DE102019204300A1 - Hochspannungsgerät und Verfahren zum Ermitteln des Betauungsrisikos in Schränken in einem solchen Hochspannungsgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Betauungsrisikos in einem Schrank (6) eines Hochspannungsgerätes (20), bei dem- mittels eines im Schrank (6) angeordneten Innentemperatursensors (10) die im Schrank (6) herrschende Schrankinnentemperatur unter Gewinnung von Innentemperaturwerten TIermittelt wird,- mittels eines außerhalb der Schrankes angeordneten Außentemperatursensors (15) die Außentemperatur des Schrankes unter Gewinnung von Außentemperaturwerten TAermittelt wird,- die Innentemperaturwerte TIund die Außentemperaturwerte TAzu einer Datenverarbeitungseinheit (16) übertragen werden,- die Datenverarbeitungseinheiten (16) durch Berechnung der Differenz zwischen dem Innentemperaturwert TIund den Außentemperaturwerten TAeinen Temperaturdifferenzwert TDgemäßTD=TI−TAermittelt, wobei die Datenverarbeitungseinheit (16) bei einem Temperaturdifferenzwert TDvon unter 3 Grad Celsius ein Warnsignal (18) erzeugt.Die Erfindung betrifft ferner ein Hochspannungsgerät (20), das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Hochspannungsgerät und ein Verfahren zum Ermitteln des Betauungsrisikos im Schrank eines solchen Hochspannungsgeräts.
• In Schalt- und Antriebsschränken von Hochspannungsgeräten, wie beispielsweise gasisolierten Schaltanlagen oder Leistungsschaltern, sind Heizungen integriert, um die in den Schränken angeordnete Elektronik und elektromechanischen Bauteile vor Kondenswasser und tiefen Temperaturen von weniger als -30°C zu schützen. Bei einem Ausfall der Heizung besteht die Gefahr, dass das in der Luft enthaltene gasförmige Wasser kondensiert und für einen Ausfall der Elektronik und/oder Steuerung führt.
• Eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Heizung eines solchen Schrankes findet in der Regel nicht statt. Es ist bekannt, den Heizstrom zu überwachen, um so ein Betauungsrisiko zu erkennen. Darüber hinaus sind hochpreisige Überwachungsgeräte als Nachrüstlösungen im Markt erhältlich, die u.a. die Schrankinnentemperatur erfassen. Nachteilig bei dieser vorbekannten Lösung ist, dass die Überwachungsgeräte vor Ort installiert und aufwändig abgelesen werden müssen.
• Aus der DE 20 220 204 U1 ist eine Heizeinrichtung für einen Steuerschrank eines Hochspannungsleistungsschalters bekannt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, bei dem eingangs genannten Hochspannungsgerät und dem eingangs genannten Verfahren die Ermittlung des Betauungsrisikos zu vereinfachen.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem mittels eines im Schrank angeordneten Innentemperatursensors die Schrankinnentemperatur T_I unter Gewinnung von Innentemperaturwerten ermittelt wird, mittels eines außerhalb des Schrankes angeordneten Außentemperatursensors die Außentemperatur unter Gewinnung von Außentemperaturwerten T_A ermittelt wird, die Innentemperaturwerte T_I und die Außentemperaturwerte T_A zu einer Datenverarbeitungseinheit übertragen werden, die Datenverarbeitungseinheiten durch Berechnung der Differenz zwischen dem Innentemperaturwert T_I und den Außentemperaturwerten T_A einen Temperaturdifferenzwert T_D gemäß $${\text{T}}_{\text{D}}={\text{T}}_{\text{I}}-{\text{T}}_{\text{A}}$$

  

  ermittelt, wobei die Datenverarbeitungseinheit bei einem Temperaturdifferenzwert T_D von unter 3 Grad Celsius ein Warnsignal erzeugt.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe ferner durch ein Hochspannungsgerät der eingangs genannten Art, wobei das Hochspannungsgerät einen Schrank, in dem eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, einen im Schrank angeordneten Innentemperatursensor, einen außerhalb des Schrankes in dessen Nähe angeordneten Außentemperatursensor, eine Kommunikationseinheit, die über eine Nachbereichs-Kommunikationsverbindung mit dem Innen- und Außentemperatursensor verbunden ist, und eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, die mit der Kommunikationseinheit verbindbar und zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens eingerichtet ist.
