CH715450A2

CH715450A2 - Process for the radio location of arcing faults in electrical energy conductors in a volume defined by a coordinate system.

Info

Publication number: CH715450A2
Application number: CH01258/18A
Authority: CH
Inventors: Godler Franc
Original assignee: Godler Franc
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2018-10-15
Publication date: 2020-04-15

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Detektion von Störlichtbögen auf AC- und DC-Niederspannungsnetzen mit Hilfe der hochfrequenten Funktechnik, die die elektromagnetische Welle des Störlichtbogens analysiert. AFDDs, die nur einen Stromkreis der Netzinstallation überwachen, werden dadurch überflüssig. Das Volumen grosser Gebäude kann mit nur drei Detektoren überwacht werden, wenn die Störlichtbogenleistungen > 10W ist. Die örtliche Detektion eines Störlichtbogens erfolgt in Raumkoordinaten bezogen auf das überwachte Gebäude und kann auf Weltkoordinaten transformiert werden. Damit ist eine zentrale landes- oder weltweite Überwachung von Störlichtbögen möglich.A method is described for the detection of arcing faults on AC and DC low-voltage networks with the help of high-frequency radio technology, which analyzes the electromagnetic wave of the arcing fault. This eliminates the need for AFDDs that monitor only one circuit of the network installation. The volume of large buildings can be monitored with only three detectors if the arcing power is> 10W. The local detection of an arcing fault takes place in spatial coordinates related to the monitored building and can be transformed to global coordinates. This enables central, national or worldwide monitoring of arcing faults.

Description

Technisches Gebiet und Stand der Technik:Technical field and state of the art:

[0001] In den letzten Jahren ist die Detektion von Störlichtbögen auf Niederspannungs-Energieleitern durch neue Entwicklungen und fortschreitende Halbleitertechnologie wesentlich verbessert worden. Im Bereich der Niederspannungsnetze ist der sogenannte AFDD-Schalter (aus dem Englischen Are Fault Detection Device) zum Teil sogar in Europa, aus Sicherheitsgründen, bei Hausinstallationen Pflicht geworden. Der Nachteil ist jedoch, dass bei dieser Technologie jeder Netzzweig einzeln überwacht werden muss, um eine engere Standortbestimmung eines Störlichtbogens zu erhalten. Es wird zwar eine Störlichtbogen-Erkennung für den zugehörigen Netzkreis erkannt, jedoch kann keine exakte Ortsbestimmung damit durchgeführt werden. Es ergibt sich selbst bei kleineren Hausinstallationen eine hohe Zahl an AFDDs, wenn alle Netzkreise auf Störlichtbögen überwacht werden sollen. Bei grossen Gebäuden können es dann schon mehr als 100 AFDDs sein, die auch finanziell für den Bauherrn belastend sind. Eine Installation eines «3-Phasen AFDDs» hat kaum Sinn, da dadurch zwar eine Störlichtbogen-Erkennung grundsätzlich möglich wäre, jedoch ist eine Ortsbestimmung durch die Verzweigung der Netzleitungen in gesamten Gebäude noch schwieriger und nur sehr aufwendig über Leitungsreflektrometrie (angelehnt an TDR-Verfahren) feststellbar oder gar nicht möglich. Zudem stellt sich die Frage, ob der Störlichtbogen überhaupt erkannt werden kann, da bei ausgedehnten Netzinstallationen in Gebäuden und dem Signal des Störlichtbogens überlagertem Nutzstrom, die Leitungsdämpfung bis zum Hauptanschluss mit dem «3-Phasen AFDD» und der dortigen Detektion nicht zu gross ist und noch erkannt werden kann. Die Detektion beruht in den meisten Fällen heute auf Strommessung durch Ferritstrom-Transformatoren. Die Auswertung ist auf unterschiedliche Weise im niederen und hochfrequenten Bereich verwirklicht. Als Beispiele sei hier auf zwei Patente der Fa. Siemens EP 2 229 685 B1 und der Fa. Eaten US 005 805 397 A hingewiesen. Eine Lichtdetektion verwendet z.B. ABB für grössere Installationen in geschlossenen Schaltschränken um beim Auftreten von Lichtblitzen einen Kurzschluss künstlich einzuleiten, der dann einen Leitungsschutzschalter auslöst um den Störlichtbogen zu löschen. In recent years, the detection of arcing faults on low-voltage energy conductors has been significantly improved by new developments and advancing semiconductor technology. In the area of low-voltage networks, the so-called AFDD switch (from Are Fault Detection Device) has sometimes even become mandatory in Europe for safety reasons for house installations. The disadvantage, however, is that with this technology each network branch has to be monitored individually in order to obtain a more precise location of an accidental arc. Arc fault detection is recognized for the associated network circuit, but it cannot be used to determine the exact location. Even with smaller house installations there is a high number of AFDDs if all network circuits are to be monitored for arcing faults. In the case of large buildings, there can be more than 100 AFDDs, which are also financially burdensome for the client. An installation of a «3-phase AFDD» hardly makes sense, since this would basically allow accidental arc detection, but a location determination through the branching of the power lines in the entire building is even more difficult and only very complex using line reflectrometry (based on TDR method ) detectable or not possible at all. In addition, the question arises as to whether the arc fault can be detected at all, since with extensive network installations in buildings and the useful current superimposed on the arc fault signal, the line attenuation up to the main connection with the "3-phase AFDD" and the detection there is not too great and can still be recognized. In most cases today, detection is based on current measurement by ferrite current transformers. The evaluation is implemented in different ways in the low and high frequency range. Two patents from Siemens EP 2 229 685 B1 and from Eaten US 005 805 397 A should be noted here as examples. Light detection uses e.g. ABB for larger installations in closed control cabinets to artificially initiate a short circuit when flashes of light occur, which then triggers a circuit breaker to extinguish the arc fault.

