NL2012369B1 - Bewakingssysteem voor een elektrische installatie,verdeelinrichting en werkwijze daarvoor. - Google Patents

Description

Bewakingssysteem voor een elektrische installatie, verdeelinrichting en werkwijze daarvoor

De uitvinding heeft betrekking op een bewakingssysteem voor een elektrische installatie. Dergelijke systemen dragen bij aan de veiligheid, door de stroom uit te schakelen indien er een gevaarlijke situatie ontstaat, zoals bij een kortsluiting en/of overbelasting.

Uit de praktijk zijn bewakingssystemen bekend die een veiligheidschakelaar omvatten, zoals een zekering of een zekeringautomaat. Indien de stroom van het deel van de elektrische installatie dat de veiligheidsschakelaar bewaakt gedurende een bepaalde tijd een nominale stroomwaarde van de veiligheidsschakelaar overschrijdt, zal de veiligheidsschakelaar de stroom uitschakelen. Bijvoorbeeld omvat de veiligheidsschakelaar een thermische beveiliging. Bij een zekering omvat de thermische beveiliging een smeltdraad. Indien de stroom door de smeltdraad gedurende een zekere tijd de nominale stroomwaarde van de zekering overschrijdt, zal de smeltdraad smelten. De stroomkring wordt derhalve onderbroken. Ook een zekeringautomaat (ook wel installatieautomaat genoemd) omvat een thermische beveiliging. Veelal omvat de thermische beveiliging bij een installatieautomaat een strip van bimetaal, zodat de zekeringautomaat de installatie afschakelt op basis van de vervorming van het bimetaal. Deze vervorming wordt veroorzaakt door de hoge temperatuur ten gevolge van de hoge stroom. Door toepassing van de bimetaal strip in plaats van een smeltdraad kan een zekeringautomaat opnieuw worden ingeschakeld nadat de thermische beveiliging de stroomkring heeft onderbroken.

Daarnaast omvat een zekeringautomaat een elektromagnetische beveiliging die zorgt voor het direct, veelal binnen 20 ms, onderbreken van de stroom bij een grote kortsluitstroom. De kortsluitstroom waarbij de elektromagnetische beveiliging schakelt is aanzienlijk groter is dan de nominale stroom van de thermische beveiliging. Bijvoorbeeld schakelt de elektromagnetische beveiliging bij een stroom van 5-10 maal de nominale stroomwaarde.

Echter, bestaande bewakingssystemen beveiligen de elektrische installatie alleen tegen zeer grote stromen, zoals bij een kortsluiting. Typisch ligt de nominale stroomwaarde van een zekering of een zekeringautomaat op 16 ampère of hoger. Echter, ook bij lagere stroomwaarden kunnen onveilige situaties ontstaan. Een belangrijk veiligheidsrisico wordt gevormd door overbelasting van de elektrische installatie. Dergelijke overbelasting kan brand veroorzaken.

Bijvoorbeeld, indien een gebruiker meerdere verlengsnoeren aansluit op een elektrische installatie, zal een zekering of zekeringautomaat niet altijd meer reageren, omdat de stroom door de relatief hoge zelfïnductie niet boven de nominale waarde van de veiligheidschakelaar uitkomt. Echter, in deze situatie kan zeer veel warmte worden geproduceerd door de stroom door de verlengsnoeren, wat kan leiden tot brand. Dergelijke warmteontwikkeling doet zich bijvoorbeeld ook voor wanneer haspels met elektriciteitskabels worden aangesloten op een elektrische installatie.

Dergelijke problemen kunnen deels worden voorkomen door een goed ontwerp van de elektrische installatie. Voor bedrijfspanden en publieke gebouwen is het zelfs verplicht het ontwerp van de elektrische installatie op brandveiligheid te toetsen. Echter, het probleem doet zich voor dat na het ontwerp van de elektrische installatie gebruikers de installatie aanpassen, bijvoorbeeld door het aansluiten van additionele apparaten en verlengsnoeren. Daarmee blijft het risico bestaan van warmteontwikkeling die kan leiden tot brand.

Een doel van de uitvinding is het bovenstaande probleem te verhelpen of althans te verminderen en een bewakingssysteem voor een elektrische installatie te voorzien ter voorkoming van brandgevaarlijke situaties.

Dit doel wordt bereikt door het bewakingssysteem voor een elektrische installatie volgens de uitvinding, waarin ten minste een deel van de elektrische installatie is voorzien van een thermische beveiliging met een voorafbepaalde nominale stroomwaarde voor het uitschakelen van het genoemde installatiedeel bij overbelasting of kortsluiting, het bewakingssysteem omvattende: - een met de thermische beveiliging in serie geschakelde elektrisch bedienbare schakelaar die schakelbaar is tussen een open en een gesloten toestand; - een stroomsensor ingericht om de grootte van de stroom door het installatiedeel te meten; en - een met de sensor en de schakelaar verbonden regelaar die is ingericht om de schakelaar naar de open toestand te schakelen indien de door de sensor gemeten stroomgrootte een instelbare uitschakelbovengrens overschrijdt, waarbij de uitschakelbovengrens kleiner of gelijk is aan de nominale stroomwaarde van de thermische beveiliging.

De nominale stroomwaarde van een thermische beveiliging is de maximumwaarde voor de stroom die door de thermische beveiliging kan stromen zonder dat de thermische beveiliging de stroomkring onderbreekt. De nominale stroomwaarde (rated current) wordt opgegeven in de specificaties van een thermische beveiliging.

