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Title:
RELIABLE FAULT DETECTION AND FAULT LOCALIZATION IN A LOAD ZONE OF A DC SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/221514
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a load zone (1) comprising an electronic switch (2), a DC bus (3), a connection (30) for supplying the load zone (1) with electrical energy, and at least two electrical devices (4), the electronic switch (2) being arranged between the connection (30) and the DC bus (3), the electrical devices (4) each being electrically connected in parallel with the DC bus (3). To improve fault detection and fault localization in the load zone (1), a fuse (5) is arranged between the DC bus (3) and the particular electrical device (4), a voltage sensor (7) being arranged so as to detect a voltage (uSx) across the fuse (5). Furthermore, the invention relates to a DC system (10) having such a load zone (1) and at least one energy source (6), the energy source (6) being connected to the connection (30) of the load zone (1). The invention further relates to a method for operating such a load zone (1) or such a DC system (10), wherein a defective device of the electrical devices (4) is identified on the basis of the voltage (uSx) across the fuse (5) in that the voltage (uSx) across the fuse (5) exceeds a specifiable limit value.

Inventors:
FRÜHAUF MARKUS (DE)
WEIS BENNO (DE)
Application Number:
EP2020/058084
Publication Date:
November 05, 2020
Filing Date:
March 24, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02J1/08; H02H7/26; H02J1/00; H02J13/00; H01H85/02
Foreign References:
EP3098921A12016-11-30
DE102014014469A12015-03-19
DE4142760C11993-04-08
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Claims:
Patentansprüche

1. Lastzone (1), aufweisend

einen elektronischen Schalter (2),

einen DC-Bus (3),

einen Anschluss (30) zur Versorgung der Lastzone (1) mit elektrischer Energie und

mindestens zwei elektrische Geräte (4),

wobei der elektronische Schalter (2) zwischen dem Anschluss (30) und dem DC-Bus (3) angeordnet ist, wobei die elektri schen Geräte (4) jeweils elektrisch parallel mit dem DC-Bus (3) verbunden sind, wobei zwischen dem DC-Bus (3) und dem je weiligen elektrischen Gerät (4) eine Sicherung (5) angeordnet ist, wobei ein Spannungssensor (7) derart angeordnet ist, ei ne über der Sicherung (5) anliegende Spannung (uSx) zu erfas sen .

2. Lastzone (1) nach Anspruch 1, wobei die Verbindung zwi schen DC-Bus (3) und jeweiligem elektrischen Gerät (4) strom wandlerfrei ausgeführt ist.

3. Lastzone (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein Spitzenwert der über der Sicherung (5) anliegenden Spannung (uSx) , insbesondere mittels eines zwischen der Sicherung (5) und dem Spannungssensor (7) angeordneten Spitzenwertgleich richters (8), jeweils als gespeicherter Datenwert erfassbar und speicherbar ist.

4. Lastzone (1) nach Anspruch 3, wobei bei Auftreten einer negativen über der Sicherung (5) anliegenden Spannung (uSx) der gespeicherte Datenwert reduzierbar, insbesondere rück- setzbar ist.

5. Lastzone (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei ein weiterer Datenwert erfassbar und speicherbar ist, wobei der gespeicherte Datenwert zur Erfassung und Speicherung eines positiven Spitzenwertes und der weitere Datenwert zur Erfas- sung und Speicherung eines negativen Spitzenwertes bestimmt ist .

6. DC-Netz (10) mit einer Lastzone (1) nach einem der Ansprü che 1 bis 5 und mindestens einer Energiequelle (6), wobei die Energiequelle (6) mit dem Anschluss (30) der Lastzone (1) verbunden ist, insbesondere derart mit der Lastzone (1) ver bunden ist, dass die elektrischen Geräte (4) mit elektrischer Energie aus der Energiequelle (6) versorgbar sind und dass mittels des elektronischen Schalters (2) die elektrische Ver bindung zwischen der Energiequelle (6) und dem DC-Bus (3) un terbrechbar ist.

7. Verfahren zum Betreiben einer Lastzone (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder eines DC-Netzes (10) nach Anspruch 6, wobei ein fehlerhaftes Gerät der elektrischen Geräte (4) an hand der über der Sicherung (5) anliegenden Spannung (uSx) dadurch ermittelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das elektrische Gerät mit der höchsten, über der Sicherung (5) anliegenden Spannung (uSx) als fehlerhaftes Gerät ermittelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei bei o- der nach Auftreten eines Fehlers in der Lastzone (1) das feh lerhafte Gerät dadurch ermittelt wird, dass der Spitzenwert der über der Sicherung (5) anliegenden Spannung (uSx) jeweils als gespeicherter Datenwert erfasst und gespeichert wird und die Ermittlung des fehlerhaften Gerätes in Abhängigkeit vom gespeicherter Datenwert erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei bei ei ner negativen, über der Sicherung (5) anliegende Spannung (uSx) der gespeicherte Datenwert reduziert, insbesondere zu rückgesetzt, wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei als gespeicherter Datenwert der positive Spitzenwert erfasst und gespeichert wird, wobei ein weiterer Datenwert erfasst und gespeichert wird, der jeweils dem negativen Spitzenwert der über der Sicherung (5) anliegenden Spannung (uSx) entspricht. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der

Zeitpunkt des Auftretens des gespeicherten Datenwertes und/ oder des weiteren Datenwertes erfasst und gespeichert wird, wobei die Erkennung des fehlerhaften Gerätes in Abhängigkeit von den Zeitpunkten des gespeicherten Datenwertes und des weiteren Datenwertes erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das

Verfahren bei Vorliegen eines Fehlers in der Lastzone (1) ge startet wird.

Description:
Beschreibung

Sichere Fehlererkennung und Fehlerlokalisierung in einer Lastzone eines DC Netzes

Die Erfindung betrifft eine Lastzone, aufweisend einen elekt ronischen Schalter, einen DC-Bus und mindestens zwei elektri sche Geräte, wobei der elektronische Schalter derart angeord net ist, den DC-Bus von einer mit der Lastzone verbindbaren Energiequelle zu trennen, wobei die elektrischen Geräte je weils mit dem DC-Bus elektrisch verbunden sind. Die Erfindung betrifft weiter ein DC-Netz mit einer derartigen Lastzone und einer Energiequelle, wobei die Energiequelle derart mit der Lastzone verbunden ist, dass die elektrischen Geräte mit elektrischer Energie aus der Energiequelle versorgbar sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben ei ner derartigen Lastzone oder eines derartigen DC-Netzes.

