TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiteranordnung nach Anspruch 1.

STAND DER TECHNIK

Photo oltaik- Anlagen haben, wie jede andere elektrische Anlage, ein gewisses Betriebsrisiko. Die häufigsten Ausfallursachen sind defekte Bypassdioden, mangelhaft ausgeführte oder marode elektrische Kontakte innerhalb der Anschlussdose sowie im Laufe der Zeit versagende Solarstecker.

Häufige Gründe für den Ausfall der Solarstecker sind mangelhaft ausgeführte Crimpungen und Kreuzverbau von Steckern. Kreuzverbau bedeutet das Zusammenstecken von verschiedenen Steckern, welche auf dem ersten Blick mechanisch ineinander passen, aber auf den zweiten Blick nicht zusammen passende mechanische Toleranzen und/oder ungeeignete Kontaktmaterialpaarungen haben. Zum Teil ist dieser Kreuzverbau unbeabsichtigt erfolgt, zum Beispiel wenn unwissend Stecker-Plagiate verwendet wurden. Versagende Solarstecker zeigen nach einer Weile einen erhöhten Kontaktwiderstand, wodurch sie heiß werden. Dadurch wächst der Kontaktwiderstand immer schneller, bis der Kontakt abreisst und ein Lichtbogen zündet. Dieser Lichtbogen ist eine gefährliche Zündquelle für Brände. Zur Abhilfe werden Lichtbogenüberwachungsanlagen eingesetzt. Diese greifen jedoch sehr spät in der Schadenskette und sind technisch aufwendig, zeitkritisch, weil sie sehr schnell nach der Ausbildung eines Lichtbogens abschalten müssen, und auch fehleranfällig. Aber auch in anderen Gebieten der elektrischen Leiteranordnungen entstehen im Zusammenhang mit Fehlerzuständen ebenfalls ähnliche Probleme, wobei auch hier die Erkennung von Fehlerzuständen, die zu einer Erhöhung der Temperatur führen, wichtig ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von den genannten Problemen ist unter anderen eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere soll für die Überwachung von Solarmodulen oder anderen technischen Einrichtung eine Lösung bereitgestellt werden, welche zeitlich früh eine Warnung ermöglicht. Insbesondere soll die Warnung vor einer allfälligen Detektion des Lichtbogens oder einer übermässigen Erwärmung der technischen Einrichtung erfolgen. Diese Aufgabe löst die elektrische Leiteranordnung von Anspruch 1.

Die elektrische Leiteranordnung umfasst mindestens ein elektrischer Leistungsleiter mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, wobei der Leistungsleiter, insbesondere mit dem vorderen Ende, derart mit einem Elektrobauteil elektrisch leitend in Verbindung steht, dass elektrische Energie vom Elektrobauteil wegführbar bzw. zum Elektrobauteil zuführbar ist, und ein mit dem Leistungsleiter in Verbindung stehendem Temperaturerfassungselement mit einem ersten Messleiter und einem zweiten Messleiter, welcher erste Messleiter und welcher zweite Messleiter an einer Messstelle miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Das Temperaturerfassungselement ist zur Bereitstellung von einer Spannung, die einer an der Messstelle vorliegenden Temperatur entspricht, konfiguriert bzw. ausgebildet bzw. bereitgestellt. Der besagte Leistungsleiter und das Temperaturerfassungselement sind gemeinsam in der Leiteranordnung integriert.

Durch die Integration des Temperaturerfassungselementes in die Leiteranordnung kann das Temperaturerfassungselement einfach an die Stelle, bei welcher die Temperatur vorteilhaft zu messen ist, geführt werden. Darüber hinaus kann die Spannung an vielen Stellen in der Leitanordnung abgegriffen werden. Vorzugsweise erstrecken sich die Messleiter über im Wesentlichen die gleiche Länge wie der mindestens eine Leistungsleiter.

Vorzugsweise umfasst der Leistungsleiter mehrere Litzen. Besonders bevorzugt ist mindestens einer der Messleiter in der Kabelseele integriert, wobei insbesondere der Messleiter durch eine Lackschicht ummantelt ist und daher vom Leistungsleiter elektrisch isoliert ausgebildet ist. Andere Arten der Isolation wie beispielsweise eine dünne Kunststoffschicht oder ein Gewebe sind auch denkbar. Vorzugsweise ist das Elektrobauteil eine Solarpaneele oder ein Roboter oder ein Fahrzeug. Das Elektrobauteil kann aber auch ein anderes Elektrobauteil, wie beispielsweise eine Steckeranordnung, sein.

Vorzugsweise ist das Temperaturerfassungselement derart konfiguriert, dass ein Fehlerzustand im und/oder am Elektrobauteil erkennbar ist. Es können aber auch andere Fehlerzustände erkannt werden, wie beispielsweise eine Erwärmung über die Länge der Leiteranordnung.

Die elektrische Leiteranordnung ist vorzugsweise ein Kabel, wobei sowohl der mindestens eine Leistungsleiter als auch das Temperaturerfassungselement integralen Bestandteil des Kabels sind.

Die elektrische Leiteranordnung kann auch eine Stromschiene sein, wobei sowohl der mindestens eine Leistungsleiter als auch das Temperaturerfassungselement integralen Bestandteil der Stromschiene sind.

In einer ersten Ausführungsform ist der erste Messleiter der besagte Leistungsleiter und der zweite Messleiter ist ein Hilfsleiter. Der Hilfsleiter ist dabei zusätzlich zum Leistungsleiter in der Leiteranordnung angeordnet.

In einer ersten Ausbildung der ersten Ausführungsform sind der zweite Messleiter und der Leistungsleiter aus dem gleichen Material, wobei der elektrische Widerstand des Messleiters und der elektrische Widerstand des Leistungsleiters sich während des Betriebes aufgrund von Temperatureigenschaften von den Leitern verändern, insbesondere unterschiedlich zueinander werden.

