AT17278U1

AT17278U1 - Elektrisches Betriebsgerät zum Erkennen von transienten Störimpulsen in einem Stromversorgungsnetz

Info

Publication number: AT17278U1
Application number: ATGM149/2017U
Authority: AT
Original assignee: Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2021-11-15
Also published as: DE202017002176U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Betriebsgerät zum Erkennen von transienten Störimpulsen in einem Stromversorgungsnetz, umfassend einen Spannungswandler (110), welcher derart ausgebildet ist, um basierend auf einer von dem Stromversorgungsnetz (200) erhaltenen Eingangsspannung eine Ausgangsgröße, beispielsweise eine Ausgangsspannung oder ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsleistung, an eine elektrische Last (140) auszugeben, mindestens eine Induktivität (111) und mindestens eine Steuerung (120), welche derart ausgebildet ist, dass sie mindestens einen Kennwert der mindestens einen Induktivität misst und basierend auf dem mindestens einen Kennwert einen transienten Störimpuls erkennt.

Description

Beschreibung

ELEKTRISCHES BETRIEBSGERÄT ZUM ERKENNEN VON TRANSIENTEN STÖRIMPULSEN IN EINEM STROMVERSORGUNGSNETZ

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Verschiedene Beispiele der vorliegenden Erfindung betreffen ein elektrisches Betriebsgerät, und insbesondere ein elektrisches Betriebsgerät zum Erkennen von transienten Störimpulsen in einem Stromversorgungsnetz.

HINTERGRUND

[0002] Der Einsatz von elektrischen Betriebsgeräten zum Betreiben von elektrischen Lasten setzt einen hohen Standard in Bezug auf die elektrische Störfestigkeit der elektrischen Betriebsgeräte voraus. Elektrische Betriebsgeräte werden zunehmend kompakter konstruiert und sind damit oft auch störanfälliger gegen nicht definierte Versorgungsspannungen wie Uberspannungen, hochfrequente Störimpulse, Oberschwingungen und Netzrückwirkungen.

[0003] Vor allem nichtlineare Betriebsmittel, wie beispielsweise Schaltnetzteile, unterbrechungsfreie Stromversorgungs- (USV) Anlagen, Frequenzumrichter, Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) aber zunehmend auch Wechselrichter von Photovoltaikanlagen, verschlechtern die interne Stromversorgungsnetze von Gebäuden, ebenso wie angeschlossene öffentliche Stromversorgungsnetze.

[0004] Insbesondere transiente Störimpulse, führen dabei zu Ausfällen in der Elektronik. Dabei handelt es sich um kurzzeitige, schwingende oder nicht schwingende Uberspannungen, die in der Regel stark gedämpft sind und eine Dauer von einigen Millisekunden oder weniger aufweisen. Transiente Störimpulse zum Beispiel können durch Blitzeinwirkungen oder Schalthandlungen, beispielsweise das Auslösen von Sicherungen, verursacht werden. Die Anstiegszeit transienter Störimpulse variiert von weniger als einer Mikrosekunde bis zu einigen Millisekunden.

[0005] Es wird oftmals unterschieden zwischen energiereichen transienten Störimpulsen (SurgeStörimpulse) und energiearmen transienten Störimpulsfolgen (Burst-Störimpulse). Diese transienten Störimpulse sind typischerweise zeitlich nicht vorhersehbar, nur von kurzer begrenzter Dauer und wiederholen sich nichtperiodisch. Burst-Störimpulse können beispielsweise durch Anlaufen eines schlecht entstörten Elektromotors in der Netzspannung entstehen, wobei die BurstStörimpulse typischerweise 1-2 Minuten lang auftreten. Andere Verbraucher, beispielsweise LED- (engl. light emitting diode, LED) Vorschaltgeräte, welche Mikrocontroller enthalten, werden dadurch gestört. Bei einem Burst- oder Surge-Impuls schaltet ein LED-Vorschaltgerät oder der LED-Treiber gewöhnlicherweise ab, jedoch typischerweise mit einem anderen Fehler, so dass nicht unmittelbar erkennbar ist, ob ein transienter Störimpuls die Abschaltung bewirkt hat. Dabei wird der Mikrocontroller zurückgesetzt und die gegenwärtig benutzten Betriebsparameter für den Betrieb der LEDs, wie zum Beispiel Helligkeit oder Dimmstufe, gehen verloren.

ZUSAMMENFASSUNG

[0006] Daher besteht bei dem Betrieb von Elektroanlagen Bedarf nach elektrischen Betriebsgeräten, welche transiente Störimpulse in einem Stromversorgungsnetz schnell und zuverlässig erkennen können. Weiter besteht Bedarf nach einem verbesserten Verfahren und einem Netzwerk, um den Ursprung von transienten Störimpulsen, wie beispielsweise einen Störbetriebsgerät, welches transiente Störimpulse in einem Stromversorgungsnetz verursacht, oder einen Blitzeinschlag, auf einfache und effiziente Weise zu identifizieren und zu lokalisieren.