Het bewakingssysteem volgens de uitvinding is geschikt voor een elektrische installatie die reeds een veiligheidschakelaar omvat met een thermische beveiliging voor het afschakelen van ten minste een deel van de elektrische installatie indien de stroom de nominale stroomwaarde overschrijdt. De veiligheidschakelaar is bijvoorbeeld een zekering of een zekeringautomaat. Het is nadrukkelijk niet de intentie van de uitvinding een bestaande zekering en zekeringautomaat te vervangen. Deze veiligheidsmaatregel blijft noodzakelijk voor de bewaking van een kortsluitstroom. Echter, de uitvinding verschaft een additionele bewaking van de stroom door middel van de elektrisch bedienbare schakelaar, de stroomsensor en de regelaar.

In tegenstelling tot een zekering of zekeringautomaat is de bovengrens waarop de schakelaar het installatiedeel uitschakelt instelbaar. Dat wil zeggen, de bovengrens kan worden aangepast, bijvoorbeeld automatisch door de regelaar of door invoer van een gebruiker, zonder dat een onderdeel fysiek hoeft te worden vervangen. Doordat de bovengrens instelbaar is, kan het bewakingssysteem rekening houden met het voor brandveiligheid goedgekeurde ontwerp van de elektrische installatie.

Bijvoorbeeld is voor een bedrijfspand een elektrisch ontwerp gemaakt voor de daarin aanwezige elektrische apparaten. Volgens dit ontwerp wordt een bepaalde groep belast met ongeveer 3000 W. Met andere woorden, de stroom zal voor deze groep ongeveer 13 ampère bedragen bij een voltage van 230 V. De uitschakelbovengrens kan nu worden ingesteld op een waarde enigszins boven deze ontwerpwaarde van 13 ampère, bijvoorbeeld 14 ampère. Indien deze waarde wordt overschreden, betekent dat dus dat de installatie op een manier wordt gebruikt die buiten het goedgekeurde ontwerp valt, wat tot brandgevaar kan leiden. De schakelaar is ingericht om in dat geval deze groep uit te schakelen. Opgemerkt wordt dat de reeds aanwezige veiligheidschakelaar van bijvoorbeeld 16 ampère niet zal worden geactiveerd door de afwijking van de ontwerpwaarde, omdat er geen sprake is van het overschrijden van de nominale stroomwaarde.

Daarnaast geldt dat een thermische beveiliging bij een geringe overbelasting pas na enige tijd de stroom onderbreekt. Bijvoorbeeld zal de thermische beveiliging bij een stroom van minder dan IA boven de nominale stroomwaarde typisch pas na enkele uren de installatie afschakelen. In vergelijking tot dergelijke conventionele inrichtingen, kan het bewakingssysteem volgens de uitvinding door middel van de elektrische bedienbare schakelaar sneller reageren op relatief kleine overschrijdingen van de nominale stroom. In sommige situaties kan het zelfs gewenst zijn om de uitschakelbovengrens op dezelfde waarde als de nominale stroomwaarde in te stellen. Een verder voordeel van de instelbaarheid van de bovengrens is dat het bewakingssysteem daarmee universeel toepasbaar is. Immers, de bovengrens kan worden aangepast op het ontwerp zoals dat is goedgekeurd voor een bepaalde elektrische installatie.

Bijvoorbeeld is het bewakingssysteem ingericht voor wisselstromen.

Bijvoorbeeld omvat het systeem volgens de uitvinding een begrenzingsmechanisme waarmee wordt geblokkeerd dat de uitschakelbovengrens groter dan de nominale stroomwaarde van de thermische beveiliging wordt ingesteld.

In een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat het bewakingssysteem verder een met de regelaar verbonden alarmsysteem voor het genereren van een alarmsignaal. Bijvoorbeeld, omvat het alarmsignaal een geluidsignaal of een lichtsignaal. Bij voorkeur omvat het alarmsysteem communicatiemiddelen om het alarmsignaal te genereren in de vorm van een elektronisch bericht, zoals een SMS, e-mail of andersoortige melding op een PC, tablet of smartphone. In een ander voorbeeld kan het alarmsignaal worden gegenereerd in de vorm van een gesproken bericht naar een telefoon.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar verder ingericht om het alarmsysteem te activeren indien de door de sensor gemeten stroomgrootte een instelbare alarmbovengrens overschrijdt, die kleiner is dan de uitschakelbovengrens.

Met andere woorden, het alarmsysteem genereert een alarmsignaal wanneer de alarmbovengrens wordt overschreden. De stroom is dan echter nog kleiner dan de waarde waarop de elektrisch bedienbare schakelaar de installatie uitschakelt. De gebruiker krijgt zo een waarschuwing van het bewakingssysteem voordat het systeem de stroom uitschakelt. Zodoende heeft de gebruiker tijd om gepaste maatregelen te treffen. Bijvoorbeeld kan de gebruiker naar aanleiding van een melding controleren of er teveel apparaten of verlengsnoeren zijn aangesloten op het installatiedeel.

Bijvoorbeeld is in een elektrische installatie van een woning een aparte elektrische groep voorzien voor een wasmachine van 3000 W. De stroom door deze groep zal bij gebruik van de wasmachine ongeveer 13 ampère bedragen. Met andere woorden, de ontwerpstroom is 13A. Veelal zal de elektrische installatie voor deze groep een zekering of zekeringautomaat met een nominale stroomwaarde van 16A bevatten. De uitschakelbovengrens wordt ingesteld op 14 ampère en de alarmbovengrens wordt ingesteld op 13,5 ampère. Worden nu door een gebruiker op dezelfde groep additionele apparaten aangesloten en wordt de alarmbovengrens (13,5 A) overschreden, dan verstuurt het systeem een bericht naar de gebruiker met behulp van de communicatiemiddelen, bijvoorbeeld een SMS-bericht. Vervolgens kan de gebruiker de additionele apparaten verwijderen. Indien de stroom boven de uitschakelbovengrens (14 A) komt, wordt uit veiligheidsoverwegingen de groep uitgeschakeld.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm is de regelaar ingericht om de alarmbovengrens automatisch in te stellen op basis van de uitschakelbovengrens.

