Beschreibung

Schmelzsicherung, Auswertevorrichtung und System mit mindestens einer Schmelzsicherung und mindestens einer Auswertevor- richtung

Wenn in einem Leiter Strom fließt, erwärmt sich dieser durch Wärmewirkung. Da durch unzulässig hohe Ströme Brände entstehen können, müssen sie abgeschaltet werden. Um die von über- lastung oder Kurzschluss verursachte Brandgefahr in elektrischen Anlagen zu reduzieren, und auch zum Schutz elektrischer Leitungen und Verbraucher werden Schmelzsicherungen breit eingesetzt .

Eine einzelne Schmelzsicherung kann einen Kennmelder aufweisen, der z.B. durch sein Herausspringen signalisiert, dass der Schmelzleiter durchgeschmolzen ist und so die Schmelzsicherung ausgelöst wurde. Da der Stand eines Kennmelders manuell mit Augenschein zu prüfen ist, und weil sich die Schmelz- Sicherungen zum Teil in schwer zugänglichen Stellen, beispielsweise innerhalb eines Schaltschranks befinden, verursacht die überwachung der einzelnen Schmelzsicherungen viel Mühe und nimmt somit auch relativ viel Zeit in Anspruch, insbesondere in größeren oder komplexeren Anlagen.

Die automatisierte überwachung von Schmelzsicherungen ist bisher nur mit einem erheblichen Aufwand möglich gewesen. Insbesondere werden zu diesem Zweck Spannungsausfall - oder Phasenausfallüberwachungsrelais eingesetzt. Das sind in der Regel komplizierte und auch dementsprechend teure Geräte, die außerdem von einem Fachmann zu verdrahten sind. Dieser Mehraufwand führt dazu, dass Sicherungen häufig gar nicht überwacht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die automatisierte überwachung von Schmelzsicherungen zu vereinfachen.

BESTäTIGUNGSKOPfE

Diese Aufgabe kann mit Hilfe einer Schmelzsicherung nach dem Anspruch 1 gelöst werden, nämlich, wenn die Schmelzsicherung mindestens einen Transponder aufweist, der ausgebildet ist, ein über Funk lesbares Signal zu senden, und wenn die Schmelzsicherung ferner ausgebildet ist, bei Auslösung auf den Transponder so einzuwirken, dass er kein über Funk lesbares Signal mehr senden kann oder ein geändertes über Funk lesbares Signal senden kann. Dann kann man dem geänderten bzw. ausgefallenen Signal entnehmen, dass die Schmelzsiche- rung ausgelöst wurde. Dadurch ist eine sehr einfache überwachung der Schmelzsicherungen ohne Eingriff in den Hauptstromkreis möglich.

Mit einer Auswertevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 kann das Auslösen von mindestens einer Schmelzsicherung unkompliziert ermittelt werden. Insbesondere, wenn die Auswertevorrichtung ausgebildet ist, die Auswertung zyklisch durchzuführen, kann eine weitgehend automatisierte überwachung erfolgen. Unter Umständen kann die Vorrichtung auch für die Zu- Standsüberwachung anderer Vorrichtungen angewendet werden.

Ein System nach Anspruch 12 bietet dem Anlagebesitzer, in dessen Anlage das System eingesetzt wird, eine Möglichkeit für ökonomischere Anlagenführung, da ausgelöste Schmelzsiche- rungen schneller oder mit geringerem Aufwand identifiziert und daher auch erneut werden können.

Die dem Anspruch 1 unter- bzw. nebengeordneten Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Wenn der Transponder innerhalb eines Hohlkörpers gesetzt ist, kann der Transponder besser gegen externe Krafteinwirkungen geschützt werden. Außerdem ist es möglich, dass die Druckstabilität der Schmelzsicherung, die etwa beim Kurzschluss von erheblicher Bedeutung ist, nicht unbedingt gefährdet werden muss. Insbesondere kann der Hohlkörper aus Glas oder Keramik bestehen, und vorzugsweise Steatit oder Porzellan enthalten.

Dann kann der Hohlkörper gleichzeitig auch als der Schmelzleiter umgesetzte Hohlkörper benutzt werden.

Am einfachsten kann auf die Kommunikationsfähigkeit des Transponders eingewirkt werden, wenn die Schmelzsicherung ausgebildet ist, den Transponder zu Zerstören oder dessen Funktionsuntüchtigkeit zu verursachen. Dies kann sowohl durch Zerstören dessen Empfang- und/oder Sendemittel herbeigeführt werden .

Eine nur wenig komplexe Lösung zum Einwirken auf den Transponder, die mit einer Schmelzsicherung, die mindestens einen Schmelzleiter aufweist, ist, wenn der/die Schmelzleiter ausgebildet ist/sind, bei seinem/ihrem Durchschmelzen die Zerstörung des Transponders oder die Verursachung dessen Funktionsuntüchtigkeit herbeizuführen. Dann kann nämlich durch die Wärmewerte (auch als I ² t _s - Wert Schmelzsicherung, Auswertevorrichtung und System mit mindestens einer Schmelzsicherung und mindestens einer Auswertevorrichtung e bekannt) der Sicherungen, die beim Schmelzen aufgenommen werden, sichergestellt werden, dass es auch genug Energie für die notwendige Einwirkung auf den Transponder zur Verfügung bleibt.

