監控裝置的製作方法

2023-06-26 09:29:21

專利名稱：監控裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及根據權利要求1的前序部分的監控裝置，該監控裝置用於確定連接在電力供應網絡上的第一電氣負載的用電許可。
背景技術：
未經許可地取用來自電力供應網絡的電流會導致出現多種多樣的問題。尤其具有較高電流消耗的老舊電氣器具常常繼續在插座上保持運行，相關電氣器具的擁有者或者運營者為此不承擔電費。由此給建築物運營者帶來財務上的損失，因為他們必須付電費。由此也會產生經濟損失以及環境的破壞，因為與類似的現代設備相比相關電氣器具常常需要數倍的電能。此外這種設備還經常在沒有相應需求的時候運行。這種未經許可地用電的示例包括從住宅建築地下室中的冰箱和照明設備到在地下車庫中免費使用的插座上充電的電動汽車。未經許可地用電的其他方面涉及將運行不可靠的電氣器具連接到給敏感區域供電的電力供應網絡(例如EDV服務系統、航空交通管制系統、重症監護站等)上，必須儘可能阻止這種電力供應網絡出故障。在此，如連接運行不可靠的電氣器具可能導致這些設備出故障，該故障可能伴隨著費用和/或對人類生命的危害。但是將這種器具連接到其他區域也可能導致對人類生命的危害，如2000年11月11日由未經授權地連接的和故障的暖風機造成的Kaprim登山纜車火災所證明的，該火災造成155人死亡。目前沒有公知有手段實現了簡單地和很難繞開地或者掌控性地保護電力供應網絡免遭未經授權的用電或偷電。

發明內容
由此，本發明的任務是提出一種開頭所述類型的監控裝置，利用所述監控裝置能夠可靠地確定或阻止在電力供應網絡上的電氣負載的未經授權的運行。根據本發明該任務通過權利要求1的特徵達成。由此，能可靠地確定電力供應網絡上的負載的未經授權的運行。由此，隨後可以在未經授權地用電的情況下切斷電力供應網絡的至少一個部分，由此能阻止用電或偷電。由此，能有效地消除由電器的這種未經授權的運行產生的對人和/或設備危險。同樣如權利要求1那樣同時構成說明書的一部分的從屬權利要求涉及本發明其他有利的設計方案。本發明還涉及一種依據權利要求17的前序部分的、用於確定用電許可的方法。由此，本發明的任務是提出一種前述類型的方法，利用該方法能可靠地確定或阻止在電力供應網絡上的電氣負載的未經授權的運行。依據本發明該任務通過權利要求17的特徵來達成。由此，獲得前述效果或優點。


結合其中僅示例性示出優選實施方式的附圖詳細說明本發明。在此，示出圖1依據本發明的電氣室內布線系統的第一優選實施方式；圖2依據本發明的監控裝置的第一優選實施方式；圖3依據本發明的電氣室內布線系統的第二優選實施方式；圖4依據本發明的監控裝置的第二優選實施方式；圖5依據本發明的電氣室內布線系統的第三優選實施方式；以及圖6依據本發明的標識碼模塊的第一優選實施方式。
具體實施例方式圖2和圖4示出監控裝置1的優選實施方式，該監控裝置1用於確定連接在電力供應網絡2上的第一電氣負載3的用電許可，其中，監控裝置1具有裝置22，該裝置22用於採集和/或接收第一測量數據，用以識別在電力供應網絡2的至少一個第一部分5中的電流，該監控裝置1具有至少一個第一通信單元6，用於查詢和接收第一電氣負載3的識別碼，並且該監控裝置1還具有比較單元7，用於將所收到的識別碼與至少一個所存儲的第一參考識別碼比較。由此能可靠地確定電力供應網絡2上的電氣負載3的未經授權的運行。由此，隨後能在未經授權地用電的情況下切斷電力供應網絡2的至少一個部分，由此能阻止用電或偷電。由此能有效地消除通過電力裝置3的這種未經授權的運行而產生的對人和/或設備的危險。