DE2841009B2 - Verfahren und Einrichtung zur Fehler- und/oder Fehlerrichtungsdetektion - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Fehler- und/oder FehlerrichtungsdetektionInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fehler- und/oder Fehlerrichtungsdetektion nach dem
Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 sowie auf Einrichtungen zur Durchführung solcher Verfahren.
Ein solches Verfahren und eine entsprechende Einrichtung sind bekannt aus der DE-OS 23 53 424,
wonach ein Strom- und ein Spannungs-Sprungsignal — hervorgerufen durch einen Kurzschluß oder einen
Lastwechsel — einem Vorzeichenvergleich sowie je für sich einem Grenzwertvergleich unterzogen werden.
Vorzeichengleichheit bzw. -Ungleichheit ist ein Indiz für
Rückwärts- bzw. Vorwärtsrichtung dss Fehlers oder Lastwechsels, während eine konjunktive logische
Verknüpfung von Grenzwertüberschreitungen beider Sprungsignale als Voraussetzung für eine Auslösung
verwendet wird. Ein solches Verfahren ist hinsichtlich der Auslöseempfindlichkeit vergleichsweise stark von
der Impedanz auf der Rückseite des Meßortes (Quellenimpedanz) abhängig und weist eine geringe
Sicherheit gegen Fehlauslösungen auf.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Fehler- bzw. Fehlerrichtungs-Detektionsverfahrens und
einer entsprechenden Einrichtung, die sich durch erhöhte Sicherheit gegen Fehlauslösungen und vergleichsweise geringe Abhängigkeit von der Rückwärts-
oder Quellenimpedanz auszeichnen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch die in den Anspruch en 1 und 2
bzw. 6 und 7 angegebenen Merkmale. Wesentlich für die erfindungsgemäße Lösung ist demnach u.a, daß die
Sprungsignale von Strom und Spannung nicht je für sich mit konstanten Grenzwerten, sondern mit jeweils vom
anderen Sprungsignal in vorgegebener Weise abhängigen Grenzwerten verglichen werden. In einem mit den
beiden Sprungsignalen als Koordinatenachsen gebildeten Koordinatensystem (Sprungsignalebene) ergeben
sich dann Auslösegrenzen, die gegen die Koordinatenachsen geneigt sind oder geneigte Abschnitte aufweisen.
Dabei können diese Abschnitte auch infinitesimal sein, so daß sich mit entsprechend veränderlicher Neigung
gekrümmte Auslösegrenzen ergeben. Solche Auslösegrenzen lassen sich in verschiedener Weise den
praktisch auftretenden Netz- und Leitungskonfigurationen sowie Impedanzverhältnissen, insbesondere den
Varianzbereichen der Quellenimpedanz, im Sinne einer zuverlässigen Auslösung bzw. Sperrung anpassen und
erlauben ferner eine zuverlässige Fehlerrichtungsdetektion. Dabei gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten der
Realisierung. Einmal kann jeweils eines der beiden Sprungsignale mit einer vorgegebenen Funktion des so
anderen Sprungsignals als Grenzwertfunktion verglichen und zum anderen eine vorgegebene Verknüpfung
beider Sprungsignale gebildet und mit einem festen Grenzwert, z. B. Null, verglichen werden.