Mit anderen Worten gesagt: Beim Stromfluss durch den Leistungsleiter ist zwischen dem Messleitung und dem Leistungsleiter eine Spannung abgreifbar, wobei basierend auf der Spannung ein Fehlerzustand, insbesondere eine erhöhte Temperatur feststellbar ist. Die Materialien weisen einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand auf, so dass die zwischen Messleiter und Leistungsleiter abgegriffene elektrische Spannung nicht nur ström- sondern auch temperaturabhängig ist. Hierdurch kann auf die Temperatur im Bereich der Messstelle geschlossen werden. Diese Spannung ist nur von der Art des Leistungsleiters abhängig und kann bei Stromfluss im Leistungsleiter immer gemessen werden.

In einer zweiten Ausbildung der ersten Ausführungsform sind der zweite Messleiter und der Leistungsleiter aus unterschiedlichem Material. Der Materialunterschied ist dabei derart, dass das Temperaturerfassungselement in der Gestalt eines Thermoelementes bereitstellbar ist, wobei der Leistungsleiter als ersten Thermoelementleiter und der zweite Messleiter als zweiter Thermoelementleiter wirken. Mit anderen Worten gesagt ist ein Thermoelement vorgesehen, bei dem der erste Thermoelementleiter der besagte Leistungsleiter und der zweite Thermoelementleiter ein Hilfsleiter ist. Der Hilfsleiter ist dabei zusätzlich zum Leistungsleiter in der Leiteranordnung angeordnet. Bei dem elektrischen Kontakt unterschiedlicher Materialien kann sich bei unterschiedlicher Temperatur zwischen vorderem Ende und hinterem Ende eine Thermospannung ausbilden. Diese überlagert die im Zusammenhang mit der ersten Ausbildung beschriebene Spannung, wodurch sich die Amplitude der zwischen Messleiter und Leistungsleiter gemessenen Spannung erhöhen kann. Insbesondere ist diese Überlagerungsspannung, welche auch als Thermospannung bezeichnet werden kann, auch ohne Stromfluss messbar, nämlich dann wenn sich das vordere Ende und das hintere Ende auf unterschiedlicher Temperatur befinden. Bezüglich beiden Ausbildungen wird also an der elektrischen Messstelle zwischen Messleiter und Leistungsleiter wird in Form der Spannung U die Temperatur an der Messstelle abgefragt. Zum einen dient dazu der temperaturabhängige Leitungswiderstand nach der ersten Ausbildung und zum anderen ist der Hilfsleiter nach der zweiten Ausbildung durch ein anderes Material als der Leistungsleiter ausgebildet. Dadurch ergibt sich als Messspannung die Summe aus Thermospannung und Spannungsabfall am Leitungswiderstand.

Die Ermittlung der Temperatur kann vorzugsweise absolut erfolgen, wenn der im Leistungsleiter fliessende Strom bekannt ist. Sofern dieser Strom nicht bekannt ist, kann die Spannung nur relativ erfasst werden, was aber immer noch einen Rückschluss auf eine Temperaturerhöhung zulässt. Sofern dennoch das Bedürfnis eines absoluten Wertes besteht, so kann ein Wechselstrom zwischen Messleiter und Leistungsleiter aufmoduliert werden, wobei dieser dann bekannt ist und damit kann aus dem Wechselspannungssignal an der Messstelle die absolute Temperatur sowie der Strom im Leistungsleiter berechnet werden.

Diese erste Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Leistungsleiter nicht nur zur Übertragung von elektrischer Energie dient, sondern zugleich als Messleiter bzw. als Schenkel des Thermoelementes einsetzbar ist.

Die erste Ausführungsform ist zudem vorteilhaft, weil die Spannung des Messsignals grösser ist wegen der Addierung von der Thermospannung und vom Spannungsabfall über den Leistungsleiter.

Beispielsweise ist in dieser ersten Ausführungsform denkbar, dass eine Litze oder eine Litzengruppe des Leistungsleiters mit dem Hilfsleiter verbunden wird.

Vorzugsweise ist in der ersten Ausführungsform der zweite Messleiter bzw. der Hilfsleiter vom besagten Leistungsleiter abgesehen vom Bereich der Messstelle elektrisch isoliert. Beispielsweise mit einer Lackschicht.

Vorzugsweise stehen in der ersten Ausführungsform bei der Messstelle der Leistungsleiter und der zweite Messleiter bzw. Hilfsleiter über eine kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung elektrisch leitend miteinander in Verbindung. Vorzugsweise wird in der ersten Ausführungsform der zweite Messleiter bzw. der Hilfsleiter in Laufrichtung des Leistungsleiters vor der Messstelle vom Leistungsleiter weggeführt, derart, dass das Ende des Hilfsleiter, welches Teil der Messstelle ist, ein freies Ende bildet, welches im Wesentlichen frei platzierbar ist. Vorzugsweise ist der Hilfsleiter durch die Isolation des Leistungsleiters nach aussen weggeführt. Vorzugsweise steht das freie Ende des Hilfsleiters elektrisch leitend mit dem Leistungsleiter in Verbindung.

In einer ersten Variante steht der zweite Messleiter bzw. der Hilfsleiter direkt mit dem Leistungsleiter in Verbindung. In einer zweiten Variante steht der zweite Messleiter bzw. der Hilfsleiter indirekt über ein elektrisch leitendes Überbrückungsstück zwischen Messstelle und Leistungsleiter mit dem Leistungsleiter in Verbindung.

Die Variante mit dem Überbrückungsstück hat den Vorteil, dass je nach Länge des Überbrückungsstückes die freie Platzierung der Messstelle weg von der Längsrichtung der Leitanordnung verbessert werden kann.

