EP2286265A2 - Datenübertragungssystem mit ortungs-, identifikations- und messfunktion sowie ein verfahren hierzu - Google Patents

Datenübertragungssystem mit ortungs-, identifikations- und messfunktion sowie ein verfahren hierzu

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Publication number
EP2286265A2
EP2286265A2 EP09757120A EP09757120A EP2286265A2 EP 2286265 A2 EP2286265 A2 EP 2286265A2 EP 09757120 A EP09757120 A EP 09757120A EP 09757120 A EP09757120 A EP 09757120A EP 2286265 A2 EP2286265 A2 EP 2286265A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transmitter
cable
data
transmission system
data transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09757120A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Moser
Christian Reuber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cellpack GmbH
Original Assignee
Cellpack GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cellpack GmbH filed Critical Cellpack GmbH
Publication of EP2286265A2 publication Critical patent/EP2286265A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088—Aspects of digital computing

Definitions

  • the present invention relates to a data transmission system with location, identification and measurement function for underground cable or cable connections, in particular cable sleeves, consisting of at least one transmitter device and a receiver device, wherein the receiver device has a receiver transmitter, which emits a signal for activating a particular transmitter device, which activates the transmitter device for transmitting the data. Furthermore, the invention relates to a method for data transmission between a receiver device and a transmitter device.
  • the power line and data line networks often also include underground cable lines.
  • various prior art systems are known in which a modulated signal is tracked.
  • location systems can not be used for measured value constitution or for identification data transmission.
  • above-ground measurement points have to be set up, which is associated with danger spots and high investment and maintenance costs.
  • a data transmission system with location, identification and measurement function for non-contact diagnostics of the underground cable lines would significantly reduce these investment and maintenance costs and enable improved maintenance and verification of the underground power line networks.
  • the better the possibilities for the measurement and evaluation of the physical parameters in the cable line the risk of accidents could be reduced.
  • the invention described in the patent application DE 10 2004 038 532 A1 relates to a device for locating missing persons and / or objects, comprising at least one direction-finding transmitter with a transceiver and at least one direction finder, which is designed as a receiving transmitter and receives from the transceiver emitted data telegrams and as the location of enabling data optically and / or acoustically indicative of this invention is that the direction finder has a transmitter that emits a signal for activating a particular Sender, which activates the direction finder for transmitting the data message, the transmitter if necessary, at least manually operable and that the direction-finding transmitter has a specific individualized coding which is stored as data in the direction-finding transmitter and is received by the direction-finding receiver after activation of the transmitter of the direction-finding transmitter.
  • the object of the invention is now to propose a data transmission system with location, identification and measurement function, which allows a contactless localization of underground electrical cable or cable connections, in particular cable sleeves, and are provided with the cost information about the operating state of these cables or cable connections.
  • the data transmission system with locating, identification and measuring function for underground cable or cable connections, in particular cable sleeves at least one transmitter device and a receiver device, wherein the receiver device has a receiver transmitter, which emits a signal to activate a particular transmitter device which activates the transmitter device for transmitting the data.
  • Characteristic of this invention is that the transmitter device is connected to an underground electrical cable line and that the transmitter device sends the physical parameters measured on the electrical cable line as modulated high-frequency signals to the receiver device.
  • the measured physical parameters are, for example: operating voltage, phase shift, active power, efficiency, apparent power, reactive power, phase currents, N-phase currents, PE conductor currents (leakage currents, EMC) temperature.
  • EMC leakage currents
  • the system according to the invention thus enables contactless diagnostics of the underground electrical cable lines, or electrical underwater lines, as well as flexible data acquisition of measured data.
  • the data transmission system sends identification data of the transmitter device as modulated high-frequency signals from the transmitter device to the receiver device. It allows the user to uniquely identify the transmitter device identify or select a particular transmitter device from several in-range transmitter devices for data transmission.
  • the identification data of a transmitter device may include, among other things, the exact position of the transmitter device.