Die Erfindung wird weiter anhand von Ausführungsbejspielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert Hierin zeigt
F i g. 1 eine schematische Netzkonfiguration mit einem Meßort für die Fehlerüberwachung,
F i g. 2a und F i g. 2b beispielhafte Zeitverläufe eines Spannungs- bzw. Strom-Sprungsignals,
Fig.3 Trajektorien der 3trom- und Spannungs-Sprungsignale für Fehler-Vorwärtsrichtung und -Rückwärtsrichtung,
Fig.4 Trajektorien für verschiedene Rückwärtsimpedanzen bei gleicher Fehlerimpedanz in der Sprungsignalebene,
gnalebene für gleiche Netz- und Fehlerkonfiguration für
unterschiedliche Phasenlagen des Fehlereintritts vor dem Spannungsmaximum,
Fig.6 eine Trajektorienschar entsprechend Fig.5,
jedoch für unterschiedliche Pbasenlagen des Fehlereintritts nach dem Spannungsmaximum,
F i g. 7 eine Prinzipschaltung für die Erzeugung von Strom- und Spannungs-Sprungsignalen,
F i g. 8 eine Prinzipschaltung für Jen Vergleich von Sprungsignalen mit spmngsignalabhängigen Grenzwertfunktionen,
Fig.8a und Fig.8b verschiedene krummlinige
Auslösegrenzen in der Sprungsignalebene, die mit einer Schaltung nach F i g. 8 erzielbar sind,
Fig.9 eine Prinzipschaltung für die Bildung von
Linearkombinationen aus Strom- und Spannungs-Sprungsignalen mit anschließendem Grenzwertvergleich und
Fig. 10 die Prinzipschaltung eines Zeitfolgediskriminators für die Fehlerrichtungsdetektion zum Anschluß
an die binären Ausgänge einer Schaltung nach F i g. 9.
Fig. 1 zeigt eine einfache Netzkonfiguration als Anwendungsbeispiel für die Erfindung mit einer
zweiseitig eingespeisten Leitung L und einem Meßort M, an dem der Leitungsstrom / und die Leitungsspannung Udurch einen Strom- bzw. Spannungs-Meßwandler MWi bzw. MWu in ein Stromsignal / bzw. ein
Spannungssignal u umgesetzt wird. Auf der Rückseite
des Meßortes Mbefindet sich ein Generator GNmit der
Leerlaufspannung E und der Quellenimpedanz Zq. Einen Fehlereintritt kann man sich durch Zuschalten
einer (im allgemeinen resistiven) Fehlerimpedanz Ä^am
Fehlerort F veranschaulichen, der hier in Vorwärtsrichtung bezüglich des Meßortes M liegt und die
Fehler-Leitungsimpedanz Zf zwischen Meßort und Fehlerort bestimmt
Für solche Verhältnisse ergibt sich im Zeitverlauf des Stromsignals i(t) gemäß F i g. 2b unter Annahme eines
gegenüber den Kurzschlußströmen verschwindend geringen, stationären Betriebsstromes ie(t) vom Fehlereintritt bei f = 0 ein Anstieg des Stromsignals i(t) von
Null an mit endlicher Anstiegsgeschwindigkeit die durch induktive Anteile von Zq und Zf bedingt ist Bei
dieser Darstellung ist die Laufzeit der Wanderwellen zwischen Fehlerort Fund Meßort M, nach welcher der
kurzschlußbedingte Stromanstieg im Meßort beginnt nicht berücksichtigt Gleiches gilt auch für den
Zeitverlauf des Spannungssignals u(t) gemäß F i g. 2a, wonach bei f = 0 ein sprungartiger Abfall um den
Betrag Au unter den Verlauf der stationären Betriebsspannung Ue(O erfolgt Die letztgenannte Spannung ist
in F i g. 2a strichliert als Fortsetzung des Spannungsverlaufes vor Fehlereintritt angedeutet womit sich im
Anschluß an den genannten Anfangssprung um Au ein Spannungs-Sprungsignal Su(t) als Differenz zwischen