• Im Rahmen der Erfindung sind ein Verfahren und ein Hochspannungsgerät bereitgestellt, die eine bequeme Überwachung des Betauungsrisikos in einem Schrank eines Hochspannungsgeräts ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Schrankinnentemperatur durch einen Innentemperatursensor erfasst, der zweckmäßig im besagten Schrank angeordnet ist. Dabei sollte der Innentemperatursensor möglichst weit entfernt von Wärmequellen angeordnet sein, die im dem Schrank vorhanden sein können.
• Neben dem Innentemperatursensor ist im Rahmen der Erfindung ein weiterer Temperatursensor vorgesehen, der außerhalb des Schrankes angeordnet ist und die Außentemperatur ermittelt, wobei die dabei entstehenden Außentemperaturwerte ebenfalls an die Datenverarbeitungseinheit übertragen werden. Die Datenverarbeitungseinheit bildet die Differenz zwischen den Innentemperaturwerten T_I und den zeitgleich erfassten Außentemperaturwerten T_A und berechnet so den Temperaturdifferenzwert T_D. Eine solche Temperaturdifferenzermittlung ist bei den vorbekannten Verfahren nicht vorgesehen.
• Aus der Temperaturdifferenz kann das Risiko für das Auftreten von Tauwasser in dem Schrank schnell und mit hoher Sicherheit abgeleitet werden. Insbesondere erzeugt die Datenverarbeitungseinheit ein Warnsignal, wenn die Temperaturdifferenz T_D kleiner als 3 Grad Celsius oder 3 Grad Kelvin ist. Mit Hilfe des Warnsignals erübrigt sich eine aufwändige Ablesung der Sensoren vor Ort. Die Art und Weise des Warnsignals und wie dieses abgesetzt wird ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig. So kann beispielsweise eine Textnachricht wie z.B. eine SMS oder eine E-mail erzeugt und an eine Überwachungsstelle des Energieversorgungsnetzes oder an ein Mobiltelefon eines Nutzers gesendet werden.
• Darüber hinaus ist es im Rahmen von Online-Anwendungen auch möglich, bei einer Visualisierung des Betriebszustandes des Hochspannungsgeräts ein Warnsignal durch eine bestimmte Farbgebung des Hochspannungsgeräts auszugestalten. So kann beispielsweise ein Hochspannungsgerät ohne Betauungsrisiko grün dargestellt werden, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außentemperatur innerhalb größer 3 Grad Kelvin ist. Ist mit anderen Worten die Innentemperatur um mindestens drei Grad Kelvin größer als die Außentemperatur, besteht kein Betauungsrisiko. Warme Luft kann mehr Wasser aufnehmen als kältere Luft. Von außen in den Schrank eindringende Luft hat mit anderen Worten eine geringere relative Luftfeute. Wird der Schwellwert von 3 K oder 3°C jedoch unterschritten, besteht die Gefahr, dass das gasförmige in der Luft enthaltene Wasser kondensiert. Ein Hochspannungsgerät, das einen solchen Schrank aufweist, würde dann beispielsweise rot dargestellt.