依據本發明的監控裝置1能被構造為帶有單獨殼體的獨立裝置；為了加裝在其他裝置，例如負載3，上而設計和構造的裝置；或者獨立組件，該獨立組件在其他設備中如在開關中或家用自動化設備的控制單元中實現。依據本發明的監控裝置1為確定至少一個第一電氣負載3的用電許可而設計，該第一電氣負載3連接在電力供應網絡2上，其中，電力供應網絡2優選是以有線電流形式分配和提供電能的各種類型的網絡，如在歐洲室內布線領域中常見的380/M0V三相網絡。以下僅用術語「負載3」，以標稱電氣負載3。術語「用電許可」優選地標稱負載3的運行許可，該負載3從電力供應網絡2取用電流用於其運行。具有這樣的用電許可的負載3被允許或者能在相關電力供應網絡2上運行。不具有這種用電許可的負載3不允許在電力供應網絡2上運行。由此，這樣的運行是所謂的偷電，並且可能對人和設備造成危害。通過本發明可以在具有用電許可或者不具有用電許可的負載3之間進行區別，其中，在負載3不具有用電許可情況下能採取相應措施。依據本發明的監控裝置1設置用於，在電力供應網絡2的至少一個導線17中出現電流時，或者在用電時，檢查該用電的合法性。為此監控裝置1具有裝置22，該裝置22用於採集和/或接收第一測量數據，用以識別在電力供應網絡2的至少一個第一部分5中的電流，根據依據本發明的監控裝置1的優選實施方式，該裝置22，為連接第一測量單元4，具有至少一個第一測量數據接口 21或者被構造為這樣的第一測量數據接口 21。測量數據接口 21優選被構造為任何類型的如下接口，該接口被設置或被構造用於將測量數據從第一測量單元4傳輸或者說發送至監控裝置1。測量數據接口 21優選被構造為有線的電氣或者光學接口。優選地建議，相應的第一測量單元4是如保護開關15的部分。對裝置22的前述構造來說備選地和/或附加地，能按如下方式地設計，裝置22 具有至少一個第一測量單元4或者被構造為這樣的測量單元4，用以識別在電力供應網絡2的至少一個第一部分5中的電流。由此，通過監控裝置1能直接探測用電。測量單元4優選被構造為任何類型的如下測量器具，該測量器具適用於探測自電力供應網絡2的用電或者導線17中的電流。在此優選地建議，第一測量單元4至少被構造為電流測量器具，尤其包括至少一個霍爾傳感器、總和電流互感器(Summenstromwandler)、弗爾斯特探針 (Forstersonde)^P /或分流電阻，由此直接探測電流。然而對此也能附加地或者備選地建議，將第一測量單元4構造為阻抗測量器具。由此，能探測由於負載3投入運行而改變的線路阻抗。此外或者對此備選地能如下方式地設計，即，第一測量單元4具有脈衝發生器以及優選寬帶的接收器，該脈衝發生器用於至少在電力供應網絡2的第一部分5中產生至少一個電脈衝，該接收器用於接收對該至少一個電脈衝的脈衝響應。在此通過監控裝置1至少在電力供應網絡的第一部分中產生至少一個電脈衝，進而接收對該至少一個電脈衝的脈衝響應。通過脈衝響應，可以連同所有連接在導線5上的負載3 —起確定導線5的傳遞函數。由此也能探測連接在該導線上的負載3。通過評價第一測量單元4的測量數據，尤其評價如阻抗測量和脈衝響應，除了簡單探測電流，也能推斷出負載3的類型。由此，即使負載不具有適用的標識碼，也能允許如特定類型的負載運行。基於其脈衝響應，將這種器具識別為屬於特定類型或者等級的器具，進而僅基於所探測到的器具類型通過電氣設備允許該器具運行。依據本發明的監控裝置1還具有至少一個第一通信單元6，該通信單元6用於查詢和接收第一電氣負載3的標識碼。為此如下方式地設計，即，負載3具有標識碼模塊11，對其將在對監控裝置1的說明後進行說明。