[0002] Eine neue ortabhängige Detektion von Störlichtbögen stellt das in dieser Patentschrift beschriebene Verfahren, durch Auswertung des sich ausbreitenden elektromagnetischen Feldes, welches durch jeden Störlichtbogen oder Funkenüberschlag erzeugt wird, dar. Dieses Verfahren liefert die Raumkoordinaten des Störlichtbogens bezogen auf einen festen Bezugspunkt des überwachten Volumens oder der überwachten Ebene und lässt sich in genormte Erd- bzw. Weltkoordinaten überführen. Nur eine Vorrichtung, bestehend aus zwei Baugruppen zur Überwachung in einer Ebene oder drei Baugruppen zur Überwachung eines Volumens, ist nötig. Die überwachten Volumina können Abmessungen von grossen Wohnblocks, Fabrikhallen oder öffentlichen Gebäuden haben, wenn Störlichtbögen von einigen W Leistung entstehen, die in der Praxis eher um Faktor 10 bis 100 grösser ausfallen. Mit diesem neuen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung ist über eine Internet-Anbindung von einem Punkt aus eine zentrale, nationale oder sogar internationale Sicherheitsüberwachung von gefährlichen Störlichtbögen auf Niederspannungsnetzen möglich. A new location-dependent arc fault detection is the method described in this patent, by evaluating the spreading electromagnetic field which is generated by each arcing fault or arcing. This method provides the spatial coordinates of the arcing fault based on a fixed reference point of the monitored Volume or the monitored level and can be converted into standardized earth or world coordinates. Only one device, consisting of two assemblies for monitoring in one level or three assemblies for monitoring a volume, is required. The monitored volumes can have the dimensions of large apartment blocks, factory halls or public buildings if arcing faults with a power of a few W occur, which in practice tend to be 10 to 100 times larger. With this new method and the associated device, central, national or even international security monitoring of dangerous arcing faults on low-voltage networks is possible from one point via an Internet connection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Verfahren:Procedure:

[0003] Bereits 1864 wurde eine einheitliche Theorie des elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldes von J. C. Maxwell hergeleitet und beschrieben. Der Nachweis der maxwellschen Theorie gelang H. Hertz durch seinen Funkenoszillator, dessen Kugelelektroden einen bestimmten Abstand zueinander hatten und damit einen Dipol bildeten. Diese Anordnung ergab eine kontrollierte Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen in einem bestimmten engeren Frequenzbereich. Hertz konnte nachweisen, dass elektromagnetische Wellen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit kugelförmig vom Funkenüberschlag seiner Kugelelektroden ausbreiteten. As early as 1864, a unified theory of the electric, magnetic and electromagnetic field was derived and described by J. C. Maxwell. H. Hertz succeeded in proving Maxwell's theory with his spark oscillator, whose spherical electrodes were a certain distance apart and thus formed a dipole. This arrangement resulted in a controlled emission of electromagnetic waves in a certain narrower frequency range. Hertz was able to prove that electromagnetic waves spread spherically at almost the speed of light from the sparkover of his spherical electrodes.

[0004] Den gleichen Vorgang bewirkt ein Störlichtbogen der einen, in Zeitintervallen mit der Netzfrequenz fn unterteilten, stochastischen Funkenüberschlag erzeugt. Einen kontinuierlichen Sender stellt ein Störlichtbogen einer DC-Netz-installation (Gleichspannungsnetz) dar. Beide senden eine elektromagnetische Welle mit einem bestimmten Frequenzspektrum und einer bestimmten Energie aus. Der Störlichtbogen entsteht durch Ionisierung eines Mediums (vorrangig Luft) und führt zum unerwünschten Stromfluss in diesem Medium ausserhalb den eigentlichen metallischen Energieleitern (Cu o.a.), die nur erlaubte Verbraucher mit Energie speisen sollen. Die Energie der abgestrahlten elektromagnetischen Welle ist proportional dem Strom im Störlichtbogen und der ihn treibenden Spannung. Durch die Netzfrequenz In und durch die Randbedingungen der Ionisation weisst das Spektrum des Störlichtbogens im Frequenzbereich (fN< f < 50 MHz) Energieanteile auf. Bei DC-Netzen fehlt der ausgeprägte spektrale Energieanteil der Netzfrequenz. Die für das hier beschriebene Verfahren genutzt Energien im Frequenzspektrum befinden sich ausschliesslich im hochfrequenten Bereich (f > 10 MHz) mit Unterteilungs-Bursts die der Netzfrequenz fNentsprechen bei der Überwachung von AC-Netzen (Wechselspannung). [0004] The same process is caused by an accidental arc which generates a stochastic flashover which is subdivided into time intervals with the mains frequency fn. An arc fault in a DC network installation (direct voltage network) represents a continuous transmitter. Both send an electromagnetic wave with a specific frequency spectrum and a specific energy. The arc fault occurs through ionization of a medium (primarily air) and leads to the undesired flow of current in this medium outside the actual metallic energy conductors (Cu, etc.), which are only intended to feed permitted consumers with energy. The energy of the emitted electromagnetic wave is proportional to the current in the arc fault and the voltage driving it. Due to the mains frequency In and the boundary conditions of the ionization, the spectrum of the arc fault in the frequency range (fN <f <50 MHz) has energy components. In DC networks, the pronounced spectral energy component of the network frequency is missing. The energies in the frequency spectrum used for the method described here are exclusively in the high-frequency range (f> 10 MHz) with subdivision bursts that correspond to the network frequency fN when monitoring AC networks (alternating voltage).

[0005] Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von elektromagnetischen Wellen in Luft ist ca. 0,28% geringer als im Vakuum, also ca. 0,29853 m/ns. In Medien wird die elektrische Signalgeschwindigkeit durch Materialparameter der Medien bestimmt und ist noch kleiner. Für Platinenmaterial FR4 ist sie ca. 0,148 m/ns. The propagation speed of electromagnetic waves in air is approx. 0.28% lower than in a vacuum, ie approx. 0.29853 m / ns. In media, the electrical signal speed is determined by the material parameters of the media and is even lower. For board material FR4 it is approx. 0.148 m / ns.