• Zweckmäßigerweise ermittelt die Datenverarbeitungseinheit die Veränderung der Temperaturdifferenz T_D in Abhängigkeit der Zeit. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Datenverarbeitungseinheit eine Speichereinheit aufweist, auf der die gemessenen Daten, also die Außentemperaturwerte T_A sowie die Innentemperaturwerte T_I fortwährend gespeichert werden können. Jedem abgespeicherten Temperaturwert wird ein Zeitwert zugeordnet. Mit anderen Worten erfolgt die Temperaturmessung im Rahmen der Erfindung in Abhängigkeit der Zeit.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt die Datenverarbeitungseinheit den Zustand einer geöffneten Schranktür fest, wenn der Temperaturdifferenzwert T_D innerhalb von 1-3 Minuten auf 3 Grad Celsius absinkt. Auf Grund der zeitabhängigen Erfassung des Temperaturdifferenzwertes T_D kann festgestellt werden, ob die Tür des Schrankes beispielsweise bei einer im Rahmen einer Wartung durchgeführten Inaugenscheinnahme der Elektronik oder einfach dadurch, dass die Schranktür ungewollt aufgesprungen ist, geöffnet wurde. Dabei wird davon ausgegangen, dass eine offene Schranktür für einen schnellen Abfall der Temperaturdifferenzwerte T_D sorgt. Wird eine solche schnelle Abnahme der Temperaturdifferenz festgestellt, wird im Rahmen der Erfindung auf eine offene Schranktür geschlossen. Dieses Ereignis wird dem Zustand einer offenen Schranktür gleichgesetzt. Im Normalfall also bei funktionierender Heizeinrichtung und geschlossener Schranktür liegen die Temperaturdifferenzwerte T_D im Bereich zwischen 5 Grad und 20 Grad Celsius.
• Gemäß einer zweckmäßigen Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Anzahl der Zustände einer geöffneten Schranktür innerhalb eines Zeitintervalls ermittelt. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann die Häufigkeit von Türöffnungen festgestellt werden. Dies ist im Hinblick auf die Sicherheit des Betriebs des Hochspannungsgeräts vorteilhaft.
• Fällt der Temperaturdifferenzwert T_D hingegen langsam ab, also langsamer als 5 Grad innerhalb von 3 Minuten, wird im Rahmen der Erfindung auf einen Ausfall der Heizung des Schrankes geschlossen und ein entsprechendes Warnsignal abgesetzt. Das Warnsignal wird beispielsweise in Gestalt einer Textnachricht an einen Nutzer gesendet, der dann den Ausfall der Heizung erkennt und anschließend entsprechende Maßnahmen einleiten kann.
• Zweckmäßigerweise wird der Innentemperatursensor abseits der Luftströmung der Schrankbelüftungsöffnungen angeordnet. Eine Luftströmung kann das Ergebnis der Innentemperaturmessung verfälschen.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung erzeugt die Datenverarbeitungseinheit ein Warnsignal, dass die Zusatzheizeinrichtung des Schrankes ausgefallen ist, wenn bei Außentemperaturwerten T_A von weniger als -33 Grad Celsius der Innentemperaturwert T_I kleiner als -30 Grad Celsius wird. Der Ausfall der Zusatzheizeinrichtung im Schrank des Hochspannungsgeräts ist bei tiefen Temperaturen kritisch, da die vorher warme Luft mehr Luftfeuchte aufnehmen kann als kältere Luft. Wird die warme Luft daher schnell abgekühlt, ist das Auftreten von Tauwasser wahrscheinlich, so dass hier schnell reagiert werden muss.
• Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung sind der Innentemperatursensor und der Außentemperatursensor über eine Nahbereichs-Kommunikationsverbindung mit einer Kommunikationseinheit verbunden, wobei die Kommunikationseinheit für eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden und die Datenverarbeitungseinheit eine Datenverarbeitungs-Cloud ist. Die Kommunikationseinheit ist an dem Hochspannungsgerät oder in dessen Nähe, also maximal 100 Meter entfernt davon, angeordnet. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung ist eine Kommunikationseinheit, beispielsweise eine Kommunikationsbox, vorgesehen, die wenigstens einen analogen und einen wenigsten einen digital Eingang aufweist. Natürlich können auch mehrere analoge und/oder digitale Eingänge vorgesehen sein. In jedem Falle ist die Kommunikationseinheit sowohl mit dem Innentemperatursensor als auch mit dem Außentemperatursensor über die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung verbunden. Auf diese Weise können beide Sensoren ihre Messwerte und/oder von den Messwerten abgeleitete Werte an die Kommunikationseinheit senden.