優選如下地設計，將第一通信單元6構造用於有線的數據傳輸或者無線通信，該有線的數據傳輸或者無線通信根據使用環境具有不同優勢或劣勢。在此特別優選地如下方式地設計，即，第一通信單元6包含用於電網通信的第二接口 8，第二接口 8尤其被構造為電力線接口。由此，不需要在電氣室內布線系統19中另外布線。當將第一通信單元6構造用於無線通信時優選如下方式地設計，即，該第一通信單元6 包含用於無線通信的第三接口 9，該第三接口 9尤其被構造為RFID或GSM接口。根據依據本發明的監控裝置1的一個特別優選的構造如下方式地設計，即，此監控裝置1還具有第二通信單元10，該第二通信單元10被設計或者構造用於將狀態報告發送到如家用自動化設備的控制器或者發送到用戶終端設備(例如PDA)，和/或將電路切換命令發送至如保護開關15或者斷路器。由此，監控裝置1可以在探測到未經許可的用電情況下切斷電力供應網絡2的至少一部分5和/或將報警信號發送到如服務技術人員處。依據本發明的監控裝置1還具有比較單元7，用於將所接收的標識碼與至少一個所存儲的第一參考標識碼比較，由此，能將負載3識別為允許用電的負載3。在此能如下方式地設計，即，全部負載3具有相同的標識碼。但是優選如下方式地設計，即，為負載3單獨指定標識碼，並且比較單元7被構造用於將所接收的標識碼與參考標識碼的能預先確定的列表進行比較。為此如下方式地設計，即，監控裝置1具有至少一個用於存儲所述至少一個參考標識碼的電子存儲器。除了前述組件之外還能如下方式地設計，依據本發明的監控裝置1具有其他獨立組件，例如供電單元或者用戶界面。圖2和圖4以簡化的方框圖形式示出依據本發明的監控裝置1的兩個優選實施方式，其中，各個方框之間的連接用於表示在兩個方框之間的電路技術方面的有效連接。圖4示出依據本發明的監控裝置1的簡單的第二優選實施，該監控裝置1具有用於採集和/或接收第一測量數據的裝置22，該裝置22被構造為第一測量數據接口 21，進而將該第一測量數據接口 21在電路技術方面與比較單元7連接，又將該比較單元7在電路技術方面與第一通信單元6連接，第一通信單元6被構造為用於無線數據傳輸的第三接口 9。 在此，第一通信單元6優選地包括全部對查詢的發送和負載3的標識碼的接收來說是必要的組件。圖2示出依據本發明的監控裝置1的第一優選實施方式，該監控裝置1具有用於採集和/或接收第一測量數據的裝置22，該裝置22包括第一測量單元4或者被構造為這樣的第一測量單元，並且該裝置22在電路技術方面與控制單元20連接。比較單元7以及第一通信單元6都連接在控制單元20上，控制單元20優選包含微控制器、微處理器、FPGA ； PDA等，第一通信單元6構造為第二接口 8，用於電網通信。依據圖2的監控裝置1還具有第二通信單元10，該第二通信單元10同樣由控制單元20操控。依據本發明如下方式地設計，即，具有用電許可的負載3具有將相應標識碼傳輸到監控裝置1的能力。由此在本發明改進方案中設置識別碼模塊11，該識別碼模塊11被設計並且相應構造用於布置在電氣負載3中或在電氣負載3處。依據本發明的識別碼模塊11 具有第一存儲器12以及通訊裝置13，該第一存儲器12用於存儲第一電氣負載3的至少一個標識碼，該通訊裝置13被構造用於接收依據本發明的監控裝置1的查詢以及用於將該標識碼發送到同樣的監控裝置1。由此，對於依據本發明的監控裝置的第一通信單元來說，相應地、正好相反地構造通訊裝置13。圖6將帶有前文提到的獨立組件的標識碼模塊11的優選實施方式作為方框圖示出。在此，第一存儲器12在電路技術方面與通訊裝置13連接。能如下方式地設計，即，將依據本發明的標識碼模塊11直接布置在負載3中或在負載3處，其中，優選如下方式地設計，即，將標識碼模塊11防止篡改地布置在負載3內部。 