WO2004109885A2 - Selbstlernende elektronische sicherung - Google Patents

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WO2004109885A2
WO2004109885A2 PCT/EP2004/005939 EP2004005939W WO2004109885A2 WO 2004109885 A2 WO2004109885 A2 WO 2004109885A2 EP 2004005939 W EP2004005939 W EP 2004005939W WO 2004109885 A2 WO2004109885 A2 WO 2004109885A2
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electronic
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memory
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Harald MÖHLER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
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    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems

Definitions

  • the invention relates to a self-learning electronic fuse.
  • a fault from electrical consumers can affect the electrical supply device, for example a power supply.
  • a short-circuit event or a short-circuit-like overcurrent such as occurs when motors start up due to the high current requirement, can initiate a shutdown of the supply device in the consumer branch.
  • Consumer feeders with different current requirements are generally connected to an electrical supply device. These load feeders are usually equipped with miniature circuit breakers or automatic circuit breakers with certain tripping characteristics. This ensures that an overloaded branch is switched off and that the remaining branches can continue to run unaffected.
  • a short-circuit protection of clocked power supplies is generally implemented electronically. It has been shown that an electronic short-circuit protection intervenes so quickly in the event of a fault, that is to say when a short circuit or a short-circuit-like overcurrent occurs, that upstream protective elements such as circuit breakers or circuit breakers no longer trip. The consequence of this is that the faulty branch can no longer be identified and the entire system part, including the faultless parts, is switched off.
  • circuit breakers or circuit breakers on the market cannot trip safely. Electronic fuses trip safely and their function can replace circuit breakers or automatic circuit breakers.
  • the solutions on the market work on the principle that a predefined switch-off characteristic or switch-off curve is set to the current level to be monitored by means of an actuator, for example a potentiometer.
  • the object of the invention is to improve the function of an electronic fuse.
  • An electronic fuse according to the invention which triggers in the event of an impermissible deviation of a parameter to be monitored from a reference, determines the reference as part of a self-learning process.
  • existing measured values for example measured current or voltage values
  • the self-learning electronic fuse logs the curve shape or basic values of the parameter to be monitored, for example the electrical voltage to be monitored.
  • the measurement process is triggered by an external or internal trigger pulse or manually by entering an operating command on site.
  • the storage The measured values obtained can be carried out in an internal permanent memory, on mobile storage media, on a memory stick, memory cards or chip cards.
  • the size of the time window and / or the granularity of the recording can be set.
  • the measured values to be monitored in accordance with the monitoring mode are recorded in an analysis process, a reference is determined from this and this is stored;
  • the series of measurements and possibly the monitoring modes can be transferred to other self-learning electronic fuses with mobile memory or using a communication system.
  • the communication system can have the following interfaces: an interface to a bus system, an interface to the Internet, a GSM interface, a UMTS interface, a USB interface or a radio interface.
  • the electronic fuse with the self-learning mode according to the invention can be set to different monitoring modes.
  • a monitoring mode is the voltage monitoring mode.
  • Another monitoring mode is the current monitoring mode.
  • a third monitoring mode is the performance monitoring mode.
  • a fourth monitoring mode is an environmental parameter monitoring mode.
  • the parameter to be monitored is the electrical voltage.
  • Their curve shape, their minimum and / or maximum value or their differential behavior dU / dt can be used.
  • an envelope can be defined with a safety / tolerance distance.
  • Safety or tolerance distances can be specified for all of the above values. The values are preferably defined as standardized factors.
  • the parameter to be monitored is the electrical current.
  • the course of its curve, minimum and / or maximum value or its differential behavior dl / dt are used.
  • an envelope can be defined with a safety / tolerance distance.
  • safety and tolerance distances can be specified for all of the above values.
  • the values are preferably defined as standardized factors.
  • the parameter to be monitored is the electrical power.
  • Their curve shape, their minimum and / or maximum value or their differential behavior dP / dt can be used.
  • an envelope can be defined with a safety / tolerance distance.
  • Safety or tolerance distances can be specified for all of the above values. The values are preferably defined as standardized factors.
  • the parameters to be monitored are, for example, mechanical forces acting on the respective power supply as a result of shaking and shaking.
  • Other parameters to be monitored in this mode can also be the temperature and / or the humidity surrounding the power supply.
  • Safety / tolerance distances can be specified for all of these environmental parameters.
  • the values are preferably defined as standardized factors.
  • An electronic fuse according to the invention can be designed as a stand-alone device. Alternatively, it can also be integrated in an electrical device, for example a power supply. Another alternative is to implement the electronic fuse in the form of a module that can be docked onto an existing device, for example a power supply.
  • An electronic fuse according to the invention can also be capable of communication and have a communication interface for this purpose. This can be an interface for connection to a bus system, an interface to the Internet, a GSM interface, a UMTS interface, a USB interface or a radio interface.
  • An electronic fuse according to the invention can be operated on site or remotely. It can also be read on site or remotely. A measurement parameter setting can also be carried out remotely, for example. A switch-off sequence initiated by electronic evaluation of the electronic fuse causes the current path of the affected consumer line to become high-resistance and thus reliably blocks this path.
  • An electronic fuse according to the invention can be single-channel or multi-channel. If it is multi-channel, then the detector unit, the recording or storage unit and the evaluation electronics each work in multiplex mode.
  • a fuse according to the invention is automatically and precisely optimized for the respective application.
  • the more precise monitoring and switch-off behavior thus obtained compared to the prior art reduces the service costs in the field.
  • the reliability of the respective system is increased. Downtime costs are reduced. Errors and operating states can be queried and analyzed promptly and with little effort.
  • FIG. 1 shows an embodiment in which the electronic fuse is implemented as a single-channel device
  • FIG. 2 shows an embodiment in which two electronic fuses implemented as single-channel individual devices are provided
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the electronic fuse is implemented as a multi-channel individual device
  • FIG. 4 shows an embodiment in which a single-channel electronic fuse is an integral part of a power supply
  • FIG. 5 shows an embodiment in which a multi-channel electronic fuse is an integral part of a power supply.
  • FIG. 6 shows a diagram to explain the mode of operation of an electronic fuse according to the invention
  • FIG. 7 shows a block diagram to explain the structure of an electronic fuse according to a first exemplary embodiment
  • Figure 8 is a block diagram for explaining the structure of an electronic fuse according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the structure of an electronic fuse according to a third embodiment.
  • FIG. 1 shows an embodiment in which a self-learning electronic fuse is implemented as a single-channel single device.
  • This electronic fuse 1 is arranged in the supply path of a consumer 2 between a power supply 3 and the consumer 2.
  • the power supply 3 is connected to the AC network W.
  • This has three phase conductors L1, L2, L3 and a neutral conductor N, each of which is connected to an input of the power supply 3.