[0007] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

[0008] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein elektrisches Betriebsgerät ausgebildet,

um transiente Störimpulse in einem Stromversorgungsnetz zu erkennen. Das elektrische Betriebsgerät umfasst einen Spannungswandler, welcher ausgebildet ist, um basierend auf einer von einem Stromversorgungsnetz erhaltenen Eingangsspannung eine Ausgangsgröße, beispielsweise eine Ausgangsspannung oder ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsleistung, an eine elektrische Last auszugeben. Weiter umfasst das elektrische Betriebsgerät mindestens eine Induktivität, und zusätzlich mindestens eine Steuerung, welche derart ausgebildet ist, dass sie mindestens einen Kennwert der mindestens einen Induktivität misst, und basierend auf dem mindestens einen Kennwert einen transienten Störimpuls in dem Stromversorgungsnetz erkennt.

[0009] Das elektrische Betriebsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung erkennt transiente Störimpulse in einem Stromversorgungsnetz schnell und zuverlässig. Zudem kann das Betriebsgerät neu gestartet oder weiter betrieben werden, nachdem eine Störung durch einen transienten Störimpuls in einem Stromversorgungsnetz erkannt wurde, und kein Fehler der elektrischen Last oder eine andere Fehlerursache vorliegt, auf welche hin das das elektrische Betriebsgerät abgeschaltet werden muss. Dadurch ist das elektrische Betriebsgerät robuster gegenüber Störungen in dem Stromversorgungsnetz und kann mit wenigen Ausfallzeiten effizient und kostensparend betrieben werden. Durch die Integration der Funktionalität zur Erkennung von transienten Störimpulsen in das Betriebsgerät, kann eine besonders kompakte Integration erfolgen.

[0010] Der Spannungswandler kann die mindestens eine Induktivität umfassen, wodurch das Betriebsgerät kompakter konstruiert werden kann. Insbesondere kann die Induktivität sowohl dafür verwendet werden, um die Eingangsspannung in die Ausgangsgröße zu wandeln; als auch um den transienten Störimpuls zu erkennen.

[0011] Eine Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung kann die mindestens eine Induktivität umfassen. Dadurch kann eine in der Leistungsfaktor-Korrekturschaltung bereits vorhandene Induktivität genutzt werden, wodurch die Anzahl von elektronischen Komponenten verringert wird und das Betriebsgerät kompakter und kostensparender gebaut werden kann.

[0012] Der mindestens eine Kennwert kann eine Spannung über die mindestens eine Induktivität umfassen und die Steuerung kann derart ausgebildet sein, dass sie einen transienten Störimpuls erkennt, wenn die Spannung über die mindestens eine Induktivität über einen vorbestimmten Schwellenwert fällt. Eine Messung einer Spannung über die Induktivität ist einfach und schnell zu durchzuführen, wodurch ein einfaches und schnelles Erkennen eines transienten Störimpulses ermöglicht wird.

[0013] Die mindestens eine Induktivität kann eine erste Induktivität und eine zweite Induktivität umfassen, wobei die zweite Induktivität unterschiedlich zu der ersten Induktivität ist. Durch die Messung an zwei unterschiedlichen Induktivitäten kann eine Aussage über den zeitlichen Verlauf und die Stärke eines transienten Störimpulses gemacht werden, wodurch genauere Informationen über den transienten Störimpuls gewonnen werden können und der transiente Störimpuls zuverlässiger erkannt werden kann.

[0014] Die Steuerung kann derart ausgebildet sein, dass sie basierend auf dem Kennwert der ersten Induktivität und dem Kennwert der zweiten Induktivität einen transienten Störimpuls erkennt und einer Kategorie zuordnet.

[0015] Durch das Erkennen eines transienten Störimpulses basierend auf zwei Kennwerten, nämlich dem Kennwert der ersten Induktivität und dem Kennwert der zweiten Induktivität, und das Zuordnen des transienten Störimpulses zu einer Kategorie wird ermöglicht, dass vorbestimmte Gegenmaßnahmen, welche mit der zugeordneten Kategorie verknüpft sind, durchgeführt werden können. Dadurch können die Gegenmaßen abgestimmt werden auf die Art des transienten Störimpulses.

[0016] Die Kategorie kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, welche einen Surge-Störimpuls und einen Burst-Störimpuls umfasst, wodurch zuverlässig und schnell diese beiden wichtigen Kategorien von transienten Störimpulsen voneinander unterschieden werden können.

[0017] Der Spannungswandler kann ein AC-DC Spannungswandler sein, welcher eine Gleich-

spannung an eine Vielzahl von LED-Leuchtmitteln ausgibt. Durch die Integration der Induktivität in ein elektrisches Betriebsgerät, welches einen AC-DC Spannungswandler für den Betrieb einer Vielzahl von LED-Leuchtmittel umfasst, kann innerhalb einer LED-Leuchte ein transienter Störimpuls erkannt werden.