der — z. B. nachgebildeten — Fortsetzung der Betriebsspannung υφ) und dem Spannungssignal u(t)
nach Fehlereintritt ergibt Wegen des als Null angenommenen Betriebsstromes ergibt sich gemäß
F i g. 2b ein Strom-Sprungsignal Si(t), dessen Zeitverlauf nach Fehlereintritt demjenigen des Stromsignals i(t)
entspricht
In F i g. 3 sind zwei Trajektorien I und II entsprechend dem funktionalen Zusammenhang zwischen Si und Su
für Fehler-Vorwärtsrichtung (I) und Fehler-Rückwärtsrichtung (II) angedeutet Es handelt sich hier um
elliptische Übergangskurven, die von einem Punkt, der jeweils einem zu einem bestimmten Zeitpunkt herr-
sehenden Wertepaar Si, Su entspricht, in Uhrzeigerbzw. Gegenuhrzeigersinn durchlaufen werden. Bei
Verhältnissen entsprechend F i g. 2a und 2b ergibt sich zunächst ein Abschnitt Au auf der Su-Achse entsprechend dem Anfangssprung der Spannung, worauf sich
die dem ansteigenden Strom-Sprungsignal 5/ entsprechenden, von der 5u-Achse entfernenden, elliptischen
Kurvenabschnitte anschließen. Wegen der Unmöglichkeit eines sprungartigen Stromverlaufes beginnen die
Trajektorien immer auf der Su-Achse oder im Koordinaten-Nullpunkt Si = 0, Su = 0. Wie eine
analytische Auswertung der Strom- und Spannungsverhältnisse bei einer Netzkonfiguration nach F i g. 1 ergibt,
entspricht die SV-Koordinate des Ellipsen-Mittelpunktes der bekannten Stromverlagerung Ai.
Als wesentlich ist hervorzuheben, daß die Lage und
vor allem der Durchlauf-Richtungssinn der Trajektorien eindeutig die Fehlerrichtung bestimmt
Darüber hinaus finden auch unterschiedliche Quellenimpedanzen ihren Ausdruck in der Form und Größe der
Trajektorien, wie in F i g. 4 für als gleich angenommene Fehlerimpedanz Rf und gleiche Fehlerdistanz bzw.
Fehler-Leitungsimpedanz Zfdurch eine Trajektorie III
für einen großen Wert, durch eine Trajektorie IV für
einen mittleren Wert und durch eine Trajektorie V für einen geringen Wert der Quellen- oder Rückwärtsimpedanz angedeutet ist Im übrigen ist die allgemeine Größe
der beiden Ellipsen-Hauptachsen entsprechend gegensinnig von der Fehlerimpedanz Rf abhängig, so daß mit
Hilfe von definierten Auslösegrenzen in der Sprungsignalebene grundsätzlich eine Unterscheidung entsprechend einer vorgegebenen Grenze zwischen noch
zulässigen Lastzuständen einerseits und Kurzschlüssen andererseits möglich ist
In F i g. 5 ist ein solches Auslösegebiet mit vier in je
einem Quadranten des Koordinatensystems angeordneten, gegen die 5u-Koordinatenachse unter einem
Winkel a geneigten Auslösegrenzen Gi bis G4 angedeutet. Außerdem sind jeweils mit geringem Abstand von
den Koordinaten-Achsen und parallel zu diesen weitere Auslösegrenzen Gs bis Gg vorgesehen, die jeweils für
sich einem Vergleich eines Sprungsignales mit einem konstanten Grenzwert entsprechen. Diese letztgenannten Auslösegrenzen dienen nur für zusätzliche Überwachungszwecke, beispielsweise einer zusätzlichen Richtungsdetektion, und können gegebenenfalls auch durch
einen Vorzeichenvergleich beider Sprungsignale miteinander ersetzt oder ergänzt werden. Wesentlich sind
jedoch die geneigten Auslösegrenzen Gi bis G4, welche
einen raschen Richtungsentscheid und eine ebensolche Fehlerdetektion ermöglichen.
