專利名稱：用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的方法及設(shè)備，該電氣設(shè)施包 括具有供電網(wǎng)或存儲介質(zhì)的功能性電連接件。
此外，本發(fā)明涉及一種光電設(shè)施，該光電設(shè)施具有至少一個太陽能電流模塊和根 據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。
背景技術(shù)：
具有用于電能的生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換、分配及應(yīng)用的電氣裝置的設(shè)施通常豎立在開放 空間中。像光電裝置的這樣的太陽能電流模塊，例如，必定且必須安裝在屋頂上或安裝在開 闊的地面上。與電氣設(shè)施連接卻能夠移動的諸如機器或移動發(fā)電機之類的固定電氣裝置通 常出現(xiàn)在開放空間中。這些設(shè)施部件因此暴露于例如由在風暴過程中倒下的樹或由與建筑 工地上的施工車輛的碰撞所造成的機械沖擊之下。由于這些電氣設(shè)備通常都相當有價值， 因此也存在被盜的風險。
這種設(shè)施部件的損壞或被盜的風險總是使電氣設(shè)施的可用性、供應(yīng)的可靠性以及 成本效益受到限制。設(shè)施操作者將因此要竭力去盡可能全面地保護電氣設(shè)施免受不利的機 械沖擊。
雖然通過故障和安全系統(tǒng)能夠難以接近未經(jīng)授權(quán)的空間，但是全面防盜只有相當 大的支出的情況下才有可能。
例如對于光電設(shè)施的安全措施是已知的，該光電設(shè)施除了通過諸如運動傳感器和 視頻監(jiān)控之類的傳統(tǒng)報警系統(tǒng)變得難以接近之外，還使太陽能電流模塊在機械上變得安 全，以此方式至少使拆除變得困難。
然而，已知的安全措施通常需要對設(shè)施的技術(shù)設(shè)計進行相當大地干涉，并且不是 涉及巨大的資金投入，就是提供的保護不足以防盜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明因此基于該需求來研發(fā)用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的方法及 設(shè)備，該電氣設(shè)施能夠以很少的費用集成到現(xiàn)有設(shè)施內(nèi)并且允許永久性監(jiān)測。
關(guān)于方法，結(jié)合權(quán)利要求1的前序部分，該需求得以滿足在于為了識別機械沖 擊，至少一個信號被記錄在功能性電連接件上。
本發(fā)明基于這樣的構(gòu)想即，利用待監(jiān)測設(shè)施的現(xiàn)有功能性電連接件連同供電網(wǎng) 或諸如電池或燃料電池之類的存儲介質(zhì)。在最簡單的情況下，該功能性電連接件為經(jīng)由電 氣裝置與供電網(wǎng)或單獨電源連接的現(xiàn)有的供電線路；作為示例，其可以是移動發(fā)電機或太 陽能電流模塊、電動馬達的饋送線路。其是這樣的功能性電連接件在該功能性電連接件上 記錄有信號，即，諸如電壓或電流強度之類的物理量的瞬時級數(shù)，并且該信號被用于識別機 械沖擊。在最簡單的情形中，記錄的信號級數(shù)基于供應(yīng)網(wǎng)的工作電壓或工作電流。然而，記 錄的信號級數(shù)也可以是另外標記的變量，比如，用于在IT網(wǎng)中不斷進行絕緣監(jiān)測的測量電流。
在不對設(shè)施本身進行任何結(jié)構(gòu)性改變的情況下，現(xiàn)有的信號用于對已經(jīng)存在的電 氣線路上的機械沖擊進行識別。
在優(yōu)選的設(shè)計中，通過對記錄的信號的實際值或從記錄的信號導(dǎo)出的變量的實際 值與所需要的值進行比較，來實現(xiàn)機械沖擊的識別。
能夠識別待監(jiān)測設(shè)施部件上的機械沖擊，是由于對作為實際值的瞬時記錄信號與 預(yù)設(shè)或存儲的所需的值進行了比較。假定機械沖擊引起記錄的信號的實際狀況發(fā)生變化， 則實際值與所需要的值的偏差可以正好表示這一機械沖擊。特別地，當對另外標記的信號 進行記錄時，記錄的實際值的瞬時級數(shù)能夠與存儲的(所需要的值)級數(shù)模式進行比較，以 能夠?qū)赡艿漠惓Ｊ录M行識別。在中間步驟中，記錄的信號可以轉(zhuǎn)變成導(dǎo)出變量，例如， 用于已知的測量機構(gòu)的記錄的測量電流或記錄的測量電壓可以先轉(zhuǎn)換成電阻值，然后該電 阻值進行比較。這種應(yīng)用的示例將是對電氣設(shè)施的絕緣電阻進行評估。