Bijvoorbeeld stelt de regelaar de alarmbovengrens automatisch in als een fractie van de uitschakelbovengrens. Bijvoorbeeld stelt de regelaar de alarmbovengrens in als 80%, 85%, 90% of 95% van de uitschakelbovengrens. In een ander voorbeeld stelt de regelaar de alarmbovengrens in als de uitschakelbovengrens minus een bepaalde marge.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar verder ingericht om het alarmsysteem te activeren indien de door de sensor gemeten stroomgrootte kleiner is dan een instelbare ondergrens.

Door een kabelbreuk of het uitvallen van een apparaat kan de stroom over het installatiedeel kleiner worden dan de ontwerpstroom. Door het alarmsysteem te activeren indien de stroom kleiner is dan een bepaalde ondergrens, kan de gebruiker van dit feit op de hoogte worden gesteld.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is de regelaar tevens ingericht om de schakelaar naar de open toestand te schakelen indien de door de sensor gemeten stroomgrootte kleiner is dan een tweede instelbare ondergrens die kleiner of gelijk is aan de bovengenoemde instelbare ondergrens.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar ingericht om de instelbare ondergrens automatisch in te stellen op basis van de uitschakelbovengrens.

Bijvoorbeeld is de ondergrens ingesteld als 20%, 30% of 40% van de uitschakelbovengrens. Volgens de uitvinding kan eveneens een eventuele tweede instelbare ondergrens automatisch worden ingesteld door de regelaar op basis van de instelbare ondergrens.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar ingericht om ten minste één bovenof ondergrens automatisch in te stellen op basis van een instelbare ontwerpwaarde voor de stroom.

De ontwerpwaarde voor het installatiedeel kan worden ingesteld. In het bovenstaande voorbeeld van de wasmachine wordt de ontwerpwaarde bijvoorbeeld ingesteld op 13A. Vervolgens stelt de regelaar op basis van de ingestelde ontwerpwaarde de waarden voor de uitschakelbovengrens, de alarmbovengrens, de ondergrens en/of de tweede ondergrens automatisch in. Bijvoorbeeld is de regelaar ingericht om de ten minste ene boven- of ondergrens te berekenen op basis van de ingestelde ontwerpstroomwaarde. Bijvoorbeeld wordt een bovengrens ingesteld op een voorafbepaalde fractie boven de ontwerpstroomwaarde. In een ander voorbeeld wordt een bovengrens ingesteld door bij de ontwerpstroomwaarde een vaste waarde op te tellen.

Bijvoorbeeld is de ontwerpwaarde door een gebruiker in te voeren. Bijvoorbeeld omvat het bewakingssysteem hiertoe een invoercomponent, dat bijvoorbeeld een toetsenbord of touchscreen omvat.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar verder ingericht om de schakelaar naar de open toestand te schakelen indien de door de sensor gemeten stroomgrootte gedurende een voorafbepaalde schakeltijd, die bij voorkeur instelbaar is, de uitschakelbovengrens en/of alarmbovengrens overschrijdt.

Indien de uitschakelbovengrens wordt ingesteld gelijk aan de nominale waarde van de thermische beveiliging, dan is de schakeltijd van het bewakingssysteem volgens de uitvinding bij voorkeur kleiner dan de schakeltijd die de thermische beveiliging vertoont bij de nominale stroomwaarde. Bijvoorbeeld, indien een zekering bij zijn nominale stroomwaarde van 16A een schakeltijd van ongeveer 1 uur heeft, dan is de schakeltijd van het bewakingssysteem bij voorkeur kleiner dan 1 uur indien de uitschakelbovengrens op 16A wordt ingesteld.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar schakelbaar tussen een eerste toestand waarin ten minste één boven- of ondergrens een eerste ingestelde waarde heeft en een tweede toestand waarin de respectieve boven- of ondergrens een tweede ingestelde waarde heeft die kleiner is dan de eerste ingestelde waarde.

Met andere woorden, de regelaar omvat verschillende profielen voor de instellingen van de boven- en/of ondergrenzen. Bijvoorbeeld zijn een eerste en tweede profiel gedefinieerd als volgt: PROFIEL 1

Ontwerpwaarde: 10A

Alarmbovengrens: 11A

Uitschakelbovengrens: 12A

Ondergrens: IA PROFIEL 2

Ontwerpwaarde: 8 A

Alarmbovengrens: 9 A

Uitschakelbovengrens: 10A

Ondergrens: IA

Het aantal profielen is niet beperkt tot twee, bijvoorbeeld kunnen ook drie, vier, vijf of meer profielen worden gedefinieerd. De profielen kunnen voorgeprogrammeerd zijn of door een gebruiker worden ingevoerd.

De schakelaar kan schakelen tussen deze profielen. Het alarmerings- en uitschakelgedrag van het bewakingssysteem is derhalve aan te passen op de actuele situatie.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar ingericht om automatisch te schakelen tussen de eerste en tweede toestand op basis van de actuele tijd en/of datum.