[0018] Die Steuerung kann weiterhin einen Mikrocontroller und einen Speicher umfassen, wobei der Mikrocontroller derart ausgebildet ist, dass er Betriebsparameter für das Ausgeben der Ausgangsgröße in dem Speicher speichert, wenn ein transienter Störimpuls erkannt wurde, und dass er die Betriebsparameter nach einem Neustart oder einem Zurücksetzen des elektrischen Betriebsgerätes aus dem Speicher ausliest.

[0019] Durch das Speichern von Betriebsparametern für das Betreiben einer elektrischen Last wird verhindert, dass die Betriebsparameter durch ein Zurücksetzen, beziehungsweise einen Neustart des Mikrocontrollers verlorengehen. Nach dem Zurücksetzen können die Betriebsparameter durch den Mikrocontroller wieder ausgelesen werden, so dass die elektrische Last mit den gleichen Betriebsparametern wie vor dem transienten Störimpuls betrieben werden kann. Dadurch wird die Ausfallsicherheit gegenüber transienten Störimpulsen erhöht.

[0020] Das elektrische Betriebsgerät kann weiter eine Netzwerkschnittstelle umfassen, welche derart ausgebildet ist, dass sie eine Störimpuls-Information über den erkannten transienten Störimpuls und eine Zeitinformation über den erkannten transienten Störimpuls, welche indiziert, wann der transiente Störimpuls aufgetreten ist, sendet.

[0021] Das Senden einer Störimpuls-Information und einer Zeitinformation über den erkannten transienten Störimpuls ermöglicht eine Zuordnung des transienten Störimpulses zu weiteren Ereignissen innerhalb des Stromversorgungsnetzes. Beispielsweise kann auf diese Art und Weise festgestellt werden, dass ein transienter Störimpuls mit einem Einschalten eines weiteren Verbrauchers in dem Stromversorgungsnetz korreliert, und basierend darauf dem Einschalten des weiteren Verbrauchers zugeordnet werden.

[0022] Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Netzwerk zum Erkennen und Lokalisieren von transienten Störimpulsen bereitgestellt. Das Netzwerk umfasst eine Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten, die ausgebildet sind, um einen transienten Störimpuls zu erkennen. Weiter umfasst das Netzwerk eine Auswertelogik, welche derart ausgebildet ist, dass sie mit der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten kommunikativ verbunden ist. Die Auswertelogik ist weiterhin derart ausgebildet, dass sie von den elektrischen Betriebsgeräten Störimpuls-Informationen und Zeitinformationen empfängt, und dass sie basierend auf den Störimpuls-Informationen und den Zeitinformationen eine Lokalisierung des Ursprungs des transienten Störimpulses durchführt.

[0023] Das Netzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass Verbraucher, welche transiente Störimpulse in einem Stromversorgungsnetz verursachen, zuverlässig und schnell erkannt und lokalisiert werden können. Dadurch können die Störungen innerhalb des Netzwerkes verringert werden und das Netzwerk weist eine höhere Qualität der Stromversorgung auf, wodurch auch gegenüber Störimpulsen empfindliche Verbraucher mit geringen Ausfallzeiten in dem Stromversorgungsnetz betreiben werden können. Somit können Bereiche und Geräte, welche transiente Störimpulse verursachen, direkt aufgefunden werden. Dadurch wird eine hohe Verfügbarkeit, Sicherheit und Robustheit der Elektroanlage und der elektrischen Betriebsgeräte erreicht, und hohe Kosten verursachende Ausfälle können vermieden werden.

[0024] Die Auswertelogik kann ausgebildet sein, die Lokalisierung basierend auf einer durch die Zeitinformationen indizierten Laufzeitdifferenz durchzuführen. Die Lokalisierung basierend auf einer durch Zeitinformationen indizierten Laufzeitdifferenz ermöglicht eine genaue Örtliche Bestimmung des Ursprungs des transienten Störimpulses, beispielsweise einen verursachenden störenden Verbraucher oder den Ort eines Blitzeinschlages. Zusätzlich können Störbetriebsgeräte, welche einen Burst- oder Surge-Störimpuls verursachen, durch Triangulation identifiziert werden.

[0025] Die Auswertelogik kann ausgebildet sein, um die Lokalisierung basierend auf einer vordefinierten Topologie des Stromversorgungsnetzes und der Vielzahl von elektrischen Betriebsgerä-

ten durchzuführen. Die Lokalisierung basierend auf einer vordefinierten Topologie des Stromversorgungsnetzes ermöglicht eine schnellere Lokalisierung mit geringem Aufwand gegenüber einer Lokalisierung ohne Topologieinformationen, wodurch eine effiziente Verbesserung der Qualität des Stromversorgungsnetzes erreicht wird.

[0026] Die Auswertelogik kann ausgebildet sein, um von zumindest einem der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten und/oder von mindestens einem weiteren elektrischen Betriebsgerät eine Betriebsinformation zu empfangen.

