CN103852691A

CN103852691A - 在补偿或绝缘中性点的接地系统的网络中故障的定向检测

Info

Publication number: CN103852691A
Application number: CN201310757374.3A
Authority: CN
Inventors: P·库穆内尔; G·维尼奥
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE; Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: CN103852691B; UA118952C2; RU2013154085A; EP2741390A1; RU2633433C2; ES2535750T3; EP2741390B1

Abstract

在中电压电力系统中，尤其在具有补偿中性点和/或绝缘中性点的电力系统中，根据本发明的单相故障的定位基于：通过零序电压(V₀)的变化来检测故障；在连续故障条件下，定向确定相位差，尤其经由在零序电流的导数(dI₀/dt)和零序电压(V₀)之间的角度或乘积的符号。本方案尤其可进行小采样的检测。

Description

在补偿或绝缘中性点的接地系统的网络中故障的定向检测

技术领域

本发明涉及接地故障的定向检测，尤其是在具有补偿中性点的电力系统中，以及尤其在绝缘中性点的情况中。特别地，本发明涉及一种用于检测电力系统中接地故障的方法，进而使其能确定故障是位于检测点的线路侧还是负载侧。根据本发明的方法是基于在故障之后在稳定操作条件下的信号的分析。

根据另一方面，本发明涉及能实施上述方法的检测设备。特别地，定向接地故障检测设备包括用于在由故障生成的瞬态干扰之后解释电流和电压信号以给它一个相对的定位的装置。

本发明最后涉及故障指示设备和跳闸继电器，包括用于供电系统的零序列电流和电压的传感器以及给上述检测设备提供信号使能指示，例如通过指示嚣，或跳闸电力系统的开关设备。

背景技术

在三相电力系统中故障的检测设备使得负载保护被触发和/或协助提供所述故障的定位。例如，图1表示中压配电电力系统1的框图，其包括带有次级的三相变压器2，其可以包括常见的中性导体，其一般由电阻3接地(在电力系统具有绝缘中性点的情形中，电力系统的中性点和地之间没有物理连接)。该次级被进一步连接至主配电线路，其提供馈电线路4、4、4，其中的一些可包括进线断路器或其他开关设备5保护它们。

馈电线路4、4’、4”，包括架空线和/或地下电缆，可遭受各种很重要去检测和定位的故障，以缓和所生成的问题：电力供应中断，绝缘设备电阻的下降，更不必提人的安全。安装在馈线4’或线路4的部分中的故障检测设备6可充当故障流指示器，点亮例如光指示器7。设备6₁可进一步关联或集成在保护继电器8中，能够命今打开断路器5的触点。

在这些故障中，最常见的是位于源变电站外侧的单相故障，其中相位接触地面，或尤其在恶劣天气条件下架空电缆断裂。然而，在导线4和地之间，尤其是若馈电线路4是地下电缆，会发生高电容值9，在接地故障10的情况下导致高零序电流I₀的流动。为避免由电容性连接9的相邻馈线的故障导致的接地故障检测设备6的错误检测，已经开发出设备和方法以区别故障10是位于来自检测设备6i的负载侧，还是来自设备6_i十1的线路侧。

此外，变压器2次级的接地端3自身可具有限制接地故障10的振幅的性质。在MV配电系统中，阻性接地(或敏感接地)故障是指当故障电流水平为低(并且因此难以检测)，或因为故障电阻为高，或因为在源变电站变压器级别的中性点的接地3限制了这种故障电流(例如补偿线圈或绝缘中性点的情况)，或因为地面本身的阻性。为了这些非常顽固的故障，需要作出更精细的电流测量(敏感的接地故障)。

文档EP1475874、EP1890165、FR2936319或WO2006/136520提出用于检测和定位接地故障的方位的设备和方法，不管怎样其都是依靠瞬态故障期间的大量采样。文档FR2936378中的部分提出了用少量采样的确定，然而其不适合于三极电缆，假定每一相的电流并不可用。此外，在所有实例中，

故障10出现的识别基于在电力系统1的至少一相中的过流的检测，超过最小故障持续期间，这不适用于敏感接地故障，或在具有补偿或绝缘中性点的电力系统的实例中。因此显然故障检测设备可被优化。