有利地，實際值的急劇變化被用作用于機械沖擊的識別標準。通過對記錄的實際 值的瞬時級數(shù)進行評估，實際值的急劇變化能夠傳遞指明電連接斷開因而可能損壞或拆卸 的表示。
在進一步有利的設(shè)計中，實際值的變化率被用作用于機械沖擊的識別標準。在該 設(shè)計中，實際值的變化率在另一步驟中被考慮，該步驟隨從于對信號的瞬時級數(shù)進行記錄。 特別地，結(jié)合對受到自然波動影響的另外標記的測量信號進行記錄，該評估至關(guān)重要。
便利地，對機械沖擊的識別導(dǎo)致產(chǎn)生報警信號。該報警可以根據(jù)待監(jiān)測電氣設(shè)施 的構(gòu)造或位置通過光和/或聲音報警信號以傳統(tǒng)的方式觸發(fā)。
有利地，報警信號可以被遠程傳輸。該電信號可以經(jīng)由無線電線路或經(jīng)由有線線 路以無線的方式傳輸至若干個接收點。
有利地，實現(xiàn)了用于識別機械沖擊的該方法的永久性自監(jiān)測。這提供了防止監(jiān)測 方法本身由于未經(jīng)授權(quán)的干擾或篡改而失效的手段。
便利地，監(jiān)測被設(shè)計用于執(zhí)行本方法的設(shè)備的接地連接。例如，如果結(jié)合絕緣監(jiān)測 記錄的信號是絕緣監(jiān)測設(shè)備的測量電流，則監(jiān)測能夠擴展到覆蓋普通連接，特別是，該設(shè)備 的接地連接和自供電，以使得難以對監(jiān)測設(shè)備本身進行篡改。特別地，其能夠防止設(shè)備被斷 開或報廢，從而抑制了報警的觸發(fā)。
在本方法的更有利的設(shè)計中，該方法可以以周期性的方式操作或僅被臨時激活。 使用這些操作模式中的一個，可以在所需要的供給能量方面實現(xiàn)相當大的節(jié)約，特別是，在 具有絕緣監(jiān)測的光電設(shè)施的情況下，即，在測量電流被記錄在該光電設(shè)施中的情況下。
關(guān)于設(shè)備，結(jié)合權(quán)利要求11的前序部分，本發(fā)明所基于的需求通過記錄單元來滿 足，該記錄單元聯(lián)接到功能性電連接件，用于對功能性電連接件上的至少一個信號進行記 錄。
根據(jù)本發(fā)明，用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的設(shè)備包括記錄單元，該記 錄單元聯(lián)接到電氣設(shè)施或電氣裝置的已經(jīng)存在的電連接件，其意味著該記錄單元存取已經(jīng) 出現(xiàn)在電連接線路上的信號。
以此方式，可以以很少的技術(shù)費用、且不對電氣設(shè)施構(gòu)成大的干擾、同時使用現(xiàn)有 電連接件來對機械沖擊進行識別。
通過檢測單元實現(xiàn)了有利的設(shè)計，該檢測單元通過對記錄的信號的實際值與從記 錄的信號導(dǎo)出的變量的實際值進行比較，來識別機械沖擊并且產(chǎn)生報警信號。
這種檢測設(shè)備通過對記錄的實際值與預(yù)先設(shè)定或存儲的所需要的值進行比較，來 允許關(guān)于可能的機械沖擊的表示，因為這種沖擊通常伴隨著記錄的信號的急劇變化。另外， 檢測設(shè)備裝配有用于產(chǎn)生報警信號的裝置。
優(yōu)選地，該設(shè)備包括用于報警信號的遠程傳輸?shù)膫鬏攩卧?。傳輸單元可以包括?于無線電傳輸和/或有線傳輸?shù)牟考?，以能夠在不同的位置以分散的方式接收報警信號?例如，報警信號可能經(jīng)由數(shù)字數(shù)據(jù)接口以編碼數(shù)據(jù)包的形式通過無線電或電纜發(fā)送至中央 監(jiān)控站(CMS)。例如，其可以定位于設(shè)施操作者、安全服務(wù)公司或消防署之處。這些將是對 被數(shù)據(jù)編碼的電報型電子報警信息進行評估和進一步處理的地方。
有利地，該設(shè)備包括下述單元該單元用于永久性自監(jiān)測，以防止其被篡改，特別 是，防止報警功能不起作用。
在優(yōu)選設(shè)計中，用于對用來判定實際值的信號進行記錄的記錄單元為絕緣電阻。