[0006] Andere Darstellung bezogen auf 1 m: [0006] Another representation based on 1 m:

[0007] Ausgehend von einem kleinen Volumen, in dem der Störlichtbogen entsteht, kann eine Detektion in einer 2-dimensionalen Ebene mit nur zwei Messpunkten und im 3 dimensionalen Raum mit 3 Messpunkten nach (Fig. 1 ) vorgenommen werden. Als Basis dient die Lateration, wie sie seit Jahrhunderten in der Landvermessung üblich ist um einen bestimmten Punkt zu fixieren. Nur wird in dem hier neu beschrieben Verfahren kein Metermass oder optische Vorrichtung verwendet, sondern die Laufzeitmessung der elektromagnetischen Welle des Störlichtbogens selbst. Moderne Dreipunktmethoden (Triangulation) in der Funktechnik verwenden feste Sendeleistungen, Codierungen und Synchronisierungen zwischen Sendern und einem Empfänger um dessen Position zu bestimmen. Bei einem Störlichtbogen ist das nicht möglich, hier gibt es einen Sender mit stochastischer Abstrahlung der elektromagnetischen Welle, die sich sowohl in der Abstrahlleistung als auch im Frequenzspektrum ändert. Starting from a small volume in which the arcing fault occurs, a detection can be made in a 2-dimensional plane with only two measuring points and in a 3-dimensional space with 3 measuring points according to (FIG. 1). Lateration serves as the basis, as it has been customary in land surveying for centuries to fix a certain point. However, in the method newly described here, no measuring tape or optical device is used, but the transit time measurement of the electromagnetic wave of the arc fault itself. Modern three-point methods (triangulation) in radio technology use fixed transmission powers, codings and synchronizations between transmitters and a receiver to determine its position . This is not possible in the case of an internal arc, here there is a transmitter with stochastic radiation of the electromagnetic wave, which changes both in the radiation power and in the frequency spectrum.

[0008] Das nachfolgend beschriebene Verfahren zeigt die Lösung wie man es doch erreicht den Störlichtbogen in einem Volumen zu orten. Dazu werden in diesem Verfahren drei Antennen mit Kugel-Charakteristik (Fig. 1 [K]) an drei Mess-Stellen und unterschiedlichen Orten die sich in allen drei Koordinaten (x, y, z) unterscheiden und entsprechenden Empfängern in dem zu überwachenden Volumen aufgestellt. Als Basis wird der Einfachheit halber ein kartesisches Koordinatensystem zur Volumenbeschreibung gewählt. Es sind aber auch alle anderen gängigen Koordinatensysteme für die Ortung des Störlichtbogens möglich oder können mit den bekannten mathematischen Methoden ineinander umgerechnet werden. An einer Ecke z.B. links, vorn, unten wird der Bezug des zu überwachenden Volumens festgelegt (x = 0, y = 0, z = 0). Die Mess-Stellen sollten möglichst nahe an den Volumengrenzen und nicht in der gleichen Ebene platziert werden. Die folgend Betrachtung des Verfahrens erfolgt zunächst ohne Fehler zu berücksichtigen, die durch Laufzeitmessungen, ungleiche Bauteile der Vorrichtung und Umwelteinflüsse generiert werden können. Auch die Kalibrierung der Vorrichtung, die dieses Verfahren ermöglicht, wird weiter unten gezeigt. [0008] The method described below shows the solution as to how to locate the arc fault in a volume. For this purpose, three antennas with spherical characteristics (Fig. 1 [K]) at three measuring points and different locations that differ in all three coordinates (x, y, z) and corresponding receivers are set up in the volume to be monitored in this method . For the sake of simplicity, a Cartesian coordinate system is chosen as the basis for describing the volume. However, all other common coordinate systems for locating the arc fault are also possible, or they can be converted into one another using known mathematical methods. At one corner e.g. The reference of the volume to be monitored is specified on the left, front, and bottom (x = 0, y = 0, z = 0). The measuring points should be placed as close as possible to the volume limits and not in the same plane. The following consideration of the method is initially carried out without taking into account errors that can be generated by runtime measurements, unequal components of the device and environmental influences. The calibration of the device that enables this method is also shown below.

[0009] Die Antennenstandorte, die die Mess-Stellen der Störstrahlung des Störlichtbogens sind, seien die Volumen-Punkte (Fig. 1 E1, E2, E3) mit ihren kartesischen Ortkoordinaten: E1 = (e1x, e1y, e1z) E2 = (e2x, e2y, e2z) E3 = (e3x, e3y, e3z)The antenna locations that are the measuring points of the interference radiation of the arc fault are the volume points (Fig. 1 E1, E2, E3) with their Cartesian coordinates: E1 = (e1x, e1y, e1z) E2 = (e2x , e2y, e2z) E3 = (e3x, e3y, e3z)

[0010] Der Störlichtbogen im Volumen-Punkt S (Fig. 1 [S]) soll folgende Koordinaten haben und zum Zeitpunkt t0stattfinden: S = (sx, sy, sz), t0 The arc fault in the volume point S (Fig. 1 [S]) should have the following coordinates and take place at time t0: S = (sx, sy, sz), t0

[0011] Die Antennen registrieren zu unterschiedlichen Zeiten tx die vom Störlichtbogen ausgestrahlte elektromagnetische Welle: E1 –> t1 E2 –>t2 E3 –>t3The antennas register at different times tx the electromagnetic wave emitted by the arc fault: E1 -> t1 E2 -> t2 E3 -> t3

[0012] Die allgemeine Kugelgleichung in kartesischen Koordinaten lautet: r<2>= (x – c)<2>+ (y – d)<2>+ (z – e)<2> mit r = Kugelradius und c, d, e die Verschiebung des Mittelpunktes der Kugel vom Koordinatenursprung. Jeder Antennenstandort kann auch als Mittelpunkt einer Kugel K angenommen werden. The general spherical equation in Cartesian coordinates reads: r <2> = (x - c) <2> + (y - d) <2> + (z - e) <2> with r = spherical radius and c, d , e is the displacement of the center of the sphere from the origin. Each antenna location can also be assumed to be the center of a sphere K.

[0013] Das folgende Gleichungssystem erlaubt die Bestimmung der 3 unbekannten Ortskoordinaten (sx, sy, sz) des Störlichtbogens über die Antennen-Kugelgleichungen und der Signallaufzeit: 3 Laufzeitgleichungen (Fig. 1 [Rx]): R1 = cL(t1– t0); R2 = cL(t2– t0); R3 = cL(t3– t0)mit cL= Lichtgeschwindigkeit in Luft. The following system of equations allows the determination of the 3 unknown spatial coordinates (sx, sy, sz) of the arc fault using the antenna sphere equations and the signal transit time: 3 transit time equations (Fig. 1 [Rx]): R1 = cL (t1-t0); R2 = cL (t2-t0); R3 = cL (t3– t0) with cL = speed of light in air.

