EP1362618A1 - Method and device for preventing fire in an electric device - Google Patents

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EP1362618A1 EP02010891A EP02010891A EP1362618A1 EP 1362618 A1 EP1362618 A1 EP 1362618A1 EP 02010891 A EP02010891 A EP 02010891A EP 02010891 A EP02010891 A EP 02010891A EP 1362618 A1 EP1362618 A1 EP 1362618A1
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Abstract

The course of equipment (1) power consumption over time is monitored. It is examined for an abnormal operational state. An Independent claim is included for corresponding equipment

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Brandverhütung in elektrischen Einrichtungen, insbesondere Apparaten und Anlagen.The present invention relates to a method and a device for fire prevention in electrical devices, in particular apparatus and installations.

Beim Brandschutz kann man im wesentlichen drei zeitlich aufeinander folgende Stufen unterscheiden: Brandverhütung, Branddetektion und Brandbekämpfung.There are three main stages in fire protection: Fire prevention, fire detection and fire fighting.

Brandverhütung wird bisher eigentlich nur durch bauliche Massnahmen betrieben, indem durch geeignete Bauweise, Materialauswahl und dergleichen versucht wird, die Schwelle für das Entstehen eines Brandes möglichst hoch zu legen. Die Entstehung eines Brandes als solche, das heisst das Auftreten von möglichen oder wahrscheinlichen Ursachen eines Brandes, kann mit den heute bekannten Mitteln und Methoden nicht überwacht werden. Erst das Auftreten von Brandkenngrössen, wie Rauch, Flamme, Brandgas oder hohe Temperatur ermöglicht eine Branddetektion, die dann die eigentliche Brandbekämpfung oder Löschung auslöst.So far, fire prevention has actually only been carried out through construction measures, such as: Appropriate construction, choice of materials and the like is attempted, the threshold for that To set fire as high as possible. The emergence of a fire as such, that means the occurrence of possible or probable causes of a fire, can cannot be monitored with the means and methods known today. Only the appearance of Fire parameters such as smoke, flame, fire gas or high temperature enable one Fire detection, which then triggers the actual fire fighting or extinguishing.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun ein Verfahren angegeben werden, welches die Erkennung der möglichen Entstehung eines Brandes in elektrischen Einrichtungen ermöglicht. Da nachweislich viele Brände in elektrischen Defekten ihre Ursache haben, würde ein solches Verfahren sehr wesentlich zur Brandverhütung beitragen. Entstehung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass noch keine mit üblichen Detektoren nachweisbaren Brandkenngrössen aufgetreten sind.By means of the present invention, a method is now to be specified which recognizes possible fire in electrical equipment. There Such a process would have been proven to have many causes of electrical defects make a significant contribution to fire prevention. In this context, origin means that no fire parameters detectable with conventional detectors have yet occurred are.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Leistungsaufnahme der betreffenden Einrichtung überwacht und auf das Auftreten eines abnormalen Betriebszustandes untersucht wird.The method according to the invention is characterized in that the time course of the Power consumption of the facility in question is monitored and for the occurrence of an abnormal Operating condition is examined.

Sobald ein abnormaler Betriebszustand, das ist ein Verhalten des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme ausserhalb eines normal zulässigen Bereichs, festgestellt wird, wird eine Intervention ausgelöst, so dass ein Brand gar nicht erst entstehen kann.As soon as an abnormal operating condition occurs, this is a behavior of the power consumption over time outside of a normal permissible range, a Intervention triggered so that a fire cannot even start.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Leistungsaufnahme gemessen und mittels intelligenter Signalverarbeitungsalgorithmen das Auftreten eines abnormalen Betriebszustands festgestellt wird, und dass beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands die elektrische Einrichtung abgeschaltet und/oder Alarm ausgelöst wird. A first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that that the time course of power consumption is measured and by means of intelligent Signal processing algorithms detected the occurrence of an abnormal operating condition and that when an abnormal operating condition occurs, the electrical device is switched off and / or alarm is triggered.

Gemäss einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erfolgt ein Vergleich des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme mit den bekannten Spezifikationen der betreffenden elektrischen Einrichtung.According to a second preferred embodiment of the method according to the invention there is a comparison of the time profile of the power consumption with the known specifications the electrical device in question.

Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Lernprozess ein Bereich der normalen Betriebszustände festgelegt wird, und dass das Auftreten eines abnormalen Betriebszustands anhand eines Vergleichs des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme mit diesem Bereich festgestellt wird.A third preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that that a range of normal operating conditions is defined in a learning process and that the occurrence of an abnormal operating condition based on a comparison of the time course of the power consumption is determined with this area.