絕緣監(jiān)測作為保護技術(shù)起著重要的作用，特別是在例如在光電設(shè)施中發(fā)生的非接 地IT系統(tǒng)中。絕緣電阻測量設(shè)備不斷地對電連接件的絕緣電阻進行監(jiān)測并且一旦絕緣電 阻下降到預(yù)定的響應(yīng)值以下就觸發(fā)報警。由于記錄單元將絕緣電阻判定為實際值(從信號 導(dǎo)出)，因此能夠基于檢測單元中的絕緣電阻的該瞬時級數(shù)來識別機械沖擊。根據(jù)本發(fā)明的 設(shè)備因此能夠被設(shè)計為絕緣監(jiān)測設(shè)備，并且除此以外還用于對機械沖擊進行識別。
通常，絕緣電阻隨時間變化，例如，通過光電設(shè)施根據(jù)諸如光照強度或空氣濕度之 類的環(huán)境條件，但某一設(shè)施的這些變化特征能夠與由單一機械沖擊引起的急劇變化加以區(qū) 別。某一設(shè)施的級數(shù)特征已經(jīng)能夠提前“獲悉”，并且能夠用作用于與記錄的實際值進行比 較的瞬時參考模式。超過預(yù)先固定的極限值或下降到預(yù)先固定的極限值以下的異常偏差隨 后用作用于機械沖擊的表示并且能夠觸發(fā)報警信號。
在又一設(shè)計中，記錄單元被設(shè)計用于對用于識別電弧的信號進行記錄。
在該設(shè)計中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備使用用于對機械沖擊進行識別的電氣設(shè)施的現(xiàn)有 工作電壓。如果該設(shè)施是通電的并且如果電流流動通過供電線路，則當該設(shè)施或電氣裝置 與供電電路斷開時，電弧放電就從電流強度的極限值時起發(fā)生。該效應(yīng)能夠被利用，以對待 監(jiān)測設(shè)施部件的斷開進行檢測。能夠設(shè)置在任意位置處，理想地，能夠設(shè)置在未經(jīng)授權(quán)難 以接近的位置處的，與記錄單元相關(guān)聯(lián)的電弧傳感器對電弧進行明確辨別并且觸發(fā)報警信 號。
有利地，具有至少一個太陽能電流模塊的光電設(shè)施包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā) 明同樣適用于光電設(shè)施的日夜監(jiān)測。由于這些設(shè)施，出于供應(yīng)的可用性和安全性的原因，通 常實施為具有絕緣監(jiān)測的IT系統(tǒng)，因此在作為絕緣監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計中，本發(fā)明提供了實現(xiàn) 有價值的太陽能電流模塊的成本效益、全面防盜監(jiān)測的可能性。
在對絕緣電阻的瞬時級數(shù)進行確定和評估的基礎(chǔ)上，能夠?qū)Ξ惓Ｊ录M行識別和 報告。本發(fā)明允許立即產(chǎn)生報警信號，不論光電設(shè)施的哪一部分受到干擾都如此。在監(jiān)測 中能夠包括光電設(shè)施的與太陽能電流模塊連接或集成的另外的部件，比如直流/直流(DC/ DC)轉(zhuǎn)換器或直流/交流(DC/AC)轉(zhuǎn)換器。


進一步有益的設(shè)計特征在以下描述和附圖中提到，以下描述和附圖通過示例對本 發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了討論了。在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的設(shè)備的功能 框圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的光電設(shè)施的框圖。
具體實施方式
圖1在功能框圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備2的結(jié)構(gòu)。所示出的是用于實施根據(jù) 本發(fā)明的用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的方法的主要部件。同樣地，該圖用作說 明相應(yīng)的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備2包括與電氣設(shè)施的功能性電連接線路6聯(lián)接的記錄單元4。 該連接線路6可以是現(xiàn)有電流供給網(wǎng)的一部分(圖2中的DC-1T)或者待監(jiān)測的任意電氣 設(shè)備的饋電線路。在該電連接件6上，記錄單元4對至少一個已經(jīng)存在的信號8進行記錄。 記錄的信號8例如可以為電氣設(shè)施正常運行所需的諸如工作電壓之類的變量(圖2中的 UPV+、UPV_)或另外地標記在線路網(wǎng)上的諸如在絕緣監(jiān)測情況下的測量電流之類的變量。記錄 的信號8或從記錄的信號8導(dǎo)出的變量作為實際值10發(fā)送至檢測單元12。在檢測單元12 中，對測得的實際值10與存儲的暫時參考模式進行比較，以識別偏差是可容許的還是不可 接受的，以及是否因此必須被視為需要報告。
