DE10332267A1

DE10332267A1 - Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaungerätes und Elektrozaungerät

Info

Publication number: DE10332267A1
Application number: DE2003132267
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Weinreich; Heinrich Schmidt
Original assignee: HORIZONT GERAETEWERK; Horizont Geratewerk GmbH
Current assignee: HORIZONT GERAETEWERK; Horizont Geratewerk GmbH
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-11
Also published as: GB0414780D0; GB2403856A; GB2403856B; DE10332267B4; FR2857554A1; FR2857554B1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaungerätes beschrieben, welches Impulse in einen daran angeschlossenen Elektrozaun einspeist, der eine Lastimpedanz (R¶Z¶, C¶Z¶) aufweist, die bei Mensch- oder Tierberührung reduziert wird. DOLLAR A Zur Vermeidung von Schäden ist vorgesehen, dass bei einer hohen Lastimpedanz (R¶Z¶, C¶Z¶) die Impulse niederenergetisch sind und nach Reduzierung der Lastimpedanz (R¶Z¶, C¶Z¶) für einen einstellbaren Verzögerungszeitraum unverändert bleiben, und dass nach Ablauf dieses Verzögerungszeitraumes die Energie der Impulse wesentlich erhöht wird. DOLLAR A Darüber hinaus wird ein Elektrozaungerät beschrieben, welches die Eigenschaft hat, eine Gefährdung zu hoher Impulsenergien zuverlässig zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaungerätes, das Impulse in einen daran angeschlossenen Elektrozaun einspeist, der eine Lastimpedanz aufweist, die bei Mensch- oder Tierberührung reduziert wird. Die Erfindung betrifft auch ein Elektrozaungerät mit einem Ladekondensator und einem durch einen Zeitgeber getakteten Schalter, der den über einen Wandler aufgeladenen Ladekondensator über einen Zauntransformator auf einen daran sekundärseitig angeschlossenen Elektrozaun impulsförmig entlädt.
Elektrozaunanlagen dienen in der Landwirtschaft und anderen Anwendungen zur Einzäunung von Nutztieren und auch zur Ausgrenzung von Wildtieren. Nach EN 60335-2-76 werden Hochspannungsimpulse im Abstand von ca. 1 sek in den Zaun eingespeist. Diese Impulse haben Energieinhalte in Joule, wobei die Energie auf 5 Joule bei Belastung mit 500 Ohm am Gerät begrenzt ist. 500 Ohm ist ein Messwiderstand, der einen Tierkörperwiderstand nachbilden soll und der auch als Körperwiderstand eines Menschen gilt.
Elektrozäune haben bestimmte Parameter wie Zaunkapazität (nF), Leitungswiderstände (Ohm), Ableitwiderstände (Ohm) und Bodenwiderstände (Ohm). Diese elektrischen Größen belasten das Elektrozaungerät und beeinflussen die Impulsdaten wie Spannungshöhe und Impulsenergie.
Als Belastungsgröße für das Gerät dient die Lastimpedanz, die aus den Parametern berechnet werden kann.
Ein Zaun ganz ohne Ableitung durch Bewuchs verbraucht praktisch keine Energie. Es genügt, einen relativ schwachen Impuls am Zaun entlang laufen zu lassen, um ein Tier, das irgendwo den Zaun berührt, sicher abzuschrecken. Erfahrungswerte sind hier etwa 0,2 – 0,5 Joule bei hoher Spannung, beispielsweise 5000V.
Elektrozäune sind in der Regel der Allgemeinheit frei zugänglich für Spaziergänger, Kinder, auch kranke und alte Menschen. Diese dürfen nicht gefährdet werden, wenn sie zufällig oder absichtlich den Zaun berühren.
Ein leichter Schlag bei Berührung gibt einen Warnhinweis derart, dass sich die Person – aber natürlich auch das Tier – entfernt und keinen weiteren Versuch unternimmt, den Zaun zu überwinden. Dies soll die normale und ungefährliche Funktion des Elektrozaunes sein.