依據本發明的改進方案如下方式地設計，即，標識碼模塊11被構造為插入式模塊14，並且帶有用於與電力供應網絡2連接的輸入插頭以及用於與第一電氣負載3連接的輸出插頭。 這樣的插入式模塊14能夠以轉接插頭方式構造，將該轉接插頭插在電力供應網絡2的插座上，並且該轉接插頭本身具有插座，將負載3插在該插座上。以這種方式構造的標識碼模塊 11的優勢在於，由此，能在電力供應網絡2範圍內，給被許可的用戶提供最大範圍地自由運行負載3的可能性。如前面所考慮到的那樣，能如下方式地設計，S卩，當識別出負載的未經許可的用電時，切斷電力供應網絡2的相關第一部分5。為此在本發明改進方案中設置保護開關15，優選線路保護開關和/或故障電流保護開關，該保護開關具有分離觸點16或者開關觸點，該觸點用於能預先給定地分斷電力供應網絡2的至少一個導線17，其中，保護開關15還具有依據本發明的監控裝置1。在此，將監控裝置1至少間接地與分離觸點16有效連接，用於能預先給定地觸發分離觸點16的開路操作。在此，能如下方式地設計，即，將監控裝置1與保護開關15的觸發器機械地或者電氣地有效連接。對前述的保護開關15與監控裝置1組合的構造來說備選地，能如下方式地設計，即，保護開關15具有控制接口 18，該控制接口 18用於接收依據本發明的監控裝置1的切換命令，並且控制接口 18至少間接地與分離觸點16有效連接，用於能預先給定地觸發該分離觸點16的開路操作。在此，控制接口 18能被構造為機械接口或電氣接口，該接口能作用於保護開關15的觸發器。許多保護開關15已經具有這種接口，該接口尤其設計用於耦聯多個保護開關15。本發明還涉及一種包括電力供應網絡2的電氣室內布線系統19，至少一個第一電氣負載3連接在該電力供應網絡2上。其中，該電氣室內布線系統19具有依據本發明的監控裝置1，並且該第一電氣負載3具有依據本發明的標識碼模塊11或者與依據本發明的標識碼模塊11在電路技術方面有效連接。圖1、3和5示出這種電氣室內布線系統19的示例性的優選的實施。依據圖1的電氣室內布線系統19具有監控裝置1，電力供應網絡2的導線17引導通過該監控裝置1。在此，監控裝置1優選依據圖2構造。跟隨監控裝置1連接有三個負載 3，其中兩個負載3具有集成的標識碼模塊11，並且在負載3之一與監控裝置1之間布置有被構造為插入式模塊14的標識碼模塊11。標識碼模塊11和監控裝置1之間的通信藉助於電力線進行。圖3示出如下電氣室內布線系統19，該電氣室內布線系統19具有三個依據本發明的保護開關15。在此如下方式地設計，保護開關15還分別具有第一測量單元4，該第一測量單元4與監控裝置1在電路技術方面連接。保護開關15還分別藉助於保護開關15的控制接口 18與監控裝置1在電路技術方面連接，並且監控裝置1能如下方式地觸發保護開關 15，即，只要將未經許可的負載3 (因而負載3不帶有標識碼模塊11)連接在電力供應網絡上。如通過箭頭23表示的，標識碼的查詢按照無線數據傳輸方式進行。在依據圖5的電氣室內布線系統19中設置有如下監控裝置1，該監控裝置1連同第一測量單元4(未示出)在保護開關15中實現，其中，藉助於電力線與標識碼模塊11進行通信。本發明也包括一種用於確定連接在，優選依據本發明的，電力供應網絡2上的第一電氣負載3的用電許可的方法，其中，通過優選依據本發明的監控裝置1識別在電力供應網絡2的至少一個第一部分5中的電流；隨後在通訊技術方面查詢電氣負載3的標識碼；隨後在通訊技術方面接收電氣負載3的標識碼；隨後將所接收到的第一電氣負載3的標識碼與至少一個參考標識碼比較。由此，能可靠地確定電力供應網絡2上的負載3的未經授權的運行。