发明内容

在其他优点中，本发明旨在缓和现有的定向接地故障检测设备和方法的缺点。特别地，所实施的方向性的原则基于在故障之后在稳定操作条件下的零序电流的参数的分析，这仍然适合具有补偿和/或孤立中性点的电力系统，且其不需要表征信号的大采样(典型地，满足小于1kHz的采样频率，例如约500或600Hz)，这使其在软件和/或硬件级别上不具有大存储器的装置中可以实施。

根据其特征之一，本发明涉及在多相电力系统尤其在具有补偿或绝缘中性点的系统中接地故障的定向检测方法，使用由电力系统中的电压和零序电流的导数表征的信号，以及在这两个信号之间的相位差的估值，尤其通过将其与π比较，在方法被触发后，随后指示接地故障存在的信号被获得。根据本发明的方法优选地包括一预备步骤以生成所述故障存在指示信号，包括表征电力系统的零序电压的信号的获得以及后者与阈值进行的比较。如果这个步骤被安排，表征零序电压的信号接着也可用于定向检测。

根据本发明的方法因此包括分别获得表征零序电压的信号和零序电流的时间导数，其可从由专用传感器提供的表征信号的直接处理开始，或分别从所获得的用于电力系统每一相的电压和电流中的所述信号的计算步骤的直接处理开始。优选地，这些信号在小于1kHz的频率被过滤和/或采样，尤其在约600Hz。

为评估两信号之间的相位差，该方法可包括确定表征电压和零序电流导数的信号之间的角度，并且优选其在180°的补角。由此确定的角度与一固定参数进行比较，尤其是集中在180°的角度范围，这等同于将其补角与一个阈值进行比较。依赖于比较的结果，根据本发明实施例的方法指示故障是在获得信号的点的线路侧还是负载侧，并且尤其是，如果角度接近180°，则该故障被认为是在线路侧。

在系统具有绝缘中性点的情形中，表征电压和零序电流的导数的信号之间的相位差为0或180°，优选地该方法包括确定在表征电压和零序电流导数的信号之间乘积的符号，以指示故障是在获得信号的点的线路侧还是在负载侧。特别地，根据本发明实施例的方法包括表征电压和零序电流导数的信号之间乘积的计算，以及将该乘积与零的比较：如果该乘积为负，则该故障被认为是线路侧。

根据本发明方法的一个优选实施例，所述定向检测方法与开关设备的驱动相关以使该部分从故障已经被检测到的点负载侧隔离。

本发明的进一步目标是提供适用于多相中电压电力系统的定向接地故障检测设备，以及尤其是当电力系统具有补偿或绝缘中性点时。根据本发明的定向检测设备可与被提供相应的表征信号的电流和电压传感器关联。定向检测设备可进一步形成故障流指示器的一部分，例如如果来自传感器的负载侧故障被检测到，通过激活光指示器类型的警示装置。在特别优选的实施例中，根据本发明的定向检测设备与线路保护继电器关联，该警示装置导致线路的开关设备的驱动促使检测到故障的部分被隔离。

根据本发明的设备包括第一模块，被设计用于提供表征电力系统的零序电压的信号。该第一模块优选地包括用于接收表征每一相电压信号的装置和求和装置用以提供所述零序电压。第一模块可包括采样装置，尤其以小于

1k1Iz的频率，和/或滤波装置例如模拟滤波器。

根据本发明的设备包括第二模块，被设计用于提供表征零序电流的时间导数的信号。该第二模块优选地包括用于接收表征零序电流信号的装置和求导模块。用于接收表征零序电流信号的装置可包括用于接收表征每一相电流信号的装置和求和装置用以提供所述零序电流。第二模块可包括采样装置，尤其以小于1kHz的频率，和/或滤波装置例如模拟滤波器。

根据本发明的设备进一步包括用于根据故障发生的检测信号激活第二模块的装置。该设备优选地包括用于提供所述检测信号的装置，其连接至第一模块并且包括一比较器，将表征零序电压的信号与检测阈值进行比较。