Elektrische Netze sind heutzutage nicht mehr ausschließlich als Wechselspannungsnetze ausgebildet. Immer häufiger werden elektrische Netze als Gleichspannungsnetze, auch als DC Netze bezeichnet, ausgeführt. Dabei werden verschiedene elektrische Geräte parallel an einem DC-Bus angeordnet. Bei dem DC-Bus handelt es sich um mindestens zwei elektrische Leiter, zwi schen denen eine Gleichspannung anliegt. Diese versorgen dann die parallel angeordneten elektrischen Geräte mit elektri scher Energie. Bei den elektrischen Geräten kann es sich um elektrische Verbraucher oder Energiespeicher handeln. Die elektrischen Verbraucher können dabei auch rückspeisefähige Verbraucher sein, die gespeicherte Energie in den DC-Bus ein speisen können. Bei der gespeicherten Energie kann es sich um einen geladenen Kondensator oder eine stromdurchflossene Spu le handeln. Ebenso ist die Rückspeisung von Bewegungs- oder Rotationsenergie eines Antriebssystems möglich. Auch ein sol ches Antriebssystem kann ein elektrisches Gerät darstellen.

Oftmals werden dabei mehrere elektrische Geräte zu einer so genannten Lastzone zusammengefasst. Am Eingang einer solchen Lastzone befindet sich ein elektronischer Schalter. Mit die sem elektronischen Schalter kann die Lastzone von einer Ener giequelle oder mehreren Energiequellen, insbesondere einer Spannungsquelle, getrennt werden, welche die Lastzone mit elektrischer Energie versorgt. Dieses Trennen kann beispiels weise im Fehlerfall wie beispielsweise einem Kurzschluss ge schehen, um die elektrischen Verbraucher der Lastzone oder auch die anderen Komponenten des DC Netzes außerhalb der Lastzone zu schützen. Dadurch werden gerade die Rückwirkungen des Fehlers auf andere Lastzonen des DC-Netzes zuverlässig verhindert. Insbesondere kann der elektronische Schalter mit seiner Steuerung oder Logik einen Kurzschluss in der Lastzone schnell und zuverlässig erkennen und zum Schutz des DC Netzes diese Lastzone von der Energiequelle trennen. Dabei unter bricht der elektronische Schalter den Strom, den sogenannten Netzstrom, der von der Energiequelle in die Lastzone fließt. In die Fehlerstelle kann dann nur noch die Summe des Stroms aus den benachbarten, parallel angeordneten elektrischen Ge räten fließen.

Durch den Einsatz des elektronischen Schalters kann das Tren nen von der Energiequelle schnell und ohne Lichtbogen erfol gen. Dies ermöglicht einen sicheren Betrieb selbst bei nie derinduktiven Netzen mit hohen Stromanstiegsgeschwindigkeiten bei Fehlerfällen wie einem Kurzschluss. Da dieser elektroni sche Schalter vergleichsweise teuer ist, wird er nicht zum Schutz an jedem elektrischen Gerät eingesetzt, sondern nur vor einer Parallelschaltung von mehreren Geräten, die eine Lastzone bilden.

Mit Hilfe des elektronischen Schalters ist es möglich, die Auswirkungen eines Fehlers auf die entsprechende Lastzone zu beschränken .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lastzone eines DC-Netzes im Hinblick auf die Fehlererkennung und Fehlerloka lisierung, wie beispielsweise bei Auftreten eines Kurzschlus ses, zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine Lastzone, aufweisend einen elektronischen Schalter, einen DC-Bus und mindestens zwei elektrische Geräte gelöst, wobei der elektronische Schalter derart angeordnet ist, den DC-Bus von einer mit der Lastzone verbindbaren Energiequelle zu trennen, wobei die elektrischen Geräte jeweils mit dem DC-Bus elektrisch verbunden sind, wo bei zwischen dem DC-Bus und dem jeweiligen elektrischen Gerät eine Sicherung angeordnet ist, wobei ein Spannungssensor der art angeordnet ist, eine über der Sicherung anliegende Span nung erfassen zu können. Insbesondere wird diese Aufgabe eine Lastzone gelöst, die einen elektronischen Schalter, einen DC- Bus, einen Anschluss zur Versorgung der Lastzone mit elektri scher Energie und mindestens zwei elektrische Geräte auf weist, wobei der elektronische Schalter zwischen dem An schluss und dem DC-Bus angeordnet ist, wobei die elektrischen Geräte jeweils elektrisch parallel mit dem DC-Bus verbunden sind, wobei zwischen dem DC-Bus und dem jeweiligen elektri schen Gerät eine Sicherung angeordnet ist, wobei ein Span nungssensor derart angeordnet ist, eine über der Sicherung anliegende Spannung zu erfassen. Weiter wird diese Aufgabe durch ein DC-Netz mit einer derartigen Lastzone und mindes tens einer Energiequelle gelöst, wobei die Energiequelle mit dem Anschluss der Lastzone verbunden ist, insbesondere derart mit der Lastzone verbunden ist, dass die elektrischen Geräte mit elektrischer Energie aus der Energiequelle versorgbar sind und dass mittels des elektronischen Schalters die elekt rische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem DC-Bus unterbrechbar ist. Ferner wird diese Aufgabe durch Verfahren zum Betreiben einer derartigen Lastzone oder eines derartigen DC-Netzes gelöst, wobei ein fehlerhaftes Gerät der elektri schen Geräte anhand der über der Sicherung anliegenden Span nung dadurch ermittelt wird, dass die über der Sicherung an liegenden Spannung einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein fehler haftes Gerät unter den elektrischen Geräten dadurch erkannt und/oder ermittelt werden kann, dass die jeweiligen Spannun gen über den Sicherungen der Lastzone mittels des jeweiligen Spannungssensors gemessen werden. Die elektrischen Geräte werden oftmals auch als Verbraucher oder Last bezeichnet. Diese elektrischen Verbraucher oder Lasten können auch rück speisefähig sein. Das Erkennen des fehlerhaften Gerätes in nerhalb der Lastzone wird auch als Fehlerlokalisierung be zeichnet .

Als Lastzone wird eine Anordnung mit einer Vielzahl von, das heißt mindestens zwei, elektrischen Geräten bezeichnet, die über einen DC-Bus und einem elektronischen Schalter mit elektrischer Energie versorgt werden. Der DC-Bus und der elektronische Schalter sind dabei Teil der entsprechenden Lastzone. Die elektrischen Geräte einer Lastzone sind gemein sam mit dem elektronischen Schalter von einer Energiequelle oder mehreren Energiequellen trennbar.

Sofern eine der Sicherungen ausgelöst hat, d.h. die leitende Verbindung zwischen den Anschlüssen dieser Sicherung unter brochen ist, ist das fehlerhafte Gerät auf einfache Weise er kennbar, da es sich um das elektrische Gerät handelt, dass über diese ausgelöste Sicherung mit dem DC Bus verbunden ist. Allerdings kann das Problem auftreten, dass bei einem Kurz schluss in einem elektrischen Gerät eventuell dessen Siche rung nicht schnell genug auslöst, sondern der elektronische Schalter der Lastzone derart schnell die Verbindung zur Ener giequelle, insbesondere zu einer Spannungsquelle, unter bricht, dass keine erforderliche Energie zur Auslösung der Sicherung mehr vorhanden ist. In diesem Fall ist es nicht möglich, anhand des Zustands der Sicherungen zu erkennen, in welchem elektrischen Gerät der Lastzone der Fehler aufgetre ten ist.