Wenn der Zaun mit hohem Gras, Büschen und dergleichen bewachsen ist, wird die Impulsenergie vom Draht zum Boden abgeleitet, insbesondere bei nassen oder feuchten Bedingungen. Bei gleichzeitiger Tierberührung ist dann nicht mehr genügend Abschreckenergie vorhanden, der Elektrozaun kann nicht mehr hüten und verliert seine eigentliche Funktion. Dem kann nur begegnet werden, wenn die Impulsenergie deutlich erhöht wird – von bspw. 0.5 Joule auf 5 Joule.
Übliche netzbetriebene Elektrozäune werden daher mit ca. 2 – 5 Joule Ladeenergie betrieben, damit auch bei Bewuchs oder sehr langen Zäunen eine sichere Abschreckung gewährleistet ist. In Sonderfällen werden auch noch weit höhere Impulsenergien verwendet.
Impulsenergien dieser Größe können aber beim Menschen zu Schäden führen, insbesondere bei Kindern, die evtl. auch tödlich verlaufen können. Das Sicherheitslimit der Vorschrift kann die in der Praxis auftretenden möglichen Risiken nicht abdecken. Es ist weltweit zu zahlreichen ernsthaften Unfällen gekommen.
Bekannt sind auch Geräte, die an einen Zaun ohne Bewuchs mit hohem Ableitwiderstand nur geringe Impulsenergien abgeben und dann, wenn ein niedriger Widerstand registriert wird, sofort auf höhere Impulsenergien umschalten. Auch dieses System ist geeignet, kritische Situationen zu erzeugen, wenn ein Mensch beispielsweise mit dem Kopf zwischen zwei Drähte gerät, wobei in diesem Fall der wirksame Widerstand kleiner als 500 Ohm bspw. 200 Ohm sein kann und wobei das Gerät sofort die Impulsenergie stark erhöht und somit auch Schaden anrichten kann.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines bekannten Elektrozaungerätes sowie ein neuartiges Elektrozaungerät anzugeben, wobei das Verfahren und das Gerät die beschriebene Gefährdung zuverlässig verhindern.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer hohen Lastimpedanz die Impulse niederenergetisch sind und nach Reduzierung der Lastimpedanz für einen einstellbaren Verzögerungszeitraum unverändert bleiben und dass nach Ablauf dieses Verzögerungszeitraumes die Energie der Impulse wesentlich erhöht wird.
Denkbar ist eine Zeitverzögerung von beispielsweise 20 bis 30 Sekunden. Der Verzögerungszeitraum muss in jedem Falle so bemessen werden, dass sich Personen, die mit dem Zaun in Kontakt gekommen sind, sich problemlos freimachen können und damit keinen Schaden erleiden. Nach Verstreichen des Verzögerungszeitraumes und dann weiter reduzierter Lastimpedanz ist davon auszugehen, dass die Impedanzreduzierung durch Bewuchs oder ähnlichem bewirkt wird. Es kommt dann die Erhöhung der Impulsenergie nach der zeitlichen Verzögerung in vollem Umfange zur Wirkung und sorgt dafür, dass dann die Hütewirkung am Zaun weiter gegeben ist. Von dem Moment an, in welchem die Person mit den Drähten des Zaunes in Kontakt kommt bis zum Ende des Verzögerungszeitraumes wird nur ein Bruchteil der Energie umgesetzt, so dass keine Gefahr mehr gegeben ist. Bei Veränderungen der Lastimpedanz, wie dies bei Berührungen durch Mensch oder Tier der Fall ist, spricht die automatische Anpassung der Impulsenergie an die geänderte Bedingung nicht an. Dies ist für die Abschreckung auch nicht erforderlich, da der Zaun nur mit dem Einzelwiderstand belastet wird und keine zusätzliche Energieableitung gegeben ist, solange kein Bewuchs zu der Impedanzreduzierung beiträgt. Bleibt die Belastung erhalten, ist in der Regel Bewuchs am Zaun vorhanden oder es liegt eine Störung vor, beispielsweise dadurch, dass der Zaun einen Kurzschluss hat. In diesem Fall wird wesentlich höhere Impulsenergie benötigt, um die hohe Spannung aufrechtzuerhalten und genügend Energie bereitzustellen. Genau diese Energie wird nach dem Verzögerungszeitraum bereitgestellt.