[0014] 3 Kugelgleichungen mit Gleichsetzung der quadrierten Laufzeitgleichungen, mit der Zielsetzung, dass sich alle drei Kugeln im Punkt S berühren: R1<2>= (sx– e1x)<2>+ (sy– e1y)<2>+ (sz– e1z)<2>= [cL(t1– t0)]<2> R2<2>= (sx– e2x)<2>+ (sy– e2y)<2>+ (sz- e2z)<2>= [cL(t2– 10)]<2> R3<2>= (sx– e3x)<2>+ (sy– e3y)<2>+ (sz- e3z)<2>= [cL(t3– 10)]<2> 3 sphere equations with equation of the squared transit time equations, with the objective that all three spheres touch at point S: R1 <2> = (sx– e1x) <2> + (sy– e1y) <2> + (sz - e1z) <2> = [cL (t1– t0)] <2> R2 <2> = (sx– e2x) <2> + (sy– e2y) <2> + (sz- e2z) <2> = [cL (t2– 10)] <2> R3 <2> = (sx– e3x) <2> + (sy– e3y) <2> + (sz- e3z) <2> = [cL (t3– 10) ] <2>

[0015] Es wird also eine Vorrichtung benötigt, die bei allen Empfängern der drei Antennen die Laufzeitdifferenzen Δt ermitteln kann und zentral die benötigten Rechenoperationen durchführt. Durch Iteration wird dabei to so lange geändert, bis das Gleichungssystem eine eindeutige Lösung zeigt. Wie diese Vorrichtung verwirklicht ist wird weiter unten gezeigt. A device is therefore required which can determine the transit time differences Δt for all receivers of the three antennas and which centrally carries out the required arithmetic operations. By iteration, to is changed until the system of equations shows a unique solution. How this device is realized is shown below.

[0016] Um die Genauigkeit der Ortung zu verbessern, kann ein weiteres bekanntes Verfahren modifiziert mit eingebunden werden. Es handelt sich hierbei um die Messung der Leistungsdichte des vom Störlichtbogen ausgestrahlten Signals. In der Funktechnik ist dieses Verfahren als RSSI-Methode (aus dem Englischen Received Signal Strength Indicator) bekannt. Sie ist durch Jason Fries beschrieben worden und wird von Halbleiterherstellern durch fertige Produkte unterstützt. [0016] In order to improve the accuracy of the location, another known method can be modified and incorporated. This involves measuring the power density of the signal emitted by the arc fault. In radio technology, this method is known as the RSSI method (from the English Received Signal Strength Indicator). It was described by Jason Fries and is supported by semiconductor manufacturers with finished products.

[0017] Die direkte Implementierung der RSSI-Methode ist jedoch nicht möglich, da die Senderleistung eines Störlichtbogens schwankt und den Empfänger seine Grössenordnung nicht bekannt ist, wie dies bei normalen Applikationen in der Funktechnik der Fall ist. Um dieses Verfahren zu Nutzen muss daher zumindest in der Installationsphase ein Testsender an wenigen verschiedenen Positionen kurzzeitig ein den Störlichtbogen ähnliches Spektrum mit bekannter Leistung aussenden. Damit sind die Empfänger in der Lage positionsabhängige Leistungsdichteverhältnisse abzuspeichern, die dann mit der Messung eines realen Störlichtbogens durch Verhältnisbildung verglichen werden können. Die Ausstrahlung eines Testsignals kann Einfachheit halber auch durch die 3 vorhanden Mess-Stellen E1, E2, und E3 erfolgen, wobei eine der 3 Mess-Stellen immer sendet und die anderen zwei das Testsignal empfangen. Diese Art der Aufstellung der Leistungsdichten im Mess-Volumen hat den Vorteil, dass diese Messungen durch die feste Installation der Mess-Stellen beliebig wiederholt werden können und somit auch Langzeitänderungen im Mess-Volumen erfassen. However, the direct implementation of the RSSI method is not possible since the transmitter power of an arc fault fluctuates and the receiver does not know its magnitude, as is the case with normal applications in radio technology. In order to use this method, at least in the installation phase, a test transmitter must briefly transmit a spectrum similar to the arc fault with a known power at a few different positions. The receivers are thus able to store position-dependent power density ratios, which can then be compared with the measurement of a real accidental arc by calculating the ratio. For the sake of simplicity, the transmission of a test signal can also take place through the 3 existing measuring points E1, E2, and E3, one of the 3 measuring points always transmitting and the other two receiving the test signal. This type of setting up the power densities in the measurement volume has the advantage that these measurements can be repeated as required due to the fixed installation of the measurement points and thus also record long-term changes in the measurement volume.

[0018] Dabei können folgende Leistungsdichteverhältnisse aufgestellt werden, wenn PSE1= PSE2= PSE3= spektrale Sendeleistung an den Orten von E1, E2, E3ist. The following power density ratios can be established if PSE1 = PSE2 = PSE3 = spectral transmission power at the locations of E1, E2, E3ist.

[0019] Die gemessene Senderleistung an den jeweils nicht sendenden Mess-Stellen (= EmpfangsIeistung PEEX) bezogen auf den Abstand R1T, R2T, R3T(= Abstand zwischen den Volumen-Punkten E1, E2, und E3) und der zugehörigen Kugeloberfläche AK= 4 π RxT<2>ist dann: PEE1= PSE1/4 π R1<2> PEE2= PSE2/4 π R2<2> PEE3= PSE3/ 4 π R3<2>The measured transmitter power at the respective non-transmitting measuring points (= receiving power PEEX) based on the distance R1T, R2T, R3T (= distance between the volume points E1, E2, and E3) and the associated spherical surface AK = 4 π RxT <2> is then: PEE1 = PSE1 / 4 π R1 <2> PEE2 = PSE2 / 4 π R2 <2> PEE3 = PSE3 / 4 π R3 <2>

[0020] Nach Fries können nun zusätzlich die Empfänger- und Sendereigenschaften hinsichtlich der Antennengewinne, des Frequenzumfangs sowie der Volumeneigenschaften (Bebauung, Grünanlage, Luft) berücksichtigt werden. According to Fries, the receiver and transmitter properties with regard to the antenna gains, the frequency range and the volume properties (buildings, green spaces, air) can now also be taken into account.

[0021] Wenn Gs der Antennengewinn des Senders, GE der Antennengewinn des Empfängers, X die Wellenlänge und n die Volumeneigenschaft sind, erhält man folgendes Gleichungssystem: PEE1= PSE2GSE2GEE1λ<2>/(4 π)<2>[R1(E2)]<n> Empfang E1, Sender E2 PEE1= PSE3GSE3GEE1λ<2>/(4 π)<2>[R1(E3)]<n> Empfang E1, Sender E3 PEE2= PSE1GSE1GEE2λ<2>/(4 π)<2>[R1(E2)]<n> Empfang E2, Sender E1 PEE2= PSE3GSE3GEE2λ<2>/(4 π)<2>[R1(E2)]<n> Empfang E2, Sender E3 PEE3= PSE1GSE1GEE1λ<2>/(4 π)<2>[R1(E1)]<n> Empfang E3, Sender E1 PEE3= PSE2GSE2GEE1λ<2>/(4 π)<2>[R1(E2)]<n> Empfang E3, Sender E2If Gs is the antenna gain of the transmitter, GE is the antenna gain of the receiver, X is the wavelength and n is the volume property, the following system of equations is obtained: PEE1 = PSE2GSE2GEE1λ <2> / (4 π) <2> [R1 (E2)] <n> Receive E1, Sender E2 PEE1 = PSE3GSE3GEE1λ <2> / (4 π) <2> [R1 (E3)] <n> Receive E1, Sender E3 PEE2 = PSE1GSE1GEE2λ <2> / (4 π) <2> [R1 (E2)] <n> Receive E2, Sender E1 PEE2 = PSE3GSE3GEE2λ <2> / (4 π) <2> [R1 (E2)] <n> Receive E2, Sender E3 PEE3 = PSE1GSE1GEE1λ <2> / ( 4 π) <2> [R1 (E1)] <n> Receive E3, transmitter E1 PEE3 = PSE2GSE2GEE1λ <2> / (4 π) <2> [R1 (E2)] <n> Receive E3, transmitter E2

[0022] Über diese 6 Werte, die auf PSEN(N = 1, 2 oder 3) normiert und abgespeichert werden, sind einfache lineare Verhältnis-Kombinationen mit der gemessenen Leistungsdicht, die durch einen realen Störlichtbogen erzeugt wird möglich. Using these 6 values, which are normalized and stored on PSEN (N = 1, 2 or 3), simple linear ratio combinations with the measured power density, which is generated by a real arc fault, are possible.

[0023] Bei allen Messungen entstehen Fehler, die sich bei diesem Verfahren als Summe durch eine Verschiebung der Ortsdetektion des Störlichtbogens darstellen (Fig. 2 ). Durch fehlerhafte Ermittlung von t1, t2, und t3, durch nicht konstante Lichtgeschwindigkeit im Mess-Volumen (unterschiedliche Bebauung, unterschiedlicher materieller Inhalt) und Empfängerunterschiede durch Bauteiletoleranzen und Temperatur. Es ändern sich die Radien: RX–> RX± δx = ΔRX und damit auch die Kugeloberflächen von KX–> KX± δk =ΔKX. In all measurements, errors arise, which in this method are the sum of a shift in the location detection of the arc fault (FIG. 2). Due to incorrect determination of t1, t2, and t3, due to non-constant speed of light in the measuring volume (different buildings, different material content) and receiver differences due to component tolerances and temperature. The radii change: RX–> RX ± δx = ΔRX and thus also the spherical surfaces from KX–> KX ± δk = ΔKX.

[0024] Bei der Netzspannung handelt es sich um eine sin-förmige Spannung mit der Netzfrequenz f>j. Der Störlichtbogen ist bei jedem O-Durchgang der Spannung nicht vorhanden. Ab einer Spannung ±Ui(Ionisationsspannung) beginnt der Lichtbogen neu zu «brennen». Damit wiederholt sich der Vorgang alle 10 ms oder alle 20 ms bei fN= 50 Hz, je nach Randbedingung für die Ionisationsmöglichkeit (Luftfeuchte, Temperatur, Gasgemisch und Isolationsfehler der eigentlichen Energieleiter). Damit lassen sich die Messungen über mehrere Halbwellen oder volle Periodendauern arithmetisch mitteln. Der Fehler wird dadurch relativ klein δx –> 0 und ΔRX–> RX. Bei DC-Netzen kann die Messung in feste Zeitintervalle eingeteilt werden, deren Ergebnisse ebenfalle arithmetisch gemittelt werden können. The line voltage is a sin-shaped voltage with the line frequency f> j. The arc fault is not present with every 0 passage of the voltage. From a voltage of ± Ui (ionization voltage), the arc begins to «burn» again. The process is repeated every 10 ms or every 20 ms at fN = 50 Hz, depending on the boundary conditions for the ionization option (humidity, temperature, gas mixture and insulation faults in the actual energy conductor). This means that the measurements can be arithmetically averaged over several half-waves or full periods. This makes the error relatively small δx -> 0 and ΔRX–> RX. In the case of DC networks, the measurement can be divided into fixed time intervals, the results of which can also be averaged arithmetically.

[0025] Wenn S = (sx, sy, sz) eines Störlichtbogens ermittelt worden ist, kann dieser über den Koordinatenursprung des überwachten Volumens einfach mit den bekannten Koordinatenumrechnungsverfahren in die lokalen Erdkoordinaten und damit in Weltkoordinaten umgerechnet werden. Somit ist eine Zentrale Überwachung von Störlichtbögen weltweit möglich. If S = (sx, sy, sz) of an arc fault has been determined, this can be easily converted into the local earth coordinates and thus world coordinates using the coordinate origin of the monitored volume using the known coordinate conversion method. Central monitoring of arcing faults is thus possible worldwide.

Vorrichtung:Contraption:

[0026] Die Vorrichtung besteht bei Volumenüberwachung aus drei unabhängigen Empfangs- und Sendeeinrichtungen an den Orten der Antennen (Fig. 1 [Ex]) (Mess-Stelle in der Verfahrensbeschreibung wird in der Vorrichtungsbeschreibung durch Mess-Modul ersetzt). Idealer Weise hat jede der Antennen eine kugelförmige Empfangscharakteristik. Jedes Mess-Modul wird durch einen Mikro-Rechner gesteuert. Ein Mess-Modul hat jedoch noch einen zusätzlichen, besonders Leistungsstarken Mikrorechner, der das gesamte Mess-Vorgang steuert und überwacht. Zudem führt er die Iterationen zur Berechnung der Radien durch und gibt beim Vorhandensein eines Störlichtbogens eine Fehlermeldung aus oder nimmt gar, bei entsprechender Installation, eine Zweigabschaltung vor. With volume monitoring, the device consists of three independent receiving and transmitting devices at the locations of the antennas (FIG. 1 [Ex]) (measuring point in the process description is replaced by measuring module in the device description). Ideally, each of the antennas has a spherical reception characteristic. Each measuring module is controlled by a micro-computer. However, a measuring module has an additional, particularly powerful microcomputer that controls and monitors the entire measuring process. In addition, it performs the iterations for calculating the radii and issues an error message in the event of an arc fault or even disconnects the branches if installed accordingly.

[0027] In (Fig. 3 ) ist ein normales Mess-Modul gezeigt. Das von der Antenne kommende Signal wir im Empfänger (Fig. 3 [SR]) in zwei Frequenzbereiche aufgeteilt und auf drei Arten ständig und schnell analysiert. Zum einen wird im unteren Frequenzbereich nach der charakteristischen spektralen Verteilung eines Störlichtbogens gesucht. Das kann mit Filterschaltungen oder mit Hilfe eines Signalprozessors erfolgen. Zum anderen wird die Leistungsdichte des empfangenen Signals ohne AGC (automatische Verstärkungsregelung) ermittelt, die für die RSSI-Auswertung benötigt wird. Wird ein Störlichtbogen delektiert, wird ein Stoppsignal (Fig. 3 [SZ]) für einen Zähler (Fig. 3 [VZ + HZ]) generiert und der Wert (Fig. 3 [FS]) der empfangenen Leistungsdichte im Mikrorechner ST, der als lokale Steuereinheit dient, festgehalten. Die dritte Auswertung arbeitet im GHz-Bereich und dient zur Kommunikation zwischen den Mess-Modulen (Fig. 3 [DK]). In (Fig. 3) a normal measuring module is shown. The signal coming from the antenna is divided into two frequency ranges in the receiver (Fig. 3 [SR]) and is constantly and quickly analyzed in three ways. On the one hand, the characteristic spectral distribution of an electric arc is searched for in the lower frequency range. This can be done with filter circuits or with the help of a signal processor. On the other hand, the power density of the received signal is determined without AGC (automatic gain control), which is required for the RSSI evaluation. If an arc fault is detected, a stop signal (Fig. 3 [SZ]) for a counter (Fig. 3 [VZ + HZ]) is generated and the value (Fig. 3 [FS]) of the received power density in the microcomputer ST, which is used as local control unit is used, held. The third evaluation works in the GHz range and is used for communication between the measuring modules (Fig. 3 [DK]).

[0028] Wie weiter oben gezeigt legt die elektromagnetische Welle eines Störlichtbogens etwa 30 cm / ns zurück. Das heisst, wenn ein Zeitmesser mit einer Auflösung von 1 ns das Störlichtbogen-Ereignis von t0bis tx(x = 1, 2, 3) verfolgt, dann kann der Ort auf ± 30 cm (Koordinaten x, y, z) bestimmt werden. As shown above, the electromagnetic wave of an electric arc travels about 30 cm / ns. This means that if a timer with a resolution of 1 ns tracks the arc fault event from t0 to tx (x = 1, 2, 3), then the location can be determined to ± 30 cm (coordinates x, y, z).

[0029] Je höher die Clock-Frequenz des Zeitmesser ist, desto genauer kann die Position bestimmt werden. Um den Hardwareaufbau wirtschaftlich zu gestalten, wurde ein 2 GHz Hybrid-Oszillator als Zeitbasis für den Zeitmesser gewählt. Mit diesem Aufbau lässt sich eine Ortsauflösung von ca. 15 cm erreichen, was bei Gebäuden von einigen zig-Metern ausreicht. Alle nicht durch einen Quarz stabilisierten Oszillatoren zeigen eine temperaturabhängige und altersbedingte Frequenzdrift. Da die Montage auch im Freien erfolgen kann, kann eine hohe Temperaturdifferenz zwischen den einzelnen Mess-Modulen sein. Deshalb werden die Messungen der Zeitmesser durch eine lokale zusätzliche Temperaturmessung und einer entsprechenden Tabelle im Steuerrechner (Fig. 3 [ST]) korrigiert. Die altersbedingte Frequenzdrift liegt im Bereich von wenigen % über mehrere Jahre was nur gering Fehler generiert. The higher the clock frequency of the timer, the more precisely the position can be determined. In order to make the hardware structure economical, a 2 GHz hybrid oscillator was chosen as the time base for the timer. With this structure, a spatial resolution of approx. 15 cm can be achieved, which is sufficient for buildings of several tens of meters. All oscillators not stabilized by a quartz show a temperature-dependent and age-related frequency drift. Since the assembly can also take place outdoors, there can be a large temperature difference between the individual measuring modules. Therefore, the measurements of the timers are corrected by a local additional temperature measurement and a corresponding table in the control computer (Fig. 3 [ST]). The age-related frequency drift is in the range of a few% over several years, which generates only minor errors.

[0030] Als Zeitmesser wird ein Zähler (Fig. 3 [VZ + HZ]) verwendet, der aus zwei Logik-Familien aufgebaut ist. Der Eingang des Zählers muss einen 2 GHz -Clock verarbeiten können und ist deshalb in ECL-Technologie (Fig. 3 [VZ]) aufgebaut. Er besteht aus nur 4 Stufen, was eine Teilung des Eingangssignals durch 16 und einen Frequenzausgang von 125MHz zur Folge hat. Danach kann eine Fast-CMOS-Familie (Fig. 3 [HZ]) verwendet werden. Der überwachte Volumenbereich wird durch die Anzahl der Zählerstufen bestimmt. Bei 2 GHz und 12 Bit-Auflösung erhält man 4096 * 15 cm = 614,4 m für die maximale Länge der Kugelradien. Für Kalibrierungszwecke wird jedoch insgesamt ein 16-Bit Zähler verwendet um Hardwarelaufzeiten und Hin- und Rückwege der HF-Kommunikation der Mess-Module erfassen zu können. Der bei einem Störlichtbogen gemessene Zählerwert und der RS SI-Wert werden nach dem Erfassen der Störung von jedem Mess-Modul an das Mess-Modul mit dem Zusatzrechner (Fig. 4 [HST)) über die Sendereinheit (Fig. 3 [SE]) gesendet. ;[0031] Alle drei Mess-Module müssen ihre Zähler zu gleichen Zeitpunkt starten können. Um das zu ermöglichen wird in festen Zeitabständen mehrmals pro Tag eine Kalibrierung durchgeführt um Änderungen in der Hardware oder im überwachten Volumen zu erkennen. Dazu sendet ein Modul, wie in (Fig. 4 ) dargestellt und noch beschrieben wird, zentral ein Reset-Signal und hält die Zeitmessung in allen 3 Zählern an. Nach einer festen Zeit im ns- Bereich wird allen 3 Zählern ein Startsignal gesendet und nach wieder einer festen Zeit von 500 ns wird ein Stopp-Signal gesendet. Danach werden alle Zählerinhalte gelesen. Danach widerholt sich der vorbeschriebene Vorgang mit grösserer Mess-Laufzeit (700 ns) der Zähler. Man erhält somit genug Werte um mit einfacher Mathematik die Laufzeiten und Hardwareverzögerungen zu berechnen. Damit können nun alle Zähler synchron gestartet werden und die Zählerwerte korrigiert werden. ;[0032] Alle drei Zähler laufen dann für mehrere Zyklen frei, d.h. alle 65536 * 500 ps = 32,768 µs findet ein Zählerüberlauf statt. Pro Sekunde sind das 30517,6 Überläufe. Damit die gemessenen Zeitdifferenzen bei den verwendeten Oszillatoren nicht zu gross werden, wird einmal pro Sekunde das gesamte System mit den durch die Kalibrierung erhaltenen Werte zurückgesetzt, so, dass die Zähler gleich starten können. As a timer, a counter (Fig. 3 [VZ + HZ]) is used, which is composed of two logic families. The input of the counter must be able to process a 2 GHz clock and is therefore built in ECL technology (Fig. 3 [VZ]). It consists of only 4 stages, which results in a division of the input signal by 16 and a frequency output of 125MHz. Thereafter, a Fast-CMOS family (Fig. 3 [HZ]) can be used. The monitored volume area is determined by the number of counter levels. At 2 GHz and 12 bit resolution you get 4096 * 15 cm = 614.4 m for the maximum length of the spherical radii. For calibration purposes, however, a 16-bit counter is used in total in order to be able to record hardware runtimes and the outward and return paths of the HF communication of the measuring modules. The counter value measured in the event of an arcing fault and the RS SI value are transmitted from each measuring module to the measuring module with the additional computer (Fig. 4 [HST)) via the transmitter unit (Fig. 3 [SE]) after the fault has been recorded. Posted. All three measurement modules must be able to start their counters at the same time. To make this possible, calibration is carried out several times a day at fixed time intervals in order to detect changes in the hardware or in the monitored volume. For this purpose, a module, as shown and described in (Fig. 4), sends a central reset signal and stops the time measurement in all 3 counters. After a fixed time in the ns range, a start signal is sent to all 3 counters and a stop signal is sent again after a fixed time of 500 ns. Then all counter contents are read. The above-described process is then repeated with a longer measuring runtime (700 ns) of the counter. This gives you enough values to calculate the running times and hardware delays with simple math. All counters can now be started synchronously and the counter values corrected. ; All three counters then run free for several cycles, i.e. a counter overflow takes place every 65536 * 500 ps = 32.768 µs. That's 30,517.6 overflows per second. So that the measured time differences in the oscillators used do not become too great, the entire system is reset once per second with the values obtained through the calibration so that the counters can start immediately.

[0033] Das in (Fig. 4 ) gezeigte Blockschaltbild entspricht für die grundsätzliche Mess-Aufgabe genau dem Blockschaltbild, wie es in (Fig. 3 ) gezeigt ist und weiter oben beschrieben worden ist. Der einzige Unterschied ist eine Zusatzhardware, die einen leistungsstarken Mikrorechner (Fig. 4 [HST]) und zusätzliche benötigte Schnittstellensystem (Fig. 4 [SST]) beinhaltet. The block diagram shown in (FIG. 4) corresponds exactly to the block diagram for the basic measuring task as shown in (FIG. 3) and described above. The only difference is an additional hardware that contains a powerful microcomputer (Fig. 4 [HST]) and additional required interface system (Fig. 4 [SST]).

[0034] Der Mikrorechner (Fig. 4 [HST]) initialisiert alle Gesamtsystemvorgänge, führt alle Rechnungen zu Kalibration, alle Rechnungen und Iterationen zur Berechnung von S = (sx, sy, sz) und der Transformation von S auf die lokalen Erdkoordinaten durch. In diesem Rechner werden auch der Bezugspunkt für die überwachte Ebene oder das überwachte Volumen (x = 0, y = 0, z = 0) sowie die Positionskoordinaten von E1, E2, E3 gegenüber dem Bezugspunkt abgelegt. The microcomputer (FIG. 4 [HST]) initializes all overall system processes, performs all calculations for calibration, all calculations and iterations for calculating S = (sx, sy, sz) and the transformation of S to the local earth coordinates. The reference point for the monitored plane or the monitored volume (x = 0, y = 0, z = 0) and the position coordinates of E1, E2, E3 with respect to the reference point are also stored in this computer.

[0035] Das Schnittstellensystem (Fig. 4 [SST]) erlaubt verschiedene Ankopplungen, wie LAN, WLAN, graphisches Display mit Koordinatenausgabe in der Volumenzeichnung, lokaler Alarm und lokale, kodierte Stromkreisabschaltung. The interface system (Fig. 4 [SST]) allows various connections, such as LAN, WLAN, graphic display with coordinate output in the volume drawing, local alarm and local, coded circuit shutdown.