[0027] Das Empfangen mindestens einer Betriebsinformation von zumindest einem der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten und/oder von mindestens einem weiteren elektrischen Betriebsgerät innerhalb eines Stromversorgungsnetzes ermöglicht eine Korrelation eines transienten Störimpulses mit der mindestens einen Betriebsinformation und damit eine effiziente und schnelle Verbesserung der Qualität des Stromversorgungsnetzes.

[0028] Die Auswertelogik kann ausgebildet sein, um die Lokalisierung basierend auf der Betriebsinformation durchzuführen, wodurch die Lokalisierung des Ursprungs des transienten Störimpulses präziser und schneller durchgeführt werden kann, indem basierend auf der Betriebsinformation der transiente Störimpuls einem elektrischen Betriebsgerät zugeordnet werden kann.

[0029] Die Betriebsinformation kann indikativ für einen Wechsel eines elektrischen Betriebsmodus des jeweiligen elektrischen Betriebsgerätes sein, wodurch ein elektrischer Betriebsmodus eines jeweiligen elektrischen Betriebsgerätes als Ursache für den transienten Störimpuls erkannt werden kann. Dadurch kann die Qualität des Stromversorgungsnetzes noch schneller verbessert werden, indem die Fehlerursache innerhalb des störenden elektrischen Betriebsgerätes eingegrenzt wird.

[0030] Die elektrischen Betriebsgeräte der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten können gemäß einem elektrischen Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet sein.

[0031] Durch das Netzwerk umfassend elektrische Betriebsgeräte entsprechend den Ansprüchen 2 bis 8, können technische Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den technischen Effekten, die für die elektrischen Betriebsgeräte gemäß dem ersten Aspekt obenstehend beschrieben wurden. Wenn beispielsweise auch Rollos, Aufzüge, Klimaanlagen, wie im Zuge des Internet-of-Things vorgeschlagen, über das Netzwerk angesprochen werden, können transiente Störimpulse einfach und effizient einem dieser elektrischen Betriebsgeräte zugeordnet werden.

[0032] Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0033] Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

[0034] In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird.

[0035] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes zum Erkennen von transienten Störimpulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel.

[0036] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes zum Erkennen von transienten Störimpulsen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

[0037] Figur3 zeigt eine schematische Darstellung eines Netzwerkes zum Erkennen und Lokalisieren eines Ursprungs von transienten Störimpulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel.

[0038] Figur 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen von transienten Störimpulsen.

[0039] Figur5 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes zum Erkennen von transienten Störimpulsen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

[0040] Figur6 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes zum Erkennen von transienten Störimpulsen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

[0041] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.

[0042] Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Betriebsgerät 100, welches eine elektrische Last 140 in einem Stromversorgungsnetz 200 betreibt. Das elektrische Betriebsgerät 100 umfasst mindestens eine Induktivität 111, und eine Steuerung 120, welche ausgebildet ist, mindestens einen Kennwert der Induktivität 111 zu messen und basierend darauf einen transienten Störimpulse 202 in dem Stromversorgungsnetz 200 zu erkennen. Die vorliegende Erfindung umfasst weiter ein Netzwerk 300 umfassend mehrere erfindungsgemäße elektrische Betriebsgeräte 100, wobei das Netzwerk 300 ausgebildet ist, um transiente Störimpulse 202 innerhalb eines Stromversorgungsnetzes 200 zu lokalisieren.

[0043] Herkömmliche Burst- oder Surge-Detektoren sind eigenständige Geräte, welche in Elektroanlagen eingebaut werden können, und das Auftreten von Surge- oder Burst-Störimpulsen in einem Stromversorgungsnetz detektieren. Derartige Detektoren sind nicht für einen dauernden Einbau in einem Stromversorgungsnetz vorgesehen und verfügen auch nicht über eine NetzwerkSchnittstelle, wie sie beispielsweise ein LED-Vorschaltgerät besitzt, etwa DALI oder Ethernet. Weiterhin werden bei herkömmlichen Verfahren zum Lokalisieren eines Verursachers von Bursts in Frage kommende Verbraucher einzeln oder in Gruppen vom Netz getrennt, um durch ein Ausschlussverfahren einen störungsverursachenden Verbraucher zu identifizieren.

[0044] Diese herkömmlichen Techniken sind aufwendig und komplex. Die nachfolgend beschriebenen Techniken ermöglichen es, transiente Störimpulse einfach zu erkennen, Gegenmaßnahmen zu ergreifen und die transienten Störimpulse ggf. zu lokalisieren.

