EP2625550A2 - Verfahren und detektionssystem zur detektion einer elektrischen leitung - Google Patents

Verfahren und detektionssystem zur detektion einer elektrischen leitung

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Publication number
EP2625550A2
EP2625550A2 EP11761297.8A EP11761297A EP2625550A2 EP 2625550 A2 EP2625550 A2 EP 2625550A2 EP 11761297 A EP11761297 A EP 11761297A EP 2625550 A2 EP2625550 A2 EP 2625550A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
module
detector
conductor
voltage
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Withdrawn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
EP11761297.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Hahl
Andrej Albrecht
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2625550A2 publication Critical patent/EP2625550A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
    • G01R29/0814—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
    • G01R29/085—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning for detecting presence or location of electric lines or cables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/091—Constructional adaptation of the sensor to specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/02—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current
    • G01V3/06—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current using ac
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/088—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices operating with electric fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01V3/081—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices the magnetic field is produced by the objects or geological structures

Definitions

  • the invention relates to a method and a detection system for detecting an electrical line.
  • the invention further relates to a loading module and a detector.
  • E-field electric field
  • the measurement circuits of conventional electric field measuring E-field sensors are designed to detect the 50Hz and 60Hz, respectively.
  • the known sensors can not differentiate between E-fields which are radiated from the line to be found, and E-fields which are emitted by interferers, which are numerous to find in domestic use or on construction sites.
  • interferers may be, for example, household electrical appliances.
  • a further disadvantage is that the spreading of the E-field is favored by, for example, damp walls and conductive tiles, which further complicates detection and, in particular, localization.
  • the published patent application DE 40 30 634 A1 discloses a method for finding conductor wires.
  • a radio transmitter is connected to a single line wire, the line wire as the transmitting antenna of the radio transmitter serves.
  • a high-frequency carrier frequency is then fed into the line conductor and the propagating E field is measured by means of a radio receiver.
  • a disadvantage of the known method is in particular that a complex
  • Radio transmitter is needed. Furthermore, the high-frequency waves can generate interference fields and affect the functioning of electronic devices.
  • the object underlying the invention can therefore be seen to provide a method and a detection system for the detection of an electrical line, which overcome the known disadvantages and enable easy locating the electrical line.
  • the invention includes the idea of specifying a method for detecting an electrical line.
  • the line comprises at least two electrical wires, preferably three electrical wires.
  • a conductor can also be a neutral, which may also be referred to as a PEN conductor, where PE is "protective earth.” where PEN stands for "protective earth neutral”.
  • a conductor can also be a neutral conductor, which in connection with direct current can also be referred to as a center conductor.
  • a neutral conductor may also be referred to as an N conductor, where N stands for "neutral”.
  • the two conductor wires are subjected to an electrical variable, so that an electromagnetic field is formed around the conductor wires.
  • a field size corresponding to the electromagnetic field is detected accordingly.
  • the invention offers the advantage that due to the active loading of the two conductor cores, an adapted electromagnetic field which takes into account the environmental parameters of the conductor can be generated, so that, for example, an influence of a moist wall can be minimized in an advantageous manner.
  • the invention further includes the idea of specifying a detection system for detecting an electrical line with at least two electrical leads.
  • the detection system which may also be referred to as a measuring system, comprises a detector for detecting a field size corresponding to an electromagnetic field.
  • an admission module is provided, which is set up to apply an electrical variable to the two electrical line conductors.
  • the detection system is preferably designed to carry out the method according to the invention.
  • the energizing module is electrically connected to the two electrical wires and energizes the two wires with an electrical size.
  • the loading module may have a load module for generating an electrical load on the two electrical conductor wires.
  • the load module so to speak, impresses a current on the line to be searched for.
  • the stream may have a defined course.
  • the detector which may also be referred to as a measurement receiver, is moved over a wall covering the conduit and measures the magnetic field (B field) resulting from the current flow.
  • the electric field can be measured, especially when the load module generates high-frequency currents.
  • the application module may, for example, have an induction module for inducing an electrical voltage in the two electrical conductor wires.
  • the induction module is connected to the line to be searched and induces a voltage in the line to be searched.
  • a voltage with a defined course is induced.
  • the detector or measuring receiver is in particular moved over the wall covering the line and measures the E field of the induced voltage, in particular the E field of the induced voltage profiles. Since in both cases-induced voltage and impressed current-a temporal course of the respective applied electrical variable can be varied, corresponding electromagnetic fields characteristic of the applied electrical quantity are formed, which can also be referred to as measuring fields.
  • the detected fields can thus be assigned to the admission module in a simple and unambiguous manner, so that an identification of the applied line is reliably enabled. Furthermore, a distinction can be made between electromagnetic interference fields and the measuring fields in an advantageous manner.
  • the electrical quantity is modulated.
  • an influence of a wall moisture can be minimized by modulating a frequency of the electrical quantity.
  • the detector has a demodulator for demodulating the modulated injected signals.
  • the detector may preferably comprise a sensor for detecting an electric field and / or a magnetic field.
  • the detector comprises a Hall sensor, one or more coils, an AMR sensor based on the anisotropic magnetoresistive (AMR) effect, or a GMR sensor based on the giant magnetoresistance (GMR) effect or giant magnetoresistance effect. Effect, or one or more electrodes.
  • AMR anisotropic magnetoresistive
  • GMR giant magnetoresistance
  • Effect or one or more electrodes.
  • the loading module is arranged in a housing with two electrical contacts for respectively contacting the two electrical wires. This achieves a particularly simple electrical connection of the admission module with the line conductors.
  • the two electrical contacts on clamped connections, so that the loading module can be clamped to the two electrical wires.
  • the housing is formed to be plugged into an electrical outlet.
  • the housing has, for example, one or more plug contacts or pins.
  • the housing has an adapter, so that the housing can be detachably plugged or fastened in a luminous means holder.
  • the adapter comprises a threaded socket, which can be screwed into a threaded socket of a lamp.
  • the admission module has a transmitter, which in particular emits recognition signals. These detection signals can be used in particular for identifying the admission module. The detection signals can also be referred to as identification signals.
  • the detector preferably has a detector receiver which receives the detection signals emitted by the application module.
  • a detector receiver which receives the detection signals emitted by the application module.
  • the loading module and the detector communicate by means of Bluetooth and / or W-LAN and / or the ZigBee protocol and / or the irDA (infrared transmission) protocol.
  • the transmitter and the detector receiver are then designed for the corresponding communication protocols.
  • the detector has a detector transmitter, which in particular emits control signals.
  • the control signals are received by a receiver of the loading module, so that the detector can advantageously actively control and for example parameterize the loading module.
  • the detector transmitter communicates with the receiver analogously to the communication between the transmitter and the detector receiver, i. in particular via Bluetooth, WLAN, ZigBEE and / or irDA.
  • FIG. 4a is a side view of a coil
  • 4b shows a plan view of the coil of FIG. 4a
  • FIGS. 4c to 4i each show a different coil arrangement
  • FIG. 5 shows a block diagram of a load module
  • FIG. 6 shows a further application module
  • FIG. 7 shows a modulation of the output signal
  • FIG. 12 shows a coupling-in of an induction voltage FIG. 13 as the induction voltage is loaded
  • FIG. 14 shows a classical nullification
  • FIG. 16 shows a loading module
  • FIG. 17 shows a modulation of the output signal
  • Adapter and Fig. 20 is a flowchart of an embodiment of a method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a loading module 101.
  • the loading module 101 comprises a load module 103 for generating an electrical load on the two electrical conductor wires, which may be referred to as a forward conductor and as a return conductor, respectively.
  • the load module 103 is connected to the forward and the return conductor, so flows at an applied voltage due to the electrical load generated by the load module same electric current in the outgoing and in the return conductor with different signs. It can be provided that a mains voltage is already present. However, it can also be provided that a voltage must first be applied to the forward conductor and to the return conductor. Due to the fact that the same current flows in the forward and return conductor but with different signs, the magnetic fields generated by the forward and return conductors usually cancel each other out.
  • the return and return conductors are arranged at the same position. This is physically not possible with cables. If the line comprises copper wire, especially if the wires are copper strands, then the magnetic fields would only extinguish if the forward and return conductors were interwoven, which is not according to the regulations of the Association of Electrical Engineering, Electronics and Information Technology (VDE) allowed is.
  • VDE Association of Electrical Engineering, Electronics and Information Technology
  • Fig. 2 shows a load module 201 which is electrically connected to a PE conductor 203, an N conductor 205 and an electrical conductor wire 207, which may also be generally referred to as an L conductor.
  • the respective terminals of the load module 201 are connected to the PE conductor 203, the N conductor 205 and the L-conductor 207 at different positions, so that between a forward conductor, L-conductor 207 and N-conductor 205 depending on the sign of the voltage, and a return conductor, corresponding to N-conductor 205 and L-conductor 207, no Symmetry prevails, so that the B-fields can not extinguish.
  • only one line core can be used as a conductor, in which case the forward or return line is carried out separately.
  • the electric current of only one of the three conductors will be modulated in order to advantageously avoid the above described symmetric-related cancellations.
  • a modulated current is generated.
  • a dimension of the electrical line which can also be generally referred to as a power cable, can be detected better in an advantageous manner.
  • the power cable is a three-phase cable.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the method according to the invention.
  • a loading module formed as a load module 301 is plugged into a socket 305 with two contacts 303a and 303b.
  • the socket 305 is connected to a line 307 to be detected, which is arranged behind a wall 309.
  • the lead 307 includes an L conductor 31 1, an N conductor 313, and a PE conductor 315, with the contact 303a connected to the N conductor 313 and the contact 303b connected to the L conductor 311.
  • the application module 301 comprises a variable resistor 317, which is connected between the two contacts 303a and 303b.
  • a controller 319 controls a resistance value of the variable resistance 317.
  • the controller 319 may include a microcontroller.
  • a current flowing in the conductors 31 1 and 313 is generated by means of a mains supply.
  • the load module 301 generates an electrical load.
  • an electrical load is modulated by means of the load module.
  • the flowing current is marked with I.
  • a magnetic field B forms around the line 307.
  • the magnetic field may preferably also be measured by means of a Hall sensor, an AMR sensor, a GMR sensor or other integrated sensors which may be rotatable in their z-axis.
  • a surface of the coil changes perpendicularly through the magnetic field.
  • a vertex in which a turning to the left and to the right leads to a decrease in the induced voltage, which can also be referred to as an induction voltage.
