NO324346B1 - Temperaturvarsler for bruk i elektriske installasjoner - Google Patents

Abstract

Overvåkingsanordning (100, 200, 300) for regisfrering og varsling av overtemperatur, særskilt i forbindelse med skadelig varmeutvikling i elektriske installasjoner, slik som for eksempel stikkontakter, brytere og sikringsmateriell. Anordningen sørger for å varsle varmeutviklingen i tide, så varmgang og skade unngås, hvorved driften av elektrisk installasjonsmateriell for montering i elektriske anlegg får bedret sikkerheten betydelig. Temperaturregisfreringen utføres i en enhet (100) ved hjelp av en føler (1) som gir en elektrisk størrelse som påvirkes av temperaturen, f.eks. en termistor som er en temperaturavhengig motstand. Når en svak sfrøm ledes gjennom en slik komponent gir den et temperaturavhengig spenningsfall som måles og direkte gir et mål for temperaturen. Overstiger temperaturen en gitt verdi aktiveres en varslingsenhet (200) som igjen kan fjemvarsle en senfral (300).

Description

TittelTemperaturvarslerfor bruk i elektriske installasjoner

Innledning

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en overvåkingsanordning for registrering og varsling av overtemperatur, særskilt i forbindelse med skadelig varmeutvikling i elektriske installasjoner, slik som for eksempel stikkontakter, brytere og sikringsmateriell. Hensikten med overvåkingsanordningen er da å varsle varmeutviklingen i tide, så varmgang og skade unngås, hvorved driften av elektrisk installasjonsmateriell for montering i elektriske anlegg får bedret sikkerheten betydelig.

Bakgrunn

Hvert år forårsaker branner at store verdier og mange menneskeliv går tapt. I 2002 utbetalte forsikringsselskapene i Norge 1,6 milliarder NOK for branner i boliger, og 1,3 milliarder for branner i næringsbygg. Ifølge statistikk fra Direktoratet for brann- og elsikkerhet for 2001 omkom totalt 65 personer i branner i Norge det året. 9 % av disse brannene var forårsaket av varmeutvikling i stikkontakter, brytere og sikringsmateriell. Slik varmgang vil kunne oppstå som følge av gnistdannelse, krypestrømmer i forkullet isolasjonsmateriale eller direkte serielysbuer, og oftest lenge før kursen belastes med sin maksimalstrøm som tilsier sikringsbrudd. Slik elektriske anlegg fungerer i dag vil altså ikke en tradisjonell sikring i sikringsskapet fange opp slike lokale overbelastninger eller overtemperaturer.

Formålet med oppfinnelsen er altså å registrere og varsle skadelig varmeutvikling før det oppstår skade i elektriske installasjoner eller andre steder. Oppfinnelsen er ikke avhengig av hvilket spenningsnivå et elektrisk anlegg har

og vil kunne benyttes i både lav- og høyspentanlegg.

Dette oppnås ved hjelp av de trekk som er angitt i patentkravene 1 - 7

Det er tidligere kjent å koble termoelementer eller sikringer inn i elektriske artikler slik som hårfønere, skjøteledningstromler osv. slik at strømmen brytes når temperaturen stiger over en bestemt temperaturgrense, for å beskytte mot overoppheting. Ulempen er at hele belastningen må passere gjennom termoelementet eller sikringen, og at en seriekobling innfører knutepunkter som øker risikoen for feil.

Man risikerer også en for treg reaksjon ved at man ofte ikke ønsker å bryte strømmen eller frakople spenningen på et for tidlig tidspunkt, men i stedet velger å holde seg i grenseområdet for hva artikkelen tåler. Ofte omfattes også en tilbake-stillingsmekanisme ("resett knapp") for manuell tilbakestilling. Det betyr at den eventuelle overbelastningen kan bli koblet inn igjen, uten at årsaken til utkoblingen blir fjernet.

Kort gjennomgang av oppfinnelsen

På denne bakgrunn har man kommet frem til oppfinnelsen, nemlig en elektrisk overvåkingsanordning med en separat temperaturregistreringsenhet som særlig er egnet til montering på elektriske enheter eller inne i eller på utsiden av knutepunkter i et el-anlegg, f.eks. brytere, stikkontakter, koblingsbokser, fordelingsbokser, kontaktorer, sikringer osv.

