DE3924465A1 - Temperaturueberwachungsvorrichtung fuer eine elektrische sicherung - Google Patents

Description

Bei elektrischen Sicherungen kann es vorkommen, daß sich ihre Auslöseeigenschaften bei einer bestimmten Temperatur verändern. So wurde beispielsweise festgestellt, daß Sicherungen in Hoch­ stromanlagen bei einer Temperatur von ca. 160°C häufig nicht in der Lage sind, einen Kurzschlußstrom zu unterbrechen. Deshalb ist es wünschenswert, derartige Sicherungen mit zu hoher Temperatur rechtzeitig zu melden, so daß der Stromkreis in dem sie sich be­ finden gegebenenfalls auf andere Weise aufgetrennt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Schutz von mit mindestens einer Sicherung versehenen elektrischen Systemen zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Temperaturüber­ wachungsvorrichtung für eine elektrische Sicherung gelöst, wo­ bei Mittel vorgesehen sind, die das Erreichen einer bestimmten Temperatur der Sicherung detektieren und melden.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind Mittel vor­ gesehen, mit denen sich bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Sicherung der Ort der Sicherung kenntlich machen läßt. Dies kann beispielsweise gleichzeitig mit der Meldung der detektier­ ten Sicherung geschehen oder zeitversetzt, wenn beispielsweise die Temperatur, bei der die Sicherung gemeldet wird, verschieden sein soll von der Temperatur, bei der der Ort der Sicherung kenntlich gemacht wird.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind dadurch ge­ kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche die elektrische Sicherung bei Erreichen einer bestimmten Temperatur automatisch abschalten und/oder daß Mittel vorgesehen sind, die bei Errei­ chen einer bestimmten Temperatur eine Kühlung der elektrischen Sicherung einleiten. Auch das Abschalten der Sicherung durch einen vorzusehenden Schalter im Stromkreis kann zeitgleich mit der Meldung und Kenntlichmachung des Ortes der Sicherung vorge­ nommen werden. Damit kann einerseits der Schutz eines elektri­ schen Systems gewährleistet werden, andererseits kann eine Bedienperson sofort das Auswechseln der entsprechenden Sicherung vornehmen.

Die Wirkung der verschiedenen vorzusehenden technischen Mittel kann auch zeitversetzt eingeleitet werden. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn eine Kühlung der elektrischen Sicherung einleitbar ist. So könnten beispielsweise bei flüssigkeitsge­ kühlten Hochstromanlagen die Sicherungen in einem für eine Kühlung vorzusehenden Gehäuse untergebracht und an die Flüssig­ keitskühlung der Hochstromanlage angeschlossen werden. Nach der Meldung des Erreichens einer bestimmten ersten Temperatur der Sicherung könnte dann bereits bei derselben Temperatur oder bei Erreichen einer bestimmten zweiten Temperatur zunächst eine Kühlung der elektrischen Sicherung eingeleitet werden und erst wenn diese Temperatur weiter überschritten wird, so daß eine dritte Temperatur erreicht wird, könnte die Abschaltung der Sicherung vorgenommen werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung weist eine Übertragungseinrichtung auf, die aus einem Sender, einer Über­ tragungsstrecke und einem Empfänger besteht, wobei ein Mittel zur Beeinflussung der Übertragungsstrecke vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Temperatur der Sicherung die über die Übertragungsstrecke an den Empfänger gelangende Information beeinflußt, wobei die an den Empfänger gelangende Information auswertbar ist. Eine solche Übertragungseinrichtung könnte bei­ spielsweise elektromagnetische Wellen oder Ultraschall übertra­ gen.

Als Übertragungseinrichtung für elektromagnetische Wellen könn­ te eine Lichtschranke vorgesehen sein, wobei die auf ein Foto­ element der Lichtschranke gelangende Beleuchtungsstärke in Ab­ hängigkeit von der Temperatur der Sicherung durch ein auf den Strahlengang der Lichtschranke wirkendes Element beeinflußbar ist. Eine solche Vorrichtung wäre sowohl technisch einfach als auch wirtschaftlich zu realisieren.

Als Sender der Lichtschranke könnte dabei das Ende eines Licht­ wellenleiters und als Empfänger der Anfang eines Lichtwellenlei­ ters verwendet werden, wobei der als Empfänger wirkende Teil des Lichtwellenleiters mit seinem Ende an eine Verarbeitungsein­ heit angekoppelt ist, mittels der die ankommenden Signale aus­ wertbar sind.