  • the y-axis of the coil then points to the line 307 to be found. This makes it possible to indicate at any point in the x-axis a travel direction, in particular to the left or right, where the line to be found
  • the current profile which can be, for example, pulse width modulated and / or frequency modulated and / or may have a digital signature, signal processing is known, can be detected on the modulation. If the induced voltage is measured, then the course of the B-field can be determined by calculation and thus on the current flowing in the line 307. As a result, a uniqueness of the detection of the line 307 is ensured in an advantageous manner.
  • FIG. 4a shows a side view of an embodiment of a coil 401 which can be used in a detector according to the invention.
  • the coil 401 has an initial contact 403a and an end contact 403b, at which an induction voltage in the coil 401 can be measured.
  • 4b shows a plan view of the coil 401 from FIG. 4a.
  • FIGS. 4a and 4b diagrammatically each show a detector housing 405 comprising coil arrangements comprising one or more coils 401 from FIGS. 4a and 4b, wherein, for the sake of clarity, the starting contact 403a and the end contact 403b are not shown.
  • the coil 401 may also be referred to as a sensor.
  • the detector housing 405 has a coil 401 which is fixedly arranged in the detector housing 405. That is, in particular, that the coil 401 can not rotate about a spatial axis.
  • the coil 401 or sensor can measure the B field only in one place. By means of spatial displacement or method, the maximum B field can be found via the line 307.
  • the detector housing 405 on a coil 401 which is rotatably mounted about its z-axis. Thereby, it can be detected whether the magnetic field left or right relative to the lead 307 is larger. In particular, a direction can be displayed in which the line 307 is located.
  • Both detector housings 405 in FIGS. 4c and 4d each have only one coil 401.
  • the coils 401 may also be referred to as a single sensor in this case.
  • the detector housing 405 has three coils 401 arranged parallel to each other, which are each arranged stationary. With this coil arrangement, it can in particular advantageously be detected whether the magnetic field to the right or left relative to the line 307 is larger or smaller. In particular, a direction can be displayed in which the line 307 is located.
  • the detector housing 405 has three coils or sensors 401. Two of the three coils 401 have a different orientation in their z-axis than the third coil. That is, the two coils are rotated about their z-axis with respect to the third coil. As a result, a receiving lobe is changed in an advantageous manner.
  • the three coils 405 are arranged in parallel with their respective z-axis, with a rotation about the z-axis being different.
  • the two outer coils are twisted with respect to the middle coil. With this coil arrangement, it can in particular advantageously be detected whether the magnetic field to the right or left relative to the line 307 is larger or smaller. In particular, a direction can be displayed in which the line 307 is located.
  • the detector housing 405 four coils 401 on. In each case two of the four coils 401 are arranged opposite one another in parallel. Thus, it can be detected in an advantageous manner, in particular, whether the detector housing 405 is displaced parallel or not to the line 307.
  • the detector housing 405 has five coils 401.
  • Four coils 401 are arranged analogously to the coil arrangement shown in Fig. 4g, wherein the fifth coil 401 is arranged centrally between the oppositely arranged parallel coil pairs.
  • this coil arrangement can be detected in particular advantageously, whether the B-field left or right relative to the line 307 is larger or smaller and whether the detector housing 405 is displaced in parallel or not to the line 307.
  • FIG. 4i shows the same coil arrangement as Fig. 4h, wherein in contrast to Fig. 4h, the central coil 401 is rotatably mounted in the x-axis and y-axis, in particular rotatable in the xy plane.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a loading module 501 comprising a load module 503, which is designed as a controllable variable electrical resistance.
  • the apply module 501 is electrically connected to an L-conductor
  • the load module 503 is connected to a driver 511, which in turn is connected to a microcontroller 513.
  • Microcontroller 513 can control the load module 503 via the driver 511, in particular setting a resistance value.
  • the heat resistance can be modulated.
  • three switches S1, S2 and S3 are provided, via which the load module 503 can be assigned an identifier, for example a number.
  • the three switches S2, S2 and S3 are preferably adjustable from an outside of a load module housing (not shown) and in particular accessible.
  • the modulation is preferably dependent on the assigned identifier, so that a detector can unambiguously assign the measured signals to the application module 501.
  • the charging module 501 further comprises a WLAN module 515 and a Bluetooth module 517, which in particular each comprise a corresponding transmitter and receiver. By means of the WLAN module 515 and the Bluetooth 5 module 517, in particular further communication with the measuring receiver or detector is made possible, which has a corresponding WLAN module and a corresponding Bluetooth module.
  • FIG. 6 shows a loading module 601 comprising a load module 603 formed as a variable resistor which, analogously to FIG. 5, is connected to a driver 605 which is controlled by means of a microcontroller 607.
  • the load module 603 is connected to two electrical wires 609a and 609b and generates an electrical load due to the existing line voltage, so that an electric current I flows in the line wires 609a and 609b.
  • a measuring receiver or detector 61 1 which comprises a coil 613, a voltage U M induced in the coil 613 is measured.
  • Fig. 7 shows an embodiment of a modulation of the current and a synchronization of the measuring receiver 611 and the loading module 601.
  • o Plotted is a driving voltage U over the time t.
  • U corresponds to a resistance value of the load module 603, a current value flowing in the line cores 609a and 609b can thus be set, which in turn generates a corresponding magnetic field.
  • the transmission begins with a start block 701, which in particular signals the beginning of a measurement to the detector 611. This is followed by an identifier block 703, which is also referred to as a "Device
  • the identifier block 703 transmits a unique load module identifier so that the measurement receiver 611 can uniquely assign the detected signals to the load module 603.
  • different frequencies f1, f2, f3, f4, and f5 are added to corresponding o Time intervals t1, t2, t3, t4 and t5 are modulated
  • FIGS. 8a and 8b show the signals on the measuring receiver side, FIG. 8a showing measuring signals with a higher intensity, for example 70% of a measuring receiver 5, as FIG. 8b showing which measuring signals with a lower intensity, for example 30% of a measuring receiver display.
  • Is applied in the respective left graph the induced voltage U M over time t.
  • the respective right graph shows the Fourier transform measured spectrum from the left graph. Plotted is insofar a voltage U over a frequency f.
  • the block 801 denotes the detected signals corresponding to the identification block 703.
  • IM, U2, U3, U4 and U5 denote the detected signals corresponding to the modulated frequencies f1 to f5.
  • the transmitted spectrum is visible and can be used for example in a level meter.
  • the digital start block 701 and the identification block 703 are detected, an evaluation of the frequencies is possible and thus an indication of the receiver level.
  • explicit and defined pause times of the load modulation can preferably be introduced, for example between the frequency blocks f1 to f5.
  • the measuring signal which is detected during these pauses by the measuring receiver 611, which can generally also be referred to as a measuring module, can thus be used in particular as a background signal, whereby external, interfering magnetic fields can be masked out in an advantageous manner.
  • an accuracy of the measuring module 611 can be increased.
  • the calibration is performed once or continuously or at specific time intervals.
  • FIG. 9 shows a loading module 901 comprising an induction module 903 for inducing an electrical voltage in two electrical leads (not shown).
  • the loading module 901 is connected to a socket (not shown) of a room 1001a and via this socket to an existing power line.
  • the room 1001a is connected to a 400V home distribution network 1005 via a fuse 1003a.
  • Further fuses 1007 are connected between the home distribution network 1005 and a 20kV supply 1009. In a substation 1011, the 20kV of the feed 1009 is downshifted to 400V for the home distribution network 1005.
  • the fuses 1007 are in each case connected in front of the substation 101 1.
  • FIGS. 10a and 10b show two further tere rooms 1001 b and 1001 c, which are connected by means of separate fuses 1003b and 1003c to the home distribution network 1005.
  • the application module 901 can detect whether a mains voltage, in particular an AC voltage, is present at the socket. By means of the induction module 903, a defined voltage to ground via the socket in the circuit of the room 1001 a is induced. If the fuses 1003a, 1003b and 1003c, which may generally be referred to as a space fuse, are closed (see Fig. 10a), then this induced voltage in the neighboring circuits of the spaces 1001b and 1001c is also detectable There is a galvanic coupling between these rooms. However, if the fuse 1003a is open, the induced voltage is detectable only in the space 1001a (see Fig. 10b).
  • Fig. 1 1 shows a block diagram of a trained as induction module 1 101th
  • the induction module 1 101 is connected to an L-conductor 1103 and an N-conductor 1 105 of an electrical line 1107, wherein the line 1 107 still has a PE conductor 1 109.
  • the induction module 1 101 is also connected to this PE conductor 1 109 for the purpose of grounding by means of a high-resistance Topunk- tes 1102. Due to the induced voltage, an electric field forms around the electrical line 1101, which can be detected by a measuring receiver 11 1 1 or detector.
  • the measuring receiver 1 11 1 comprises an electrode 1 113, which is preferably designed as a surface electrode.
  • the electrode 1113 is rotatably mounted in its z-axis. A voltage applied to the electrode 11 13 due to the electric field electrical
  • the detected amplified electrical voltage can then be read by a user by means of a display device 11 17.
  • the detector 11 11 comprises at least one electrode 1 113, but may have several
  • Electrodes which are rotatably mounted in its z-axis.
  • other integrated solutions may be provided which may be rotatable in their z-axis.
  • the surface of the electrode 11 13, which is perpendicular to the E field changes as a result of the rotation in the z-axis.
  • the y-axis of the electrode 1 113 then points to the line 1 107 to be found.
  • a direction of travel (left or right) can be indicated, where the line 1107 to be found is arranged.
  • the induced voltage is known to a signal processing in the detector 1 11 1, so that it can be detected.
  • the induced voltage curve is preferably modulated, preferably pulse-width-modulated, phase-modulated, frequency-modulated or in particular can have a digital signature.
  • the induction voltage U2 can be generated by means of a battery 1203 with a voltage IM. Preferably, however, the induction voltage can also be generated by means of the mains supply voltage.
  • the induction voltage U2 is loaded in particular only with the line capacitances and has approximately the open-circuit voltage IM of the transformer 1201. According to another embodiment it can be provided that the induction voltage is coupled in directly without a transformer.
  • Fig. 13 shows in particular how the induction voltage is loaded. As already shown in Fig. 12, the induction voltage U2 is fed to the reference potential earth. All loads in the network are connected between the L-conductor 1 103 and the N-conductor 1 105.
  • Typical loads are identified by reference numerals 1301a, 1301b and 1301c. These loads 1301a to 1301c can be arranged, for example, in a metallic housing 1303, which is grounded by means of the PE conductor 1109. The N conductor 1 105 and the L conductor 1 103, for example, twisted in a wall (not shown) to be laid. Then it may happen, for example, that thereby one of the conductors 1 105 and 1103 is completely hidden behind the PE conductor 1 109.
  • Fig. 14 shows a special case of classical zeroing.