  • the power supply 3 is a power supply unit or a rectifier unit, which provides the DC supply voltage required by the consumer 2 at its output. This is passed on to the self-learning electronic fuse 1 and from there to the consumer 2 via a positive line + and a ground line.
  • the self-learning electronic fuse 1 is also connected to a control unit 4 via a communication channel K. Among other things, this is provided to read out data stored in the fuse 1 via the communication channel and to transmit command signals and data to the fuse 1.
  • the fuse 1 and the control unit 4 each have a communication interface S.
  • the fuse 1 is provided to trigger in the event of an impermissible deviation of a parameter to be monitored from a reference, i. H. to interrupt the supply path to consumer 2.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which two self-learning electronic fuses 1 and 1 a are implemented as single-channel individual devices.
  • the fuse 1 is arranged in the supply path of a consumer 2 between a power supply 3 and the consumer 2.
  • the fuse 1a is located in the supply path of a consumer 2a between the power supply 3 and the consumer 2a.
  • the power supply 3 is connected to the AC network W. This has three phase conductors L1, L2, L3 and a neutral conductor N, each with an input of the Power supply 3 are connected.
  • the power supply 3 is a power supply unit or a rectifier unit, which provides the DC supply voltage required by the consumers 2 and 2a at its output.
  • the self-learning electronic fuses 1 and 1 a are also connected via a communication channel K to a control unit 4. Among other things, this is provided to read out data stored in the fuses 1 and la via the respective communication channel K and to transmit command signals and data into the fuses 1 and la.
  • the fuses 1 and 1 a and also the control unit 4 each have a communication interface S.
  • a communication channel K is also provided between the fuses 1 and 1a. Via this data present in the fuse 1 can be transferred to the fuse la and vice versa.
  • the fuse 1 is provided to trigger in the event of an impermissible deviation of a parameter to be monitored in the supply path to the consumer 2, i. H. to interrupt the supply path to consumer 2.
  • the fuse la serves to trigger in the event of an impermissible deviation of a parameter to be monitored in the supply path to the consumer 2a; H. to interrupt the supply path to consumer 2a.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the self-learning electronic fuse 1 is implemented as a multi-channel individual device.
  • This electronic fuse 1 is arranged in the supply paths P, Pa, ..., Pn of consumers 2, ..., 2n between a power supply 3 and the consumers mentioned.
  • the power supply is connected to the AC network W.
  • This has three phase conductors L1, L2, L3 and a neutral conductor N, each with an input gang of the power supply 3 are connected.
  • the power supply 3 is a power supply unit or a rectifier unit which provides the DC supply voltage required by the consumers at its output.
  • This is passed on to the self-learning electronic fuse 1 and from there to the consumers 2, ..., 2n via a positive line + and a ground line.
  • 1 supply paths P, ..., Pn are provided within the fuse.
  • the supply path P is connected to the consumer 2, the supply path Pn to the consumer 2n.
  • Other consumers are not shown in Figure 3 for reasons of clarity of the drawing.
  • the self-learning electronic fuse 1 is also connected to a control unit 4 via a communication channel K. Among other things, this is provided to read out data stored in the fuse 1 via the communication channel K and to transmit command signals and data to the fuse 1.
  • the fuse 1 and the control unit 4 each have a communication interface S.
  • the fuse 1 is provided to trigger in the event of an impermissible deviation of one of the parameters to be monitored in the supply path, ie. H. to interrupt the supply path in which the fault occurs.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which a self-learning single-channel electronic fuse 1 is an integral part of a power supply unit 5.
  • the electronic fuse 1 is arranged in the supply path of a consumer 2 between a power supply 3 and the consumer 2.
  • the power supply 3 is connected to the AC network W.
  • This has three phase conductors L1, L2, L3 and a neutral conductor N, each of which is connected to an input of the power supply 3.
  • With the power supply 3 it is a rectifier unit that provides the supply voltage required by the consumer 2 at its output and is an integral part of the power supply unit 5 together with the self-learning electronic fuse.
  • the DC supply voltage provided by the rectifier unit 3 is passed on to the self-learning electronic fuse 1 and from there to the consumer 2 via a positive line + and a ground line.
  • the self-learning electronic fuse 1 is also connected to a control unit 4 via a communication channel K. Among other things, this is provided to read out data stored in the fuse 1 via the communication channel K and to transmit command signals and data to the fuse 1.
  • the fuse 1 and the control unit 4 each have a communication interface S.
  • the fuse 1 is provided to trigger in the event of an impermissible deviation of a parameter to be monitored from a reference, i. H. to interrupt the supply path to consumer 2.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which an independent, self-learning electronic fuse 1 is an integral part of a power supply unit 5.
  • the fuse 1 is arranged in the supply paths P, Pa, ..., Pn of consumers 2, ..., 2n between a power supply 3 and the consumers mentioned.
  • the power supply 3 is connected to the AC network W. This has three phase conductors L1, L2, L3 and a neutral conductor N, each of which is connected to an input of the power supply 3.
  • the power supply 3 is a rectifier unit which provides the DC supply voltage required by the consumers at its output and is an integral part of the power supply unit 5 together with the self-learning electronic fuse 1.
  • the supply provided by the rectifier unit 3 DC voltage is passed on via a positive line + and a ground line - to the self-learning electronic fuse 1 and from there to the consumers 2, ..., 2n.
  • 1 supply paths P, ..., Pn are provided within the fuse.
  • the supply path P is connected to the consumer 2, the supply path Pn to the consumer 2n.
  • Other consumers are not shown in Figure 5 for reasons of clarity of the drawing.
  • the self-learning electronic fuse 1 is also connected to a control unit 4 via a communication channel K. Among other things, this is provided to read out data stored in the fuse 1 via the communication channel K and to transmit command signals and data to the fuse 1.
  • the fuse 1 and the control unit 4 each have a communication interface S.
  • the fuse 1 is provided to trigger in the event of an impermissible deviation of a parameter to be monitored in the supply path of one of the consumers, i. H. to interrupt the supply path in which the fault occurs.
  • FIG. 6 shows a diagram to explain the mode of operation of a self-learning electronic fuse according to the invention.
  • a self-learning electronic fuse is provided to trigger in the event of an impermissible deviation of a parameter to be monitored from a reference, ie to interrupt the supply path of the consumer in which the impermissible deviation occurs.
  • the parameter to be monitored is first detected by means of a detector unit.
  • the parameter to be monitored can - as already was carried out above - the electrical voltage, the current, the power or an environmental parameter.
  • the values detected by the detector unit are fed to evaluation electronics within the fuse, which compares the detected values with a reference.
  • This reference can be basic values such as a maximum value and / or a minimum value or an envelope curve.
  • the reference from the electrical fuse is determined as part of a self-learning process.
  • This self-learning process takes place within a measurement time window M, which extends from time t1 to time t2.
  • the measuring process is either initiated automatically by an internal trigger pulse, an external trigger pulse from the control unit 4 or a manual operating command.
  • the length of the measuring time window M can preferably be set, this setting being carried out either via the control unit 4 or via a manual operating command.
  • the measurement time window is set in such a way that the measurement process takes place within a period in which the system, within which the power supply, the fuse and the consumer (s) are located, operate in normal normal operation. During this period, load peaks can and should occur, but should not trigger the fuse in later monitoring operation.
  • the course of the parameter to be monitored is detected within the measurement time window, as is illustrated in FIG. 6 by the thick line between the times t1 and t2.
  • the detected measured values are fed to the evaluation electronics, which determines the reference from the detected measured values. This is preferably done taking into account a tolerance Article. This is indicated in FIG. 6 by the thick dashed line between the times t1 and t2. If, for example, the curve shape of the voltage serves as a reference, an inadmissible deviation of the parameter “voltage” to be monitored is then detected in the later monitoring mode if the measured voltage lies outside the envelope curve shown in FIG. 3 by the thick line and the thick dashed line.
  • the minimum value and maximum value determined in the measurement time window M can also be used as a reference, preferably after taking into account a tolerance distance.
  • an inadmissible deviation of the "voltage *" parameter to be monitored is recognized in later monitoring operation when the measured voltage either exceeds the maximum value possibly with a tolerance distance or falls below the minimum value possibly with a tolerance distance.
  • the differential behavior dU / dt of the parameter to be monitored can also be used as a reference. This is illustrated in FIG. 6 by the triangle drawn in the center of the picture and the dash-dotted signal curve.
  • the evaluation electronics perform a determination of the differential behavior of the parameter to be monitored in the measurement time window and derive permissible limit values from this. If these are then exceeded in the later monitoring operation, then it is concluded that there is an impermissible deviation from the reference and the electronic fuse is triggered.
  • FIG. 7 shows a block diagram to explain the structure of an electronic fuse according to a first one
  • the illustrated electronic fuse 1 has an input E at which the power supply supplied positive supply voltage is present.
  • a parallel connection of supply paths P, Pa, Pb, ..., Pn is connected to this input E.
  • Each of these supply paths has a series connection which contains a fuse 6 serving as line protection, an electronic switch 7 and a detector unit 8.
  • the output of the detector unit 8 is connected to an associated load 2, 2a, 2b, ..., 2n.
  • the outputs of the detector units 8 are applied to a circuit block 9, which has an analog-digital converter and an n-fold memory.
  • the n-fold memory is provided for storing measured values which are detected by means of the detector units 8.
  • the output of the circuit block 9 is connected via a multiplexer 10 to a circuit block 11 which has evaluation logic and a further memory.
  • This further memory is provided for storing the reference and the further data which are necessary for determining the reference and for assessing the deviation of a parameter to be monitored. This includes, for example, information about tolerance distances, the duration of the time window and the monitoring mode currently set.
  • the reference is determined by means of the evaluation logic as part of the self-learning process described. Furthermore, the evaluation logic is used to compare the measurement data supplied by the detector units 8 after their digitization with the reference and to determine whether the measurement data have an impermissible deviation from the reference. If this is the case, then a control logic 12 connected to the evaluation logic 11 generates a switching signal for the switch in the supply path in which the impermissible deviation has occurred. This switch signal opens the switch and thus the supply path is interrupted. The other supply paths in which there are no impermissible deviations of the parameter to be monitored from the Reference available, remain permeable, so that the connected consumers continue to be supplied with power.
  • the electronic fuse 1 shown in FIG. 7 is also provided with a button 13, by means of which the self-learning process can be activated manually. Furthermore, the electronic fuse 1 shown in FIG. 7 is provided with an adjustable resistor connected to the control logic 12, by means of which the tripping characteristic of the electronic switch 1 can be set.
  • the evaluation electronics shown in FIG. 7, to which the circuit blocks 9-12 belong, is preferably implemented in the form of a microcomputer which is built into the housing of the electronic fuse 1.
  • the ground signal supplied by the power supply is connected to the ground connections of consumers 2, 2a, 2b, ..., 2n.
  • FIG. 8 shows a block diagram to explain the construction of an electronic fuse according to a second exemplary embodiment.
  • This largely corresponds to the first exemplary embodiment and differs from it in that the order of the circuit blocks 9 and 10 is interchanged. Consequently, in the exemplary embodiment shown in FIG. 8, the outputs of the detector units 8 are connected to the multiplexer 10. Its output signals are forwarded via the analog-digital converter 9 to the circuit block 11, which contains the evaluation logic and the memory which are necessary for storing the reference and for assessing the deviation of a parameter to be monitored. In this embodiment, no memory is necessary in circuit block 9.
  • FIG. 9 shows a block diagram to explain the construction of an electronic fuse according to a third Embodiment.
  • This largely corresponds to the second exemplary embodiment and differs from it in that the electronic fuse additionally has a reader 15.
  • This reading device can be used to transmit externally configured data, for example externally configured triggering characteristics, into the evaluation electronics using a data carrier. These data are then used to determine the reference and / or to check whether there is an impermissible deviation of a parameter to be monitored from the reference.
  • An electronic fuse according to the invention can contain, in addition to the components shown in FIGS. 7-9, a display unit by means of which the states of the switching units 7 and / or further information are signaled.
  • the unit 15 shown in FIG. 9 need not be a reading device which is provided for reading out information stored on a data carrier.
  • the unit 15 can also be an interface via which the electronic fuse 1 is connected bidirectionally and wirelessly to an external control unit or a further electronic fuse.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Sicherung, die im Falle einer unzulässigen Abweichung eines zu überwachenden Parameters von einer Referenz auslöst. Diese Referenz wird von der elektronischen Sicherung im Rahmen eines Selbstlernvorganges ermittelt.

Description

Beschreibung
Selbstlernende elektronische Sicherung
Die Erfindung betrifft eine selbstlernende elektronische Sicherung.
Von elektrischen Verbrauchern kann eine Störung -in die elektrische Versorgungseinrichtung, beispielsweise eine Stromver- sorgung, rückwirken. So kann ein Kurzschlussfall oder ein kurzschlussähnlicher Überstrom, wie er beispielsweise beim Anlauf von Motoren durch den hohen Strombedarf entsteht, im Verbraucherzweig ein Abschalten der Versorgungseinrichtung initiieren.
An eine elektrische Versorgungseinrichtung werden im allgemeinen Verbraucherabzweige mit unterschiedlichem Strombedarf angeschlossen. Diese Verbraucherabzweige werden üblicherweise mit Leitungsschutzschaltern bzw. Sicherungsautomaten mit be- stimmten Auslösecharakteristiken ausgestattet. Dadurch wird sichergestellt, dass ein überlasteter Zweig abgeschaltet wird und dass die restlichen Zweige hiervon unbeeinflusst weiterlaufen können.
Ein Kurzschlussschütz von getakteten Stromversorgungen wird im allgemeinen elektronisch realisiert. Es hat sich gezeigt, dass ein elektronischer Kurzschlusssch tz in einem Fehlerfall, also beim Vorliegen eines Kurzschlusses oder eines kurzschlussähnlichen Überstroms, so schnell eingreift, dass vorgeschaltete Schutzelemente wie Leitungsschutzschalter oder Sicherungsautomaten nicht mehr auslösen. Dies hat zur Folge, dass der fehlerbehaftete Zweig nicht mehr identifiziert werden kann und der gesamte Anlagenteil einschließlich der fehlerfreien Teile abgeschaltet wird.
Die am Markt befindlichen Leitungsschutzschalter oder Sicherungsautomaten können nicht sicher auslösen. Elektronische Sicherungen lösen sicher aus und können mit ihrer Funktion die Leitungsschutzschalter oder Sicherungsauto- amten ersetzen. Die am Markt befindlichen Lösungen arbeiten nach dem Prinzip, dass eine fest vorgegebene Abschaltcharak- teristik bzw. Abschaltkurve auf das zu überwachende Stromniveau mittels eines Stellgliedes, beispielsweise eines Potentiometers, eingestellt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Funktion einer elektronischen Sicherung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Sicherung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass keine manuelle Einstellung der Referenz vorgenommen werden uss. Dadurch wird sichergestellt, dass die exakt schaltende Elektronik nicht durch eine unpräzise manuelle Einstellung der Referenz in unerwünschter Weise beeinflusst wird. Durch die beanspruchte Ermittlung der Referenz im Rahmen eines Selbstlernvorganges ist sichergestellt, dass die elektronische Sicherung die von ihr erwartete Funktion erfüllt.
Eine elektronische Sicherung gemäß der Erfindung, die im Falle einer unzulässigen Abweichung eines zu überwachenden Parameters von einer Referenz auslöst, ermittelt die Referenz im Rahmen eines Selbstlernvorgangs. Dazu werden vorliegende Messwerte, beispielsweise gemessene Strom- oder Spannungswerte, digitalisiert. Innerhalb eines bestimmten, einstellbaren Zeitfensters protokolliert die selbstlernende elektronische Sicherung den Kurvenverlauf oder Eckwerte des zu überwachenden Parameters, beispielsweise der zu überwachenden elektri- sehen Spannung. Eine Auslösung des Messvorganges erfolgt durch einen externen oder internen Triggerimpuls oder manuell durch Eingabe eines Bedienbefehls vor Ort. Die Speicherung der erhaltenen Messwerte kann in einem internen Festspeicher, auf mobilen Speichermedien, einem Memory Stick, Speicherkarten oder Chipkarten erfolgen.
Die Größe des Zeitfensters und/oder die Granularität der Aufzeichnung sind einstellbar. In einem Analysevorgang werden die entsprechend dem Überwachungsmodus zu überwachenden Messwerte erfasst, daraus eine Referenz ermittelt und diese abgespeichert; Die Messreihe und ggf. die Überwachungsmodi können in andere selbstlernende elektronische Sicherungen mit mobilem Speicher oder unter Verwendung eines Kommunikationssystems übertragen werden. Das Kommunikationssystem kann folgende Schnittstellen aufweisen: eine Schnittstelle zu einem Bussystem, eine Schnittstelle zum Internet, eine GSM-Schnitt- stelle, eine UMTS-Schnittstelle, eine USB-Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle.
Die elektronische Sicherung mit dem erfindungsgemäßen Selbstlernmodus kann auf verschiedene Überwachungsmodi eingestellt werden. Ein Überwachungsmodus ist der Spannungsüberwachungs- odus . Ein weiterer Überwachungsmodus ist der Stromüberwachungsmodus. Ein dritter Überwachungsmodus ist der Leistungs- überwachungsmodus . Ein vierter Überwachungsmodus ist ein Um- weltparameterüberwachungsmodus .
Im Spannungsüberwachungsmodus ist der zu überwachende Parameter die elektrische Spannung. Dabei kann deren Kurvenverlauf, deren Minimal- und/oder Maximalwert oder auch deren differen- tielles Verhalten dU/dt herangezogen werden. Bezüglich des Kurvenverlaufs kann eine Hüllkurve mit einem Sicherheits-/To- leranzabstand festgelegt werden. Zu allen vorgenannten Werten können Sicherheits- bzw. Toleranzabstände vorgegeben werden. Die Werte werden vorzugsweise als normierte Faktoren festgelegt.
Im Stromüberwachungsmodus ist der zu überwachende Parameter der elektrische Strom. Dabei kann dessen Kurvenverlauf, des- sen Minimal- und/oder Maximalwert oder auch dessen differen- tielles Verhalten dl/dt herangezogen werden. Bezüglich des Kurvenverlaufs kann eine Hüllkurve mit einem Sicherheits-/To- leranzabstand festgelegt werden. Auch hier können zu allen vorgenannten Werten Sicherheits- bzw. Toleranzabstände vorgegeben werden. Die Werte werden vorzugsweise als normierte Faktoren festgelegt.
Im Leistungsüberwachungsmodus ist der zu überwachende Parame- ter die elektrische Leistung. Dabei kann deren Kurvenverlauf, deren Minimal- und/oder Maximalwert oder auch deren differen- tielles Verhalten dP/dt herangezogen werden. Bezüglich des Kurvenverlaufs kann eine Hüllkurve mit einem Sicherheits-/To- leranzabstand festgelegt werden. Zu allen vorgenannten Werten können Sicherheits- bzw. Toleranzabstände vorgegeben werden. Die Werte werden vorzugsweise als normierte Faktoren festgelegt.
Im Umweltparameterüberwachungsmodus sind die zu überwachenden Parameter beispielsweise auf die jeweilige Stromversorgung wirkende mechanische Kräfte als Folge von Rütteln und Schütteln. Weitere zu überwachende Parameter in diesem Modus können auch die die Stromversorgung umgebende Temperatur und/- oder die Luftfeuchtigkeit sein. Zu allen diesen Umweltparame- tern können Sicherheits-/Toleranzabstände vorgegeben werden. Die Werte werden vorzugsweise als normierte Faktoren festgelegt.
Eine erfindungsgemäße elektronische Sicherung kann als Stand- alonegerät ausgeführt sein. Alternativ dazu kann sie auch in einer elektrischen Einrichtung, beispielsweise einer Stromversorgung, integriert sein. Eine weitere Alternative besteht darin, die elektronische Sicherung in Form eines Moduls zu realisieren, das an ein bestehendes Gerät, beispielsweise ei- ne Stromversorgung, andockbar ist. Eine elektronische Sicherung gemäß der Erfindung kann auch kommunikationsfähig sein und zu diesem Zweck eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen. Bei dieser kann es sich um eine Schnittstelle zum Anschluss an ein Bussystem, eine Schnitt- stelle zum Internet, eine GSM-Schnittstelle, eine UMTS- Schnittstelle, eine USB-Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle handeln.
Eine elektronische Sicherung gemäß der Erfindung kann vor Ort oder aus der Ferne bedient werden. Sie kann auch vor Ort oder aus der Ferne ausgelesen werden. Aus der Ferne kann beispielsweise auch eine Messparametereinstellung erfolgen. Eine von einer Auswerteelektronik der elektronischen Sicherung initiierte Abschaltsequenz lässt den Strompfad des betroffe- nen Verbraucherstranges hochohmig werden und sperrt damit diesen Pfad sicher.
Eine elektronische Sicherung gemäß der Erfindung kann einka- nalig oder mehrkanalig ausgebildet sein. Ist sie mehrkanalig ausgebildet, dann arbeiten die Detektoreinheit, die Aufzeich- nungs- bzw. Speichereinheit und die Auswerteelektronik jeweils im Multiplexbetrieb.
Die wesentlichen Vorteile einer selbstlernenden elektroni- sehen Sicherung gemäß der Erfindung liegen darin, dass die bei bekannten elektronischen Sicherungen verwendete ungenaue manuelle Einstellung der Referenz nicht notwendig ist. Eine Sicherung gemäß der Erfindung optimiert sich automatisch und exakt auf den jeweils vorliegenden Anwendungsfall. Das da- durch im Vergleich zum Stand der Technik erhaltene genauere Überwachungs- und Abschaltverhalten senkt die Servicekosten im Feld. Die Zuverlässigkeit der jeweiligen Anlage ist erhöht. Die Ausfallkosten werden gesenkt. Fehler und Betriebs- zustände können problemlos und zeitnah mit geringem Aufwand abgefragt und analysiert werden. Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen beispielhaft verschiedene Ausführungsformen einer selbstlernenden elektronischen Sicherung gemäß der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 eine Ausführungsform, bei der die elektronische Sicherung als einkanaliges Einzelgerät realisiert ist,
Figur 2 eine Ausführungsform, bei der zwei als einkanalige Einzelgeräte realisierte elektronische Sicherungen vorgesehen sind,
Figur 3 eine Ausführungsform, bei der die elektronische Sicherung als mehrkanaliges Einzelgerät realisiert ist,
Figur 4 eine Ausführungsform, bei der eine einkanalige elektronische Sicherung integrierter Bestandteil einer Stromversorgung ist,
Figur 5 eine Ausführungsform, bei der eine mehrkanalige elektronische Sicherung integrierter Bestandteil einer Stromversorgung ist,
Figur 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise einer elektronischen Sicherung gemäß der Erfindung,
Figur 7 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer elektronischen Sicherung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 8 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer elektronischen Sicherung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Figur 9 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer elektronischen Sicherung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel . Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine selbstlernende elektronische Sicherung als einkanaliges Einzelgerät realisiert ist. Diese elektronische Sicherung 1 ist im Versorgungspfad eines Verbrauchers 2 zwischen einer Stromversor- gung 3 und dem Verbraucher 2 angeordnet. Die Stromversorgung 3 ist an das Wechselstromnetz W angeschlossen. Dieses weist drei Phasenleiter Ll, L2, L3 und einen Nullleiter N auf, die jeweils mit einem Eingang der Stromversorgung 3 verbunden sind. Bei der Stromversorgung 3 handelt es sich um ein Netz- gerät bzw. eine Gleichrichtereinheit, die an ihrem Ausgang die vom Verbraucher 2 benötigte Versorgungsgleichspannung zur Verfügung stellt. Diese wird über eine Plusleitung + und eine Masseleitung - an die selbstlernende elektronische Sicherung 1 und von dieser aus an den Verbraucher 2 weitergegeben. Die selbstlernende elektronische Sicherung 1 ist weiterhin über einen Kommunikationskanal K mit einer Steuereinheit 4 verbunden. Diese ist unter anderem dazu vorgesehen, über den Kommunikationskanal in der Sicherung 1 gespeicherte Daten auszulesen und Befehlssignale und Daten in die Sicherung 1 zu über- tragen. Zu diesem Zweck weisen die Sicherung 1 und die Steuereinheit 4 jeweils eine Kommunikationsschnittstelle S auf.
Die Sicherung 1 ist dazu vorgesehen, im Falle einer unzulässigen Abweichung eines zu überwachenden Parameters von einer Referenz auszulösen, d. h. den Versorgungspfad zum Verbraucher 2 zu unterbrechen.
Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwei als einkanalige Einzelgeräte realisierte selbstlernende elektroni- sehe Sicherungen 1 und la vorgesehen sind. Die Sicherung 1 ist im Versorgungspfad eines Verbrauchers 2 zwischen einer Stromversorgung 3 und dem Verbraucher 2 angeordnet. Die Sicherung la befindet sich im Versorgungspfad eines Verbrauchers 2a zwischen der Stromversorgung 3 und dem Verbraucher 2a. Die Stromversorgung 3 ist an das Wechselstromnetz W angeschlossen. Dieses weist drei Phasenleiter Ll, L2, L3 und einen Nullleiter N auf, die jeweils mit einem Eingang der Stromversorgung 3 verbunden sind. Bei der Stromversorgung 3 handelt es sich um ein Netzgerät bzw. eine Gleichrichtereinheit, die an ihrem Ausgang die von den Verbrauchern 2 und 2a benötigte Versorgungsgleichspannung zur Verfügung stellt. Diese wird jeweils über eine Plusleitung + und eine Masseleitung - an die selbstlernenden elektronischen Sicherungen 1 und la und von diesen aus an die Verbraucher 2 und 2a weitergegeben. Die selbstlernenden elektronischen Sicherungen 1 und la sind weiterhin über jeweils einen Kommunikationskanal K mit einer Steuereinheit 4 verbunden. Diese ist unter anderem dazu vorgesehen, über den jeweiligen Kommunikationskanal K in den Sicherungen 1 und la gespeicherte Daten auszulesen und Befehlssignale und Daten in die Sicherungen 1 und la zu übertragen. Zu diesem Zweck weisen die Sicherungen 1 und la und auch die Steuereinheit 4 jeweils eine Kommunikationsschnittstelle S auf. Weiterhin ist auch zwischen den Sicherungen 1 und la ein Kommunikationskanal K vorgesehen. Über diesen können in der Sicherung 1 vorliegende Daten an die Sicherung la übertragen werden und umgekehrt.
Die Sicherung 1 ist dazu vorgesehen, im Falle einer unzulässigen Abweichung eines im Versorgungspfad zum Verbraucher 2 zu überwachenden Parameters auszulösen, d. h. den Versorgungspfad zum Verbraucher 2 zu unterbrechen. Die Sicherung la dient dazu, im Falle einer unzulässigen Abweichung eines im Versorgungspfad zum Verbraucher 2a zu überwachenden Parameters auszulösen, d. h. den Versorgungspfad zum Verbraucher 2a zu unterbrechen.
Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die selbstlernende elektronische Sicherung 1 als mehrkanaliges Einzelgerät realisiert ist. Diese elektronische Sicherung 1 ist in den Versorgungspfaden P, Pa, ..., Pn von Verbrauchern 2, ..., 2n zwischen einer Stromversorgung 3 und den genannten Ver- brauchern angeordnet. Die Stromversorgung ist an das Wechselstromnetz W angeschlossen. Dieses weist drei Phasenleiter Ll, L2, L3 und einen Nullleiter N auf, die jeweils mit einem Ein- gang der Stromversorgung 3 verbunden sind. Bei der Stromversorgung 3 handelt es sich um ein Netzgerät bzw. eine Gleichrichtereinheit, die an ihrem Ausgang die von den Verbrauchern benötigte Versorgungsgleichspannung zur Verfügung stellt. Diese wird über eine Plusleitung + und eine Masseleitung - an die selbstlernende elektronische Sicherung 1 und von dieser aus an die Verbraucher 2, ..., 2n weitergegeben. Zu diesem Zweck sind innerhalb der Sicherung 1 Versorgungspfade P, ... , Pn vorgesehen. Der Versorgungspfad P ist an den Verbraucher 2 angeschlossen, der Versorgungspfad Pn an den Verbraucher 2n. Weitere Verbraucher sind in der Figur 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht dargestellt.
Die selbstlernende elektronische Sicherung 1 ist weiterhin über einen Kommunikationskanal K mit einer Steuereinheit 4 verbunden. Diese ist unter anderem dazu vorgesehen, über den Kommunikationskanal K in der Sicherung 1 gespeicherte Daten auszulesen und Befehlssignale und Daten in die Sicherung 1 zu übertragen. Zu diesem Zweck weisen die Sicherung 1 und die Steuereinheit 4 jeweils eine Kommunikationsschnittstelle S auf.
Die Sicherung 1 ist dazu vorgesehen, im Falle einer unzulässigen Abweichung eines im Versorgungspfad eines der Verbrau- eher zu überwachenden Parameters auszulösen, d. h. den Versorgungspfad, in welchem die Störung auftritt, zu unterbrechen.
Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine selbst- lernende einkanalige elektronische Sicherung 1 integrierter Bestandteil einer Stromversorgungseinheit 5 ist. Die elektronische Sicherung 1 ist im Versorgungspfad eines Verbrauchers 2 zwischen einer Stromversorgung 3 und dem Verbraucher 2 angeordnet. Die Stromversorgung 3 ist an das Wechselstromnetz W angeschlossen. Dieses weist drei Phasenleiter Ll, L2, L3 und einen Nullleiter N auf, die jeweils mit einem Eingang der Stromversorgung 3 verbunden sind. Bei der Stromversorgung 3 handelt es sich um eine Gleichrichtereinheit, die an ihrem Ausgang die vom Verbraucher 2 benötigte Versorgungsspannung zur Verfügung stellt und zusammen mit der selbstlernenden elektronischen Sicherung integrierter Bestandteil der Strom- Versorgungseinheit 5 ist. Die von der Gleichrichtereinheit 3 bereitgestellte Versorgungsgleichspannung wird über eine Plusleitung + und eine Masseleitung - an die selbstlernende elektronische Sicherung 1 und von dieser aus an den Verbraucher 2 weitergegeben. Die selbstlernende elektronische Siche- rung 1 ist weiterhin über einen Kommunikationskanal K mit einer Steuereinheit 4 verbunden. Diese ist unter anderem dazu vorgesehen, über den Kommunikationskanal K in der Sicherung 1 gespeicherte Daten auszulesen und Befehlssignale und Daten in die Sicherung 1 zu übertragen. Zu diesem Zweck weisen die Si- cherung 1 und die Steuereinheit 4 jeweils eine Kommunikationsschnittstelle S auf.
Die Sicherung 1 ist dazu vorgesehen, im Falle einer unzulässigen Abweichung eines zu überwachenden Parameters von einer Referenz auszulösen, d. h. den Versorgungspfad zum Verbraucher 2 zu unterbrechen.
Die Figur 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine ehrka- nalige selbstlernende elektronische Sicherung 1 integrierter Bestandteil einer Stromversorgungseinheit 5 ist. Die Sicherung 1 ist in den Versorgungspfaden P, Pa, ..., Pn von Verbrauchern 2, ..., 2n zwischen einer Stromversorgung 3 und den genannten Verbrauchern angeordnet. Die Stromversorgung 3 ist an das Wechselstromnetz W angeschlossen. Dieses weist drei Phasenleiter Ll, L2, L3 und einen Nullleiter N auf, die jeweils mit einem Eingang der Stromversorgung 3 verbunden sind. Bei der Stromversorgung 3 handelt es sich um eine Gleichrichtereinheit, die an ihrem Ausgang die von den Verbrauchern benötigte Versorgungsgleichspannung zur Verfügung stellt und zusammen mit der selbstlernenden elektronischen Sicherung 1 integrierter Bestandteil der Stromversorgungseinheit 5 ist. Die von der Gleichrichtereinheit 3 bereitgestellte Versor- gungsgleichspannung wird über eine Plusleitung + und eine Masseleitung - an die selbstlernende elektronische Sicherung 1 und von dieser aus an die Verbraucher 2, ..., 2n weitergegeben. Zu diesem Zweck sind innerhalb der Sicherung 1 Versorgungspfade P, ..., Pn vorgesehen. Der Versorgungspfad P ist an den Verbraucher 2 angeschlossen, der Versorgungspfad Pn an den Verbraucher 2n. Weitere Verbraucher sind in der Figur 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht dargestellt.
Die selbstlernende elektronische Sicherung 1 ist weiterhin über einen Kommunikationskanal K mit einer Steuereinheit 4 verbunden. Diese ist unter anderem dazu vorgesehen, über den Kommunikationskanal K in der Sicherung 1 gespeicherte Daten auszulesen und Befehlssignale und Daten in die Sicherung 1 zu übertragen. Zu diesem Zweck weisen die Sicherung 1 und die Steuereinheit 4 jeweils eine Kommunikationsschnittstelle S auf.
Die Sicherung 1 ist dazu vorgesehen, im Falle einer unzulässigen Abweichung eines im Versorgungspfad eines der Verbraucher zu überwachenden Parameters auszulösen, d. h. den Versorgungspfad, in welchem die Störung auftritt, zu unterbrechen.
Die Figur 6 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise einer selbstlernenden elektronischen Sicherung gemäß der Erfindung.
Eine selbstlernende elektronische Sicherung ist dazu vorgesehen, im Falle einer unzulässigen Abweichung eines zu überwachenden Parameters von einer Referenz auszulösen, d. h. den Versorgungspfad des Verbrauchers, in welchem die unzulässige Abweichung auftritt, zu unterbrechen. Um eine derartige unzu- lässige Abweichung zu erkennen, erfolgt mittels einer Detektoreinheit zunächst eine Erfassung des zu überwachenden Parameters. Der zu überwachenden Parameter kann - wie bereits oben ausgeführt wurde - die elektrische Spannung, der Strom, die Leistung oder ein Umweltparameter sein.
Die von der Detektoreinheit erfassten Werte werden innerhalb der Sicherung einer Auswerteelektronik zugeführt, die die erfassten Werte mit einer Referenz vergleicht. Bei dieser Referenz kann es sich um Eckwerte wie einen Maximalwert und/oder einen Minimalwert oder um eine Hüllkurve handeln.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Referenz von der elektrischen Sicherung im Rahmen eines Selbstlernvorgangs ermittelt. Dieser Selbstlernvorgang erfolgt innerhalb eines Messzeitfensters M, welches vom Zeitpunkt tl bis zum Zeitpunkt t2 reicht. Der Messvorgang wird entweder automatisch durch einen internen Triggerimpuls, einen externen Triggerimpuls von der Steuereinheit 4 oder einen manuellen Bedienbefehl in die Wege geleitet. Die Länge des Messzeitfensters M ist vorzugsweise einstellbar, wobei diese Einstellung entweder über die Steuereinheit 4 oder über einen manuellen Be- dienbefehl erfolgt.
Das Messzeitfenster ist so gelegt, dass der Messvorgang innerhalb eines Zeitraums erfolgt, in welchem die Anlage, innerhalb derer sich die Stromversorgung, die Sicherung und der bzw. die Verbraucher befinden, im ungestörten Normalbetrieb arbeiten. In diesem Zeitraum können und sollen durchaus Belastungsspitzen auftreten, die im späteren Überwachungsbetrieb aber nicht zu einem Auslösen der Sicherung führen sollen.
Beispielsweise wird innerhalb des Messzeitfensters der Verlauf des zu überwachenden Parameters detektiert, wie er in der Figur 6 durch die dickgezeichnete Linie zwischen den Zeitpunkten tl und t2 veranschaulicht ist. Die detektierten Messwerte werden der Auswerteelektronik zugeführt, die aus den detektierten Messwerten die Referenz ermittelt. Vorzugsweise geschieht dies unter Berücksichtigung eines Toleranzab- Standes. Dies ist in der Figur 6 durch die dick gezeichnete gestrichelte Linie zwischen den Zeitpunkten tl und t2 angedeutet. Dient beispielsweise der Kurvenverlauf der Spannung als Referenz, dann wird im späteren Überwachungsbetrieb eine unzulässige Abweichung des zu überwachenden Parameters „Spannung* dann erkannt, wenn die gemessene Spannung außerhalb der in der Figur β durch die dick gezogene und die dicke gestrichelte Linie veranschaulichten Hüllkurve liegt.
Alternativ zu einer Hüllkurve können auch der im Messzeitfenster M ermittelte Minimalwert und Maximalwert, vorzugsweise nach Berücksichtigung eines Toleranzabstandes, als Referenz verwendet werden. In diesem Fall wird im späteren Überwachungsbetrieb eine unzulässige Abweichung des zu überwa- chenden Parameters „Spannung* dann erkannt, wenn die gemessene Spannung entweder den ggf. mit einem Toleranzabstand beaufschlagten Maximalwert überschreitet oder den ggf. mit einem Toleranzabstand beaufschlagten Minimalwert unterschreitet.
Alternativ zur Hüllkurve oder dem Maximal- und Minimalwert kann auch das differentielle Verhalten dU/dt des zu überwachenden Parameters als Referenz verwendet werden. Dies ist in der Figur 6 durch das in der Bildmitte gezeichnete Dreieck und den strichpunktierten Signalverlauf veranschaulicht. In diesem Fall wird im Messzeitfenster von der Auswerteelektronik eine Ermittlung des differentiellen Verhaltens des zu überwachenden Parameters durchgeführt und daraus zulässige Grenzwerte abgeleitet. Werden diese dann im späteren Überwa- chungsbetrieb überschritten, dann wird auf das Vorliegen einer unzulässigen Abweichung von der Referenz geschlossen und das Auslösen der elektronischen Sicherung herbeigeführt.
Die Figur 7 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer elektronischen Sicherung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel. Die dargestellte elektronische Sicherung 1 weist einen Eingang E auf, an dem die von der Stromversor- gung gelieferte positive Versorgungsgleichspannung anliegt. An diesen Eingang E ist eine Parallelschaltung von Versorgungspfaden P, Pa, Pb, ..., Pn angeschlossen. Jeder dieser Versorgungspfade weist eine Reihenschaltung auf, die eine als Leitungsschutz dienende Schmelzsicherung 6, einen elektronischen Schalter 7 und eine Detektoreinheit 8 enthält. Der Ausgang der Detektoreinheit 8 ist mit einer jeweils zugehörigen Last 2, 2a, 2b, ..., 2n verbunden. Weiterhin sind die Ausgänge der Detektoreinheiten 8 an einen Schaltungsblock 9 ange- legt, der einen Analog-Digital-Wandler und einen n-fach-Spei- cher aufweist. Der n-fach-Speicher ist zur Abspeicherung von Messwerten vorgesehen, die mittels der Detektoreinheiten 8 erfasst werden.
Der Ausgang des Schaltungsblockes 9 ist über einen Multiple- xer 10 mit einem Schaltungsblock 11 verbunden, der eine Auswertelogik und einen weiteren Speicher aufweist. Dieser weitere Speicher ist zur Abspeicherung der Referenz und der weiteren Daten vorgesehen, die zur Ermittlung der Referenz und zur Beurteilung der Abweichung eines zu überwachenden Parameters notwendig sind. Dazu gehören beispielsweise die Informationen über Toleranzabstände, die Dauer des Zeitfensters und den momentan eingestellten Überwachungsmodus.
Mittels der Auswertelogik wird im Rahmen des beschriebenen Selbstlernvorganges die Referenz ermittelt. Weiterhin dient die Auswertelogik dazu, die von den Detektoreinheiten 8 gelieferten Messdaten nach ihrer Digitalisierung mit der Referenz zu vergleichen und zu ermitteln, ob die Messdaten eine unzulässige Abweichung von der Referenz aufweisen. Ist das der Fall, dann generiert eine mit der Auswertelogik 11 verbundene Steuerlogik 12 ein Schaltsignal für den Schalter in demjenigen Versorgungspfad, in welchem die unzulässige Abweichung aufgetreten ist. Durch dieses Schaltsignal wird der ge- nannte Schalter geöffnet und damit der Versorgungspfad unterbrochen. Die anderen Versorgungspfade, in denen keine unzulässigen Abweichungen des zu überwachenden Parameters von der Referenz vorliegen, bleiben durchlässig, so dass die daran angeschlossenen Verbraucher weiterhin stromversorgt werden.
Die in der Figur 7 dargestellte elektronische Sicherung 1 ist weiterhin mit einem Taster 13 versehen, mittels dessen der Selbstlernvorgang manuell aktivierbar ist. Weiterhin ist die in der Figur 7 gezeigte elektronische Sicherung 1 mit einem an die Steuerlogik 12 angeschlossenen einstellbaren Widerstand versehen, mittels dessen die Auslösecharakteristik des elektronischen Schalters 1 einstellbar ist.
Die in der Figur 7 dargestellte Auswerteelektronik, der die Schaltungsblöcke 9 - 12 angehören, ist vorzugsweise in Form eines Mikrocomputers realisiert, der in das Gehäuse der elektronischen Sicherung 1 eingebaut ist.
Das von der Stromversorgung gelieferte Massesignal ist mit den Masseanschlüssen der Verbraucher 2, 2a, 2b, ..., 2n verbunden.
Die Figur 8 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer elektronischen Sicherung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dieses stimmt mit dem ersten Ausführungsbeispiel weitgehend überein und unterscheidet sich von diesem dadurch, dass die Reihenfolge der Schaltungsblöcke 9 und 10 vertauscht ist. Folglich sind bei dem in der Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel die Ausgänge der Detektorein- heiten 8 mit dem Multiplexer 10 verbunden. Dessen Ausgangssignale werden über den Analog-Digital-Wandler 9 an den Schaltungsblock 11 weitergegeben, der die Auswertelogik und den Speicher enthält, der zur Abspeicherung der Referenz und zur Beurteilung der Abweichung eines zu überwachenden Parameters notwendig sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Schaltungsblock 9 kein Speicher notwendig.
Die Figur 9 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer elektronischen Sicherung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Dieses stimmt mit dem zweiten Ausführungsbeispiel weitgehend überein und unterscheidet sich von diesem dadurch, dass die elektronische Sicherung zusätzlich ein Lesegerät 15 aufweist. Mittels dieses Lesegerätes können unter Verwendung eines Datenträgers extern konfigurierte Daten, beispielsweise extern konfigurierte Auslösecharakteristiken, in die Auswerteelektronik übertragen werden. Diese Daten werden dann zur Ermittlung der Referenz und/oder der Prüfung, ob eine unzulässige Abweichung eines zu überwachenden Parameters von der Referenz vorliegt, verwendet.
Eine elektronische Sicherung gemäß der Erfindung kann zusätzlich zu den in den Figuren 7 - 9 gezeigten Bestandteilen eine Anzeigeeinheit enthalten, mittels welcher die Zustände der Schalteinheiten 7 und/oder weitere Informationen signalisiert werden.
Bei der in der Figur 9 gezeigten Einheit 15 muss es sich nicht um ein Lesegerät handeln, das zum Auslesen von auf ei- nem Datenträger abgespeicherten Informationen vorgesehen ist. Die Einheit 15 kann auch eine Schnittstelle sein, über welche die elektronische Sicherung 1 mit einer externen Steuereinheit oder einer weiteren elektronischen Sicherung bidirektional und drahtlos in Verbindung steht.

Claims

Patentansprüche
1. Elektronische Sicherung, die im Falle einer unzulässigen Abweichung eines zu überwachenden Parameters von einer Refe- renz auslöst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie die Referenz im Rahmen eines Selbstlernvorgangs ermittelt .
2. Elektronische Sicherung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie eine Detektoreinheit
(8), die innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Messwerte des zu überwachenden Parameters erfasst, und eine Auswerteelektronik (9 - 12) , die durch eine Auswertung der Messwerte die Referenz ermittelt, umfasst.
3. Elektronische Sicherung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswerteelektronik die Referenz durch eine Auswertung des gemessenen Minimal- und/oder Maximalwertes des Parameters ermittelt.
4. Elektronische Sicherung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswerteelektronik die Referenz unter Berücksichtigung eines Toleranzabstandes ermittelt.
5. Elektronische Sicherung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Referenz durch eine Hüllkurve definiert ist.
6. Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 2 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dauer des Zeitfensters einstellbar ist.
7. Elektronische Sicherung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zwischen verschiedenen Überwachungsmodi umschaltbar ist.
8. Elektronische Sicherung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zu den Überwachungsmodi ein Spannungsüberwachungsmodus, ein Stromüberwachungsmodus, ein Leistungsüberwachungsmodus und/oder ein Umweltparameter- Überwachungsmodus gehören.
9. Elektronische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie als Standalonegerät ausgeführt ist.
10. Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie integrierter Bestandteil einer Stromversorgungseinheit (5) ist.
11. Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie als Modul ausgebildet ist, das an ein Gerät andockbar ist.
12. Elektronische Sicherung nach einem der vorhergehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie eine Kommunikationsschnittstelle (K) aufweist.
13. Elektronische Sicherung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kommunikations- Schnittstelle eine Busschnittstelle, eine Schnittstelle zum Anschluss an das Internet, eine GSM-Schnittstelle, eine UMTS- Schnittstelle, eine USB-Schnittstelle oder eine Funkschnittstelle ist
14. Elektronische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie vor Ort bedienbar ist.
15. Elektronische Sicherung nach einem der vorhergehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie fernbedienbar ist.
16. Elektronische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie einkanalig ausgeführt ist.
17. Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 1 - 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie mehr- kanalig ausgeführt ist.
18. Elektronische Sicherung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswerteelektronik (9 - 12) eine Abschaltsequenz initiiert, die den Strompfad eines Verbraucherstranges mittels elektronischen Schaltens hochoh- mig werden lässt.
19. Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 2 - 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Beginn des Zeitfensters durch einen externen Triggerimpuls oder einen Bedienbefehl festgelegt wird.
20. Elektronische Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie einen Speicher aufweist, in welchem die Messwerte und/oder die Referenz abgespeichert sind.
21. Elektronische Sicherung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Speicher ein interner Festspeicher ist.
22. Elektronische Sicherung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Speicher ein mobiles
Speichermedium ist.
23. Elektronische Sicherung nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Speicher ein Memory Stick, eine Speicherkarte oder eine Chipkarte ist.
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