Bijvoorbeeld wordt overdag een andere waarde gehanteerd voor ten minste één van de boven- en ondergrenzen dan gedurende de nacht. Dat wil zeggen, overdag wordt een ander profiel van instellingen gebruikt dan gedurende de nacht. Dit stemt overeen met de praktijk dat gedurende de dag een ander gebruik van de elektrische installatie wordt verwacht dan gedurende de nacht.

Volgens de uitvinding is het tevens mogelijk om één of meer van de grenzen aan te passen op het seizoen. In een ander voorbeeld worden voor een elektrische installatie van een winkel de koopzondagen en feestdagen ingesteld, zodat het systeem voor die dagen rekening houdt met een afwijkend gebruik van de elektrische installatie.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar werkzaam verbonden met een andere inrichting en is de regelaar verder ingericht om te schakelen tussen de eerste en tweede toestand op basis van signalen ontvangen van de andere inrichting.

Met andere woorden, op basis van de communicatie met de andere inrichting past de regelaar de instellingen aan.

Bij voorkeur is de andere inrichting een alarminstallatie en is de regelaar ingericht om te schakelen tussen de eerste en tweede toestand op basis van het inschakelen en/of uitschakelen van de alarminstallatie. Bijvoorbeeld is een profiel “aanwezig” gedefinieerd overeenkomstig met de situatie waarin de alarminstallatie is uitgeschakeld en een profiel “afwezig” overeenkomstig met de situatie waarin de alarminstallatie is ingeschakeld. In deze profielen zijn andere boven- en/of ondergrenzen gedefinieerd.

Bijvoorbeeld omvat de andere inrichting een systeem voor het detecteren van de aanwezigheid van personen in een gebouw waarin de elektrische installatie zich bevindt, waarbij de regelaar werkzaam is verbonden met dit detectiesysteem en is ingericht om de te schakelen tussen de eerste en tweede toestand op basis van de door het detectiesysteem gedetecteerde aanwezigheid dan wel afwezigheid van personen. Bijvoorbeeld omvat het detectiesysteem een personenteller of een bewegingssensor.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de regelaar een geheugeneenheid die is ingericht om door de sensor gedurende een voorafbepaalde tijd gemeten stroomwaarden op te slaan. Hierdoor kan een gebruiker of installateur de gegevens over de stroom teruglezen uit het geheugen en inzicht verkrijgen over het gebruik van de installatie.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de regelaar ingericht om op basis van door de sensor gemeten stroomwaarden een referentiestroomwaarde te bepalen en verder ingericht om ten minste één van de boven- en ondergrenzen in te stellen op basis van de bepaalde referentiestroomwaarde.

Bijvoorbeeld bepaalt de regelaar de referentiestroomwaarde als een gemiddelde of mediaan van de gemeten stroomwaarden. Bijvoorbeeld is de regelaar ingericht om op basis van opgeslagen stroomwaarden de referentiestroomwaarde te bepalen en verder ingericht om ten minste één van de boven- en ondergrenzen in te stellen op basis van de bepaalde referentiestroomwaarde. Met andere woorden, de regelaar is ingericht om de stroommetingen van een sensor bij te houden zodat een referentiestroomwaarde kan worden bepaald. Bijvoorbeeld wordt de referentiestroomwaarde bepaald als gemiddelde van de gemeten stroomwaarden over de tijd of als een maximale stroomwaarde over een bepaalde periode. Op basis van deze door de regelaar bepaalde referentiestroomwaarden kunnen de grenzen worden ingesteld, zoals bovenstaand beschreven.

Bij voorkeur past de regelaar een eerder ingestelde bovengrens alleen aan indien de nieuwe bovengrens die bepaald is op basis van de referentiestroomwaarde, kleiner is dan de eerder ingestelde bovengrens.

Bij voorkeur is de regelaar zowel gekoppeld aan een andere inrichting als ingericht om een referentiestroomwaarde te bepalen. Bijvoorbeeld is de regelaar gekoppeld aan een alarminstallatie en ingericht om nadat de alarminstallatie wordt ingeschakeld eerst de referentiestroomwaarde te bepalen en vervolgens de boven-en ondergrenzen in te stellen op basis van deze referentiestroomwaarde. Opnieuw past de regelaar hierbij een bovengrens bij voorkeur alleen aan indien de nieuwe bovengrens kleiner is dan de eerder ingestelde bovengrens. Ook in deze uitvoering kan de regelaar alternatief of aanvullend zijn gekoppeld met een aanwezigheidsdetector.

Bij voorkeur slaat de regelaar de waarden van de eerder ingestelde boven- en/of ondergrenzen op voordat de regelaar de grenzen aanpast op basis van de referentiestroomwaarde, zodat bij het uitschakelen van de alarminstallatie - of in het algemeen het ontvangen van een tweede signaal van de andere inrichting - de regelaar de aangepaste grenzen weer op de oorspronkehjke waarden kan instellen.

Alternatief of aanvullend is de regelaar gekoppeld met een branddetectiesysteem. Bijvoorbeeld is de regelaar ingericht om de schakelaar te bedienen indien een brand is gedetecteerd.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het bewakingssysteem met de regelaar verbonden communicatiemiddelen voor het op afstand beheren van het systeem.

Bijvoorbeeld is het bewakingssysteem te verbinden met internet. Bijvoorbeeld zijn via de communicatiemiddelen de door de sensor gemeten stroomwaarden en/of de in het geheugen opgeslagen waarden uit te lezen.