Vorzugsweise ist der genannte Lernprozess ein unterstützter Lernprozess, welcher in einem wahlweise einschaltbaren Lernmodus erfolgt, oder ein selbständiger Lernprozess, bei welchem eine automatische Festlegung des Bereichs der normalen Betriebszustände erfolgt.The named learning process is preferably a supported learning process, which in one optionally switchable learning mode takes place, or an independent learning process, in which the range of normal operating states is automatically determined.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch Mittel für die Messung des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme der betreffenden elektrischen Einrichtung und für den Vergleich der gemessenen Leistungsaufnahme mit einem einen normalen Betriebszustand repräsentierenden Sollwert.The invention further relates to a device for performing the above method. The The device according to the invention is characterized by means for measuring the temporal History of the power consumption of the electrical device in question and for comparison the measured power consumption with a normal operating state Setpoint.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel mit der Stromspeisung der elektrischen Einrichtung verbunden und zur Unterbrechung der Stromspeisung beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands ausgebildet sind.A first preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that that the means mentioned with the power supply of the electrical device connected and to interrupt the power supply when an abnormal operating condition occurs are trained.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel mit einer Gefahrenmeldezentrale verbunden sind, durch welche beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands Alarm ausgelöst und/oder die betreffende elektrische Einrichtung abgeschaltet wird.A second preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that that the means mentioned are connected to a hazard alarm center, by which an alarm is triggered when an abnormal operating state occurs and / or the relevant electrical device is switched off.

Eine dritte bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel mit einer Gefahrenmeldezentrale einer Brandmeldeanlage verbunden sind, durch welche beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands die Empfindlichkeit der im Bereich der betreffenden elektrischen Einrichtung angeordneten Brandmelder erhöht wird.A third preferred embodiment is characterized in that the means mentioned are connected to a fire alarm system via which the Occurrence of an abnormal operating condition the sensitivity of the area in question electrical device arranged fire detector is increased.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der einzigen Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Brandverhütung in elektrischen Einrichtungen zeigt.In the following the invention with reference to an embodiment and the single drawing explained in more detail, wherein the drawing is a schematic representation of an inventive Fire prevention device in electrical equipment shows.

Darstellungsgemäss ist eine elektrische Einrichtung 1 über eine Leitung 2 an eine Stromversorgung 3, beispielsweise an das Stromnetz, angeschlossen. Die elektrische Einrichtung 1 kann ein einzelner elektrischer Apparat, eine elektrische Maschine oder eine aus einer Mehrzahl von Apparaten und/ oder Maschinen bestehende Anlage sein. Der Einrichtung 1 ist ein Sensor 4 für die Überwachung des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme der Einrichtung 1 zugeordnet. According to the illustration, an electrical device 1 is connected to a power supply via a line 2 3, for example connected to the mains. The electrical device 1 can a single electrical apparatus, an electrical machine, or one of a plurality of Apparatus and / or machines existing system. The device 1 is a sensor 4 for the monitoring of the time profile of the power consumption of the device 1 is assigned.

Der Sensor 4 misst den zeitlichen Verlauf der Leistungsaufnahme und stellt mittels intelligenter Signalverarbeitungsalgorithmen das Auftreten eines abnormalen Betriebzustandes, also eine ein bestimmtes Mass übersteigende Abweichung vom normalen Betriebszustand fest. Beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands werden geeignete Massnahmen, wie Abschalten der elektrischen Einrichtung und/oder Auslösung eines Alarms, eingeleitet.The sensor 4 measures the time course of the power consumption and uses intelligent Signal processing algorithms the occurrence of an abnormal operating condition, i.e. a a certain degree of deviation from the normal operating condition. At the If an abnormal operating state occurs, suitable measures, such as switching off the electrical device and / or triggering an alarm.

Die Detektion eines abnormalen Betriebszustands kann auf drei Arten erfolgen, die sich im wesentlichen dadurch unterscheiden, wie der normale Betriebszustand festgelegt wird:

  • Der normale Betriebszustand ist durch die bekannten Spezifikationen der betreffenden elektrischen Einrichtung 1 definiert. Jede einen vorgegebenen Bereich übersteigende Abweichung von den Spezifikationen stellt einen abnormalen Betriebszustand dar.
  • Der normale Betriebszustand wird in einem unterstützten Lernprozess definiert. Dabei bedeutet unterstützt, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung in einen Lernmodus geschaltet wird und in diesem die Leistungsparameter misst. Dann wird die Vorrichtung scharf geschaltet, wobei die im Lernmodus gemessenen Leistungsparameter den normalen Betriebszustand definieren.
  • Der normale Betriebszustand wird in einem selbständigen Lernprozess automatisch festgelegt. Die Vorrichtung wird nicht in einen speziellen Lernmodus geschaltet sondern läuft von Anfang im scharf geschalteten Betriebszustand und misst in diesem laufend die Leistungsparameter. Zu Beginn wird der normale Betriebszustand eine relativ grosse Bandbreite aufweisen und die Vorrichtung wird eher unempfindlich sein. Mit der Zeit wird die Bandbreite des normalen Betriebszustands automatisch eingeschränkt.
There are three ways to detect an abnormal operating condition, which differ essentially in how the normal operating condition is determined:
  • The normal operating state is defined by the known specifications of the electrical device 1 in question. Any deviation from the specifications that exceeds a predetermined range represents an abnormal operating state.
  • The normal operating state is defined in a supported learning process. Supported here means that the device according to the invention is switched to a learning mode and measures the performance parameters in it. The device is then armed, the performance parameters measured in the learning mode defining the normal operating state.
  • The normal operating status is automatically determined in an independent learning process. The device is not switched to a special learning mode but runs from the beginning in the armed operating state and continuously measures the performance parameters in it. Initially, the normal operating condition will have a relatively wide bandwidth and the device will be rather insensitive. The bandwidth of the normal operating state is automatically limited over time.

Bei der Festlegung des normalen Betriebszustands in einem Lernprozess ist der normale Betriebszustand nicht unveränderlich festgelegt, sondern wird durch die Messung der Abweichungen, die innerhalb bestimmter Grenzen liegen, entweder in einem unterstützten oder in einem selbständigen Lernprozess, adaptiv nachgeführt. Auf diese Weise "lernt" der Sensor 4 selbständig den Bereich des normalen Betriebszustands kennen und kann bei Abweichungen vom normalen Betriebszustand über einen Alarmausgang 5 Alarm auslösen.When determining the normal operating state in a learning process is the normal operating state not fixed unchangeably, but is determined by measuring the deviations, that are within certain limits, either in a supported or in a independent learning process, adaptively updated. In this way, the sensor 4 "learns" independently know the area of the normal operating state and can deviate from the normal Operating status via an alarm output 5 Trigger alarm.

Im einfachsten Fall ist der Sensor 4 ein an die betreffende elektrische Einrichtung 1 angeschlossenes Stand Alone Gerät, dessen Alarmausgang 5 mit der Speiseleitung 2 verbunden ist und diese im Alarmfall, also beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands, durch Öffnen eines Schalters 7 trennt. Alternativ kann der Alarmausgang 5 als Relaisausgang ausgebildet sein.In the simplest case, the sensor 4 is connected to the electrical device 1 in question Stand alone device, whose alarm output 5 is connected to the feed line 2 and in the event of an alarm, i.e. when an abnormal operating state occurs, by opening a Switch 7 separates. Alternatively, alarm output 5 can be designed as a relay output.

Der Alarmausgang 5 kann auch an eine Gefahrenmeldezentrale 6 angeschlossen sein, welche nach einem Gefahrenstufenkonzept arbeitet. Entweder dezentral in der Vorrichtung 4 oder zentral in der Zentrale 6 wird die gemessene dynamische Leistungsaufnahme der elektrischen Einrichtung 1 in mehrere, vorzugsweise 4 Gefahrenstufen klassiert.

Gefahrenstufe 0:
Keine Abweichung vom normalen Betriebszustand ⇒ kein abnormaler Betriebszustand.
Gefahrenstufe 1:
Geringe Abweichung vom normalen Betriebszustand ⇒ eventuell abnormaler Betriebszustand.
Gefahrenstufe 2:
Mittlere Abweichung vom normalen Betriebszustand ⇒ wahrscheinlich abnormaler Betriebszustand.
Gefahrenstufe 3:
Grössere Abweichung vom normalen Betriebszustand ⇒ abnormaler Betriebszustand.
The alarm output 5 can also be connected to a danger control center 6, which operates according to a danger level concept. Either decentrally in the device 4 or centrally in the control center 6, the measured dynamic power consumption of the electrical device 1 is classified into several, preferably 4, danger levels.
Security level 0:
No deviation from normal operating status ⇒ no abnormal operating status.
Security level 1:
Slight deviation from normal operating status ⇒ possibly abnormal operating status.
Security level 2:
Average deviation from normal operating status ⇒ probably abnormal operating status.
Security level 3:
Larger deviation from normal operating status ⇒ abnormal operating status.