In einer zweiten Ausführungsform sind der erste Messleiter und der zweite Messleiter zusätzlich zum Leistungsleiter in der Leiteranordnung angeordnet. Die Leiteranordnung umfasst in dieser zweiten Ausführungsform also den Leistungsleiter und zwei Messleiter.

In einer ersten Ausbildung der zweiten Ausfuhrungsform sind der erste Messleiter und der zweite Messleiter aus dem gleichen Material, wobei der elektrische Widerstand des ersten Messleiters und der elektrische Widerstand des zweiten Messleiters sich während des Betriebes aufgrund von Temperatureigenschaften der Leiter verändern, insbesondere unterschiedlich zueinander werden. Bezüglich der Auswertung wird auf obige Beschreibung im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform verwiesen. In einer zweiten Ausbildung der zweiten Ausführungsform sind der erste Messleiter und der zweite Messleiter aus unterschiedlichem Material. Der Materialunterschied ist dabei derart, dass ein Thermoelement bereitstellbar ist, wobei der erste Messleiter als ersten Thermoelementleiter und der zweite Messleiter als zweiter Thermoelementleiter wirken. Bezüglich der Auswertung wird auf obige Beschreibung im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform verwiesen.

Vorzugsweise ist in der zweiten Ausführungsform der erste Messleiter bzw. Thermoelementleiter vom zweiten Messleiter bzw. Thermoelementleiter abgesehen vom Bereich der Messstelle elektrisch isoliert und die beiden Thermoelementleiter vom Leistungsleiter elektrisch isoliert sind.

Vorzugsweise stehen in der zweiten Ausführungsform bei der Messstelle die Messleiter bzw. die Thermoelementleiter über eine kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung elektrisch leitend miteinander in Verbindung.

Die zweite Ausführungsform ist vorteilhaft, dass der Messfehler geringer ausfällt, weil der Spannungsabfall über den Leistungsleiter nicht berücksichtigt werden muss. Auch kann sich die Auswertung einfacher gestalten.

Unter Bezugnahme auf alle Ausführungsformen werden in der Folge weitere bevorzugte Ausführungen angeben.

Die Anordnung der einzelnen Leiter in der Leiteranordnung kann verschiedenartig sein, es ist insbesondere möglich,

dass mindestens einer der Messleiter bzw. Thermoelementleiter koaxial zum Leistungsleiter geführt wird; und/oder

dass sich mindestens einer der Messleiter bzw. Thermoelementleiter sich schraubenlinienförmig um den Leistungsleiter herum wickelt; und/oder

dass mindestens einer der Messleiter bzw. Thermoelementleiter sich parallel zum

Leistungsleiter erstreckt; und/oder

dass mindestens einer der Messleiter bzw. Thermoelementleiter mit dem Leistungsleiter verdrillt oder verflochten ist; und/oder dass eine Abschirmung die Messleiter bzw. Thermoelementleiter und/oder den Leistungsleiter umgibt; und/oder

dass eine Isolation die Messleiter bzw. Thermoelementleiter und/oder den Leistungsleiter umgibt.

Besonders bevorzugt ist der Messleiter bzw. der Thermoelementleiter koaxial zum Leistungsleiter angeordnet. Dies insbesondere in der ersten Ausfuhrungsform.

Vorzugsweise ist der Leistungsleiter als Volldraht oder als Litze mit Feindraht oder Feinstdraht ausgebildet.

Vorzugsweise liegt die Messstelle in allen Ausführungsformen im Bereich des vorderen Endes des Leistungsleiters. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Leistungsleiters um einen Faktor im Bereich von 1 bis 1300, insbesondere 48 bis 130, grösser ist als der Querschnitt der Messleiter. Andere Faktoren sind auch denkbar.

Vorzugsweise ist der Querschnitt des Leistungsleiters im Bereich von 0.75 mm ^A 2 bis 10 mm ^A 2. Andere Bereiche sind auch denkbar.

Der Leistungsleiter ist vorzugsweise aus einem den elektrischen Strom gut leitenden Material, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Der Hilfsleiter bzw. die beiden Thermoleiter sind vorzugsweise aus Konstantan, beispielsweise 53..57%Cu, 43..45%Ni,0,5..1,2%Mn,<0,5%Fe, oder einer Konstantanlegierung oder aus Nickel- Chrom-Legierung. Alternativ können auch Nickel, Eisen und Aluminium in Verbindung mit Kupfer eingesetzt werden.

Vorzugsweise ist zwischen der Messstelle und dem hinteren Ende der Leiteranordnung die beiden Messleiter je eine Messschnittstelle angeordnet, über welche die Thermospannung abgreifbar ist.

Die Messschnittstelle kann verschiedenartig ausgebildet sein. Beispielsweise kann der entsprechende Leiter oder Litzen davon aus der Isolation nach aussen geführt werden oder die Leiter bzw. Litzen können durch ein Kontaktelement einer Messvorrichtung, das die Isolation durchdringt, kontaktierbar sein. Eine Anordnung umfasst einen Steckverbinder mit einem Steckverbindergehäuse sowie einem Kontaktelement und eine Leiteranordnung nach obiger Beschreibung, wobei das vordere Ende des Leistungsleiters mit dem Kontaktelement elektrisch leitend in Verbindung steht, und wobei die Messstelle mit dem Steckverbindergehäuse in thermischen Kontakt steht oder am Steckverbindergehäuse anliegt und/oder mit dem Kontaktelement in thermischen und/oder elektrischen Kontakt steht.

Das Kontaktelement kann beispielsweise für die Aufnahme eines Stiftes als Buchse oder für die Aufnahme einer Buchse als Stift ausgebildet sein. Der Steckverbinder kann also als Buchsenseite oder als Stiftseite ausgebildet sein.