結(jié)合絕緣監(jiān)測功能，參考數(shù)據(jù)可以為絕緣電阻的絕對值和/或絕緣電阻值變化的 最大允許范圍的閾值。
如果偏差超過預(yù)先設(shè)定的界限或閾值，則檢測單元12就會產(chǎn)生報警信號14。該報 警信號可以以光或聲的形式發(fā)射并且通過傳輸單元16傳播。例如，報警信號14可以經(jīng)由 作為數(shù)字數(shù)據(jù)接口執(zhí)行的傳輸單元16以二進制數(shù)據(jù)包18的形式通過無線電或電纜發(fā)送至 中央監(jiān)控站。
為了防止設(shè)備2被篡改，其包括用于永久性自監(jiān)測的單元20。
圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備2的光電設(shè)施的框圖。在該體系結(jié)構(gòu)中，對機 械沖擊進行識別的功能是基于用于判定絕緣電阻的實際值的信號的記錄。
作為示例示出的光電設(shè)施PV包括太陽能電流模塊SLM的區(qū)域SF。借助于該電氣 裝置，在絕緣非接地直流電壓網(wǎng)DC-1T的正極Pl或負極P2處產(chǎn)生直流電壓UPV+、UPV_。直流 電壓網(wǎng)DC-1T因此代表功能性電連接件(圖1中的6)，其中，存在于該連接線路上的直流電 壓Upv+和直流電壓Upv-產(chǎn)生用于識別機械沖擊的信號8。
在圖2的示例中的太陽能電流模塊SLM分成三列，每列均具有六個串聯(lián)的太陽能 電流模塊SLM。所述三列經(jīng)由保險絲I并聯(lián)地連接在直流電網(wǎng)DC-1T的正極Pl和負極P2上。
在太陽能電流模塊受到充足照射時產(chǎn)生的光電直流電壓Upv+和Upv-經(jīng)由絕緣接觸 器TS供給至變頻器WR。該變頻器在輸出端產(chǎn)生絕緣非接地交流電壓網(wǎng)AC-1T，其最終經(jīng)由 中間絕緣變壓器TT將能量饋送到具有接地的中性點的交流電壓網(wǎng)AC-TN。
太陽能電流模塊SLM的區(qū)域SF容置于殼體G中，殼體G通過干路電位平衡柵(mainpotential equalising bar)P與接地參考電位E連接。從殼體G中引出的列S1、S2、S3的 電觸頭一方面經(jīng)由附加的接線盒AN與直流電壓網(wǎng)DC-1T的兩極P1、P2直接連接，另一方面 經(jīng)由超電壓導(dǎo)體A與干路電位平衡柵P直接連接。
根據(jù)本發(fā)明實施的設(shè)備2連接到該通常的光電設(shè)施PV。該設(shè)備2被供給有來自 交流電壓網(wǎng)AC-TN的通過電壓源B從光電設(shè)施PV饋送的能量?？商娲?，在獨立設(shè)施的情 形中，電壓源B將通過獨立能量源來實現(xiàn)。如圖1中詳細示出的那樣，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備2 包括用于直流電壓網(wǎng)DC-1T中的絕緣電阻的實際值的記錄單元4。為此，在電極Pl上出現(xiàn) 的光電直流電壓Upv+和在電極P2上出現(xiàn)的光電直流電壓UPV_的實際值被周期性地記錄為信 號，并且在檢測單元12中被評估。報警信號作為數(shù)據(jù)包18經(jīng)由傳輸單元16通過無線電或 有線線路傳播至中央監(jiān)控站。
權(quán)利要求