[0045] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes 100 zum Erkennen von transienten Störimpulsen 202 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

[0046] Das elektrische Betriebsgerät 100 umfasst einen Spannungswandler 110, eine Steuerung 120, und eine Induktivität 111. Das Betriebsgerät 100 kann beispielsweise als elektronisches Vorschaltgerät (EVG) zum Betreiben etwa einer Gasentladungslampe, Leuchtstofflampe oder einer Vielzahl von LED-Leuchtmitteln ausgestaltet sein. Weiterhin ist das elektrische Betriebsgerät 100 durch zwei Netzanschlüsse 205 mit einem Stromversorgungsnetz 200 verbunden. Der Spannungswandler 110 ist als AC-DC Spannungswandler ausgebildet und gibt zum Betreiben einer elektrischen Last 140 eine elektrische Gleichspannung, welche unterschiedlich zu der Spannung des Stromversorgungsnetzes 200 ist, und einen elektrischen Gleichstrom an die elektrische Last 140 ab. Die Induktivität 111 ist zwischen den beiden Netzanschlüssen 205 angeordnet. Die Steuerung 120 ist derart ausgebildet, dass sie einen Kennwert der Induktivität 111 misst. Der Kennwert kann eine Spannung über die Induktivität 111 umfassen, wobei die Steuerung 120 derart ausgebildet ist, dass sie einen transienten Störimpuls 202 erkennt, wenn die Spannung über die mindestens eine Induktivität 111 unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt. In anderen Aus-

führungsbeispielen kann die Steuerung 120 derart angeordnet und ausgebildet sein, dass sie ein Magnetfeld oder einen Strom durch die Induktivität 111 misst. Basierend auf dem Kennwert der Induktivität 111 bestimmt die Steuerung 120, ob ein transienter Störimpuls 202 innerhalb des Stromversorgungsnetzes 200 vorliegt.

[0047] In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Induktivität 111 eine erste Induktivität und eine zweite Induktivität, wobei die zweite Induktivität unterschiedlich zu der ersten Induktivität ist. Es werden ein erster Kennwert der ersten Induktivität und ein zweiter Kennwert der zweiten Induktivität bestimmt, und beide Kennwerte werden zur Erkennung und Bestimmung eines transienten Störimpulses 202 herangezogen. Die Steuerung 120 ist in einem Ausführungsbeispiel derart ausgebildet ist, dass sie basierend auf den beiden Kennwerten der ersten Induktivität und der zweiten Induktivität einen transienten Störimpuls 202 erkennt und weiter einer Kategorie zuordnet. Die Kategorie kann ein Surge-Störimpuls oder ein Burst-Störimpuls sein.

[0048] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes 100 zum Erkennen von transienten Störimpulsen 202 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

[0049] Das elektrische Betriebsgerät 100 umfasst einen Spannungswandler 110, eine Steuerung 120 und eine Netzwerkschnittstelle 130. Das elektrische Betriebsgerät 100 ist weiter über zwei Netzanschlüsse 205 mit einem Stromversorgungsnetz 200 verbunden. Der Spannungswandler 110 ist dazu ausgebildet, eine elektrische Gleichspannung, welche unterschiedlich zu der elektrischen Spannung des Stromversorgungsnetzwerks 200 ist, und einen elektrischen Gleichstrom an eine elektrische Last 140 abzugeben.

[0050] Der Spannungswandler 110 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel die Induktivität 111, welche zwischen den Netzanschlüssen 205 angeordnet ist. Der Spannungswandler 110 umfasst weiter einen Gleichrichter 112, welcher eine Wechselspannung des Stromversorgungsnetzes 200 gleichgerichtet, eine Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung (engl. power factor compensation, PFC) 113, und einen DC/DC Spannungswandler 114, welcher, gleich wie in Figur 1, eine Ausgangsspannung an die elektrische Last 140 bereitstellt.

[0051] Die Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung 113 stellt eine Ausgangsspannung für nachgeschaltete Komponenten des Betriebsgeräts 100 bereit. Eine Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung 113 wird eingesetzt, um Oberwellenströme in einem Eingangsstrom zu beseitigen bzw. zumindest zu verringern. Oberwellenströme können insbesondere bei nicht-linearen Verbrauchern, wie es beispielsweise Gleichrichter mit nachfolgender Glättung in Netzteilen sind, auftreten, da bei derartigen Verbrauchern der Eingangsstrom trotz der sinusförmigen Eingangsspannung in seiner Phase verschoben und nicht-sinusförmig verzerrt wird. Den dabei auftretenden höherfrequenten Oberschwingungen kann durch eine dem jeweiligen Gerät vorgeschaltete aktive oder getaktete Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung 113 entgegengewirkt werden. Leistungsfaktor-Kompensationsschaltungen 113 werden auch bei Betriebsgeräten 100 für Leuchtmittel eingesetzt, beispielsweise bei elektronischen Vorschaltgeräten für LED-Leuchtmittel.

[0052] Eine weitere Spannungsumsetzung und/oder Dimmfunktionen können beispielsweise über den DC/DC Spannungswandler 114, der als LLC-Resonanzwandler ausgestaltet sein kann erreicht werden. Die Steuerung 120 steuert den Betrieb des elektrischen Betriebsgerätes 100 und aller seiner Komponenten, und kann dabei verschiedene Steuer- oder Regelfunktionen erfüllen, beispielsweise die Umsetzung von Dimmbefehlen.