Damit ist es als Vorteil zu sehen, dass auch vor dem Auslösen der Sicherung ein Fehler derart schnell erkannt wird, dass ein Auslösen der Sicherung nicht mehr erforderlich ist, son dern andere Schutzmaßnahmen wie beispielsweise das Öffnen des elektronischen Schalters zum Tragen kommen können. Da keine Sicherung ausgelöst hat, ist die Ermittlung des fehlerhaften Gerätes schwierig. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Ver fahrens kann allerdings auch in diesem Fall das fehlerhafte Gerät zuverlässig erkannt werden.

Erfindungsgemäß kann das fehlerhafte Gerät jedoch anhand der durch den Spannungssensor gemessenen Spannung, die über der Sicherung anliegt, ermittelt werden. Wenn ein Fehler in einem der elektrischen Geräte vorliegt und der elektronische Schal ter die Verbindung zur Energiequelle unterbrochen hat, kann ein Energieaustausch nur noch zwischen den elektrischen Gerä ten der Lastzone erfolgen. Dabei fließt der Strom, betrachtet man das positive Potential des DC-Busses, von den nicht feh lerhaften Geräten in das fehlerhafte Gerät. Die Richtung des Stromflusses kann auch anhand der über den Sicherungen gemes senen Spannungen anhand der Polarität der Spannung über der Sicherung erkannt werden. Damit lässt sich dann das fehler hafte Gerät erkennen, da es eine Spannung über der Sicherung verursacht, die sich aufgrund des Stromflusses durch den Wi derstand der Sicherung ergibt. Bei denjenigen elektrischen Geräten, die Energie abgeben, kann davon ausgegangen werden, dass diese nicht defekt sind.

Die Sicherung ist meist in der Verbindung zwischen dem elek trischen Gerät und dem positiven Potential des DC-Busses an geordnet. Genauso ist es aber alternativ oder ergänzend mög lich, diese Sicherung oder eine weitere zusätzliche Sicherung in der Verbindung zum negativen Potential des DC Busses anzu ordnen. In diesem Fall fließt der Strom aus dem fehlerhaften Gerät heraus .

Somit kann im Fehlerfall, insbesondere nachdem aufgrund des Fehlers der elektronische Schalter bereits geöffnet hat, das fehlerhafte Gerät mit Hilfe der Spannungssensoren bestimmt werden, welche jeweils die Spannung über der Sicherung mes- sen. Dies kann auf einfache Weise beispielsweise anhand der Polaritäten der Spannungen und damit der Kenntnis der Strom flussrichtungen erfolgen.

Der Wert des Widerstands der einzelnen Sicherungen ist einer hohen Streuung unterworfen. Damit ist es auch schwierig, der gemessenen Spannung einen Stromwert zuzuordnen. Es hat sich gezeigt, dass für das Verfahren allerdings die Polarität der Spannung hinreichend Aufschluss darüber gibt, bei welchem elektrischen Gerät der Fehler vorliegt. Somit kann auch unab hängig von der Streuung der Widerstandswerte zuverlässig der Fehlerort bestimmt werden.

Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, die Spannungs höhe der gemessenen Werte der jeweiligen Spannungssensoren für die Bestimmung des fehlerhaften Gerätes heranzuziehen. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass der Strom in das fehlerhafte Gerät aufgrund des Fehlers, wie beispielsweise einem Kurzschluss, hohe Werte, insbesondere einen derart ho hen Wert, der sich um mindestens eine Größenordnung von einem betrieblich auftretenden Strom unterscheidet, annimmt und/ oder eine große Spannungsänderung aufweist. Sowohl ein ent sprechend hoher Stromwert als auch eine entsprechend hohe Än derungsgeschwindigkeit des Stroms kann mittels des Spannungs sensors in der Spannung über der jeweiligen Sicherung zuver lässig erkannt werden. Der relativ ungenaue Zusammenhang zwi schen der Stromstärke und der gemessenen Spannung, die sich aufgrund der großen Streuung der Widerstandswerte der Siche rung ergibt, wirkt sich auch hier nicht störend aus, da le diglich ein Fehlerstrom von einem betriebsmäßig vorkommenden Strom unterschieden werden muss. Es hat sich gezeigt, dass dies auch bei entsprechender Streuung der Widerstandswerte der Sicherungen zuverlässig möglich ist.

Besonders vorteilhaft ist, dass der Widerstand der Sicherung mit zunehmender Temperatur steigt. Ein Fehlerstrom stellt ei nen besonders hohen Strom dar und führ schnell zu einer Er wärmung der Sicherung. Das erhöht damit auch den Spannungsab- fall an der Sicherung im Fehlerfall. Zumindest ist dieser Fehlerstrom deutlich größer als ein im normalen Betrieb vor kommender Strom. Damit erzeugt ein Fehlerstrom durch die Er wärmung der Sicherung einen überproportional hohen Spannungs abfall über der Sicherung. Damit ist der Fehlerstrom beson ders zuverlässig detektierbar .

Weiterhin ist es bei dieser Anwendung besonders vorteilhaft, dass auf die Verwendung eines Stromwandlers verzichtet werden kann. Auch ohne Stromwandler kann der Fehler zuverlässig in einem der elektrischen Geräte zuverlässig lokalisiert werden.

Der vorgegebene Grenzwert kann dabei je nach Charakter des elektrischen Gerätes, also beispielsweise bei rückspeisefähi gen elektrischen Geräten, auch vorzeichenabhängig sein. Das bedeutet, dass ein Auslösen des Schalters bei einer ersten Spannungsrichtung einen anderen Grenzwert aufweist als bei einer der ersten Spannungsrichtung entgegengesetzten Polari tät. Somit können abhängig vom Betriebszustand des elektri schen Gerätes, die Schutzmaßnahme durch Öffnen des Schalters eingeleitet werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die die Verbindung zwischen DC-Bus und jeweiligem elektrischen Gerät stromwandlerfrei ausgeführt. Stromwandlerfrei heißt, dass in dieser Verbindung zwischen DC-Bus und jeweiligem elektrischen Gerät kein Stromwandler angeordnet ist. Da auf den Stromwandler für die Erkennung bzw. Lokalisierung des Fehlers verzichtet werden kann, können die einzelnen Stränge vom DC-Bus, an denen die elektrischen Geräte angeschlossen sind, besonders kostengünstig ausgeführt werden, da kein Stromwandler benötigt wird. Darüber hinaus entstehen durch den Stromwandler auch keine Verluste, wie sie beispielsweise bei der Verwendung eines Messshunts entstehen würden. Diese stromwandlerfreie Anordnung macht die Lastzone besonders kos tengünstig und verlustarm. Damit kann eine besonders wirt schaftliche Lösung mit hohem Wirkungsgrad bereitgestellt wer den . Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das elektrische Gerät mit der höchsten, durch den Span nungssensor gemessenen Spannung als fehlerhaftes Gerät ermit telt. Neben der Betrachtung der Polaritäten der Spannungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, auch die Spannungshöhe zu berücksichtigen. Es kann sich ergeben, dass auch ein feh lerfreies Gerät keine Energie in das fehlerhafte Gerät ein- bzw. zurückspeist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das fehlerfreie Gerät keinen Energiespeicher aufweist.