由此，接下來可以在未經授權用電的情況下切斷電力供應網絡2的至少一部分，由此，能阻止用電或者偷電。由此能有效地消除由於電氣負載3的這種未經授權的運行產生的對人和/或設備的危險。在此，在本發明的改進方案中如下方式地設計，即，在第一電氣負載3的標識碼與所述至少一個參考標識碼一致情況下，將第一電氣負載3的用電識別為被許可的用電，其中能設置這種情況的顯示或輸出。如果未將負載3識別為被許可的用電，那麼在本發明改進方案中能設置這種情況的顯示或輸出，並且尤其是切斷其上連接著未經許可的負載3的相關電路。其他依據本發明的實施方式僅具有所說明特徵的一部分，其中也能設計各種特徵組合，尤其所描述的不同實施方式的特徵組合。
權利要求
1.監控裝置(1)，所述監控裝置用於確定連接在電力供應網絡( 上的第一電氣負載 ⑶的用電許可，其特徵在於，所述監控裝置⑴具有用於採集和/或接收第一測量數據的裝置(22)，用以識別在所述電力供應網絡O)的至少一個第一部分(5)中的電流；所述監控裝置(1)具有至少一個第一通信單元(6)，用於查詢和接收所述第一電氣負載(3)的識別碼；並且所述監控裝置(1)還具有比較單元(7)，用於將所接收到的識別碼與至少一個存儲的第一參考識別碼比較。
2.根據權利要求1所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述用於採集和/或接收第一測量數據的裝置0 具有至少一個第一測量數據接口(21)，用於連接第一測量單元0)。
3.根據權利要求1或2所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述第一通信單元(6)包括用於電網通信的第二接口(8)，尤其為電力線接口。
4.根據權利要求1、2或3所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述第一通信單元(6)包括用於無線通信的第三接口(9)，尤其為RFID接口或GSM接口。
5.根據權利要求1至4之一所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述比較單元(7)被構造用於將所接收的標識碼與參考標識碼的能預先給定的列表進行比較。
6.根據權利要求1至5之一所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述用於採集和/或接收第一測量數據的裝置0 具有至少一個第一測量單元G)，用於識別在所述電力供應網絡 (2)的至少一個第一部分(5)中的電流。
7.根據權利要求6所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述第一測量單元(4)至少構造為電流測量器具，尤其包括至少一個霍爾傳感器、總和電流互感器、弗爾斯特探針和/或分流電阻。
8.根據權利要求6或7所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述第一測量單元(4)至少構造為阻抗測量器具。
9.根據權利要求6至8之一所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述第一測量單元(4)具有至少一個脈衝發生器，用於至少在所述電力供應網絡的所述第一部分中產生至少一個電脈衝，以及優選寬帶的接收器，用於接收對所述至少一個電脈衝的脈衝響應。
10.根據權利要求1至9之一所述監控裝置(1)，其特徵在於，所述監控裝置(1)還具有第二通信單元(10)，用於發送狀態報告和/或切換命令。