Vorzugsweise liegt die Messstelle innerhalb oder ausserhalb des Steckverbindergehäuses oder in der Wandung des Steckverbindergehäuses. Durch die entsprechende Positionierung der Messstelle kann die Temperatur an unterschiedlichen Stellen erfasst werden. Die Anordnung kann beispielsweise elektrisch leitend mit einer Anschlussdose, insbesondere für ein Photovoltaikmodul, verbunden sein. Das heisst die Anschlussdose umfasst mindestens eine der besagten Anordnungen.

Eine Anschlussdosenanordnung, insbesondere für ein Photovoltaikmodul, umfasst eine Anschlussdose, mindestens eine Leiteranordnung nach obiger Beschreibung, mindestens ein elektrisches Leiterelement, und mindestens eine Schnittstelle. Das elektrische Leiterelement ist vorzugsweise im Inneren der Anschlussdose angeordnet.

An die Schnittstelle ist ein externes elektrisches Element anschliessbar. Das externe Element kann beispielsweise ein Solarkabel oder eine weitere Anschlussdose sein. Die elektrischen Leiterelemente sind mit einer Solarpaneele zur Wegführung von elektrischer Energie elektrisch leitend in Verbindung bringbar. Die mindestens eine Leiteranordnung nach obiger Beschreibung steht, vorzugsweise über den Leistungsleiter, mit dem mindestens einen elektrischen Leiterelement elektrisch leitend in Verbindung und die Leiteranordnung mündet in die Schnittstelle, in welcher der Leistungsleiter mit dem externen elektrischen Element elektrisch leitend verbindbar ist. Die Leiteranordnung nach obiger Beschreibung bildet also das Verbindungsglied zwischen den Leiterelementen in der Anschlussdose und der Schnittstelle, an welche ein Kabel zur Wegführung der Energie oder ein anderes elektrisches Element angeschlossen werden kann. Die elektrischen Leiterelemente können beispielsweise eine in der Anschlussdose angeordnete Platine, eine Leiterplatte und/oder Leitbleche sein. Andere Arten von Leiterelementen sind auch denkbar. Mit diesen Leiterelementen steht insbesondere der Leistungsleiter der Anschlussdose in elektrisch leitender Verbindung. Der Leistungsleiter steht über eine stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung mit dem mindestens einen elektrischen Leiterelement in Kontakt.

Das elektrische Leiterelement kann mindestens ein elektrisches Freilaufelement, wie eine Freilaufdiode oder ein Cool Bypass Switch, umfassen.

Die besagte Schnittstelle, an welche das externe elektrische Element anschliessbar ist, ist in einer ersten Variante ein entfernt von der Anschlussdose angeordneter und mit der Leiteranordnung in Verbindung stehender Steckverbinder mit mindestens einem Steckverbindergehäuse und einem elektrischen Kontaktelement, wobei die Leiteranordnung vom Inneren der Anschlussdose nach aussen geführt wird und mit dem elektrischen Kontaktelement im Steckverbindergehäuse in elektrischem Kontakt steht. Die Messstelle liegt vorzugsweise im Bereich des Steckverbinders. Der Leistungsleiter steht elektrisch leitend mit dem elektrischen Kontaktelement des Steckverbinders in elektrischem Kontakt. Das besagte externe elektrische Element kann dann mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden werden.

Besonders bevorzugt steht die Messstelle mit dem Steckverbindergehäuse in thermischen Kontakt bzw. liegt am Steckverbindergehäuse an und/oder steht mit dem Kontaktelement in thermischen und/oder elektrischem Kontakt.

Die besagte Schnittstelle nach der ersten Variante kann die Gestalt der oben beschriebenen Anordnung mit dem Steckverbindergehäuse sowie dem elektrischen Kontaktelement aufweisen.

Die besagte Schnittstelle, an welche das externe elektrische Element anschliessbar ist, ist in einer zweiten Variante ein an der Anschlussdose integral angeformtes Steckgesicht mit einem Kontaktelement, wobei die Leiteranordnung im Innern der Anschlussdose zum Steckgesicht geführt wird, wobei das vordere Ende des Leistungsleiters mit dem Kontaktelement elektrisch leitend in Verbindung steht, und wobei die Messstelle vorzugsweise im Bereich des Steckgesichts liegt. Die Messstelle liegt also in dem Bereich, in welchem ein Kabel an das Anschlussdosengehäuse angeschlossen wird. Hierdurch kann die Temperatur im Bereich des Übergangs zwischen dem externen elektrischen Element und der Leiteranordnung gut erfasst werden. Der Leistungsleiter steht elektrisch leitend mit dem elektrischen Kontaktelement des Steckverbinders in elektrischem Kontakt. Das besagte externe elektrische Element kann dann mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbunden werden.

Die besagte Schnittstelle nach der zweiten Variante kann die Gestalt der oben beschriebenen Anordnung mit dem Steckverbindergehäuse sowie dem elektrischen Kontaktelement aufweisen, wobei das Steckverbindergehäuse einen integralen Teil der Anschlussdose bildet.

Mit anderen Worten gesagt, bildet das Steckverbindergehäuse nach der ersten Variante in der zweiten Variante einen integralen Bestandteil der Anschlussdose.

In beiden Varianten steht das hintere Ende der Leiteranordnung vorzugsweise mit den elektrischen Leiterelementen der Anschlussdose elektrisch leitend in Verbindung. Das Kontaktelement kann in beiden Varianten für die Aufnahme eines Stiftes als Buchse oder für die Aufnahme einer Buchse als Stift ausgebildet sein. Vorzugsweise liegt die Messschnittstelle, an welcher die Thermospannung von den Thermoelemenleitern abgegriffen werden kann, im Inneren der Anschlussdose. Für die Messung der Thermospannung ist vorzugsweise ein Messelement im Inneren der Anschlussdose angeordnet. Das Messelement kann beispielsweise Teil der Leiteranordnung sein.

