DE202005008675U1

DE202005008675U1 - Wire-monitoring device for selective multi-core wires in low-voltage supply networks monitors for breakdowns, short-circuits and reverse battery effect

Info

Publication number: DE202005008675U1
Application number: DE202005008675U
Authority: DE
Original assignee: D & H Mechatronic AG; D and H MECHATRONIC AG
Current assignee: D & H Mechatronic AG; D and H MECHATRONIC AG
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2015-06-02

Abstract

Sequences of test signals with one or more pulses have to be transmitted on single wires to be tested between a transmitter and a receiver at staggered times and received in a preset plausibility window. A wire is flagged as in order if a corresponding sequence of test signals is measured on the receiver at the correct point of time on the correct wire and on no other.

Description

Stand der TechnikState of technology

Es kommen derzeit mehrere Arten von Vorrichtungen zum Einsatz, um Leitungen zu überwachen. Eine Möglichkeit besteht darin, am Ende einer Leitung einen Abschluss-Widerstand zu platzieren, durch den dann auch ohne angeschlossene Last ein Ruhestrom fließt. Fließt kein Strom mehr, wird ein Leitungsbruch erkannt, fließt zu viel Strom ein Kurzschluss. Nachteilig hierbei ist, daß ein nach einem Verbraucher liegender Leitungsbruch nicht erkannt werden kann, wenn der Verbraucher dem Abschlußwiderstand ähnliche Eigenschaften aufweist.It Several types of devices are currently being used to connect cables to monitor. A possibility This is a termination resistor at the end of a line to place, through the then even without a load connected a quiescent current flows. flows no more power, if a line break is detected, too much flows Current a short circuit. The disadvantage here is that after can not be detected by a consumer, if the consumer is similar to the terminator Features.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen Ruhestrom über eine zusätzliche Leitung zurück fließen zu lassen. So sind die Leitungen am Ende über Widerstände mit der zusätzlichen Leitung verbunden. Kommt es zu einem Leitungsbruch, fließt weniger Strom. Ein Schluss zwischen den Leitungen wird hingegen nicht erkannt.A another possibility is about a quiescent current over an additional Lead back flow allow. So the wires end up with resistors with the extra Line connected. If there is a line break, less current flows. A conclusion between the lines, however, is not recognized.

Grundsätzlich besteht ein Problem bei der Verwendung von Gleichstrom zur Überwachung von Wechselspannungs-Netzen, wenn induktive Verbraucher mit einem kleinen Innenwiderstand eingesetzt werden. Diese würden als ein Kurzschluss erkannt werden. Des weiteren ist bei der oben genannten Vorrichtung das Verpolen von Leitungen nicht erkennbar.Basically exists a problem with the use of DC for monitoring of AC networks when inductive loads with one small internal resistance can be used. These would be considered a short circuit will be detected. Furthermore, in the above Device the polarity reversal of lines not recognizable.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Es soll eine Vorrichtung gefunden werden, mit dem alle diese Nachteile, die den Stand der Technik kennzeichnen, beseitigt werden. Die Leitungsüberwachung soll für zwei oder mehr Nutz-Adern funktionieren. Hierbei sollen Leitungsbrüche jeglicher Adern, sowie Schlüsse zwischen jeder Ader-Kombination erkannt werden. Außerdem soll das Verpolen von Adern bei der Installation ebenso erkannt werden.It If a device is to be found with which all these disadvantages, which characterize the state of the art can be eliminated. The line monitoring should for Two or more payloads work. This should lead fractions of any veins, as well as conclusions be recognized between each wire combination. In addition, should the polarity reversal of wires during installation are also recognized.

Die Überwachung soll in verschiedensten Umgebungen funktionsfähig sein. Insbesondere soll der Einsatz in Wechselspannungs-Netzen mit hohen Leistungen und großen Lasten, die von sehr induktiven bis sehr kapazitiven Eigenschaften gekennzeichnet sind, ermöglicht werden. Hier sind vor allem auch Lasten, bei denen große Kapazitäten hinter einem Gleichrichter geschaltet sind, wie es z.B. bei Schaltnetzteilen der Fall ist, zu berücksichtigen.The supervision should be functional in various environments. In particular, the should Use in AC power systems with high power and high loads, characterized by very inductive to very capacitive properties are possible become. Here are above all also loads, with which large capacities behind a rectifier, as e.g. with switching power supplies the case is to be considered.

Außerdem soll die Überwachung im eingeschalteten, sowie im spannungsfreien Zustand erfolgen. In dem schon im ausgeschalteten Zustand die Leitung überwacht wird, kann bei einem Kurzschluss aus Schutzgründen das Anschalten verhindert werden.In addition, should The supervision done in the switched-on, as well as in the voltage-free state. In already monitored in the off state, the line In the event of a short circuit, switching off can be prevented for reasons of protection become.