  • the position should preferably be indicated in coordinates.
  • the receiver device can evaluate the position and locate the transmitter device by means of radio and / or satellite-based technology.
  • the measurement, identification and localization data can be stored particularly advantageously in a data memory.
  • the user is able to call up the data history and create a time characteristic from the corresponding parameter.
  • the method according to the invention for data transmission using the aforementioned device features comprises the following method steps:
  • the high-frequency signal expediently contains the identity number of the cable or the cable connection in the form of a code, whereby the cable or the cable connections can be located or localized by the receiver device.
  • the code will appear next to the direction indicator on the receiver's display.
  • the receiver device is able to hide the other transmitter devices by selecting a defined code, which simplifies the search for particular transmitter devices particularly advantageous.
  • an arbitrary amount of information can be stored via a documentation system implemented in the transmitting device, also for the purpose of providing data in the case of recourse.
  • the following data can be stored, for example: customer, installation time, installation coordinates, installation company, name of the installer, cable connection type and batch number.
  • information about the weather conditions during the installation or assembly of the cables and cable connections in the documentation system can also be stored.
  • An administration of the data would be possible to relieve the customer by an external service provider. For this, the customer has an info hotline or an internet portal. A clear advantage of the external administration would be that it can be reconstructed exactly who, what, when, where and how has mounted. This data may be very helpful in case of a complaint.
  • the receiver device can be set to a readout mode.
  • the receiver unit now transmits the "read-out request signal" to the transmitter unit, which begins by measuring the current and voltage on the built-in transducers and determining the conductor temperature, directly through the temperature probes on the conductors.
  • the analog values are sent to the receiver unit in data packets
  • the receiver device is designed in this case in order to further process the values obtained and to subsequently carry out calculations.
  • the converters each have an overvoltage protection, which protects the transmitter unit from test voltages / surges and lightning strikes.
  • the receiver device also has a recording mode.
  • the receiving device periodically sends a certain number of readout request signals to the transmitter device; these read-out request signals are measured and responded in real-time by the transmitter device placed, for example, on a cable sleeve with the sensors connected thereto.
  • the data transmitted to the receiver device are stored there and can be read out via a serial interface.
  • overloads, load peaks and power reserves can be accurately and easily documented.
  • An error definition in case of failure would also be possible. From a safety point of view, the reading of a neutral current proves to be particularly advantageous in that cable fires can be prevented.
  • Fig. 3 Receiver device scheme with an example of the data displayed on displays received from the transmitter device.
  • the data transmission system according to the invention with location, identification and measurement function consists of at least one transmitter device 10 and one receiver device 40.
  • a receiver transmitter 46 is integrated in the receiver device 40.
  • the receiver transmitter 46 radiates location request signals at a high frequency.
  • a receive module 16 of a transmitter device control module 20 activates a command for data transmission to the transmitter 18.
  • These data may be either the physical parameters measured on an electrical cable line 36, such as operating voltage, phase shift, active power, efficiency, apparent power, reactive power, phase currents, N-conductor currents, PE conductor currents (leakage currents, EMC), temperature, or to the identification data of the transmitter device, such. Eg customer name, assembly time, assembly company and name of installer, sender device type, serial number.
  • the coordinates of the transmitter device 10 are also transmitted to the receiver device 40. This allows a simple localization of the transmitter device 10 by means of a radio and / or satellite-based technology.
  • the measured values are taken either directly from the measuring devices, voltage converter 28, current transformer 30, temperature sensor 32 or from a data memory 22. It is also possible to arrange other measuring devices.
  • the direct measurement values result in the current measured values of the respective parameters.
  • the receiver device 40 can create a time characteristic of the corresponding parameter.
  • the identification data of the transmitter device 10 and coordinates are stored, which are used to locate the transmitter device 10.
  • the signal to be transmitted is modulated in the transmitter 18, and emitted by means of a transmitting antenna 12 as a modulated high frequency signal.