In der ersten Variante liegt die Messstelle, an welcher die beiden Messleiter elektrisch miteinander verbunden sind, vorzugsweise innerhalb oder ausserhalb des Steckverbindergehäuses oder in der Wandung des Steckverbindergehäuses. Durch die Anordnung der Messstelle im Bereich des Steckverbindergehäuses kann die Temperatur vom Übergang des elektrischen Leiterelements der Anschlussdose zum Kontaktelement des Steckverbinders optimal gemessen werden.

In der zweiten Variante liegt die Messstelle vorzugsweise innerhalb oder ausserhalb des Steckverbindergesichts bzw. der Anschlussdose oder in der Wandung der Anschlussdose.

Vorzugsweise ist im Inneren der Anschlussdose nach den beiden Ausführungsformen eine Sensoreinheit mit mindestens einem Temperatursensor, der zur Messung der Temperatur des Freilaufelementes und zur Bereitstellung von entsprechenden Temperaturdaten konfiguriert ist, und einem Kommunikationselement, das zur Weitergabe der gemessenen Temperaturdaten an entfernte Auswerteeinheiten konfiguriert ist, angeordnet sind. Alternativ zur Sensoreinheit kann die Diode selbst durch die Temperaturabhängigkeit der Durchlass-Spannung der Temperatursensor sein. Vorzugsweise sind vom Temperatursensor gemessenen Temperaturdaten und die vom besagten Temperaturerfassungselement bereitgestellte Spannung für die Erkennung eines Fehlerzustandes kombinierbar.

Ein Verfahren zur Messung der Temperatur mit der oben beschriebenen Leiteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung zwischen der Messstelle und den Temperaturerfassungselement im Bereich der Messschnittstelle bzw. am hinteren Ende gemessen wird und dass anhand dieser Spannung die Temperatur bestimmt wird. In der Ausführung, in welcher der Leistungsleiter als Messleiter eingesetzt wird, ergibt sich eine Überlagerung der Thermospannung mit dem Spannungsabfall im Leistungsleiter. Dieser Spannungsabfall muss bei der Auswertung der Spannung bzw. bei der Bestimmung der Temperatur berücksichtigt werden.

Vorgegebene Solldaten bezüglich der Spannung sind vorzugsweise in einer Datenbank speicherbar und die Messdaten sind mit diesen Solldaten vergleichbar.

Falls mehrere Leiteranordnungen vorgesehen sind, sind auch die Messdaten von den verschiedenen Leiteranordnungen untereinander vergleichbar.

Alternativ oder zusätzlich lassen sich in der Datenbank die durch das Temperaturerfassungselement gemessene Spannung speichern und können dann als Solldaten eingesetzt werden. Durch einen solchen relativen Vergleich können Unregelmässigkeiten im Betrieb sehr einfach erkannt werden.

Falls die Leiteranordnung in einem Solarmodul eingesetzt wird, kann ein Auswerteprogramm vorgesehen sein, das von einem Operator in der Anfangsphase angelernt wird. Beispielsweise wird das Auswerteprogramm dahingehend angelernt, dass es die regelmässige Verschattung des Solarmoduls über einen Tag gesehen abspeichert.

Bei der Auswertung der Spannung der oben genannten Anschlussdose genügt es für eine der Schnittstellen bzw. für einen der Steckverbinder eine Leiteranordnung für die Spannung vorzusehen. Die andere Kabelseite kann beispielsweise von einer benachbarten Anschlussdose überwacht werden.

Es können aber auch beide Schnittstellen bzw. Steckverbinder überwacht werden, wobei dann die Signalauswertung vereinfacht wird. Der observierte Steckverbinder wird von zwei Anschlussdosen gleichzeitig überwacht, wobei sich der Spannungsabfall am Temperaturerfassungselement auf der ersten Seite addiert und sich auf der anderen (zweiten) Seite vom Messsignal subtrahiert. Letzteres ist insbesondere bei der genannten Ausbildung des Temperaturerfassungselementes als Thermoelement zu beobachten. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Leiteranordnung gemäss einer ersten

Ausf hrungsform;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Leiteranordnung gemäss einer zweiten

Ausführungsform;

Fig. 3 eine elektrische Schaltung mit einer Leiteranordnung nach einer der vorhergehenden Figuren;

Fig. 4 eine elektrische Schaltung in einer Anschlussdose mit einer

Leiteranordnung nach einer der vorhergehenden Figuren;

Fig. 5a-5h verschiedene Leiterquerschnitte einer möglichen Leiteranordnung; und Fig. 6 eine elektrische Schaltung nach Figur 4. BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Figuren 1 und 2 werden zwei Ausführungsformen einer elektrischen Leiteranordnung 1 gezeigt. Die elektrische Leiteranordnung 1 umfasst mindestens einen Leistungsleiter 3 und ein Temperaturerfassungselement 6 zur Bereitstellung einer Spannung, die einer gemessenen Temperatur entspricht.