Beschreibung der Erfindungdescription the invention

Bei der Vorrichtung nach Schutzanspruch 1, bestehend aus einer Sendeeinheit und einer Empfängereinheit, werden zur Überwachung der Leitungen von der Sendeeinheit auf allen Leitungen jeweils im zeitlichen Abstand, Prüfsignalsequenzen gesendet. Diese sind in Form und Größe so beschaffen, dass sie am Ende der Leitung an der Empfängereinheit bei angeschlossenen Lasten ausreichend messbar sind, aber die angeschlossenen Lasten nicht stören. Die Amplitude der Prüfsignalsequenz muss sehr viel kleiner sein, als die Netzspannung. Die Prüfsignalsequenz könnte im einfachsten Fall ein Rechteck-Puls sein.at the device according to protection claim 1, consisting of a transmitting unit and a receiver unit, become for monitoring the lines from the transmitting unit on all lines in each case time interval, test signal sequences Posted. These are in shape and size so that they at the end of the line at the receiver unit are sufficiently measured with connected loads, but the connected Do not disturb loads. The amplitude of the test signal sequence must be much smaller than the mains voltage. The test signal sequence could in the simplest case be a square pulse.

Ein Leitungsbruch wird erkannt, wenn die gesendete Prüfsignalsequenz nicht zum gegebenen Zeitpunkt an der richtigen Leitung an der Empfängereinheit gemessen wird. Ein Kurzschluss wird erkannt, wenn auf zwei Leitungen gleichzeitig die Prüfsignalsequenz empfangen wird. Wird die Prüfsignalsequenz auf der falschen Leitung gemessen, wird eine Verpolung erkannt.One Line break is detected when the transmitted test signal sequence not at the right time on the right line at the receiver unit is measured. A short circuit is detected when on two wires simultaneously the test signal sequence Will be received. Will the test signal sequence Measured on the wrong line, a reverse polarity is detected.

Eine Mögliche Realisierung der Vorrichtung besteht darin, eine Leitung als Bezugspotential zu verwenden und die Empfängereinheit über eine zusätzliche Überwachungsleitung zu Versorgen. Diese misst alle weiteren Leitungen aktiv. Die Leitungen werden jeweils als funktionsfähig gekennzeichnet, wenn die richtige Prüfsignalsequenz im richtigen Zeitpunkt nach dem Anschalten der Versorgung der Empfängereinheit, oder nach einer Synchronisation mit der Überwachungsschaltung, gemessen wird. Der von der Empfängereinheit gemessene Leitungszustand wird über die Überwachungsleitung von der Empfängereinheit an die Sendeeinheit übermittelt und von dieser mit einem vorzugebenden Sollzustand verglichen.A Possible Realization of the device is a line as a reference potential to use and the receiver unit via a additional monitoring line to supply. This measures all other lines actively. The cables will be each as functional marked when the correct test signal sequence at the right time after switching on the supply of the receiver unit, or after a Synchronization with the monitoring circuit, is measured. The one from the receiver unit measured line state is over the monitoring line from the receiver unit transmitted to the transmitting unit and from this compared with a specified target state.

Nach Schutzanspruch 2 wird die Form und Größe der Prüfsignalsequenzen so ausgelegt, dass auch bei angeschlossenen Lasten mit großer Kapazität oder Induktivität, diese an der Empfängereinheit genügend messbar sind. Vorzugsweise sollte die Länge der sich wiederholenden Elemente der Prüfsignalsequenzen so bestimmt werden, daß sie in etwa der Periodendauer der zu Grunde liegenden Wechselspannung des Netzes entspricht. Auf diese Weise ist sicher gestellt, dass die Prüfsignalsequenzen auch bei induktiven und kapazitiven Lasten nicht zu sehr verformt werden, da die angeschlossenen Lasten für die Frequenz der Netzspannung ausgelegt sind.To Protection claim 2, the shape and size of the test signal sequences is designed so that even with connected loads with large capacity or inductance, this sufficiently measurable at the receiver unit are. Preferably, the length should be the repetitive elements of the test signal sequences so determined they will in about the period of the underlying AC voltage of the network corresponds. In this way it is ensured that the test signal sequences too not to be deformed too much with inductive and capacitive loads, because the connected loads for the frequency of the mains voltage are designed.

Für den Fall, dass Lasten angeschlossen sind, die Kapazitäten hinter Gleichrichtern darstellen, so wie es z.B. bei Schaltnetzteilen üblich ist, wird nach Schutzanspruch 3 vor einer Prüfsignalsequenz mehrere Perioden der Prüfsignalsequenz oder eines anderen Signals mit der Periodendauer der zu Grunde liegenden Wechselspannung des Netzes gesendet. Diese gewährleisten, dass die Kapazitäten auf genügend hohe Spannung aufgeladen werden, so dass die eigentliche Prüfsignalsequenz am Abschluss der Leitung genügend messbar ist.In the event that loads are connected that represent capacitors behind rectifiers, as is customary, for example, in switched-mode power supplies, according to protection claim 3, a plurality of periods of the test signal sequence or of another signal with the period of the underlying AC voltage of the network is sent before a test signal sequence. These ensure that the capacitances are charged to a sufficiently high voltage so that the actual test signal sequence at the end of the line is sufficiently measurable.