Hierzu zeigen die eingetragenen Trajektorien, deren jede für einen bestimmten Phasenwinkel γ des
Fehlereintritts vor dem Spannungsmaximum gilt, daß
bei Kurzschlüssen in Vorwärtsrichtung und Fehlereintritt im Bereich zwischen 0° und 90° vor dem
Spannungsmaximum in jedem Fall zuerst die Auslösegrenze Gi beim Durchlaufen der Trajektorien überschritten wird. Entsprechend zeigt Fig.6 für verschiedene Phasenwinkel γ nach dem Spannungsmaximum,
daß für Kurzschlüsse in Vorwärtsrichtung und in dem genannten Phasenwinkelbereichs des Fehlereintritts
immer zuerst die Auslösegrenzen Gi oder G2 beim
Durchlaufen der Trajektorien überschritten werden. Insgesamt stellt also das zuerst erfolgende Oberschreiten der Trajektorien im zweiten und vierten Quadranten
ein eindeutiges Kriterium für einen Fehler in Vorwärtsrichtung dar. Außerdem bleiben die Trajektorien bei
Lastsprüngen unterhalb gewisser Grenzen innerhalb des durch die geneigten Grenzen bestimmten Auslösegebietes, so daß auch eine Kurzschlußdetektion
gegeben ist.
Beispielsweise sei angenommen, die Trajektorien III
bis V in F i g. 4 entsprächen Belastungszuständen, die noch zulässig sind und keine Auslösung hervorrufen
sollen, was einem Grenzlastzustand bei verschiedenen Rückwärts- oder Quellenimpedanzen entspricht. Dann
erweist sich eine Auslösegrenzenkonfiguration mit vier geneigten Abschnitten G\ bis Gt gemäß F i g. 5 bzw. 6 als
offenbar hervorragend geeignet, um Fehlauslösungen auszuschließen. Nur achsparallele Auslösegrenzen, wie
sie sich bei einem Grenzwertvergleich der Sprungsigna-
Ie für sich ergeben, würden dagegen kaum vermeidbar
zu einer Überschneidung vor allem mit der mittleren Traktorie IV und damit zur Fehlauslösung führen. Ein
weiterer Vorteil der geneigten, geradlinigen Auslösegrenzen ist weiterhin das rasche Erreichen der Grenze
beim Durchlaufen der betreffenden Trajektorie, was sich z.B. aus Fig.5, aber auch aus Fig.6 ergibt.
Praktisch kann z. B. mit Zeitintervallen von etwa 1 bis 5 Millisekunden zwischen Fehlereintritt bzw. Wanderwellenankunft am Meßort und Erfüllung des Fehlerkriteri-
ums gerechnet werden.
Die dargestellten Trajektorien beziehen sich nur auf die grand- bzw. betriebsfrequenten Komponenten der
Sprungsignale. Entsprechende Verhältnisse können durch übliche Ausfilterung höherfrequenter Frequenz
komponenten in einem solchen Maße, daß die rasche
Einstellung der Sprungsignale und insbesondere des mit steilem Übergang einsetzenden Spannungs-Sprungsignals noch gewährleistet ist, verwirklicht werden.
Vorteilhaft ist jedoch eine gewisse Unempfindlichkeit
des Auslösegebietes bzw. der Auslösegrenzenkonfiguration gegen höherfrequente Transient«!, weil dies zu
geringeren Anforderungen an die Filterung führt; geneigte Auslösegrenzen des in Fig. 5 und 6 gezeigten
Typs haben eine solche Unempfindlichkeit in vergleichs
weise hohem Maße, weil sich die entsprechenden
transienten Trajektorienkomponenten bevorzugt in Bereichen um den Koordinaten-Nullpunkt befinden.