• Die Kommunikationseinheit verfügt beispielsweise über einen Prozessor, beispielsweise einen Hauptprozessor und möglicherweise einen Nebenprozessor, sowie über eine Speichereinheit, in der vorverarbeitete Messwerte und/oder vorverarbeitete von den Messwerten abgeleitete Werte abgelegt werden können. So ist es beispielsweise möglich, die eingehenden Werte zu mitteln und die gemittelten Werte lokal auf der Speichereinheit der Kommunikationseinheit abzulegen. Die Kommunikationseinheit ist wiederum über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung mit einer Datenverarbeitungs-Cloud verbunden.
• Unter einer Datenverarbeitungs-Cloud soll hier eine Anordnung mit einer oder mehreren Datenspeichereinrichtungen und einer oder mehreren Datenverarbeitungseinrichtungen verstanden werden, die durch geeignete Programmierung zur Durchführung beliebiger Datenverarbeitungsprozesse ausgebildet werden kann. Die Datenverarbeitungseinrichtungen stellen hierbei in der Regel universelle Datenverarbeitungseinrichtungen, wie beispielsweise Server dar, die hinsichtlich ihrer Konstruktion und ihrer Programmierung zunächst keinerlei spezifische Auslegung aufweisen. Erst durch eine vorgenommene Programmierung lässt sich die universelle Datenverarbeitungseinrichtung zur Ausführung spezifischer Funktionen ertüchtigen.
• Insofern die Datenverarbeitungs-Cloud mehrere einzelne Komponenten aufweist, sind diese auf geeignete Weise zur Datenkommunikation miteinander verbunden, beispielsweise durch ein Kommunikationsnetzwerk. Einer Datenverarbeitungs-Cloud können beliebige Daten zur Datenspeicherung und/oder Verarbeitung durchgeführt werden. Die Datenverarbeitungs-Cloud selbst stellt die gespeicherten Daten und/oder die Ereignisse der gespeicherten Datenverarbeitung wiederum anderen Geräten, beispielsweise mit einer Datenverarbeitungs-Cloud verbundenen Computerstationen, Laptops, Smartphones zur Verfügung. Eine Datenverarbeitungs-Cloud kann beispielsweise durch ein Rechenzentrum oder mehrere vernetzte Rechenzentren bereitgestellt werden. Üblicherweise ist die Datenverarbeitungs-Cloud räumlich entfernt von den Komponenten eines Energieversorgungsnetzes angeordnet, insbesondere von den darin verbauten Hochspannungsgeräten.
• Die Verbindung der Kommunikationseinheit mit der Datenverarbeitungs-Cloud erfolgt über eine so genannte Fernbereichs-Kommunikationsverbindung. Um diese herzustellen, verfügt die Kommunikationseinheit über eine Fernbereichs-Kommunikationseinrichtung, wie beispielsweise eine Mobilfunkeinrichtung nach GPRS- oder UMTS-Standard. Mit dieser Kommunikationseinrichtung wird eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung vorzugweise eine IP-basierte Datenverbindung mit der Datenverarbeitungs-Cloud aufgebaut. Dabei kann beispielsweise ein Anbieter eines Mobilfunkdienstes oder ein Telekommunikationsanbieter zwischengeschaltet sein und die Fernbereichs-Kommunikationsverbindung kann zumindest teilweise über ein Kommunikationsnetz dieses Anbieters und/oder zumindest teilweise über das Internet hergestellt werden. Zur Herstellung der Verbindung fällt dann ein nur sehr geringer Konfigurations- bzw. Parametrieraufwand an. Außer mit den für den Aufbau der Fernbereichs-Kommunikationsverbindung notwendigen Informationen, beispielsweise zu dem Einbau einer SIM-Karte des Telekommunikationsanbieters, muss für die einzelne Kommunikationseinheit kein weiterer Aufwand betrieben werden.