根据本发明的设备最后包括连接至第一和第二模块的定位模块，其包括用于相对于π评估零序电压和零序电流导数之间的相位差的装置。特别地，用于评估相位差的装置包括用于确定零序电压和零序电流导数之间角度的装置，以及用于将所述角度与一固定参数进行比较的装置，其尤该固定参数是以180°为中心的一系列值。该设备优选地接着包括用于确定所述角度在180°的补角的装置，以及比较装置被设计用于将所述补角与阈值进行比较。在电力系统是一隔离中性点系统的情况下，用于评估相位差的装置可被简化且包括用于确定零序电压和零序电流导数之间的乘积符号的装置，优选地包括用于计算所述乘积的装置和用于将该乘积与零比较的装置。

附图说明

从本发明特定实施例的下面的描述中其他的优点和特征将变得更加清晰明显，下面的描述为了说明性而不仅是严格的举例的目的，在所附附图中表征。

图1，已经被描述，表征电力系统，在其中可用接地故障检测设备。

图2A以示意性和过滤的方式显示了当接地故障分别发生在检测设备的负载侧和线路侧时，表征电流、零序电流的导数和电压、以及相对角度的信号；图2B示出了具有隔离中性点的电力系统的特殊情形。

图3示出了根据本发明一优选实施例的检测方法。

图4表示根据本发明一优选实施例的接地故障检测设备的框图。

具体实施方式

本发明将描述具有补偿或绝缘中性点的平衡三相电力系统1，在其中每个线路4、4’、4”包括三个接地相位导体4_A、4_B、4_c，变压器2的次级通过消弧线圈3接地，或并不与其相连(在图1中没有阻抗3)，并且在没有故障时零序电流I₀为零。由零序电流I₀所意味着的是，在可能的因素三中，不同相位电流的向量和，或与相位电流的瞬时结果相关的电流，有时被称为剩余电流，其可对应于接地故障电流或泄漏电流。应当注意的是可能会偏离这种情况，尤其与非空零序电流/电压，且电力系统可包括另一数量的相位；此外中性点系统可不被补偿。

当接地故障10发生在其中一个相位时，所述相位的电流理想地成为故障1()的零负载侧，并且观看其幅度增长线路侧：因此从故障10出现了零序电流和电压I₀、V₀负载侧。然而，如在图2A中所描述的，通过电容性连接9同样从故障的线路侧电流出现的频率可被记录。另外，在一非常短暂的瞬态期之后，大约20至40ms，中性点补偿线圈3快速地将故障电流I₀降低至小于30A的峰值，即20A rms，这是一个很难检测的值。尤其是，如果电力系统的补偿相当好，则对于可靠检测来说该瞬态期太短，而在稳定的操作条件下线路侧或负载侧零序电流I₀仍非常弱。所述故障10的出现的检测会要求与非常小的阈值进行比较，导致错误肯定，或者故障10太简单而不能被保护6、8识别。

在图2B中示出的绝缘中性点的情况下，发生了相同的现象，瞬态电流在用于可靠检测的过短周期可达到170A峰值。随后只有电容性电流流过，归因于即约2至4A/km地下导体和0.08A/km架空导体，生成小于30A的峰值的零序电流I₀。

重要的是在两种情况中，故障10之后的电压V的一部分仍然是值得注意的，由线圈3产生的补偿不准确，以及中性点的绝缘不影响电压V。尤其是，在瞬态相位之后，并且在馈线4的保护8线路侧跳闸之前，这个电压保持约若干千伏(至少线路电压的20％)，即足够在稳定操作条件下进行检测。因此本发明提出了使用零序电压V₀的测量来进行接地故障的检测D，通过将其值与阈值S₀比较。零序电压V₀可由合适的传感器12直接测量，或通过相位电压VA、VB、Vc的测量来计算，而且由位于变压器2上的VPIS(VoltagePresence Indicator System，电压存在指示器系统)类型的保护装置执行。

另外，尽管在故障10之后在稳定的操作条件下零序电流I₀非常弱，但本发明提出了使用这一级进行故障10的相关的定位。事实上图2也显示了，依赖于故障是来自检测点的线路侧还是负载侧，在瞬态干扰之后，电压和电流之间的相位差是不同的。来自故障10的I₀的相位差比V₀负载侧领先π/2，而相位差不同于π/2线路侧。根据本发明使用了相对于在稳定的操作条件下由合适的传感器14检测的零序电压V₀和电流I₀的数据的处理。