Nunmehr sei anhand der Fig.7 bis 10 die schaltungstechnische Realisierung des erfindungsgemä-
Ben Verfahrens und verschiedener Auslösegrenzenkon
figurationen erläutert
Der Schaltungsteil nach F i g. 7 umfaßt einen mit dem Stromsignal / beaufschlagten Signalübertragungskanal
SKi und einen mit dem Spannungssignal 1/beaufschlag
ten Signalübertragungskanal SKu, jeweils mit einem
Strom- bzw. Spannungs-Spningsignalgeber GSi bzw. GSu. Jeder dieser Kanäle beginnt mit einem die höheren
Oberschwingungen unterdrückenden Eingangsfilter Ft, an das sich ein auf die Betriebsfrequenz abgestimmter
Oszillator Os anschließt, dessen Ausgang im eingeschwungenen, stationären Zustand den Zeitverlauf des
Strom- bzw. Spannungssignals nachvollzieht Das gefilterte Strom- bzw. Spannungssignal wird dann
jeweils in einem Differenzverstärker Vi bzw. Vu von
dem Ausgangssignal des zugehörigen Oszillators Os
subtrahiert Nachdem der schwingende Oszillator entsprechend seinem Energieinhalt nach einer Änderung seines Eingangssignals, also auch nach einem
Fehlereintritt mit entsprechend rascher Änderung von u
und Ä den vorher herrschenden Zeitverlauf seines
sinusförmigen Ausgangssignals zunächst unverändert fortsetzt ergibt sich am Ausgang Pi bzw. Pu des
Differenzverstärkers Vi bzw. Vu und damit des
Signalkanals GSi bzw. CSu das verlangte Strom- bzw.
Spannungs-Sprungsignal -Sprungsignal S/bzw. Su.
Der nachgeordnete Schaltungsteil gemäß F i g. 8, mit seinen entsprechend bezeichneten Eingängen an die
Ausgänge Pi und Pu der Signalkanäle SKi und SKu gemäß Fig.7 angeschlossen, umfaßt in den entsprechenden
Kanälen jeweils einen Funktionsgenerator FGi bzw. FGu zur Erzeugung einer von 5/ bzw. Su
abhängigen Grenzwertfunktion Gi bzw. Gu. Im Beispielsfall ist die Bildung je einer ganzen rationalen
Funktion, und zwar einer quadratischen, mittels eines Quadrierers Qi bzw. Qu mit nachfolgendem Multiplikator
Mi bzw. Mu für die Einführung eines konstanten Faktors Kibzv/. Ku vorgesehen.
Grundsätzlich könnte nun die Grenzwertfunktion Gi mit Su und die Grenzwertfunktion Gu mit Si verglichen
werden, um durch anschließende logische Verknüpfung der binären Vergleichsergebnisse eine entsprechende
Anzahl von gekrümmten Auslösegrenzen zu erhalten. Im Beispiel nach Fig.8 ist ein allgemeinerer Weg
veranschaulicht, indem die Ausgänge der beiden Funktionsgeneratoren FGi und FGu an invertierende
oder nichtinvertierende Eingänge eines Summierverstärkers SV angeschlossen sind. Ein weiterer, invertierender
Eingang des letzteren wird über einen Eingang Pg mit einem festen, gegebenenfalls geeignet einstellbaren
Grenzwert G beaufschlagt. Der Summierverstärker SV bildet nun zusammen mit einem nachfolgenden
Null-Grenzwertschalter oder Vorzeichendetektor GS
eine Vergleichsschaltung VS mit einem Fehlerdetektionsausgang
AF, deren Ausgangs-Binärwerte einer Lage des jeweiligen Betriebspunktes auf der einen oder
anderen Seite einer Auslösegrenze zugeordnet sind. Mit der als Beispiel angedeuteten Schaltung ist diese
Auslösegrenze durch eine Funktion von Si und Su des Typs ±Ki ■ SP ±Ku ■ Su2 - G = 0 verwirklicht, beispielsweise
eine nullpunktsymmetrische Ellipse gemäß F i g. 8a als Auslösegrenze G9 in der Sprungsignalebene.
Mit evidenten Schaltungsvarianten lassen sich weitere Typen von Auslösegrenzen erzielen, z. B. mit G = O
und Fortfall der Quadrierer sowie auch eines der beiden Multiplikatoren Mi, Mu Geraden durch den Koordinaten-Nullpunkt
als Auslösegrenzen Giο in Fig.8a, die
eine ähnliche Aufgabe wie die Grenzen Gs bis Gs in
F i g. 5 und 6 erfüllen können.