Der Leistungsleiter 3 weist ein vorderes Ende 4 und ein hinteres Ende 5 auf und kann insbesondere mit dem vorderen Ende 4 mit einem Elektrobauteil 2 elektrisch leitend in Verbindung gebracht werden. Hierzu kann der Leistungsleiter 3 mit einem Steckverbinder 14 versehen sein oder direkt mit Elektrobauteil 2 verbunden werden. Das Elektrobauteil 2 kann beispielsweise ein Photovoltaikmodul sein. Somit kann über den Leistungsleiter 3 elektrische Energie vom Elektrobauteil 2 weggeführt beziehungsweise zum Elektrobauteil 2 zugeführt werden. Das Elektrobauteil 2 kann verschiedenartig ausgebildet sein. Das Temperaturerfassungselement 6 weist einen ersten Messleiter 7 und einen zweiten Messleiter 8 auf. Der erste Messleiter 7 und der zweite Messleiter 8 sind aus unterschiedlichem Material und stehen an einer Messstelle 9 elektrisch leitend miteinander in Verbindung. Das Temperaturerfassungselement 6 dient zur Bereitstellung einer Spannung, insbesondere einer Thermospannung U oder ein Spannungsabfall des Leistungsleiters, die einer an der Messstelle 9 vorliegenden Temperatur T entspricht. Der Leistungsleiter 3 und das Temperaturerfassungselement 6 sind in der Leiteranordnung 1 integriert. Es wird also im Wesentlichen eine einstückige Leiteranordnung 1, welche den Leistungsleiter 3 und das Temperaturerfassungselement 6 umfasst, bereitgestellt. In der gezeigten Ausführungsform werden der Leistungsleiter 3 und das Temperaturerfassungselement 6 durch eine Isolation 10, die auch als Mantel bezeichnet werden kann, umgeben. In der ersten Ausführungsform gemäss der Figur 1 ist der erste Messleiter 7 der besagte Leistungsleiter 3. Der zweite Messleiter 8 ist ein Hilfsleiter, welcher zusätzlich zum Leistungsleiter 3 in der Leiteranordnung 1 angeordnet ist. Die Leiteranordnung 1 besteht also im Wesentlichen aus dem Leistungsleiter 3, welcher zugleich der besagte erste Messleiter 9 ist, und dem zweiten Messleiter 8. Der Leistungsleiter 3 und der zweite Messleiter 8 stehen an der Messstelle 7 miteinander in Verbindung. Hierzu kann beispielsweise eine Litze vom Leistungsleiter 3 zur Messstelle 9 weggeführt werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Leistungsleiter 3, der ohnehin vorhanden ist, nicht nur der Übertragung der Leistung dient, sondern auch als Messleiter eingesetzt werden kann. Der zweite Messleiter 8 ist vom besagten Leistungsleiter 3 abgesehen vom Bereich der Messstelle 9 elektrisch isoliert. Beispielsweise ist es denkbar, den zweiten Messleiter 8 in der Isolation 10 getrennt vom Leistungsleiter 3 anzuordnen. Bei der Messstelle 9 besteht der Leistungsleiter 3 und der zweite Messleiter 8, hier in der Gestalt des Hilfsleiters, über eine kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung elektrisch leitend miteinander in Kontakt.

Der zweite Messleiter 8 kann in dieser ersten Ausführungsform in Laufrichtung des Leistungsleiters 3 gesehen vor der Messstelle 9 vom Leistungsleiter 3 weggeführt werden. Die Wegführung ist dabei insbesondere derart, dass das Ende des Hilfsleiters 8, welches Teil der Messstelle 9 ist, ein freies Ende 11 bildet, welches bezüglich des Leistungsleiters 3 beziehungsweise der Leiteranordnung 1 im Rahmen dessen Bewegbarkeit frei platzierbar ist. Hierdurch kann die Messstelle 9 anwendungsspezifisch angeordnet werden.

In einer ersten Variante der ersten Ausführungsform stehen das zweite Temperaturerfassungselement 8 bzw. der Hilfsleiter im Bereich der Messstelle 9 direkt mit dem Leistungsleiter 3 in Verbindung. In dieser Variante wird, wie oben erläutert, beispielsweise eine Litze vom Leistungsleiter 3 weggeführt.

Alternativ können in einer zweiten Variante das zweite Temperaturerfassungselement 8 bzw. der Leistungsleiter 3 indirekt über ein elektrisch leitendes Überbrückungsstück 12 zwischen der Messstelle 9 und dem Leistungsleiter 3 mit dem Leistungsleiter 3 in Verbindung stehen. Je nach Länge dieses Überbrückungsstückes 12 kann die Messstelle 9 vorteilhafter zum Leistungsleiter 3 platziert werden.

Die erste Ausführungsform gemäss der Figur 1 ist also dadurch gekennzeichnet, dass nur ein einziger Messleiter 8 vorgesehen ist und der andere Messleiter 7 durch den Leistungsleiter 3 direkt bereitgestellt wird.

Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausfuhrungsform bei welcher der erste Messleiter 7 und der zweite Messleiter 8 zusätzlich zum Leistungsleiter 3 in der Leiteranordnung 1 angeordnet sind. Die zweite Ausführungsform ist also dadurch gekennzeichnet, dass zwei Messleiter 7,

8 und der Leistungsleiter 3 separat voneinander in der Leiteranordnung 1 angeordnet sind.

Der erste Messleiter 7 ist vom zweiten Messleiter 8 abgesehen vom Bereich der Messstelle

9 elektrisch isoliert angeordnet. Darüber hinaus stehen die beiden Messleiter 8 ebenfalls in elektrischer Isolierung zum Leistungsleiter 3. Bei der Messstelle 9 sind die beiden Messleiter 7, 8 über eine kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung elektrisch leitend miteinander in Verbindung.

Bei beiden Ausführungsformen gemäss den Figuren 1 und 2 liegt die Messstelle 9 vorzugsweise im Bereich des vorderen Endes 4 des Leistungsleiters 3. Weiter ist in beiden Ausführungsformen zwischen der Messstelle 9 und dem hinteren Ende 5 eine Messschnittstelle 13 angeordnet, über welche die Thermospannung U abgreifbar ist. Die Messschnittstelle 13 kann verschiedenartig ausgebildet sein. Beispielsweise ist es denkbar die jeweiligen Enden der beiden Messleiter 7, 8 oder Litzen aus der Isolation 10 herauszuführen, sodass die Spannung an diesen herausgeführten Abschnitten abgreifbar ist. Alternativ ist es auch denkbar, dass eine Messspitze die Isolation durchdringt und so einen elektrischen Kontakt mit dem jeweiligen Messleiter 7, 8 herstellt.