尤其是，本发明使用在瞬态后的操作条件下与零序电流的导数dl₀/dt相对应的信号，这使以下成为可能：

-为了更好的感知，通过将其乘以电力系统1的环形脉冲ω，来“放大”低幅度的信号I₀(归因于由中性点线圈3的补偿，或仅由于绝缘中性点系统由电容性电流的流动生成)；

-相对于零序电压V₀的轴直接定位这个信号dI₀/dt：仅在线路侧故障的情况下，这两个值在相同的轴上，不考虑由传感器12、14带来的相位差误差。

在中性点被隔离的情况下，图2B进一步显示了来自故障10的线路侧I₀的相位差滞后π/2。随后相对于零序电压V₀直接定位此信号dl₀/dt将变得可能：考虑到由求导带来的90。偏移，根据故障在线路侧还是负载侧，该两个信号dl₀/dt和v₀是同相的或是反相的。实例中包括由传感器或测量链上的不精确带来的微小的相位差，这种情况对应于两信号之间的乘积的符号的改变

，这很容易实现。

归因于在稳定操作条件下的检测，使用更低的采样是可能的，尤其是小于lkHz，例如每周期12个点(对应于用于频率F=50Hz的电力系统1的采样频率f_ech=600Hz)，与高频率采样相比其减轻了计算和减少了装置的开销，典型地为2500至3000Hz，对于在故障10开始时的瞬态操作条件下的测量是必须的。

因此，在图3中所示的根据本发明根据优选实施例的方法，在第一级，获取表征零序电压V₀的信号，其优选的是滤波后的信号V_0f。信号的获取可直接由专用传感器12执行或依靠相位电压VA、VB、Vc的三个值的求和执行，相位电压的信号还可优选地被滤波和采样为V_Af*、V_Bf*、V_cf*。零序电压信号与阈值S₀进行比较。如果未超过阈值，则认为线路4上无故障10出现并且定位方法不被触发；否则，故障10被认作被检测D。

除了任何合适的装置可提供关于检测D的指示之外，一旦故障10已被检测，则确定表征相位电流I_A、I_B、I_c的信号的时间导数，例如通过软件或硬件进行由电流传感器14A、14B、14C提供的信号的求导。优选地，表征电流导数的信号被滤波和采样，这些步骤的川页序可以与所指示的不同(例如，滤波可在求导之前发生)。这三个信号被添加以获得表征滤波采样零序电流的导数dI_0f*/dt的信号。可选地，零序电流I₀可直接由专用线圈14测量，并且接着被采样、被滤波和求导。这种零序电流的直接测量更精确且促使在执行每一线路电流的测量求和时避免附加的传感器误差。

为获得可靠的测量，优选在两个周期期间测量信号。优选地，使用相同的持续时间获取零序电压，但这不是不可缺少的。

考虑到由零序电流I₀的求导引起的偏移，在故障位于检测点的线路侧时信号dI₀/dt与电压V₀反相(180°)，正如在此情况下电流是电容起源9。因此本方法包括确定零序电流的导数dl₀/dt和零序电压V₀之间的相位差的步骤，

以识别其是等于180°或不是。

更精确地，确定相位差的步骤通常包括确定零序电流的导数dI₀/dt和零序电压v₀之间的角度β的步骤，或其补角α=180-β。这种确定可以由任何方法实施：分别在最小或在最大，信号的零交点的图解或软件或计算测量，或椭圆表示，以至相量计算，等等，或他们的任意组合。随后在零序电流的导数dl₀/dt和零序电压v₀之间的角度β的补角α与角度阈值S_α进行比较。小于阈值s_α，角度α可被认为是0，没有考虑由传感器带来的不精确，并且故障被定位L作为测量点的线路侧。若角度α大于阈值，则定位L将指示故障在测量点、的负载c。

阈值S_α可根据所用的传感器12、14的精度P_c和所选的采样频率f_ech进行确定。事实上，在每周期用x点进行采样的情况下，每个采样覆盖360。/x的角度区域，对应于±360°/2x的精度。因此在所考虑信号之间的180°附近角度区域的幅度可被认为是