• Die Temperatursensoren sind im Rahmen der Erfindung über eine Nahbereichs-Kommunikationsverbindung mit der Kommunikationseinheit verbunden. Die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung kann beispielsweise ein einfaches Kabel sein. Abweichend davon ist die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung beispielsweise eine ZigBee, eine Bluetooth, eine Wireless-, Ambus- oder Wifi-Kommunikationsverbindung. Die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung erstreckt sich maximal über eine Verbindungsstrecke von 100 Metern.
• Ein Hochspannungsgerät im Rahmen der Erfindung ist, für den Betrieb ein Hochspannungsnetz, beispielsweise ein Energieversorgungssatz ausgelegt, das heißt, für eine Betriebsspannung zwischen 1 KV und 1000 KV, insbesondere 50 KV und 800 KV. Das Hochspannungsnetz ist bevorzugt ein Wechselspannungsnetz. Aber auch ein Gleichspannungsnetz und/oder ein Kombination aus Wechsel- und Gleichspannungsnetzen sind im Rahmen der Erfindung möglich.
• Als Sensoren kommen im Rahmen der Erfindung beliebige Temperatursensoren in Betracht, selbstverständlich können auch speziell angepasste Temperatursensoren im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden.
• Zweckmäßigerweise verfügt die Kommunikationseinheit über eine lokale Speichereinheit sowie einen Prozessor, wobei die von den Temperatursensoren übertragenen Innentemperaturwerte bzw. Außentemperaturwerte auf der Speichereinheit lokal gespeichert werden.
• Im Rahmen der Erfindung ist ein Hochspannungsgerät, beispielsweise ein Leistungsschalter, ein Lasttrennschalter, ein Transformator, ein Umrichter, ein Matrixschalter, ein Gleichspannungsschalter oder dergleichen.
• Zweckmäßigerweise verfügt die Kommunikationseinheit über eine Antenne zur Positionsbestimmung. Mithilfe der Antenne ist eine Bestimmung der geografischen Lage der jeweiligen Kommunikationseinheit und des damit verbundenen Hochspannungsgeräts ermöglicht. Verfahren zur Positionsbestimmung sind dem Fachmann bekannt. Hierzu wird auf das so genannte Global Positioning Systems, Galileo oder dergleichen verweisen.
• Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung verfügt die Kommunikationseinheit über eine Fernbereichs-Kommunikationseinrichtung und ist mit der Datenverarbeitungseinheit über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung verbindbar.
• Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleichwirkende Bauteile verweisen und wobei
• 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochspannungsgeräts,
• 2 einen Schaltschrank des Hochspannungsgeräts gemäß 1 und
• 3 das Hochspannungsgerät gemäß 1 in Verbindung mit einer Datenverarbeitungs-Cloud zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch zeigen.
• 1 zeigt ein Hochspannungsgerät 20, das als Hochspannungsleistungsschalter ausgeführt ist. Der Hochspannungsleistungsschalter verfügt über drei Schalterpole 1, 2, 3. Jeder Schaltpol 1, 2, 3 ist mit einem oberen und einem mittleren Freiluftanschluss ausgerüstet, die jeweils zum Anschluss einer luftisolierten Anschlussleitung 4 dienen. Die Freiluftanschlüsse sind durch eine längliche hohle Isolatorsäule voneinander beabstandet, wobei im Inneren der Isolatorsäule ein ortsfester Festkontakt angeordnet ist, dem in Längsrichtung ein Bewegkontakt gegenüberliegt. Durch Einleiten einer Hubbewegung in den Bewegkontakt können die einander kontaktierenden Kontaktstücke voneinander getrennt werden oder umgekehrt. Liegen die Kontaktstücke der Schalterpole 1, 2, 3 aneinander an, kann Strom über den jeweiligen Schalterpol 1, 2, 3 fließen. Bei voneinander getrennten Kontaktstücken, also bei geöffneten Schalterpolen 1, 2, 3, ist der Strompfad über die Schalterpole 1, 2, 3 unterbrochen.