  • classic zeroing there is no PE conductor.
  • the neutral conductor 1 105 is connected to the protective contact of the socket.
  • the induction module 1101 detects that U2 is loaded by the network loads 1301a to 1301c.
  • an optical and / or acoustic warning signal can then be output.
  • the induction module 1 101 can measure whether it is a classic nulling.
  • the resistance between protective contacts and the L conductor 1103 and / or the N conductor 1 105 can be measured here.
  • a primary winding current is measured.
  • the supply to the protective contact disconnected and it can then, for example, a connection via a socket 1403, in particular a BNC socket, to a ground potential, for example be placed to a heater 1401.
  • the switching of the protective contact to the socket 1403 can be carried out in particular by means of a further relay 1405.
  • Fig. 15 shows a block diagram of the induction module 1 101 of Fig. 14.
  • Re2 denotes the further relay 1405 and Re1 the relay 1305.
  • AD1 denotes a detector circuit which can detect whether a mains voltage between the L-wire 1103 and the N- Head 1 105 is present.
  • AD2 identifies a measuring circuit that can measure a coil current.
  • a microcontroller 1501 is provided, which receives detected measurement signals by means of the circuits AD1 and AD2. That in particular, that the microcontroller 1501 receives information about the presence of a net voltage and / or the presence of a coil current.
  • a driver 1503 is provided which can provide a voltage profile to be fed in.
  • the transformer 1203 induces a voltage as a function of the voltage curve of the driver 1503.
  • the microcontroller 1501 supplies the voltage profile to the driver 1503.
  • the induction module can be assigned an identifier or identity, for example a number become.
  • the relevant explanations in connection with the load module also apply analogously to the induction module.
  • a parallel operation of several load modules is advantageously possible.
  • the induction module can communicate with a measuring receiver.
  • the relevant versions in connection with the load module apply analogously.
  • AD1 detects in particular whether a mains voltage is between L and N.
  • AD2 measures the coil current when Re2 is switched and if it is a classic null. If it is a classic zeroing, the winding current or coil current increases significantly and it can be detected insofar as it is a classic nulling.
  • FIG. 16 shows a loading module 1601 comprising an induction module 1603 which is connected to three conductor wires, PE conductor 1605, N conductor 1607, L conductor
  • the induction module 1603 may be, for example, the induction module 1 101.
  • FIG. 16 also shows a measuring receiver 1611 or detector for detecting an E-field. It may preferably be at the detector 161 1 to the detector 11 11.
  • the induction module 1603 induces an electric voltage in the N conductor 1607 and the L conductor 1609, so that an electric field is formed around the conductor wires 1605, 1607 and 1609.
  • the detector 1611 detects this E-field by measuring a voltage U ind induced in one or more coils.
  • Fig. 17 shows an embodiment of a modulation of the voltage and a
  • the transmission begins with a start block 1701, which in particular signals the detector 1611 the beginning of a measurement.
  • This is followed by an identification block 1703, which may also be referred to as a "device name block.”
  • the identification block 1703 transmits a clear induction module identifier so that the measurement receiver 161 1 can unambiguously assign the detected signals to the induction module 1603.
  • FIGS. 18a and 18b show the signals on the measuring receiver side, FIG. 18a showing measuring signals with a higher intensity, for example 70% of a measuring receiver display, than FIG. 8b showing measuring signals with a lower intensity, for example 30% of a measuring receiver display.
  • Plotted in the respective left graph is the induced voltage U ind over time t.
  • the respective right graph shows the Fourier transform measured spectrum from the left graph. Plotted is insofar a voltage U over a frequency f.
  • the block 801 designates the detected signals corresponding to the identification block 703.
  • IM, U2, U3, U4 and U5 denote the detected signals corresponding to the modulated frequencies f1 to f5.
  • the transmitted spectrum is visible and can be used for example in a level meter.
  • the digital start block 1701 and the identification block 1703 are detected, an evaluation of the frequencies is possible and thus an indication of the receiver level.
  • explicit and defined pause times of the voltage modulation can preferably be introduced, for example between the frequency blocks f1 to f5.
  • the measurement signal which is detected during these pauses by the measurement receiver 161 1, which can generally also be referred to as a measurement module, can thus be used in particular as a background signal, whereby external, interfering E fields can be masked out in an advantageous manner.
  • an accuracy of the measuring module 161 1 can be increased.
  • the calibration is performed once or continuously or at specific time intervals.
  • the modulation describes the voltage profile in the case of an induction module or the current profile in the case of a load module and the type of information acquisition in the measurement receiver or detector.
  • the voltage curve is generated by means of the induction module.
  • the energy for this purpose is provided in particular by means of a battery or recovered from the battery.
  • the current profile is generated by means of the mains supply or the mains voltage by means of the load module.
  • the modulation may according to one embodiment be an amplitude, a pulse width and / or a phase modulation.
  • the modulation may be performed with multiple frequencies that change sequentially or multiple frequencies that are generated at the same time.
  • the modulation may also have a digital signature, so that it can be detected when using multiple load modules and / or multiple induction modules, which line (or which load module or induction module) is detected. This makes it possible in particular advantageously to distinguish adjacent lines.
  • defined pulses with defined pulse widths can additionally be generated within the digital signature, in order in particular to generate conclusions about a detection level.
  • a low-pass and / or a high-pass behavior of a wall can be taken into account in an advantageous manner.
  • a transfer function is measurable because different frequencies experience different attenuations through the wall. It is therefore advantageously sufficient that the measuring receiver does not measure the frequency, but only a time interval to the data block "Device Name" 703 and 1703. The measuring receiver then has in particular rectifier, which are designed for the corresponding frequency.
  • the modulation of a digital signature can also be realized over fixed frequencies with different burst pauses.
  • a waveform of the modulation may be, for example, a sine, a rectangle, or a triangle.
  • Other signal forms known to the person skilled in the art can also be used.
  • a synchronization in a communication between the measuring receiver and a loading module comprising a load module and / or an induction module according to one or more of the following options.
  • the modulation of the load module or the induction module is considered to be a constant value in
  • Measuring module or detector stored or stored.
  • a communication / synchronization can take place via the modulated load or via the modulated voltage.
  • the information is transmitted unidirectionally from the admission module to the measurement module via the
  • a separate unidirectional communication for example via WLAN, Bluetooth and / or ZigBee.
  • the information is thus transmitted from the admission module to the measurement module via a separate communication path.
  • a separate bidirectional communication takes place, for example via WLAN, Bluetooth and / or ZigBee.
  • the information is thus transmitted bi-directionally between the load module or the induction module and the measuring module.
  • the measuring module in particular has the option of actively controlling and / or parameterizing the load module and the induction module.
  • Fig. 19 shows a loading module housing 1901 with two plug contacts
  • Fig. 19 also shows an adapter 1909, which analogous to the socket 1907 also has two plug receptacles 191 1a and 1911 b, in which the contacts 1903a and 1903b can be inserted.
  • a screw thread 1913 is provided, which is designed as a bulb holder.
  • the screw thread 1913 may also be referred to as a bulb socket. The bulb holder 1913 can then be screwed into corresponding receptacles of lamps.
  • a screw thread as an adapter thread is merely to be regarded as a possible embodiment of an adapter. It is also possible that instead of one Screw thread 1913 a clamping plug (not shown) is provided, by means of which the adapter 1909 can be inserted into a fluorescent tube socket or a halogen lamp socket.
  • the adapter may preferably also comprise a clamping connection, by means of which the adapter can be connected directly to line wheels.
  • FIG. 20 shows a flow diagram of an embodiment of a method for detecting an electrical line comprising at least two electrical line wires.
  • a first step 2001 an electrical quantity is applied to the two electrical leads, so that an electromagnetic field forms around the two conductor leads.
  • a field size corresponding to the electromagnetic field is detected.
  • a measuring system or detection system comprising a loading module with an induction module and / or a load module, wherein in particular a plurality of load modules and / or a plurality of induction modules may be provided, and a measuring receiver, wherein preferably also a plurality of measuring receivers or detectors may be provided, and a corresponding method for the detection of an electrical line specified ben.
  • the induction module is in this case connected in particular to the line to be searched for and induces a voltage with a defined course in it.
  • the measurement receiver which is moved over the wall, measures the E field of the induced voltage waveforms. Analogously, the load module impresses a current with a defined course.
  • the measuring receiver which is moved over the wall, measures the magnetic field resulting from the current flow.
  • the E-field can also be measured, preferably when the load module generates currents that are high-frequency. Due to the variable parameters of the admission module, it is advantageously possible to minimize the influence of, for example, wall moisture by means of suitable frequency selection.
  • the invention further offers the advantage that it can generally be used in locating devices which have the task of detecting electrical lines.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer elektrischen Leitung (307) aufweisend zumindest zwei elektrische Leitungsadern (311, 313, 315), dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Größe auf die zwei elektrischen Leitungsadern (311, 313) zum Bilden eines elektromagnetischen Feldes beaufschlagt wird, wobei eine dem elektromagnetischen Feld entsprechende Feldgröße erfasst wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Detektionssystem.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Detektionssystem zur Detektion einer elektrischen Leitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Detektionssystem zur Detektion einer elektrischen Leitung. Die Erfindung betrifft ferner ein Beaufschlagungsmodul und einen Detektor.
Stand der Technik
Es ist bekannt, elektrische Leitungen in Wänden, Decken oder Böden mittels Messung des von den elektrischen Leitungen abgestrahlten elektrischen Feldes zu detektieren. Dieses elektrische Feld (E-Feld) bildet sich aufgrund der an den elektrischen Leitungen anliegenden Netzspannung von beispielsweise 110V oder 230V mit 50Hz oder 60Hz oder 380V mit 50Hz oder 60Hz für Drehstrom. Die Messschaltungen von üblichen das elektrische Feld messenden E-Feldsensoren sind so ausgelegt, dass sie die 50Hz bzw. 60Hz detektieren.
Nachteilig ist aber, dass die bekannten Sensoren nicht zwischen E-Feldern unterscheiden können, die von der zu findenden Leitung abgestrahlt werden, und E-Feldern, die von Störern abgestrahlt werden, welche zahlreich im häuslichen Gebrauch oder auf Baustellen zu finden sind. Solche Störer können beispielsweise elektrische Haushaltsgeräte sein.
Nachteilig ist weiterhin, dass das Ausbreiten des E-Feldes durch beispielsweise feuchte Wände und leitfähige Fliesen begünstigt wird, was die Detektion und insbesondere eine Lokalisierung weiter erschwert.