Weiter kann durch eine Querverbindung QV zwischen den Signalkanälen SKi und SKu, wie sie in
Fig.8 strichliert angedeutet ist und anstelle des
Su-Anschlusses an den zweiten Quadrierereingang zu führen ist, unter der Annahme eines Fortfalles des
übrigen Signalkanals SKi mit seinem Anschluß an den zugehörigen Eingang des Verstärkers SVeine hyperbolische
Funktion des Typs ±Ku ■ Su ■ Si = G erhalten werden. Bei entsprechender Vorzeichenwahl ergeben
sich so die Hyperbelastpaare Gn, Gn bzw. Gn Ga
gemäß F i g. 8b, die ein im Sinne der Erläuterungen zu den Auslösegrenzen Gi bis Gg nach Fig.5 und 6 in
bezug auf Sicherheit gegen Fehlauslösungen und Oberschwingungsunempfindlichkeit hervorragend geeignetes
Auslösegebiet bestimmen. Für beide Hyperbelastpaare sind dabei zwei Anordnungen der anhand von
F i g. 8 beschriebenen Art mit konjunktiver logischer Verknüpfung der zugehörigen Auslöseausgänge AF
vorzusehen. Eine Fehlerrichtungsdetektion ist hier ebenfalls wie bei den Auslösegrenzen gemäß F i g. 5 und
6 in der Weise möglich, daß eine Zeitfolgediskrimination bezüglich des Überschreitens der Auslösegrenzen im
ίο zweiten und vierten Quadranten einerseits und im
ersten sowie dritten Quadranten andererseits vorgenommen wird, wobei der erste Fall der Vorwärtsrichtung
und der zweite Fall der Rückwärtsrichtung bezüglich des Meßortes zugeordnet ist.
F i g. 9 zeigt noch eine Schaltung für die Erzeugung geneigter, geradliniger Auslcsegrenzen entsprechend
einer viereckigen Konfiguration nach F i g. 5 und 6. An die Schaltungspunkte Pi und Pu sind hier vier
Überlagerungsschaltungen ULt bis UL* mit je einem Multiplikator M\ bis M* für die Einführung eines
konstanten Faktors K\ bis K* zur Bildung von
Linearkombinationssignalen LSt bis LS4 mit nachgeordneten
Grenzwertschaltern GS1 bis GSa vorgesehen.
Letztere führen einen Vergleich der Linearkombinationssignale mit als übereinstimmend angenommenen
Grenzwerten G durch und liefern somit an den Ausgängen Pi bis P* binäre Signale für die Überschreitung
je einer der Auslösegrenzen Gi bis G* gemäß F i g. 5 und 6. Hierzu sind in den Überlagerungsschaltungen
ULt bis UL·, Subtrahier- bzw. Summierverstärker
Vi, V2 bzw. V3, V4 vorgesehen, in denen die Strom- und
Spannungs-Sprungsignale — nach Gewichtung mittels der Multiplikatoren Mt bis M4 — entsprechend der Lage
und Neigung der Auslösegrenzen Gi bis G* in den vier
Quadranten vorzeichen-gegensinnig bzw. vorzeichengleichsinnig überlagert werden.