[0053] Die Steuerung 120 ist weiter derart mit der Induktivität 111 verbunden, dass sie einen Kennwert der Induktivität 111 misst. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Kennwert der Induktivität 111 eine Spannung über die Induktivität 111; in anderen Ausführungsbeispielen kann der Kennwert wie oben beschrieben auch einen Strom oder ein Magnetfeld beschreiben.

[0054] Die Steuerung 120 umfasst weiter einen Mikrocontroller 121 und einen Speicher 122. Der Mikrocontroller führt die Berechnungs- und Steuerfunktionen der Steuerung 120 durch. Der Mikrocontroller 121 ist zudem mit dem Speicher 122 derart kommunikativ verbunden, dass er Betriebsparameter des Betriebes der elektrischen Last 140 in dem Speicher 122 speichern und auslesen kann. Der Mikrocontroller 121 ist zusätzlich kommunikativ mit der Netzwerkschnittstelle 130

verbunden, um eine Störimpuls-Information und eine Zeitinformation über einen erkannten transienten Störimpuls 202 über die Netzwerkschnittstelle 130 einem Netzwerk 300 bereitzustellen. Die Zeitinformation indiziert in einem Ausführungsbeispiel, wann der transiente Störimpuls 202 aufgetreten ist. Die Netzwerkschnittstelle 130 ermöglicht eine Kommunikation mit einem Netzwerk 300, und kann ein oder mehrere Netzwerkschnittstellen umfassen, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren.

[0055] In einem Ausführungsbeispiel ist der Mikrocontroller (121) derart ausgebildet ist, dass er Betriebsparameter 171 für das Ausgeben einer Ausgangsgröße in dem Speicher 122 speichert, wenn ein transienter Störimpuls 202 erkannt wurde, und dass er die Betriebsparameter 171 nach einem Neustart des elektrischen Betriebsgerätes 100 aus dem Speicher 122 ausliest. Als Ausgangsgröße kann ein Ausgangsstrom, Ausgangsspannung oder eine Ausgangsleistung ausgegeben werden.

[0056] In manchen Ausführungsbeispielen wäre es auch möglich, dass die Induktivität 111 Teil der Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung 113 ist. Die Induktivität 111 könnte auch Teil des DC/DC Spannungswandlers sein.

[0057] Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Netzwerkes 300 zum Erkennen und Lokalisieren von transienten Störimpulsen 202 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

[0058] Ein Stromversorgungsnetz 200 umfasst eine Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten 100, welche miteinander elektrisch verbunden sind. Die elektrischen Betriebsgeräte 100 sind derart ausgebildet, um einen transienten Störimpuls 202 zu erkennen. Ein Netzwerk 300 umfasst die elektrischen Betriebsgeräte 101 und eine Auswertelogik 210, welche miteinander kommunikativ verbunden sind. Ein elektrisches Betriebsgerät 201 der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten 100 verursacht einen transienten Störimpuls 202. Der transiente Störimpuls 202 breitet sich entlang der elektrischen Verbindungen zu den nächstliegenden elektrischen Betriebsgeräten 100 aus, wobei er zunehmend gedämpft wird und wird von den elektrischen Betriebsgeräten 100 erkannt. Die elektrischen Betriebsgeräte 100, welche den transienten Störimpuls 202 erkennen, kommunizieren Störimpuls-Informationen und eine Zeitinformationen des transienten Störimpulses 202 an die Auswertelogik 210, basierend auf welchen die Auswertelogik 210 eine Identifizierung und eine Lokalisierung des Störbetriebsgerätes 201 vornimmt. Dabei kann die Auswertelogik 210 die Lokalisierung basierend auf einer eine Triangulierung oder einer Topologie des Stromnetzwerkes 200 Lokalisierung vornehmen. Vorteilhaft ist auch eine Berechnung des geometrischen Ursprungs des transienten Störimpulses 202 aufgrund einer Laufzeitdifferenz des elektrischen Störimpulses 202 von dem Störbetriebsgerät 201 zu den übrigen elektrischen Betriebsgeräten 100.

[0059] In einem Ausführungsbeispiel ist die Auswertelogik 210 ausgebildet, um von zumindest einem der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten 100 und/oder von mindestens einem weiteren elektrischen Betriebsgerät 100 eine Betriebsinformation zu empfangen. Die Auswertelogik 210 ist weiter ausgebildet, um die Lokalisierung basierend auf der Betriebsinformation durchzuführen. In einigen Beispielen ist die Betriebsinformation indikativ für einen Wechsel eines elektrischen Betriebsmodus des jeweiligen elektrischen Betriebsgerätes 100.

[0060] Ein Verfahren zum Erkennen von transienten Störimpulsen in einem Stromversorgungsnetz wird offenbart.

[0061] Figur 4 zeigt ein Flußdiagramm des Verfahrens zum Erkennen und Lokalisieren von transienten Störimpulsen 202.