Die Offenlegungsschrift DE 40 30 634 A1 offenbart ein Verfahren zum Auffinden von Leitungsadern. Hierbei wird ein Funksender an eine einzige Leitungsader angeschlossen, wobei die Leitungsader als Sendeantenne des Funksenders dient. Es wird dann eine hochfrequente Trägerfrequenz in die Leitungsader eingespeist und mittels eines Funkempfängers das sich ausbreitende E-Feld gemessen. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist insbesondere, dass ein komplexer
Funksender benötigt wird. Weiterhin können die hochfrequenten Wellen Störfelder erzeugen und elektronische Geräte in ihrer Funktion beeinträchtigen.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein Verfahren und ein Detektionssystem zur Detektion einer elektrischen Leitung anzugeben, welche die bekannten Nachteile überwinden und ein einfaches Auffinden der elektrischen Leitung ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen. Die Erfindung umfasst den Gedanken, ein Verfahren zur Detektion einer elektrischen Leitung anzugeben. Die Leitung umfasst zumindest zwei elektrische Leitungsadern, vorzugsweise drei elektrische Leitungsader. Eine Leitungsader kann beispielsweise ein Schutzleiter sein, welcher auch als ein PE-Leiter bezeichnet werden kann, wobei PE für„protective earth" steht. Beispielsweise kann eine Lei- tungsader auch ein Nullleiter sein, welcher auch als ein PEN-Leiter bezeichnet werden kann, wobei PEN für„protective earth neutral" steht. Eine Leitungsader kann insbesondere auch ein Neutrallleiter sein, welcher im Zusammenhang mit Gleichstrom auch als ein Mittelleiter bezeichnet werden kann. Ein Neutrallleiter kann auch als ein N-Leiter bezeichnet werden, wobei N für„Neutral" steht.
Erfindungsgemäß werden die zwei Leitungsadern mit einer elektrischen Größe beaufschlagt, so dass sich um die Leitungsadern ein elektromagnetisches Feld bildet. Eine dem elektromagnetischen Feld entsprechende Feldgröße wird entsprechend erfasst. Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, dass aufgrund des aktiven Beaufschlagens der zwei Leitungsadern ein die Umgebungsparameter der Leitung berücksichtigendes angepasstes elektromagnetisches Feld erzeugt werden kann, so dass in vorteilhafter Weise beispielsweise ein Einfluss einer feuchten Wand minimiert werden kann.
Die Erfindung umfasst ferner den Gedanken, ein Detektionssystem zur Detektion einer elektrischen Leitung mit zumindest zwei elektrischen Leitungsadern anzugeben. Das Detektionssystem, welches auch als ein Messsystem bezeichnet werden kann, umfasst einen Detektor zum Erfassen einer einem elektromagnetischen Feld entsprechenden Feldgröße. Ferner ist erfindungsgemäß ein Beaufschlagungsmodul vorgesehen, welches eingerichtet ist, eine elektrische Größe auf die zwei elektrischen Leitungsadern zu beaufschlagen. Vorzugsweise ist das Detektionssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einge- richtet.
Das Beaufschlagungsmodul wird mit den zwei elektrischen Leitungsadern elektrisch verbunden und beaufschlagt die zwei Leitungsadern mit einer elektrischen Größe. Beispielsweise kann das Beaufschlagungsmodul ein Lastmodul zum Er- zeugen einer elektrischen Last an den zwei elektrischen Leitungsadern aufweisen. Das Lastmodul prägt sozusagen einen Strom auf die zu suchende Leitung auf. Vorzugsweise kann der Strom einen definierten Verlauf aufweisen. Der Detektor, welcher allgemein auch als ein Messempfänger bezeichnet werden kann, wird insbesondere über eine die Leitung verdeckende Wand bewegt und misst das aus dem Stromfluss resultierende Magnetfeld (B-Feld). Nach einer anderen
Ausführungsform kann auch das elektrische Feld (E-Feld) gemessen werden, insbesondere wenn das Lastmodul hochfrequente Ströme erzeugt.
Nach einer anderen Ausführungsform kann das Beaufschlagungsmodul bei- spielsweise ein Induktionsmodul zum Induzieren einer elektrischen Spannung in den zwei elektrischen Leitungsadern aufweisen. Das Induktionsmodul wird mit der zu suchenden Leitung verbunden und induziert eine Spannung in die zu suchende Leitung. Vorzugsweise wird eine Spannung mit einem definierten Verlauf induziert. Der Detektor bzw. Messempfänger wird insbesondere über die die Lei- tung verdeckende Wand bewegt und misst das E-Feld der induzierten Spannung, insbesondere das E-Feld der induzierten Spannungsverläufe. Da in beiden Fällen - induzierte Spannung und aufgeprägter Strom - ein zeitlicher Verlauf der jeweiligen beaufschlagten elektrischen Größe variiert werden kann, bilden sich entsprechende der beaufschlagten elektrischen Größe charakteristische elektromagnetische Felder, welche auch als Messfelder bezeichnet werden können. Die detektierten Felder können somit einfach und eindeutig dem Beaufschlagungsmodul zugeordnet werden, so dass eine Identifizierung der beaufschlagten Leitung sicher ermöglicht ist. Weiterhin kann in vorteilhafter Weise zwischen elektromagnetischen Störfeldern und den Messfeldern unterschieden werden. Vorzugsweise wird die elektrische Größe moduliert. Insbesondere kann mit- tels Modulation einer Frequenz der elektrischen Größe ein Einfluss einer Wandfeuchtigkeit minimiert werden. Vorzugsweise weist der Detektor einen Demodula- tor zum Demodulieren der modulierten eingespeisten Signale auf.
Der Detektor kann vorzugsweise einen Sensor zum Detektieren eines elektrischen Feldes und/oder eines magnetischen Feldes umfassen. Vorzugsweise umfasst der Detektor einen Hallsensor, eine oder mehrere Spulen, einen AMR- Sensor, welcher auf dem anisotropen magnetoresistiven (AMR)-Effekt beruht, oder einen GMR-Sensor, welcher auf dem„giant magnetoresistance" (GMR)- Effekt oder Riesenmagnetowiderstand-Effekt beruht, oder eine oder mehrere Elektroden.
Nach einer Ausführungsform ist das Beaufschlagungsmodul in einem Gehäuse mit zwei elektrischen Kontakten zum jeweiligen Kontaktieren der zwei elektrischen Leitungsadern angeordnet. Dadurch wird ein besonders einfaches elektri- sches Verbinden des Beaufschlagungsmoduls mit den Leitungsadern erreicht.
Vorzugsweise weisen die zwei elektrischen Kontakte Klemmverbindungen auf, so dass das Beaufschlagungsmodul an die zwei elektrischen Leitungsadern geklemmt werden kann. Vorzugsweise ist das Gehäuse gebildet, um in eine elektrische Steckdose gesteckt zu werden. Das Gehäuse weist beispielsweise einen oder mehrere Steckerkontakte bzw. Pins auf. Nach einer anderen Ausführungsform weist das Gehäuse einen Adapter auf, so dass das Gehäuse lösbar in einer Leuchtmittelfassung gesteckt oder befestigt werden kann. Vorzugsweise umfasst der Adapter einen Gewindesockel, welcher in eine Gewindefassung einer Lampe geschraubt werden kann. Nach einer anderen Ausführungsform weist das Beaufschlagungsmodul einen Sender auf, welcher insbesondere Erkennungssignale aussendet. Diese Erkennungssignale können insbesondere zum Identifizieren des Beaufschlagungsmoduls dienen. Die Erkennungssignale können insofern auch als Identifizierungssignale bezeichnet werden. Vorzugsweise weist der Detektor einen Detektorempfänger auf, welcher die vom Beaufschlagungsmodul ausgesandten Erkennungssignale empfängt. Somit kann in vorteilhafter Weise eine eindeutige Zuordnung zwischen einem Beaufschlagungsmodul und einem Detektor bewirkt werden. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass mehrere Beaufschlagungsmodule und/oder mehrere Detektoren gleichzeitig eingesetzt werden können, da eine eindeutige Zuordnung jederzeit möglich ist. Vorzugsweise kommunizieren das Beaufschlagungsmodul und der Detektor mittels Bluetooth und/oder W-LAN und/oder des ZigBee-Protokolls und/oder des irDA (Infrarotübertragung)- Protokolls. Der Sender und der Detektorempfänger sind dann für die entsprechenden Kommunikationsprotokolle ausgebildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Detektor einen Detektorsender auf, welcher insbesondere Steuersignale aussendet. Vorzugsweise werden die Steuersignale von einem Empfänger des Beaufschlagungsmoduls empfangen, so dass der Detektor in vorteilhafter Weise das Beaufschlagungsmodul aktiv steuern und beispielsweise parametrisieren kann. Der Detektorsender kommuniziert mit dem Empfänger analog zu der Kommunikation zwischen dem Sender und dem Detektorempfänger, d.h. insbesondere über Bluetooth, WLAN, ZigBEE und/oder irDA.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen
Fig. 1 ein Beaufschlagungsmodul,
Fig. 2 ein Lastmodul,
Fig. 3 ein weiteres Lastmodul,
Fig. 4a eine Seitenansicht einer Spule, Fig. 4b eine Draufsicht der Spule aus Fig. 4a, Fig. 4c bis 4i jeweils eine unterschiedliche Spulenanordnung, Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Lastmoduls Fig. 6 ein weiteres Beaufschlagungsmodul, Fig. 7 eine Modulation des Ausgangssignals,
Fig. 8a und 8b die empfangen Messsignale entsprechend der Modulation aus Fig. 7, Fig. 9 ein anderes Beaufschlagungsmodul
Fig. 10a und 10b das Beaufschlagungsmodul aus Fig. 9 an einer Steckdose,
Fig. 1 1 ein weiteres Beaufschlagungsmodul, Fig. 12 ein Einkoppeln einer Induktionsspannung Fig. 13 wie die Induktionsspannung belastet wird, Fig. 14 eine klassische Nullung,
Fig. 16 ein Beaufschlagungsmodul, Fig. 17 eine Modulation des Ausgangssignals
Fig. 18a und 18b die empfangenen Messsignale entsprechend der Modulation aus Fig. 17, Fig. 19 ein Gehäuse eines Beaufschlagungsmoduls und einen
Adapter und Fig. 20 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im Folgenden kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
Fig. 1 zeigt ein Beaufschlagungsmodul 101. Das Beaufschlagungsmodul 101 umfasst ein Lastmodul 103 zum Erzeugen einer elektrischen Last an den zwei elektrischen Leitungsadern, welche respektive als ein Hinleiter und als ein Rückleiter bezeichnet werden können. Wird nun das Lastmodul 103 mit dem Hin- und dem Rückleiter verbunden, so fließt bei einer angelegten Spannung ein aufgrund der mittels des Lastmoduls erzeugten elektrischen Last gleicher elektrischer Strom in dem Hin- und in dem Rückleiter mit unterschiedlichem Vorzeichen. Es kann vorgesehen sein, dass eine Netzspannung bereits vorhanden ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass eine Spannung erst noch an den Hinleiter und an den Rückleiter angelegt werden muss. Dadurch, dass der gleiche Strom im Hin- und Rückleiter aber mit unterschiedlichem Vorzeichen fließt, heben sich die von dem Hin- und von dem Rückleiter erzeugten Magnetfelder in der Regel auf. Allerdings nur dann, wenn der Hin- und der Rückleiter an der gleichen Position angeordnet sind. Das ist physikalisch bei Leitungen nicht möglich. Falls die Leitung Kupferlitze umfasst, insbesondere wenn die Leitungsadern Kupferlitzen sind, so würden sich die Magnetfelder nur dann auslöschen, wenn der Hin- und der Rückleiter in einander verwoben wären, was nach dem Vorschriften des Verbandes der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE) nicht erlaubt ist. Das erfindungsgemäße Messprinzip nutzt in vorteilhafter Weise diesen Umstand.