Eine einfache Möglichkeit für die Zerstörung bzw. für die Verursachung der Funktionsuntüchtigkeit des Transponders ist, wenn die Schmelzsicherung ausgebildet ist, mindestens teilweise durch Schmelzen einer Antenne des Transponders herbeizuführen. Antennen bestehen in vielen Anwendungen aus mindestens einem metallischen Leiter. Durch eine geeignete Wahl der Dimensionierung der Antenne kann sichergestellt werden, dass von der Wärme und/oder dem Druck, die beim Auslösen der Schmelzsicherung entstehen, ausreichend viel Energie zum Zerstören der Antenne übrig bleibt. Um den kompletten Transponder zu zerstören kann nämlich eventuell eine viel höhere Men- ge Energie notwendig sein.

Eine momentan sehr kostengünstige Lösung ist, wenn der Transponder einen RFID-Chip aufweist. Die RFID-Chips sind

kostengünstiger geworden und bieten viele Verwendungsmöglichkeiten. Außerdem ist keine schmelzsicherungsinterne Energiezufuhr notwendig, da der Transponder von dem Abfragesignal die für das Antwortsignal brauchbare Energie empfangen kann.

Ferner kann der Transponder ausgebildet sein, bei Abfrage mindestens eines der Informationen, wie Identifizierungskode, Typ, Ausführung, Größe und Bemessungsstrom als das über Funk lesbare Signal zu senden. Dann ist es einfacher, eine automa- tisierte Auswertung des Anlagenstands zu bekommen. Die bisherigen Schmelzsicherungsüberwachungen haben bisher nur eine „Ausgelöst"-Meldung abgegeben. Danach muss überprüft werden, welche der Schmelzsicherungen ausgelöst wurde, welche der Phasen ausgefallen sind und welcher Typ verwendet wurde, um die Schmelzsicherung auszutauschen. Außerdem ist es möglich, Vorteile bei der Logistik des Kunden und des Lieferanten durch Zusatzinformationen auf dem Datenträger einzuholen.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die in den FIG 1 bis 3 gezeigten Beispielen näher beschrieben.

Es zeigen:

FIG 1 eine Schraubsicherung, FIG 2 eine NH-Sicherung, und

FIG 3 ein System mit einer Schmelzsicherung und mit einer Auswertevorrichtung .

Dieselben Bezugszeichen weisen auf ähnliche strukturelle EIe- mente in sämtlichen Figuren hin.

FIG 1 zeigt eine Schraubsicherung 100, die in einer günstigen Ausführungsform als Schmelzeinsatz ausgebildet ist. Konventionelle Schmelzeinsätze werden beispielsweise in den Energie- Verteilungsanlagen der privaten Haushalte breit eingesetzt.

Die Schraubsicherung 100 besteht aus einem hohlen, bevorzugt zylindrischen Keramikkörper 121, der mit Quarzsand 115 ge-

füllt sein kann. Die Schraubsicherung 100 weist einen Kopfkontakt 113 und einen Fußkontakt 117 auf, die über einen Schmelzleiter 114 zueinander verbunden sind. Neben dem Schmelzleiter 114 befindet sich im Inneren der Schraubsiche- rung 100 auch der Haltedraht 116. Wenn der Abschaltstrom des Schmelzeinsatzes erreicht wird, schmelzen der Schmelzleiter 114 und der Haltedraht 116 ab und unterbrechen somit den Stromkreis. Der Kennmelder 112, der über ein federndes Element 112, beispielsweise über einen Druckfeder 112, ändert dann seine Stellung, da sich die durch den Haltedraht 116 verursachte Kraft ändert.

Erfindungsgemäß weist die Schraubsicherung 100 außerdem einen Transponder 120 auf, der ausgebildet ist, beim Ansprechen ei- ne Antwort zu geben. Der Transponder 120 kann auch eine evtl. tiefer in das Innere, insbesondere nahe zu dem Schmelzleiter 114, der Schraubsicherung herausragende Antenne 119 aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Transponder 120 einen RFID-Chip.

Wenn die Schmelzleitung 114 durchschmilzt, kann der Transponder 120 durch den innerhalb des Hohlkörpers 121 der Schmelzsicherung 114 entstehenden Druck und/oder Wärme zerstört oder funktionsuntüchtig gemacht werden. Bevorzugt wird der Transponder 120 nicht unmittelbar zerstört, sondern aus

Kraft-, Wärme- und Drucküberlegungen kann eine bessere Zerstörwirkung durch einen Eingriff auf die Antenne 119 des Transponders 120 erzielt werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Antenne 119 sich näher zu dem Schmelzleiter 114 be- findet als der Transponder 120.

