhand einer vorgegebenen

Auslôsekennlinie, auch bekannt unter dem Begriff Auslôsekurve bzw. Abschaltkurve, bestimmt werden. Die Einstellung bzw. Vorgabe der jeweiligen Auslôsecharakteristik wird in der Regel durch den Anwender des an die elektronische Sicherung anzuschließenden elektrischen Verbrauchers vorgenommen, und zwar manuell an der elektronischen Sicherung selbst, u. a. mittels eines Potentiometers oder eines sog. „Dual-In-line-Package‘“ (DIP)-Schalters. Ferner kann die Einstellung bzw. Vorgabe der

Auslösecharakteristik auch mittels einer mit der elektronischen Sicherung elektrisch verbundenen Steuereinrichtung, z. B. einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), vorgenommen werden oder in der elektronischen Sicherung in Form einer internen

Steuerlogik hinterlegt sein.

Löst die elektronische Sicherung aus und bewirkt ein Unterbrechen des Stromkreises, so muss die elektronische Sicherung üblicherweise durch Quittieren einer Störung bzw. durch Zurücksetzen eines fehlerhaften Zustands wieder in den normalen

Betriebszustand, d. h. in den leitenden Zustand, überführt werden. Dies kann z. B. durch

Betätigen eines an der elektronischen Sicherung befindlichen Schalters oder Tasters, mittels eines entsprechenden, über einen separaten Reset-Eingang der elektronischen

Sicherung empfangenen Signals oder über ein Software-Kommando erfolgen.

Bei einigen elektrischen Verbrauchern, z. B. bei Motoren, kann es insbesondere beim

Einschalten zu einem zunächst kurzzeitig erhöhten Einschaltstrom kommen, der den vorbestimmten Referenzwert übersteigt. Ein Auslösen einer an einen solchen elektrischen Verbraucher entsprechend angeschlossenen elektronischen Sicherung, und somit ein Trennen des elektrischen Verbrauchers von der Energieversorgung, ist in diesem Fall aber nicht erwünscht. Ferner kann es auch im laufenden Betrieb eines elektrischen Verbrauchers dazu kommen, dass sich die Anforderungen an die dem elektrischen Verbraucher zur Verfügung zu stellenden Energieversorgung zeitlich ändern. Beispielsweise muss eine begrenzte Zeit lang ein erhöhter Stromfluss für den elektrischen Verbraucher bereitgestellt werden oder die Energieflussrichtung geändert

’ LU506850 werden, z. B. bei einer Fahrstuhlanlage. Ist eine anfänglich einstellbare bzw. vorgebbare

Auslôsecharakteristik in der elektronischen Sicherung hinterlegt, so erfolgt ein

Auslôsen der elektronischen Sicherung basierend auf dieser Auslôsecharakteristik. Dies kann aber auch dazu führen, dass es zu einem unerwünschten Auslôsen der elektronischen Sicherung kommt, insbesondere infolge eines kurzzeitigen

Uberlaststroms, beispielsweise im Rahmen eines zuvor beschriebenen Einschaltens eines an die elektronische Sicherung elektrisch angeschlossenen elektrischen

Verbrauchers, oder auch infolge eines Uberlaststroms aufgrund von sich zeitlich verändernden Anforderungen an die Energieversorgung eines jeweiligen, an die elektronische Sicherung elektrisch angeschlossenen elektrischen Verbrauchers.

Das Europäische Patent EP 3 949 053 B1 offenbart eine Uberstromschutzvorrichtung für den Schutz eines in einem Gleichstromnetz angeordneten Verbrauchers, der in dem

Gleichstromnetz über die Uberstromschutzvorrichtung mit einer, mit einem

Versorgungspotential des Gleichstromnetzes verbindbaren oder verbundenen,

Versorgungsschiene gekoppelt ist. Die Uberstromschutzvorrichtung ist dazu ausgebildet, basierend auf einem Erfassungswert eines durch die

Uberstromschutzvorrichtung flieBenden Stroms und einer dem Verbraucher zugeordneten stromabhängigen Auslôsekennlinie einen aktuellen Auslôsewert zu ermitteln, diesen mit einem vorab festgelegten Schwellwert zu vergleichen, und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs die Uberstromschutzvorrichtung auszulösen oder nicht. Dabei wird in der Auslôsekennlinie, abhängig von der Stromrichtung, der

Strom mit einem ersten oder einem zweiten Faktor berücksichtigt. Der vorab festgelegte

Schwellwert wird z. B. durch Versuche oder numerische Bestimmung festgelegt oder so gewählt, dass er einen vorgegebenen prozentualen Betrag über einem Auslôsewert liegt.

Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Sicherung bereitzustellen, die eine flexible Anpassung des

Schaltschwellwerts bzw. Referenzwerts an eine jeweils an die elektronische Sicherung elektrisch angeschlossene Gleichspannungslast, insbesondere ein dynamisches

Anpassen des Referenzwerts an einen sich zeitlich verändernden Energiebedarf der

Gleichspannungslast, ermöglicht und dennoch im Falle einer stôrungsbedingten

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Überlastung ein zuverlässiges Trennen der Gleichspannungslast von der

Energieversorgung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gelôst durch einen Gegenstand mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und

Weiterentwicklungen sind Gegenstand der weiteren Merkmale der Unteransprüche.

Demnach betrifft die Lösung gemäß der Erfindung eine elektronische Sicherung für den

Schutz einer in einem Gleichspannungsnetz angeordneten Gleichspannungslast, umfassend einen Eingangsanschluss, der zum elektrischen Anschließen an ein

Gleichspannungsnetz ausgebildet ist, einen Ausgangsanschluss, der zum elektrischen

Anschließen einer Gleichspannungslast ausgebildet ist, einen Steuereingang, eine zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss angeordnete ansteuerbare Schalteinrichtung, eine Strommesseinrichtung, die zum Erfassen eines durch die elektronische Sicherung fließenden Stroms ausgebildet ist, und eine

Spannungsmesseinrichtung, die zum Erfassen einer an der elektronischen Sicherung anliegenden Spannung ausgebildet ist, sowie eine Steuer- und Auswerteeinrichtung. Die

Steuer- und Auswerteeinrichtung ist mit der Strommesseinrichtung, der

Spannungsmesseinrichtung und dem Steuereingang elektrisch verbunden und dazu eingerichtet, anhand eines von der Strommesseinrichtung erfassten Stroms und einer von der Spannungsmesseinrichtung erfassten Spannung eine Leistung zu berechnen und die berechnete Leistung mit einem Referenzwert, welcher einen Leistungsgrenzwert definiert, zu vergleichen, insbesondere kontinuierlich oder in jeweils vorbestimmten

Zeitintervallen zu vergleichen. Ferner ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet, im Falle einer berechneten Leistung, die größer als der Leistungsgrenzwert ist, die Schalteinrichtung zum Trennen einer angeschlossenen Gleichspannungslast von dem Gleichspannungsnetz zu veranlassen, d. h. die Schalteinrichtung in einen nichtleitenden Zustand zu schalten. Die elektronische Sicherung zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass sie dazu ausgebildet ist, über ihren Steuereingang ein zu dem

Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis stehendes

Frequenzsignal zu empfangen, mittels welchem der Referenzwert einstellbar ist.

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Die erfindungsgemäße elektronische Sicherung ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass der Referenzwert bzw. Schaltschwellwert der elektronischen Sicherung eingestellt werden kann und somit flexibel, insbesondere auch dynamisch, an einen sich zeitlich verändernden Energiebedarf einer an die elektronische Sicherung angeschlossenen und mit Energie zu versorgenden Gleichspannungslast, angepasst werden kann. So ist es u.a. auch während des Betriebs der elektronischen Sicherung und einer daran angeschlossenen Gleichspannungslast möglich, den Referenzwert an die aktuellen

Gegebenheiten, insbesondere den jeweiligen zeitabhängigen Energiebedarf oder

Strombedarf, der jeweils elektrisch angeschlossenen Gleichspannungslast, dynamisch anzupassen. Dies wird dadurch realisiert, dass die elektronische Sicherung über ihren

Steuereingang ein Frequenzsignal empfangen kann, welches zu dem den

Leistungsgrenzwert definierenden Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen

Verhältnis steht. Das empfangene Frequenzsignal wird in der elektronischen Sicherung, insbesondere in deren Steuer- und Auswerteeinrichtung, verarbeitet. Im Rahmen dieser

Verarbeitung kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung den Referenzwert mittels des

Frequenzsignals basierend auf einer das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierenden Zuordnungsvorschrift einstellen und den Leistungsgrenzwert ermitteln.

Eine solche Zuordnungsvorschrift ordnet dem empfangenen Frequenzsignal insbesondere in Abhängigkeit von einem oder auch von mehreren Parametern, wie z. B. die Frequenz oder die Pulsweite, des Frequenzsignals einen entsprechenden

Referenzwert zu, und zwar anhand von vorab festgelegten Unterscheidungskriterien.

Der dem empfangenen Frequenzsignal entsprechend zugeordnete Referenzwert definiert einen Leistungsgrenzwert, der als Schaltschwellwert der elektronischen Sicherung fungiert. Der Referenzwert kann optional auch dem Leistungsgrenzwert entsprechen, aber der Referenzwert muss nicht notwendigerweise ein Leistungsgrenzwert sein, sondern kann beispielsweise auch ein Stromgrenzwert sein, der mittels des empfangenen Frequenzsignals eingestellt wird und aus welchem der Leistungsgrenzwert unmittelbar ableitbar ist.

Basierend auf den erfassten Strom- und Spannungsmesswerten berechnet die Steuer- und Auswerteeinrichtung einen entsprechenden Leistungswert, der mit dem eingestellten Referenzwert bzw. dem dadurch definierten Leistungsgrenzwert

; LU506850 vergleichen wird. Stellt die Steuer- und Auswerteeinrichtung dabei fest, dass der berechnete Leistungswert größer, und zwar betragsmäBig größer, ist als der

Leistungsgrenzwert, so bewirkt sie mittels einer entsprechenden Ansteuerung der

Schalteinrichtung ein Trennen der angeschlossenen Gleichspannungslast von dem

Gleichspannungsnetz, d. h. sie schaltet die Schalteinrichtung durch eine entsprechende

Ansteuerung in einen nichtleitenden Zustand. Die Gleichspannungslast ist daraufhin von der Energieversorgung des Gleichspannungsnetzes getrennt bzw. abgeschaltet.

Stellt die Steuer- und Auswerteeinrichtung im Rahmen des Vergleichens hingegen fest, dass der berechnete Leistungswert nicht größer, und zwar nicht betragsmäBig größer, ist als der Leistungsgrenzwert, so bewirkt sie kein Trennen der angeschlossenen

Gleichspannungslast von dem Gleichspannungsnetz. Der ordnungsgemäße Betrieb der elektronischen Sicherung und der angeschlossenen Gleichspannungslast wird folglich aufrechterhalten. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung wartet auf die nachfolgend erfassten Strom- und Spannungsmesswerte, um daraus erneut einen aktuellen

Leistungswert zu berechnen und diesen mit demselben Leistungsgrenzwert oder einem mittels eines über den Steuereingang empfangenen aktuellen Frequenzsignals neu eingestellten Leistungsgrenzwert zu vergleichen.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Referenzwert bereits zunächst vorgegeben bzw. in der elektronischen Sicherung vorab eingestellt ist oder dass ein

Referenzwert z. B. in Form einer Auslôsekennlinie in der elektronischen Sicherung vorab gespeichert ist. In diesem Fall ist der zunächst vorgegebene Referenzwert oder die Auslôsekennlinie als entsprechende Information in dem vorbestimmten funktionalen

Verhältnis umfasst und wird somit bei dem Einstellen des Referenzwerts mittels eines empfangenen Frequenzsignals berücksichtigt. Entsprechend kann der mittels des empfangenen Frequenzsignals eingestellte Referenzwert insbesondere größer, aber auch kleiner, als ein zunächst vorgegebener Referenzwert sein.

Die von der elektronischen Sicherung durchgeführte Leistungsberechnung hat u.a. den

Vorteil, dass durch die Leistungsberechnung eine einer angeschlossenen

Gleichspannungslast real bereitgestellte Leistung ermittelt wird, sodass eventuelle

Zuleitungsverluste entlang der Gleichspannungs-Versorgungsschiene auf der

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Eingangsseite der elektronischen Sicherung keine Rolle spielen. Für den optionalen

Fall, dass eine Stromwertüberwachung mittels der elektronischen Sicherung gewünscht ist, kann der durch den Referenzwert definierte Leistungsgrenzwert beispielsweise auch auf einen Stromgrenzwert zurückgerechnet werden oder aber ein Referenzwert verwendet werden, der einem Stromgrenzwert entspricht. Zudem kann die berechnete

Leistung entsprechend auf den erfassten Stromwert zurückgerechnet werden und ein

Vergleich des Stromwerts mit dem Stromgrenzwert erfolgen.