So kann zum Beispiel ein rein ohmscher Verbraucher, wie etwa eine Heizung, keine Energie in den fehlerhaften Verbraucher einspeisen. Ebenso kann ein induktiver Verbraucher auch bei einem Fehler eines anderen elektrischen Gerätes der Lastzone weiterhin Energie aus dem DC-Bus aufnehmen. So ist eine Viel zahl von elektrischen Verbrauchern denkbar, die keine Energie in den fehlerhaften Verbraucher einspeisen. Es ist wie am Beispiel des induktiven, elektrischen Gerätes erläutert, auch möglich, dass diese auch Energie von den übrigen fehlerfreien Verbrauchern noch aufnehmen. In diesem Fall ist es vorteil haft, nicht nur die Polaritäten der gemessenen Spannungen auszuwerten, sondern auch die Spannungshöhe. Es kann dabei davon ausgegangen werden, dass in dem elektrischen Gerät, in dessen Verbindung zum DC-Bus an der Sicherung die höchste Spannung durch den Spannungssensor gemessen wird oder gemes sen wurde, der Fehler vorliegt. Somit handelt es sich bei dem elektrischen Gerät mit der höchsten durch den Spannungssensor gemessenen Spannung um das fehlerhafte Gerät.

Dabei ist die Spannung des Spannungssensors positiv, wenn der Strang mit dem betreffenden elektrischen Gerät elektrische Energie aufnimmt. Entsprechend ist die Spannung am Spannungs sensor negativ, wenn der entsprechende Strang mit seinem elektrischen Verbraucher Energie an den DC-Bus abgibt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das fehlerhafte Gerät dadurch erkannt, dass die durch den Spannungssensor gemessenen Spannung einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Unabhängig davon, ob der elektroni- sehe Schalter geschlossen oder beispielsweise aufgrund eines Fehlers in der Lastzone bereits geöffnet ist, kann ein Fehler in einem elektrischen Gerät der Lastzone dadurch erkannt und lokalisiert werden, dass die durch den Spannungssensor gemes sene Spannung mit einem vorgebbaren Grenzwert verglichen wird. Überschreitet diese Spannung den Grenzwert, kann davon ausgegangen werden, dass bei dem betreffenden elektrischen Gerät ein Fehler vorliegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Grenzwert um mindestens eine Größenordnung größer ist als eine Spannung, die sich unabhängig vom Widerstand der Siche rung bei einem betrieblich auftretenden Strom durch die Si cherung ergibt. Unabhängig vom Widerstandswert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Grenzwert im Rahmen einer worst case Betrachtung des Widertands der Sicherung bestimmt wird. Sofern der elektronische Schalter noch geschlossen ist, kann dieses Überschreiten des Grenzwertes auch als Kriterium zum Öffnen des elektronischen Schalters verwendet werden.

Im Gegensatz zum Auslösen der Sicherung wird nur ein kurzzei tiges Überschreiten des Grenzwertes durch die gemessene Span nung benötigt, um einen Fehler nicht nur zuverlässig erkennen und lokalisieren zu können, sondern auch eine Schutzreaktion, wie beispielsweise das Öffnen des elektronischen Schalters auslösen zu können.

Auch hier ist die Spannung des Spannungssensors positiv, wenn der Strang mit dem betreffenden elektrischen Gerät elektri sche Energie aufnimmt. Entsprechend ist die Spannung am Span nungssensor negativ, wenn der entsprechende Strang mit seinem elektrischen Verbraucher Energie an den DC-Bus abgibt. Wird der Spannungssensor mit anderer Polarität betrieben, d.h., wenn eine in den Strang fließende elektrische Energie eine negative Spannung über der Sicherung verursacht, wird das fehlerhafte Gerät dadurch erkannt, dass die durch den Span nungssensor gemessenen Spannung einen vorgebbaren negativen Grenzwert unterschreitet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei oder nach Auftreten eines Fehlers in der Lastzone das fehlerhafte Gerät ermittelt, wobei der Spitzenwert, der über der Sicherung anliegenden Spannung jeweils als Datenwert erfasst und gespeichert wird und für die Ermittlung des feh lerhaften Gerätes herangezogen wird. Bei einer entsprechenden Lastzone ist dabei ein Spitzenwert, der über der Sicherung anliegenden Spannung, insbesondere mittels eines zwischen der Sicherung und dem Spannungssensor angeordneten Spitzenwert gleichrichters, jeweils als Datenwert erfassbar und speicher bar. Für die Ermittlung des fehlerhaften Gerätes ist in ers ter Linie der Spitzenwert der auftretenden Spannung entschei dend. An diesem ist erkennbar, dass auch ein entsprechender Spitzenwert eines Stroms in das entsprechende elektrische Ge rät vorhanden sein musste. Somit kann anstelle des Messwertes zur Ermittlung des fehlerhaften Gerätes der entsprechende Spitzenwert herangezogen werden. Auch mit diesem Spitzenwert kann der entsprechend höchste Spitzenwert aller gemessenen Spannungen herangezogen werden, um das fehlerhafte Gerät zu ermitteln. Auch kann der Datenwert mit einem vorgebbaren Grenzwert verglichen werden und bei Überschreiten des Grenz wertes ein Fehler in der Lastzone erkannt werden. Der Fehler liegt in dem elektrischen Gerät vor, in dessen Strang die Spannung an der Sicherung den vorgebaren Grenzwert über schritten hat.

Die Speicherung kann beispielsweise durch Speicherung der Spannung in einer Datenverarbeitung erfolgen. Alternativ ist es möglich, den Spannungswert mit Hilfe eines Spitzenwert gleichrichters, der am Ausgang einen Kondensator aufweist, zu speichern. Dabei hält der Kondensator an seinen beiden An schlüssen die Spannung des aufgetretenen Spitzenwertes.

Besonders vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist, dass auch nach Auftreten des Fehlers auf besonders einfache Weise das fehlerhafte Gerät erkannt werden kann. Dies liegt daran, dass der Spitzenwert entsprechend gespeichert ist. Diese Speiche rung kann, wie oben bereits erläutert, auf analoge Weise durch eine Spannung am Kondensator eines Spitzenwertgleich- richters oder innerhalb der Datenverarbeitung, bei dem ein entsprechender Spannungswert als Datenwert gespeichert wurde, erfolgen .

Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltungsform ist, dass das Ver fahren zum Betreiben der Lastzone nicht kontinuierlich ausge führt werden muss, sondern erst bei Vorliegen eines Fehlers in der Lastzone. Dies spart Rechenzeit und Rechenleistung in der Steuerung bzw. Regelung der Lastzone.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei einer negativen über der Sicherung anliegenden Span nung der gespeicherte Datenwert reduziert, insbesondere zu rückgesetzt. Bei einer entsprechenden Lastzone ist bei Auf treten einer negativen über der Sicherung anliegenden Span nung der jeweilige gespeicherte Datenwert reduzierbar, insbe sondere rücksetzbar. Eine negative Spannung liegt in erster Linie dann über der Sicherung an, wenn der entsprechende elektrische Verbraucher elektrische Energie abgibt. Damit ist davon auszugehen, dass an diesem elektrischen Verbraucher kein Fehler vorliegt. Es hat sich daher als vorteilhaft er wiesen, diesen Zustand der erfassten negativen Spannung da hingehend zu berücksichtigen, dass der gespeicherte Datenwert für den Spitzenwert reduziert oder sogar komplett zurückge setzt, d.h. auf Null gesetzt wird. Dies kann dadurch gesche hen, dass der Kondensator am Ausgang eines Spitzenwertgleich richters entladen bzw. für das Rücksetzen vollständig entla den wird. Alternativ kann dies auch dadurch geschehen, dass der gespeicherte Datenwert durch einen neuen kleineren Wert bzw. durch den Wert Null in der Datenverarbeitung überschrie ben wird. Durch dieses Vorgehen werden die Unterschiede in den gespeicherten Datenwerten der jeweiligen Spannungssenso ren vergrößert, weil an den rückspeisenden, nicht fehlerbe hafteten Geräten im Fehlerfall, wie beispielsweise einem Kurzschluss, eine negative Spannung auftritt. Bei dem fehler behafteten Gerät tritt jedoch eine positive Spannung. Diese positive Spannung lässt sich durch dieses Ausführungsbeispiel besonders einfach und zuverlässig erkennen. Damit wird die Zuverlässigkeit der Fehlerlokalisierung weiter erhöht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als gespeicherter Datenwert der positive Spitzenwert er fasst und gespeichert, wobei ein weiterer Datenwert erfasst und gespeichert wird der jeweils dem negativen Spitzenwert der über der Sicherung anliegenden Spannung entspricht. Bei dieser Ausgestaltung kann darauf verzichtet werden, eine ent sprechende Reduzierung oder Zurücksetzung der Datenwerte vor zunehmen. Für jeden Spannungssensor wird dabei der maximale positive Wert als positiver Spitzenwert erfasst und gespei chert. Darüber hinaus wird als weiterer Datenwert der mini malste negative Wert erfasst und gespeichert. Dieser wird als negativer Spitzenwert bezeichnet. Für jeden elektrischen Ver braucher ist damit auf einfache Weise zu erkennen, ob er zum Zeitpunkt des Fehlers elektrische Energie aufgenommen oder in den DC-Bus eingespeist hat. Dies kann dadurch erkannt werden, welcher der beiden Spitzenwerte, der positive Spitzenwert o- der der negative Spitzenwert größer ist. Ist der positive Spitzenwert größer, kann davon ausgegangen werden, dass elek trische Energie aus dem DC-Bus aufgenommen wurde. Ist jedoch der negative Spitzenwert größer, kann davon ausgegangen wer den, dass elektrische Energie in Richtung des DC-Busses abge geben wurde. Damit steht neben dem Kriterium des größten po sitiven Spitzenwerts zur Ermittlung des fehlerhaften Gerätes ein weiteres Kriterium zur Verfügung. Dabei kommen in erster Linie die elektrischen Geräte, bei denen der positive Spit zenwert, d.h. der gespeicherte Datenwert, größer ist als der negative Spitzenwert, also der weitere Datenwert, als elek trisches Gerät in Frage, bei dem ein Fehler vorliegen kann.

Im Anschluss kann dann untersucht werden, welcher der in Fra ge kommenden elektrischen Geräte den höchsten positiven Spit zenwert erfasst hat. Durch dieses doppelte Kriterium kann ein fehlerhaftes Gerät besonders zuverlässig erkannt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Zeitpunkt des Auftretens des gespeicherten Datenwer- tes und/oder des gespeicherten weiteren Datenwertes erfasst und gespeichert, wobei die Erkennung des fehlerhaften Gerätes in Abhängigkeit von den Zeitpunkten der gespeicherten Daten werten erfolgt. Durch die Kenntnis der Zeitpunkte, an denen der Spitzenwert aufgetreten ist, kann auf einfache Weise auf den Zustand der elektrischen Geräte zum Fehlerzeitpunkt in der Lastzone geschlossen werden. Der Zeitpunkt des Auftretens des Fehlers ist durch den größten Spannungswert bekannt, der durch einen der Spannungssensoren gemessen und als Datenwert gespeichert wurde. Nun kann der Zustand aller elektrischen Geräte anhand der gespeicherten Datenwerte bzw. der weiteren Datenwerte zu dem Zeitpunkt des Fehlers oder seiner unmittel baren zeitlichen Umgebung, beispielsweise in der Größenord nung bis zu 10ms davor oder danach, bestimmt werden. Dabei wird bei jeder Auswerteeinheit die zeitliche Korrelation zwi schen dem positiven und dem negativen Spitzenwert derart festgehalten, dass im Nachhinein erkennbar ist, welcher Wert zuerst aufgetreten ist. Durch diese zusätzliche Information können Fehlinterpretationen in Bezug auf die Fehleranalyse bei Umschwingvorgängen in ausgebreiteten DC-Abschnitten mit einem großen Leistungsspektrum am Verbraucher ausgeschlossen werden. Die Zuverlässigkeit bei der Ermittlung des Fehlers und des fehlerhaften Gerätes wird hierdurch weiter erhöht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren bei Vorliegen eines Fehlers in der Lastzo ne gestartet. Der Aufbau der Lastzone mit einem elektroni schen Schalter und den mehreren, mindestens zwei, vorhandenen elektrischen Geräten, erlaubt es, das Verfahren zum Betreiben dieser Lastzone erst dann zu starten, wenn ein Fehler in der Lastzone vorliegt. Dabei kann der elektronische Schalter mit einer entsprechenden Auswerte- bzw. einer Regelungs- oder Steuerungsvorrichtung derart ausgebildet sein, einen Fehler in der Lastzone zu erkennen, und darauf entsprechend durch Öffnen des elektronischen Schalters zu reagieren. Die Ermitt lung des fehlerhaften Gerätes unter den elektrischen Geräten der Lastzone kann im Anschluss mit dem Verfahren zum Betrei ben der Lastzone durchgeführt werden. Sofern keine Messwerte der Spannungssensoren gespeichert werden, sollte das Verfah ren möglichst schnell bei Vorliegen eines Fehlers in der Lastzone gestartet werden, damit die Spitzenwerte dem Verfah ren noch zur Verfügung stehen. Allerdings können auch die Spannungen zur Ermittlung des fehlerhaften Gerätes herangezo gen werden, die sich nach dem Öffnen des elektronischen

Schalters einstellen. Auch mit diese Spannungswerten und/oder Datenwerten kann eine zuverlässige Ermittlung des fehlerhaf ten Gerätes erfolgen, wie oben bereits beschrieben. Gerade auch mit Speicherung der entsprechenden Messwerte des Span nungssensors lässt sich die Ermittlung des fehlerhaften Gerä tes auf nahezu beliebige Zeitpunkte nach Auftreten des Feh lers und Öffnen des elektronischen Schalters verschieben.