11.標識碼模塊(11)，所述標識碼模塊用於布置在電氣負載(3)中或在電氣負載(3) 處，其特徵在於，所述標識碼模塊(11)具有第一存儲器(12)，所述第一存儲器用於存儲所述第一電氣負載(3)的至少一個標識碼；所述標識碼模塊(11)具有通訊裝置(13)，用於接收根據權利要求1至10之一所述監控裝置(1)的查詢，並且將所述標識碼發送到根據權利要求1至10之一所述監控裝置(1)。
12.根據權利要求11所述標識碼模塊(11)，其特徵在於，所述標識碼模塊(11)構造為插入式模塊(14)，並且具有用於與電力供應網絡(2)連接的輸入插頭以及用於與所述第一電氣負載(3)連接的輸出插頭。
13.保護開關(15)，優選為線路保護開關和/或故障電流保護開關，所述保護開關帶有分離觸點(16)，所述分離觸點用於能預先給定地分斷電力供應網絡O)的至少一個導線(17)，其特徵在於，所述保護開關(15)具有根據權利要求1至10之一所述監控裝置(1)，並且所述監控裝置(1)至少間接與所述分離觸點(16)有效連接，用於能預先給定地觸發所述分離觸點(16)的開路操作。
14.保護開關(15)，優選為線路保護開關和/或故障電流保護開關，所述保護開關帶有分離觸點(16)，所述分離觸點用於能預先給定地分斷電力供應網絡O)的至少一個導線 (17)，其特徵在於，所述保護開關(15)具有控制接口(18)，用於接收根據權利要求10所述監控裝置(1)的切換命令，並且所述控制接口(18)至少間接與所述分離觸點(16)有效連接，用於能預先給定地觸發所述分離觸點(16)的開路操作。
15.包括電力供應網絡(2)的電氣室內布線系統(19)，至少一個第一電氣負載(3)連接在所述電力供應網絡上，其特徵在於，所述電氣室內布線系統(19)具有根據權利要求1 至10之一所述監控裝置(1)，所述第一電氣負載C3)具有根據權利要求11或12所述標識碼模塊(11)，或者與根據權利要求11或12所述標識碼模塊(11)在電路技術方面有效連接。
16.根據權利要求15所述電氣室內布線系統(19)，其特徵在於，所述電氣室內布線系統還具有根據權利要求13或14之一所述保護開關(15)。
17.用於確定第一電氣負載(3)的用電許可的方法，所述第一電氣負載(3)，優選根據權利要求15或16之一所述地，連接在電力供應網絡( 上，其特徵在於，通過監控裝置 (1)，優選根據權利要求1至10之一所述的，識別在所述電力供應網絡( 的至少一個第一部分(5)中的電流；隨後在通訊技術方面查詢電氣負載(3)的標識碼；隨後在通訊技術方面接收電氣負載(3)的標識碼；隨後將接收到的第一電氣負載(3)的標識碼與至少一個參考標識碼比較。
18.根據權利要求17所述方法，其特徵在於，通過所述監控裝置(1)至少在所述電力供應網絡的所述第一部分中產生至少一個電脈衝，並且接收對所述至少一個電脈衝的脈衝響應。
全文摘要
在一種用於確定連接在電力供應網絡(2)上的第一電氣負載(3)的用電許可的監控裝置中，為了確定或者阻止電力供應網絡上的電氣負載的未經授權的運行而建議監控裝置(1)具有裝置(22)，該裝置(22)用於採集和/或接收第一測量數據，用以識別在所述電力供應網絡(2)的至少一個第一部分(5)中的電流；監控裝置(1)具有至少一個第一通信單元(6)，用於查詢和接收第一電氣負載(3)的標識碼；並且監控裝置(1)還具有比較單元(7)，用於將所接收到的識別碼與至少一個所存儲的第一參考識別碼比較。
文檔編號H02J3/14GK102576996SQ201080029059
公開日2012年7月11日 申請日期2010年4月28日 優先權日2009年5月7日
發明者米夏埃爾·科赫 申請人:伊頓產業(奧地利)有限公司