In einer Weiterentwicklung der elektronischen Steuerung kann vorgesehen sein, dass in der elektronischen Sicherung zumindest eine das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierende Umrechnungsfunktion hinterlegt ist und die Steuer- und

Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Referenzwert basierend auf der zumindest einen Umrechnungsfunktion mittels eines empfangenen Frequenzsignals einzustellen. Die zumindest eine Umrechnungsfunktion kann insbesondere einen Anteil umfassen, der zu einem empfangenen Frequenzsignal proportional ist. Fine solche

Umrechnungsfunktion kann zumindest einen zeitabhängigen Anteil umfassen. Ganz allgemein betrachtet besitzt eine das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierende

Umrechnungsfunktion eine Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, z. B. der

Frequenz oder der Pulsweite, des jeweils empfangenen Frequenzsignals, das zeitlich konstant oder auch zeitabhängig sein kann, und kann ferner eine additive Konstante oder einen additiven, optional auch zeitabhängigen, Term besitzen. In der elektronischen Sicherung kônnen auch mehrere Umrechnungsfunktionen hinterlegt sein, sodass mittels der elektronischen Sicherung in Abhängigkeit von der jeweils an die elektronische Sicherung anzuschlieBenden Gleichspannungslast oder auch in

Abhängigkeit von dem jeweils empfangenen Frequenzsignal unterschiedliche Arten der

Einstellbarkeit des Referenzwerts, die auf jeweiligen voneinander verschiedenen

Umrechnungsfunktionen basieren, môglich sind.

Alternativ zu einer Umrechnungsfunktion kann gemäß einer Weiterentwicklung auch vorgesehen sein, dass in der elektronischen Sicherung eine das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierende Zuordnungsvorschrift in Form von zumindest einer

Tabelle hinterlegt ist und die zumindest eine Tabelle insbesondere eine Liste mit darin

; LU506850 umfassten einzelnen Frequenzsignalen oder einzelnen Frequenzsignalbereichen sowie einzelnen Leistungsgrenzwerten aufweist, wobei jedem Frequenzsignal oder jedem

Frequenzsignalbereich jeweils genau ein einzustellender Leistungsgrenzwert zugeordnet ist. Somit kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung durch Zugriff auf die Tabelle den

Jeweiligen Leistungsgrenzwert, der dem empfangenen Frequenzsignal gemäß der

Tabelle zugeordnet ist, ermitteln. Die Tabelle kann z. B. eine Liste mit darin umfassten einzelnen Frequenzsignalen umfassen, wobei die Zuordnung zu einem bestimmten

Leistungsgrenzwert anhand von einem oder mehreren, den Frequenzsignalen jeweils zugrundeliegenden Parametern, wie z. B. die Frequenz und/oder die Pulsweite, erfolgt.

Ferner kann ergänzend oder auch alternativ dazu vorgesehen sein, dass das vorbestimmte funktionale Verhältnis ein proportionales Verhältnis ist und dass ein das proportionale Verhältnis definierender erster Proportionalitätsfaktor in der Steuer- und

Auswerteeinrichtung hinterlegt ist. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung ist in diesem

Fall dazu eingerichtet, den Referenzwert im Falle eines empfangenen zeitlich konstanten Frequenzsignals basierend auf dem ersten Proportionalitätsfaktor auf einen zeitlich konstanten Leistungsgrenzwert einzustellen. Der erste Proportionalitätsfaktor kann insbesondere proportional zu einem vorab bereits eingestellten Referenzwert, z. B. einem durch eine vorgegebene Auslösekennlinie definierten Referenzwert, sein, sodass der vorab eingestellte Referenzwert mittels des empfangenen Frequenzsignals um einen konstanten Faktor erhöht oder aber verringert wird. Zudem kann in der Steuer- und

Auswerteeinrichtung optional eine das proportionale Verhältnis definierende erste

Umrechnungsfunktion gespeichert sein, sodass die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Referenzwert basierend auf der ersten Umrechnungsfunktion mittels des Frequenzsignals einzustellen. Die erste Umrechnungsfunktion kann z. B. durch eine frequenzabhängige Funktion des einstellbaren Referenzwerts bzw. des

Leistungsgrenzwerts Par (V) = a1'v + B dargestellt werden, wobei v die dem zeitlich konstanten Frequenzsignal zugrundeliegende Frequenz bezeichnet, a; den ersten

Proportionalitätsfaktor bezeichnet und B eine optionale additive Konstante ist, die u. a. auch den Wert null einnehmen kann.

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Ergänzend oder auch alternativ dazu kann für den Fall, dass das vorbestimmte funktionale Verhältnis ein proportionales Verhältnis ist, ferner optional ein das proportionale Verhältnis definierender zweiter Proportionalitätsfaktor in der Steuer- und

Auswerteeinrichtung hinterlegt sein, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet sein kann, den Referenzwert im Falle eines empfangenen zeitabhängigen

Frequenzsignals basierend auf dem zweiten Proportionalitätsfaktor auf einen zeitabhängigen Leistungsgrenzwert einzustellen. Der Leistungsgrenzwert kann mittels des empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignals insbesondere schrittweise oder schlagartig zeitlich veränderbar sein. Der zweite Proportionalitätsfaktor kann dem zuvor genannten ersten Proportionalitätsfaktor entsprechen oder sich von dem ersten

Proportionalitätsfaktor unterscheiden. Diese Weiterentwicklung der elektronischen

Sicherung ermôglicht, den Leistungsgrenzwert mit einer einstellbaren Zeitabhängigkeit zu versehen. Dies ist insbesondere bei einem Einschaltvorgang einer angeschlossenen

Gleichspannungslast, wie z. B. eines Motors, von Vorteil, bei dem es in der Regel für eine kurze Zeitdauer zu einem Überstrom kommt. Die Einschaltcharakteristik der

Gleichspannungslast kann somit durch den einstellbaren zeitabhängigen

Leistungsgrenzwert berücksichtigt werden. D. h. der Leistungsgrenzwert kann mittels des empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignal entweder synchron zu dem

Einschalten der Gleichspannungslast oder aber vorzugsweise bereits kurz vor dem

Einschalten der Gleichspannungslast so eingestellt werden, dass dieser stets größer ist als ein jeweiliger Leistungswert, der während des Einschaltens der Gleichspannungslast bereitgestellt wird. Ferner kann in der Steuer- und Auswerteeinrichtung z. B. eine das proportionale Verhältnis definierende zweite Umrechnungsfunktion hinterlegt sein, sodass die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Referenzwert basierend auf dieser zweiten Umrechnungsfunktion mittels des empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignals einzustellen. Fine solche zweite Umrechnungsfunktion kann entsprechend der zuvor beschriebenen ersten Umrechnungsfunktion z. B. durch eine frequenzabhängige Funktion des einstellbaren Referenzwerts bzw. des

Leistungsgrenzwerts Par (v (t)) = a2 v(t) + B dargestellt werden, wobei v(t) die dem

Frequenzsignal zugrundeliegende zeitabhängige Frequenz bezeichnet, a; den zweiten

In einer Weiterentwicklung der elektronischen Sicherung kann der Referenzwert vorab in der elektronischen Sicherung in Form einer Kennlinie hinterlegt sein und die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet sein, die Kennlinie in Abhängigkeit von einem empfangenen zeitlich konstanten Frequenzsignal um einen zu dem empfangenen

Frequenzsignal proportionalen zeitlich konstanten Wert zu verschieben und den

Leistungsgrenzwert basierend auf der um den zeitlich konstanten Wert verschobenen

Kennlinie einzustellen. Die Kennlinie ist insbesondere als eine Auslösekennlinie, die einer jeweiligen an die elektronische Sicherung anzuschließenden oder angeschlossenen

Gleichspannungslast zugeordnet ist, zu verstehen. Gemäß dieser Ausführungsform erfolgt somit eine sogenannte „Offsetverschiebung“ der Kennlinie um einen zeitlich konstanten Wert, der von dem empfangenen Frequenzsignal in proportionaler Weise abhängt. Basierend auf der Verschiebung der hinterlegten Kennlinie können verschiedene Leistungsgrenzwerte eingestellt werden. Auch in diesem Fall kann in der

Steuer- und Auswerteeinrichtung z. B. eine dritte Umrechnungsfunktion hinterlegt sein, sodass die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Referenzwert basierend auf dieser dritten Umrechnungsfunktion mittels eines empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignals einzustellen. Die dritte Umrechnungsfunktion kann z.

B. durch eine frequenzabhängige Funktion des einstellbaren Referenzwerts bzw. des

Leistungsgrenzwerts Per (v, t) = X1(t) + B-v dargestellt werden, wobei v die dem

Frequenzsignal zugrundeliegende Frequenz bezeichnet, X1(t) die Funktion der

Kennlinie beschreibt, die zeitunabhängig oder auch zeitabhängig sein kann, und ß eine additive Konstante ungleich dem Wert null beschreibt, die, multipliziert mit der

Frequenz v des Frequenzsignals, eine Verschiebung der Kennlinie in y-Richtung eines entsprechenden Koordinatensystems, um einen konstanten Wert bewirkt.

Ergänzend oder alternativ zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann der

Referenzwert vorab in der elektronischen Sicherung in Form einer Kennlinie hinterlegt sein und die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet sein, den Referenzwert mittels eines empfangenen Frequenzsignals in Abhängigkeit von der

Energieflussrichtung durch die elektronische Sicherung auf einen jeweils unterschiedlichen Leistungsgrenzwert einzustellen, und zwar insbesondere derart, dass

" LU506850 die Steuer- und Auswerteeinrichtung bei einer Energieflussrichtung von dem

Ausgangsanschluss zu dem Eingangsanschluss der elektronischen Sicherung die in der elektronischen Sicherung hinterlegte Kennlinie oder eine, wie zuvor beschrieben, um einen zeitlich konstanten Wert verschobene Kennlinie in Abhängigkeit von dem empfangenen Frequenzsignal an der x-Achse spiegelt und den Leistungsgrenzwert basierend auf der entsprechend gespiegelten Kennlinie einstellt. Bei der x-Achse handelt es sich insbesondere um eine Zeitachse. Beispielsweise kann die Steuer- und

Auswerteeinrichtung im Falle eines von der elektronischen Sicherung empfangenen ersten Frequenzsignals einen positiven Leistungsgrenzwert einstellen, der durch die hinterlegte Kennlinie oder ggf. auch durch eine um einen konstanten Wert verschobene

Kennlinie definiert ist, wie zuvor ausgeführt, während sie im Falle eines von der elektronischen Sicherung empfangenen, von dem ersten Frequenzsignal verschiedenen zweiten Frequenzsignals einen negativen Leistungsgrenzwert einstellen kann, der durch eine Spiegelung der hinterlegten Kennlinie, oder durch eine Spiegelung einer um einen konstanten Wert verschobenen Kennlinie, an der x-Achse definiert ist. Dies kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden, wobei in der Steuer- und Auswerteeinrichtung entsprechend definierte Unterscheidungskriterien gespeichert sind, die für die

Einstellung des Referenzwerts mittels des jeweils empfangenen Frequenzsignals herangezogen werden. Als Unterscheidungskriterien können z. B. jeweilige Werte oder

Wertebereiche einzelner Parameter des jeweils empfangenen Frequenzsignals verwendet werden. Diese Parameter können beispielsweise die Frequenz und/oder die

Pulsweite des empfangenen Frequenzsignals sein.

Die elektronische Sicherung kann ferner derart ausgestaltet sein, dass die

Spannungsmesseinrichtung zum Erfassen der Spannung entlang eines

Spannungsmesspfads und die Strommesseinrichtung zum Erfassen des Stroms entlang eines Strommesspfads eingerichtet sind und der Spannungsmesspfad und der

Strommesspfad gemeinsam an einem Knotenpunkt angeschlossen sind. Dies hat u. a. den Vorteil, dass weniger Bauteile und/oder Anschlusskabel benötigt werden, was den

Schaltungsaufwand gegenüber einer Ausführung ohne einen gemeinsamen Anschluss an einem Knotenpunkt verringert.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Leistungsüberwachungssystem, welches eine elektronische Sicherung gemäß einem der zuvor beschriebenen

Ausführungsbeispiele sowie ferner eine Steuerungseinrichtung, insbesondere eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) umfasst. Die elektronische Sicherung weist ferner einen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung elektrisch verbundenen

Steuerausgang auf. Die Steuerungseinrichtung ist sowohl an den Steuereingang als auch an den Steuerausgang der elektronischen Sicherung elektrisch angeschlossen und dazu ausgebildet, über den Steuerausgang Daten, insbesondere Daten betreffend eine erfasste

Spannung, einen erfassten Strom und eine berechnete Leistung, von der elektronischen

Sicherung zu empfangen und über den Steuereingang der elektronischen Sicherung

Daten und Befehlssignale, insbesondere ein Frequenzsignal zum Einstellen eines

Referenzwerts, an die elektronische Sicherung zu übertragen. Die elektronische

Sicherung und die Steuerungseinrichtung des Leistungsüberwachungssystems stehen somit in regelmäßigem Datenaustausch miteinander, um einen ordnungsgemäßen

Betrieb einer an die elektronische Sicherung angeschlossenen Gleichspannungslast zu gewährleisten.