Dies liegt darin begründet, dass die Informationen, die zur Ermittlung des fehlerhaften Gerätes benötigt werden, dauer haft bzw. zumindest hinreichend lange der entsprechenden Aus werteeinheit zur Verfügung stehen. Vorteilhaft bei diesem Verfahren, bei dem die Auswertung erst nach oder mit Vorlie gen eines Fehlers in der Lastzone gestartet wird, besteht da rin, dass keine großen Rechenkapazitäten für den Normalbe trieb benötigt werden. Erst bei Vorliegen eines Fehlers wird eine entsprechende Rechenkapazität und Verarbeitungskapazität der jeweiligen Messwerte der Spannungssensoren notwendig. Auf eine kontinuierliche Überwachung der Spannungen oder Strömen in der Lastzone kann verzichtet werden. Damit ist dieses Ver fahren zur Ermittlung eines fehlerhaften Gerätes unter den elektrischen Geräten besonders einfach und resourcenschonend möglich .

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er läutert. Es zeigen:

FIG 1 ein DC-Netz mit einer Lastzone, sowie

FIG 2 bis FIG 5 Ausführungsbeispiele eines vorteilhaften

Spitzenwertgleichrichters . Die FIG 1 zeigt ein DC-Netz 10 mit einer Lastzone 1 und einer Energiequelle 6. Die Energiequelle 6 kann dabei beispielswei se als Spannungsquelle ausgeführt sein. Die Energiequelle 6 ist mit Anschlüssen 30 der Lastzone 1 verbunden und speist die elektrischen Geräte 4 der Lastzone 1 mit elektrischer Energie. Dazu ist in der Lastzone 1 ein DC-Bus 3 angeordnet, der die Spannung an die elektrischen Geräte 4 heranführt. Die elektrischen Geräte 4 sind dabei über eine elektrische Ver bindung mit dem DC-Bus 3 verbunden. In dieser elektrischen Verbindung ist jeweils für jedes elektrische Gerät 4 der Lastzone 1 eine Sicherung 5 angeordnet. Die Spannung u Sx über der Sicherung 5 wird von dem Spannungssensor 7 erfasst. Die erfassten Werte der Spannung über den jeweiligen Sicherungen 5 werden von den Spannungssensoren 7 an eine Auswerteeinheit 9 übertragen. Für den Fall, dass eine Anzahl n von elektri schen Geräten 4 in der Lastzone vorhanden sind, sind somit auch insgesamt die Anzahl n an Sicherungen 5 und damit auch die Anzahl n an Spannungssensoren 7 vorhanden. Bei der Be zeichnung der Spannung u Sx handelt es sich um die Spannung an der x-ten Sicherung 5, wobei x dann einen Wert zwischen 1 und n annimmt. Als elektrische Geräte 4 sind in diesem Ausfüh rungsbeispiel Wechselrichter 12 dargestellt, die jeweils ei nen Zwischenkreiskondensator 11 aufweisen. Als elektrische Geräte können aber auch alternativ jede Art eines elektri schen Verbrauchers und/oder eines Energiespeichers vorhanden sein .

Kommt es zu einem Kurzschluss in oder an einem der elektri schen Geräten 4, so speisen die Zwischenkreiskondensatoren 11 der übrigen elektrischen Geräte 4 in diesen Kurzschluss mit ein. Darüber hinaus kann auch weitere Energie aus den einzel nen Wechselrichtern 12 in diesen Kurzschluss eingespeist wer den. Zur Trennung der Lastzone 1 von der Energiequelle 6 weist die Lastzone 1 einen elektronischen Schalter 2 auf, der zwischen den Anschlüssen 30 der Lastzone und dem DC-Bus 3 an geordnet ist. Mit diesem elektronischen Schalter 2 kann die Energieversorgung von der Energiequelle 6 an die elektrischen Geräte 4 der Lastzone 1 schnell unterbrochen werden. Tritt in einem ersten elektrischen Gerät 41 ein Fehler, wie beispielsweise ein Kurzschluss auf, so führt dies aufgrund des Stroms von der Energiequelle 6 und den weiteren elektri schen Geräten 4 zu einem Auslösen der Sicherung 5 in der ent sprechenden Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Gerät 41 und dem DC-Bus 3. Durch das Auslösen der entsprechenden Sicherung 5 kann der Fehlerort am ersten elektrischen Gerät 41 zweifelsfrei lokalisiert werden.

Erkennt jedoch eine hier nicht näher beschriebene Schutzvor richtung des DC-Netzes 10 oder der Lastzone 1 einen Fehler innerhalb dieser Lastzone 1, so kann als Reaktion darauf der elektronische Schalter 2 geöffnet werden, schon bevor die Si cherung 5 ausgelöst hat. In diesem Fall wird nach dem Öffnen des elektronischen Schalters 2 keine elektrische Energie von der Energiequelle 6 in den Kurzschluss des ersten elektri schen Gerätes 41 mehr gespeist. Lediglich die übrigen elek trischen Geräte 4 speisen Energie, beispielsweise aus den Zwischenkreiskondensatoren 11 und/oder der Wechselrichter 12 in den Kurzschluss des ersten elektrischen Gerätes 41. Dabei kann der entsprechende Strom durch die Sicherung 5 derart klein sein, dass die Sicherung 5 nicht mehr auslöst, sondern leitend bleibt. Das fehlerhafte erste elektrische Gerät ist in diesem Fall nicht mehr anhand des Zustands der Sicherung 5 erkennbar. Üblicherweise wird in diesem Fall heutzutage ein Stromsensor in Reihe zur Sicherung eingesetzt, um Ströme bei spielsweise verursacht durch einen Kurzschluss detektieren zu können .