Anordningen er tilpasset å varsle med direktemelding, som for eksempel SMS eller MMS, til huseier, elektriker eller vaktselskap hvis den er koblet opp mot en sentral, f.eks. ved å være trådløst eller fysisk tilkoblet.

Fordelen med oppfinnelsens anordning er at den ikke innfører flere knutepunkter i et anlegg, noe andre kjente løsninger som smeltesikringer og termobrytere gjør. En annen fordel er at overvåkingsanordningens separate enhet for varmeregistrering heller ikke behøver være i elektrisk kontakt med den faste installasjonen, noe som forenkler installasjonen, og denne kan derfor eventuelt utføres av uautorisert personell. Oppfinnelsens anordning er heller ikke mekanisk tilbakestillbar, noe som forhindrer at den blir utsatt for mekanisk slitasje.

Oppfinnelsen skal nå beskrives i detalj under henvisning til de vedlagte tegninger av et typisk, ikke begrensende utførelseseksempel. De relevante delene er gitt henvisningstall som også gjenfinnes i beskrivelsen nedenfor

Oversikt over tegningene

Fig. 1 viser oppfinnelsens overvåkingsanordning (1) montert på en koblingsboks (2) i et el -anlegg. Fig. 2 viser blokkskjematisk anordningens enkelte elementer, gruppert i en temperaturregistreringsenhet 100 ("temperatur krets"), en varslingsenhet 200 og en sentral 300.

Oversikt over overvåkinosanordninoens hovedelementer

1. Temperaturregistreringen utføres i enheten 100 ved hjelp av en føler 1 som gir en elektrisk størrelse som påvirkes av temperaturen, i eksempelet en termistor som er en temperaturavhengig motstand. Når en svak strøm ledes gjennom en slik komponent gir den et temperaturavhengig spenningsfall som måles og direkte gir et mål for temperaturen (tilnærmet analog

sammenheng).

2. En strømkrets 2 leder strøm gjennom føleren 1 og måler spenningen over den, evt. konverteres spenningen til et passende signal. Spenningen føres til en omvandler (ADC) 6 i varslingsenheten 200 for konvertering til digitalt

format for aksept av en etterfølgende mikrokontroller 7 i samme enhet 200.

3. En aktiveringskrets 3 som kan kalles en "wake up trigger" generer et signal når temperaturen overstiger en gitt temperatur og styrer en strømbryter 5 (power switch) som gir strøm til resten av varslingsenheten 200. Aktiveringskretsen 3 (triggeren) kan slå seg av ved en lavere verdi, f.eks 30 °C, mens den slår seg på ved 40°C, men gjeme slik at hvis temperaturen bare overstiger 40 °C en kort periode vil anordningen fortsette å varsle inntil temperaturen har sunket til 30 °C. 4. En separat strømforsyning 4 (Power supply) gir driftsstrøm til kretsen og omfatter eller er koblet til et batteri (ikke inntegnet!). Enheten 100 har strøm hele tiden, mens varslingsenheten 200 bare får strøm når temperaturen overstiger et visst nivå, styrt av kretsen 3 (Wake up triggeren). Dette for å spare strøm. 5. Bryteren 5 (Power switchen) gjør at varslingsenheten 200 ikke får strøm før Wake up triggeren 3 er aktiv.

En ADC, Analog til digital konverter, 6, gjør om spenningen, som vi får av termistoren, til et digitalt signal, som mikrokontrolleren 7 kan lese. Det gjør det mulig for mikrokontrolleren å lese av temperaturen. Mikrokontrolleren 7 er en minidatamaskin. Den kan prosessere data og utføre forskjellige handlinger. Den leser av temperaturen, generer signalet som driver en lysdiode 8 og en høyttaler 10 som skal varsle om høy temperatur. Samtidig styrer den en RF-sender 11 som varsler sentralen 300 om hvor høy temperaturen er. Lysdioden 8 gir et lys som styres av mikrokontrolleren 7 til å blinke, særskilt med økende intensitet med økende temperatur.

En DAC, digital til analog konverter 9 gjør om de digitale signalene fra mikrokontrolleren 7 til tilsvarende analoge signaler for forsterkning og påtrykk på høyttaleren 10 eller en annen varslingskomponent (sirene, tonesignalering etc.) Høyttaleren 10 skal gi lyd når temperaturen blir for høy. Høyere tonehøyde, større lydstyrke eller annen form for signalering ved høyere temperatur kan innstilles via mikrokontrolleren 7. RF-senderen 11 er den enhet som tar seg av radiosendingen til sentralen 300. Det som sendes styres av mikrokontrolleren. RF-senderen informerer sentralen om for høy temperatur og hva temperaturen er. RF-senderen sender signalene ut via en antenne 12.

En antenne 13 i sentralen 300 leder de mottatte varslingssignalene til en RF-mottaker 13 som viderefører informasjon til en mikrokontroller15, slik at denne kan starte sin egen varsling, når den får beskjed om for høy temperatur via RF. Mikrokontrolleren 15 kan via en DAC 17 varsle via sin egen høyttaler 18, vise hvor varslinga kommer fra og hvilken temperatur det er på et display 16 som viser hvor varslingen kommer fra og hvilken temperatur det er der. Eventuelt kan en husalarm eller et lignende alarmsystem 19 varsles videre.

En slik sikkerhetsinnretning registrer og varsler i god tid før skadelig varmeutvikling oppstår, og lenge før røykvarsler eller sikringer reagerer.

Enheten kan også varsle til en eksisterende sentral enhet, som for eksempel et alarmanlegg eller sikringsskap, figur 2, punkt 13-19

Claims (7)

1. Overvåkingsanordning (100,200, 300) for temperaturovervåking og varsling ved overtemperaturer, særskilt for montering i et elektrisk anlegg, karakterisert v e d: en temperaturregistreringsenhet (100) med minst én temperaturføler (1) for direkte montering på en artikkel hvis temperatur skal overvåkes, men uten å være i elektrisk kontakt med noen elektrisk leder i denne artikkel, en varslingsenhet (200) som aktiveres av temperaturregistreringsenheten (100) ved overtemperatur, og en sentral (300) for registrering av varslingsenhetens (200) aktivitet og ytterligere aktivering av mekanismer for å hindre videre temperaturstigning eller konsekvenser av den allerede registrerte temperatur.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at hver temperaturføler eller en av flere er en temperaturavhengig motstand (1) som påtrykkes strøm fra en strømkrets (2) og hvis spenningsfall måles, ved en verdi over en innstilt terskelverdi føres til aktivering av en aktiveringskrets (3) og omdannes til et digitalt signal for prosessering i en mikrokontroller (7).

3. Anordning ifølge krav 1-2, karakterisert ved at varslingsenheten (200) omfatter en sender (11) for fjernvarsling av sentralen (300) og i tillegg kretser for aktivering av allerede eksisterende alarmsystemer koblet til den artikkel hvis temperatur overvåkes.

4. Anordning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at varslingsenheten (200) omfatter enheter (8,10) for varsling på stedet med lys og/eller lyd med trinnvis økende intensitet etter hvert som den registrerte temperatur øker.

5. Anordning ifølge krav 1-4, karakterisert ved at varslingsenheten (200) omfatter enheter for varsling via direktemelding, som for eksempel SMS eller MMS, til huseier, elektriker eller vaktselskap.

6. Anordning ifølge krav 1-5, karakterisert ved at temperaturføleren (1) er trukket ut i en ekstern forlengelse utenfor temperaturregistreringsenheten (100) for lettere å kunne bringes i kontakt med en artikkel som fryktes overopphetet, så som en koblingsskrue, en tilkoblingsledning, et isolasjonsområde utsatt for fuktighet eller lignende.

7. Anordning ifølge krav 1-6, karakterisert ved to temperaturfølere (1) som er koblet differensielt for å aktivere en varsling dersom deres temperaturforskjell overstiger en gitt terskelverdi.