Gemäß einer Weiterentwicklung des Leistungsüberwachungssystems kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung einen Frequenz-Generator umfasst und dazu eingerichtet ist, mittels des Frequenz-Generators ein erstes Frequenzsignal zum

Einstellen des Referenzwerts zu erzeugen und dieses an die elektronische Sicherung zu übertragen. Die Steuerungseinrichtung kann zudem insbesondere eine

Speichereinrichtung mit einer darin gespeicherten Programmlogik zum Ein- und

Ausschalten einer an die elektronische Sicherung angeschlossenen Gleichspannungslast und mit darin gespeicherten Kenndaten dieser Gleichspannungslast, insbesondere eine

Last-Kennlinie bzw. Auslösekennlinie, umfassen. Ferner kann die

Steuerungseinrichtung insbesondere dazu eingerichtet sein, den Frequenz-Generator zum Erzeugen des ersten Frequenzsignals basierend auf den in der Speichereinrichtung gespeicherten Informationen anzusteuern. Die Ansteuerung des Frequenz-Generators zum Erzeugen eines an die elektronische Sicherung zu übertragenden Frequenzsignals erfolgt somit insbesondere basierend auf spezifischen Informationen betreffend die an die elektronische Sicherung angeschlossene Gleichspannungslast. Die Einstellung des

Referenzwerts erfolgt somit entsprechend den jeweiligen Vorgaben der

Steuerungseinrichtung, die aus der Programmlogik sowie den Kenndaten der angeschlossenen Gleichspannungslast hervorgehen.

Ferner kann das Leistungsüberwachungssystem insbesondere derart weiterentwickelt sein, dass die elektronische Sicherung dazu ausgebildet ist, an dem Steuerausgang ein zweites, der berechneten Leistung entsprechendes Frequenzsignal bereitzustellen, und die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, das bereitgestellte zweite

Frequenzsignal zu empfangen und aus diesem die berechnete Leistung zu erfassen.

Beispielsweise kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung der elektronischen Sicherung nach einer erfolgten Berechnung des Leistungswerts dazu eingerichtet sein, aus dem berechneten Leistungswert das zweite Frequenzsignal zu berechnen, indem auf ein zu dem vorbestimmten funktionalen Verhältnis inverses vorbestimmtes funktionales

Verhältnis zurückgegriffen wird, beispielsweise auf eine entsprechende inverse

Umrechnungsfunktion.

Das Leistungsüberwachungssystem kann ergänzend oder alternativ dazu derart weiterentwickelt sein, dass die Steuerungseinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, im

Falle eines Fehlerereignisses der elektronischen Sicherung ein Reset-Signal zum

Rücksetzen der elektronischen Sicherung an diese zu übertragen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die elektronische Sicherung nach einer Beseitigung der

Ursache des Fehlereignisses wieder in den betriebsbereiten Zustand überführt werden kann.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Sicherung, und zwar insbesondere einer elektronischen Sicherung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, in einem Gleichspannungsnetz. Das

Verfahren umfasst die Schritte eines elektrischen Anschließens der elektronischen

Sicherung an das Gleichspannungsnetz, eines elektrischen Anschließens einer

Gleichspannungslast an die elektronische Sicherung und eines Anlegens eines

Frequenzsignals an einen Steuereingang der elektronischen Sicherung. Zudem umfasst das Verfahren ein Erfassen eines durch die elektronische Sicherung fließenden Stroms,

ein Erfassen einer an der elektronischen Sicherung anliegenden Spannung, ein

Berechnen einer von der elektronischen Sicherung bereitgestellten Leistung anhand des erfassten Stroms und der erfassten Spannung sowie ein Vergleichen der berechneten

Leistung mit einem Referenzwert, der einen Leistungsgrenzwert definiert. Dieser

Referenzwert wird mittels des angelegten Frequenzsignals, das zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis steht, eingestellt. Im Falle einer berechneten Leistung, die größer als der Leistungsgrenzwert ist, ist gemäß dem

Verfahren ein Trennen der Gleichspannungslast von dem Gleichspannungsnetz vorgesehen. Das Trennen der Gleichspannungslast von dem Gleichspannungsnetz erfolgt durch Schalten einer von der elektrischen Sicherung umfassten Schalteinrichtung in den nichtleitenden Zustand. Das empfangene Frequenzsignal gibt somit vor, auf welchen Wert der Referenzwert bzw. der Leistungsgrenzwert eingestellt wird.

In einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäBen Verfahrens kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Frequenzsignal in Abhängigkeit von spezifischen Kenndaten der angeschlossenen Gleichspannungslast, insbesondere einer Last-Kennlinie, angelegt wird und das vorbestimmte funktionale Verhältnis in Form von zumindest einer

Umrechnungsfunktion in der elektronischen Sicherung hinterlegt wird. Die

Umrechnungsfunktion kann optional zumindest einen zu einem jeweils angelegten

Frequenzsignal proportionalen Anteil umfassen. Alternativ zu einer solchen

Umrechnungsfunktion kann das vorbestimmte funktionale Verhältnis auch als

Zuordnungsvorschrift in Form von zumindest einer Tabelle in der elektronischen

Sicherung gespeichert werden. Wie zuvor beschrieben, umfasst die Tabelle eine

Zuordnung zwischen einem oder auch mehreren Frequenzsignalen, insbesondere basierend auf einem oder mehreren, dem jeweiligen Frequenzsignal zugrundeliegenden,

Parametern, zu entsprechenden Leistungsgrenzwerten.

Gemäß dem erfindungsgemäBen Verfahren kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das angelegte Frequenzsignal proportional zu dem Referenzwert ist, sodass der

Referenzwert mittels des Frequenzsignals auf einen zeitlich konstanten

Leistungsgrenzwert eingestellt wird, wenn das Frequenzsignal zeitlich konstant ist, und mittels des Frequenzsignals auf einen zeitabhängigen Leistungsgrenzwert, insbesondere einen schrittweise oder schlagartig veränderbaren Leistungsgrenzwert, eingestellt wird, wenn das Frequenzsignal zeitabhängig ist. Wie zuvor bereits im Hinblick auf die elektronische Sicherung beschrieben, kann in diesem Fall eine das proportionale

Verhältnis definierende Umrechnungsfunktion in der elektronischen Sicherung hinterlegt sein, basierend auf welcher der Referenzwert jeweils mittels eines entsprechenden Frequenzsignals eingestellt werden kann.

In einer Weiterentwicklung kann ergänzend oder alternativ zu den zuvor beschriebenen

Ausführungsformen vorgesehen sein, dass der Referenzwert vorab in der elektronischen

Sicherung in Form einer Kennlinie hinterlegt wird und das angelegte Frequenzsignal proportional zu einem zu der Kennlinie zu addierenden zeitlich konstanten Wert ist, sodass der Leistungsgrenzwert basierend auf einer um den zeitlich konstanten Wert verschobenen Kennlinie eingestellt wird. Die Kennlinie ist insbesondere eine

Auslösekennlinie, die einer jeweiligen an die elektronische Sicherung anzuschließenden oder angeschlossenen Gleichspannungslast zugeordnet ist.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Referenzwert vorab in der elektronischen Sicherung in Form einer Kennlinie hinterlegt wird und mittels des angelegten Frequenzsignals in Abhängigkeit von der Energieflussrichtung durch die elektronische Sicherung auf einen jeweils unterschiedlichen Leistungsgrenzwert eingestellt wird. Bei einer Energieflussrichtung von dem Ausgangsanschluss zu dem

Eingangsanschluss der elektronischen Sicherung kann die in der elektronischen

Sicherung hinterlegte Kennlinie, oder eine gemäß vorheriger Beschreibung um den zeitlich konstanten Wert verschobene Kennlinie, in Abhängigkeit von dem angelegten

Frequenzsignal an der x-Achse gespiegelt werden und der Leistungsgrenzwert basierend auf der entsprechend gespiegelten Kennlinie eingestellt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden

Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen davon sowie der dazugehörigen Figuren deutlich. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines Leistungsüberwachungssystems umfassend eine elektronische Sicherung gemäß einer ersten

Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2: zwei jeweils zu Figur 1 alternative Ausführungsbeispiele a) und b) einer

Schaltungseinrichtung einer erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung,

Figur 3a: einen zeitlichen Verlauf eines empfangenen Frequenzsignals, eines mittels des Frequenzsignals eingestellten Leistungsgrenzwerts und eines berechneten Leistungswerts gemäß einer ersten Ausführungsform der

Erfindung,

Figur 3b: einen zeitlichen Verlauf eines empfangenen Frequenzsignals, eines mittels des Frequenzsignals eingestellten Leistungsgrenzwerts und eines

Einschaltstroms einer Gleichspannungslast gemäß einer zweiten

Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3c: einen zeitlichen Verlauf zweier verschiedener empfangener Frequenzsignale und zweier mittels des jeweiligen Frequenzsignals eingestellter

Leistungsgrenzwerte gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3d: einen zeitlichen Verlauf eines aus zwei verschiedenen Frequenzsignalen überlagerten Frequenzsignals, einer Kennlinie und einer mittels des überlagerten Frequenzsignals modifizierten Kennlinie gemäß einer vierten

Ausführungsform der Erfindung,

Figur 4: ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben der elektronischen

Sicherung gemäß Figur 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur5: ein Diagramm zum zeitlichen Verlauf des Verfahrens zum Betreiben einer elektronischen Sicherung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 stellt eine schematische Darstellung eines Leistungsüberwachungssystems 10 umfassend eine elektronische Sicherung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der

Erfindung dar. Das dargestellte Leistungsüberwachungssystem 10 umfasst eine erfindungsgemäße elektronische Sicherung 1 sowie eine Steuerungseinrichtung 11, die im Ausführungsbeispiel der Figur 1 als eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ausgebildet ist, aber in weiteren Ausführungsformen auch anders ausgebildet sein kann.

Die elektronische Sicherung 1 dient dem Schutz einer in einem Gleichspannungsnetz 2 angeordneten Gleichspannungslast 3 und besitzt zumindest einen zum elektrischen

Anschließen an das Gleichspannungsnetz 2 ausgebildeten Eingangsanschluss IN, in

Figur 1 zwei bereits an eine Gleichspannungs-Versorgungsschiene 2A des

Gleichspannungsnetzes 2 elektrisch angeschlossene Eingangseinschlüsse IN, und zumindest einen zum elektrischen Anschließen einer Gleichspannungslast 3 ausgebildeten Ausgangsanschluss OUT, in Figur 1 zwei bereits an eine Lastschiene 3A mit einer daran angeschlossenen Gleichspannungslast 3 elektrisch angeschlossene

Ausgangseinschlüsse OUT. Darüber hinaus umfasst die elektronische Sicherung 1 einen

Steuereingang 4 und ferner insbesondere einen Steuerausgang 5, wobei die

Steuerungseinrichtung 11 des Leistungsüberwachungssystems 10 an den Steuereingang 4 und an den Steuerausgang 5 der elektronischen Sicherung 1 jeweils elektrisch angeschlossen ist. Ferner weist die elektronische Sicherung 1 gemäß Figur 1 eine zwischen dem Eingangsanschluss IN und dem Ausgangsanschluss OUT angeordnete ansteuerbare Schalteinrichtung 6 auf, die in Figur 1 beispielhaft als Bipolartransistor mit einem Relais 15 und galvanischer Trennung ausgebildet ist.

Die ansteuerbare Schalteinrichtung kann jedoch auch anders aufgebaut sein, als in Figur 1 gezeigt. Beispielsweise zeigt Figur 2 zwei jeweilige zu der Schalteinrichtung 6 gemäß

Figur 1 alternative Ausführungsformen einer beispielhaften ansteuerbaren

Schalteinrichtung einer erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung. So ist die in

Figur 2a) dargestellte Schalteinrichtung 6° beispielhaft als ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (sog. „Insulated-Gate Bipolar Transistor“, kurz IGBT) in einer antiseriellen Schaltung fur einen Energiefluss in beide Richtungen ausgebildet. Figur 2b) zeigt ein weiteres Beispiel einer ansteuerbaren Schalteinrichtung 6°“, die als ein

Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (sog. ,,Insulated-Gate Bipolar

Transistor“, kurz IGBT) in einer antiseriellen Schaltung für einen Energiefluss in beide

Richtungen und zusätzlicher galvanischer Trennung ausgebildet 1st.