Dementsprechend ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass bei hohen Lastimpedanzen nur soviel Energie in den Zaun eingespeist wird, dass der Zaun seine Hütewirkung sicher ausüben kann bzw. einer Person keinerlei Schaden zufügen kann. Dies ist bevorzugt dann gegeben, wenn je Impuls nur ca. 0,5 Joule in den Zaun eingespeist wird.
Nach Ablauf des Verzögerungszeitraumes wird die Impulsenergie so erhöht, dass parallel zur Energieableitung, beispielsweise durch Bewuchs, noch ausreichend Energie zur Abschreckung von Tieren zur Verfügung steht. Dies ist vorteilhaft beispielsweise dann der Fall, wenn je Impuls ca. 5 Joule in den Zaun eingespeist wird.
Gerätetechnisch wird die Aufgabe gelöst durch ein Elektrozaungerät mit den eingangs genannten Merkmalen, das so ausgebildet ist, dass bei einer hohen Lastimpedanz Impulse mit niedriger Energie in den Zaun eingespeist werden und bei Reduzierung der Lastimpedanz für einen einstellbaren Zeitraum unverändert bleiben, bevor Impulse mit wesentlich höherer Energie in den Zaun eingespeist werden.
Bevorzugt ist ein Sensor vorgesehen, der den elektrischen Strom oder die Spannung oder die Kombination aus beiden nach einem Entladeimpuls erfasst, wobei diese Information in einem nachgeschalteten Steuerteil derart ausgewertet wird, dass Art und Größe der Zaunbelastung ermittelt werden, und wobei der getaktete Schalter in Abhängigkeit von der Zaunbelastung während des Entladevorganges unterbrochen wird, wenn die Impulsenergie einen vorgebbaren Wert erreicht hat. Zwischen dem Steuerteil und dem Taktgeber ist ein Verzögerungsteil geschaltet, welches eine Erhöhung der Impulsenergie im Falle der Reduzierung der Lastimpedanz des Elektrozaunes um einen einstellbaren Verzögerungszeitraum verzögert.
Das Verzögerungsteil kann beispielsweise realisiert sein durch einen Mikroprozessor. Diese Lösung ist relativ aufwendig. Einfacher ist der Einsatz eines Zählers, der den Verzögerungszeitraum einfach anzählt. Andere Lösungen für das Verzögerungsteil sind möglich.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand einer Prinzipschaltung des erfindungsgemäßen Elektrozaunes gemäß der einzigen Zeichnungsfigur näher erläutert.
Über einen Wandler (nicht dargestellt) und über eine Diode 2 wird der Ladekondensator C1 auf einen bestimmten Wert, vorzugsweise den auf den Maximalwert der Ladespannung aus einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) aufgeladen. Ein getakteter Schalter 4, der von einem Takt geber (T) seine Durchschaltimpulse erhält, schließt den primärseitigen Kreis in zeitlich gleichmäßigen Abständen, beispielsweise in Abständen von 1 s beispielsweise für 0,1 bis 0,3 ms. Während dieser kurzen Impulsdauer fließt ein Strom vom Ladekondensator C1 über die Primärwicklung des Zauntransformators 3 und über den Schalter 4. Der Zauntransformator 3 transformiert die Spannung sekundärseitig hoch, so dass ein Hochspannungsimpuls entsteht, der in den Zaun eingespeist wird. Der Zaun ist eine Lastimpedanz (Vierpol) bestehend aus den Parametern, Zaunkapazität, Leitungswiderstand, Ableitwiderstand, Bodenwiderstand und auch Leitungsinduktivität. Er ist als aus dem ohmschen Widerstand R_z und dem Kondensator C_z bestehend dargestellt.