Um jedoch eine Lokalisierung des Fehlers auch ohne Strom sensor, d.h. stromsensorfrei , zu ermöglichen, wird jeweils die über der Sicherung 5 abfallende Spannung u Sx für die ein zelnen Sicherungen 5 der Lastzone 1 gemessen. Die Polarität der Messung durch den Spannungssensor 7 wird dabei so vorge nommen, dass eine elektrische Energie, die in das elektrische Gerät 4 fließt, als positive Spannung erfasst wird. Das elek trische Gerät 4, bei dem die höchste Spannung u Sx gemessen wird, wird als das fehlerhafte elektrische Gerät erkannt. Es kann davon ausgegangen werden, dass der Fehler, insbesondere der Kurzschluss, bei diesem Gerät vorliegt. Durch die Verwen dung der ohnehin erforderlichen Sicherung 5 als Art Messshunt eines Stromsensors ist kein zusätzliches Bauteil im Leis tungspfad mehr erforderlich. Der Widerstandswert der Siche rung 5 ist im Gegensatz zu einem Messshunt eines Stromsensors zwar recht ungenau und einer großen Streuung über die ver schiedenen Sicherungen 5 unterworfen. Allerdings ist es mög lich, auch mit dieser großen Streuung/Ungenauigkeit beim Wi derstand der Sicherungen 5 einen betrieblichen Strom von ei nem Strom im Fehlerfall zu unterscheiden. Allgemein werden an einen Messshunt hohe Anforderungen gerichtet, um eine ent sprechend genaue Fehlererkennung und Fehlerlokalisierung vor nehmen zu können. Es hat sich gezeigt, dass diese sonst übli chen Anforderungen an den Widerstand der Sicherung 5 nicht erfüllt werden müssen, um einen betrieblichen Strom von einem Fehlerstrom zuverlässig unterscheiden zu können. Damit werden auch keine zusätzlichen Verluste in der Zuleitung zwischen den DC-Netz 3 und dem elektrischen Gerät 4 erzeugt. Die Aus werteeinheit 9 kann anhand der von den Spannungssensoren 7 übermittelten Werte ermitteln, welches der elektrischen Gerä te 4 fehlerhaft ist.

Wenn ein Fehler in der Lastzone 1 beispielsweise anhand eines Überstroms bereits erkannt wurde und der elektronische Schal ter 2 bereits geöffnet ist, kann der Fehler innerhalb der Lastzone 1 dadurch genauer lokalisiert werden, dass die Span nungshöhe der über den jeweiligen Sicherungen 5 abfallenden Spannung u Sx miteinander verglichen wird. Das elektrische Ge rät, bei dem in der Verbindung zwischen dem elektrischen Ge rät und den DC-Bus 3 die höchste Spannung u Sx über der Siche rung 5 abfällt, wird als fehlerhaftes Gerät erkannt. Alterna tiv oder ergänzend ist es möglich, ein fehlerhaftes Gerät dadurch zu erkennen, dass die über der Sicherung 5 abfallende Spannung u Sx einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Durch das Überschreiten des Grenzwertes kann davon ausgegangen wer den, dass ein Fehler in diesem Gerät und damit in der Lastzo ne 1 vorliegt. Das Erkennen des Fehlers kann von der Auswer- teeinheit 9 optional auch dazu genutzt werden, wie in der FIG 1 gestrichelt dargestellt, den elektronischen Schalter 2 zu öffnen.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die ein zelnen Spannungen u Sx die über den jeweiligen Sicherungen 5 abfallen, zu erfassen und zu speichern. Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, alternativ oder ergänzend, den Spitzenwert, der über der Sicherung 5 anliegenden Spannung u Sx zu erfassen und zu speichern. Dabei kann der Spitzenwert beispielsweise über einen hier nicht dargestellten Spitzen wertgleichrichter 8 oder innerhalb der Datenverarbeitung, beispielsweise der Auswerteeinheit 9, bestimmt und gespei chert werden. Bei einem Spitzenwertgleichrichter 8 kann die Speicherung dadurch erfolgen, dass der Spitzenwert über einen Kondensator 15 dauerhaft anliegt. Dies wird im Folgenden in den Figuren 2 bis 5 näher beschrieben und erläutert. Durch die Kenntnis des Spitzenwertes kann die Lokalisierung des Fehlers durch Vergleich der Spitzenwerte der Spannungen u Sx auch dann erfolgen, wenn schon kein oder nur zumindest ein geringer Kurzschlussstrom fließt.

Die FIG 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Spitzenwert gleichrichters 8. Mit diesem kann der Spitzenwert eine über der Sicherung 5 anliegenden Spannung u Sx am Gleichrichtkon- densator 15 erzeugt werden. Sobald die Spannung u Sx über der Sicherung 5 größer ist als die Spannung am Gleichrichtkonden- sator 15, so wird der Gleichrichtkondensator 15 über die Dio de 16 aufgeladen, bis auch die Spannung am Gleichrichtkonden- sator 15 die Spannung u Sx über der Sicherung 5 erreicht hat. Sinkt die Spannung u Sx über der Sicherung 5 wieder, so wird durch die Diode 16 ein Entladestrom des Gleichrichtkondensa- tors 15 verhindert und der Spitzenwert der über der Sicherung 5 anliegenden Spannung u Sx bleibt am Gleichrichtkondensator 15 bestehen. Dies entspricht einer Speicherung des Spitzen wertes der über der Sicherung 5 anliegenden Spannung u Sx . Der Spannungssensor 7 kann dann den so gespeicherten Spitzenwert aufnehmen und an eine hier nicht dargestellte Auswerteeinheit 9 übertragen. In der Auswerteeinheit 9 kann dann die Bestim mung des fehlerhaften elektrischen Gerätes stattfinden.

Der Vorteil dieses Spitzenwertgleichrichters 8 besteht darin, dass nicht ständig Daten erfasst und/oder übermittelt werden müssen. Mit Auftreten eines Fehlers und/oder Erkennen eines Fehlers in der Lastzone 1 kann die Bestimmung in der Auswer teeinheit 9 stattfinden, da die entsprechenden Spitzenwerte als Spannung am Gleichrichtkondensator 15 auch nach Auftreten des Fehlers und Öffnen des elektronischen Schalters 2 der Auswerteeinheit zur Verfügung stehen oder durch den Span nungssensor 7 zur Verfügung gestellt werden können.

Die FIG 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Spitzen wertgleichrichters 8. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung zur FIG 2 sowie auf die dort eingeführ ten Bezugszeichen verwiesen. Dieses Ausführungsbeispiel weist zusätzlich einen Schalter 17 auf, der von einer Polaritätser fassung 20 angesteuert wird. Nimmt die über der Sicherung 5 anliegenden Spannung u Sx einen negativen Wert an, so erkennt dies die Polaritätserfassung 20 und schließt den Schalter 17. Der Gleichrichtkondensator 15 wird damit kurzgeschlossen und entladen. Die Spannung am Gleichrichtkondensator nimmt dabei den Wert null an. Somit wird der Spitzenwert, der am Gleich richtkondensator anliegt und gespeichert wird zurückgesetzt. Alternativ ist es möglich, in Reihe zum Schalter 17 einen Wi derstand anzuordnen. Mit dieser Anordnung wird dann der Kon densator kontinuierlich und nicht schlagartig entladen. Dies entspricht einer Reduzierung des gespeicherten Wertes.