F i g. 10 zeigt einen Zeitfolgediskriminator für die
bereits erwähnte Unterscheidung von Vorwärts- und Rückwärtsfehlern, dessen Eingänge an die Ausgänge Pi
bis Pi gemäß F i g. 9 angeschlossen sind. Die Schaltung
des insgesamt mit ZFD bezeichneten Diskriminators umfaßt einen Auslösekanal ASK und einen Sperrkanal
SPK und eine erste bzw. zweite ODER-Schaltung Ot bzw. O2, an deren Eingänge jeweils die vorzeichen-ge-
gensinnigen bzw. vorzeichen-gleichsinnigen Überlagerungssignale
in Gestalt ihrer zugehörigen Binärsignale aus den Grenzwertschaltern GSi bis GS4 angeschlossen
sind. Über UND-Schaltungen U\ und U2 mit je einem
Inverseingang sind der Auslöse- und Sperrkanal jeweils zugunsten des zuerst ansprechenden Kanals gegeneinander
verriegelt, so daß bei Fehlereintritt in Vorwärtsrichtung nur ein Auslöseausgang AS und bei einem
solchen in Rückwärtsrichtung nur ein Sperrausgang SP ein entsprechendes Binärsignal liefert Flipflops FFi und
FF2 dienen in diesem Zusammenhang für die Signalhaltung
nach etwaigem Abklingen der Fehlersignale. Über Rückstelleingänge R dieser Speicherglieder werden im
Ruhezustand beide Ausgänge .ASund SPinaktiviert
Claims (11)
1. Verfahren zur Fehler- und/oder Fehlerrichtungsdetektion an elektrischen Leitungen, bei dem
Strom- und Spannungs-Sprungsignale entsprechend s den zeitlichen Änderungen von Leitungsstrom und
Leitungsspannung gegenüber dem stationären Strom- bzw. Spannungsverlauf gebildet und einem
Grenzwert- und gegebenenfalls einem Vorzeichenvergleich unterzogen werden, dadurch ge- ίο
kennzeichnet, daß wenigstens eines der Sprungsignale (Si, Su) mit einem von dem anderen
Sprungsignal (Su bzw. Si) nach einer vorgegebenen Grenzwertfunktion (Gi, Gu) abhängigen Grenzwert
verglichen wird und daß diese Grenzwertfunktion is
(Ci, Gu), bezogen auf eine Darstellung in einem
durch die beiden Sprungsignale als Koordinaten gebildeten Koordinatensystem, wenigstens abschnittsweise unter einem Neigungswinkel (a) gegen
eine der Koordinatenachsen sowie mit Abstand vom Koordinaten-Nullpunkt fS/ = 0,Su = 0) verläuft
2. Verfahren zur Fehler- und/oder Fehlerrichtungsdetektion an elektrischen Leitungen, bei dem
Strom- und Spannungs-Sprungsignale entsprechend den zeitlichen Änderungen von Leitungsstrom- und
Leitungsspannung gegenüber dem stationären Strom- bzw. Spannungsverlauf gebildet und einem
Grenzwert- und gegebenenfalls einem Vorzeichenvergleich unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Strom- und einem Spannungs-
Sprungsignal (Si bzw. Su) durch eine rationelle Funktion, vorzugsweise durch eine Linearkombination, wenigstens ein Kombinationssignal (Ls\ bis Ls*)
gebildet und einem Grenzwertvergleich, vorzugsweise mit einem festen Grenzwert (G) unterzogen
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß mit Hilfe von vier Paaren von
Strom- und Spannungs-Grenzwertfunktionen oder von vier Kombinationssignalen, in denen die Strom-
und Spannungs-Sprungsignale (Si, Sü) mit den vier
möglichen Kombinationen von Vorzeichengewichtungen ( + , —) auftreten, ein Auslösegebiet im
Sprungsignal-Koordinatensystem gebildet wird, das
in den vier Quadranten des Koordinatensystems
durch je eine mit Abstand vom Koordinaten-Nullpunkt verlaufenden und gegen die Koordinatenachsen geneigte Auslösegrenze (G\... Gi) begrenzt ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
ein Vergleich eines Strom- und/oder eines Spannungs-Sprungsignals (Si, Su) mit einem festen
Grenzwert vorgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
ein Vorzeichenvergleich eines Strom-Sprungsignals (Si) und eines Spannungs-Sprungsignals (Su) vorgenommen wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an *>o
den Ausgang je eines Strom- und Spannungs-Meßwandlers (MWi, MWu) ein Strom- bzw. ein
Spannungs-Signalübertragungskanal (SKi bzw. SKu) mit einem Strom- bzw. Spannungs-Sprungsignalgeber (GSi bzw. GSu) angeschlossen ist, daß in ^5
mindestens einem dieser Signalübertragungskanäle (SKi, SKu) im Anschluß an den betreffenden
Sprungsignalgeber (GSi bzw. GSu) ein Funktionsgenerator (FGi bzw. FGu) angeordnet ist und daß
die Ausgänge der beiden Signalübertragungskanäle (SKi, SKu) an eine Vergleicherschaltung (VS) mit
einem Fehlerdetektionsausgang (AF) fur eine
nachgeordnete Schutzschaltung angeschlossen sind.