• Alle Isolatorsäulen sind auf einem gemeinsamen Traggestell 5 montiert, das über zweckmäßige Füße fest am Boden abgestützt ist. Unterhalb des Traggestells 5 ist ein Schaltschrank 6 erkennbar, dessen Schranktür in 1 geschlossen ist.
• 2 zeigt den Schaltschrank 6 mit geöffneter Schranktür. Es ist erkennbar, dass in dem Schaltschrank 6 eine Antriebseinrichtung 7 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 7 weist in ihrem Inneren eine Einschaltfeder und eine Ausschaltfeder auf, die schematisch in 2 verdeutlicht sind. Ist der Schalter eingeschaltet und wird eine Arretierung der gespannten Ausschaltfeder gelöst, entspannt sich die Ausschaltfeder. Die dadurch erzeugte Antriebsbewegung wird über eine kinematische Kette 8 in den Bewegkontakt des jeweiligen Schalterpols 1, 2, 3 eingeleitet. Der Schalter 20 ist nun ausgeschaltet, so dass ein Stromfluss über die Kontakte der Schalterpole 1, 2, 3 verhindert ist. Zum Einschalten des Schalters 20 wird die gespannte Einschaltfeder im Antriebsschrank 7 entspannt und diese Antriebsbewegung in die Bewegkontakte eingeleitet, so dass jeder Bewegkontakt in Kontakt mit dem jeweiligen Festkontakt gebracht wird. Zum Auslösen des jeweiligen Schaltvorganges dient eine im Schaltschrank 6 angeordnete Steuereinrichtung 9, die mit der Antriebseinrichtung 7 verbunden und zum Lösen der jeweiligen Arretierung eingerichtet ist, so dass die Ein- bzw. Ausschaltfeder freigesetzt wird und sich entspannt.
• In dem Schaltschrank 6 ist ferner ein Innentemperatursensor 10 erkennbar, der über eine Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 11 mit einer Kommunikationseinheit 12 verbunden ist. Die Kommunikationseinheit 12 ist über eine nur schematisch angedeutete Fernbereichs-Kommunikationsverbindung 13 mit einer in 2 nicht dargestellten Datenverarbeitungs-Cloud verbunden. Zum Vermeiden von Tauwasser im Schaltschrank 6 ist eine Heizeinrichtung 14 im Schrank 6 vorgesehen, die für eine Erhöhung der Innentemperatur im Schrank 6 sorgt, so dass die Innentemperatur größer ist als die Außentemperatur.
• Wieder mit Bezug zu 1 ist erkennbar, dass der Hochspannungsleistungsschalter 20 einen Außentemperatursensor 15 aufweist, der ebenfalls über einen Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 11 mit der Kommunikationseinheit 12 am Schaltschrank 6 verbunden ist. Die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 11 zwischen dem dort figürlich nicht dargestellten Innentemperatursensor im Inneren des Schrankes 6 und der Kommunikationseinheit 12 ist in 1 schematisch angedeutet.
• Der Innentemperatursensor 10 erfasst die Innentemperatur in Abhängigkeit der Zeit, wobei das analoge Messsignal Innentemperatursensors 10 abtastet und Abtastwerte unter der Gewinnung von Innentemperaturmesswerten T_I digitalisiert werden. Die digitalisierten zeitlich aufgelösten Innentemperaturmesswerte T_I werden über die Nahbereichs-Kommunikationsverbindung 11 zur Kommunikationseinheit 12 gesendet. Die Kommunikationseinheit 12 verfügt über wenigstens einen Prozessor und eine Speichereinheit, wobei eine zweckmäßige Mittelung der eingehenden Innentemperaturwerte T_I sowie eingehenden zeitaufgelösten Außentemperaturwerte T_A vorgenommen werden kann.