[0062] Das Verfahren beginnt in Schritt S10. In Schritt S20 wird durch ein elektrisches Betriebsgerät 100 eine Eingangsspannung des Stromversorgungsnetzes 200 empfangen. In Schritt S30 wird durch das elektrische Betriebsgerät 100 eine Ausgangsspannung oder ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsleistung basierend auf der Eingangsspannung an eine elektrische Last 140 ausgegeben. In Schritt S40 wird mindestens ein Kennwert mindestens einer Induktivität 111 des elektrischen Betriebsgerätes 100 gemessen. In Schritt S50 wird ein transienter Störimpuls 202 in dem Stromversorgungsnetz 200 basierend auf dem mindestens einen Kennwert der mindestens

einen Induktivität 111 erkannt. Das Verfahren endet in Schritt S60.

[0063] Das offenbarte Verfahren ermöglicht, dass transiente Störimpulse in einem Stromversorgungsnetz zuverlässig und schnell erkannt werden können, und von anderen Fehlerursachen, wie beispielsweise einem Fehler der elektrischen Last, auf welche hin das das elektrische Betriebsgerät abgeschaltet werden muss, unterschieden werden können. Weiter kann basierend auf dem oben beschriebene Verfahren ein elektrisches Betriebsgerät neu gestartet oder weiter betrieben werden, nachdem eine Störung durch einen transienten Störimpuls in einem Stromversorgungsnetz erkannt wurde. Dadurch können die elektrischen Betriebsgeräte mit wenigen Ausfallzeiten effizient und kostensparend betrieben werden.

[0064] Das Verfahren zum Erkennen von transienten Störimpulsen 202 in einem Stromversorgungsnetz 200 kann durch eines der elektrischen Betriebsgeräte 100 wie oben beschrieben ausgeführt werden.

[0065] Durch Verfahren, welche durch eines der elektrischen Betriebsgeräte 100 wie oben beschrieben ausgeführt werden, können technische Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den technischen Effekten, die durch die oben beschriebenen elektrischen Betriebsgeräte 100 erzielt werden können.

[0066] Zusammenfassend wird ein elektrisches Betriebsgerät 100 zum Erkennen von transienten Störimpulsen 202 innerhalb eines Stromnetzwerkes 200 bereitgestellt, welches mindestens eine Induktivität 111 umfasst und welches derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Kennwert der mindestens einen Induktivität 111 gemessen wird und basierend auf dem mindestens einen Kennwert erkannt wird, dass ein transienter Störimpuls 202 in dem Stromnetzwerk 200 vorhanden ist. Weiter wird ein Netzwerk 300 zum Erkennen und Lokalisieren eines transienten Störimpulses 202 innerhalb eines Stromnetzwerkes 200 bereitgestellt.

[0067] Erfindungsgemäß wird durch ein Betriebsgerät 100 ein transienter Störimpuls 202 in einem Stromversorgungsnetz 200 schnell und zuverlässig erkannt, sowie der Ursprung eines transienten Störimpulses 202, beispielsweise ein Störbetriebsgerät 201, welches transiente Störimpulse 202 in einem Stromversorgungsnetz 200 verursacht, oder ein Blitzeinschlag, durch ein Netzwerk 300 auf einfache und effiziente Weise identifiziert und lokalisiert.

[0068] Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes 100 zum Erkennen von transienten Störimpulsen 202 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

[0069] Die Induktivität 111 kann auf einem der Netzanschlüsse 205 angeordnet sein. Die Steuerung 120 kann den Spannungsabfall über die Induktivität 111 erfassen und den Betrieb des elektrischen Betriebsgerätes 100 und aller seiner Komponenten, insbesondere die verschiedene Steuer- oder Regelfunktionen, steuern.

Eine Sättigung der Induktivität 111 kann über die Spannungsamplitude über der Induktivität 111 bestimmt werden. Dabei kann die Steuerung 120 den Spannungsabfall der Induktivität 111 messen und mit einem Schwellenwert vergleichen. Wenn die Spannungsamplitude über den Schwellenwert liegt, liegt eine Sättigung der Induktivität 111 vor. Anhand der Höhe der Spannungsamplitude der Induktivität 111 kann zum einen eine transiente Störung erkannt werden und zum anderen kann unterschieden werden ob die transiente Störung eine kleine oder große Amplitude hat. Alternativ kann auch eine Anderung des Spannungsanstieges der Induktivität 111 erfasst werden. Mit der Erkennung der Spannungsamplitude kann eine verbleibende Lebensdauer eines in den Figuren nicht gezeigten VDR bestimmt werden.

[0070] Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Betriebsgerätes 100 zum Erkennen von transienten Störimpulsen 202 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

[0071] Die Induktivität 111 kann auf einem der Netzanschlüsse 205 angeordnet sein. Die Induktivität 111 kann als Transformator mit einer Primärseite und einer Sekundärseite ausgebildet sein. Die Steuerung 120 kann den Spannungsabfall über der Sekundärseite des Transformators 111 erfassen und den Betrieb des elektrischen Betriebsgerätes 100 und aller seiner Komponenten, insbesondere die verschiedene Steuer- oder Regelfunktionen, steuern.