FIG 2 zeigt eine NH-Sicherung 200, die bevorzugt als NH- Schmelzeinsatz ausgeführt wird. Im Großen und Ganzen ist das Funktionsprinzip einer NH-Sicherung 200 ähnlich zu dem der in FIG 1 gezeigten Schraubensicherung 100. Die NH-Sicherung 200 besteht aus einem Hohlkörper 221 aus Steatit, an dessen Enden die messerartigen Kontakte 211, 217 der NH-Sicherung 200 angebracht sind. Der Schmelzleiter 214 ist durch den bevorzugt

mit Quarzsand 115 gefülltem Hohlkörper 221 geführt. Der Schmelzleiter 214 ist mit den messerartigen Kontakten 211, 217 verschweißt. Auch die NH-Sicherung kann einen Kennmelder zum Anzeigen der Funktionsfähigkeit aufweisen.

In einer Ausführungsform, die mit allen gängigen Schmelzsicherungen benutzt werden kann, wird der Haltedraht 116 weggelassen. Anstatt des Haltedrahtes 116 wird dann die Antenne

119 des Transponders 120 durchschmolzen. In diesem Fall kann die Funktionsfähigkeit der Schmelzsicherung nur mit einer

Auswertevorrichtung geprüft werden. Durch diese Ausführungsform kann die Kundenbindung besser gesichert werden.

In einer anderen Ausführungsform, die ebenso mit allen Schmelzsicherungen benutzt werden kann, wird die Antenne 119 des Transponders 120 neben dem Haltedraht 116 geführt. Dann kann die Funktionsfähigkeit nicht nur mit einer Auswertevorrichtung, sondern auch mit Augenschein geprüft werden. In diesem Fall ist die Nachrüstbarkeit bei bestehenden Anlagen besser gegeben.

FIG 3 zeigt ein System mit einer Schmelzsicherung 100, 200 und mit einer Auswertevorrichtung 300. Die Auswertevorrichtung weist eine Antenne 319 und eine Bearbeitungseinheit 321 auf. Die Antenne 319 sendet ein Abfragesignal E an die Antenne 119 des Transponders 120. Wenn das Abfragesignal E passend, also das zu erwartende Signal - im einfachsten Fall ein Signal auf der richtigen Frequenz, ist, also den Transponder

120 anspricht, sendet der Transponder 120 ein Meldesignal M, das über die Antenne 319 der Auswertevorrichtung empfangen werden kann. Die Bearbeitungseinheit 321 wertet dann die im Meldesignal M vorhandene Information aus, und gibt sie dann weiter an eine Display- und/oder Kommunikationsschnittstelle 323, die eine Systemkommunikationsschnittstelle, bevorzugt ein Feldbussystem (z.B. ASI-Schnittstelle) , sein kann, und/oder eine Anzeigemöglichkeit (Ton, Display usw.) zur Kommunikation mit dem Benutzer aufweisen kann.

Mit einem RFID-Chip als Transponder 120 kann genau die durchgeschmolzene Schmelzsicherung detektiert werden sowie diese Schmelzsicherung mit ihrer genauen Typenbezeichnung als Servicehinweis genannt werden.

In die Schmelzsicherung kann ein RFID-Chip, auch als RFID-Tag bekannt, integriert werden, der bei Auslösung ein verändertes Signal bringt, im einfachsten Fall durch Zerstörung ein Null- Signal .

Der bzw. die Transponder 120 können zyklisch von einer Auswertevorrichtung 300 in räumlicher Nähe, beispielsweise innerhalb des Schaltschranks, ausgelesen und dadurch überwacht werden. Das Auslösen einer Schmelzsicherung wird von der Aus- Wertevorrichtung 300 eindeutig erkannt und alle Daten werden zur Verfügung gestellt, bevorzugt mit Display- und/oder Kommunikationsschnittstelle 323. Pro Auswertevorrichtung können mehrere Schmelzsicherungen überwacht werden. Im Transponder 120 kann der Typ, die Ausführung und weitere Zusatzinformati- onen, z.B. Vendordaten zur Schmelzsicherung 100, 200 hinterlegt sein.

Der Identifizierungskode des Transponders 120 kann in der Auswertevorrichtung 300 zum Identifizieren der Schmelzsiche- rungen benutzt werden. Dann ist es möglich, dass die Auswertevorrichtung die Abbildung von dem Identifizierungskode zu dem Typ bzw. zu der Ausführung im Transponder 120 gespeichert werden .

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung wurden oben vereinfacht beschrieben. Der Fachmann versteht allerdings, dass die Beispiele nicht als Einschränkung der Erfindung zu entnehmen sind, sondern die Erfindung vielmehr durch die erfinderische Idee als solche mit Hilfe der beigefügten Patentansprüche ausgelegt werden soll.

Insbesondere ist eine Abwandlung der Erfindung möglich, wobei in der Schmelzsicherung zwei Transponder, bevorzugt RFID-

Chips, vorhanden sind. Bei Auslösung der Schmelzsicherung wird der eine Transponder zerstört bzw. funktionsuntüchtig gemacht. Dabei ist die Funktionsweise so, dass es vor Auslösung der Transponder insgesamt zwei über Funk lesbare Signale gibt, aber nach der Auslösung lediglich nur eins.