Bij voorkeur is de regelaar op afstand te bedienen via de communicatiemiddelen. Bijvoorbeeld kunnen de instelbare waarden, zoals de uitschakelbovengrens, alarmbovengrens, ondergrens en de instelbare schakeltijd, via de communicatiemiddelen worden ingesteld. Bijvoorbeeld is eveneens een tijdschema voor de boven- en ondergrenzen te selecteren of te programmeren via de communicatiemiddelen.

Bij voorkeur omvat het systeem een inlogcomponent met toegangsbeveiliging, zodat alleen door geautoriseerde gebruikers de instellingen kunnen worden gewijzigd.

Bijvoorbeeld omvat dit een wachtwoordsysteem.

De communicatiemiddelen kunnen draadloze communicatiemiddelen of bedrade communicatiemiddelen omvatten.

Bijvoorbeeld omvat het systeem communicatiemiddelen die zowel voor het verzenden van een alarmsignaal en voor het op afstand beheren van het systeem ingericht zijn.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het bewakingssysteem een met de regelaar verbonden sensor die is ingericht om een spanning tussen een nullijn en een faselijn van een installatiedeel te meten, waarin de regelaar is ingericht om de elektrisch bedienbare schakelaar naar de open toestand te schakelen indien een spanning een instelbare spanningsbovengrens overschrijdt.

Deze uitvoering is in het bijzonder voordelig bij drie-fase-installaties. De spanningsensor bewaakt de fasespanningen van het drie-fasenetwerk. Indien een drie-fasenetwerk in onbalans is, en de nullijn niet van voldoende kwaliteit is, zal er zogeheten sterpuntverschuiving optreden. Dit verschijnsel heeft tot gevolg dat de fasespanningen (de spanning tussen de fase en de nul) kunnen oplopen tot hoogtes die de aangesloten apparatuur niet aankan. Deze apparatuur zal dan doorbranden. Door het bewaken van de spanning tussen de faselijn en nullijn kan grote schade worden voorkomen aan apparatuur en gebouw.

Volgens de uitvinding is het eveneens mogelijk om het bewakingssysteem te voorzien met een dergelijke controle van de spanning tussen de nullijn en faselijn, zonder de hierboven beschreven kenmerken die samenhangen met het bewaken van de stroom. Met andere woorden, de uitvinding heeft tevens betrekking op een bewakingssysteem voor een elektrische installatie, omvattende: een met ten minste een deel van de elektrische installatie in serie geschakelde elektrisch bedienbare schakelaar die schakelbaar is tussen een open en gesloten toestand; een spanningsensor die is ingericht om de grootte van de spanning tussen een nullijn en een faselijn van het installatiedeel te meten; en een met de spanningsensor en de elektrische bedienbare schakelaar verbonden regelaar die is ingericht om de elektrisch bedienbare schakelaar naar de open toestand te schakelen indien de spanning gemeten door de sensor een instelbare spanningsbovengrens overschrijdt.

Bij voorkeur wordt dit bewakingssysteem toegepast bij een drie-fasennetwerk.

De uitvinding heeft verder betrekking op een verdeelinrichting voor een elektrische installatie omvattende meerdere elektrische groepen, waarin elke elektrische groep is voorzien van een bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies. Bij voorkeur zijn de regelaars van de afzonderlijke bewakingssysteem geïntegreerd in één enkele regelaar.

Met andere woorden, de uitvinding heeft betrekking op een verdeelinrichting voor een elektrische installatie die meerdere elektrische groepen omvat, waarin elke groep is voorzien van een thermische beveiliging met een voorafbepaalde nominale stroomwaarde voor het uitschakelen van de respectieve groep, waarin de verdeelinrichting verder voor elke groep omvat: - een met de thermische beveiliging van de respectieve groep in serie geschakelde elektrisch bedienbare schakelaar die schakelbaar is tussen een open en een gesloten toestand; en - een stroomsensor ingericht om de grootte van de stroom door de respectieve groep te meten, waarin het systeem bovendien een met de stroomsensoren en de schakelaar verbonden regelaar omvat die is ingericht om indien de door de sensor van een bepaalde groep gemeten stroomgrootte een uitschakelbovengrens overschrijdt, waarbij de uitschakelbovengrens kleiner is dan de nominale stroomwaarde van de thermische beveiliging van deze bepaalde groep, de schakelaar van deze bepaalde groep naar de open toestand te schakelen.

Een dergelijke verdeebnrichting maakt het mogelijk om afzonderlijke elektrische groepen te bewaken.

Bij voorkeur is de regelaar van de verdeebnrichting werkzaam verbonden met een branddetectiesysteem. Bijvoorbeeld is de regelaar ingericht om één of meer voorafbepaalde groepen uit te schakelen indien het branddetectiesysteem brand detecteert. Bijvoorbeeld zijn deze groepen instelbaar door een gebruiker. Hiermee wordt bewerkstelligt dat niet-preferente groepen automatisch kunnen worden uitgeschakeld in het geval ergens in het gebouw brand gedetecteerd wordt.

Tot slot heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het bewaken van een elektrische installatie, waarin ten minste een deel van de elektrische installatie is voorzien van een thermische beveiliging met een voorafbepaalde nominale stroomwaarde voor het uitschakelen van het genoemde installatiedeel bij overbelasting of kortsluiting, de werkwijze omvattende de volgende stappen: - het met een stroomsensor meten van de stroomgrootte door het installatiedeel; - het instellen van een uitschakelbovengrens voor de stroomgrootte, waarbij de uitschakelbovengrens kleiner of gelijk is aan de nominale stroomwaarde van de thermische beveibging; en - het uitschakelen van het genoemde installatiedeel indien de door de sensor gemeten stroomgrootte de ingestelde uitschakelbovengrens overschrijdt.