Das den Strahlengang der Lichtschranke beeinflussende Element kann über eine wärmeleitend mit der elektrischen Sicherung ver­ bundene Bimetallfeder in den Lichtkanal der Lichtschranke ge­ bracht werden. Es könnte dazu aber auch ein optisches Bauelement verwendet werden, das in Abhängigkeit von der Temperatur der elektrischen Sicherung seine optischen Eigenschaften verändert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 das Gehäuse einer elektrischen Sicherung mit einer daran angebrachten Temperaturüberwachungsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt den Schnitt eines Sicherungsgehäuses SG, an dessen Stirnseiten sich die elektrischen Anschlüsse A einer Sicherung SI befinden. Im Sicherungsgehäuse SG ist das elektrische Schalt­ bild der Sicherung SI eingezeichnet, da der mechanische Aufbau der Sicherung für die Erfindung nicht von Bedeutung ist. Aus­ schlaggebend für die Erfindung ist lediglich, daß die Sicherung SI bei Erreichen einer bestimmten Temperatur nicht mehr sicher auslöst. Dies kann auch bei unterschiedlichem Aufbau der Siche­ rung SI der Fall sei.

Auf dem Sicherungsgehäuse SG ist das Gehäuse der Temperaturüber­ wachungsvorrichtung TG angebracht. In das Gehäuse der Temperatur­ überwachungsvorrichtung TG sind zwei Lichtwellenleiter L1, L2 eingebracht, wobei das Ende 2 des Lichtwellenleiters L1 als Sender S und der Anfang 3 des Lichtwellenleiters L2 als Empfän­ ger E wirkt. Beide Lichtwellenleiter L1, L2 liegen in einer optischen Achse. Zwischen Sender S und Empfänger E besteht ein Spalt, der die Übertragungsstrecke US bildet.

Im Gehäuse der Temperaturüberwachungseinrichtung TG befindet sich weiter eine Bimetallfeder B, die über einen Sockel wärme­ leitend mit dem Sicherungsgehäuse SG verbunden ist. Die Art der Verbindung der Bimetallfeder B bzw. des Sockels mit dem Sicherungsgehäuse SG ist dabei nur insoweit von Bedeutung, als durch die Verbindung eine möglichst gute Wärmeleitfähigkeit vom Sicherungsgehäuse zur Bimetallfeder B sichergestellt wer­ den muß. Am Ende der Bimetallfeder B, das dem Sockel entgegen­ gesetzt ist, ist rechtwinklig zur Bimetallfeder ein Element P angebracht.

Das Ende 4 des Lichtwellenleiters L2 ist an eine Verarbeitungs­ einheit VE angekoppelt, in der sich ein Fotoelement F, das eben­ falls durch sein elektrisches Schaltzeichen dargestellt ist, befindet.

Am Ende 1 des Lichtwellenleiters L1 wird Licht eingekoppelt, das am Sender S des Lichtwellenleiters L1 abgestrahlt und über die Übertragungsstrecke US an den Empfänger E, d. h. an den Anfang 3 des Lichtwellenleiters L2 übertragen wird. In der Verarbeitungs­ einheit VE wird das vom Ende 4 des Lichtwellenleiters L2 abge­ strahlte Licht vom Fotoelement F detektiert und in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke in ein elektrisches Signal umgewan­ delt, so daß es zur weiteren Auswertung zur Verfügung steht. Erwärmt sich nun die Sicherung, so wird diese Erwärmung über das Sicherungsgehäuse SG auf die Bimetallfeder B übertragen und das an der Bimetallfeder B angebrachte Element P wird damit in Abhängigkeit von der Temperatur der Sicherung SI in die Über­ tragungsstrecke US und damit in den Strahlengang des Lichtes eingebracht. Mit zunehmender Temperatur der Sicherung wird durch das Element P die Übertragungsstrecke US gestört, so daß die auf das Fotoelement F über den Lichtwellenleiter L2 gelangen­ de Beleuchtungsstärke reduziert bzw. zu Null wird.

In Abhängigkeit von dem elektrischen Signal des Fotoelements F können dann die eingangs beschriebenen Schritte eingeleitet werden. So kann zunächst eine Meldung der heißen Sicherung SI erfolgen oder aber die Sicherung SI sofort abgeschaltet werden. Es könnte aber auch nach der Meldung der Sicherung SI eine Kühlung der Sicherung SI eingeleitet werden, um so deren Funk­ tionsfähigkeit wiederherzustellen.