Eine weitere Forderung für die Vorrichtung ist, dass die Leitungen im spannungsfreien, sowie im eingeschalteten Zustand überwacht werden. Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 4 aufgeführten Merkmalen gelöst. Durch Form und Amplitude des Signals an der Empfängereinheit der Leitung wird erkannt, dass eine Leitung Netzspannung führt. Wird die Netzspannung an der Empfängereinheit an den Leitungen gemessen, die eingeschaltet sind, ist die Leitung nicht unterbrochen. Bei einem Schluss zwischen den Leitern würde die . Netzspannung auf mehr Leitungen gemessen werden als angeschaltet sind und somit erkannt werden. Wird die Netzspannung auf der falschen Leitung gemessen, liegt eine Verpolung vor.A further demand for The device is that the wires in the voltage-free, as well as monitored in the switched-on state become. This problem is with the features listed in the protection claim 4 solved. By shape and amplitude of the signal at the receiver unit of the line is recognized that a line carries mains voltage. Will the mains voltage at the receiver unit Measured on the wires that are on is the wire not interrupted. At a conclusion between the leaders, the , Mains voltage measured on more lines than are turned on and thus be recognized. Will the mains voltage be wrong Line measured, there is a reverse polarity.

Zusätzlich kann so noch erkannt werden, dass bei gegebener Last und Leitungslänge der Querschnitt der Leitungen zu gering ist, wenn die Netzspannung zwar vorhanden, aber die Amplitude zu niedrig ist.In addition, can so still be recognized that at given load and line length of the cross section the lines are too low, if the mains voltage is present, but the amplitude is too low.

Schlüsse oder Brüche der gesondert genutzten Leitungen, wie der Überwachungsleitung oder der in der oben genannten Realisierung als Bezugspotential verwendeten Leitung, werden erkannt, da in diesen Fällen die Empfängereinheit nicht versorgt wird, und somit kein Ergebnis liefern kann.Conclusions or fractures the separately used lines, such as the monitoring line or the used as a reference potential in the above realization Line, are detected, since in these cases the receiver unit is not supplied, and thus can not deliver a result.

BeispieleExamples

Zur Verwendung kommt diese Vorrichtung z.B. bei der Leitungsüberwachung von neuartigen Rauch- und Wärmeabzugs-Systemen, im folgenden RWA-Systeme genannt, bei denen die Antriebe direkt über 230V Netzspannung gesteuert werden. Solche Systeme sind vor allem von Vorteil bei sehr großen Objekten mit gegebenenfalls vielen Antrieben, die über große Distanzen angesteuert werden müssen.to Using this device comes e.g. in line monitoring of novel smoke and heat exhaust systems, hereinafter referred to as RWA systems, where the drives directly via 230V Mains voltage can be controlled. Such systems are mainly of Advantage for very large Objects with possibly many drives over long distances must be controlled.

Für herkömmliche RWA-Systeme, bei denen die Antriebe mit Kleinspannung versorgt werden, müssten Leitungen mit sehr großen Querschnitten verlegt werden, was sehr aufwendig und teuer ist.For conventional SHE systems, which supply the drives with low voltage, would need lines with very big ones Cross sections are laid, which is very complicated and expensive.

Die hier vorgestellte Vorrichtung stellt somit sicher, dass eine Störung der Leitungen innerhalb der vorgeschrieben Zeit für RWA-Systeme erkannt und gemeldet werden kann. Bei dem Einsatz von Fenstersystemen, die, bedingt durch ihre Größe, länger als die für Störungsmeldungen vorgeschriebene Zeit brauchen um aufzufahren, müssen die Leitungen auch während der Auffahr-Phase überwacht werden, was bei dieser Vorrichtung durch Schutzanspruch 4. gewährleistet ist.The here presented device thus ensures that a disturbance of the Cables detected and reported within the prescribed time for RWA systems can be. In the use of window systems, due to her size, longer than the for Error messages prescribed time need to start up, the lines must also during the Auffahr phase monitored be, what guaranteed in this device by protection claim 4th is.

Claims

Device for selectively monitoring multi-core lines, especially in low-voltage supply networks, for breakage, inverse and reverse polarity, in which between a transmitter unit and a receiver unit, on the individual wires to be tested time-offset test signal sequences consisting of one or a series of pulses, and sent in a predetermined plausibility window, characterized in that a line is marked as in order, if the corresponding test signal sequence is measured at the receiver unit at the right time on the right line and on no other.

Device according to claim 1, characterized in that that the test signal sequences by size and shape even with big ones inductive or capacitive loads at the receiver unit sufficiently measurable are, preferably in which the fundamental frequency of the test signal sequence the frequency corresponding to the underlying AC voltage of the network.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the function is also guaranteed, in large numbers of loads caused by capacities be formed after a rectifier in which by sending several periods of the test signal sequence or another signal preferably with the period of the underlying AC voltage of the network on all lines, the capacitors enough are charged before the actual test sequence is sent, so that this at the receiver unit enough is measurable.

Device according to one of the preceding claims, characterized marked that as well a surveillance when one or more lines are switched on, in which the receiver unit Check the line for mains voltage and the wires will be marked as OK, if exactly the lines at the receiver unit mains voltage to lead, which are connected to the transmitter unit to mains voltage.