Zehn Jahre PowerSense: berührungslose Stromüberwachung für Weichenantriebe
2016 rief DB Netz an. Daraus wurde ein PoE-Sensor, der Spannung ohne galvanischen Kontakt misst, und unsere Regel „PoE zuerst“.
Im Januar 2016 suchte die DB Netz AG einen besseren Weg, die Stromversorgung von Weichenantrieben zu überwachen: dreiphasig, 16 A, nachrüstbar per Clip-on, ohne Umverdrahtung und ohne Betriebsunterbrechung. Vorgeschlagen war ein RS-485-Sensor. Wir haben abgelehnt und Power over Ethernet vorgeschlagen, zum ersten Mal in kritischer Infrastruktur.
Vier Anforderungen prägten die folgenden Jahre: unter 2 W Gesamtleistung, EMV nach Bahnnormen mit hohen Anforderungen an Spannungsfestigkeit, Installation in Sekunden ohne Werkzeug, und Spannungsmessung ohne galvanische Verbindung. Letzteres lösen wir über Patch-Antennen auf Ober- und Unterseite einer dicken Leiterplatte: Die Differenz der E-Felder skaliert mit 1/r², daraus rekonstruieren wir den Spannungsverlauf. Eingebettete Ferritkerne übernehmen den Strom.
PowerSense läuft heute unter anderem im DIANA-System der Deutschen Bahn. Aus dem Projekt stammen zwei Regeln, die in jedem unserer DAQ-Systeme stecken: PoE zuerst, und so nah an der Quelle digitalisieren wie möglich.
Blut, Schweiß und Ferritkerne: Die ganze Geschichte über zehn Jahre erzählt Stephan Bökelmann im Blog.