Darüber hinaus weist die in Figur 1 skizzierte elektronische Sicherung 1 eine

Strommesseinrichtung 7, die zum Erfassen eines durch die elektronische Sicherung 1 fließenden Stroms ausgebildet ist, und eine Spannungsmesseinrichtung 8, die zum

Erfassen einer an der elektronischen Sicherung 1 anliegenden Spannung ausgebildet ist, auf. Wie in Figur 1 beispielhaft gezeigt, ist die Spannungsmesseinrichtung 7 zum

Erfassen der Spannung entlang eines Spannungsmesspfads und die

Strommesseinrichtung 8 zum Erfassen des Stroms entlang eines Strommesspfads eingerichtet. Der Spannungsmesspfad und der Strommesspfad sind beispielhaft gemeinsam an einem Knotenpunkt X angeschlossen. Dies hat u. a. den Vorteil, dass weniger Bauteile und/oder Anschlusskabel benötigt werden, was zu einem geringeren

Schaltungsaufwand gegenüber einer Ausführung ohne einen gemeinsamen Anschluss an einem Knotenpunkt führt.

Zudem umfasst die elektronische Sicherung 1 eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 9, die mit der Strommesseinrichtung 7, der Spannungsmesseinrichtung 8 und dem

Steuereingang 4 und ferner gemäß Figur 1 insbesondere auch mit dem Steuerausgang 5 elektrisch verbunden ist. In Figur 1 ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 optional als Mikroprozessor ausgebildet. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 ist dazu eingerichtet, anhand eines von der Strommesseinrichtung 7 erfassten Stroms und einer von der Spannungsmesseinrichtung 8 erfassten Spannung eine Leistung zu berechnen und diese berechnete Leistung mit einem Referenzwert, welcher einen

Leistungsgrenzwert definiert und im Beispiel der Figur 1 einem Leistungsgrenzwert entspricht, zu vergleichen, und zwar insbesondere kontinuierlich oder in jeweils vorbestimmten Zeitintervallen zu vergleichen. Ein entweder kontinuierlich oder zumindest in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfolgendes Vergleichen ermöglicht ein stets aktuelles Vergleichsergebnis und daraus jeweils abzuleitende Maßnahmen.

Zudem ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 dazu eingerichtet, im Falle einer berechneten Leistung, die größer als der Leistungsgrenzwert ist, die Schalteinrichtung 6, oder eine entsprechend Figur 2a) oder 2b) ausgestaltete Schalteinrichtung 6°, 6°‘, zum

Trennen der angeschlossenen Gleichspannungslast 3 von dem Gleichspannungsnetz 2 zu veranlassen, d. h. die Schalteinrichtung 6 in den nichtleitenden Zustand zu schalten.

Die elektronische Sicherung 1 ist ferner dazu ausgebildet, über ihren Steuereingang 4 ein zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis stehendes

Frequenzsignal zu empfangen, mittels welchem der Referenzwert einstellbar ist. Die elektronische Sicherung 1 ermöglicht somit eine Einstellbarkeit des Referenzwerts bzw. des Schaltschwellwerts der elektronischen Sicherung 1 derart, dass der Referenzwert flexibel, insbesondere auch dynamisch, an einen sich zeitlich verändernden

Energiebedarf der jeweils an die elektronische Sicherung 1 angeschlossenen und mit

Energie zu versorgenden Gleichspannungslast 3 angepasst werden kann. So ist es z. B. auch während des Betriebs der elektronischen Sicherung 1 und der an dieser angeschlossenen Gleichspannungslast 3 möglich, den Referenzwert an die aktuellen

Gegebenheiten, insbesondere einen jeweiligen zeitabhängigen Energiebedarf oder

Strombedarf, der elektrisch angeschlossenen Gleichspannungslast 3, dynamisch anzupassen. Zum Einstellen des Referenzwerts wird ein von der elektronischen

Sicherung 1 über ihren Steuereingang 4 empfangenes Frequenzsignal verwendet. Das

Frequenzsignal steht zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen

Verhältnis, sodass eine Änderung des Frequenzsignals auch eine Änderung des

Referenzwerts bewirkt. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 der elektronischen

Sicherung 1 verarbeitet das empfangene Frequenzsignal derart, dass sie aus dem

Frequenzsignal basierend auf dem vorbestimmten funktionalen Verhältnis, das im

Wesentlichen zumindest eine Zuordnungsvorschrift zwischen einem Frequenzsignal und einem Referenzwert definiert, den Referenzwert bzw. den dadurch definierten

Leistungsgrenzwert ermittelt und entsprechend einstellt. Der mittels des

Frequenzsignals eingestellte Leistungsgrenzwert wird somit als Schaltschwellwert festgelegt. Die Einstellung des Referenzwerts kann entweder einmalig mittels eines einzigen Frequenzsignals erfolgen oder aber mehrmals erfolgen, wobei in dem letzten

Fall eine jeweilige Einstellung des Referenzwerts mittels eines jeweiligen empfangenen

Frequenzsignals vorgenommen wird.

Zum Überprüfen, ob die an der elektronischen Sicherung angeschlossene

Gleichspannungslast 3 in einem zulässigen Parameterbereich betrieben wird, führt die

Steuer-und Auswerteeinrichtung 9 der elektronischen Sicherung 1 einen Vergleich des jeweils berechneten Leistungswerts, der basierend auf den erfassten Strom- und

Spannungsmesswerten berechnet wird, mit dem eingestellten Referenzwert bzw. dem

Leistungsgrenzwert durch. In dem Beispiel der Figur 1 erfolgt dieses Vergleichen im

Wesentlichen kontinuierlich, kann aber in einer weiteren Ausführungsform auch in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen. Je kleiner diese Zeitintervalle gewählt sind, desto schneller kann eine Stôrung, welcher ein unzulässiges Vergleichsergebnis zugrunde liegt, erkannt werden, um entsprechende Maßnahmen zum Abschalten der angeschlossenen Gleichspannungslast 3 einzuleiten. Stellt die Steuer- und

Auswerteeinrichtung 9 im Rahmen des Vergleichens fest, dass der berechnete

Leistungswert größer, und zwar betragsmäßig größer, als der ermittelte

Leistungsgrenzwert ist, wird dies als ein unzulässiges Vergleichsergebnis gewertet, dem ein störungsbedingtes Überschreiten des Leistungsgrenzwerts, z. B. aufgrund eines

Überstroms, zugrunde liegt. Daher bewirkt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 mittels einer entsprechenden Ansteuerung der Schalteinrichtung 6 ein Trennen der angeschlossenen Gleichspannungslast 3 von dem Gleichspannungsnetz 2. D. h. die

Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 schaltet die Schalteinrichtung 6 durch eine entsprechende Ansteuerung in einen nichtleitenden Zustand. Die Gleichspannungslast 3 ist folglich von der Energieversorgung des Gleichspannungsnetzes 2 getrennt und somit abgeschaltet. Stellt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 im Rahmen des Vergleichens hingegen fest, dass der berechnete Leistungswert nicht größer, und zwar nicht betragsmäßig größer, ist als der ermittelte Leistungsgrenzwert, so bewirkt sie kein

Trennen der angeschlossenen Gleichspannungslast 3 von dem Gleichspannungsnetz 2.

Der ordnungsgemäße Betrieb der elektronischen Sicherung 1 und der daran jeweils angeschlossenen Gleichspannungslast 3 wird folglich aufrechterhalten. Die Steuer- und

Auswerteeinrichtung 9 wartet auf die nachfolgend erfassten Spannungs- und

Strommesswerte, um daraus erneut einen aktuellen Leistungswert zu berechnen und diesen mit dem Leistungsgrenzwert zu vergleichen. Der Leistungsgrenzwert kann entweder dem zuvor ermittelten Leistungsgrenzwert entsprechen oder aber mittels eines über den Steuereingang empfangenen neuen bzw. aktuellen Frequenzsignals und basierend auf der das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierenden

Zuordnungsvorschrift erneut ermittelt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Referenzwert bereits zunächst vorgegeben bzw. vorab eingestellt worden ist oder z. B. in Form einer Auslôsekennlinie in der elektronischen Sicherung 1, insbesondere in einer Speichereinrichtung der elektronischen Sicherung 1, hinterlegt ist. In diesem Fall sind der vorab eingestellte

Referenzwert oder die vorgegebene Auslôsekennlinie als entsprechende Information in dem vorbestimmten funktionalen Verhältnis umfasst und werden somit bei dem

Einstellen des Referenzwerts bzw. dem Ermitteln des Leistungsgrenzwerts basierend auf einem jeweils empfangenen Frequenzsignal berücksichtigt. Entsprechend kann der mittels eines empfangenen Frequenzsignals eingestellte Referenzwert insbesondere größer, aber auch kleiner, als ein zunächst vorgegebener Referenzwert sein.

Die von der elektronischen Sicherung 1 durchgeführte Leistungsberechnung hat u.a. den

Vorteil, dass durch die Leistungsberechnung eine einer angeschlossenen

Gleichspannungslast 3 real bereitgestellte Leistung ermittelt wird, sodass eventuelle

Zuleitungsverluste entlang der Gleichspannungs-Versorgungsschiene 2A auf der

Eingangsseite der elektronischen Sicherung 1 keine Rolle spielen. Für den optionalen

Vergleich des Stromwerts mit dem Stromgrenzwert erfolgen.

Das vorbestimmte funktionale Verhältnis liegt im Ausführungsbeispiel der Figur 1 beispielsweise in Form von zumindest einer Umrechnungsfunktion vor, die eine dem vorbestimmten funktionalen Verhältnis entsprechende Zuordnungsvorschrift definiert und in der elektronischen Sicherung 1 hinterlegt ist. GemäB dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind zudem mehrere unterschiedliche Umrechnungsfunktionen in der elektronischen Sicherung 1 hinterlegt, die in Abhängigkeit von einer jeweils an der elektronischen Sicherung 1 angeschlossenen Gleichspannungslast 3 zum Einstellen des

Referenzwerts hinzugezogen werden. Die jeweils anzuwendende Umrechnungsfunktion wird optional durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9, und zwar basierend auf dem jeweils empfangenen Frequenzsignal oder der jeweils angeschlossenen

Gleichspannungslast, bestimmt. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 ist gemäß Figur 1 ferner beispielhaft dazu eingerichtet, den Referenzwert basierend auf der zumindest einen Umrechnungsfunktion mittels des empfangenen Frequenzsignals einzustellen.

Auch wenn dies aus Figur 1 nicht hervorgeht, so umfasst diese Umrechnungsfunktion beispielhaft zumindest einen Anteil, der zu dem empfangenen Frequenzsignal proportional ist.

Gemäß einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform kann alternativ zu einer

Umrechnungsfunktion beispielsweise auch eine das vorbestimmte funktionale

Verhältnis definierende Zuordnungsvorschrift in Form von zumindest einer Tabelle in der elektronischen Sicherung hinterlegt sein. Diese Tabelle weist insbesondere eine

Liste mit darin umfassten einzelnen Frequenzsignalen oder einzelnen

Frequenzsignalbereichen, insbesondere den einem jeweiligen Frequenzsignal zugrundeliegenden Parametern, sowie einzelnen Leistungsgrenzwerten auf, wobei jedem Frequenzsignal oder jedem Frequenzsignalbereich, insbesondere in Abhängigkeit von den jeweils zugrundeliegenden Parametern eines Frequenzsignals, jeweils genau ein einzustellender Leistungsgrenzwert zugeordnet ist. In Abhängigkeit des empfangenen

Frequenzsignals kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung durch Zugriff auf die

Tabelle den jeweiligen Leistungsgrenzwert, der dem empfangenen Frequenzsignal gemäß der Tabelle zugeordnet ist, ermitteln.

Einzelne Ausführungsbeispiele im Hinblick auf das vorbestimmte funktionale

Verhältnis werden im Hinblick auf Figuren 3a, 3b, 3c und 3d noch genauer ausgeführt.

Dem in Figur 1 gezeigte Steuerungseinrichtung 11 des Leistungsüberwachungssystems 10 ist mit der elektronischen Sicherung 1, und zwar der Steuer- und

Auswerteeinrichtung 9 der elektronischen Sicherung 1, über den Steuereingang 4 und des Steuerausgang 5 elektrisch verbunden und steht in einem Datenaustausch mit der

Steuer- und Auswerteeinrichtung 9. Entsprechend ist die Steuerungseinrichtung 11 dazu ausgebildet, über den Steuerausgang 5 Daten, insbesondere Daten betreffend eine erfasste Spannung, einen erfassten Strom und eine berechnete Leistung, von der elektronischen Sicherung 1 zu empfangen und über den Steuereingang Daten und

Befehlssignale, insbesondere ein Frequenzsignal zum Einstellen eines Referenzwerts, an die elektronische Sicherung 1 zu übertragen.