Sobald die über der Sicherung 5 anliegende Spannung u Sx posi tive Werte annimmt öffnet der Schalter 15 und am Gleichricht kondensator liegt wieder der Spitzenwert der über der Siche rung 5 anliegenden Spannung u Sx an, der sich seit dem Öffnen des Schalters 17 ergeben hat.

Der Schalter 17 kann Teil eines Schützes sein, wobei der Schalter 17 ein Schaltkontakt des Schützes ist und die die Spule des Schützes Teil der Polaritätserfassung 20 ist. Eine Diode der Polaritätserfassung 20 sorgt dafür, dass an der Spule des Schützes eine Spannung anliegt, sobald die über der Sicherung 5 anliegenden Spannung u Sx negativ ist. Diese Span nung führt zum Ansprechen des Schützes bei dem der Schalter 17 geschlossen wird.

Die FIG 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Spitzen wertgleichrichters 8. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung zur FIG 2 und zur FIG 3 sowie auf die dort eingeführten Bezugszeichen verwiesen. Dieses Ausfüh rungsbeispiel weist ebenfalls den Schalter 17 und die Polari- tätserfassung 20 auf. Dabei ist der Schalter 17 so angeord net, dass bei einer negativen über der Sicherung 5 anliegen den Spannung u Sx die Spannung am Gleichrichtkondensator 15 re duziert und nicht schlagartig entladen wird. Dabei ist in Reihe zum Schalter 17 ein Widerstand 19 angeordnet. Die Größe des Widerstandswertes des Widerstands 19 bestimmt dabei die Geschwindigkeit, mit der die Spannung am Gleichrichtkondensa- tor 15 reduziert wird. Mit dem Reduzieren der Spannung am Gleichrichtkondensator 15 wird der gespeicherte Datenwert des Spitzenwertes reduziert.

Durch das Rücksetzen oder Reduzieren des gespeicherten Daten wertes für den Spitzenwert ist das fehlerhafte elektrische Gerät deutlich leichter erkennbar. Dies liegt darin, dass die nicht fehlerhaften elektrischen Geräte bei Auftreten eines Fehlers in der Lastzone oftmals Energie abgeben und deshalb an der Sicherung eine negative Spannung entsteht. Damit ist das fehlerhafte Gerät, bei dem eine positive Spannung zumin dest im Fehleraugenblick anliegt, noch einfacher und zuver lässiger ermittelbar, da die ordnungsgemäß funktionierenden elektrischen Geräte zumindest teilweise eine negative Span nung u Sx an ihrer zugeordneten Sicherung 5 aufweisen und den gespeicherten Datenwert dadurch reduzieren.

Die FIG 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Spitzen wertgleichrichters 8. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Beschreibung zu den Figuren 2 bis 4 sowie auf die dort eingeführten Bezugszeichen verwiesen. Dieses Ausfüh rungsbeispiel weist keinen Schalter 17 und keine Polaritäts erfassung 20 mehr auf. Bei diesem Spitzenwertgleichrichter 8 wird mit Hilfe der Diode 16 ein positiver Spitzenwert, analog zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 bis 4 bestimmt und gespeichert. Darüber hinaus wird auch noch mit Hilfe einer weiteren Diode 18 ein negativer Spitzenwert bestimmt und als Spannung am zweiten Gleichrichtkondensator 15 gespeichert.

Der negative Spitzenwert ist definiert als der betraglich größte Wert einer negativen Spannung. Dieser positive und ne gative Spitzenwert kann von der Spannungserfassung 7 jeweils erfasst und der Auswerteeinheit 9 zugeführt werden. Die

Kenntnis über positiven und negativen Spitzenwert kann die Zuverlässigkeit bei der Bestimmung des fehlerhaften elektri schen Gerätes weiter erhöhen, da neben einem Vergleich der Datenwerte unterschiedlicher elektrischer Geräte auch für je des elektrische Gerät ein positiver und ein negativer Spit zenwert vorliegt. Dabei kann als weiteres Kriterium für die Bestimmung des fehlerhaften elektrischen Gerätes der positive und der negative Spitzenwert miteinander verglichen werden.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Lastzone, aufwei send einen elektronischen Schalter, ein DC-Bus und mindestens zwei elektrische Geräte, wobei der elektronische Schalter derart angeordnet ist, den DC-Bus von einer mit der Lastzone verbindbaren Energiequelle zu trennen, wobei die elektrischen Geräte jeweils mit dem DC-Bus elektrisch verbunden sind. Zur Verbesserung der Fehlererkennung in der Lastzone wird vorge schlagen, dass zwischen dem DC-Bus und dem jeweiligen

elektrischen Gerät eine Sicherung angeordnet ist, wobei ein Spannungssensor derart angeordnet ist, eine über der Siche rung anliegende Spannung erfassen zu können. Ferner betrifft die Erfindung ein DC-Netz mit einer derartigen Lastzone und mindestens einer Energiequelle, wobei die Energiequelle der art mit der Lastzone verbunden ist, dass die elektrischen Ge räte mit elektrischer Energie aus der Energiequelle versorg bar sind, wobei mittels des elektronischen Schalters die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem DC- Bus unterbrechbar ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Ver fahren zum Betreiben einer derartigen Lastzone oder eines derartigen DC-Netzes, wobei ein fehlerhaftes Gerät der elek trischen Geräte anhand der über der Sicherung anliegenden Spannung ermittelt wird.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung zusammenfassend ei ne Lastzone, aufweisend einen elektronischen Schalter, einen DC-Bus, einen Anschluss zur Versorgung der Lastzone mit elektrischer Energie und mindestens zwei elektrische Geräte, wobei der elektronische Schalter zwischen dem Anschluss und dem DC-Bus angeordnet ist, wobei die elektrischen Geräte je weils elektrisch parallel mit dem DC-Bus verbunden sind. Zur Verbesserung der Fehlererkennung und Fehlerlokalisierung in der Lastzone wird vorgeschlagen, dass zwischen dem DC-Bus und dem jeweiligen elektrischen Gerät eine Sicherung angeordnet ist, wobei ein Spannungssensor derart angeordnet ist, eine über der Sicherung anliegende Spannung zu erfassen. Ferner betrifft die Erfindung ein DC-Netz mit einer derartigen Last zone und mindestens einer Energiequelle, wobei die Energie quelle mit dem Anschluss der Lastzone verbunden ist. Die Er findung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Lastzone oder eines derartigen DC-Netzes, wobei ein fehlerhaftes Gerät der elektrischen Geräte anhand der über der Sicherung anliegenden Spannung dadurch ermittelt wird, dass die über der Sicherung anliegenden Spannung einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.