Falls aber beispielsweise eine Leitung nicht vorschriftsmäßig verlegt ist oder sich aus anderen Gründen, beispielsweise aufgrund der Symmetrie von Hin- und Rückleiter, die Magnetfelder auslöschen, so kann gemäß einer bevorzugten Aus- führungsform eine Auftrennung von Hin- und Rückleiter durchgeführt werden, was in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 2 zeigt ein Lastmodul 201 , welches mit einem PE-Leiter 203, einem N-Leiter 205 und einer elektrischen Leitungsader 207, welche allgemein auch als ein L- Leiter bezeichnet werden kann, elektrisch verbunden. Wie zu erkennen, sind die jeweiligen Anschlüsse des Lastmoduls 201 mit dem PE-Leiter 203, dem N-Leiter 205 und dem L-Leiter 207 an unterschiedlichen Positionen, so dass zwischen einem Hinleiter, L-Leiter 207 bzw. N-Leiter 205 abhängig vom Vorzeichen der Spannung, und einem Rückleiter, entsprechend N-Leiter 205 bzw. L-Leiter 207, keine Symmetrie herrscht, so dass sich die B-Felder nicht auslöschen können. Es kann insofern vorzugsweise nur eine Leitungsader als Leiter verwendet werden, wobei dann die Hin- oder Rückleitung separat ausgeführt wird. Insbesondere bei Drehstromleitungen wird der elektrische Strom von nur einem der drei Leiter moduliert werden, um die obigen beschriebenen symmetriebedingten Auslöschungen in vorteilhafter Weise zu vermeiden. Es kann nach einer weiteren Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass abwechselnd in jedem der drei Leiter ein modulierter Strom erzeugt wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Abmessung der elektrischen Leitung, welche allgemein auch als ein Stromkabel bezeichnet werden kann, besser detektiert werden. Vorzugsweise ist das Stromkabel ein Drehstromkabel.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein als Lastmodul 301 gebildetes Beaufschlagungsmodul ist mit zwei Kontakten 303a und 303b in eine Steckdose 305 gesteckt. Die Steckdose 305 ist mit eine zu detektierenden Leitung 307 verbunden, welche hinter einer Wand 309 angeordnet ist. Die Leitung 307 umfasst einen L-Leiter 31 1 , einen N-Leiter 313 und einen PE-Leiter 315, wobei der Kontakt 303a mit dem N-Leiter 313 und der Kontakt 303b mit dem L-Leiter 311 verbunden sind. Ferner umfasst das Beaufschlagungsmodul 301 einen variablen Widerstand 317, welcher zwischen den beiden Kontakten 303a und 303b geschaltet ist. Eine Steuerung 319 steuert einen Widerstandswert des variablen Wderstands 317. Beispielsweise kann die Steuerung 319 einen Mikrocontroller umfassen.
Ein in den Leitern 31 1 und 313 fließender Strom wird mittels einer Netzversorgung erzeugt. Das Lastmodul 301 erzeugt eine elektrische Last. Insbesondere wird eine elektrische Last mittels des Lastmoduls moduliert. Der fließende Strom ist mit I gekennzeichnet. Es bildet sich insofern ein magnetisches Feld B um die Leitung 307 aus. Ein Detektor 321 , welcher in diesem Ausführungsbeispiel eine Spule 323 umfasst, detektiert das magnetische Feld, indem eine in der Spule induzierte Spannung UM gemessen wird. Das Magnetfeld kann vorzugsweise auch mittels eines Hallsensors, eines AMR- Sensors, eines GMR-Sensors oder anderen integrierten Sensoren, welche in ihrer z-Achse verdrehbar sein können, gemessen. Bei der Spule 323 ändert sich durch die Verdrehung in der z-Achse eine Fläche der Spule, die vom Magnetfeld senkrecht durchsetzt wird. Dadurch lässt sich insbesondere ein Scheitelpunkt bestimmen, bei dem ein Verdrehen nach links und rechts zu einer Abnahme der induzierten Spannung, welche auch als eine Induktionsspannung bezeichnet werden kann, führt. Die y-Achse der Spule zeigt dann auf die zu findende Leitung 307. Dadurch lässt sich an einer beliebigen Stelle in der x-Achse eine Verfahr- richtung, insbesondere links oder rechts, anzeigen, wo die zu findenden Leitung
307 ist. Durch entsprechende Signalverarbeitung, insbesondere intelligente Signalverarbeitung, kann insbesondere aus der Modulation der Induktionsspannung auf den Stromverlauf in der Leitung 307 geschlossen werden. Da der Stromverlauf, welcher beispielsweise pulsweitenmoduliert und/oder frequenzmoduliert sein kann und/oder eine digitale Signatur aufweisen kann, der Signalverarbeitung bekannt ist, kann auf die Modulation detektiert werden. Wird die induzierte Spannung gemessen, so kann rechnerisch der Verlauf des B-Feldes bestimmt werden und damit auf den in der Leitung 307 fließenden Strom. Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine Eindeutigkeit der Detektion der Leitung 307 gewährleistet.
Fig. 4a zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Spule 401 , welche in einem erfindungsgemäßen Detektor verwendet werden kann. Die Spule 401 weist einen Anfangskontakt 403a und einen Endkontakt 403b auf, an welchen eine Induktionsspannung in der Spule 401 gemessen werden kann. Fig. 4b zeigt eine Draufsicht der Spule 401 aus Fig. 4a.
Fig. 4c bis Fig. 4i zeigen schematisch jeweils ein Detektorgehäuse 405 aufweisend Spulenanordnungen umfassend eine oder mehrere Spulen 401 aus Fig. 4a und 4b, wobei der Übersicht halber der Anfangskontakt 403a und der Endkontakt 403b nicht gezeigt sind. Im Zusammenhang mit den verschiedenen Spulenanordnungen wird auch das entsprechende Magnetfeldmessverfahren näher beschrieben. Die Spule 401 kann auch als ein Sensor bezeichnet werden.
In Fig. 4c weist das Detektorgehäuse 405 eine Spule 401 auf, welche ortsfest in dem Detektorgehäuse 405 angeordnet ist. D.h. insbesondere, dass die Spule 401 sich nicht um eine Raumachse drehen kann. Die Spule 401 bzw. Sensor kann das B-Feld nur an einem Ort messen. Mittels räumlichen Verlagerns bzw. Verfahrens kann das maximale B-Feld über der Leitung 307 gefunden werden.
In Fig. 4d weist das Detektorgehäuse 405 eine Spule 401 auf, welche drehbar um ihre z-Achse gelagert ist. Dadurch kann erfasst werden, ob sich das magnetische Feld links oder rechts relativ zu der Leitung 307 größer ist. So kann insbesondere eine Richtung angezeigt werden, in welcher sich die Leitung 307 befindet. Beide Detektorgehäuse 405 in Fig. 4c und 4d weisen jeweils nur eine Spule 401 auf. Die Spulen 401 können in diesem Fall auch als ein Einzel-Sensor bezeichnet werden.
In Fig. 4e weist das Detektorgehäuse 405 drei parallel zu einander angeordnete Spulen 401 auf, welche jeweils ortsfest angeordnet sind. Mit dieser Spulenanordnung kann insbesondere in vorteilhafter Weise erkannt werden, ob das Magnetfeld rechts oder links relativ zu der Leitung 307 größer oder kleiner ist. So kann insbesondere eine Richtung angezeigt werden, in welcher sich die Leitung 307 befindet.
In Fig. 4f weist das Detektorgehäuse 405 drei Spulen bzw. Sensoren 401 auf. Zwei der drei Spulen 401 weisen eine andere Ausrichtung in ihrer z-Achse auf als die dritte Spule. D.h., dass die zwei Spulen um ihre z-Achse verdreht sind bezogen auf die dritte Spule. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Empfangskeule geändert. Vorzugsweise sind die drei Spulen 405 parallel mit ihrer jeweiligen z-Achse angeordnet, wobei eine Verdrehung um die z-Achse unterschiedlich ist. Vorzugsweise sind die beiden äußeren Spulen verdreht bezogen auf die mittlere Spule. Mit dieser Spulenanordnung kann insbesondere in vorteilhafter Weise erkannt werden, ob das Magnetfeld rechts oder links relativ zu der Leitung 307 größer oder kleiner ist. So kann insbesondere eine Richtung angezeigt werden, in welcher sich die Leitung 307 befindet.