  • a modulated high frequency signal Advantageously frequency of 457 kHz is used.
  • the transmitter 18 is powered by the tap on the converter 30 with power. If the operating voltage in the cable line 36 low, the transmitter 18 may be connected directly to conductors.
  • the transmitter 18 may also be equipped with a backup battery 24, which ensures function after power failure.
  • the entire transmitter device 10 is particularly advantageously installed in a sleeve 34, in a sleeve for cable or branch connections.
  • the high-frequency signal is received by a receiving antenna 44 on the receiver device 40 and processed in an evaluation unit 50.
  • the measured values are shown on the display for measured data either as current values or as a time characteristic for the respective parameter.
  • the identification data of the transmitter device 10 are displayed on the display for identification data 54. If multiple transmitter devices 10 are accessible to the receiver device 40, the user can select a particular transmitter device 10 and hide other devices.
  • the position of the searched transmitter device is displayed on the localization display 56.
  • the localization is carried out by means of a radio and / or satellite-based technology (eg DF antenna, or GPS or Galileo). LIST OF REFERENCE SIGNS

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikations- und Messfunktion für unterirdische Kabel- oder Kabelverbindungen, insbesondere Kabelmuffen, bestehend aus zumindest einem Sendergerät und einem Empfängergerät, wobei das Empfängergerät einen Empfängersender aufweist, der zur Aktivierung eines bestimmten Sendergerätes ein Signal aussendet, welches das Sendergerät zur Übermittlung der Daten aktiviert. Das Datenübertragungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sendergerät (10) an eine elektrische Kabelleitung (36) angeschlossen ist und dass das Sendergerät (10) die an der elektrischen Kabelleitung (36) gemessenen physikalischen Parameter als modulierte Hochfrequenzsignale an das Empfängergerät (40) sendet.

Description

Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikations- und Messfunktion sowie ein Verfahren hierzu
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikations- und Messfunktion für unterirdische Kabel- oder Kabelverbindungen, insbesondere Kabelmuffen, bestehend aus zumindest einem Sendergerät und einem Empfängergerät, wobei das Empfängergerät einen Empfängersender aufweist, der zur Aktivierung eines bestimmten Sendergerätes ein Signal aussendet, welches das Sendergerät zur - Übermittlung der Daten aktiviert. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Empfängergerät und einem Sendergerät.
Die Stromleitungs- und Datenleitungsnetze umfassen oft auch unterirdische Kabelleitungen. Um unterirdische Kabelleitungen lokalisieren zu können, sind verschiedene Systeme aus dem Stand der Technik vorbekannt, bei denen ein aufmoduliertes Signal verfolgt wird. Solche Ortungssysteme können jedoch nicht zur Messwerteverfassung oder zur Identifikationsdatenübertragung eingesetzt werden. Um die Messwerte von einem unterirdischen Kabel zu erhalten, müssen überirdische Messpunkte errichtet werden, was mit Gefahrenstellen und hohen Investitions- und Wartungskosten verbunden ist. Ein Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikations- und Messfunktion für berührungslose Diagnostik der unterirdischen Kabelleitungen würde diese Investitions- und Wartungskosten deutlich senken und eine verbesserte Instandhaltung und Überprüfung der unterirdischen Stromleitungsnetze ermöglichen. Femer könnte durch die besseren Möglichkeiten für die Messung und Auswertung der physikalischen Parameter in der Kabelleitung die Unfallgefahr verringert werden. Derzeit sind auch verschiedene Verschüttetensuchsysteme, speziell für Suche von unter Lawinen, Schutt oder Boden verschütteten Personen auf Basis von Sender-Empfängergeräten im Einsatz. Diese Systeme dienen lediglich zur Lokalisierung des Sendergerätes, weitere Funktionen wie z. B. die Übermittlung der Identifikationsdaten des Senders, sind nicht vorhanden. Diese Systeme ermöglichen ebenfalls nicht, am Zielobjekt verschiedene physikalische Daten, Werte und Parameter zu messen und diese an den Empfänger zu übertragen.
