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Mit dem energieautarken „Mnode“ Sensor von Micropelt lassen sich neue und existierende Schaltanlagen mit einer kontinuierlichen Temperaturüberwachung ausstatten und damit die Sicherheit und Verfügbarkeit der Anlage wesentlich steigern. Möglich macht diese Funksensorlösung die Energy-Harvesting Technologie. Der Temperatursensor versorgt sich selbst aus dem elektrischen Wechselfeld des stromführenden Leiters.


micropelt10314Trotz Sicherheitsmaßnahmen ereignen sich immer wieder Brände in elektrischen Anlagen mit hohen Sachschäden, gefolgt von Produktionsausfällen. Ursache dafür sind meist Wärmenester, die durch lose Befestigungsschrauben an Stromschienen oder lockere Klemmstellen entstehen. Auch Alterungseffekte bei Isoliermaterial, Korrosion durch Eindringen von Staub oder Salz sowie Ausfall von Lüftern oder Schaltgeräten, ebenso Überlastung oder unregelmäßige Wartung sind häufig die Gründe für solche Unfälle. Insbesondere bei älteren Anlagen oder nach Umbau und Erweiterung steigt das Risiko. Diese Gefahr kann durch eine kontinuierliche Überwachung der Temperatur an kritischen Stellen innerhalb der Schaltanlage deutlich verringert werden. Eine rechtzeitige Vorwarnung hilft Schlimmeres zu vermeiden.

Herkömmliche Systeme ungeeignet

micropelt30314Allerdings fehlte es bislang an geeigneten Systemen. Der übliche Rundgang mit IR-Kamera ist in der Regel nur mäßig verlässlich und verlangt eine hohe Fachkompetenz. Das Nachrüsten einer großen Anzahl an Temperaturfühlern durch das Verkabeln und die Integration in die Leittechnik wird enorm teuer. Diese Einsichten haben den Freiburger Energy Harvesting Spezialisten dazu veranlasst, einen energieautarken Temperatursensor zu entwickeln, der sich schnell und einfach montieren und in bestehenden Schaltanlagen nachrüsten lässt.

Der Mnode Funksensor überwacht kontinuierlich die Temperatur von Niederspannungs-Schaltanlagen. Seine Betriebsenergie gewinnt das Gerät aus dem magnetischen Wechselfeld entlang der Oberfläche des stromführenden Leiters, dem sogenannten induktiven Energy Harvesting. Bereits ab einer Stromstärke von 50 A erzeugt der Sensor genügend Energie für Temperaturmessung und Datentransfer. Durch die kompakte Bauform kann er überall und lage­unabhängig in der Verteilung festgeklippt werden. Dank dem eigen-isolierenden Kunststoffgehäuse kann der Sensor auch kritische Stellen überwachen. Die Messdaten werden mit dem robusten, lizenzfreien 2.4 GHz Funk im IEEE 802.15.4 Standard zuverlässig übertragen, auch im abgeschirmten industriellen Umfeld.

Sensortechnik erkennt Fehler frühzeitig

micropelt40314Die Überwachungslösung führt unmittelbar zu mehr Ausfallsicherheit und erheblich gesteigerter Verfügbarkeit bei Schaltanlagen zur Niederspannungs-Energieverteilung. Denn Fehler kündigen sich meist durch erhöhte Temperaturen an, zum Beispiel an der Oberfläche von Strom-Sammelschienen oder an den Anschlüssen und Verbindungsstellen. Frühzeitig entdeckt können sie rechtzeitig repariert werden. „Es gibt keine schnellere und kostengünstigere Methode die Sicherheit und Zuverlässigkeit derart deutlich bei Neuanlagen und besonders in der Nachrüstung zu erhöhen“, sagt Fritz Volkert, Chef der Micropelt.

Systemtechnik Lösung für industrielle Infrastruktur

Der Mnode Sensor erfasst den Temperatur-Messwert, überträgt ihn an den Node Server (Gateway) oder direkt an das Leitsystem. Der Server bzw. das Leitsystem verarbeitet und speichert die Messdaten, führt Plausibilitätsprüfungen durch und errechnet Trendanalysen. Bei Überschreiten der nutzerdefinierten Grenzwerte wird eine Alarm-Meldung an die Leitstelle und das Handy des Verantwortlichen verschickt. Ein solches aktives Zustands-Monitoring hilft Anlagenbetreibern unvorhergesehene Ausfälle und kostspielige Betriebsunterbrechungen im Vorfeld abzufangen. Mit Vorwarnzeit können interne oder externe Spezialisten rechtzeitig disponiert werden.

Für das Monitoring von Verteiler-Einheiten oder ganzen Anlagen mit mehr als fünf Sensoren werden Linux-basierte Node Server eingesetzt. Sie verarbeiten die Messdaten und übermitteln die Daten in die bestehende Leittechnik. Diese sind individuell konfigurierbar und nutzen das Kommunikationsprotokoll Modbus/TCP.

Zum Testen und Evaluieren des Temperaturüberwachungssystems bietet Micropelt ein Testkit an, bestehend aus drei Mnode Sensoren, einem USB Funkreceiver sowie der Auswertungssoftware „Scope“. So kann das Sensorsystem vorab in den eigenen Installationen geprüft werden.
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