Voor de verdeebnrichting en werkwijze gelden dezelfde voordelen en effecten zoals bovenstaand beschreven voor het bewakingssysteem. Bovendien zijn de kenmerken van het bewakingssysteem naar wens te combineren met de kenmerken van de verdeebnrichting en de werkwijze.

Verdere voordelen, details en effecten van de uitvinding zullen navolgend worden toegebcht aan de hand van voorbeelduitvoeringen daarvan, waarbij wordt verwezen naar de figuren. - Figuur 1 toont een schematische weergave van een eerste uitvoering van een bewakingssysteem volgens de uitvinding; - Figuur 2 toont een schematische weergave van een tweede uitvoering van een bewakingssysteem volgens de uitvinding; - Figuur 3 toont een user interface van het bewakingssysteem uit figuur 1; en - Figuren 4A-B tonen schematisch het aan de hand van een stroommeting instellen van geschikte bovengrenzen.

Bewakingssysteem 2 is voorzien in groepenkast 4 van een elektrische installatie, die een aantal te bewaken groepen 6 omvat. Voor elke groep 6 is een relais 8 voorzien als elektrisch bedienbare schakelaar. In dit voorbeeld is de stroomsensor geïntegreerd in het relais 8. Het relais kan optioneel zijn voorzien van een spanningssensor om de spanning tussen de faselijn en nullijn te meten. Eveneens kan het relais een waarde voor het vermogen uitvoeren, bijvoorbeeld op basis van de stroommeting en spanningsmeting, bij voorkeur uitgedrukt in Watts. Optioneel kan het relais het totale energieverbruik over een bepaalde tijdsperiode uitvoeren op basis van het vermogen over de tijd, bij voorkeur in kWh.

In een alternatieve uitvoering (niet getoond), voor elektrische installaties waarin de spanning min of meer constant is (bijvoorbeeld 230 V), is een vaste waarde voor de spanning programmeerbaar. In een alternatieve uitvoering (niet getoond) is een vermogen uit te voeren op basis van de stroommeting en de programmeerbare waarde van de spanning.

Elk relais 8 is in serie geschakeld met een zekeringautomaat van de desbetreffende groep 6. Zoals bovenstaand beschreven is het doel van systeem 2 niet om de rol van de zekeringautomaat over te nemen, maar juist om deze aan te vullen voor de detectie van afwijkingen van de stroom door een groep 6 ten opzichte van een ontwerpstroom.

De relais 8 zijn verbonden met een master channel generator 10, een web controller 12 en een voeding 14 (24 V gelijkspanning). Via verbinding 16 is de web controller 12 met een router of switch 18 verbonden. Verbinding 16 is bijvoorbeeld een kabelverbinding of een draadloze verbinding.

De router of switch 18 is via verbinding 20 (kabel of draadloos) met een rekeneenheid 22 verbonden. Deze rekeneenheid is bijvoorbeeld een PC, laptop, tablet of smartphone. In de getoonde uitvoering omvat rekeneenheid 22 een PC met touchscreen. Via de rekeneenheid 22 zijn de door de sensors van de relais 8 gemeten waarden op te vragen en zijn de instellingen van het bewakingssysteem 2 te wijzigen.

De router of switch 18 is optioneel via verbinding 24 (draadloos of bedraad) verbonden met het internet, zodat bewakingssysteem 2 op afstand kan worden uitgelezen en bediend.

Bijvoorbeeld omvat de router of switch 18 een inlogcomponent. Een gebruiker kan via internet een connectie maken met router of switch 18, die een inlogscherm presenteert. Bijvoorbeeld serveert router of switch 18 een webpagina met inlogscherm. Door het invullen van het juiste wachtwoord verkrijgt de gebruiker toegang tot het systeem, waarvoor router of switch 18 dezelfde grafische interface kan presenteren als weergegeven voor computer 22.

Bijvoorbeeld wordt voor communicatieverbindingen 16 en 20 gebruikgemaakt van TCP/modbus.

Alternatief is een bewakingssysteem 26 voorzien zonder externe computer 22, zoals getoond in figuur 2. In deze uitvoering is bijvoorbeeld een computer of andere verwerkingseenheid bevestigd op de DINrail van groepenkast 4. Deze computer kan worden beheerd door via een communicatieverbinding in te loggen, bijvoorbeeld via een LAN, WAN of een busverbinding. Alternatief of aanvullend kan systeem 26 bijvoorbeeld volledig worden beheerd via het internet.

De gebruikersinterface voor het beheren van systeem 2 en 26 is weergegeven in figuur 3. In de interface kan via invoervak 28 het IP-adres Webserver 12 worden opgegeven. Door op knop 30 te klikken wordt vervolgens een verbinding gemaakt met Webserver 12. Via Webserver 12 zijn vervolgens de relais 8 te beheren. Optioneel wordt een inlogscherm getoond, waarin een wachtwoord moet worden ingevoerd. Met knop 32 kan het bewakingssysteem 2, 26 worden ingeschakeld, met knop 34 kan het systeem 2, 26 worden uitgeschakeld.

De interface vertoont voor elke groep 6 een overzicht 36 van gemeten waarden, instelbare waarden en knoppen. Elk overzicht vermeldt de ingestelde uitschakelbovengrens 38, oftewel de stroomwaarde waarop het systeem 2, 26 de desbetreffende groep 6 uitschakelt. Daarnaast toont elk overzicht 36 de alarmbovengrens 40, oftewel de stroomwaarde voor de desbetreffende groep 6 waarboven het systeem een alarm genereert.