Die in der Patentanmeldung DE 10 2004 038 532 A1 beschriebene Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffinden vermisster Personen und/oder Gegenstände, bestehend aus zumindest einem Peilsender mit einem Sendeempfänger und zumindest einem Peilempfänger, der als Empfangssender ausgebildet ist und vom Sendeempfänger ausgesendete Datentelegramme empfängt und als die Ortung ermöglichende Daten optisch und/oder akustisch anzeigt Kennzeichnend für diese Erfindung ist, dass der Peilempfänger einen Sender aufweist, der zur Aktivierung eines bestimmten Peilsenders ein Signal aussendet, welches den Peilsender zur Übermittlung des Datentelegramms aktiviert, wobei der Sender bedarfsweise zumindest manuell betätigbar ausgebildet ist und dass der Peilsender eine bestimmte individualisierte Codierung aufweist, die als Daten im Peilsender gespeichert ist und vom Peilempfänger nach Aktivierung des Senders des Peilsenders empfangen wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikation- und Messfunktion vorzuschlagen, welches eine berührungslose Lokalisierung von unterirdischen elektrischen Kabel oder Kabelverbindungen, insbesondere Kabelmuffen, ermöglicht und mit dem kostengünstig Informationen über den Betriebszustand dieser Kabel oder Kabelverbindungen bereitgestellt werden. Nach der Konzeption der Erfindung besteht das Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikation- und Messfunktion für unterirdische Kabel- oder Kabelverbindungen, insbesondere Kabelmuffen, aus zumindest einem Sendergerät und einem Empfängergerät, wobei das Empfängergerät einen Empfängersender aufweist, der zur Aktivierung eines bestimmten Sendergerätes ein Signal aussendet, welches das Sendergerät zur Übermittlung der Daten aktiviert. Kennzeichnend für diese Erfindung ist, dass das Sendergerät an eine unterirdische elektrische Kabelleitung angeschlossen ist und dass das Sendergerät die an der elektrischen Kabelleitung gemessenen physikalischen Parameter als modulierte Hochfrequenzsignale an das Empfängergerät sendet.
Als physikalische Parameter werden beispielsweise gemessen: Betriebspannung, Phasenverschiebung, Wirkleistung, Wirkungsgrad, Scheinleistung, Blindleistung, Leiterströme, N-Leiterströme, PE-Leiterströme (Ableitströme, EMV) Temperatur. Des Weiteren können zumindest mittels einer H-FeId Sonde und einer E-FeId Sonde, die mit dem Sendergerät gekoppelt sind, die elektromagnetische Störaussendungen bzw. elektromagnetische Emissionen des Kabels oder der Kabelverbindung gemessen werden. In Abhängigkeit der elektrischen oder magnetischen Emissionen kann man auf die elektromagnetische Verträglichkeit schließen.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht damit eine berührungslose Diagnostik der unterirdischen elektrischen Kabelleitungen, bzw. elektrischen Unterwasserleitungen sowie eine flexible Datenerfassung von gemessenen Daten.
Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem sendet Identifikationsdaten des Sendergerätes als modulierte Hochfrequenzsignale vom Sendergerät an das Empfängergerät. Es erlaubt dem Benutzer, das Sendergerät eindeutig zu identifizieren bzw. ein bestimmtes Sendergerät von mehreren in der Reichweite stehenden Sendergeräten für die Datenübermittlung zu wählen.
Die Identifikationsdaten eines Sendergerätes können unter anderem auch die genaue Position des Sendergerätes enthalten. Die Position ist vorzugsweise in Koordinaten anzugeben. Das Empfängergerät kann die Position auswerten und mittels einer funk- und/oder satellitengestützter Technologie das Sendergerät lokalisieren.