In der gezeigten Ausführungsform der Figuren 1 und 2 ist im Bereich des vorderen Endes der Leiteranordnung 1 ein Steckverbinder 14 mit einem Steckverbindergehäuse 15 und einem Kontaktelement 16 angeordnet. Das Kontaktelement 16 kann als Buchseseite oder als Stiftseite ausgebildet sein. Das vordere Ende 4 des Leistungsleiters 3 steht mit dem Kontaktelement 16 elektrisch leitend in Verbindung. Die Messstelle 9 steht mit dem Steckverbinder gehäuse 15 und/oder mit dem Kontaktelement 16 im thermischen und/oder elektrischen Kontakt. Über den Steckverbinder 14 kann die Leiteranordnung mit einem Elektrobauteil 2 verbunden werden. Das Kontaktelement 16, welches im Steckverbindergehäuse 15 angeordnet ist, kann als Stift oder Buchse ausgebildet sein.

Die Messstelle 9 zur Erfassung der Temperatur kann innerhalb oder ausserhalb des Steckverbindergehäuses 15 angeordnet sein. Alternativ kann die Messstelle 9 auch in der Wandung des Steckverbindergehäuses 15 liegen. Vorteilhaft ist es, wenn die Messstelle 9 innerhalb eines Systems immer am gleichen Ort angeordnet ist, so dass einfach vergleichbare Thermospannungen erreicht werden.

In der Figur 3 wird eine schematische Darstellung einer möglichen Anwendung der Leiteranordnung 1 dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es handelt sich dabei um eine vereinfachte Schaltung zwischen der Leiteranordnung 1 und einem Steckverbinder 14. Die Leiteranordnung 1 steht dabei mit dem Steckverbinder 14 elektrisch leitend in Kontakt. In der Schaltung wird dabei der Strom I im Leistungsleiter 3 gemessen und weiter wird die Thermospannung U zwischen Leistungsleiter 3 und dem zweiten Messleiter 8 gemessen. Die Leiteranordnung 1 kann gemäss einer der oben beschriebenen Ausführungen ausgebildet sein. In der Figur 4 wird schematisch eine Anschlussdosenschaltung für ein Photovoltaikmodul gezeigt. Wie oben erläutert kann die Leiteranordnung auch bei anderen elektrischen Bauteilen oder Bauteilgruppen eingesetzt werden. Die Anschlussdose 19 umfasst elektrische Leiterelemente 17 und optionale elektrisches Freilaufelemente 18. Hier sind drei Freilaufelemente 18 angeordnet. Die Freilaufelemente 18 können beispielsweise eine Freilaufdiode oder ein Cool Bypass Switch sein, so wie diese aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Freilaufelemente 17 stehen dabei mit einem Photovoltaikmodul 23 beziehungsweise mit dessen Solarzellen 24 elektrisch leitend in Verbindung.

Die Anschlussdose 19 umfasst zwei Schnittstellen 20, 27. Mindestens eine der beiden Schnittstellen 20, 27 ist dabei mit einer Leiteranordnung 1 gemäss der obigen Beschreibung versehen. In der gezeigten Ausführungsform umfasst nur die Rechte der beiden Schnittstellen 20 die Leiteranordnung 1. Die Leiteranordnung 1 ist dabei als Bindeelement zwischen den elektrischen Leiterelementen 17 der Anschlussdose 19 und dem Steckverbinder 14, an dem sich ein externes elektrisches Element, hier ein Kabel 26, zur Wegführung der Energie anschliesst, angeordnet. Das externe elektrische Element könnte auch eine weitere Anschlussdose sein.

Auf der linken Seite im Bereich der Schnittstelle 27 ist ein hier ein Leistungsleiter 28 angeordnet, welcher mit den elektrischen Leiterelemente 17 der Anschlussdose 19 in elektrischer Verbindung steht. Der Leistungsleiter 28 weist hier ebenfalls ein Steckverbinder 14 auf.

Es können auch beide Schnittstellen 20, 27 mit je einer Leiteranordnung 1 vorgesehen werden, wobei dann die Anschlussdose 19 mit zwei Messstellen zur Messung der Temperatur ausgerüstet sind. In der alternativen Ausführungsform können also beide Schnittstellen 20, 27 mit der erfindungsgemässen Leiteranordnung versehen sein.

In einer ersten Variante ist die Leiteranordnung 1 ein aus der Anschlussdose herausgeführtes Kabel, welches an dessen Ende mit dem Steckverbinder 14 versehen ist. Der Steckverbinder kann gemäss der Figur 3 ausgebildet sein. Der Steckverbinder umfasst ein Steckverbindergehäuse 20 und mindestens ein elektrisches Kontaktelement 16, welches mit dem Leistungsleiter 3 elektrisch leitend in Kontakt sind. Die Messstelle 9 liegt dabei im Bereich des Steckverbinders 14 oder des Kontaktelementes 16. Das heisst bezüglich der Leiteranordnung 1, dass sowohl der Leistungsleiter 3 als auch der Messleiter 8 oder die Messleiter 7,8 aus der Anschlussdose zum Steckverbinder geführt werden. An diesen Steckverbinder 14, insbesondere an das Kontaktelement 16, lässt sich dann ein externes elektrisches Element, wie ein Kupferkabel 26 oder eine weitere Anschlussdose, anschliessen.