Zeichenerklärung in der FigurenExplanation of symbols in the figures

[0036] E1, E2, E3: Empfängerstandorte mit Antennen (Mess-Stellen <-> Mess-Module) E1 = (e1x, e1y, e1z) E2 = (e2x, e2y, e2z) E3 = (e3x, e3y, e3z) S: Ort des Störlichtbogens S (sx, sy, sz) K1, K2, K3: Kugeln mit den Radien R1, R2, R3 und der Randbedingung, Alle Radien treffen sich in S K1: R1<2>= (sx– e1x)<2>+ (sy– e1y)<2>+ (sz – e1z)<2> K2: R2<2>= (sx– e2x)<2>+ (sy– e2y)<2>+ (sz – e2z)<2> K3: R3<2>= (sx– e3x)<2>+ (sy– e3y)<2>+ (sz – e3z)<2> Δ, δ mögliche Fehler durch Bauteiletoleranzen, Temperatureinflüsse, unterschiedliche Lichtgeschwindigkeiten im Messbereich u.ä. AA: HF-Signal von und zur Antenne SR: Empfänger für HF des Störlichtbogens, der Systemkommunikation und für die Analyse der Leistungsdichte. SE: Sender für Kalibrierung und Systemkommunikation. ST: Steuerrechner SL: Signalleitungen für Sendersteuerung und Systemkommunikation. RZ: Reset-Signal für Zeitzähler SZ: Stop-Signal für Zeitzähler OZ: HF-Oszillator CZ: HF-Clock VZ: Vorteiler (Zähler) HZ: Hauptzähler ZA: 4 Bit des Vorzählers ZB: 12 Bit des Hauptzählers HST: Zentralrechner für gesamte Steuerung und Auswertung DE: Funkdatenbus DI: Datenbus intern DK: Datenkommunikation Empfang DS: Datenbus für Schnittstellenfunktionen SST: Schnittstelleneinheit GD: Graphikdisplay CO: Datenleitungen für kodierte Netzzweigabschaltung Alarm: Ausgang für akustische oder optische Alarm-Meldung USB: USB-Schnittstellenanschluss WLAN: Anschluss für Funknetzwerk LAN: Anschluss für KabelnetzwerkE1, E2, E3: Receiver locations with antennas (measuring points <-> measuring modules) E1 = (e1x, e1y, e1z) E2 = (e2x, e2y, e2z) E3 = (e3x, e3y, e3z) S: location of the arc fault S (sx, sy, sz) K1, K2, K3: spheres with the radii R1, R2, R3 and the boundary condition, All radii meet in S K1: R1 <2> = (sx– e1x) <2> + (sy– e1y) <2> + (sz - e1z) <2> K2: R2 <2> = (sx– e2x) <2> + (sy– e2y) <2> + (sz - e2z) <2> K3: R3 <2> = (sx– e3x) <2> + (sy– e3y) <2> + (sz - e3z) <2> Δ, δ possible errors due to component tolerances, temperature influences, different speeds of light in the measuring range, etc. . AA: HF signal from and to the antenna SR: Receiver for HF of the arc fault, system communication and for the analysis of the power density. SE: transmitter for calibration and system communication. ST: control computer SL: signal lines for transmitter control and system communication. RZ: Reset signal for time counter SZ: Stop signal for time counter OZ: HF oscillator CZ: HF clock VZ: prescaler (counter) HZ: main counter ZA: 4 bits of the pre-counter ZB: 12 bits of the main counter HST: central computer for total Control and evaluation DE: radio data bus DI: data bus internal DK: data communication reception DS: data bus for interface functions SST: interface unit GD: graphic display CO: data lines for coded network branch shutdown Alarm: output for acoustic or optical alarm message USB: USB interface connection WLAN: connection for Wireless LAN: Connection for a cable network

Claims

1. Locating method for locating arcing faults with the aid of the electromagnetic wave emitted by the arcing fault, the transit time of which is recorded in one plane by two detectors and in one volume by three detectors.

2. Location method according to claim 1, characterized in that the detectors can synchronously detect transit times of the electromagnetic wave of an arcing fault.

3. Location method according to claim 1 and 2, characterized in that the detectors can be assigned fixed coordinates in a defined coordinate system.

4. Location method according to claim 1, to 3, characterized in that the measured transit times of the electromagnetic wave of the arcing fault are assigned to the radii in a plane circles and in a volume spheres.

5. Location method according to claim 1, to 4, characterized in that radii are iterated in such a way that there is only one point of intersection with the location coordinates in the circles or the spheres.

6. Location method according to claim 1 to 5, characterized in that from successive network periods half periods or full network periods in AC networks, and in DC networks at fixed time intervals, the iterated radii are arithmetically averaged to minimize errors.

7. Location method according to claim 1 to 6, characterized in that the detectors for calibrating the system itself can be used as a transmitter.

8. Location method according to claim 1 to 7, characterized in that runtime measurements for the synchronization of the timers and energy densities are determined by the RSSI method via the sending sensors.

9. Location method according to claim 1 to 8, characterized in that in addition to increasing the accuracy, the known RS SI method is used in the error estimation.

10. Location method according to claim 1 to 9, characterized in that the determined location of the arcing fault can be transformed into world coordinates.

11. Location method according to claim 1 to 10, characterized in that two measuring modules for area monitoring and three measuring modules for volume monitoring on arcing faults are used in the associated device.

12. Location method according to claim 1 to 11, characterized in that for the detection, the associated device uses transmit-receive antennas with a ball reception characteristic.

13. Location method according to claim 1 to 12, characterized in that the transmit / receive antennas used in the associated device are connected via an antenna switch to a radio receiver and to a radio transmitter, which can be activated alternately.

14. Location method according to claim 1 to 13, characterized in that in the associated device, a filter system or a signal processor analyze the received signal of the arcing for its frequency profile.

15. Location method according to claim 1 to 14, characterized in that high-resolution time measurements (≤ 1 ns) are carried out in the associated device.

16. Location method according to claim 1 to 15, characterized in that the time measurements are carried out synchronously in the associated device according to a calibration routine.

17. Location method according to claim 1 to 16, characterized in that in the associated device, the time measurement is carried out in a combination of ECL and CMOS counters or only with an ECL counter.

18. Location method according to claim 1 to 17, characterized in that the output of an oscillator is connected in the associated device as the count signal of the counter.

19. Location method according to claim 1 to 18, characterized in that a microcomputer is used as a control computer in the associated device in each measuring point.

20. Location method according to claim 1 to 19, characterized in that in the associated device, a measuring point has an additional superordinate microcomputer.

21. Location method according to claim 1 to 20, characterized in that in the associated device, a measuring point has an additional superordinate microcomputer that uses USB, LAN or WLAN to transmit the data of the O coordinate for the monitored level or the monitored volume, the position coordinates the measuring points and the relation of the O coordinate to the earth or world coordinates.

22. Location method according to claim 1 to 21, characterized in that in the associated device, an interface system can output the location coordinates of the arcing fault via LAN, WLAN and USB.

23. Location method according to claim 1 to 21, characterized in that in the associated device an interface system can output the location coordinates of the arcing fault numerically and graphically with a representation of the monitored level or the monitored volume.

24. Location method according to claim 1 to 21, characterized in that an interface system can trigger an acoustic or optical alarm in the associated device upon detection of an arcing fault.

25. The locating method as claimed in claim 1 to 21, characterized in that in the associated device, upon detection of an arcing fault, an interface system can carry out a specific network branch shutdown by coding.