Die Mess-, Identifikations- und Lokalisationsdaten können besonders vorteilhaft in einem Datenspeicher gespeichert werden. Mittels des Empfängergeräts ist der Benutzer in der Lage, die Datenhistorie aufrufen und eine Zeitcharakteristik vom entsprechenden Parameter erstellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübertragung unter Verwendung der vorgenannten Vorrichtungsmerkmale umfasst folgende Verfahrensschritte:
■ Senden eines Hochfrequenzsignals durch das Sendergerät im Fehlerfall oder nach Erhalt eines Ortungsaufforderungssignal durch das Empfängergerät im Ortungsmodus,
■ Empfang des Hochfrequenzsignals vom Empfängergerät im Ortungsmodus,
■ Senden eines Ausleseaufforderungssignals vom Empfängergerät an das Sendergerät und ■ Auslesen der physikalischen Parameter am Kabel bzw. der
Kabelverbindung und Übertragen der Signale unter Verwendung des Senders an das Empfängergerät oder Auslesen aus dem internen Datenspeicher des Senders.
Das Hochfrequenzsignal enthält zweckmäßigerweise die Identitätsnummer des Kabels oder der Kabelverbindung in Form eines Codes, wodurch das Kabel- oder die Kabelverbindungen vom Empfängergerät geortet bzw. lokalisiert werden kann. Der Code wird neben der Richtungsanzeige auf dem Display des Empfängergeräts angezeigt. Bei Aktivierung mehrerer Sendergeräte ist das Empfängergerät in der Lage, durch die Auswahl eines definierten Codes, die übrigen Sendergeräte auszublenden, was die Suche nach bestimmten Sendergeräten besonders vorteilhaft vereinfacht. Über ein im Sendegerät implementiertes Dokumentationssystem, auch zum Zwecke der Datenbereitstellung im Regressfall, können zudem beliebig viele Information hinterlegt werden.
Als Daten können beispielsweise hinterlegt werden: Kunde, Montagezeitpunkt, Installationskoordinaten, Montagefirma, Name des Monteurs, Kabelverbindungstyp und die Chargennummer. Zusätzlich können auch Informationen über die wetterseitige Bedingungen bei der Installation bzw. Montage der Kabel und Kabelverbindungen im Dokumentationssystem abgelegt werden. Eine Verwaltung der Daten wäre zur Entlastung der Kunden durch einen externen Dienstleister möglich. Hierzu steht dem Kunden eine Infohotline bzw. ein Internetportal zur Verfügung. Ein klarer Vorteil der externen Verwaltung wäre, dass genau rekonstruiert werden kann, wer, was, wann, wo und wie montiert hat. Diese Daten sind bei einer Reklamation evtl. sehr hilfreich.
Wurde eine Kabelverbindung, beispielsweise eine Kabelmuffe lokalisiert, so kann das Empfängergerät auf einen Auslesemodus gestellt werden. Das Empfängergerät sendet nun das „Ausleseaufforderungssignal" an das Sendergerät. Dieses beginnt mit dem Messen von Strom und Spannung an den eingebauten Wandlern und der Ermittlung der Leitertemperatur. Diese erfolgt unmittelbar über die Temperaturfühler an den Leitern. Die analogen Werte werden an das Empfängergerät in Datenpaketen zurückgesendet. Das Empfängergerät ist dabei derart ausgebildet, um die erhaltenen Werten weiterzuverarbeiten und nachfolgend Berechnungen durchzuführen. Somit ergeben sich neben der Temperatur, der Leiterstrom, der N-Leiterstrom, die Leiterspannung, die Wirkleistung, die Blindleistung, die Scheinleistung, der Wirkungsgrad cosφ, die Phasenverschiebung und der Spannungsfall. Die Wandler verfügen jeweils über einen Überspannungsschutz, welcher das Sendergerät vor Prüfspannungen/Überspannungen und Blitzeinschlag schützt.