• 3 zeigt den Hochspannungsleistungsschalter 20 sowie eine Datenverarbeitungs-Cloud 16, die über die besagte Fernbereichs-Kommunikationsverbindung 13 mit der Kommunikationseinheit 12 verbunden ist.
• In 3 ist ferner ein Nutzertablet 17 erkennbar, das ebenfalls über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung 13 mit der Datenverarbeitungs-Cloud 16 verbunden ist. Die Datenverarbeitungs-Cloud 16 empfängt die Innentemperaturwerte T_I und die Außentemperaturwerte T_A von der Kommunikationseinheit 12, wobei den Messwerten jeweils ein Zeitwert fest zugeordnet ist. Die Datenverarbeitungs-Cloud 16 bildet den Temperaturdifferenzwert T_D, indem der Außentemperaturwert T_A von dem auf Grund der Heizeinrichtung höheren Innentemperaturwert T_I abgezogen wird. Sinkt der so gebildete Temperaturdifferenzwert T_D unter einen Schwellwert von 3 Grad Celsius oder 3 Grad Kelvin ab, besteht ein Betauungsrisiko. Die Datenverarbeitungs-Cloud 16 erzeugt dann ein Warnsignal 18, das in diesem Fall an das Nutzer-Tablet 17 gesendet wird. Nach Empfang des Warnsignals 17 setzt sich z.B. der Nutzer mit Hilfe seines Tablets 17 über die Fernbereichs-Kommunikationsverbindung 13 mit der Datenverarbeitungs-Cloud 16 in Verbindung. Dies erfolgt durch Eingabe sogenannter Nutzerdaten oder Log-in Daten, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Benutzernamen sowie ein dem Nutzernamen zugeordnetes Passwort umfassen. Nach Eingabe der Nutzerdaten wird die Verbindung zwischen Benutzer-Cloud 16 und Nutzertablet 17 hergestellt, wobei die Datenverarbeitungs-Cloud 16 beispielsweise eine Visualisierung erzeugt, mit welcher der Betriebszustand eines Energieversorgungsnetzes oder speziell des Hochspannungsleistungsschalters 20 gemäß 1 figürlich angezeigt werden kann.
• Mit Hilfe des Temperaturdifferenzwertes T_D kann somit auf ein Betauungsrisiko hingewiesen werden. Darüber hinaus ermöglich der zeitlich aufgelöst gemessene Temperaturdifferenzwert T_D auch eine Feststellung von bestimmten Ereignissen bzw. Zuständen. So wird im Rahmen der Erfindung auf eine geöffnete Schranktür geschlossen, wenn der Temperaturdifferenzwert T_D schnell absinkt und von einem zeitlich nahezu konstanten Wert, beispielsweise 10 Grad Celsius innerhalb von 2 Minuten auf 3 Grad Celsius abfällt. Eine solch schnelle Abkühlung deutet auf eine offen stehende Schranktür hin.
• Ist die Abnahme des Temperaturdifferenzwertes T_D von 10 Grad Celsius auf 2 Grad Celsius langsamer und dauert beispielsweise 10 Minuten, kann eine offene Schranktür ausgeschlossen werden. In diesem Fall ist vielmehr die Funktionsfähigkeit der Heizeinrichtung 14 fraglich, so das ein entsprechendes Warnsignal 18 an die das Benutzertablet 17 versandt wird.
