CH684660A5 - Verfahren zur Ueberwachung mindestens einer elektrischen Leitung. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung mindestens einer elektrischen Leitung zur Erfassung eines Kurzschlusses bzw. Überstromes.

In der traditionellen Schutztechnik erfolgt die Fehlerortung bzw. Bestimmung der Energieflussrichtung während eines Kurzschlusses oder Überstromes im Stromversorgungsnetz durch Phasenvergleich von Strom und Spannung (gleichphasig oder gegenphasig), wobei es aber bei bestimmten Phasenverschiebungen - wie z.B. verursacht durch Netzimpedanzen, Einschwingverhalten der Filter zur Grundwellenfilterung der Spannung, etc. - zu Schwierigkeiten bei der richtigen Auswertung kommen kann. Bei den bekannten Verfahren bzw. Anordnungen der genannten Art wurde in der Praxis so vorgegangen, dass über die zu überwachende Leitung Messstellen verteilt wurden, an denen die Phasenlage von Strom und Spannung erfasst werden konnte. Im Falle eines Kurzschlusses konnte man dann zufolge der 180° Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung in einer Messzentrale die beiden Messstellen ermitteln, zwischen denen der Kurzschluss eingetreten war. Abgesehen von den genannten Schwierigkeiten haben diese Verfahren den Nachteil, dass sie üblicherweise sehr teuere Spannungswandler erfordern, sodass die Gesamtkosten insbesonders bei komplexen Netzen mit einer entsprechenden Vielzahl von Messstellen sehr hoch sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art bzw. eine Schaltungsanordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens so zu gestalten, dass die genannten Nachteile der bekannten Verfahren und Anordnungen vermieden werden und dass insbesonders auf einfache, sichere und kostengünstige Weise eine Kurzschluss- bzw. Überstromerfassung an einer oder mehreren, gegebenenfalls auch vernetzten, elektrischen Leitungen möglich wird.

Dies wird gemäss der vorliegenden Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Zeitverlauf mindestens eines Stromes an zumindest einer Messstelle abgetastet, digitalisiert und gespeichert wird und dass nach dem aus dem Zeitverlauf festgestellten Auftreten des zu erfassenden Ereignisses die gespeicherten Messwerte bzw. das zugehörige Signal zur näheren Charakterisierung des Ereignisses analysiert werden bzw. wird.

Die erfindungsgemässe Schaltanordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ist gekennzeichnet durch den Wortlaut von Anspruch 17.

Gemäss der Erfindung wird also die Fehlerortung mit dem Strom alleine, also ohne Zuhilfenahme der Spannung, durchgeführt. Dies ist dadurch möglich, dass die Erfassung und Auswertung des Stromes unter Berücksichtigung seines Zeitverlaufes erfolgt, sodass sich die erwähnten teueren Spannungswandler erübrigen. Dieses Verfahren kann an jede Frequenz einschliesslich Gleichstrom angepasst werden, wobei Grenzen bezüglich der Realisierbarkeit allenfalls in der möglichen Verarbeitungsgeschwindigkeit der elektrischen bzw. elektronischen

Bauelemente bestehen. Der Einsatz ist sowohl bei einzelnen Stichleitungen als auch bei vermaschten Netzen - beispielsweise bei der Energieversorgung über Hochspannungsleitungen oder beim elektrischen Speisenetz der Eisenbahn - möglich.

Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäs-sen Verfahrens ist vorgesehen, dass die digitalisierten Messwerte der Messstellen fortlaufend in je einem Speicherbereich, der als Ringspeicher organisiert ist, abgelegt werden, und dass der Speichervorgang eine definierte Zeit nach Erkennen des Auftretens des zu erfassenden Ereignisses abgebrochen wird. Dies ist eine sehr einfache und auch Hardware-Aufwand sparende Weiterbildung, die trotzdem sicherstellt, dass die für das jeweils zu erfassende Ereignis charakteristischen Daten bei Bedarf zur Verfügung stehen, ohne dass es umfangreicher Speicher oder dergleichen bedürfte.

Zur Erkennung des Auftretens eines Kurzschlusses werden in weiterer Ausbildung der Erfindung die digitalisierten bzw. gespeicherten Messwerte laufend mit einer dem jeweiligen Strom zugeordneten Triggerschwelle verglichen, wobei bei einem Überschreiten der Triggerschwelle durch Signalanalyse der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes - bzw. auch/oder der Zeitpunkt des Kurzschlussendes -oder der Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet - bestimmt wird. Das Setzen bzw. Überwachen einer derartigen Triggerschwelle ist im Zusammenhang mit dem abgetasteten und digitalisierten Stromsignal sehr einfach möglich. Ebenfalls sehr einfach durchführbar ist eine Signalanalyse des im Speicher zum Zeitpunkt des Ansprechens abgelegten zeitlichen Stromverlaufes, aus dem verschiedene Charakteristika des Kurzschlusses, wie etwa der genannte Zeitpunkt des Eintrittes oder aber auch der gesamte bis zur Abschaltung über Schutzschalter oder dergleichen geflossene Strom usw., ermittelt werden können.

Da das Ende des Kurzschlusses in einem betrachteten Netzknoten immer den Übergang einer (prinzipiellen) Sinuskurve zu einer Nullinie darstellt, ist dieser Übergang üblicherweise besser ausgeprägt als der Kurzschlusseintritt; daher kann jener Punkt im Kurvenzug mit den gleichen Methoden wie der Kurzschlusseintritt gesucht werden; dies wird hier und im folgenden nicht separat beschrieben.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Amplitudenwerte der Scheitel der einzelnen Halbwellen des jeweiligen Stromes vor und nach dem Überschreiten der Triggerschwelle zueinander und der Amplitudenwert des Scheitels der einzelnen Halbwellen des Stromes nach dem Überschreiten der Triggerschwelle zur Triggerschwelle in Verhältnis gesetzt werden, und dass bei einem Verhältnis der beiden Amplitudenwerte zueinander von über 10 bis 150%, insbesondere 10 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 50%, und bei einem Verhältnis der nach dem Überschreiten der Triggerschwelle vorliegenden Amplitudenwerte zur Triggerschwelle von 110 bis 150%, vorzugsweise 15 bis 40%, der Triggerschwelle die Meldung «Kurzschluss», anderenfalls die Meldung «Überlast», er5

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zeugt und ausgegeben wird. Es handelt sich dabei also um eine pegelgetriggerte, störspitzenunter-drückte Ausgabe mit Uberstromprüfung, die in den meisten Fällen eine eindeutige Unterscheidung zwischen Kurzschluss und Überlast möglich macht. Vor und nach dem Triggerpunkt werden die Scheitelwerte der einzelnen Stromhalbwellen ermittelt, wobei ein massgebendes Kriterium die Änderungsgeschwindigkeit des Stromes bzw. dieser Scheitelwerte ist.

Zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes oder Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abgeschaltet wird, wird nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens der gespeicherte Zeitverlauf des Stromes zweimal nach der Zeit differenziert, sodann der Werteverlauf dieser zweiten Ableitung hinsichtlich eines sprungartigen Überschreitens eines einen Kurzschluss repräsentativen Pegels geprüft und schliesslich eine solche sprungartige Überschreitung als Kurzschlusseintritt bzw. Kurzschlussende oder als Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, erfasst.

Der Beginn des Überganges vom Betriebsstrom in den Kurzschlussstrom kann nur im Bereich unterhalb des Triggerpegels liegen. Da der Bereich vom Übergangsbeginn bis zumindest zum Triggerpegel möglichst genau dargestellt werden soll, können bei grossen Kurzschlussströmen die Scheitelwerte auch abgeschnitten sein, was für die Auswertung jedoch bedeutungslos ist. Prinzipiell kann nach dem Überschreiten der Triggerschwelle entweder der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder jener Zeitpunkt gesucht werden, wo zum ersten Mal ein Leistungsschalter auslöst (in vermaschten Netzen kann bei einem Messpunkt danach noch weiter Strom fliessen, der über einen anderen Leistungsschalter mit längerer Auslösezeit kommt). Die aufgenommene Kurve des zeitlichen Stromverlaufes kann vor dem Kurzschlusseintritt (Kurzschlussende) entweder auf Null (kein Betriebsstrom) oder aber auch in der Grösse des Betriebsstromes mit beliebigem Oberwellenanteil liegen, wobei auch Überlasten möglich sind. Im Kurzschlussstrombereich ist diese Kurve prinzipiell sinusförmig, wobei es aber aufgrund verschiedener Umstände, wie etwa Störeinflüssen gegenüber einem die Elektronik stromversorgenden Niederspannungsnetz, Digitalisie-rungsfehlern, Erdungsproblemen usw., auch zu Abweichungen von der reinen Sinusform kommen kann. Der Eintritt des Kurzschlussstromes selbst kann in jeder Halbwelle naturgemäss beliebig zwischen 0 und 180° erfolgen und zwar sowohl mit als auch ohne Phasenumkehr bzw. Gleichspannungsanteil, welcher von verschiedenen Einzelumständen abhängt. Der Übergang des Kurvenzuges in den Kurzschlussbereich kann weiters entweder scharfkantig, oder verrauscht, oder auch mehr oder weniger verschliffen sein. Aus all diesen Gründen ist einzusehen, dass verschiedene Vorkehrungen für die Auswertung des gespeicherten Signalverlaufes erforderlich sind, um allen Eventualitäten gerecht werden zu können.

Zur Verfeinerung einer derartigen Auswertung bzw. zur Eliminierung von Störungen, Schwankungen im Stromverlauf und dergleichen kann der gespeicherte Zeitverlauf - wie oben angesprochen -zweimal nach der Zeit differenziert werden. Diese zweite Ableitung liefert beim Kurzschlusseintritt aufgrund der Signaländerung eine entsprechende Sprungantwort. Die Suche nach der y"-Sprungant-wort beginnt beim y-Triggerzeitpunkt und geht auf der sinusförmigen Kurve in Richtung Kurzschlusseintritt. Eine umgekehrte Suchrichtung (Anfang nach Kurzschlussende) ist üblicherweise nicht sehr sinnvoll, da der Betriebsstrombereich aufgrund der Oberwellen laufend y"-Antworten liefern kann, deren Aussage nicht eindeutig interpretierbar ist.

Wenn das Signal in y-Richtung (also in Richtung des über der Zeit aufgetragenen Stromes) begrenzt wird, treten ebenfalls y"-Reaktionen auf. Diese können aufgrund der y-Amplitude als Störpunkte erkannt und bei der Auswertung ignoriert bzw. eliminiert werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist nach der Erfindung vorgesehen, dass dann, wenn die Überschreitung des vorgegebenen Pegels nicht sprungartig ist, dadurch auf einen Kurzschlusseintritt geprüft wird, dass die Originalkurve an den Stellen durch eine Polynomkorrektur oder eine Regressionsgerade immer wieder korrigiert wird, an welchen die dritte Ableitung nach der Zeit eine sprungartige Überschreitung eines vorgegebenen Pegels aufweist. Dabei wird gegebenenfalls als Originalkurve die bereits vormals korrigierte Originalkurve eingesetzt.

Wenn die (prinzipiell) sinusförmige Kurzschlusskurve Störpunkte besitzt, können diese zu falschen Aussagen durch die oben angesprochene y"-Sprungantwort führen. Es ist dann eine Korrektur bzw. Uberprüfung mit vergrösserter Schrittweite nötig. Diese Korrektur kann nach einem Polynom zweiten Grades mit möglichst vielen Punkten (üblicherweise sind zehn bis dreissig Punkte als Maximum ausreichend genau) erfolgen. Läuft das aufgezeichnete Signal in die y-Begrenzung, so wird die Anzahl der für die Korrekturrechnung zur Verfügung stehenden Punkte entsprechend reduziert. Stehen dann nur mehr vier Punkte zur Verfügung, so ist die Amplitude sehr gross und der zur Verfügung stehende Signalzug um die Nullinie entspricht nicht mehr der Sinusform, sondern mehr einer Geraden. Aus diesem Grund kann mit in der Praxis ausreichender Genauigkeit durch die verbleibenden Punkte eine Regressionsgerade gelegt werden (schnellere Auswertung). Der neu ermittelte Verlauf ersetzt den Originalverkauf, wobei zur Korrektur jedoch nur «Originalwerte» herangezogen werden dürfen und nicht korrigierte Werte, da ansonsten der Kurvenzug stark verfälscht werden kann. Durch eine derartige Korrektur mittels Polynomen können Störpunkte eliminiert und die Kurve im an sich sinusförmigen Kurzschlussbereich geglättet werden. Der tatsächliche Kurzschlusseintritt wird jedoch im Kurvenverlauf eckiger ausgebildet, wodurch die y"-Sprungantwort vergrössert ist.

Bei stark verschliffenem Kurzschlusseintritt kann die y"-Sprungantwort auch im Bereich des Rauschens der Kurve liegen. In diesem Fall kann der

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tatsächliche Kurzschlusseintritt mit höheren Ableitungen und zwischendurch erfolgenden Korrekturen der Original(y)kurve herausgearbeitet werden, wobei allerdings höhere Ableitungen als die sechste wegen Rauschens zur Fehlinterpretation führen können und eher zu vermeiden sind.

Vorteile können im letztgenannten Zusammenhang auch mit einer weiteren Ausgestaltung des er-findungsgemässen Verfahrens erreicht werden, gemäss welcher zur Feststellung bzw. Verifizierung einer sprungartigen Pegelüberschreitung die zweite Ableitung zumindest zweimal ermittelt wird und zwar mit jeweils unterschiedlichen Differenzen der Argumente und Funktionswerte.

Gemäss einer besonders bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist bei einem Verfahren der genannten Art, bei welchem an mehreren voneinander örtlich beabstandeten Stellen auf Kurzschlusseintritt bzw. Kurzschlussende in einem betrachteten Netzknoten oder auf den Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, geprüft wird, vorgesehen, dass aus den gespeicherten Messwerten an jeder Stelle zum Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder zum Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, die Steigung der Tangente an den dem Kurzschlusseintritt bzw. Kurzschlussende in einem betrachteten Netzknoten oder dem Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, entsprechenden Stellen der sprunghaften Pegelüberschreitung bestimmt wird, wobei gegebenenfalls die Steigungen der Tangenten vorzeichenrichtig zur Anzeige gebracht werden.

Aufgrund der Stromflussrichtung - unabhängig von der zum Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder zum Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, gerade herrschenden Polarität der Spannung - an jeder Messstelle zu dem für alle Messstellen natürlich gleichen Zeitpunkt des aktuellen Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder dem Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, kann der Fehlerort auf den Bereich zwischen zwei Messstellen eingegrenzt werden. Für die Beurteilung der Stromflussrichtung ist dazu nur im Verlauf der Stromkurve ein Kriterium zu finden, welches in allen Messpunkten mit gleicher Zuverlässigkeit eintritt. Dafür gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten: Den Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes oder den Zeitpunkt des Kurzschlussendes (Kurzschlussstrom = 0) in einem betrachteten Netzknoten. Der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes kann unabhängig von den Schaltzuständen des Netzes immer zur Auswertung herangezogen werden. Die aufgezeichnete Kurve des Stromsignals kann den verschiedensten, oben bereits angesprochenen Prozeduren unterworfen werden, um den Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes zu finden. Anschliessend wird wie erwähnt die Richtung der Steigung des Signals nach dem gefundenen Zeitpunkt an allen Messpunkten ermittelt und als «Stromflussrichtung» ausgegeben bzw. weitergemeldet. Anstelle der zum Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes jeweils an den

Messpunkten herrschenden Stromflussrichtung -die abhängig vom Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes nach der jeweiligen Halbwelle des Stromes unterschiedlich sein kann, kann aber auch die immer die gleiche Richtung zum Fehlerort zeigende Energieflussrichtung verwendet werden. Alternativ kann als weitere Möglichkeit der Zeitpunkt herangezogen werden, zu welchem ein erster Leistungsschalter abschaltet.

Nach einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem Überschreiten der Triggerschwelle aus zumindest einem Teil der vor und nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten durch Bildung der zweiten Ableitung nach der Zeit oder durch Vergleich der vor, insbesondere zumindest eine Halbwelle des Stromes vor, dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten mit den nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten oder durch Vergleich der Fou-rier-Transformierten der vor, insbesondere zumindest eine Halbwelle des Stromes vor, dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten mit der Fourjer-Transformierten der nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder der Zeitpunkt, zu welchem ein erster Leistungsschalter abschaltet, bestimmt wird. Die zumindest vorübergehend gespeicherten Daten des digitalisierten Stromverlaufes ermöglichen somit eine rasche Signalanalyse und damit Auswertung des zu überwachenden Ereignisses.

Zur Bestimmung eines den Kurzschlusseintritt bzw. das Kurzschlussende oder den Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet, umfassenden Zeitbereiches können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch aufeinanderfolgende Halbwellen des gespeicherten Stromverlaufes miteinander derart korreliert werden, dass die erste mit der zweiten, sodann die zweite mit der dritten, darauffolgend die dritte mit der vierten, usw. Halbwelle korreliert werden, und dass als Zeitbereich des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder als Zeitpunkt, zu welchem ein erster Leistungsschalter abschaltet, die Auftrittszeit jener aufeinanderfolgender Halbwellen definiert wird, deren Korrelationswerte am stärksten von den anderen Korrelationswerten abweichen. Es wird also wiederum beim Kurvenanfang (Betriebsstrom) begonnen, wobei hier nun jeweils eine Halbwelle mit der nächstfolgenden Halbwelle verglichen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass beginnend beim Anfang jenes Teils des vor und nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Stromverlaufs, aus dem der Zeitpunkt des Kurzschlusseintritts bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder der Zeitpunkt, zu welchem ein erster Leistungsschalter abschaltet, bestimmt wird, jeweils ein Zeitfenster einer Fourier-Analyse unterzogen wird, dass das Zeitfenster unter Bildung der

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Fourier-Analyse nach und nach über den gesamten Bereich der gespeicherten Zeitfunktion verschoben wird, und dass als Zeitpunkt des Kurzschlusseintritts bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder als Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, der in Richtung zunehmender Zeitwerte erste Rand jenes ersten Zeitfensters gefunden wird, bei dem das Spektrum einen starken Anteil zusätzlicher Frequenzen zeigt. Der gespeicherte Kurvenzug wird also, auf der Seite des Betriebsstromes beginnend, in kleinen Fenstern (beispielsweise 127 Messpunkte) rechts schlies-send, einer Fourier-Transformation hinsichtlich der Frequenzen unterzogen. Wenn in diesem Fenster der Knick des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder der Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, erscheint, werden durch die Fourier-Analyse jene Frequenzteile erkannt, welche diesen Knick verursachen, womit der Kurzschlusseintritt auf der Zeitachse definiert ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfin-dungsgemässen Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder des Zeitpunktes, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, aus dem Betriebsstrom die Nulldurchgänge ermittelt und die demnach zu erwartenden Nulldurchgänge im Bereich des Kurzschlussstromes festgelegt werden und dass als Zeitbereich des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder als Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, jene Halbwelle ermittelt wird, während der eine Soll-Ist-Abweichung der Nulldurchgänge zufolge der aufgetretenen Phasenverschiebung stattfindet. Der Signalverlauf kann dabei zusätzlich auch zur Eliminierung des Gleichspannungsanteils im Kurzschlussbereich vor der Auswertung gefiltert werden.

Wenn vor Eintritt des Kurzschlusses der Betriebsstrom sehr klein oder Null ist, kann aufgrund des stark ausgeprägten Kurvenknickes z.B. mit der Methode der Ableitungen ein eindeutiges Ergebnis erhalten werden. Ist jedoch der Betriebsstrom sehr gross und der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder der Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, im Bereich des Stromnulldurchganges so kann die Sprungantwort der Ableitungsmethode unter Umständen nicht ganz eindeutig ausfallen. Hier kann neben der Methode der erwähnten abschnittsweisen Approximation durch Polynome zweiten Grades auch die Phasenverschiebung des Stromes zur eindeutigen Entscheidung beitragen. Aufgrund des Ohm'schen Widerstandes hat der Kurzschlussstrom eine andere Phasenlage gegenüber dem Betriebsstrom mit seinem stark induktiven bzw. kapazitiven Widerstandsanteil.

Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur exakten Fehlerortung bei einer Parallelleitung mit etwa gleichem Ohm'schen Widerstand der parallelen Leitungen an jedem Ende jeder der parallelen

Leitungen eine Messstelle mit nachgeordneter Messwerterfassungs- und Auswerteschaltung angeordnet ist, wobei im Kurzschlussfall aus den gespeicherten Stromverläufen der Messstellen der Gesamtstrom an den Enden der Parallelleitung sowie der Strom in einer ungestörten parallelen Leitung bestimmt wird, und dass daraus der auf die Leitungslänge bezogene Abstand des Fehlerorts von der dem Kurzschluss benachbarten Messstelle nach den Kirchhoff'schen Gesetzen berechnet wird. Derartige Parallelschaltungen zweier Leitungen gleichen Querschnittes und Materials sind im 110 kV-Netz sowie auch in einem z.B. 15 kV-Bahn-Netz auf ein- und zweigleisigen Strecken mit H-Schal-tung fast immer der Fall, sodass aufgrund der Stromaufteilung der nachgewiesenen Kurzschlussströme der tatsächliche Fehlerort innerhalb zweier Messstellen relativ genau ermittelt werden kann. Ein im betrachteten Bereich fliessender Betriebsstrom verringert sich aufgrund der zum Kurzschlusszeitpunkt sehr geringen Spannung in diesem Bereich auf Werte, welche das Ergebnis einer derartigen Ermittlung nur unwesentlich verfälschen.

Die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ermöglicht auf sehr einfache Weise die gleichzeitige Abtastung aller Messeingänge bzw. damit die zeitliche richtig zugeordnete Überwachung aller Messstellen, was die Kurzschluss- bzw. Überstromerfassung einfach und sicher macht. Die Erfindung wird im folgenden noch anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt dabei:

Fig. 1 eine gemäss der Erfindung zu überwachende elektrische Leitungsstrecke,

Fig. 2 ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 3 ein Beispiel für eine Strom-Zeit-Kurve im Bereich eines auftretenden Kurzschlusses,

Fig. 4 eine Strom-Zeit-Kurve bei auftretender Überlast,

Fig. 5 eine Strom-Zeit-Kurve (y) im Bereich eines Kurzschlusseintrittes (oben) und die zugehörige Ableitung (y") nach der Zeit (unten),

Fig. 6 eine weitere Strom-Zeit-Kurve im Kurzschlussbereich mit verdeutlichter Phasenverschiebung,

Fig. 7 im oberen Bereich eine weitere Strom-Zeit-Kurve (y) im Kurzschlussbereich und unten eine zugehörige Korrelationskurve,

Fig. 8 eine hinsichtlich Kurzschluss- bzw. Überlasteintritt zu überwachende andere Leitungsstrecke mit drei Messstellen,

Fig. 9 die zu den Messstellen nach Fig. 8 gehörigen Strom-Zeit-Kurven im Bereich des Kurzschlusseintrittes,

Fig. 10 die beiden oberen Kurven aus Fig. 9 mit den Steigungen beim Kurzschlusseintritt,

Fig. 11 eine erfindungsgemässe Schaltungsanordnung zur Fehlerortung in einer Parallelleitung und

Fig. 12 die Stromverteilung bei einem Kurzschluss in einer Leitungsanordnung nach Fig. 11.

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In Fig. 1 ist ein Leitungsnetz ersichtlich, in dem gemäss der Erfindung die Zeitfunktion des Stromes erfasst und ausgewertet werden soll. Das betrachtete Teilnetz besteht insbesonders aus einer Leitung 1 mit einem unabhängigen Speisepunkt 2, 3 an jedem Ende. Im Zuge der Leitung sind n einzelne Messstellen 4 zur Erfassung der Strom-Momentanwerte mit nachgeschalteten Auswerteeinrichtungen 5 und Ausgabeeinheiten 6 angeordnet. In den Messstellen 4 wird das Stromsignal beispielsweise von einem Stromwandler oder einem in einem Isolator eingebauten Magnetfeldsensor gewonnen und mit einem Messumformer zur weiteren Verarbeitung aufbereitet. In der Auswerteeinrichtung 5 wird das so gewonnene Messsignal abgetastet, digitalisiert, gespeichert und ausgewertet. Die Ergebnisse der Auswertung werden der Ausgabe- bzw. Anzeigeeinrichtung 6 übergeben, welche sie entweder unmittelbar vor Ort anzeigt, und/oder sie über eine Fernwirkanlage oder dergleichen in eine Zentrale überträgt, wo sie entweder weiter verarbeitet, verknüpft, oder ausgegeben werden.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Auswerteeinrichtung 5 aus Fig. 1. Die von den Messstellen (4 in Fig. 1) gelieferten Messsignale Sig 1 bis Sig n werden über je eine, von einem Abtasttakt AT gesteuerte Abtast/Halteschaltung 7 an die Analogeingänge eines Analog-Multiplexers 8 geführt, der, abhängig vom Zustand der Steuerleitungen MUX-ADR, jeweils ein Messsignal an den Analog/Digital-Wandler 9 durchschaltet. Dieser Wandler 9 wandelt das Messsignal in eine Folge von Digitalworten (z.B. mit einer Wortbreite von 12 Bit) um, welche am Dateneingang eines Speichers 10 anliegen. Dieser Speicher 10 wird ebenso wie die vorgeschalteten Einheiten 7, 8, 9 von einem Steuer- und Rechenblock 11 über Steuer- und Adressleitungen (AT, MUX-ADR, A/D-STRG, MEM-STRG, MEM-ADR) gesteuert. An weiteren Eingängen (DAT) des Steuer- und Rechenblocks 11 liegen die gerade in den Speicher eingeschriebenen oder aus dem Speicher ausgelesenen Datenworte an. Die Steuerung selbst erfolgt dabei in der Weise, dass von den Abtast- und Halteschaltungen 7 alle Messsignale Sig 1 bis Sig n gleichzeitig abgetastet, über den Analog-Multiplexer 8 an den A/D-Wandler 9 durchgeschaltet und als digitalisierte Messwerte im Speicher 10 abgelegt werden. Dabei ist für jedes Messsignal ein eigener als Ringpuffer organisierter Speicherbereich vorgesehen, welcher von dem Steuer- und Rechenblock 11 über die Adressleitungen MEM-ADR adressiert wird. Sobald ein Speicherbereich voll belegt ist, werden die nachfolgenden Daten wieder am Beginn des Bereiches abgelegt, wobei die jeweils ältesten Daten überschrieben werden.

Der Steuer- und Rechenblock 11 weist einen weiteren Eingang (TAKT) auf, an dem ein vom System Taktgenerator 12 erzeugtes Taktsignal anliegt. Mit weiteren Ausgängen werden Ausgabeeinheiten, wie z.B. Ausgaberelais 13, angesteuert. Der Steuer-und Rechenblock 11 ist üblicherweise von einem spezialisierten Mikrorechner gebildet, der ein die erforderlichen Arbeitsschritte steuerndes Programm ausführt.

In den Fig. 3 und 4 ist anhand von tatsächlich beispielsweise mit einer Anordnung gemäss den Fig. 1 und 2 gewonnenen bzw. aufgezeichneten Stromsignalen die erfindungsgemäss mögliche Unterscheidung zwischen dem Auftreten eines Kurzschlusses (Fig. 3) bzw. einer Überlast (Fig. 4) verdeutlicht. Sobald das aufgezeichnete Stromsignal den Triggerpegel 15 überschreitet, wird das Amplitudenverhältnis des Stromes vor und nach dem Triggerzeitpunkt bewertet. Eine Grobbeurteilung kann dabei vorweg über das Verhältnis der Amplitude A zur Amplitude B erfolgen. Für eine feinere Unterscheidung wird der fortlaufend gleichmässig steigende Stromanstieg beobachtet. Steigt der Strom gleichmässig, d.h. ohne sprunghafte Amplitudenänderung, an (in Fig. 4 angedeutet durch die Linie 16), so handelt es sich eindeutig um Überlast. Steigt der Strom hingegen mit sprunghafter Amplitudenänderung an, so ist trotzdem Überlast anzunehmen, wenn die Pegelüberschreitung unter 20% des Triggerwertes und das Amplitudenverhältnis A zu B kleiner als 40% ist. Nur die dieses mit den Zahlenwerten hier nur als Beispiel genannte Kriterium nicht erfüllenden Fälle sind als Kurzschluss anzusehen. Wie sich herausgestellt hat, können auf diese Weise etwa 90% aller Schutzschalterauslösungen eindeutig und richtig entweder einem Kurzschluss oder einer Überlast zugeordnet werden.

Anhand der Fig. 5 bis 7 werden nun einige erfin-dungsgemässe Möglichkeiten zur Eingrenzung bzw. Festlegung des Zeitpunktes eines Kurzschlusseintrittes durch Auswertung der digitalisierten bzw. gespeicherten Stromkurve beschrieben. In Fig. 5 ist oben das mit y bezeichnet Stromsignal im Bereich des Kurzschlusseintrittes dargestellt, wobei hier der Stromanstieg zufolge verschiedener Umstände sehr verschliffen ist und damit die bzw. aus der Signalform y alleine keine eindeutige Zeitangabe zum Kurzschlusseintritt erlaubt. Nach zweimaliger Differenzierung des Signalverlaufes y nach der Zeit erhält man eine symbolisch in Fig. 5 unten dargestellte und mit y" bezeichnete Kurvenform, die beim Kurzschlusseintritt eine entsprechende Sprungantwort zeigt. Diese y"-Sprungantwort kann auch im Bereich des Rauschens der Kurve liegen, wobei dann mit höheren Ableitungen und Korrekturrechnungen der Kurzschlusseintritt herausgearbeitet werden kann.

Gemäss Fig. 6 ist eine Stromkurve im Bereich des Kurzschlusses dargestellt, bei der der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes unmittelbar im Bereich des Stromnulldurchganges liegt. Wenn in diesem Falle der Betriebsstrom noch eher gross wird, so kann die Sprungantwort der Ableitungsmethode unter Umständen nicht eindeutig ausfallen. Hier kann die auftretende Phasenverschiebung des Stromes zur Ermittlung des Zeitbereiches des Kurzschlusseintrittes herangezogen werden.

Der Kurzschlussstrom hat aufgrund des Ohm'schen Widerstandes eine andere Phasenlage gegenüber dem Betriebsstrom mit seinem stark induktiven Widerstandsanteil. Aus dem Betriebsstrom werden die Nulldurchgänge ermittelt, welche den Zeitabstand x1 haben. Damit werden die zu erwartenden weiteren Nulldurchgänge im Bereich des

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Kurzschlussstromes festgelegt. Im Bereich der Halbwelle, in der der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes liegt, führt die Soli-Ist-Abweichung des Ab-standes der Nulldurchgänge (hier x2) zur erwarteten Aussage, da hier nun die Änderung der Phasenverschiebung stattfindet. Dabei kann der Kurvenzug im Kurzschlussbereich auch zur Eliminierung des Gleichspannungsanteiles gefiltert werden. Es wird hiebei der am Ende der den Kurzschluss beinhaltenden Halbwelle liegende Nulldurchgang er-fasst und das Vorzeichen der Tangente in diesem Nulldurchgang invertiert und als Stromrichtungskriterium ausgegeben.

Gemäss Fig. 7 wird der oben dargestellte und mit y bezeichnete Kurvenzug (Strom über der Zeit) dadurch auf den Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes hin untersucht, dass beim Kurvenanfang (Betriebsstrom) begonnen wird, jeweils eine Halbwelle mit der nächstfolgenden Halbwelle zu vergleichen. Jene Halbwelle, welche von der vorherigen Halbwelle stark abweicht beinhaltet den Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes. Die Korrelationswerte sind in Fig. 7 unten aufgetragen.

Gemäss den Fig. 8 bis 10 kann aufgrund der Stromflussrichtung - unabhängig von der zum Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes gerade herrschenden Polarität der Spannung - in einer Zentrale (z.B. Umspannwerk oder Lastverteiler) der Fehlerort auf den Bereich zwischen zwei Messstellen 4 (im ÖBB-Fahrleitungsnetz z.B. Bahnhöfe, allgemein, z.B. im 110 kV-Netz, Umspannwerke) eingegrenzt werden. Der Lastwiderstand ist hier mit RL bezeichnet und wird beispielsweise von einer fahrenden E-Lok gebildet. Die zugehörigen Betriebsströme sind in Fig. 8 mit IB1 bzw. IB2 eingetragen. Im Kurzschlussfall (angedeutet durch den Pfeil 17) werden nun nach Überschreiten der Triggerschwelle in den benachbarten Messstellen MP1 und MP2 entgegengesetzte Flussrichtungen der Kurzschlussströme IK1 und IK2 festgestellt - der Fehler liegt daher zwischen den entsprechenden Messstellen 4.

Für die Beurteilung der Stromflussrichtungen ist nun im Verlauf der Stromkurve ein Kriterium anzugeben, welches in allen Messpunkten mit gleicher Zuverlässigkeit eintritt. Dafür gibt es prinzipiell zwei in Fig. 9 eingetragene Möglichkeiten: Entweder den Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes (durch die strich-lierte Linie 18 angegeben) oder den Zeitpunkt der Kurzschlussabschaltung (in Fig. 9 durch die Pfeile 19 markiert).

Der Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes kann immer, unabhängig von den Schaltzuständen des Netzes, zur Auswertung herangezogen werden. Die Kurve des Strome-jnales wird vorerst wie oben beispielsweise beschrieben - verschiedenen Prozeduren unterworfen, um den Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes zu finden. Anschliessend wird die Richtung der Steigung des Signals nach dem gefundenen Zeitpunkt, bzw. die invertierte Steigung der Nullpunktstangente, ermittelt (in Fig. 10 jeweils mit 20 bezeichnet) und als «Stromflussrichtung» weiterverarbeitet bzw. gemeldet. Da es nur um die Feststellung des auftretenden Unterschiedes in der Flussrichtung des Kurzschlussstromes geht, ist auch belanglos, ob der Kurzschlussstromanstieg während einer positiven oder während einer negativen Spannungshalbwelle auftritt bzw. ob durch den Kurzschluss eine Phasenumkehr erfolgt oder nicht.

Als weitere Möglichkeit ist in Fig. 10 auch die Auswertung des Kurzschlussendes eingetragen bzw. angedeutet. Dabei kann auf analoge Weise wie oben beschrieben der Zeitpunkt des Abschal-tens des ersten Leistungsschalters nach dem Kurzschluss (z.B. bei der mit 21 bezeichneten Linie) ermittelt und die Richtung der Steigung (20) der jeweiligen Kurvenzüge vor diesem Punkt herangezogen werden.

Nachdem der Fehlerort beispielsweise wie anhand der Fig. 8 bis 10 beschrieben auf den Bereich zwischen zwei Messpunkten eingegrenzt wurde, kann zusätzlich bei gemäss Fig. 11 bzw. 12 parallel geschalteten Leitungen 1 aufgrund der Stromaufteilung entsprechend dem Kirchhoff'schen Prinzip unter Voraussetzung gleicher Leitungsquerschnitte und Leitungslängen (ist bei Hochspannungsleitungen fast immer gegeben) der Fehlerort exakt berechnet werden. Ein im betrachteten Bereich Messender Betriebsstrom verringert sich aufgrund der zum Kurzschlusszeitpunkt sehr geringen Spannung in diesem Bereich auf Werte, welche das Ergebnis dieser Ermittlung nur geringfügig verfälschen.

Der Fehlerort ist wiederum durch den Pfeil 17 markiert. Aus den Leitungslängen bzw. zugeordneten Widerständen R1, R2 und den Strömen 11, 12 und 13 (siehe Fig. 12) kann der auf die Leitungslänge (R3=R1+R2) bezogene Abstand des Fehlerorts von der dem Kurzschluss benachbarten Messstelle (zugeordnete Entfernung bzw. Widerstand R1) nach Kirchhoff mit R1/R3=(I2+2*I3)/(I1+I2) berechnet werden.

Mit dem beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren ergeben sich über die beschriebenen Möglichkeiten zur Kurzschluss- bzw. Überstromüberwa-chung auch noch eine Reihe weiterer vorteilhafter Möglichkeiten, die im folgenden nur kurz in Beispielen angeführt sind.

So kann beispielsweise in jedem Sammelschie-nensystem auf einfache Weise kontrolliert werden, ob ein Sammelschienenerdschluss vorliegt. Ein derartiger Erdschluss liegt vor, wenn ein Teil der zu-fliessenden Ströme nicht über andere Leitungen, sondern von der Sammelschiene unkontrolliert gegen Erde abfliesst. Werden nun sämtliche Leitungsabgänge (Unterwerks- oder Bahnhofsschaltgerüst) vom Messsystem erfasst, so kann im Sinne der Kirchhoff'schen Gesetze (Summe der Ströme gleich Null) ein Sammelschienenerdschluss aufgrund der gleichzeitig vorgenommenen Messwerterfassung (sample/hold mit nachgeschaltetem Analog-Multiple-xer) einfach erkannt werden.

Wenn in einem Unterwerk die Schutz-Aus-Befeh-le erfasst werden, kann aufgrund der Signalerfassung des Stromes in Echtzeit geprüft werden, ob der Kurzschluss- oder Überlaststrom in der vorgegebenen Zeit abgeschaltet wurde, wobei bei Bedarf auch ein übergeordneter Leistungsschalter abgeschaltet werden kann (Reaktionszeit unter 1 ms).

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Überwachung mindestens einer elektrischen Leitung zur Erfassung eines Kurzschlusses bzw. Überstromes, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitverlauf mindestens eines Stromes an zumindest einer Messstelle abgetastet, digitalisiert und gespeichert wird und dass nach dem aus dem Zeitverlauf festgestellten Auftreten des zu erfassenden Ereignisses die gespeicherten Messwerte bzw. das zugehörige Signal zur näheren Charakterisierung des Ereignisses analysiert werden bzw. wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die digitalisierten Messwerte der Messstellen fortlaufend in je einem Speicherbereich, der als Ringspeicher organisiert ist, abgelegt werden und dass der Speichervorgang eine definierte Zeit nach Erkennen des Auftretens des zu erfassenden Ereignisses abgebrochen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung des Auftretens eines Kurzschlusses die digitalisierten bzw. gespeicherten Messwerte laufend mit einer dem jeweiligen Strom zugeordneten Triggerschwelle verglichen werden und dass bei einem Überschreiten der Triggerschwelle durch Signalanalyse der Zeitpunkt des Kurzschlusseintritts bzw. des Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten, oder der Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitudenwerte der Scheitel der einzelnen Halbwellen des jeweiligen Stroms vor und nach dem Überschreiten der Triggerschwelle zueinander und der Amplitudenwert des Scheitels der einzelnen Halbwellen des Stroms nach dem Überschreiten der Triggerschwelle zur Triggerschwelle in Verhältnis gesetzt werden und dass bei einem Verhältnis der beiden Amplitudenwerte zueinander von 10 bis 150%, insbesondere 10 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 50%, und/oder bei einem Verhältnis der nach dem Überschreiten der Triggerschwelle vorliegenden Amplitudenwerte zur Triggerschwelle von mehr als 110 bis 150%, vorzugsweise 115 bis 140%, der Triggerschwelle die Meldung «Kurzschluss», anderenfalls die Meldung «Überlast» erzeugt und ausgegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder des Zeitpunktes, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, der gespeicherte Zeitverlauf des Stromes zweimal nach der Zeit differenziert wird, sodann der Werteverlauf dieser zweiten Ableitung hinsichtlich eines sprungartigen Überschreitens eines für den Kurzschluss repräsentativen Pegels geprüft wird und eine solche sprungartige Überschreitung als Kurzschlusseintritt bzw. als Kurzschlussende oder als Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, erfasst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Überschreitung des vorgegebenen Pegels nicht sprungartig ist, dadurch auf einen Kurzschlusseintritt bzw. auf ein Kurzschlussende in einem betrachteten Netzknoten oder auf einen Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, geprüft wird, dass die Originalkurve an den Zeitstellen durch eine Polynomkorrektur oder eine Regressionsgerade korrigiert wird, an welchen die dritte Ableitung nach der Zeit eine sprungartige Überschreitung eines vorgegebenen Pegels aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Originalkurve die vormals korrigierte Originalkurve eingesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung bzw. Verifizierung einer sprungartigen Pegelüberschreitung die Ableitung zumindest zweimal ermittelt wird, und zwar mit jeweils unterschiedlichen Differenzen der Argumente und Funktionswerte.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren voneinander örtlich beabstandeten Stellen auf einen Kurzschlusseintritt bzw. auf ein Kurzschlussende in einem betrachteten Netzknoten oder auf einen Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, geprüft wird, dass aus den gespeicherten Messwerten an jeder Stelle zum Zeitpunkt des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder zum Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, die Steigung der Tangente zu den dem Kurzschlusseintritt bzw. dem Kurzschlussende oder dem Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, entsprechend Zeitstellen der sprunghaften Pegelüberschreitung bestimmt wird, wobei gegebenenfalls die Steigungen der Tangenten vorzeichenrichtig zur Anzeige gebracht werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überschreiten der Triggerschwelle aus zumindest einem Teil der vor und nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten durch Bildung der zweiten Ableitung nach der Zeit oder durch Vergleich der vor, insbesondere zumindest eine Halbwelle des Stromes vor dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten mit den nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten oder durch Vergleich der Fourier-Trans-formierten der vor, insbesondere zumindest eine Halbwelle des Stromes vor dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten mit der Fourier-Transformierten der nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten der Zeitpunkt des Kurzschlusseintritts bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder der Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, bestimmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung eines den Kurzschlusseintritt bzw. das Kurzschlussende in einem betrachteten Netzknoten oder den Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, umfassenden Zeitbereiches aufeinanderfolgende Halbwellen des gespeicherten Stromverlaufes miteinan5

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der derart korreliert werden, dass die erste mit der zweiten, sodann die zweite mit der dritten, darauffolgend die dritte mit der vierten usw. Halbwelle korreliert werden, und dass als Zeitbereich des Kurzschlusseintrittes die Auftrittszeit jener aufeinanderfolgender Halbwellen definiert wird, deren Korrelationswerte am stärksten von den anderen Korrelationswerten abweichen.

12. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass, beginnend beim Anfang jedes Teils des vor und nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Stromverlaufs, aus dem der Zeitpunkt des Kurzschlusseintritts bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten IMetzknoten oder der Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, bestimmt wird, jeweils ein Zeitfenster einer Fourier-Analyse unterzogen wird, dass das Zeitfenster unter Bildung der Fourier-Analyse nach und nach über den gesamten Bereich der gespeicherten Zeitfunktion verschoben wird, und dass als Zeitpunkt des Kurz-schlusseintritts bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder als Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, der in Richtung zunehmender Zeitwerte erste Rand jenes ersten Zeitfensters definiert wird, bei dem das Spektrum einen starken Anteil zusätzlicher Frequenzen zeigt.

13. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder des Zeitpunktes, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, aus dem Betriebsstrom die Nulldurchgänge ermittelt und die demnach zu erwartenden Nulldurchgänge im Bereich des Kurzschlussstromes festgelegt werden und dass als Zeitbereich des Kurzschlusseintrittes bzw. Kurzschlussendes in einem betrachteten Netzknoten oder des Zeitpunktes, zu welchem ein erster Leistungsschalter abschaltet, jene Halbwelle ermittelt wird, während der eine Soll-Ist-Abweichung der Nulldurchgänge zufolge der aufgetretenen Phasenverschiebung stattfindet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalverlauf zur Eliminierung des Gleichspannungsanteiles im Kurzschlussbereich vor der Auswertung gefiltert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis

14, dadurch gekennzeichnet, dass der am Ende der den Kurzschlusseintritt bzw. das Kurzschlussende in einem betrachteten Netzknoten oder den Zeitpunkt, zu welchem ein Leistungsschalter abschaltet, beinhaltenden Halbwelle liegende Nulldurchgang erfasst und das Vorzeichen der Tangente in diesem Nulldurchgang invertiert und als Stromrichtungskriterium eingesetzt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass zur exakten Fehlerortung bei einer Parallelleitung mit etwa gleichem ohmschem Widerstand der parallelen Leitungen an jedem Ende jeder der parallelen Leitungen eine Messstelle mit nachgeordneter Messwerterfas-sungs- und Auswerteschaltung angeordnet ist, wobei im Kurzschlussfall aus den gespeicherten Stromverläufen der Messstellen der Gesamtstrom 11

resp. 12 an den Enden der Parallelleitung sowie der Strom 13 in einer ungestörten parallelen Leitung bestimmt wird, und dass daraus der auf die Leitungslänge R3 bezogene Abstand R1 des Fehlerorts von der dem Kurzschluss benachbarten Messstelle R1 nach den Kirchhoffschen Gesetzen mit R1/ R3=(I2+2*I3)/(11 +12) berechnet wird.

17. Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch mindestens zwei Messeingänge (4), welche über eine Abtast- und Halteschaltung (7) und einen gemeinsamen Analog-Mul-tiplexer (8) an den Analogeingang eines A/D-Um-setzers (9) geführt sind, dessen Ausgang mit einem Speicher (10) verbunden ist, wobei die Abtast-Hal-teschaltungen (7), der Analog-Multiplexer (8), der A/ D-Umsetzer (9) und der Speicher (10) über Adress-und Steuerleitungen mit einem Steuer- und Rechenblock (11) verbunden sind und die Messeingänge (4) gleichzeitig abgetastet werden.

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