，其中F是电力系统1的频率，即线路侧故障对应于或

电流传感器14和电压传感器12自己本身引入相位差是可能的(其通常在电感或电容电桥的情况下是±90°)，或由其他装置获取的信号I和V也会引入相位差。所述原理可容易地通过以合适的方式调节阈值S_α来修改。

在中性点系统被隔离的特殊情况下，在图3中由虚线表示，由于由零序电流I₀的导数引入的偏移，在故障位于检测线路侧的情况下信号dl₀/dt与电压v₀反相(180°)，正如在这种情况下电流是电容起源9，但当故障10在检测6的负载侧时保持同相(0°偏移)。本方法可被简化因为确定相位差的步骤因此包括计算在零序电流的导数的dI₀/dt和零序电压V₀之间的乘积∏的步骤，这种计算可由任何已知的方法实施：可操作的放大器乘法器、专用的集成电路或软件乘法。因此所计算的乘积∏随后与0比较：在负载侧故障的情况下它大于0，以及在线路侧故障的情况下小。可选地，仅考虑乘积∏的符号：

如果乘积为正，则定位L将指示故障是来自测量点的负载侧。对于这个确定它的符号的简单测试来说，乘积∏可以以“持续更新”的方式被计算，即在来自先前阶段的所有样本上，或考虑到经过一段时间的均值，该段时间优选地大于电力系统1的周期，例如约20ms。在传感器自身引入相位差的情况下，通常在电导或电容电桥的情况下为±90°，在第一或第二模块中完成表征信号的修正。

根据本发明的方法可安装在保护继电器8上，在具有警示系统7的故障指示器6中，通过在合适的接地故障定位检测设备100中实现。

图4中示出根据本发明优选实施例的设备100。它包括第一模块20，其使得表征零序电压V₀的信号从由合适的电压传感器12A、12B、12C提供的信息中获得，例如那些VPIS。第一模块20优选地包括，以无关紧要的顺页序，信号V_A、V_B、V_c的滤波装置24例如模拟滤波器和采样装置26，便利地在小于lkHz下操作。被滤波采样的信号VAf*、V_Bd*、V_cd*由求和装置28处理以使得零序电压V_0f*被确定。可选地，求和装置28可被调整以直接处理由传感器12A、12B、12C接收到的信号，滤波和采样随后进行。

可选地，如果电力系统具有合适的传感器12，根据本发明表征零序电压V₀的信号可直接由设备100的第一模块20接收，其中的滤波和采样模块24、26接着被适配以处理信号。

因此第一模块20被设计用于提供零序电压的值V₀，并且根据本发明的设备包括故障检测装置30，尤其是完成由第一模块20获取的零序电压V₀与阈值S0比较的模块。如果超过该阈值，则故障D被检测。设备100可提供用于指示故障的装置，例如照明或听觉指示器、触点继电器或通信链路。

此外，根据本发明故障检测装置30被设计用于激活设备10o的第二模块40，以促使获得表征零序电流I₀的时间导数的信号。第二模块40包括求导模块42以确定表征由例如检测线圈的合适的传感器14A、14B、14C提供的相位电流I_A、I_B、I_c的信号的时间导数。在所述实施例中，导数dI_A/dt、dI_B/dt、dI_C/dt由合适的装置44滤波，例如模拟滤波器，而随后滤波后的信号dI_Af/dt、dI_Bf/dt、dI_cf/dt由优选的以小于lKHz操作的采样装置46通过采样被处理。滤波后的采样信号dI _Af*/dt、dI_Bf*/dt、dI_cf*/dt由第二模块40的求和装置48处理以确定零序电流的导数dI_0f*/dt。

值得注意的是第二模块40的处理装置可被不同地组织：尤其是，求和装置48可被适配于直接处理从传感器14A、14C、14B接收到的信号，随后求导模块42的部分可继续。同样地，滤波和采样可被不同地组织。

可选地，如果电力系统提供有合适的传感器14，根据本发明表征零序电流I₀的信号可直接由设备100的第二模块40接收，接着求导、滤波和采样装置42、44、46被适配于直接处理表征零序电流I₀的信号。

第一和第二模块20、40的处理操作的结果被传送至模块50用于故障10的相对定位。定位模块50包括用于评估相位差的装置，并且尤其是第一装置52用于计算该两个被提供的值之间的角度β，即零序电压V₀和零序电流的导数dI₀/dt。有利地，第一装置被适配于计算所述角的补角a，π和β之间的差。接着模块50包括比较装置54以确定相对定位，例如用于将补角α的值与阈值S_α进行比较并且传送它的装置。

当根据本发明的设备被设计用在具有补偿中性点的电力系统时，用于评估定位模块50的相位差的装置可选地包括第二装置52’以计算两个给定值之间的乘积∏，即零序电压v₀和零序电流的导数dI₀/dt，以及比较装置54以确定相对定位，例如用于将所述乘积和零进行比较的装置，并且传送它。

如果需要，对于相同的设备100在单个模块50中的两个相位差确定的替代物，可以提供例如根据定位设备100位置的最终目的地用于一个或其他通道的选择系统。

图4中的设备1oo可优选地与保护继电器8关联用于电力系统，或与用于的连接为电力系统1的地下或架空中电压线路4的故障流指示器关联，定位模块50的输出触发断路器5的跳闸、光指示器的照明或任何其他安全和/或警告装置。

因此根据本发明的方法和设备可以使得：

-基于零序电压和零序电流信息，在中电压电力系统1中的接地故障的定向检测，包括具有补偿中性点和具有隔离的中性点；

-由于在故障后的稳定操作条件下而不是在瞬态操作条件下电力系统1的特性的使用，接地故障的定向检测无需要求高频采样；

-接地故障的定向检测，其在电力系统1的精确补偿情况下围绕调整阈值以及根据馈线4的电容性电流级别的问题，并且阻止故障被“丢失”，归因于其在零序电压阈值而不是零序电流上的初始化；

-接地故障的定向检测，其使得可以通过使用零序电流的导数而不是电流本身来放大由电流传递的数据；

-接地故障的定向检测促使计算的简化和信号的处理，在设备的线路侧故障的情况下，由于零序电流的导数的使用其使得在零序电压的轴上这个数量被直接对齐，避免使用资源进行电流和电压相量的计算，或用以定义线路侧/负载侧跳闸机制的极化角度的计算；

-接地故障的定向检测，其在具有隔离的中性点的电力系统的情况下的所有更简单的实现都归因于在零序电流的导数和零序电压之间乘积的单独使用，以及它的符号的验证。

尽管在它的通常实施模式中，本发明参照三相电力配电系统被描述，在其中中性点通过补偿阻抗接地，但不限于此。其他类型的多相电力系统也可被本发明考虑：尤其是任何中性点系统是合适的。

此外，尽管描述的是确定和处理用于故障检测的瞬时零序电压V₀，根据本发明的方法可以使用相对于经由先前周期确定的所述电压V₀值的变化。这个替换的实施例在电力系统相位之间出现微小失衡的情况下证明有特别的优点，其零序电压V₀因此在不出现故障的情况下不为零。

在本发明优选实施例范围内出现的不同电路、模块和功能实际上可由模拟或数字组件或以可编程形式由微控制器或微处理器的操作而获得，并且所描述的表征信号可以具有电或电信号、数据值或存储器或寄存器内的信息、

或尤其是能够在指示器或读出装置上显示的光信号、或由制动器执行的机械信号的形式。同样，电流传感器可与所描述的线圈不同，例如霍尔效应或法拉第效应传感器、或磁电阻。电压可由测量用变压器、电容分压器、电阻分压器、或由Pockels效应传感器检测。

Claims

1.一种用于中电压多相电力系统(1)中接地故障(10)的定向检测设备(100)，包括：

-第一模块(20)被设计用于提供表征相位集的零序电压(V₀)的信号；

-第二模块(40)被设计用于提供表征零序电流(I₀)的时间导数的信号；

-根据检测电力系统(1)中出现接地故障的信号(D)的所述第二模块(40)的激活装置；

-定位模块(50)包括用于评估相对于π的由第一模块(20)提供的零序电压(v0)和由第二模块(40)提供的零序电流的导数(dI₀/dt)之间的相位差的装置。

2.根据权利要求1的定向检测设备(100)，其中用于评估相位差的装置包括用于分别确定由第一模块(20)提供的零序电压(V₀)和由第二模块(40)提供的零序电流的导数(dI₀/dt)之间角度(β)和所述角度(β)的在180。的补角(α)的装置(52)，以及将所述角度(β)和所述补角(α)分别与一固定参数比较以确定故障是在设备(100)的线路侧还是负载侧的比较装置(54)。

3.根据权利要求1的定向检测设备(100)，其中用于评估相位差的装置包括，用于具有隔离中性点的中电压电力系统，用于计算在由第一模块(20)提供的零序电压(v₀)和由第二模块(40)提供的零序电流的导数(dI₀/dt)之间的乘积(∏)的装置(52’)，以及用于将所述乘积(∏)和零进行比较的装置(54’)。

4.根据权利要求1的定向检测设备(100)，其中第一模块(20)包括用于接收表征电力系统(1)的每一相电压(V_A，V_B，V_c)信号的装置以及求和装置(28)用以提供所述零序电压(V₀)。

5.根据权利要求1的定向检测设备(100)，其中第二模块(40)包括用于接收表征电力系统(1)的电流(I)的信号的装置以及求导模块(42)被设计用于提供表征电流(I)的信号的时间导数(dI/dt)。

6.根据权利要求5的定向检测设备(100)，其中用于接收表征电流的信号的装置被设计用于接收表征电力系统(1)的每一相电流(I_A，I_B，I_c)的信号以及其中第二模块(40)包括求和装置(48)用以提供表征零序电流(I₀)的信号。

7.根据权利要求1的定向检测设备(100)，进一步包括检测连接至第一模块(20)和第二模块(40)的激活装置的电力系统中出现接地故障的装置(30)，所述检测装置(30)包括将表征零序电压(V₀)的信号与检测阈值(S₀)进行比较的比较器。

8.一种接地故障流指示器(6)，包括被安排在被监视的电力系统(1)中的线路(4、4A、4B、4C)上的电流和电压传感器(12、12A、12B、12C、14、14A、14B、14C)，并且包括根据权利要求1-7中任一所述的定向故障检测设备(100)，其被连接至所述传感器(12、12A、12B、12C、14、14A、14B、14C)以接收表征电流和电压的信号。

9.一种接地保护继电器(9)，包括至少一个根据权利要求8所述的故障指示器以及根据指示器的定向检测设备(100)的定位模块(50)的结果的开关设备(5)的驱动装置。

10.一种用于在多相电力系统(1)中接地故障(10)的定向检测(D、L)方法，包括，当获取了所述接地故障(10)的存在的信号(D)，触发故障(10)的定向确定(L)，所述定向检测包括以下连续的步骤：

-获取表征零序电压(v₀)和零序电流的时间导数(dI₀/dt)的信号；

-相对于180°评估表征零序电压(V₀)和零序电流的时间导数(dI₀-dt)的信号之间的相位差。

11.根据权利要求10的定向检测方法，其中评估相位差包括如下步骤：

-分别确定表征零序电压(V0)和零序电流的时间导数(dI0-dt)的信号之间的角度(β)和所述角度(β)在180°的补角(α)；

-分别将所述角度(β)、补角(a)与一固定参数进行比较，以指示所检测的故障(D)是位于获取表征信号的位置的负载侧还是线路侧。

12.根据权利要求10的定向检测方法，其中电力系统是具有隔离中性点的系统，以及其中评估相位差包括执行表征零序电压(V0)和零序电流的时间导数(dI₀/dt)的信号之间的乘积(∏)的计算和将所述乘积(∏)与零进行比较的步骤。

13.根据权利要求10的定向检测方法，其中指示接地故障(10)的存在的信号(D)是通过将零序电压信号(V₀)与故障检测阈值(S₀)进行比较而获得。

14.根据权利要求10的定向检测方法，其中表征零序电压(V₀)和零序电流的时间导数(dI₀/dt)的信号的获取包括以小于1kHz的频率采样。

15.一种当接地故障发生时保护电流线路(5)的方法，包括若接地故障(10)在所述开关设备(6)的负载侧上已经由根据权利要求10至14中任一的方法检测到，则驱动所述线路(5)的开关设备(6)。