In Fig. 4g weist das Detektorgehäuse 405 vier Spulen 401 auf. Jeweils zwei der vier Spulen 401 sind gegenüberliegend parallel angeordnet. Somit kann insbe- sondere in vorteilhafter Weise erkannt werden, ob das Detektorgehäuse 405 parallel oder nicht zu der Leitung 307 verlagert wird. In Fig. 4h weist das Detektorgehäuse 405 fünf Spulen 401 auf. Vier Spulen 401 sind analog zu der in Fig. 4g gezeigten Spulenanordnung angeordnet, wobei die fünfte Spule 401 mittig zwischen den gegenüberliegend parallel angeordneten Spulenpaaren angeordnet ist. Mittels dieser Spulenanordnung kann insbesondere in vorteilhafter Weise erfasst werden, ob das B-Feld links oder rechts relativ zu der Leitung 307 größer oder kleiner ist und ob das Detektorgehäuse 405 parallel oder nicht zu der Leitung 307 verlagert wird. Fig. 4i zeigt die gleiche Spulenanordnung wie die Fig. 4h, wobei im Unterschied zur Fig. 4h die mittige Spule 401 drehbar in der x-Achse und y-Achse, insbesondere drehbar in der xy-Ebene, gelagert ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise erfasst werden, ob das B-Feld links oder rechts relativ zu der Leitung 307 größer oder kleiner ist, ob sich das Detektorgehäuse 405 direkt über der Leitung 307 be- findet und ob das Detektorgehäuse 405 parallel oder nicht zu der Leitung 307 verlagert wird.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Beaufschlagungsmoduls 501 umfassend ein Lastmodul 503, welches als ein steuerbarer variabler elektrischer Wderstand ausgebildet ist. Das Beaufschlagungsmodul 501 ist elektrisch mit einem L-Leiter
505 und einem N-Leiter 507 verbunden, so dass das Lastmodul 503 eine elektrische Last in dem so gebildeten Stromkreis erzeugt. Der L-Leiter 505, der N- Leiter 507 und ein PE-Leiter 509 sind elektrische Leitungsadern einer elektrischen Leitung (nicht gezeigt). Das Lastmodul 503 ist mit einem Treiber 511 ver- bunden, welcher seinerseits mit einem Mikrocontroller 513 verbunden ist. Der
Mikrocontroller 513 kann über den Treiber 511 das Lastmodul 503 steuern, insbesondere einen Widerstandswert einstellen. Vorzugsweise kann der Wder- standswert moduliert werden. Ferner sind drei Schalter S1 , S2 und S3 vorgesehen, über welche dem Lastmodul 503 eine Kennung, beispielsweise eine Num- mer, zugewiesen werden kann. Die drei Schalter S2, S2 und S3 sind vorzugsweise von einer Außenseite eines Lastmodulsgehäuses (nicht gezeigt) einstellbar und insbesondere zugänglich. Vorzugsweise ist die Modulation abhängig von der zugewiesenen Kennung, so dass ein Detektor die gemessenen Signale eindeutig dem Beaufschlagungsmodul 501 zuordnen kann. Somit ist insbesondere in vorteilhafter Weise ein paralleles Betreiben von mehreren Lastmodulen ermöglicht. Das Beaufschlagungsmodul 501 weist ferner ein WLAN-Modul 515 und ein Bluetooth-Modul 517 auf, welche insbesondere jeweils einen entsprechenden Sender und Empfänger umfassen. Mittels des WLAN-Moduls 515 und des Bluetooth- 5 Moduls 517 ist insbesondere eine weitere Kommunikation mit dem Messempfänger bzw. Detektor ermöglicht, welcher ein entsprechendes WLAN-Modul und ein entsprechendes Bluetooth-Modul aufweist.
Fig. 6 zeigt ein Beaufschlagungsmodul 601 umfassend ein als variabler Wider-0 stand gebildetes Lastmodul 603, welches analog zu Fig. 5 mit einem Treiber 605 verbunden ist, welcher mittels eines Mikrokontrollers 607 gesteuert wird. Das Lastmodul 603 ist mit zwei elektrischen Leitungsadern 609a und 609b verbunden und erzeugt aufgrund der vorhandenen Netzspannung eine elektrische Last, so dass in den Leitungsadern 609a und 609b ein elektrischer Strom I fließt. In einem5 Messempfänger bzw. Detektor 61 1 , welcher eine Spule 613 umfasst, wird eine in der Spule 613 induzierte Spannung UM gemessen.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Modulation des Stromes und eine Synchronisation von dem Messempfänger 611 und dem Beaufschlagungsmodul 601. o Aufgetragen ist eine Treiberspannung U über die Zeit t. Da eine Treiberspannung
U einem Widerstandswert des Lastmoduls 603 entspricht, kann so ein in den Leitungsadern 609a und 609b fließender Stromwert eingestellt werden, was wiederum ein entsprechendes Magnetfeld erzeugt. Die Übertragung beginnt mit einem Startblock 701 , welcher insbesondere dem Detektor 611 den Beginn einer Mes- 5 sung signalisiert. Es folgt ein Kennungsblock 703, welcher auch als ein„Device
Name"-Block bezeichnet werden kann. Der Kennungsblock 703 übermittelt eine eindeutige Lastmodulkennung, so dass der Messempfänger 611 die erfassten Signale eindeutig dem Lastmodul 603 zuordnen kann. Nach dem Kennungsblock 703 werden verschiedene Frequenzen f1 , f2, f3, f4 und f5 in entsprechenden o zeitlichen Abständen t1 , t2, t3, t4 und t5 moduliert. Vorzugsweise werden mehr als 5 oder weniger als 5 Frequenzblöcke zur Modulation verwendet.
Fig. 8a und 8b zeigen die Signale auf Messempfängerseite, wobei Fig. 8a Messsignale mit einer höheren Intensität, beispielsweise 70% einer Messempfänger-5 anzeige, zeigt als Fig. 8b, welche Messsignale mit einer niedrigeren Intensität, beispielsweise 30% einer Messempfängeranzeige. Aufgetragen ist im jeweiligen linken Graphen die induzierte Spannung UM über die Zeit t. Der jeweilige rechte Graph zeigt das fouriertransformierte gemessen Spektrum aus dem linken Graphen. Aufgetragen ist insofern eine Spannung U über eine Frequenz f. Der Block 801 bezeichnet die erfassten Signale entsprechend dem Kennungsblock 703. IM , U2, U3, U4 und U5 bezeichnen die erfassten Signale entsprechend der modulierten Frequenzen f1 bis f5. Im rechten Graphen ist also das übertragene Spektrum sichtbar und kann beispielsweise in einer Pegelanzeige verwendet werden.
Sobald der digitale Startblock 701 und der Kennungsblock 703 detektiert werden, ist eine Auswertung der Frequenzen möglich und damit eine Anzeige des Empfängerpegels. Für eine Kalibrierung können vorzugsweise explizite und definierte Pausezeiten der Lastmodulation eingeführt werden, beispielsweise zwischen den Frequenzblöcken f1 bis f5. Während der dem Messempfänger 61 1 bekannten Pausen werden vom Lastmodul 603 keine Ströme auf die Leitungsadern 609a und 609b aufgeprägt. Das Messsignal, was während dieser Pausen vom Messempfänger 611 , der allgemein auch als ein Messmodul bezeichnet werden kann, erfasst wird, kann somit insbesondere als Hintergrundsignal verwendet werden, wodurch in vorteilhafter Weise externe, störende Magnetfelder ausgeblendet werden können. Somit kann insbesondere eine Genauigkeit des Messmoduls 611 erhöht werden. Vorzugsweise wird die Kalibrierung einmalig oder auch kontinuierlich oder in bestimmten zeitlichen Abständen durchgeführt.
Fig. 9 zeigt ein Beaufschlagungsmodul 901 umfassend ein Induktionsmodul 903 zum Induzieren einer elektrischen Spannung in zwei elektrischen Leitungsadern (nicht gezeigt).
Das Beaufschlagungsmodul 901 kann, wie Fig. 10a und 10b zeigen, an eine Steckdose (nicht gezeigt) eines Raumes 1001a und über diese Steckdose an eine vorhandene Netzleitung angeschlossen ist. Der Raum 1001a ist mittels einer Sicherung 1003a an ein 400V-Hausverteilungsnetzwerk 1005 angeschlossen. Weitere Sicherungen 1007 sind zwischen dem Hausverteilungsnetzwerk 1005 und einer 20kV-Einspeisung 1009 geschaltet. In einer Umspannstation 1011 werden die 20kV der Einspeisung 1009 auf 400V für das Hausverteilungsnetzwerk 1005 heruntergeschaltet. Die Sicherungen 1007 sind hierbei jeweils vor der Umspannstation 101 1 geschaltet. Ferner zeigen Fig. 10a und 10b noch zwei wei- tere Räume 1001 b und 1001 c, welche mittels separater Sicherungen 1003b und 1003c an das Hausverteilungsnetzwerk 1005 geschaltet sind.