[0072] Eine Sättigung des Transformators 111 kann über den magnetischen Fluss detektiert werden, wobei bei einer Sättigung des Transformators 111 kein magnetischer Fluss durch den Kern fließt und dabei keine Spannung auf der Sekundärseite des Transformators 111 mehr induziert werden kann. Der Spannungsabfall kann mit einem unteren Schwellenwert verglichen werden und bei Unterschreiten des Schwellenwertes kann eine Sättigung des Transformators 111 detektiert werden und dadurch erkannt werden, dass eine transiente Störung vorliegt. Alternativ kann der Transformator 111 ein bestehender Transformator einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung oder einer Sperrwandlerschaltung oder einer Abwärtswandlerschaltung sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 elektrisches Betriebsgerät

110 Spannungswandler

111 Induktivität

112 Gleichrichter

113 Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung

114 DGC-DC Spannungswandler 120 Steuerung

121 Mikrocontroller 122 Speicher 130 Netzwerkschnittstelle

140 elektrische Last

200 Stromversorgungsnetz

201 elektrisches Störbetriebsgerät 202 transienter Störimpuls

205 Netzanschlüsse

210 Auswertelogik

300 Netzwerk

S10 Start

S20 Empfangen einer Eingangsspannung

S30 Ausgeben einer Ausgangsgröße

S40 Messen eines Kennwerts der Induktivität S50 Erkennen eines transienten Störimpulses S60 Ende

Claims

Ansprüche 1. Elektrisches Betriebsgerät zum Erkennen von transienten Störimpulsen in einem Stromversorgungsnetz, umfassend:

- einen Spannungswandler (110), welcher derart ausgebildet ist, um basierend auf einer von dem Stromversorgungsnetz (200) erhaltenen Eingangsspannung eine Ausgangsgröße, beispielsweise eine Ausgangsspannung oder ein Ausgangsstrom oder eine Ausgangsleistung, an eine elektrische Last (140) auszugeben;

- mindestens eine Induktivität (111);

- mindestens eine Steuerung (120), welche derart ausgebildet ist, dass sie mindestens einen Kennwert der mindestens einen Induktivität misst und basierend auf dem mindestens einen Kennwert einen transienten Störimpuls erkennt.
2. Elektrisches Betriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswandler (110) die mindestens eine Induktivität (111) umfasst.
3. Elektrisches Betriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsfaktor-Kompensationsschaltung (113) die mindestens eine Induktivität (111) umfasst.
4. Elektrisches Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kennwert eine Spannung über die mindestens eine Induktivität (111) umfasst und wobei die Steuerung (120) derart ausgebildet ist, dass sie einen transienten Störimpuls (202) erkennt, wenn die Spannung über die mindestens eine Induktivität (111) über einen vorbestimmten Schwellenwert fällt.
5. Elektrisches Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Induktivität (111) eine erste Induktivität und eine zweite Induktivität umfasst, wobei die zweite Induktivität unterschiedlich zu der ersten Induktivität ist.
6. Elektrisches Betriebsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuerung (120) weiter derart ausgebildet ist, dass sie basierend auf den Kennwerten der ersten Induktivität und der zweiten Induktivität einen transienten Störimpuls (202) erkennt und einer Kategorie zuordnet.
7. Elektrisches Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuerung (120) weiterhin einen Mikrocontroller (121) und einen Speicher (122) umfasst, wobei der Mikrocontroller (121) derart ausgebildet ist, dass er Betriebsparameter (171) für das Ausgeben der Ausgangsgröße in dem Speicher (122) speichert, wenn ein transienter Störimpuls (202) erkannt wurde, und dass er die Betriebsparameter (171) nach einem Neustart des elektrischen Betriebsgerätes (100) aus dem Speicher (122) ausliest.
8. Elektrisches Betriebsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend:

- eine Netzwerkschnittstelle (130), welche derart ausgebildet ist, dass sie eine StörimpulsInformation über den erkannten transienten Störimpuls (202) und eine Zeitinformation, welche indiziert, wann der transiente Störimpuls (202) aufgetreten ist, sendet.
9. Netzwerk zum Erkennen und Lokalisieren von transienten Störimpulsen in einem Stromversorgungsnetz, umfassend:

- eine Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten (100), die jeweils derart ausgebildet sind, um einen transienten Störimpuls (202) zu erkennen;

- eine Auswertelogik (210), welche derart ausgebildet ist, dass sie mit der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten (100) kommunikativ verbunden ist, dass sie von den elektrischen Betriebsgeräten (100) Störimpuls-Informationen und Zeitinformationen empfängt, und dass sie basierend auf den Störimpuls-Informationen und den Zeitinformationen eine Lokalisierung des Ursprungs des transienten Störimpulses (202) durchführt.
10. Netzwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

die elektrischen Betriebsgeräte (100) der Vielzahl von elektrischen Betriebsgeräten gemäß dem elektrischen Betriebsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet sind.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen