CN103576045B - 通过线性相关方向检测灵敏中压接地故障 - Google Patents

Abstract

根据发明，用于方向检测多相电力系统中的接地故障的方法和装置是基于相电流（I_A，I_B，I_C）的变化与由故障造成的零序电流（I₀）的变化之间的线性相关系数（r_A，r_B，r_C）的离差。使用该相关系数（r）的平均值（μ）和标准偏差（σ）能够根据相电流（I_A，I_B，I_C）的传感器（12A，12B，12C）的测量而不使用电压测量来确定故障（10）是位于线路侧还是负载侧。

Description

通过线性相关方向检测灵敏中压接地故障

技术领域

本发明涉及电力配电系统尤其是中压系统中的故障检测。具体地，本发明提出一种用于检测中压电导体与地之间的阻性故障（resistive fault）、例如由所述导体的断路引起的故障的原理，并且也提出适当的装置。仅起源于表示电力系统的每一相的电流的信号的处理的参数不使用表示各相之间的电压的值或者表示线与中线点间（line-to-neutral）电压的值就能够方向定位。

本发明也涉及故障指示装置和解扣继电器（trip relay），其包括与电力系统的每一相关联的电流传感器，并且例如通过指示灯或者电力系统的电流中断装置的解扣向上述检测装置提供信号使能指示。

背景技术

接地故障检测装置具体地用于中压三相配电系统中。如图1中所示，配电系统1可以分为几个层次，包括用于输送和分配极高压和高压VHV/HV（从35到大于200kV）的第一输电线路2，用于跨越长距离输送或分配来自发电站的电力。三相变压器3向中压MV配电系统4配送通常在1和35kV之间的电力（在法国，更精确地是11kV线与中线点间电压），用于以更小规模输送到工业型的客户或者将中压变换为低压LV（在法国具体为0.4kV）的变电站。

因此干线提供由高架线和/或地下电缆组成的支线5、5’，一些支线5可以包括在输入级（incomer level）进行保护的断路器或其它开关装置6。不管什么解决方案，电力系统4遭受到各种故障，为了缓解所生成的问题：电源中断、绝缘设备的电阻减小、更别提人员的安全性，检测和定位故障是很重要的。在这些故障中，最频繁的故障是位于源变电站外部的单相故障7（其中一相与地接触）或者尤其是在严酷的天气条件情况下高架电缆的断路。

这些故障7，与关注多相的多相故障相同，是短路型的并且导致能够达到数千或上万安培的高电流，然而导体和/或设备通常被设计成在额定工作条件下耐受几百安培。

支线5’或者部分线路5随后可以包括接地故障检测装置8。该装置8可以用作故障通路指示器，例如点亮指示灯；而且装置81可以与保护继电器9相关联或者集成在保护继电器9中，该保护继电器9被设计成命令断路器6的触点打开。

用于检测这类故障7的一种选择方式是测量流动的电流或者与其相关的参数。然而，如果需要表示针对故障检测设备的相对方向（线路侧或负载侧），则通过对三相电压进行测量来完成这些测量。但是电力系统4的MV电压针对测量点和电力设备的绝缘的问题会产生复杂性。这类方向检测难以实施。

在文献FR2936319中，多相电力系统中的接地故障的方向检测是基于相电流与零序电流之间的无符号的线性相关系数的离差（dispersion）。根据检测器8_i、8_i+1的相电流传感器的测量，而不使用电压测量，使用该相关系数的平均值和标准偏差使得能够确定故障是在线路侧还是负载侧。

然而这种解决方案不适用于高负载电流的情况，尤其是当故障电流相对于负载电流的比率小于10%时。具体地，当故障非常有阻性时（由于故障的属性，或者例如当土壤非常有阻性时）或者当电容性电流较弱时，通常对于高架线路相对于地下电缆的大比例的配电系统，所给出的方向可能是错误的。同样地，变压器3的次级的接地可能本身是自然的以至于限制了接地故障的幅度，上述技术是不够的。在MV配电系统中，我们随后提及当故障电流水平较弱时（因此难以检测）的阻性的接地（或灵敏接地）故障，或者因为故障电阻较高或者因为源站变压器级别的中线的接地限制该故障电流（例如补偿线圈或绝缘中线的情况），或者因为土壤自身阻性的属性。

对于这些非常有阻性的故障必须进行出色的电流测量（灵敏接地故障检测），并且因此实现经由电压的检测。例如，文献EP1603211涉及在线路末端配备的通信设备。通过简单检测线路电压储运损耗（outage）来执行检测导体的断路。更多理论研究表明对MV电力系统4使用反相电压和/或零序电压是可能的。然而，仍然没有解决测量先前提到的中压相导体上的电压时固有的问题。

考虑那些复杂实现的测量的使用，已经仅将尤其是在导体断路的情况下检测和定位中压电力系统中的这类阻性故障发展到非常小的程度。

在文献EP2533060（在本申请的优先权日之后公开）中提出了一种替代方式，其中通过与低压电力系统中的电压相关的信息来检测和定位中压电力 系统上的阻性接地故障和/或断路的导体。然而这样会强迫访问LV电力系统，这在当涉及中间或分支MV/MV变电站（没有MV/LV变压器）时会有问题。

发明内容

在其它优点中，本发明的一方面缓解了现有阻性接地故障方向检测装置和方法的不足。具体地，所实现的方向性原理是基于表示零序电流的信号的变化与表示相电流的信号的变化之间的相关系数的分析，而不使用电力系统的不同电压，同时使得能够管理灵敏接地故障的检测和定位。

根据其特征之一，本发明涉及一种用于方向检测多相电力系统（优选地为三相电力系统）中的接地故障的装置，其中，在至少等于电力系统的周期的预定存储时间段上存储表示零序电流和被监控线路部分中流动的每一相的信号。存储优选地以滑动方式、即在固定的存储时间段上进行，最后测量的值逐步地代替相应的第一值，从而所存储值代表与测量时间尽可能近的负载电流。有利地，表示相电流的信号尤其被模拟地滤波，和/或优选地以使得能够在预定时间上获得至少大约三十个点的频率被取样，例如至少对于50Hz电力系统和一周期大约1.5kHz。

方向检测方法包括第一阶段，通过将表示在被监控线路部分中流动的零序电流的信号与检测阈值相比来检测故障。表示零序电流的信号可以直接地获得或者通过根据表示所述部分的每一相导体的电流的信号进行计算来获得。

如果第一阶段在所述部分检测接地故障的存在，则停止值的存储，从而所存储值代表故障时的负载电流，而不受后者减小。而且人，根据本发明优选实施例的方法的第二阶段被触发。第二阶段基于表示所述部分的每一相的电流和相同部分的故障电流的信号的处理，这些信号是在充分的预定时间段上获得的，例如电力系统的整数周期，小于或等于所存储值的存储时间。利用相同滤波和取样，以用于存储的相同方式获得表示相电流和零序电流的信号。

在获取表示不同电流的信号之后，方法的第二阶段继续处理所述信号以便能够解释第一阶段中检测到的故障是位于相电流测量点的线路侧还是负载侧。根据本发明的信号处理包括计算表示零序电流和每一相电流的信号的变化，计算表示部分的零序电流的变化的信号与表示相电流的信号的每一变 化之间的标准化线性相关系数。优选地使用Bravais-Pearson公式和/或带符号的系数。所述系数的离差随后被分析，尤其通过计算它们的平均值和它们的标准偏差。

优选地，系数的离差通过比较关系的公式表达来实现。具体地，如果标准偏差与平均值的绝对值之间的差乘以二的平方根的三分之二为正，则故障在检测的负载侧。可以使用基于不等式的任何其它比较。根据其它选择，针对两条等式射线图形地进行比较：取决于平均值和标准偏差坐标点是否被定为在包含x轴的半平面中，故障在线路侧或者负载侧。

根据本发明的方法的优选实施例，所述方向检测方法与开关装置的致动相关联，以便将所述部分与检测到故障的负载侧点相隔离。

根据另一特征，本发明涉及用于方向检测多相电力系统（尤其是三相电力系统）中的线路的阻性接地故障的装置，该多相电力系统适用于上述方法。根据本发明的方向检测装置可以与线路的每一相的电流传感器（例如检测线圈）相关联，该检测线圈提供表示所述电流的信号。方向检测装置可以进一步形成故障通道指示器的一部分，例如如果检测到传感器的负载侧故障则通过指示灯型的警告部件的致动。在具体优选的实施例中，根据本发明的方向检测装置与线路保护中继器相关联，警告部件致动线路的开关装置使得已检测到故障的所述部分被隔离。

具体地，根据本发明的用于方向检测阻性接地故障的装置包括用于接收表示待监控线路的每一相的电流的信号的第一部件，并且也包括用于接收表示所述线路的零序电流的信号的第二部件，这些第二部件优选地包括使得表示零序电流的所述信号能够尤其是根据表示相电流的信号通过求和被推导出的部件。有利地，用于接收表示相电流的信号的第一部件与所述信号的滤波部件例如模拟滤波器相关联；该第一部件优选地包括取样部件以例如以大于1.5kHz的频率获得足够数量的离散值。

根据本发明的装置进一步包括用于在预定存储时间期间存储表示零序电流和每一相的电流的信号的值的部件，该预定存储时间长于电力系统的周期并且优选地对应于整数周期。存储部件有利地被设计用以滑动存储，即，用于存储最后考虑的时间的值，当执行最后值的获取时，用最后值逐渐替换第一存储值。

根据本发明的装置包括所获得的代表信号的处理部件，其与所述处理部件的致动部件相关联，该致动部件由接地故障的发生的检测来触发。致动该致动部件的接地故障的发生的检测优选地通过根据本发明的装置来执行，根据本发明的装置包括合适的部件，尤其是用于将表示零序电流的信号与检测阈值相比较的部件。接地故障的发生的检测也导致数据存储停止，存储部件包括相应的解除致动部件，从而所存储的值关于发生的故障之前的电力系统的状态。

根据本发明的装置的信号的处理部件包括用于优选地根据Bravais-Pearson公式在表示零序电流的变化的信号与表示相电流的变化的每个信号之间计算带符号的标准化线性相关系数的部件。该计算部件与延时部件相关联，该延时部件使得能够获取在对应于电力系统的整数周期并且小于优选地等于存储时间的时间段期间的信号。该计算的数据被输送到用于计算算术平均值和标准偏差的模块，其在输出端耦合到解释模块，该解释模块比较结果以便确定故障位于获得表示相电流的信号的点的线路侧还是负载侧。该解释模块可以是图形或计算类型的。

附图说明

从附图中展示的、仅针对图示性和非限制性意图给出的本发明的特定实施例的下列描述中，其它优点和特征将变得更清晰明显。

图1已描述，展示了可以使用接地故障检测装置的电力系统。

图2以示意图和滤波方式示出了当在一相上、分别在检测装置的线路侧和负载侧发生接地故障时表示相电流和零序电流的信号以及它们的变化。

图3图示了根据本发明的优选实施例的检测方法。

图4展示了根据本发明的优选实施例的接地故障检测装置的方框图。

具体实施方式

根据本发明的用于方向检测故障7的装置10可用于例如图1中描述的任何多相电力系统1，而不是且代替现有装置8。在图示的优选实施例和使用本发明的模式中，装配有装置10的线路5包括三相导体5_A、5_B、5_C，并且电力系统被平衡，即，零序电流I₀在没有故障时为零。然而，偏离这种理想情况是可能的，并且电力系统可以包括其它数量的相。

当接地故障7发生在一个相A时，所述相的电流I_A在故障7的负载侧理想地变为零，并且看着它的幅度在线路侧增加。然而，如果接地故障7非常有阻性，则由故障7感应的电流的变化非常小，等于小于负载电流的20到40倍，并且可以被电容性电流掩蔽。如图2中所示，有故障的导体5A上的电流传感器12A于是提供表示电流I_A的信号，该电流在故障7的级别没有标注无火花断路，因为故障电流较弱且难以觉察。

然而，本发明显示，能够通过从故障电流I_A中减去故障之前测量的负载电流而避免这个问题。如图2中所示，由传感器12A提供的信号中的无火花断路变得可见。而且，有故障的相中的电流变化ΔI_A根据按照本发明的装置是位于所述传感器12的线路侧10_i+1还是负载侧10_i而不同。

图2也示出了：

-电流I和它的电流变化ΔI，它们在其它两个相B和C中被如期地减弱，只是以比在相A中的比例更小；

-或者通过适当的传感器12或者通过根据由传感器12A、12B、12C获得的三相电流I_A、I_B、I_C的计算，在线路5上检测到的零序电流I₀及其变化。

根据本发明，使用不同曲线之间的相关系数来确定故障7是位于提供表示线路5的电流的信号的传感器12的线路侧还是负载侧。事实上会观察到，在阻性接地故障发生之后，在故障7发生在设备10_i的负载侧的情况下，零序电流I₀的变化与有有故障的相的电流I_A的变化之间的相似之处较大，不同的是，零序电流I₀的变化与其它相的电流I_B、I_C的变化之间的相似之处较小。因此，在绝对值方面，对于相A，与零序电流I₀的变化的标准化相关系数应当接近1，而且对于其它相，与零序电流I₀的变化的标准化相关系数应当较低，例如接近±0.1。相反地，在故障7发生在设备10_i+1的线路侧的情况下，在发生故障之后，零序电流I₀的变化与有故障的相的电流I_A的变化之间的相似之处较小，而零序电流I₀的变化与其它相的电流I_B、I_C的变化之间的相似之处保持中等。因此，对于相B和C，与零序电流I₀的变化的带符号的标准化相关系数应当保持中等，例如接近±0.5，而且对于相A，与零序电流I₀的变化的标准化相关系数应当接近0。

根据本发明的方法中使用的标准化线性相关系数优选地通过Bravais-Pearson公式来获得并且带符号。传感器12事实上提供在相5_A、5_B、 5_C的每一相中流动的交流电流的信号，最好对该信号取样以便获得规定数量的表示电流的离散值。有利地，通过取样提供的值的数量N被调节为获取时间T_acq，以便优化Bravais-Pearson公式的结果的再现性和可靠性，即，在获取时间T_acq等于电力系统的周期的情况下优选地为多于30个值，例如，对于50Hz的三相电力系统4，大约1.5kHz的取样频率。

以相同方式，逐点进行相电流和零序电流的各个变化ΔI的计算，对于每个测量值，在信号的正弦波上相同时间的故障之前减去负载电流的值。最好是对于参考电流不使用固定的存储器窗口，尽管该参数方便用于例如需要减去参考值的测量和/或质量测定功能。事实上大部分电力系统4在负载和频率方面展示波动：针对未固定的实际频率，50Hz（或60Hz）频率保持平均值。因此对N个点的取样可以针对以固定窗口选取的参考时间（尤其是如果它远离测量点）在正弦波上导致几微秒的测量偏置，这在计算电流变化ΔI时会产生偏差。

根据本发明，因此根据滑动存储器原理在具有至少等于T_acq的时间段的窗口上存储表示刚好在故障之前的负载电流的参考值。只要没有检测到故障，表示由传感器12测量的信号的值代替在正弦波上相同时刻的第一存储值，以便保持刚好故障之前的取样，这最小化了由频率和/或负载的波动造成的可能偏置。

因此，在图3中图示化的根据本发明的方法中，在获取时间T_acq上获取表示相电流的信号（最好被滤波）并且对该信号取样。并行地，零序电流I₀在相同时间段被计算，或者它可以通过专用线圈12来直接测量。值在获取时间T_acq上被存储在合适的存储器中，所述存储是滑动的，即，只要未检测到故障，最后测量/获取的值就代替先前值。

一旦例如通过将零序电流I₀（或它的变化）与阈值S₀比较而检测到D故障7，存储器中存储的值I_{0_MEM}、I_{A_MEM}、I_{B_MEM}、I_{C_MEM}被保持并且不再被替换，并且在获取时间T_acq上获取表示相电流的信号（最好在故障之前被滤波）并且随后对该信号取样。并行地，对于相同时间段计算零序电流I₀。这些取样I_Af*、I_Bf*、I_Cf*、I₀随后形成在滑动存储器中存储的值I_{A_MEM}、I_{B_MEM}、I_{C_MEM}、I_{0_MEM}的逐项相减的对象，以便确定相电流与零序电流的被取样滤波的信号的变化。信号的变化ΔI_Af*、ΔI_Bf*、ΔI_Cf*、ΔI₀之间的带符号的相关系数通过Bravais-Pearson公式根据等式（1）来计算，其中r_XY指代两个变 量X、Y之间的带符号的线性相关指数，其中已知N个精确值x、y。

(1)

由此得到三个带符号的标准化线性相关系数r_A、r_B、r_C。如前面所表明的，根据故障7是在线路侧还是负载侧，系数r_A更接近1或接近0。根据本发明，为了估计该接近度，使用相关系数的分布的算术平均值μ和标准偏差σ。事实上，具有高平均值和低标准偏差（例如μ>0.7和σ<0.5）的平均值/标准偏差对（μ，σ）对应于线路侧故障，不同的是，具有低平均值和高标准偏差（例如μ<0.5和σ>0.5）的平均值/标准偏差对（μ，σ）对应于负载侧故障。应当注意，此处相关系数是带符号的，不同于文献FR2936319中所使用的那样。由于故障电流引起的变化较低，不能忽略由符号提供的信息。

更具体地，会观察到，对于检测10i的负载侧的故障7，检验下列关系式(2)，而对于线路侧故障7，10i+1，相反为真，即：

(2)

在根据本发明的优选方法中，一旦已计算平均值和标准偏差，进行根据关系式（2）的比较，或者由此直接衍生的任何关系式，并且根据结果，给出针对故障的位置的方向解释L，或者表示为外部或者被传送到继电器9以便启动线路侧断路器6，或者任何其它用途。

为了缓解根据本发明的方法的该计算步骤，通过在图形（x，y）上定位坐标点（μ，σ）能够图形地确定故障7的相对负载侧或线路侧位置，在所述图形（x，y）中绘制了等式（3）的两条半直线。如果该点位于包含x轴（x，0）的半平面中，则包括线路侧故障。

(3)

根据本发明的方法能够在保护继电器9、在具有警告系统的故障指示器 中通过在适当的接地故障方向检测装置10中实施来实现。

在图4中以示意图的形式展示了根据本发明的优选实施例的装置10。它包括用于获得表示由合适的传感器12A、12B、12C（例如检测线圈）提供的相电流的信号的部件14，该信号有利地通过诸如模拟滤波器的合适部件16被滤波。在优选实施例中，滤波信号I_Af、I_Bf、I_Cf通过取样被进一步处理，并且用于获得代表信号的部件14包括取样模块18，该取样模块18有利地以多于1.5kHz操作，从而使得被滤波的取样信号被处理为I_Af*、I_Bf*、I_Cf*。

根据本发明的装置10进一步包括用于获得表示零序电流I₀的信号的部件14’。这些部件可以直接耦接到围绕线路5相关的电流的检测线圈12（虚线）。可替换地，相对于零序电流I₀的值的部件14’通过处理相对于相电流I_A、I_B、I_C（未图示）、有利地被滤波的I_Af、I_Bf、I_Cf（未图示）、以及可能被取样的I_Af*、I_Bf*、I_Cf*（连续线）的信号来确定所述电流。

根据本发明的装置10进一步包括存合适的储部件20，用于以滑动方式在先前值的预定时间段的窗口上存储相电流I_Af*、I_Bf*、I_Cf*的被滤波取样的信号和表示零序电流I₀的信号。由此信号以参考值I_{A_MEM}、I_{B_MEM}、I_{C_MEM}、I_{0_MEM}的方式被存储在存储器中。

除了被输入到用于确定表示零序电流I₀的信号的部件14’和存储部件20以外，表示被滤波取样的相电流I_Af*、I_Bf*、I_Cf*的信号被输送到处理模块30，该处理模块30包括用于表示零序电流I₀的信号的第四输入、用于存储在存储部件20的值的四个其它输入端，并且该处理模块30根据接地故障10的检测D被致动。为此，处理模块30连接到任何类型的故障检测器件25，此处最好是零序电流I₀与检测阈值S_d的比较模块：如果超过阈值，则检测到故障D，处理模块30被致动。

处理模块30连续地包括：器件32，用于计算输入信号I_Af*、I_Bf*、I_Cf*、I₀针对所存储的输入信号I_{A_MEM}、I_{B_MEM}、I_{C_MEM}、I_{0_MEM}的各个变化；器件34，用于根据四个输入信号ΔI_Af*、ΔI_Bf*、ΔI_Cf*、ΔI₀来计算标准化相关系数r；器件36，用于计算三个输入数据r_A、r_B、r_C的算术平均值μ和标准化偏差σ；具有两个输入（μ，σ）的比较器件38，其连接到解释部件40，该解释部件40的输出是根据解释的结果方向检测接地故障位于传感器12的负载侧还是线路侧的信号L。

部件32，用于计算输入信号I_Af*、I_Bf*、I_Cf*、I₀针对所存储的输入信号 I_{A_MEM}、I_{B_MEM}、I_{C_MEM}、I_{0_MEM}的各个变化，对于获取时间T_acq的窗口的每个取样逐项进行这些差。这些部件在输出提供相电流的被取样滤波信号的变化ΔI_Af*、ΔI_Bf*、ΔI_Cf*以及表示零序电流的信号的变化ΔI₀。

用于计算带符号的标准化相关系数的部件34优选地使用Bravais-Pearson公式（1）并且与延时部件相联系，以便确保在例如电力系统1的一个周期或者更多时间的充分获取时间T_acq上已获取相电流的被取样滤波信号的变化ΔI_Af*、ΔI_Bf*、ΔI_Cf*以及表示零序电流的信号的变化ΔI₀。

将值提供给解释模块40的比较部件38可以使用不同的功能。具体地，比较部件38可以包括两个输入值针对由等式（3）的半直线绘制的半平面的图形比较。部件38可以确定标准偏差的平方与平均值的平方的九分之八之间的差，以便将其与零进行比较。任何其它选择也是可能的。

图4的装置10可以有利地与电力系统的保护继电器9相关联，或者与被连接为电力系统1的地下中压线路5的故障通路指示器相关联，解释模块的输出触发断路器6的启动，点亮指示灯或者任何其它安全和/或警告部件。

因此，根据本发明，不需电压测量就已经实现了用于方向检测多相电力系统1的线路5的接地故障7的方法和装置10，缓解了装置和它们的实施两者，使得能够在加负载的电力系统上检测灵敏接地故障。事实上，尽管实施例尤其适用于灵敏接地故障的方向检测，尤其当故障电流的幅度小于负载电流的10%时，但是它自然适用于其它情况，代替和取代FR2936319中描述的方法，尽管它更不便于实施。

尽管已经参考其中通过补偿阻抗接地中线的三相配电系统描述了本发明，但是本发明不限于此。通过本发明可以关注其它类型的多相电力系统；具体地，任何中性系统是适宜的。而且，尽管已经针对故障的检测用瞬时零序电流I₀的确定和处理描述了本发明，但是根据本发明的方法能够针对在要使用的先前周期上确定的值而变化所述电流I₀。在显现多相之间的稍微不平衡的电力系统的情况下，这种变化证明非常有趣，因此对此的零序电流I₀在无故障情况下非零。

本发明优选实施例的范围内提出的不同电路、模块和功能事实上可以从模拟或数字组件来实现或者是利用微控制器或微处理器操作的可编程形式来实现，并且所描述的代表信号可以具有以下形式：电信号或电子信号、存储器或寄存器中的数据或信息值、能够具体在指示器或读出器中显示的光学 信号、或者利用致动器致动的机械信号。同样地，电流传感器可以不同于所述的变压器，例如霍尔效应传感器或磁电阻。

Claims (17)

1.一种用于多相电力系统中的接地故障(7)的方向检测装置(10)，包括：

第一部件(14)，用于接收表示一组相中的每一相的电流(I_A，I_B，I_C)的信号；

第二部件(14’)，用于接收表示该组相的零序电流(I₀)的信号；

表示电流的信号的处理部件(30)，包括用于计算标准化相关系数(r_A，r_B，r_C)的部件(34)以及用于计算所计算的相关系数之间的平均值(μ)和标准偏差(σ)的部件(36)；

用于根据电力系统(1)中的接地故障的发生的检测信号(D)来致动所述处理部件(30)的部件；

用于解释信号的处理的结果的部件，其包括用于比较所述平均值(μ)和所述标准偏差(σ)以便确定故障是位于所述装置(10)的线路侧还是负载侧的部件；

其特征在于，所述装置(10)进一步包括存储部件(20)，用于在接地故障(7)的发生的检测信号(D)之前的存储时间段期间存储表示所述零序电流和所述每一相的电流(I_{0_MEM}，I_{A_MEM}，I_{B_MEM}，I_{C_MEM})的信号的值，且信号的处理部件(30)包括用于确定表示零序电流和每一相的电流的信号在预定时间上针对所存储值(I_{0_MEM}，I_{A_MEM}，I_{B_MEM}，I_{C_MEM})的变化(ΔI₀，ΔI_A，ΔI_B，ΔI_C)，该预定时间短于或等于存储时间，用于计算标准化相关系数的部件(34)被设计成计算表示零序电流的信号的变化(ΔI₀)与表示相电流的每个信号的变化(ΔI_A，ΔI_B，ΔI_C)之间的相关系数(r_A，r_B，r_C)。

2.如权利要求1所述的方向检测装置(10)，其中，存储时间对应于电力系统(1)的整数周期，并且预定时间等于存储时间(T_acq)。

3.如权利要求1或2所述的方向检测装置，其中，存储部件(20)被设计成以滑动方式存储值，并且包括按照电力系统(1)中的接地故障的发生的检测信号(D)的解除致动部件，所述以滑动方式存储值是指只要未检测到故障，最后测量的值就代替先前值。

4.如权利要求1或2所述的方向检测装置(10)，其中，第二部件(14’)包括用于对表示每一相电流(I_A，I_B，I_C)的信号求和以便提供表示零序电流(I₀)的信号的部件。

5.如权利要求1或2所述的方向检测装置(10)，进一步包括用于检测电力系统中的接地故障的发生的检测部件(25)，其连接到信号的处理部件(30)的致动部件和存储部件(20)，包括用于比较表示零序电流(I₀)的信号和检测阈值(S₀)的比较器。

6.如权利要求1或2所述的方向检测装置(10)，其中，用于接收表示每一相电流(I_A，I_B，I_C)的信号的第一部件(14)包括被设计成在预定时间和存储时间(T_acq)期间提供足够数量的值的取样部件(18)。

7.一种接地故障通路指示器，包括：电流传感器(12_A，12_B，12_C)，其被安排在要监控的电力系统(1)的每个相导体(5_A，5_B，5_C)上；和按照权利要求1到6之一的方向检测装置(10)，其连接到所述电流传感器(12_A，12_B，12_C)，用以接收表示相电流(I_A，I_B，I_C)的信号。

8.一种接地保护继电器(9)，其包括至少一个按照权利要求7的接地故障通路指示器和用于根据指示器的方向检测装置(10)的解释部件(40)的结果而致动开关装置(6)的部件。

9.一种多相电力系统(1)中的接地故障(7)的方向检测(D，L)的方法，其中，表示零序电流(I_{0_MEM})和每一相电流(I_{A_MEM}，I_{B_MEM}，I_{C_MEM})的信号在电力系统的至少一个周期的时间段(T_acq)上被存储，在获得表示所述接地故障的存在的信号(D)之后，包括触发故障的方向确定(L)，所述方向确定包括下列连续步骤：

在短于或等于存储时间的预定时间段(T_acq)上获得表示每一相电流(I_A，I_B，I_C)的信号；

在相同预定时间段(T_acq)上获得表示在电力系统中流动的零序电流(I₀)的信号；

处理表示所述每一相电流和所述零序电流(I₀，I_A，I_B，I_C)的信号；

解释信号的处理的结果，以便表明检测到的故障(D)是位于获得表示相电流(I_A，I_B，I_C)的信号的地方的负载侧还是线路侧；

其特征在于，所述信号的处理步骤包括：

在预定时间(T_acq)上针对所存储值(I_{0_MEM}，I_{A_MEM}，I_{B_MEM}，I_{C_MEM})计算零序电流(I₀)和每一相电流(I_A，I_B，I_C)的变化；

计算在预定时间(T_acq)上的零序电流的信号的变化(ΔI₀)与每一相电流的信号的变化(ΔI_A，ΔI_B，ΔI_C)之间的标准化相关系数(r_A，r_B，r_C)；

计算所述相关系数(r_A，r_B，r_C)的算术平均值(μ)和标准偏差(σ)；

所述解释使用所述平均值(μ)和所述标准偏差(σ)通过比较来执行。

10.如权利要求9所述的方向检测的方法，其中，只要未获得故障存在指示器信号(D)，就以滑动方式获得代表值(I_{0_MEM}，I_{A_MEM}，I_{B_MEM}，I_{C_MEM})的存储，所述滑动方式是指只要未检测到故障，最后测量的值就代替先前值。

11.如权利要求9或10所述的方向检测的方法，其中，表明接地故障(7)的存在的信号(D)通过接收表示在电力系统(1)中流动的零序电流(I₀)的信号和零序电流信号(I₀)与故障检测阈值(S₀)的比较的结果来获得。

12.如权利要求9或10所述的方向检测的方法，其中，获得表示在电力系统(1)中流动的零序电流(I₀)的信号包括根据表示每一相电流(I_A，I_B，I_C)的信号来计算所述电流。

13.如权利要求9或10所述的方向检测的方法，其中，解释步骤包括将零与标准偏差(σ)的三倍的平方和平均值(μ)的平方的八倍之间的差相比。

14.如权利要求9或10所述的方向检测的方法，其中，解释步骤包括利用公式的两条半直线图形比较平均值(μ)和标准偏差(σ)。

15.如权利要求9或10所述的方向检测的方法，其中，提供表示相电流(I_A，I_B，I_C)的信号的步骤包括以大于1.5kHz的频率取样电流。

16.如权利要求9或10所述的方向检测的方法，其中，根据Bravais-Pearson公式执行标准化相关系数(r_A，r_B，r_C)的计算。

17.一种当接地故障(7)发生时的电流线路(5)的保护方法，包括：如果接地故障(7)已被按照权利要求9到15之一的方法检测到在开关装置(6)的负载侧，则致动所述线路(5)的所述开关装置(6)。