Das Beaufschlagungsmodul 901 kann erkennen, ob eine Netzspannung, insbe- sondere eine AC-Spannung an der Steckdose anliegt. Mittels des Induktionsmoduls 903 wird eine definierte Spannung gegen Erde über die Steckdose in den Schaltkreis des Raumes 1001 a induziert. Wenn die Sicherungen 1003a, 1003b und 1003c, welche allgemein auch als eine Raumsicherung bezeichnet werden können, geschlossen sind (vgl. Fig. 10a), so ist diese induzierte Spannung in den Nachbar-Schaltkreisen der Räume 1001 b und 1001 c ebenfalls detektierbar, da eine galvanische Kopplung zwischen diesen Räumen besteht. Wenn allerdings die Sicherung 1003a offen ist, so ist die induzierte Spannung nur in dem Raum 1001 a detektierbar (vgl. Fig. 10b). Fig. 1 1 zeigt ein Blockschaltbild eines als Induktionsmodul 1 101 ausgebildetes
Beaufschlagungsmoduls. Das Induktionsmodul 1 101 ist mit einem L-Leiter 1103 und einem N-Leiter 1 105 einer elektrischen Leitung 1107 verbunden, wobei die Leitung 1 107 noch einen PE-Leiter 1 109 aufweist. Das Induktionsmodul 1 101 ist mit diesem PE-Leiter 1 109 zwecks Erdung mittels eines hochohmigen Fußpunk- tes 1102 ebenfalls verbunden. Aufgrund der induzierten Spannung bildet sich um die elektrische Leitung 1101 ein elektrisches Feld, was von einem Messempfänger 11 1 1 bzw. Detektor detektiert werden kann. Der Messempfänger 1 11 1 um- fasst eine Elektrode 1 113, welche bevorzugterweise als Flächenelektrode ausgebildet ist. Die Elektrode 1113 ist in ihrer z-Achse verdrehbar gelagert. Eine an der Elektrode 11 13 aufgrund des elektrischen Feldes anliegende elektrische
Spannung wird mittels eines Treibers bzw. Verstärkers 11 15 verstärkt. Die er- fasste verstärkte elektrische Spannung kann dann mittels einer Anzeigevorrichtung 11 17 von einem Nutzer abgelesen werden. Der Detektor 11 11 umfasst mindestens eine Elektrode 1 113, kann aber mehrere
Elektroden umfassen, welche in ihrer z-Achse drehbar gelagert sind. Es können aber auch andere integrierte Lösungen vorgesehen sein, welche in ihrer z-Achse verdrehbar sein können. Bei der oder den Elektroden 1 113 ändert sich durch die Verdrehung in der z-Achse die Fläche der Elektrode 11 13, die senkrecht zum E- Feld ist. Dadurch lässt sich insbesondere ein Scheitelpunkt bestimmen, bei dem ein Verdrehen nach links oder rechts zu einer Abnahme der Spannung an der Elektrode 1 113 führt. Die y-Achse der Elektrode 1 113 zeigt dann auf die zu findende Leitung 1 107. Dadurch lässt sich insbesondere an einer beliebigen Stelle in der x-Achse eine Verfahrrichtung (links oder rechts) anzeigen, wo die zu findende Leitung 1107 angeordnet ist. Die induzierte Spannung ist einer Signalver- arbeitung im Detektor 1 11 1 bekannt, so dass darauf detektiert werden kann. Bevorzugterweise ist der induzierte Spannungsverlauf moduliert, vorzugsweise pulsweitenmoduliert, phasenmoduliert, frequenzmoduliert oder kann insbesondere eine digitale Signatur aufweisen. Nach einer weiteren Ausführungsform kann die induzierte Spannung über einen
Trafo 1201 eingekoppelt werden, wie Fig. 12 näher zeigt. Die Induktionsspannung U2 kann mittels einer Batterie 1203 mit einer Spannung IM erzeugt werden. Vorzugsweise kann die Induktionsspannung aber auch mittels der Netzversorgungsspannung erzeugt werden. Die Induktionsspannung U2 wird insbeson- dere nur mit den Leitungskapazitäten belastet und hat näherungsweise die Leerlaufspannung IM des Trafos 1201. Nach einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Induktionsspannung direkt galvanisch ohne einen Trafo eingekoppelt wird. Fig. 13 zeigt insbesondere, wie die Induktionsspannung belastet wird. Wie bereits in Fig. 12 gezeigt, wird die Induktionsspannung U2 mit dem Bezugspotential Erde eingespeist. Alle Lasten im Netz sind zwischen dem L-Leiter 1 103 und dem N-Leiter 1 105 angeschlossen. Deshalb ergibt sich für U2 kein Belastungsstrom über die Netzlasten. Im Umkehrschluss heißt das insbesondere, dass es zu kei- nem Strom von der Netzspannung über eine Sekundärwicklung des Trafos 1201 kommt, wobei auch insbesondere auch mehrere Trafos vorgesehen sein können. Typische Lasten sind mit den Bezugszeichen 1301a, 1301 b und 1301 c gekennzeichnet. Diese Lasten 1301 a bis 1301c können beispielsweise in einem metallischen Gehäuse 1303 angeordnet sein, welches mittels des PE-Leiters 1 109 ge- erdet ist. Der N-Leiter 1 105 und der L-Leiter 1 103 können beispielsweise verdrillt in einer Wand (nicht gezeigt) verlegt sein. Dann kann es beispielsweise dazu kommen, dass dadurch einer der Leiter 1 105 und 1103 vollständig hinter dem PE-Leiter 1 109 verborgen ist. Der elektrische Effekt ist, dass dadurch das E-Feld abgeschirmt wird. Um dies zu verhindern, wird mittels eines Relais 1305 zwi- sehen dem L-Leiter 1103 und dem N-Leiter 1 105 geschaltet, insbesondere zyk- lisch geschaltet, so dass abwechselnd die Spannung U2 auf den L-Leiter 1103 und auf den N-Leiter 1 105 geschaltet wird.
Fig. 14 zeigt einen Sonderfall klassischer Nullung. Bei der klassischen Nullung gibt es keinen PE-Leiter. Hier ist der Neutralleiter 1 105 mit dem Schutzkontakt der Steckdose verbunden. Nach einer Ausführungsform detektiert das Induktionsmodul 1101 , dass U2 durch die Netzlasten 1301 a bis 1301c belastet wird. Insbesondere kann dann ein optisches und/oder ein akustisches Warnsignal ausgegeben werden. Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Indukti- onsmodul 1 101 messen, ob es sich um eine klassische Nullung handelt. Insbesondere kann hierbei der Widerstand zwischen Schutzkontakten und dem L- Leiter 1103 und/oder dem N-Leiter 1 105 gemessen werden. Vorzugsweise wird ein Primärwicklungsstrom gemessen. Wenn festgestellt wird, dass es sich um eine klassische Nullung handelt, wird, beispielsweise mittels des Induktionsmoduls 1 101 , die Zuleitung zum Schutzkontakt aufgetrennt und es kann dann beispielsweise eine Verbindung über eine Buchse 1403, insbesondere eine BNC-Buchse, zu einem Erdpotential, beispielsweise zu einer Heizung 1401 gelegt werden. Das Schalten des Schutzkontaktes auf die Buchse 1403 kann insbesondere mittels eines weiteren Relais 1405 durchgeführt werden.
Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild des Induktionsmoduls 1 101 aus Fig. 14. Hierbei bezeichnet Re2 das weitere Relais 1405 und Re1 das Relais 1305. AD1 kennzeichnet einen Detektorschaltkreis, welcher detektieren kann, ob eine Netzspannung zwischen dem L-Leiter 1103 und dem N-Leiter 1 105 anliegt. AD2 kenn- zeichnet einen Messschaltkreis, welcher einen Spulenstrom messen kann. Ferner ist ein Mikrocontroller 1501 vorgesehen, welcher mittels der Schaltkreise AD1 und AD2 erfasste Messsignale zur Verfügung gestellt bekommt. D.h. insbesondere, dass der Mikrocontroller 1501 Informationen über das Anliegen einer Netspannung und/oder über das Vorhandensein eines Spulenstroms erhält. Des Weiteren ist ein Treiber 1503 vorgesehen, welcher einen einzuspeisenden Spannungsverlauf bereitstellen kann.
Der Trafo 1203 induziert eine Spannung abhängig vom Spannungsverlauf des Treibers 1503. Der Mikrocontroller 1501 liefert den Spannungsverlauf an den Treiber 1503. Über Schalter S1 , S2 und S3 kann insbesondere dem Induktionsmodul eine Kennung bzw. Identität, beispielsweise eine Nummer, zugewiesen werden. Die diesbezüglichen Ausführungen in Verbindung mit dem Lastmodul gelten analog auch für das Induktionsmodul. Dadurch ist in vorteilhafter Weise ein paralleles Betreiben von mehreren Lastmodulen ermöglicht. Über ein Bluetooth-Modul 1505 und ein WLAN-Modul 1507 kann das Induktionsmodul mit ei- nem Messempfänger kommunizieren. Die im Zusammenhang mit dem Lastmodul diesbezüglichen Ausführungen gelten analog.
AD1 detektiert insbesondere, ob eine Netzspannung zwischen L und N liegt. AD2 misst insbesondere den Spulenstrom, wenn Re2 geschaltet wird und ob es sich um eine klassische Nullung handelt. Wenn es sich um eine klassische Nullung handelt, so steigt der Wicklungsstrom bzw. Spulenstrom deutlich an und es kann insofern detektiert werden, dass es sich um eine klassische Nullung handelt.
Fig. 16 zeigt ein Beaufschlagungsmodul 1601 umfassend ein Induktionsmodul 1603, welches an drei Leitungsadern, PE-Leiter 1605, N-Leiter 1607, L-Leiter
1609, angeschlossen ist. Bei dem Induktionsmodul 1603 kann es sich beispielsweise um das Induktionsmodul 1 101 handeln. Fig. 16 zeigt ferner einen Messempfänger 1611 bzw. Detektor zum Detektieren eines E-Feldes. Es kann sich vorzugsweise bei dem Detektor 161 1 um den Detektor 11 11 handeln. Das Induk- tionsmodul 1603 induziert eine elektrische Spannung in den N-Leiter 1607 und den L-Leiter 1609, so dass sich ein elektrisches Feld um die Leitungsadern 1605, 1607 und 1609 ausbildet. Der Detektor 1611 detektiert dieses E-Feld, indem eine in einer oder mehrerer Spulen induzierte Spannung Uind gemessen wird. Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform einer Modulation der Spannung und eine
Synchronisation von dem Messempfänger 161 1 und dem Beaufschlagungsmodul 1601. Aufgetragen ist eine in den Leitungsadern 1607 und 1609 induzierte Spannung U über die Zeit t. Die Übertragung beginnt mit einem Startblock 1701 , welcher insbesondere dem Detektor 1611 den Beginn einer Messung signalisiert. Es folgt ein Kennungsblock 1703, welcher auch als ein„Device Name"-Block bezeichnet werden kann. Der Kennungsblock 1703 übermittelt eine eindeutige In- duktionsmodulkennung, so dass der Messempfänger 161 1 die erfassten Signale eindeutig dem Induktionsmodul 1603 zuordnen kann. Nach dem Kennungsblock 1703 werden verschiedene Frequenzen f1 , f2, f3, f4 und f5 in entsprechenden zeitlichen Abständen t1 , t2, t3, t4 und t5 moduliert. Vorzugsweise werden mehr als 5 oder weniger als 5 Frequenzblöcke zur Modulation verwendet. Fig. 18a und 18b zeigen die Signale auf Messempfängerseite, wobei Fig. 18a Messsignale mit einer höheren Intensität, beispielsweise 70% einer Messempfängeranzeige, zeigt als Fig. 8b, welche Messsignale mit einer niedrigeren Inten- sität, beispielsweise 30% einer Messempfängeranzeige. Aufgetragen ist im jeweiligen linken Graphen die induzierte Spannung Uind über die Zeit t. Der jeweilige rechte Graph zeigt das fouriertransformierte gemessen Spektrum aus dem linken Graphen. Aufgetragen ist insofern eine Spannung U über eine Frequenz f. Der Block 801 bezeichnet die erfassten Signale entsprechend dem Kennungs- block 703. IM , U2, U3, U4 und U5 bezeichnen die erfassten Signale entsprechend der modulierten Frequenzen f1 bis f5. Im rechten Graphen ist also das übertragene Spektrum sichtbar und kann beispielsweise in einer Pegelanzeige verwendet werden.
Sobald der digitale Startblock 1701 und der Kennungsblock 1703 detektiert werden, ist eine Auswertung der Frequenzen möglich und damit eine Anzeige des Empfängerpegels. Für eine Kalibrierung können vorzugsweise explizite und definierte Pausezeiten der Spannungsmodulation eingeführt werden, beispielsweise zwischen den Frequenzblöcken f1 bis f5. Während der dem Messempfänger 161 1 bekannten Pausen werden vom Lastmodul 1603 keine Spannungen an die Leitungsadern 1605 und 1609 angelegt. Das Messsignal, was während dieser Pausen vom Messempfänger 161 1 , der allgemein auch als ein Messmodul bezeichnet werden kann, erfasst wird, kann somit insbesondere als Hintergrundsignal verwendet werden, wodurch in vorteilhafter Weise externe, störende E-Felder ausgeblendet werden können. Somit kann insbesondere eine Genauigkeit des Messmoduls 161 1 erhöht werden. Vorzugsweise wird die Kalibrierung einmalig oder auch kontinuierlich oder in bestimmten zeitlichen Abständen durchgeführt.