Wie in Figur 1 zu sehen, umfasst die Steuerungseinrichtung 11 beispielhaft einen

Frequenz-Generator 13 und ist dazu eingerichtet, mittels des Frequenz-Generators 13 ein erstes Frequenzsignal zum Einstellen des Referenzwerts zu erzeugen und dieses an die elektronische Sicherung 1 über deren Steuereingang 4 zu übertragen. Weiterhin weist die Steuerungseinrichtung 11 beispielhaft eine Speichereinrichtung 14 mit einer darin gespeicherten Programmlogik zum Ein- und Ausschalten einer an die elektronische Sicherung 1 angeschlossenen Gleichspannungslast 3 und mit darin gespeicherten Kenndaten der Gleichspannungslast 3, insbesondere eine Last-Kennlinie bzw. Auslôsekennlinie, auf. In der Programmlogik ist somit insbesondere festgelegt, zu welchem Zeitpunkt eine jeweilige Gleichspannungslast 3 an die Lastschiene 3A zu schalten bzw. von dieser zu trennen ist. In Figur 1 ist ein Zustand gezeigt, in dem eine erste Gleichspannungslast 3 an die Lastschiene 3A elektrisch angeschlossen ist und eine zweite Gleichspannungslast 3 nicht an die Lastschiene 3 A elektrisch angeschlossen ist, in Figur 1 dargestellt durch den, mittels der Steuerungseinrichtung 11 gemäß der gestrichelten Linie angesteuerten, geöffneten Schalter 16. Die in Figur 1 gezeigte

Steuerungseinrichtung 11 ist ferner beispielhaft dazu eingerichtet, den Frequenz-

Generator 11 zum Erzeugen des ersten Frequenzsignals basierend auf den in der

Speichereinrichtung 14 gespeicherten Informationen anzusteuern. Der Referenzwert wird gemäß Figur 1 somit entsprechend den Vorgaben der Steuerungseinrichtung 11, die aus der Programmlogik und den Kenndaten der angeschlossenen

Gleichspannungslast 3 hervorgehen, eingestellt.

Die in Figur 1 skizzierte elektronische Sicherung 1 des Leistungsüberwachungssystems 10 ist zudem beispielhaft dazu ausgebildet, an ihrem Steuerausgang 5 ein zweites, der berechneten Leistung entsprechendes Frequenzsignal bereitzustellen. Entsprechend ist die Steuerungseinrichtung 11 dazu ausgebildet, das bereitgestellte zweite

Frequenzsignal zu empfangen und aus diesem die berechnete Leistung zu erfassen.

Gemäß Figur 1 ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 der elektronischen Sicherung 1 beispielhaft dazu eingerichtet, aus dem jeweils berechneten Leistungswert ein entsprechendes zweites Frequenzsignal zu berechnen und zu erzeugen. Die Berechnung erfolgt basierend auf dem vorbestimmten funktionalen Verhältnis in umgekehrter bzw. inverser Form, indem die durch das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierte

Zuordnungsvorschrift in umgekehrter bzw. inverser Form angewendet wird. GemäB

Figur 1 wird der Referenzwert beispielhaft basierend auf einer Umrechnungsfunktion mittels des empfangenen Frequenzsignals eingestellt, sodass die zu dieser

Umrechnungsfunktion inverse Umrechnungsfunktion, auch Umkehrfunktion genannt, zur Berechnung des zweiten Frequenzsignals von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 angewendet wird. Jedoch kônnte in einer alternativen Ausführungsform auch eine in der elektronischen Sicherung gespeicherte Tabelle hinzugezogen werden, die eine

Parametern, zu und entsprechenden Leistungsgrenzwerten umfasst.

Gemäß Figur 1 besitzt das Gleichspannungsnetz optional eine Auslesefunktion D1, über die die Steuerungseinrichtung 11 z. B. den jeweiligen Auslastungszustand abfragen kann. Basierend auf dieser Information sowie das über den Steuerausgang 5 der elektronischen Sicherung 1 empfangene zweite Frequenzsignal kann in der

Steuerungseinrichtung 11 eine Zusammenführung der Zustände der jeweils an die elektronische Sicherung 1 angeschlossenen Gleichspannungslasten vorgenommen werden, um z. B. die Energiebereitstellung für die Gleichspannungslasten zu koordinieren und ggf. zu priorisieren.

Die Steuerungseinrichtung des in Figur 1 dargestellten Leistungsüberwachungssystems 11 ist beispielhaft ferner dazu eingerichtet, im Falle eines Fehlerereignisses der elektronischen Sicherung 1 ein Reset-Signal zum Rücksetzen der elektronischen

Sicherung 1 an diese zu übertragen. Dadurch wird sichergestellt, dass die elektronische

Sicherung 1 nach der Beseitigung der Ursache des Fehlereignisses wieder in den betriebsbereiten Zustand überführt werden kann. Eine Übermittlung des Reset-Signals durch die Steuerungseinrichtung 11 an die elektronische Sicherung 1 hat den Vorteil, dass auf einen Schalter oder Taster an der elektronischen Sicherung 1 zur manuellen

Betätigung durch einen Anwender verzichtet werden kann. Die Steuerungseinrichtung kann z. B. nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer ein automatisch generiertes

Reset-Signal an die elektronische Sicherung senden. Alternativ dazu kann in der

Steuerungseinrichtung 11 ein entsprechender Programmablauf hinterlegt sein, der bei auftretenden Störungen bzw. Fehlerereignissen ausgeführt wird, wobei nach Auswerten eines vorab festgelegten Ereignisses automatisch ein entsprechendes Reset-Signal an die elektronische Sicherung 1 gesendet wird.

Figur 3a zeigt einen zeitlichen Verlauf eines empfangenen Frequenzsignals F1, eines mittels des Frequenzsignals F1 eingestellten Leistungsgrenzwerts Par und eines berechneten Leistungswerts Pp gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das dargestellte Frequenzsignal F1 ist im oberen Bild der Figur 3a im Hinblick auf seine

Amplitude A(t) über die Zeit t aufgetragen und stellt ein zeitlich konstantes

Frequenzsignal dar, d. h. dessen Frequenz bzw. Periodendauer ist zeitlich konstant.

Empfängt die z. B. in Figur 1 veranschaulichte elektronische Sicherung über ihren

Steuereingang ein solches zeitlich konstantes Frequenzsignal F1, so wird mittels des

Frequenzsignals F1 ein Referenzwert eingestellt, der durch einen zeitlich konstanten

Leistungsgrenzwert Par definiert ist. Im Beispiel der Figur 3a ist zu sehen, dass der jeweilige berechnete Leistungswert Py kleiner ist als der eingestellte Leistungsgrenzwert

Por, dessen zeitlicher Verlauf durch eine gepunktete Linie dargestellt ist. Somit erfolgt kein Trennen der Gleichspannungslast von dem Gleichspannungsnetz. Die

Einstellbarkeit des Referenzwerts bzw. Leistungsgrenzwerts Par basiert in diesem Fall beispielhaft auf einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis, das ein proportionales

Verhältnis ist. In der elektronischen Sicherung 1, insbesondere der Steuer- und

Auswerteeinrichtung, ist ein das proportionale Verhältnis definierender erster

Proportionalitätsfaktor a; hinterlegt, sodass die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Referenzwert im Falle des empfangenen zeitlich konstanten

Frequenzsignals F1 basierend auf dem ersten Proportionalitätsfaktor a; auf den zeitlich konstanten Leistungsgrenzwert Par einzustellen. Zur Einstellung des Referenzwerts kann z. B. eine das proportionale Verhältnis definierende erste Umrechnungsfunktion in der Steuer- und Auswerteeinrichtung hinterlegt sein, basierend auf der die Steuer- und

Auswerteeinrichtung mittels des Frequenzsignals F1 den Leistungsgrenzwert Por einstellen kann. Eine solche erste Umrechnungsfunktion kann z. B. durch eine frequenzabhängige Funktion des einstellbaren Referenzwerts bzw. Leistungsgrenzwerts

Por (v) = a1-v + B dargestellt werden. Dabei bezeichnet v die dem zeitlich konstanten

Frequenzsignal F1 zugrundeliegende Frequenz und a1 den ersten Proportionalitätsfaktor und ß ist eine optionale additive Konstante, die z. B. auch den Wert null einnehmen kann. Der erste Proportionalitätsfaktor ist in diesem Beispiel ein von einem anfangs vorgegebenen Referenzwert, z. B. einem Strom- oder Leistungsgrenzwert, abhängiger

Wert und kann mathematisch durch a; = a-Po beschrieben sein, wobei Po den anfangs vorgegebenen Referenzwert bezeichnet und a ein vorab definierter Faktor, insbesondere ein Umrechnungsfaktor, ist. Somit kann ein anfangs vorgegebener Referenzwert Po mittels des Frequenzsignals F1 um einen konstanten Faktor erhöht oder verringert werden. Alternativ zu einer frequenzabhängigen Funktion des einstellbaren

Referenzwerts ist alternativ auch denkbar, z. B. eine pulsweitenabhängige Funktion des einstellbaren Referenzwerts bzw. Leistungsgrenzwerts als Umrechnungsfunktion heranzuziehen, sodass der Leistungsgrenzwert von der jeweiligen Pulsweite des empfangenen Frequenzsignals abhängig ist.

Figur 3b zeigt einen zeitlichen Verlauf eines im Vergleich zu Figur 1 unterschiedlichen empfangenen Frequenzsignals F2(t), einen zeitlichen Verlauf eines mittels des

Frequenzsignals F2(t) eingestellten Leistungsgrenzwerts Por sowie eines

Einschaltstroms I(t) einer Gleichspannungslast gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zu dem in Figur 3a dargestellten Frequenzsignal F2(t) ist zu erkennen, dass das Frequenzsignal F2(t) gemäß dem oberen Bild der Figur 3b ein zeitabhängiges Frequenzsignal ist, d. h. dessen Frequenz ändert sich mit der Zeit und wird in dem Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt tı mit der Zeit größer, und zwar in diesem Fall schrittweise größer. Die Zeitabhängigkeit des Frequenzsignals F2(t) überträgt sich basierend auf dem entsprechend vorbestimmten funktionalen Verhältnis auf den mittels des Frequenzsignals F2(t) eingestellten Leistungsgrenzwert Par, wie das mittlere Bild der Figur 3b zeigt. Zum Zeitpunkt ta, der aufgrund einer internen

Verarbeitungszeit der Steuer- und Auswerteeinrichtung zeitlich betrachtet nach dem

Zeitpunkt t; liegt, stellt sich ein zeitabhängiger Leistungsgrenzwert Por ein, auch als dynamischer Schaltschwellwert bezeichnet, der mit der Zeit größer wird. Dies ermöglicht es, den Leistungsgrenzwert Par dynamisch auf die jeweiligen Betriebs- und/oder Einschaltbedingungen der anzuschlieBenden Gleichspannungslast anzupassen.

Wird die Gleichspannungslast zum Zeitpunkt t3 > to eingeschaltet, liegt die der

Gleichspannungslast bereitgestellte Leistung trotz eines zu Beginn des Einschaltens auftretenden erhôhten Einschaltstroms dank der dynamischen Anpassung des

Leistungsgrenzwerts Par noch unterhalb des eingestellten Leistungsgrenzwerts Por. sodass sie nicht abgeschaltet wird, wie im unteren Bild der Figur 3b angedeutet ist.

Die Einstellbarkeit des Referenzwerts bzw. des dynamischen Leistungsgrenzwerts Par basiert auch in diesem Fall beispielhaft auf einem vorbestimmten funktionalen

Verhältnis, das ein proportionales Verhältnis ist. In der elektronischen Sicherung, insbesondere in der Steuer- und Auswerteeinrichtung, ist ein das proportionale

Verhältnis definierender zweiter Proportionalitätsfaktor a hinterlegt, sodass die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Referenzwert im Falle eines empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignals F2(t) basierend auf dem zweiten

Proportionalitätsfaktor œ auf den zeitabhängigen Leistungsgrenzwert Par(t) einzustellen. Der Leistungsgrenzwert Por(t) kann mittels des empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignals F2(t) schrittweise, wie im Beispiel der Figur 3b dargestellt, oder in einer alternativen Ausführungsform auch schlagartig zeitlich veränderbar sein. Zur Einstellung des Referenzwerts kann z. B. eine das proportionale

Verhältnis definierende zweite Umrechnungsfunktion in der Steuer- und

Auswerteeinrichtung hinterlegt sein, basierend auf welcher die Steuer- und

Auswerteeinrichtung den zeitabhängigen Leistungsgrenzwert Por mittels des

Frequenzsignals F2(t) einstellen kann. Die zweite Umrechnungsfunktion kann z. B. durch eine frequenzabhängige Funktion des einstellbaren Referenzwerts bzw. des

Frequenzsignal F2(t) zugrundeliegende zeitabhängige Frequenz und a, den zweiten

Proportionalitätsfaktor bezeichnet und B eine optionale additive Konstante ist, die u. a. auch den Wert null einnehmen kann. Der zweite Proportionalitätsfaktor kann entweder von dem ersten Proportionalitätsfaktor verschieden sein oder aber diesem entsprechen, sodass die erste und die zweite Umrechnungsfunktion, abgesehen von der jeweiligen

Zeitabhängigkeit des Frequenzsignals F2(t) und des Leistungsgrenzwerts, identisch sind. Auch der zweite Proportionalitätsfaktor kann ein von einem anfangs vorgegebenen

Referenzwert abhängiger Wert sein und z. B. mathematisch durch œ = a‘ -Po mit dem anfangs vorgegebenen Referenzwert Po beschrieben sein, wobei a‘ einen vorab definierten Faktor, insbesondere Umrechnungsfaktor, darstellt, der dem Faktor a bzgl. des ersten Proportionalitätsfaktors entspricht, falls a2 = a1. Somit kann ein zunächst vorgegebener Referenzwert Po mittels des zeitabhängigen Frequenzsignals F2(t) auf einen zeitabhängigen Leistungsgrenzwert Par und somit einen dynamischen

Schaltschwellwert eingestellt werden.