Bei Gefahrenstufe 3 wird Alarm ausgelöst und/oder die betreffende elektrische Einrichtung 1 abgeschaltet. Wenn die Gefahrenmeldezentrale 6 eine Brandmeldezentrale ist, dann kann zusätzlich ab Gefahrenstufe 1 die Empfindlichkeit der an die Brandmeldezentrale angeschlossenen Brandmelder 8 im gefährdeten Bereich, das ist der Bereich in der Umgebung der elektrischen Einrichtung 1, erhöht werden.At danger level 3, an alarm is triggered and / or the relevant electrical device 1 off. If the hazard alarm center 6 is a fire alarm center, then additionally From danger level 1, the sensitivity of those connected to the fire alarm control panel Fire detector 8 in the hazardous area, that is the area in the vicinity of the electrical Device 1, can be increased.

Claims (10)

Verfahren zur Brandverhütung in elektrischen Einrichtungen (1), dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Leistungsaufnahme der betreffenden Einrichtung (1) überwacht und auf das Auftreten eines abnormalen Betriebszustandes untersucht wird.Method for fire prevention in electrical devices (1), characterized in that the time course of the power consumption of the device (1) in question is monitored and examined for the occurrence of an abnormal operating state. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Leistungsaufnahme gemessen und mittels intelligenter Signalverarbeitungsalgorithmen das Auftreten eines abnormalen Betriebszustands festgestellt wird, und dass beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands die elektrische Einrichtung (1) abgeschaltet und/oder Alarm ausgelöst wird.A method according to claim 1, characterized in that the time course of the power consumption is measured and the occurrence of an abnormal operating state is determined by means of intelligent signal processing algorithms, and that when an abnormal operating state occurs, the electrical device (1) is switched off and / or an alarm is triggered. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme mit den bekannten Spezifikationen der betreffenden elektrischen Einrichtung (1) erfolgt.A method according to claim 2, characterized in that a comparison of the time course of the power consumption with the known specifications of the relevant electrical device (1) is carried out. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Lernprozess ein Bereich der normalen Betriebszustände festgelegt wird, und dass das Auftreten eines abnormalen Betriebszustands anhand eines Vergleichs des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme mit diesem Bereich festgestellt wird.Method according to Claim 2, characterized in that a range of the normal operating states is defined in a learning process, and that the occurrence of an abnormal operating state is determined on the basis of a comparison of the time profile of the power consumption with this range. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Lernprozess ein unterstützter Lernprozess ist, welcher in einem wahlweise einschaltbaren Lernmodus erfolgt.A method according to claim 4, characterized in that said learning process is a supported learning process which takes place in a learning mode which can be optionally switched on. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Lernprozess ein selbständiger Lernprozess ist, bei welchem eine automatische Festlegung des Bereichs der normalen Betriebszustände erfolgt.A method according to claim 4, characterized in that said learning process is an independent learning process in which an automatic determination of the range of normal operating conditions takes place. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (4) für die Messung des zeitlichen Verlaufs der Leistungsaufnahme der betreffenden elektrischen Einrichtung (1) und für den Vergleich der gemessenen Leistungsaufnahme mit einem einen normalen Betriebszustand repräsentierenden Sollwert.Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by means (4) for measuring the time profile of the power consumption of the electrical device in question (1) and for comparing the measured power consumption with a desired value representing a normal operating state. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (4) mit der Stromspeisung (2) der elektrischen Einrichtung (1) verbunden und zur Unterbrechung der Stromspeisung (1) beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands ausgebildet sind.Apparatus according to claim 7, characterized in that said means (4) are connected to the power supply (2) of the electrical device (1) and are designed to interrupt the power supply (1) when an abnormal operating state occurs. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (4) mit einer Gefahrenmeldezentrale (6) verbunden sind, durch welche beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands Alarm ausgelöst und/oder die betreffende elektrische Einrichtung (1) abgeschaltet wird. Apparatus according to claim 7, characterized in that said means (4) are connected to a danger control center (6), by means of which an alarm is triggered and / or the relevant electrical device (1) is switched off when an abnormal operating state occurs. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (4) mit einer Gefahrenmeldezentrale (6) einer Brandmeldeanlage verbunden sind, durch welche beim Auftreten eines abnormalen Betriebszustands die Empfindlichkeit der im Bereich der betreffenden elektrischen Einrichtung (1) angeordneten Brandmelder (8) erhöht wird.Apparatus according to claim 7, characterized in that said means (4) are connected to a danger control center (6) of a fire detection system, by means of which the sensitivity of the fire detectors (8) arranged in the area of the relevant electrical device (1) occurs when an abnormal operating state occurs. is increased.
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