Die Verwendung von Lichtwellenleitern L1, L2 erweist sich als besonders vorteilhaft, da beispielsweise zur Temperaturüber­ wachung mehrerer Sicherungen SI das Licht in die jeweilige Lichtwellenleiter L1 an einer zentralen Stelle eingekoppelt werden könnte und auch die Verarbeitungseinheit VE an einem entfernten Ort von der Sicherung SI angebracht sein könnte.

Es wäre auch denkbar, das Ende 4 des Lichtwellenleiters L2 durch ein optisches Element zu vergrößern und in einem Beobach­ tungsraum anzubringen. In diesem Fall könnte die Änderung der Temperatur von einer Bedienperson direkt am leuchtenden bzw. nichtleuchtenden Ende des Lichtwellenleiters erkannt werden, so daß sich eine Umsetzung des Lichtes in ein elektrisches Signal erübrigte. Für den visuellen Eindruck wäre es in diesem Fall von Vorteil, die Bimetallfeder so auszuführen, daß das Element P bei "kalter" Sicherung SI die Übertragungsstrecke US unterbricht und mit zunehmender Temperatur die Übertragungsstrecke US frei­ gibt, so daß das Ende 4 eines jeweiligen Lichtwellenleiters L2 nur dann leuchten würde, wenn aufgrund erhöhter Temperatur der Sicherung Gefahr bestünde.

Die Temperaturüberwachungsvorrichtung könnte auch an einem von der Sicherung SI entfernten Ort angebracht sein. Dazu müßte dann das Element P der Sicherung SI, sei es nun lediglich ein an einer Bimetallfeder B angebrachtes lichtundurchlässiges Blätt­ chen oder ein optisches Element, das sich ständig in der Über­ tragungsstrecke US befindet und seine Transparenz in Abhängig­ keit von der Temperatur der Sicherung ändert, durch einen Wärme­ leiter mit dem Sicherungsgehäuse SG verbunden werden.

Claims (9)

1. Temperaturüberwachungsvorrichtung für eine elektrische Siche­ rung, wobei Mittel vorgesehen sind, die das Erreichen einer bestimmten Temperatur der Sicherung (SI) detektieren und melden.

2. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß Mittel vorge­ sehen sind, die bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Sicherung deren Ort kenntlich machen.

3. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, welche die elektrische Sicherung (SI) bei Erreichen einer bestimmten Temperatur automatisch abschalten.

4. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Erreichen einer bestimmten Temperatur eine Kühlung der elektrischen Sicherung (SI) ermöglichen.

5. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Übertragungseinrichtung vorgesehen ist, be­ stehend aus einem Sender (S), einer Übertragungsstrecke (US) und einem Empfänger (E), daß weiter ein Mittel zur Beeinflussung der Übertragungsstrecke (US) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Temperatur der Sicherung (SI) die über die Übertragungs­ strecke (US) an den Empfänger (E) gelangende Information beein­ flußt, wobei die an den Empfänger (E) gelangende Information auswertbar ist.

6. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß als Übertra­ gungseinrichtung eine Lichtschranke vorgesehen ist, wobei die auf ein Fotoelement (F) der Lichtschranke gelangende Beleuch­ tungsstärke in Abhängigkeit von der Temperatur der Sicherung (SI) durch ein auf den Strahlengang der Lichtschranke wirkendes Element beeinflußbar ist.

7. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß als Sender (S) der Lichtschranke das Ende (2) eines Lichtwellenleiters (L1) und als Empfänger (E) der Anfang (3) eines Lichtwellenleiters (L2) verwendet wird, wobei der als Empfänger (E) wirkende Teil des Lichtwellenleiters (L2) mit seinem Ende (4) an eine Verarbei­ tungseinheit (VE) angekoppelt ist, mittels der die ankommenden Signale auswertbar sind.

8. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das den Strah­ lengang der Lichtschranke beeinflussende Element über eine wärmeleitend mit der elektrischen Sicherung (SI) verbundene Bimetallfeder (B) in den Lichtkanal der Lichtschranke gebracht wird.

9. Temperaturüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß für das den Strahlengang der Lichtschranke beeinflussende Element (P) ein op­ tisches Bauelement verwendet wird, das in Abhängigkeit von der Temperatur der elektrischen Sicherung (SI) seine optischen Eigenschaften verändert.