Figur 3c zeigt einen zeitlichen Verlauf zweier verschiedener empfangener

Frequenzsignale F3 und F4 sowie zweier mittels dieser Frequenzsignale F3, F4 jeweils eingestellter Leistungsgrenzwerte gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Wie dem oberen Bild der Figur 3c zu entnehmen ist, sind die beiden Frequenzsignale

F3, F4 zeitlich konstante Frequenzsignale, die sich in ihrer zugrundeliegenden Frequenz unterscheiden. Das Frequenzsignal F4 hat beispielhaft eine größere Frequenz als das

Frequenzsignal F3. In dem in Figur 3c veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der

Referenzwert vorab in der elektronischen Sicherung in Form einer Kennlinie X1(t) hinterlegt, die in dem unteren Bild der Figur 3c abgebildet ist und einer Last-Kennlinie, auch Auslösekennlinie oder Auslösekurve der jeweils an die elektronische Sicherung anzuschließenden oder angeschlossenen Gleichspannungslast genannt, entspricht. Die

Steuer- und Auswerteeinrichtung der elektronischen Sicherung ist in diesem Fall beispielhaft dazu eingerichtet, diese Kennlinie X1(t) in Abhängigkeit von einem empfangenen zeitlich konstanten Frequenzsignal, welches in Figur 3c dem

Frequenzsignal F4 entspricht, um einen zu dem empfangenen Frequenzsignal F4 proportionalen zeitlich konstanten Wert AP zu verschieben und den Leistungsgrenzwert

Par basierend auf der um den zeitlich konstanten Wert AP verschobenen Kennlinie

X2(t) einzustellen. Wie im unteren Bild der Figur 3c betreffend den zeitlichen Verlauf des Leistungsgrenzwerts zu sehen, erfolgt eine sogenannte „Offsetverschiebung“ der

Kennlinie X1(t) zu der verschobenen Kennlinie X2(t) um einen zeitlich konstanten Wert

AP, der von dem Frequenzsignal F4 in proportionaler Weise abhängt. Empfangt die elektronische Sicherung beispielsweise ein Frequenzsignal F3 gemäß dem

Ausführungsbeispiel der Figur 3c, so wird darauf basierend die hinterlegte Kennlinie

X1(t) als Referenzwert herangezogen. Empfängt die elektronische Sicherung hingegen ein Frequenzsignal F4 gemäB dem Ausführungsbeispiel der Figur 3c, so wird darauf basierend die hinterlegte Kennlinie X1(t) um den konstanten Wert AP zu der Kennlinie

X2(t) verschoben. Dies kommt dadurch zustande, dass das zur Einstellung des

Referenzwerts in der elektronischen Sicherung hinterlegte vorbestimmte funktionale

Verhältnis beispielhaft in Form einer dritten Umrechnungsfunktion vorliegt. Die dritte

Umrechnungsfunktion kann z. B. durch eine frequenzabhängige Funktion des einstellbaren Referenzwerts bzw. des Leistungsgrenzwerts Per (v, t) = X1(t) + B-v dargestellt werden. Dabei bezeichnet v die dem jeweiligen Frequenzsignal F3, F4 zugrundeliegende Frequenz, X1(t) beschreibt die Funktion der Kennlinie, die in diesem

Fall zeitabhängig ist, und B beschreibt eine additive Konstante ungleich dem Wert null, die, multipliziert mit der Frequenz v des jeweiligen Frequenzsignals, eine entsprechende

Offsetverschiebung der Kennlinie X1(t) um den konstanten Wert AP = B-v bewirkt.

Alternativ zu einer dritten Umrechnungsfunktion kônnte z. B. auch eine Tabelle in der elektronischen Sicherung gespeichert sein, aus der eine Zuordnungsvorschrift zwischen einem jeweiligen Frequenzsignal und einem die Offsetverschiebung der hinterlegten

Kennlinie X1(t) definierenden konstanten Wert hervorgeht.

Figur 3d zeigt einen zeitlichen Verlauf eines aus zwei verschiedenen Frequenzsignalen

FS und F6 überlagerten Frequenzsignals und einen zeitlichen Verlauf einer hinterlegten

Kennlinie sowie einer basierend auf dem überlagerten Frequenzsignal modifizierten

Kennlinie gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Wie dem oberen Bild der Figur 3d zu entnehmen ist, sind die beiden Frequenzsignale F5, F6 des überlagerten

Frequenzsignals jeweils zeitlich konstante Frequenzsignale, die sich in ihrer jeweiligen

Pulsweite unterscheiden. Das Frequenzsignal FS hat beispielhaft eine größere Pulsweite als das Frequenzsignal F6. In dem in Figur 3d veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Referenzwert vorab in Form einer Kennlinie X1(t) in der elektronischen

Sicherung hinterlegt. Die Kennlinie X1(t) ist beispielhaft in dem unteren Bild der Figur 3d abgebildet und entspricht einer Last-Kennlinie, auch Auslôsekennlinie oder

Auslôsekurve der jeweils an die elektronische Sicherung anzuschlieBenden oder angeschlossenen Gleichspannungslast genannt. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung der elektronischen Sicherung ist beispielhaft dazu eingerichtet, den Referenzwert mittels eines empfangenen Frequenzsignals, im Beispiel der Figur 3d das aus F5, F6 überlagerte Frequenzsignal, in Abhängigkeit von der Energieflussrichtung durch die elektronische Sicherung auf einen jeweils unterschiedlichen Leistungsgrenzwert Par einzustellen. Dies kann insbesondere derart erfolgen, dass die Steuer- und

Auswerteeinrichtung bei einer Energieflussrichtung von dem Ausgangsanschluss zu dem Eingangsanschluss der elektronischen Sicherung die in der elektronischen

Sicherung hinterlegte Kennlinie X1(t), oder aber eine um einen zeitlich konstanten Wert verschobene Kennlinie, beispielsweise die um AP verschobene Kennlinie X2(t) gemäß der Figur 3c, in Abhängigkeit von dem empfangenen Frequenzsignal an der x-Achse spiegelt und den Leistungsgrenzwert Par basierend auf der jeweils entsprechend gespiegelten Kennlinie X3(t) einstellt. Die x-Achse entspricht in Figur 3d der Zeitachse.

Wie im unteren Bild der Figur 3d dargestellt, ist neben der Kennlinie X1(t) eine weitere

Kennlinie X3(t) = - (X1(t) —P1) zu sehen, die ausgehend von der Kennlinie X1(t) um einen konstanten Wert P1 verschoben und daraufhin an der als x-Achse ausgebildeten

Zeitachse gespiegelt ist. Empfängt die elektronische Sicherung ein aus den

Frequenzsignalen F5 und F6 überlagertes Frequenzsignal gemäß dem in Figur 3d gezeigten Ausführungsbeispiel, so werden die Frequenzsignale F5, F6 insbesondere separat voneinander in der Steuer- und Auswerteeinrichtung ausgewertet. In Figur 3d wird die in der elektronischen Sicherung hinterlegte Kennlinie X1(t) beispielhaft basierend auf der dem Frequenzsignal F5 zugrundeliegenden Frequenz um den konstanten Wert P1 verschoben, und zwar zu kleineren Werten hin verschoben, und basierend auf der dem Frequenzsignal F6 zugrundeliegenden Pulsweite als weiteren

Parameter an der der Zeitachse gespiegelt. Die daraus resultierende Kennlinie X3(t) wird demzufolge mittels des aus F5 und F6 überlagerten Frequenzsignals zum

Einstellen des Referenzwerts bzw. Leistungsgrenzwerts herangezogen.

Um dies zu ermöglichen, sind in der Steuer- und Auswerteeinrichtung entsprechend definierte Unterscheidungskriterien gespeichert, die für die Einstellung des

Referenzwerts mittels des jeweils empfangenen Frequenzsignals herangezogen werden.

Als Unterscheidungskriterien können z. B. jeweilige Wertebereiche einzelner Parameter des jeweils empfangenen Frequenzsignals verwendet werden. Die Parameter können z.

B. die Frequenz und/oder die Pulsweite des empfangenen Frequenzsignals sein. Die

Unterscheidungskriterien müssen stets klar voneinander abgrenzbar sein und definieren ein vorbestimmtes funktionales Verhältnis, das in Form von zumindest einer Tabelle oder anderweitiger Zuordnungsvorschriften vorliegen kann.

Beispielsweise kann ein erster Parameter, z. B. die Frequenz, eines empfangenen

Frequenzsignals für die Einstellung einer Offsetverschiebung der in der elektronischen

Sicherung vorab gespeicherten Kennlinie und ein zweiter Parameter, z. B. die

Pulsweite, desselben Frequenzsignals, eines überlagerten Frequenzsignals oder auch eines weiteren empfangenen Frequenzsignals, für eine optionale Spiegelung der

Kennlinie an der x-Achse bzw. Zeitachse verwendet werden. Z. B. kann im Hinblick auf eine optionale Spiegelung festgelegt sein, dass für eine Pulsweite eines Frequenzsignals, die größer als ein vorbestimmter Wert ist, keine Spiegelung und für eine Pulsweite des

Frequenzsignals, die kleiner als der vorbestimmte Wert oder gleich dem vorbestimmten

Wert ist, eine Spiegelung der Kennlinie an der x-Achse erfolgen soll. Um einen

Referenzwert sowohl durch eine Kombination aus Verschiebung und Spiegelung einer in der elektronischen Sicherung hinterlegten Kennlinie mittels eines Frequenzsignals einstellen zu können, sind jedoch nicht notwendigerweise Unterscheidungskriterien basierend auf zwei verschiedenen Parametern eines Frequenzsignals notwendig. Eine solche Einstellungsmöglichkeit besteht u. a. auch, wenn zwei verschiedene

Frequenzsignale, insbesondere mit kurzem Zeitabstand hintereinander, empfangen werden, wobei mittels des ersten Frequenzsignals eine Offsetverschiebung und mittels des zweiten Frequenzsignals eine optionale Spiegelung der Kennlinie einstellbar ist. In diesem Fall können voneinander abgrenzbare Unterscheidungskriterien basierend auf einem einzigen Parameter, insbesondere die Frequenz oder die Pulsweite, der jeweiligen

Frequenzsignale festgelegt sein, z. B. zwei oder vier unterschiedliche Wertebereiche desselben Parameters der zwei jeweiligen Frequenzsignale.

Auch wenn dies nicht in Figur 3d gezeigt ist, so ist es ferner u. a. möglich, eine vorab in der elektronischen Sicherung hinterlegte Kennlinie nur an der x-Achse zu spiegeln,

ohne eine zusätzliche Offsetverschiebung einstellen zu können. In diesem Fall wird ein entsprechendes Unterscheidungskriterium basierend auf einem einzigen Parameter des

Frequenzsignals festgelegt und in der Steuer- und Auswerteeinrichtung als Information hinterlegt ist. Z. B. kann ein Frequenzsignal mit einem vorab definierten ersten

Wertebereich des Parameters einen positiven Leistungsgrenzwert einstellen, der durch die hinterlegte Kennlinie definiert ist, und ein Frequenzsignal mit einem vorab definierten, von dem ersten verschiedenen zweiten Wertebereich desselben Parameters einen negativen Leistungsgrenzwert einstellen, der durch eine Spiegelung der hinterlegten Kennlinie an der x-Achse definiert ist.

Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens zum Betreiben einer elektronischen

Sicherung, insbesondere der in Figur 1 gezeigten elektronischen Sicherung, in einem

Gleichspannungsnetz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Auch wenn dies aus Figur 4 nicht hervorgeht, erfolgt zunächst ein elektrisches Anschließen der elektronischen Sicherung an das Gleichspannungsnetz und ein elektrisches Anschließen einer Gleichspannungslast an die elektronische Sicherung. Zudem wird ein

Frequenzsignal an einen Steuereingang 4 der elektronischen Sicherung angelegt. Dieses

Frequenzsignal kann beispielsweise gemäß einem der in Figuren 3a, 3b, 3c oder 3d dargestellten Frequenzsignale F1, F2(t), F3, F4, F5, F6 ausgebildet sein. Gemäß Figur 4 erfolgt im Block G1 beispielhaft eine Frequenz-Digital-Umsetzung, d. h. das empfangene Frequenzsignal wird in ein digitales Signal umgewandelt, und eine

Weiterleitung des umgewandelten Signals an Block E. Zudem wird das über den

Steuereingang 4 empfangene Frequenzsignal gemäß Block FE1 der Figur 4 einer

Flankenerkennung zugeführt und daraufhin an ein UND-Gatter, das durch Block H symbolisiert ist, übermittelt. In Block B der Figur 4 erfolgt ein Erfassen eines durch die elektronische Sicherung fließenden Stroms und in Block C ein Erfassen einer an der elektronischen Sicherung anliegenden Spannung. Anhand des erfassten Stroms und der erfassten Spannung erfolgt in Block D ein Berechnen einer von der elektronischen

Sicherung bereitgestellten Leistung. In Block E erfolgt ein Vergleichen der berechneten

Leistung mit einem einen Leistungsgrenzwert definierenden Referenzwert. Dieser

Referenzwert wird mittels des angelegten Frequenzsignals eingestellt, welches gemäß

Figur 4 beispielhaft an Block E als umgewandeltes digitales Signal übermittelt wird und zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis steht. Das

Vergleichsergebnis wird gemäß Figur 4 beispielhaft an das UND-Gatter in Block H übertragen. Ist die berechnete Leistung grôBer als der Leistungsgrenzwert, so erfolgt ein

Trennen der Gleichspannungslast von der Stromversorgung. In diesem Fall erfolgt eine logische UND-Verknüpfung im UND-Gatter und die Schalteinrichtung 6 wird mittels eines entsprechenden Ansteuerungsbefehls in den nichtleitenden Zustand geschaltet, was in Figur 4 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. In Block G2 erfolgt eine

Umwandlung eines digitalen Signals, das der berechneten Leistung entspricht, in ein

Frequenzsignal entsprechend einem vorbeschriebenen zweiten Frequenzsignal, welches an Block FE2 übertragen wird, in welchem eine Flankenerkennung erfolgt. Von Block

FE2 aus wird das Frequenzsignal an den Steuerausgang weitergeleitet.

Beispielsweise kann das Frequenzsignal in Abhängigkeit von spezifischen Kenndaten der angeschlossenen Gleichspannungslast, insbesondere einer Last-Kennlinie bzw.

Auslösekennlinie, an den Steuereingang 4 angelegt werden. Wie bereits zuvor ausgeführt, kann das vorbestimmte funktionale Verhältnis in Form von zumindest einer

Umrechnungsfunktion in der elektronischen Sicherung hinterlegt werden, wobei die

Umrechnungsfunktion insbesondere zumindest einen zu einem jeweils angelegten

Frequenzsignal proportionalen Anteil umfasst. Ergänzend oder auch alternativ kann das angelegte Frequenzsignal beispielsweise proportional zu dem Referenzwert sein, sodass der Referenzwert mittels des Frequenzsignals auf einen zeitlich konstanten

Leistungsgrenzwert eingestellt wird, wenn das Frequenzsignal zeitlich konstant ist, wie z. B. in Figur 3a veranschaulicht, und mittels des Frequenzsignals auf einen zeitabhängigen Leistungsgrenzwert, insbesondere einen schrittweise oder schlagartig veränderbaren Leistungsgrenzwert, eingestellt wird, wenn das Frequenzsignal zeitabhängig ist, wie beispielsweise in Figur 3b veranschaulicht.

Alternativ zu der unmittelbar zuvor beschriebenen Ausführungsform kann der

Referenzwert beispielsweise auch vorab in der elektronischen Sicherung in Form einer

Kennlinie hinterlegt werden. Das angelegte Frequenzsignal kann insbesondere proportional zu einem zu der Kennlinie zu addierenden zeitlich konstanten Wert sein, sodass der Leistungsgrenzwert basierend auf einer um den zeitlich konstanten Wert verschobenen Kennlinie eingestellt wird. Dies ist z. B. in Figur 3c veranschaulicht.

Alternativ oder auch zusätzlich kann der Referenzwert mittels des empfangenen

Frequenzsignals in Abhängigkeit von der Energieflussrichtung durch die elektronische

Sicherung auf einen jeweils unterschiedlichen Leistungsgrenzwert eingestellt werden, und zwar insbesondere, indem die in der elektronischen Sicherung hinterlegte

Kennlinie, oder aber eine um einen konstanten Wert verschobene Kennlinie, bei einer

Energieflussrichtung von dem Ausgangsanschluss zu dem Eingangsanschluss der elektronischen Sicherung in Abhängigkeit des angelegten Frequenzsignals an der x-

Achse gespiegelt wird und der Leistungsgrenzwert basierend auf der entsprechend gespiegelten Kennlinie eingestellt wird, wie beispielhaft in Figur 3d veranschaulicht.

Figur 5 zeigt ein Diagramm zum zeitlichen Verlauf des Verfahrens zum Betreiben einer elektronischen Sicherung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In Figur 5 stellt der ganz oben dargestellte zeitliche Verlauf die am Steuereingang der elektronischen

Sicherung empfangenen Frequenzsignale mit Amplitude A(t) über die Zeit t dar. Der in

Figur 5 von oben nach unten betrachtet zweite zeitliche Verlauf betrifft die am

Ausgangsanschluss der elektronischen Sicherung bereitgestellte Spannung Uou. Der in

Figur 5 von oben nach unten betrachtet dritte zeitliche Verlauf stellt den jeweils mittels der empfangenen Frequenzsignale eingestellten Leistungsgrenzwert in Form einer dicken durchgezogenen Linie und den jeweils berechneten Leistungswert Py(t) in Form einer gestrichelt-gepunkteten Linie über die Zeit t dar. Im untersten zeitlichen Verlauf der Figur 5 ist das am Steuerausgang der elektronischen Sicherung bereitgestellte zweite, der berechneten Leistung Py(t) entsprechende Frequenzsignal abgebildet, welches von einer Steuerungseinrichtung eines Leistungsüberwachungssystems empfangen werden kann, um daraus die berechnete Leistung zu erfassen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 wird zum Zeitpunkt tı ein Frequenzsignal

F7 am Steuereingang der elektronischen Sicherung empfangen, mittels welchem zum

Zeitpunkt ta basierend auf einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis, z. B. gemäß einem der hinsichtlich der Figuren 3a bis 3d beschriebenen Beispiele, ein entsprechender, einen Leistungsgrenzwert Par (F7) definierender, Referenzwert eingestellt wird. Zum Zeitpunkt t2 wird zudem eine Spannung Uou an dem

Ausgangsanschluss der elektronischen Sicherung bereitgestellt. Mittels der Steuer- und

Auswerteeinrichtung wird ein Leistungswert Py(t) aus den jeweils erfassten Spannungs- und Strommesswerten berechnet und mit dem Leistungsgrenzwert Par (F7) verglichen.

Ferner wird an dem Steuerausgang der elektronischen Sicherung ein Frequenzsignal

Floui bereitgestellt, das der berechneten Leistung Py(t) entspricht. Zwischen den

Zeitpunkten ta und t3 wird ein von dem Frequenzsignal F7 verschiedenes

Frequenzsignal F8 am Steuereingang der elektronischen Sicherung empfangen. Mittels des Frequenzsignals F8 wird zum Zeitpunkt t3 basierend auf dem vorbestimmten funktionalen Verhältnis ein neuer entsprechender Leistungsgrenzwert Par (F8) eingestellt. Mit geringfügiger zeitlicher Verzôgerung wird im Rahmen der, insbesondere kontinuierlich erfolgenden, Berechnung der jeweiligen Leistung Py aus entsprechend erfassten Spannungs- und Strommesswerten eine größerer Leistungswert Py ermittelt, der unterhalb des neuen Leistungsgrenzwerts Per (F8) liegt. An dem Steuerausgang der elektronischen Sicherung wird ein neues Frequenzsignal F2oui bereitgestellt, das dem neu berechneten Leistungswert Py, entspricht. Zum Zeitpunkt t4 wird im Rahmen des

Vergleichens der berechneten Leistung Pp(t4) mit dem aktuell vorliegenden

Leistungsgrenzwert Par (F8) festgestellt, dass die berechnete Leistung Pp(t4) größer als der Leistungsgrenzwert Por (F8) ist und sich somit in einem für den Betrieb der an die elektronische Sicherung angeschlossenen Gleichspannungslast unzulässigen Bereich befindet. Ein der berechneten Leistung Py(t4) entsprechendes Frequenzsignal F3out wird an dem Steuerausgang der elektronischen Sicherung bereitgestellt. Da sich die berechnete Leistung Py(t4) in einem unzulässigen Bereich befindet, bewirkt die Steuer- und Auswerteeinrichtung nach einer vorbestimmten Auslösezeit ta = ts — t4 durch

Ansteuerung der Schalteinrichtung ein Schalten der Schalteinrichtung in den nichtleitenden Zustand und somit ein Trennen der Gleichspannungslast von dem

Gleichspannungsnetz. Die bereitgestellte Spannung Uout und die berechnete Leistung Py, sinken zum Zeitpunkt ts somit auf den Wert null. Die elektronische Sicherung wird nach dem Zeitpunkt te mittels eines über ihren Steuereingang empfangenen Reset-Signals

Freset Zurückgesetzt und wieder in Betrieb genommen, indem die Schalteinrichtung in einen leitenden Zustand überführt wird. Zum Zeitpunkt t7 empfängt die elektronische

Sicherung über ihren Steuereingang ein Frequenzsignal F7, mittels welchem die Steuer- und Auswerteeinrichtung der elektronischen Sicherung basierend auf dem jeweils vorbestimmten funktionalen Verhältnis zum Zeitpunkt ts wieder einen entsprechenden

Leistungsgrenzwert Par (F7) einstellt. Ebenfalls wird zum Zeitpunkt ts wieder eine

Spannung Uou am Ausgangsanschluss der elektronischen Sicherung bereitgestellt sowie die jeweils vorliegenden Messwerte der an der elektronischen Sicherung anliegenden

Spannung und des durch die elektronische Sicherung flieBenden Stroms erfasst und aus diesen die bereitgestellte Leistung Py, berechnet. Ein der berechneten Leistung Py entsprechendes Frequenzsignal Flou wird an dem Steuerausgang der elektronischen

Sicherung bereitgestellt. Die berechnete Leistung Py, wird mit dem aktuell vorliegenden

Leistungsgrenzwert Per (F7) verglichen. Da die berechnete Leistung Pb kleiner als der

Leistungsgrenzwert Pa: (F7) ist, bleibt die elektronische Sicherung und die daran angeschlossen Gleichspannungslast in Betrieb, d. h. die Schalteinrichtung verbleibt in einem leitenden Zustand.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit zusammenfassend eine elektronische

Sicherung, ein die elektronische Sicherung umfassendes Leistungsüberwachungssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Sicherung, wobei ein

Abschalten der Gleichspannungslast erfolgt, wenn die von der elektronischen Sicherung an die Gleichspannungslast bereitgestellte berechnete Leistung größer als ein

Leistungsgrenzwert ist, der durch einen Referenzwert definiert ist. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Referenzwert mittels eines von der elektronischen Sicherung empfangenen Frequenzsignals, das zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis steht, einstellbar ist. In Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern eines empfangenen Frequenzsignals kann der

Leistungsgrenzwert anhand von vorab festgelegten Unterscheidungskriterien, die durch das vorbestimmte funktionale Verhältnis in Form von einer Zuordnungsvorschrift definiert sind, eingestellt und auf die aktuellen Gegebenheiten, insbesondere den jeweiligen Energiebedarf der angeschlossenen Gleichspannungslast, dynamisch angepasst werden.