Der Sensor S bestimmt aus Impulsstrom und Impulsspannung die Lastimpedanz, die letzten Endes die maßgebliche Last für das Elektrozaungerät darstellt. Diese Last kann sich in weiten Bereichen bewegen. So liegt sie bei starkem Bewuchs bei 100 Ohm, bei Tierberührung bei ca. 500 Ohm und im bewuchsfreien Zustand bei 20 kOhm bis MOhm. Der vom Sensor S ermittelte Lastwiderstand wird in dem nachgeschalteten Steuerteil St ausgewertet. Das Steuerteil St unterbricht dann über den Zeitgeber T den getakteten Schalter 4 während des Entladevorgangs.
Erfindungsgemäß ist zwischen Steuerteil St und Taktgeber T ein Verzögerungsglied Vz eingebaut. Bei einer Veränderung der Lastimpedanz von hohen zu niedrigen Werten sorgt das Verzögerungsglied Vz dafür, dass der Befehl zur Erhöhung der Impulsenergie zeitlich verzögert umgesetzt wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Elektrozaungerätes, das Impulse in einen daran angeschlossenen Elektrozaun einspeist, der eine Lastimpedanz (R_z, C_z) aufweist, die bei Mensch- oder Tierberührung reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer hohen Lastimpedanz (R_z, C_z) die Impulse niederenergetisch sind und nach Reduzierung der Lastimpedanz (R_z, C_z) für einen einstellbaren Verzögerungszeitraum unverändert bleiben, und dass nach Ablauf dieses Verzögerungszeitraumes die Energie der Impulse wesentlich erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei hohen Lastimpedanzen (R_z, C_z) nur soviel Energie in den Zaun eingespeist wird, dass der Zaun seine Hütewirkung sicher ausüben kann bzw. einer Person keinerlei Schaden zufügen kann.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass je Impuls ca. 0,5 Joule in den Zaun eingespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablauf des Verzögerungszeitraumes die Impulsenergie so erhöht wird, dass parallel zur Energieableitung durch etwaigen Bewuchs noch ausreichend Energie zur Abschreckung von Tieren zur Verfügung steht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass je Impuls ca. 5 Joule eingespeist wird.
Elektrozaungerät mit einem Ladekondensator (C1) und einem durch einen Zeitgeber (T) getakteten Schalter (4), der den über einen Wandler aufgeladenen Ladekondensator (C1) über einen Zauntransformator (3) auf einem daran sekundärseitig angeschlossenen Elektrozaun impulsförmig entlädt, der eine Lastimpedanz (R_z, C_z) aufweist, welche bei Mensch- oder Tierberührung reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer hohen Lastimpedanz (R_z, C_z) Impulse mit niedriger Energie in den Zaun eingespeist werden und bei Reduzierung der Lastimpedanz für einen einstellbaren Verzögerungszeitraum unverändert bleiben, bevor Impulse mit wesentlich höherer Energie in den Zaun eingespeist werden.
Elektrozaungerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (S) vorgesehen ist, der den elektrischen Strom oder die Spannung oder die Kombination aus beiden nach einem Entladeimpuls erfasst, wobei diese Information in einem nachgeschalteten Steuerteil (St) derart ausgewertet wird, dass Art und Größe der Zaunbelastung ermittelt werden, und wobei der getaktete Schalter (4) in Abhängigkeit von der Zaunbelastung während des Entladevorganges unterbrochen wird, wenn die Impulsenergie einen vorgebbaren Wert erreicht hat, und dass zwischen dem Steuerteil (St) und dem Taktgeber (T) ein Verzögerungsteil (Vz) geschaltet ist, welches eine Erhöhung der Impulsenergie im Falle der Reduzierung der Lastimpedanz des Elektrozaunes um den Verzögerungszeitraum verzögert.