In diesem Auslesemodus ist es ebenso möglich, den internen Langzeitspeicher des Sendegerätes anzulesen. Dieser speichert die Messwerte über die gesamte Lebensdauer der Kabel- oder Kabelverbindung. Somit ist sichergestellt, nach einem Ausfall der Kabelverbindung oder bei Bedarf die Messwerte der Vergangenheit zu rekonstruieren.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Empfängergerät außerdem über einen Aufzeichnungsmodus. In dieser Einstellung sendet das Empfängergerät periodisch bzw. in einem bestimmten Zeitabstand eine bestimmte Anzahl von Ausleseaufforderungssignalen an das Sendergerät; diese Ausleseaufforderungssignale werden durch das beispielsweise an einer Kabelmuffe platzierten Sendergerätes mit den daran angeschlossenen Sensoren in Echtzeit gemessen und erwidert. Die an des Empfängergerät übertragenen Daten werden dort gespeichert und können über eine serielle Schnittstelle ausgelesen werden. Somit können Überlastungen, Lastspitzen und Leistungsreserven genau und unkompliziert dokumentiert werden. Eine Fehlerdefinition bei Ausfällen wäre ebenso möglich. Aus sicherheitstechnischer Sicht erweist sich das Auslesen eines Neutralleiterstroms besonders vorteilhaft dahingehend, dass Kabelbrände verhindert werden können.
Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen: ■ Identifizierbarkeit und Ortung von Kabel- und Kabelverbindungen, insbesondere Kabelmuffen,
■ Möglichkeit der Erfassung und Auswertung von statischen und dynamischen Betriebsparameter der Kabel- oder Abzweigverbindungen, insbesondere Kabelmuffen, die nicht mehr oder nur schlecht zugänglich sind,
■ Verzicht auf teure und aufwändige Messtechnik durch Verwendung eines am Kabel- oder Kabelverbindungen angeordneten Sendergerätes, welches berührungslos die gemessenen physikalischen Parameter als modulierte Hochfrequenzsignale an das mobile Empfängergerät sendet,
■ Verwendung des Systems auch für Mittelspannungsnetze unter Verwendung von Wandlern,
■ Oftmals unvollständige Dokumentation der unterirdischen Kabel- oder Kabelverbindungen durch die Netzbetreiber kann durch das System kompensiert werden,
■ Kostengünstige Fertigung und Implementierung des Systems und
■ Sicherheit durch indirektes Messen.
Die Ziele und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, von denen zeigen:
Fig. 1 : schematische Darstellung des Datenübertragungssystems und die Kommunikation zwischen dem Sendergerät und dem Empfängergerät, Fig. 2: Sendergerätschema mit dem schematischen Schaltplan und
Fig. 3: Empfängergerätschema mit einem Beispiel von den auf Displays angezeigten Daten, die vom Sendergerät empfangenen wurden.
Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikation- und Messfunktion besteht aus zumindest einem Sendergerät 10 und einem Empfängergerät 40. Im Empfängergerät 40 ist ein Empfängersender 46 integriert. Schaltet der Benutzer den Empfängersender 46 ein, strahlt der Empfängersender 46 Ortungsaufforderungssignale mit einer Hochfrequenz aus.
Ist das Ortungsaufforderungssignal von einer Empfangsantenne 14 des Sendergerätes 10 empfangen, aktiviert ein Empfangsmodul 16 eines Sendergerät-Steuerungsmoduls 20, das einen Befehl zur Datenübertragung an den Sender 18 weitergibt. Bei diesen Daten kann es sich entweder um die an einer elektrischen Kabelleitung 36 gemessenen physikalischen Parameter, wie zum Beispiel Betriebspannung, Phasenverschiebung, Wirkleistung, Wirkungsgrad, Scheinleistung, Blindleistung, Leiterströme, N-Leiterströme, PE- Leiterströme (Ableitströme, EMV), Temperatur, oder um die Identifikationsdaten des Sendergerätes, wie z. B. Kundenname, Montagezeitpunkt, Montagefirma und Name des Monteurs, Sendergerätstyp, Seriennummer handeln. Es werden auch die Koordinaten des Sendergerätes 10 an das Empfängergerät 40 übertragen. Das erlaubt eine einfache Lokalisation des Sendergerätes 10 mittels einer funk- und/oder satellitengestützter Technologie.