• Tiefe Außentemperaturen von weniger als -33 Grad machen eine Zusatzheizeinrichtung erforderlich, die die Heizeinrichtung 14 im Schrank 6 unterstützt. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich festzustellen, ob diese Zusatzheizeinrichtung fehlerhaft ist. Dies ist dann der Fall, wenn bei Außentemperaturen von weniger als -33 Grad Celsius der Innentemperaturwert unter -30 Grad Celsius absinkt. Stellt die Datenverarbeitungs-Cloud 16 einen solchen Abfall des Inntemperaturwertes T_I fest, wird ein entsprechendes Warnsignal abgesetzt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 20220204 U1 [0004]

Claims (12)

1. Verfahren zum Ermitteln des Betauungsrisikos in einem Schrank (6) eines Hochspannungsgerätes (20), bei dem - mittels eines im Schrank (6) angeordneten Innentemperatursensors (10) die im Schrank (6) herrschende Schrankinnentemperatur unter Gewinnung von Innentemperaturwerten T_I ermittelt wird, - mittels eines außerhalb der Schrankes angeordneten Außentemperatursensors (15) die Außentemperatur des Schrankes unter Gewinnung von Außentemperaturwerten T_A ermittelt wird, - die Innentemperaturwerte T_I und die Außentemperaturwerte T_A zu einer Datenverarbeitungseinheit (16) übertragen werden, - die Datenverarbeitungseinheiten (16) durch Berechnung der Differenz zwischen dem Innentemperaturwert T_I und den Außentemperaturwerten T_A einen Temperaturdifferenzwert T_D gemäß $${\text{T}}_{\text{D}}={\text{T}}_{\text{I}}-{\text{T}}_{\text{A}}$$

   

   ermittelt, wobei die Datenverarbeitungseinheit (16) bei einem Temperaturdifferenzwert T_D von unter 3 Grad Celsius ein Warnsignal (18) erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (16) die Veränderung der Temperaturdifferenzwerte T_D in Abhängigkeit der Zeit ermittelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (16) den Zustand einer geöffneten Schranktür feststellt, wenn der Temperaturdifferenzwert T_D innerhalb von 1 bis 3 Minuten unter 3 Grad Celsius absinkt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zustände einer geöffneten Schranktür innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (16) den Ausfall einer im Schrank (6) angeordneten Heizeinrichtung (14) feststellt, wenn der Temperaturdifferenzwert T_D innerhalb eines Zeitintervalls von mehr als drei Minuten unter 3 Grad Celsius absinkt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit (16) bei einem Außentemperaturwert T_A unter -33 Grad Celsius und einem Innentemperaturwert T_I von kleiner als -30 Grad Celsius auf einen Ausfall einer Zusatzheizeinrichtung des Schrankes (6) schließt und ein entsprechendes Warnsignal (18) absetzt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innentemperatursensor (10) und der Außentemperatursensor (15) über eine Nahbereichs-Kommunikationsverbindung (11) mit einer Kommunikationseinheit (12) verbunden sind, wobei die Kommunikationseinheit (12) über eine Fernbereichs-Kommunikationsverbindung (13) mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden und die Datenverarbeitungseinheit eine Datenverarbeitungs-Cloud (16) ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (12) über eine lokale Speichereinheit sowie einen Prozessor verfügt, wobei die von den Temperatursensoren (10, 15) übertragenen Innentemperaturwerte T_I bzw. Außentemperaturwerte T_A auf der Speichereinheit lokal gespeichert werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (12) über eine Antenne zur Positionsbestimmung verfügt.
10. Hochspannungsgerät (20) mit - einem Schrank (6), - einem im Schrank (6) angeordneten Innentemperatursensor (10), - einem außerhalb des Schrankes (6) in dessen Nähe angeordneten Außentemperatursensor (15), - einer Kommunikationseinheit (12), die über eine Nachbereichs-Kommunikationsverbindung (11) mit dem Innen-(10) und Außentemperatursensor (15) verbunden ist und - einer mit der Kommunikationseinheit (12) verbindbaren Datenverarbeitungseinheit (16), die zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.
11. Computerprogramm für ein Rechengerät, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 geeignet ist.
12. Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm nach dem Anspruch 11 gespeichert ist.

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