Bezugszeichenliste 1 elektronische Sicherung 2 Gleichspannungsnetz 2A Gleichspannungs-Versorgungsschiene 3 Gleichspannungslast 3A Lastschiene 4 Steuereingang 5 Steuerausgang 6, 6°, 6 Schalteinrichtung 7 Strommesseinrichtung 8 Spannungsmesseinrichtung 9 Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 Leistungsüberwachungssystem 11 Steuerungseinrichtung 12 Gleichspannungsversorgung 13 Frequenz-Generator 14 Speichereinrichtung 15 Relais 16 Schalter

IN Eingangsanschluss

OUT Ausgangsanschluss

X Knotenpunkt

Par Leistungsgrenzwert

Py berechnete Leistung ar erster Proportionalitätsfaktor 02 zweiter Proportionalitätsfaktor

X1(t) Kennlinie

X2(t) Kennlinie (verschoben)

X3(t) Kennlinie (gespiegelt) ti - ts Zeitpunkt

F1 zeitlich konstantes Frequenzsignal

F2(t) zeitabhängiges Frequenzsignal

F3 zeitlich konstantes Frequenzsignal

F4 zeitlich konstantes Frequenzsignal

FS zeitlich konstantes Frequenzsignal

F6 zeitlich konstantes Frequenzsignal

F7,F8 Frequenzsignal

Flout zweites Frequenzsignal

F2out zweites Frequenzsignal

F3out zweites Frequenzsignal

AP, P1 zeitlich konstanter Wert

D1 Auslesefunktion

B Stromerfassung

C Spannungserfassung

D Leistungsberechnung

E Vergleichen

FEl erste Flankenerkennung

FE2 zweite Flankenerkennung

Gl Frequenz-Digital-Umsetzung

G2 Digital-Frequenz-Umsetzung

H UND-Verkniipfung

Claims

Patentansprüche

1. Elektronische Sicherung (1) für den Schutz einer in einem Gleichspannungsnetz (2) angeordneten Gleichspannungslast (3), umfassend: - einen Eingangsanschluss (IN), der zum elektrischen Anschließen an ein Gleichspannungsnetz (2) ausgebildet ist, - einen Ausgangsanschluss (OUT), der zum elektrischen Anschließen einer Gleichspannungslast (3) ausgebildet ist, - einen Steuereingang (4), - eine zwischen dem Eingangsanschluss (IN) und dem Ausgangsanschluss (OUT) angeordnete ansteuerbare Schalteinrichtung (6, 6°, 6°¢), - eine Strommesseinrichtung (7), die zum Erfassen eines durch die elektronische Sicherung (1) fließenden Stroms ausgebildet ist, - eine Spannungsmesseinrichtung (8), die zum Erfassen einer an der elektronischen Sicherung (1) anliegenden Spannung ausgebildet ist, sowie - eine Steuer- und Auswerteeinrichtung (9), die mit der Strommesseinrichtung (7), der Spannungsmesseinrichtung (8) und dem Steuereingang (4) elektrisch verbunden ist und dazu eingerichtet ist, anhand eines von der Strommesseinrichtung (7) erfassten Stroms und einer von der Spannungsmesseinrichtung (8) erfassten Spannung eine Leistung zu berechnen und die berechnete Leistung mit einem Referenzwert, welcher einen Leistungsgrenzwert (Par) definiert, zu vergleichen, insbesondere kontinuierlich oder in jeweils vorbestimmten Zeitintervallen zu vergleichen, sowie im Falle einer berechneten Leistung, die größer als der Leistungsgrenzwert (Per) ist, die Schalteinrichtung (6, 6°, 6°“) zum Trennen einer angeschlossenen Gleichspannungslast (3) von dem Gleichspannungsnetz (2) zu veranlassen, wobei die elektronische Sicherung (1) dazu ausgebildet ist, über ihren Steuereingang (4) ein zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis stehendes Frequenzsignal (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) zu empfangen, mittels welchem der Referenzwert einstellbar ist.

2. Elektronische Sicherung (1) gemäß Anspruch 1, wobei in der elektronischen Sicherung (1) zumindest eine das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierende

Umrechnungsfunktion hinterlegt ist und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, den Referenzwert basierend auf der zumindest einen Umrechnungsfunktion mittels eines empfangenen Frequenzsignals (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) einzustellen, wobei die zumindest eine Umrechnungsfunktion insbesondere einen Anteil umfasst, der zu einem empfangenen Frequenzsignal (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) proportional ist.

3. Elektronische Sicherung gemäß Anspruch 1, wobei in der elektronischen Sicherung (1) eine das vorbestimmte funktionale Verhältnis definierende Zuordnungsvorschrift in Form von zumindest einer Tabelle hinterlegt ist und die zumindest eine Tabelle insbesondere eine Liste mit darin umfassten einzelnen Frequenzsignalen oder einzelnen Frequenzsignalbereichen sowie einzelnen Leistungsgrenzwerten (Par) aufweist, wobei jedem Frequenzsignal oder jedem Frequenzsignalbereich jeweils genau ein einzustellender Leistungsgrenzwert (Par) zugeordnet ist.

4. Elektronische Sicherung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das vorbestimmte funktionale Verhältnis ein proportionales Verhältnis ist, ein das proportionale Verhältnis definierender erster Proportionalitätsfaktor (a1) in der elektronischen Sicherung (1) hinterlegt ist und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, den Referenzwert im Falle eines empfangenen zeitlich konstanten Frequenzsignals (F1) basierend auf dem ersten Proportionalitätsfaktor (a1) auf einen zeitlich konstanten Leistungsgrenzwert (Par) einzustellen, und/oder ein das proportionale Verhältnis definierender zweiter Proportionalitätsfaktor (a2) in der elektronischen Sicherung (1) hinterlegt ist und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, den Referenzwert im Falle eines empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignals (F2(t)) basierend auf dem zweiten Proportionalitätsfaktor (02) auf einen zeitabhängigen Leistungsgrenzwert (Por(t)) einzustellen, wobei der Leistungsgrenzwert (PGr(t)) mittels des empfangenen zeitabhängigen Frequenzsignals (F2(t)) insbesondere schrittweise oder schlagartig zeitlich veränderbar ist.

5. Elektronische Sicherung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Referenzwert vorab in der elektronischen Sicherung (1) in Form einer Kennlinie (X1(t)) hinterlegt ist und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, die Kennlinie (X1(t)) in Abhängigkeit von einem empfangenen zeitlich konstanten Frequenzsignal (F4) um einen zu dem empfangenen Frequenzsignal (F4) proportionalen zeitlich konstanten Wert (AP) zu verschieben und den Leistungsgrenzwert (Por) basierend auf der um den zeitlich konstanten Wert (AP) verschobenen Kennlinie (X2(t)) einzustellen.

6. Elektronische Sicherung (1) gemäB Anspruch 1, 2 oder 5, wobei der Referenzwert vorab in der elektronischen Sicherung (1) in Form einer Kennlinie (X1(t)) hinterlegt ist und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9) dazu eingerichtet ist, den Referenzwert mittels eines empfangenen Frequenzsignals (FS, F6) in Abhängigkeit von der Energieflussrichtung durch die elektronische Sicherung (1) auf einen jeweils unterschiedlichen Leistungsgrenzwert (Por) einzustellen, und zwar insbesondere derart, dass sie bei einer Energieflussrichtung von dem Ausgangsanschluss (OUT) zu dem Eingangsanschluss (IN) der elektronischen Sicherung (1) die in der elektronischen Sicherung (1) hinterlegte Kennlinie (X1(t)) oder eine gemäß Anspruch 5 um den zeitlich konstanten Wert verschobene Kennlinie (X2(t)) in Abhängigkeit von dem empfangenen Frequenzsignal (FS, F6) an der x-Achse spiegelt und den Leistungsgrenzwert (Par) basierend auf der entsprechend gespiegelten Kennlinie (X3(t)) einstellt.

7. Elektronische Sicherung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Spannungsmesseinrichtung (7) zum Erfassen der Spannung entlang eines Spannungsmesspfads und die Strommesseinrichtung (8) zum Erfassen des Stroms entlang eines Strommesspfads eingerichtet sind und der Spannungsmesspfad und der Strommesspfad gemeinsam an einem Knotenpunkt (X) angeschlossen sind.

8. Leistungsüberwachungssystem (10) umfassend eine elektronische Sicherung (1) gemäß einem der Ansprüche 1-7 und eine Steuerungseinrichtung (11), insbesondere eine speicherprogrammierbare Steuerung, wobei die elektronische Sicherung (1) ferner einen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung (9) elektrisch verbundenen Steuerausgang (5) aufweist und die

Steuerungseinrichtung (11) an den Steuereingang (4) und den Steuerausgang (5) der elektronischen Sicherung (1) elektrisch angeschlossen ist, wobei die Steuerungseinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, über den Steuerausgang (5) Daten, insbesondere Daten betreffend eine erfasste Spannung, einen erfassten Strom und eine berechnete Leistung, von der elektronischen Sicherung (1) zu empfangen und über den Steuereingang (4) Daten und Befehlssignale, insbesondere ein Frequenzsignal (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) zum Einstellen eines Referenzwerts, an die elektronische Sicherung (1) zu übertragen.

9. Leistungsüberwachungssystem (10) gemäß Anspruch 8, wobei die Steuerungseinrichtung (11) einen Frequenz-Generator (13) umfasst und dazu eingerichtet ist, mittels des Frequenz-Generators (13) ein erstes Frequenzsignal (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) zum Einstellen des Referenzwerts zu erzeugen und dieses an die elektronische Sicherung (1) zu übertragen, wobei die Steuerungseinrichtung (11) insbesondere eine Speichereinrichtung (14) mit einer darin gespeicherten Programmlogik zum Ein- und Ausschalten einer an die elektronische Sicherung (1) angeschlossenen Gleichspannungslast (3) und mit darin gespeicherten Kenndaten der Gleichspannungslast (3), insbesondere eine Last- Kennlinie, umfasst und insbesondere dazu eingerichtet ist, den Frequenz-Generator (13) zum Erzeugen des ersten Frequenzsignals (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) basierend auf den in der Speichereinrichtung (14) gespeicherten Informationen anzusteuern.

10. Leistungsüberwachungssystem (10) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die elektronische Sicherung (1) dazu ausgebildet ist, an dem Steuerausgang (5) ein zweites, der berechneten Leistung entsprechendes Frequenzsignal bereitzustellen, und die Steuerungseinrichtung (11) dazu ausgebildet ist, das bereitgestellte zweite Frequenzsignal zu empfangen und aus diesem die berechnete Leistung zu erfassen.

11. Leistungsüberwachungssystem (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Steuerungseinrichtung (11) ferner dazu eingerichtet ist, im Falle eines Fehlerereignisses der elektronischen Sicherung (1) ein Reset-Signal zum Rücksetzen der elektronischen Sicherung (1) an diese zu übertragen.

12. Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Sicherung, insbesondere einer elektronischen Sicherung (1) gemäß einem der Ansprüche 1-7, in einem Gleichspannungsnetz (2), umfassend die Schritte: - elektrisches AnschlieBen der elektronischen Sicherung (1) an das Gleichspannungsnetz (2), - elektrisches AnschlieBen einer Gleichspannungslast (3) an die elektronische Sicherung QD, - Anlegen eines Frequenzsignals (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) an einen Steuereingang (4) der elektronischen Sicherung (1), - Erfassen eines durch die elektronische Sicherung (1) fließenden Stroms (B), - Erfassen einer an der elektronischen Sicherung (1) anliegenden Spannung (C), - Berechnen einer von der elektronischen Sicherung (1) bereitgestellten Leistung anhand des erfassten Stroms und der erfassten Spannung (D), - Vergleichen der berechneten Leistung mit einem Referenzwert (E), der einen Leistungsgrenzwert (Par) definiert, wobei der Referenzwert mittels des angelegten Frequenzsignals, das zu dem Referenzwert in einem vorbestimmten funktionalen Verhältnis steht, eingestellt wird, - im Falle einer berechneten Leistung, die grôBer als der Leistungsgrenzwert (Par) 1st, Trennen der Gleichspannungslast (3) von dem Gleichspannungsnetz (2).

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Frequenzsignal (F1, F2(t), F3, F4, F5, F6) in Abhängigkeit von spezifischen Kenndaten der angeschlossenen Gleichspannungslast (3), insbesondere einer Last-Kennlinie, angelegt wird und das vorbestimmte funktionale Verhältnis in Form von zumindest einer Umrechnungsfunktion in der elektronischen Sicherung (1) hinterlegt wird, wobei die Umrechnungsfunktion insbesondere zumindest einen zu einem jeweils angelegten Frequenzsignal (F1, F2(t), F3, F4, FS, F6) proportionalen Anteil umfasst.

14. Verfahren gemäB Anspruch 12 oder 13, wobei das angelegte Frequenzsignal (F1, F2(t)) proportional zu dem Referenzwert ist, sodass der Referenzwert mittels des Frequenzsignals (F1) auf einen zeitlich konstanten Leistungsgrenzwert (Par) eingestellt wird, wenn das Frequenzsignal (F1) zeitlich konstant ist, und mittels des Frequenzsignals (F2(t)) auf einen zeitabhängigen Leistungsgrenzwert (Por), insbesondere einen schrittweise oder schlagartig veränderbaren Leistungsgrenzwert (Par), eingestellt wird, wenn das Frequenzsignal (F2(t)) zeitabhängig ist.

15. Verfahren gemäB Anspruch 12 oder 13, wobei der Referenzwert vorab in der elektronischen Sicherung in Form einer Kennlinie (X1(t)) hinterlegt wird und das angelegte Frequenzsignal proportional zu einem zu der Kennlinie (X1(t)) zu addierenden zeitlich konstanten Wert (AP) ist, sodass der Leistungsgrenzwert (Par) basierend auf einer um den zeitlich konstanten Wert (AP) verschobenen Kennlinie (X2(t)) eingestellt wird.