Die gemessenen Werte sind entweder direkt den Messgeräten, Spannungswandler 28, Stromwandler 30, Temperatursensor 32 oder von einem Datenspeicher 22 entnommen. Es ist femer möglich, auch andere Messgeräte anzuordnen. Von der direkten Messwerteübertragung ergeben sich die aktuellen Messwerte jeweiliger Parameter. Von den gespeicherten Messwerten kann das Empfängergerät 40 eine Zeitcharakteristik vom entsprechenden Parameter erstellen.
Im Datenspeicher 22 sind auch die Identifikationsdaten des Sendergerätes 10 und Koordinaten gespeichert, die zur Lokalisierung des Sendergerätes 10 dienen.
Das zu übertragene Signal wird im Sender 18 moduliert, und mit Hilfe einer Sendeantenne 12 als moduliertes Hochfrequenzsignal ausgestrahlt. Vorteilhaft wird Frequenz von 457 kHz verwendet. Der Sender 18 wird vom Abgriff am Wandler 30 mit Strom versorgt. Ist die Betriebspannung in der Kabelleitung 36 niedrig, kann der Sender 18 direkt an Leiter angeschlossen sein. Der Sender 18 kann ebenfalls mit einer Pufferbatterie 24 ausgerüstet sein, welche für Funktionserhalt nach Netzausfall sorgt.
Das ganze Sendergerät 10 ist besonders vorteilhaft in einer Muffe 34 eingebaut, und zwar in einer Muffe für Kabel- oder Abzweigverbindungen.
Das Hochfrequenzsignal wird durch eine Empfangsantenne 44 an dem Empfängergerät 40 empfangen und in einer Auswerteeinheit 50 verarbeitet. Die Messwerte werden am Display für Messdaten entweder als aktuelle Werte oder als Zeitcharakteristik für den jeweiligen Parameter angezeigt.
Die Identifikationsdaten des Sendergerätes 10 sind auf dem Display für Identifikationsdaten 54 angezeigt. Falls mehrere Sendergeräte 10 für das Empfängergerät 40 erreichbar sind, kann der Benutzer ein bestimmtes Sendegerät 10 wählen und andere Geräte ausblenden lassen.
Die Position des gesuchten Sendergerätes wird auf dem Display für Lokalisierung 56 angezeigt. Die Lokalisation erfolgt mittels einer funk- und/oder satellitengestützten Technologie (z. B. Peilantenne, bzw. GPS oder Galileo). LISTE DER BEZUGSZEICHEN
10 Sendergerät
12 Sendeantenne
14 Empfangsantenne
16 Empfangsmodul
18 Sender
20 Sendegerät-Steuerungsmodul
22 Datenspeicher
24 Pufferbatterie
26 Stromversorgung
28 Spannungswandler
30 Stromwandler
32 Temperatursensor
34 Muffe
36 Kabelleitung
38 Kabellader
40 Empfangsgerät
42 Sendeantenne
44 Empfangsantenne
46 Empfängersender
48 Empfängermodul
50 Auswerteeinheit
52 Display für Messdaten
54 Display für Identifikationsdaten
56 Display für Lokalisierung
60 Erdoberfläche

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Datenübertragungssystem mit Ortungs-, Identifikation- und Messfunktion für unterirdische Kabel- oder Kabelverbindungen, insbesondere Kabelmuffen, bestehend aus zumindest einem Sendergerät und einem Empfängergerät, wobei das Empfängergerät einen Empfängersender aufweist, der zur Aktivierung eines bestimmten Sendergerätes ein Signal aussendet, welches das Sendergerät zur Übermittlung der Daten aktiviert, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendergerät (10) an eine unterirdische elektrische Kabelleitung (36) angeschlossen ist und dass das Sendergerät (10) die an der elektrischen Kabelleitung (36) gemessenen physikalischen Parameter als modulierte Hochfrequenzsignale an das Empfängergerät (40) sendet.
2. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sendergerät (10) einen Datenspeicher (22) beinhaltet, der die an der elektrischen Kabelleitung (36) gemessenen physikalischen Parameter speichert.
3. Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendergerät (10) einen Datenspeicher (22) mit Identifikationsdaten des Sendergerätes (10) beinhaltet und dass das Sendergerät (10) seine Identifikationsdaten als modulierte Hochfrequenzsignale an das Empfängergerät (40) sendet.
4. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendergerät (10) einen Datenspeicher (22) mit Daten über Position des Sendergerätes (10) beinhaltet und dass das Sendergerät (10) seine Position als modulierte Hochfrequenzsignale an das Empfängergerät (40) sendet und das Empfängergerät (40) diese Position auf der Basis einer Funk- und/oder satellitengestützten Technologie lokalisiert.
5. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (22) mit zumindest einem Spannungswandler (28) verbunden ist, wobei der Spannungswandler (28) die Spannungscharakteristik in der elektrischen Kabelleitung (36) misst, und der Spannungswandler (28) die gemessenen Daten an den Datenspeicher (22) sendet.
6. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kabelader (38) in der Kabelleitung (36) mit einem Spannungswandler (28) versehen ist.
7. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (22) mit zumindest einem Stromwandler verbunden ist, wobei der Stromwandler (30) die Stromcharakteristik in der elektrischen Kabelleitung (36) misst, und der Stromwandler (30) die gemessenen Daten an den Datenspeicher (20) sendet.
8. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kabelader (38) in der Kabelleitung (36) mit einem Stromwandler (30) versehen ist.
9. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (22) mit zumindest einem Temperatursensor (32) verbunden ist, wobei der Temperatursensor (32) die Temperaturcharakteristik in der elektrischen Kabelleitung (36) misst, und der Temperatursensor (32) die gemessenen Daten an den Datenspeicher (22) sendet.
10. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kabelader (38) in der Kabelleitung (36) mit einem Temperatursensor (32) versehen ist.
11. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (18) mit mindestens einer Antenne (12) verbunden ist.
12. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sendergerät unmittelbar im Bereich der Kabelmuffe platziert ist.
13. Datenübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der elektromagnetischen Störaussendungen bzw. elektromagnetischen Emission des Kabels oder der Kabelverbindung zumindest eine H-FeId Sonde und eine E-FeId Sonde vorgesehen sind, die mit dem Sendergerät gekoppelt sind.
14. Verfahren zur Datenübertragung unter Verwendung der Vorrichtungsmerkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
■ Senden eines Hochfrequenzsignals durch das Sendergerät im Fehlerfall oder nach Erhalt eines Ortungsaufforderungssignal durch das Empfängergerät,
■ Empfang des Hochfrequenzsignals vom Empfängergerät,
■ Senden eines Ausleseaufforderungssignals vom Empfängergerät an das Sendergerät und ■ Auslesen der physikalischen Parameter am Kabel- oder Kabelverbindungen und Übertragen der Signale unter Verwendung des Senders an das Empfängergerät.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzsignal die Identitätsnummer des Kabels oder der Kabelverbindung enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung von Wandlern und Sensoren als physikalische Parameter der Strom, die Spannung und die Leitertemperatur gemessen werden und diese Parameter mittels des Sendergerätes an das Empfängergerät übertragen werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfängergerät periodisch bzw. in definierten Zeitabständen Ausleseaufforderungssignale an das Sendergerät sendet, welche durch das Sendergerät durch Übertragung von den gemessenen physikalischen Parametern in Echtzeit beantwortet werden.
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