Voor elke groep 6 is in het overzicht 36 bovendien weergegeven wat het actuele voltage 42, de actuele stroom 44 en het actuele vermogen 46 is.

Tevens kan elke groep 6 via een knop 48 in het respectieve overzicht 36 handmatig worden uitgeschakeld. Wanneer knop 48 wordt geactiveerd, wordt een uitschakelsignaal verzonden naar het corresponderende relais 8, dat vervolgens naar de open toestand schakelt. Eveneens is het mogelijk om de groep 6 weer in te schakelen met corresponderende knop 50. Wanneer knop 50 wordt geactiveerd, wordt een inschakelsignaal verzonden naar het corresponderende relais 8, dat vervolgens naar de gesloten toestand schakelt.

Tekstvak 52 geeft een historie weer van handelingen die de gebruiker heeft uitgevoerd. De interface geeft bovendien de mogelijkheid om opgeslagen meetwaarden op te vragen (niet weergegeven). Bijvoorbeeld omvat het systeem tevens de mogelijkheid om de opgeslagen meetwaarden versus de tijd weer te geven in een grafiek.

Systeem 2, 26 kan op basis van een meting voor elke groep 6 bepalen welke stroom er normaalgesproken loopt. Dit is geïllustreerd in figuren 4a en 4b. In figuur 4a wordt de gemeten stroom door één van de groepen 6 (y-as) getoond over een tijdspanne (x-as) van in totaal 24 uur. Duidelijk te zien valt dat omstreeks 8 uur ’s morgens de stroom door de groep 6 toeneemt tot een waarde van ongeveer 12A, om vervolgens na 6 uur ’s avonds weer af te nemen tot het lagere niveau van ongeveer 2A.

In dit geval zijn daarom twee bewakingsprofielen gedefinieerd: een profiel “dag” en een profiel “nacht”. In het profiel “dag” is de ontwerpstroom, Iontwerp, ingesteld op 14A. De regelaar stelt op basis van de ingestelde ontwerpstroom automatisch de alarmbovengrens en de uitschakelbovengrens voor dit profiel in. Bijvoorbeeld stelt de regelaar de bovengrenzen in volgens:

waarin Ialarm de alarmbovengrens is, IuitsChakei de uitschakelbovengrens en Iont„erp de ingestelde ontwerpstroom. In een ander voorbeeld stelt de regelaar de bovengrenzen in volgens:

zodat de alarmbovengrens en de uitschakelbovengrens 5 % respectievelijk 10% boven de ontwerpstroom worden ingesteld.

De regelaar schakelt om 7:30 van het profiel “nacht” naar profiel “dag”, zodat het bewakingssysteem is af gestemd op een ontwerpstroom van 12A. Deze instelling van de ontwerpstroom is in figuur 4B weergegeven met de letter b. Om 18:30 schakelt de regelaar van het profiel “dag” naar het profiel “nacht”, zodat het bewakingssysteem is afgestemd op een stroom van 2A.

In dit voorbeeld is het profiel “nacht” een dynamisch profiel: de bovengrenzen worden ingesteld op basis van een meting van de actuele stroom. De sensor meet dus eerst de actuele stroom. In dit voorbeeld is dit 2A. Vervolgens berekent de regelaar de bovengrenzen op basis van de gemeten stroom. Bijvoorbeeld wordt bij de gemeten stroom een vaste waarde opgeteld of worden de bovengrenzen ingesteld een vast percentage boven de gemeten stroom. Daarna vergelijkt de regelaar de nieuwe bovengrenzen met de bovengrenzen in het profiel “dag”. Indien de nieuwe bovengrenzen kleiner zijn dan de bovengrenzen van het profiel “dag”, worden de nieuwe bovengrenzen gebruikt voor het profiel “nacht”. Tot slot schakelt de regelaar naar de toestand “nacht”.

Een voordeel van een dynamisch profiel voor de toestand “nacht” is dat in de praktijk het energieverbruik kan verschillen. Bijvoorbeeld worden bepaalde lampen of andere apparaten niet altijd uitgeschakeld. Door de grootte van de stroom te meten, wordt hier rekening mee gehouden.

Het is tevens mogelijk om het profiel “dag” dynamisch in te stellen. In dat geval is tevens een profiel “maximum” gedefinieerd, waarin de maximale bovengrenzen zijn opgeslagen. Voordat dynamische bovengrenzen worden ingesteld, worden deze eerste vergeleken met de maximumwaarde uit het profiel “maximum”.

Navolgend zal de werkwijze volgens de uitvinding aan de hand van figuur 1 worden toegelicht. Relais 8 meten continu de stroom van de groep 6 waartoe ze behoren, met behulp van de stroomsensor. De gemeten stroom wordt via verbinding 16 naar router/switch 18 verstuurd. De router/switch 18 bevat in dit voorbeeld de regelaar volgens de vinding. De regelaar bepaalt of de gemeten stroomwaarde boven de eerste en alarmbovengrens komt. Indien de laagste bovengrens wordt overschreden, wordt via verbinding 20 een signaal gestuurd naar PC 22, waarop een waarschuwing verschijnt. Alternatief of aanvullend wordt via internetverbinding 24 een e-mail of ander elektronisch bericht verzonden naar de beheerder van de elektrische installatie, of wordt via een (niet weergegeven) zender een SMS-bericht of gesproken bericht verzonden naar een telefoon van de beheerder. Bijvoorbeeld stuurt de regelaar na een voorafbepaalde tijd (bijvoorbeeld 30 min) een signaal naar het relais 8 dat de te grote stroom mat, zodat deze naar de open toestand schakelt om een onveilige situatie te voorkomen. Aanvullend of alternatief wordt een afschakel-signaal verzonden zo snel mogelijk nadat de regelaar heeft geconstateerd dat ook de uitschakelbovengrens is overschreden.