1.一種用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的方法，所述電氣設(shè)施包括具有供電網(wǎng)或存儲介質(zhì)的功能性電連接件(6)，其特征在于，為了對所述機械沖擊進行識別，在所述功能性電連接件(6)上記錄至少一個信號(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過對所記錄的信號(8)的實際值或從所記錄的信號(8)導(dǎo)出的變量的實際值與所需要的值進行比較，來實現(xiàn)對所述機械沖擊的識別。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述實際值的急劇變化被用作用于機械沖擊的識別標準。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，所述實際值的變化率被用作用于機械沖擊的識別標準。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)對機械沖擊的識別來產(chǎn)生報警信號(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述報警信號(14)被遠程傳輸(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項所述的方法，其特征在于，執(zhí)行用于識別機械沖擊的所述方法的永久性自監(jiān)測(20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的方法，其特征在于，監(jiān)測為執(zhí)行所述方法設(shè)計的設(shè)備的接地連接(E)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項所述的方法，其特征在于，周期性操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項所述的方法，其特征在于，暫時性激活。
11.一種用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的設(shè)備(2)，所述電氣設(shè)施包括具有供電網(wǎng)或存儲介質(zhì)的功能性電連接件(6)，其特征在于，記錄單元(4)，所述記錄單元(4)與所述功能性電連接件(6)聯(lián)接，以在所述功能性電連接件(6)上記錄至少一個信號(8)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(2)，其特征在于，檢測單元(12)，所述檢測單元(12)通過對所記錄的信號(8)的實際值或從所記錄的信號 ⑶導(dǎo)出的變量的實際值與所需要的值進行比較，來識別機械沖擊并且產(chǎn)生報警信號(14)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的設(shè)備(2)，其特征在于，傳輸單兀(16),所述傳輸單兀(16)用于所述報警信號(14)的遠程傳輸(18)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任一項所述的設(shè)備(2)，其特征在于，用于永久性自監(jiān)測的單元(20)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中的任一項所述的設(shè)備(2)，其特征在于，所述記錄單元(4)被設(shè)計成對用于判定絕緣電阻的所述實際值的信號(8)進行記錄。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中的任一項所述的設(shè)備(2)，其特征在于，所述記錄單元⑷被設(shè)計成對用于識別電弧的信號⑶進行記錄。
17.一種光電設(shè)施(PV)，所述光電設(shè)施(PV)具有至少一個太陽能電流模塊(SLM)和根據(jù)權(quán)利要求11至16中的任一項所述的設(shè)備(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對電氣設(shè)施上的機械沖擊進行識別的方法及設(shè)備(2)，該電氣設(shè)施包括具有供電網(wǎng)或存儲介質(zhì)的功能性電連接件(6)，由此，以對機械沖擊進行識別，至少一個信號(8)被記錄在功能性電連接件(6)上。此外，本發(fā)明涉及一種光電設(shè)施，該光電設(shè)施具有至少一個太陽能電流模塊并且具有根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(2)。
文檔編號G08B13/02GK103018565SQ201210350389
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者迪爾克·皮勒 申請人:本德爾有限兩合公司