7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an
den Ausgang je eines Strom- und Spannungs-Meßwandlers (MWi, MWu) ein Strom- bzw. Spannungs-Sprungsignalgeber (GSibzw. GSu) angeschlossen ist
und daß die Ausgänge dieser beiden Sprungsignalgeber an mindestens eine Oberlagerungsschaltung
(ULu UL2...) mit nachgeordnetem Grenzwertschalter (GSu GS2...) angeschlossen sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberlagerungsschaltung (ULu
UL2...) ein Summier- oder Subtrahierglied (V\, V2
...) und gegebenenfalls wenigstens einen Konstantenmultiplikator (Mu Af2 ...) für die Bildung eines
Linearkombinationssignals (Lsi, Ls2 ...) aus dem
Strom- und Spannungs-Sprungsignal (Si, Su) aufweist
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang wenigstens eines
Grenzwertschalters CGSi, GS2), dem eine Oberlagerungsschaltung (ULu ULi) mit vorzeichen-gegensinniger Überlagerung eines Strom- und eines Spannungs-Sprungsignals (Si, Su) vorgeordnet ist, und
mindestens ein Grenzwertschalter (GS3, GS4), dem
eine Überlagerungsschaltung (UL3, UU) mit vorzeichen-gleichsinniger Überlagerung eines Strom- und
eines Spannungs-Sprungsignals (Si, Su) vorgeordnet ist, an einen Zeitfolge-Diskriminator (ZFD) angeschlossen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Überlagerungsschaltungen (ULu
UL2) mit jeweils umgekehrt vorzeichen-gegensinniger Überlagerung eines Strom- und eines Spannungs-Sprungsignals (Si, Su) über ihre nachgeordnetei. Grenzwertschalter (GS], GS2) an eine erste
ODER-Schaltung (O\) angeschlossen sind, daß jeweils zwei Überlagerungsschaltungen (UL3, ULt)
mit jeweils positiver bzw. negativer, vorzeichengleichsinniger Überlagerung eines Strom- und eines
Spannungs-Sprungsignals (Si, Su) über ihre nachgeordneten Grenzwertschalter (GSy, GSt) an eine
zweite ODER-Schaltung (O2) angeschlossen sind
und daß die Ausgänge der ersten und zweiten ODER-Schaltung (Ou O2) an den Zeitfolge-Diskriminator (ZFD) angeschlossen sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zeitfolge-Diskriminator (ZFD)einen Auslösekanal (ASK) und einen Sperrkanal (SPK) aufweist, daß der Auslösekanal (ASK) dem
Grenzwertschalter (GS\, GSt) wenigstens einer bezüglich des Strom- und Spannungs-Sprungsignals
(Si, Su) vorzeichen-gegensinnig wirkenden Überlagerungsschaltung (ULu UL2) und der Sperrkanal
(SPK) dem Grenzwertschalter (GS3, GS\) wenigstens einer bezüglich des Strom- und Spannungs-Sprungsignals (Si, Su) Vorzeichen-gleichsinnig wirkenden Überlagerungsschaltung (UL3, ULt) zugeordnet ist und daß der Auslösekanal (ASK) und
der Sperrkanai (SPK) gegeneinander jeweils zugunsten des zeitlich zuerst ansprechenden Kanals
verriegelt sind.
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