Een gebruiker kan de bovengrenzen instellen via de PC 22. Via verbinding 20 worden de instellingen van de regelaar in router/switch 18 gewijzigd.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan vele modificaties denkbaar zijn.

Claims (16)

1. Bewakingssysteem voor een elektrische installatie, waarin ten minste een deel van de elektrische installatie is voorzien van een thermische beveiliging met een voorafbepaalde nominale stroomwaarde voor het uitschakelen van het genoemde installatiedeel bij overbelasting of kortsluiting, het bewakingssysteem omvattende: - een met de thermische beveiliging in serie geschakelde elektrisch bedienbare schakelaar die schakelbaar is tussen een open en een gesloten toestand; - een stroomsensor ingericht om de grootte van de stroom door het installatiedeel te meten; en - een met de sensor en de schakelaar verbonden regelaar die is ingericht om de schakelaar naar de open toestand te schakelen indien de door de sensor gemeten stroomgrootte een instelbare uitschakelbovengrens overschrijdt, waarbij de instelbare uitschakelbovengrens kleiner of gelijk is aan de nominale stroomwaarde van de thermische beveiliging.

2. Bewakingssysteem volgens conclusie 1, verder omvattende een met de regelaar verbonden alarmsysteem voor het genereren van een alarmsignaal.

3. Bewakingssysteem volgens conclusie 2, waarin de regelaar verder is ingericht om het alarmsysteem te activeren indien de door de sensor gemeten stroomgrootte een instelbare alarmbovengrens overschrijdt, die kleiner is dan de uitschakelbovengrens.

4. Bewakingssysteem volgens conclusie 3, waarin de regelaar is ingericht om de alarmbovengrens automatisch in te stellen op basis van de uitschakelbovengrens.

5. Bewakingssysteem volgens conclusie 2, 3 of 4, waarin de regelaar verder is ingericht om het alarmsysteem te activeren indien de door de sensor gemeten stroomgrootte kleiner is dan een instelbare ondergrens.

6. Bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de regelaar is ingericht om ten minste één boven- of ondergrens automatisch in te stellen op basis van een instelbare ontwerpwaarde voor de stroom.

7. Bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de regelaar verder is ingericht om de schakelaar naar de open toestand te schakelen indien de door de sensor gemeten stroomgrootte gedurende een voorafbepaalde schakeltijd, die bij voorkeur instelbaar is, de uitschakelbovengrens en/of alarmbovengrens overschrijdt.

8. Bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de regelaar schakelbaar is tussen een eerste toestand waarin ten minste één boven- of ondergrens een eerste ingestelde waarde heeft en een tweede toestand waarin de respectieve boven- of ondergrens een tweede ingestelde waarde heeft die kleiner is dan de eerste ingestelde waarde.

9. Bewakingssysteem volgens conclusie 8, waarin de regelaar is ingericht om automatisch te schakelen tussen de eerste en tweede toestand op basis van de actuele tijd en/of datum.

10. Bewakingssysteem volgens conclusie 8 of 9, waarin de regelaar werkzaam is verbonden met een andere inrichting en is ingericht om te schakelen tussen de eerste en tweede toestand op basis van signalen ontvangen van de andere inrichting.

11. Bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de regelaar een geheugeneenheid omvat die is ingericht om de door de sensor gedurende een voorafbepaalde tijd gemeten stroomwaarden op te slaan.

12. Bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de regelaar is ingericht om op basis van door de sensor gemeten stroomwaarden een referentiestroomwaarde te bepalen en verder ingericht om ten minste één van de boven- en ondergrenzen in te stellen op basis van de bepaalde referentiestroomwaarde.

13. Bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, omvattende met de regelaar verbonden communicatiemiddelen voor het op afstand beheren van het systeem.

14. Bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusie, verder omvattende een met de regelaar verbonden sensor die is ingericht om een spanning tussen een nullijn en een faselijn van het installatiedeel te meten, waarin de regelaar is ingericht om de schakelaar naar de open toestand te schakelen indien de spanning een instelbare spanningsbovengrens overschrijdt.

15. Verdeelinrichting voor een elektrische installatie, omvattende meerdere elektrische groepen, waarin elke elektrische groep is voorzien van een bewakingssysteem volgens één van de voorgaande conclusies, waarin bij voorkeur de regelaars van de afzonderlijke bewakingsystemen zijn geïntegreerd in één enkele regelaar.

16. Werkwijze voor het bewaken van een elektrische installatie, waarin ten minste een deel van de elektrische installatie is voorzien van een thermische beveiliging met een voorafbepaalde nominale stroomwaarde voor het uitschakelen van het genoemde installatiedeel bij overbelasting of kortsluiting, de werkwijze omvattende de volgende stappen: - het met een stroomsensor meten van de stroomgrootte door het installatiedeel; - het instellen van een uitschakelbovengrens voor de stroomgrootte, waarbij de uitschakelbovengrens kleiner of gelijk is aan de nominale stroomwaarde van de thermische beveiliging; en - het uitschakelen van het genoemde installatiedeel indien de door de sensor gemeten stroomgrootte de ingestelde uitschakelbovengrens overschrijdt.