In einer zweiten Variante bildet der Steckverbinder 14 bildet vorzugsweise einen integralen Bestandteil des Gehäuses der Anschlussdose. In diesem Fall kann gesagt werden, dass die Schnittstelle ein an der Anschlussdose integral angeformtes Steckgesicht bildet. Die Leiteranordnung 1 mündet dabei im Bereich des Steckgesichtes, welches ebenfalls ein Kontaktelement 16 umfasst, zu welchen der Leistungsleiter 3 elektrisch leitend verbunden werden kann. Hierdurch kann der Steckverbinder 14, insbesondere über das Kontaktelement 16 mit dem externen Leiter 26, welches typischerweise ein Kabel mit einem Steckverbinder 14 ist, direkt kontaktiert werden. Die Messstelle 9 liegt dabei ebenfalls in Bereich des Steckverbinders 14.

Die Messschnittstelle 13, an welcher die Thermospannung abgeriffen werden kann, ist bei beiden Varianten vorzugsweise im Innenraum der Anschlussdose 19. Vorzugsweise ist ein Messelement im Inneren der Anschlussdose angeordnet, welches dann die gemessene Spannung auswerten oder weiterverarbeiten kann.

Des Weiteren kann die Anschlussdose 19 eine Sensoreinheit 21 mit mindestens einem Temperatursensor, der zur Messung der Temperatur der Freilaufelemente 18 vorgesehen ist und zur Bereitstellung von entsprechenden Temperaturdaten konfiguriert ist. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit als ein im Bereich des Freilaufelementes 18 liegendes Bauteil angeordnet. Alternativ ist es auch möglich, die Diode 18 selbst als Temperatur- Sensoreinheit zu verwenden. Zudem kann ein Kommunikationselement 22 im Inneren der Anschlussdose 19 angeordnet sein. Das Kommunikationselement 22 ist zur Weitergabe der gemessenen Temperaturdaten der Sensoreinheit 21 bzw. der gemessenen Thermospannung an der Messstelle 9 an entfernte Auswerteeinheiten konfiguriert. Die gemessen Temperaturdaten Besonders bevorzugt umfasst das Kommunikationselement 22 die besagte Messeinheit 13 für die Spannung U. Die Messeinheit 13 kann aber auch extern zum Kommunikationselement 22 sein und mit dieser mit geeigneten Kommunikationskanälen in Verbindung stehen.

Besonders bevorzugt können die von der Sensoreinheit gemessenen Temperaturdaten und die vom besagten Temperaturerfassungselement 6 bereitgestellte Thermospannung für die Erkennung eines Fehlerzustandes kombinierbar sein.

In den Figuren 5a bis 5h werden verschiedene mögliche Konfigurationen eines Querschnittes der Leiteranordnung 1 gezeigt. Selbstverständlich sind auch weitere Konfigurationen möglich.

In der Figur 5a erstreckt sich der zweite Messleiter parallel oder schraubenlinienförmig um den Leistungsleiter 3. Der zweite Messleiter 8 ist dabei elektrische isoliert vom Leistungsleiter 3 angeordnet. Des Weiteren werden der zweite Messleiter 8 und der Leistungsleiter 3 durch eine Isolation 10 vollständig umgeben. Hier wird die erste Ausführung der Leiteranordnung 1 gezeigt. In einer zweiten Ausführung würde das erste Thermoleiterelement 7, welches nicht durch den Leistungsleiter 3 bereitgestellt werden wird, ebenfalls in der Isolation 10 in analoger Weise zum zweiten Messleiter 8 geführt. Der Leistungsleiter 3 ist hier als Vollquerschnitt ausgebildet.

In der Figur 5b wird eine weitere Konfiguration gezeigt. Im Unterschied zur Figur 5 a wird hier der Leistungsleiter 3 als Litzenleiter gezeigt und der zweite Messleiter 8 ist im Litzenpaket integriert. Gleichermassen könnte auch, wenn der Leistungsleiter 3 nicht das Temperaturerfassungselement bereitstellt, der erste Messleiter 7 im Litzenpakte untergebracht sein. Auch hier sind die einzelnen Leiter untereinander elektrisch isoliert ausgebildet und werden durch eine gemeinsame Isolation 10 aussenseitig umgeben.

Die Figur 5c zeigt eine sehr ähnliche Ausbildung wie die Figur 5b, wobei hier der Querschnitt der Leiteranordnung 1 , insbesondere des Leistungsleiters 3 grösser ist.

Die Figuren 5d bis 5f zeigen kombinierte Litzenpakete, wobei mindestens einer der Thermoleiter 7, 8 Teil eines solchen Litzenpaketes ist. In der Figur 5f wird der Thermoleiter koaxial in einem Litzenpaket geführt.

In den Figuren 5 g und 5h werden weitere Ausführungen der Leiteranordnung 1 dargestellt. Hier zusätzlich noch eine Abschirmung 25 vorhanden.

Die Figuren 5a bis 5h zeigen, dass der Leiteraufbau sehr variabel sein kann.

Die Figur 6 zeigt sodann eine Reihenschaltung einer Anschlussdosenschaltung für ein Photo voltaikmodul gemäss der Figur 4.

BEZUGSZEICHENLISTE

Leiteranordnung 20 erste Schnittstelle

Elektrobauteil 21 Sensoreinheit

Leistungsleiter 22 Kommunikationselement vorderes Ende 23 Photovoltaikmodul hinteres Ende 24 Solarzellen

Temperaturerfassungselement 25 Abschirmung

erster Messleiter 26 Kabel

zweiter Messleiter 27 zweite Schnittstelle

Messstelle 28 Leistungsleiter

Isolation U Thermospannung freies Ende I Strom

Überbrückungsstück T Temperatur

Messschnittstelle

Steckverbinder

Steckverbindergehäuse

Kontaktelement

elektrische Leiterelemente

Freilaufelement

Anschlussdose