Allgemein beschreibt die Modulation den Spannungsverlauf im Fall eines Indukti- onsmoduls bzw. den Stromverlauf im Fall eines Lastmoduls und die Art der Informationsgewinnung im Messempfänger bzw. Detektor. Der Spannungsverlauf wird mittels des Induktionsmoduls erzeugt. Die Energie hierfür wird insbesondere mittels einer Batterie bereitgestellt bzw. aus der Batterie gewonnen. Der Stromverlauf wird mittels der Netzversorgung bzw. der Netzspannung mittels des Lastmoduls erzeugt. Die Modulation kann nach einer Ausführungsform eine Amplituden-, eine Pulsweiten- und/oder eine Phasenmodulation sein.
Nach einer anderen Ausführungsform kann die Modulation mit mehreren Frequenzen, die sich sequentiell ändern, oder mehreren Frequenzen, die zeitgleich generiert werden, durchgeführt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Modulation auch eine digitale Signatur aufweisen, so dass bei einem Einsatz von mehreren Lastmodulen und/oder mehreren Induktionsmodulen erkannt werden kann, welche Leitung (bzw. welches Lastmodul bzw. Induktionsmodul) detektiert wird. Damit ist es insbesondere in vorteilhafter Weise ermöglicht, nebeneinander liegende Leitungen zu unterscheiden.
Nach einer anderen Ausführungsform kann zusätzlich innerhalb der digitalen Signatur, definierte Pulse mit definierten Pulsbreiten generiert werden, um insbesondere Rückschlüsse auf einen Detektionspegel zu generieren. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Tiefpass- und/oder ein Hochpassverhalten einer Wand berücksichtigt werden. Insbesondere aufgrund des Einsatzes verschiedener Frequenzen ist eine Übertragungsfunktion messbar, da unterschiedliche Frequenzen unterschiedliche Dämpfungen durch die Wand erfahren. Es ist also in vorteilhafter Weise ausreichend, dass der Messempfänger nicht die Frequenz misst, sondern nur einen zeitlichen Abstand zum Datenblock„Device Name" 703 und 1703. Der Messempfänger weist dann insbesondere Gleichrichter auf, welche auf die entsprechende Frequenz ausgelegt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Modulation einer digitalen Signatur auch über feste Frequenzen mit unterschiedlichen Burstpausen realisiert werden.
In einer anderen Ausführungsform kann eine Signalform der Modulation beispielsweise ein Sinus, ein Rechteck oder ein Dreieck bzw. Sägezahn sein. Auch andere dem Fachmann bekannte Signalformen können verwendet werden.
Allgemein kann eine Synchronisation bei einer Kommunikation zwischen dem Messempfänger und einem Beaufschlagungsmodul umfassend ein Lastmodul und/oder ein Induktionsmodul gemäß einer oder mehrerer der folgenden Möglichkeiten erfolgen.
Beispielsweise kann keine Synchronisation/Kommunikation erfolgen. Die Modu- lation des Lastmoduls bzw. des Induktionsmoduls wird als konstante Größe im
Messmodul bzw. Detektor abgespeichert bzw. hinterlegt.
Beispielsweise kann eine Kommunikation/Synchronisation über die modulierte Last bzw. über die modulierte Spannung erfolgen. Die Informationen werden ins- besondere unidirektional vom Beaufschlagungsmodul zu Messmodul über die
Lastmodulation bzw. Spannungsmodulation übertragen.
Vorzugsweise erfolgt eine separate unidirektionale Kommunikation, beispielsweise über WLAN, Bluetooth und/oder ZigBee. Die Informationen werden also von dem Beaufschlagungsmodul zu dem Messmodul über einen separaten Kommunikationsweg übertragen.
Vorzugsweise erfolgt eine separate bidirektionale Kommunikation, beispielsweise über WLAN, Bluetooth und/oder ZigBee. Die Informationen werden also bidirekti- onal zwischen dem Lastmodul bzw. dem Induktionsmodul und dem Messmodul übertragen. Das Messmodul hat bei dieser Ausführungsform insbesondere die Möglichkeit, das Lastmodul und das Induktionsmodul aktiv zu steuern und/oder zu parametrisieren. Fig. 19 zeigt ein Beaufschlagungsmodulgehäuse 1901 mit zwei Steckerkontakten
1903a und 1903b, welche in entsprechende Aufnahmen 1905a und 1905b einer Steckdose 1907 gesteckt werden können. Fig. 19 zeigt ferner einen Adapter 1909, welcher analog zur Steckdose 1907 ebenfalls zwei Steckeraufnahmen 191 1a und 1911 b aufweist, in welche die Kontakte 1903a und 1903b gesteckt werden können. An einem den Aufnahmen 1911 a und 191 1 b gegenüberliegenden Ende ist ein Schraubgewinde 1913 vorgesehen, welches wie eine Glühbirnenfassung ausgebildet ist. Das Schraubgewinde 1913 kann insofern auch als eine Glühbirnenfassung bezeichnet werden. Die Glühbirnenfassung 1913 kann dann in entsprechende Aufnahmen von Lampen geschraubt werden. Ein Schraubgewinde als ein Adaptergewinde ist lediglich als eine mögliche Ausführungsform eines Adapters anzusehen. Es ist auch möglich, dass anstatt eines Schraubgewindes 1913 ein Klemmstecker (nicht gezeigt) vorgesehen ist, mittels welchem der Adapter 1909 in eine Leuchtstoffröhrenfassung oder eine Halogenlampenfassung gesteckt werden kann. Der Adapter kann vorzugsweise auch eine Klemmverbindung umfassen, mittels welcher der Adapter direkt mit Leitungs- ädern verbunden werden kann.
Fig. 20 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Detektion einer elektrischen Leitung aufweisend zumindest zwei elektrische Leitungsadern. In einem ersten Schritt 2001 wird eine elektrische Größe auf die zwei elektrischen Leitungsadern beaufschlagt, so dass sich ein elektromagnetisches Feld um die zwei Leitungsadern bildet. In einem zweiten Schritt 2003 wird eine dem elektromagnetischen Feld entsprechende Feldgröße erfasst.
Zusammenfassend wird ein Messsystem bzw. Detektionssystem umfassend ein Beaufschlagungsmodul mit einem Induktionsmodul und/oder einem Lastmodul, wobei insbesondere auch mehrere Lastmodule und/oder mehrere Induktionsmodule vorgesehen sein können, und einem Messempfänger, wobei vorzugsweise auch mehrere Messempfänger bzw. Detektoren vorgesehen sein können, und ein entsprechendes Verfahren zur Detektion einer elektrischen Leitung angege- ben. Das Induktionsmodul wird hierbei insbesondere mit der zu suchenden Leitung verbunden und induziert in diese eine Spannung mit einem definierten Verlauf. Der Messempfänger, welcher über die Wand bewegt wird, misst das E-Feld der induzierten Spannungsverläufe. Analog prägt das Lastmodul einen Strom mit einem definierten Verlauf auf. Der Messempfänger, welcher über die Wand be- wegt wird, misst das aus dem Stromfluss resultierende Magnetfeld. Es kann auch insbesondere das E-Feld gemessen werden, vorzugsweise wenn das Lastmodul Ströme erzeugt, die hochfrequent sind. Aufgrund der variablen Parameter des Beaufschlagungsmoduls ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, den Einfluss von beispielsweise einer Wandfeuchtigkeit durch geeignete Frequenzwahl zu mini- mieren. Die Erfindung bietet insbesondere weiterhin den Vorteil, dass sie allgemein in Ortungsgeräten eingesetzt werden kann, welche zur Aufgabe haben, elektrische Leitungen zu detektieren.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Detektion einer elektrischen Leitung (307) aufweisend zumindest zwei elektrische Leitungsadern (311 , 313, 315), dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Größe auf die zwei elektrischen Leitungsadern (311 , 313) zum Bilden eines elektromagnetischen Feldes beaufschlagt wird, wobei eine dem elektromagnetischen Feld entsprechende Feldgröße erfasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die elektrische Größe moduliert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Größe ein elektrischer Strom und/oder eine elektrische Spannung ist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Feldgröße eine elektrische und/oder magnetische Flussdichte ist.
5. Detektionssystem (301 ; 321) zur Detektion einer elektrischen Leitung aufweisend zumindest zwei elektrische Leitungsadern (31 1 , 313, 315), mit:
- einem Detektor (321) zum Erfassen einer einem elektromagnetischen Feld entsprechenden Feldgröße,
- dadurch gekennzeichnet, dass ein Beaufschlagungsmodul (301) vorgesehen ist, welches eingerichtet ist, eine elektrische Größe auf die zwei elektrischen Leitungsadern (311 , 313) zu beaufschlagen.
6. Detektionssystem (301 ; 321) nach Anspruch 5, wobei das Beaufschlagungsmodul (301) ferner eingerichtet ist, die elektrische Größe zu modulieren und der Detektor einen Demodulator zum Demodulieren eines modulierten elektrischen und/oder magnetischen Feldgrößensignals aufweist.
7. Detektionssystem (301 ; 321) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Beaufschlagungsmodul (301) ein Lastmodul (103) zum Erzeugen einer elektri- sehen Last an den zwei elektrischen Leitungsadern (31 1 , 313) und/oder ein Induktionsmodul (903) zum Induzieren einer elektrischen Spannung in den zwei elektrischen Leitungsadern (31 1 , 313) aufweist.
8. Detektionssystem (301 ; 321) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Beaufschlagungsmodul (301) in einem Gehäuse (1901) mit zwei elektrischen Kontakten (1903a, 1903b) zum jeweiligen Kontaktieren der zwei elektrischen Leitungsadern (31 1 , 313) angeordnet ist.
9. Detektionssystem (301 ; 321) nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse (1901) einen Adapter (1909) zum lösbaren Befestigen des Gehäuses (1901) in einer Leuchtmittelfassung aufweist.
10. Detektionssystem (301 ; 321) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Beaufschlagungsmodul (301) einen Sender (517) zum Senden von Erkennungssignalen und der Detektor (321) einen Detektorempfänger zum Empfangen der ausgesandten Erkennungssignale aufweisen.
1 1. Detektionssystem (301 ; 321) nach Anspruch einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der Detektor (321) einen Detektorsender zum Senden von Steuersignalen und das Beaufschlagungsmodul einen Empfänger zum Empfangen der ausgesandten Steuersignalen aufweisen.
12. Beaufschlagungsmodul (301) nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1.
13. Detektor (321) nach einem der Ansprüche 5 bis 11.
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