DE4142471A1 - Verfahren zur ueberwachung einer oder mehrerer, gegebenenfalls vernetzter, elektrischer leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer oder mehrerer, gegebenenfalls vernetzter, elektrischer Leitun­ gen zur Erfassung eines Kurzschlusses bzw. Überstromes.

In der traditionellen Schutztechnik erfolgt die Fehlerortung bzw. Bestimmung der Energieflußrichtung während eines Kurz­ schlusses oder Überstromes im Stromversorgungsnetz durch Pha­ senvergleich von Strom und Spannung (gleichphasig oder gegen­ phasig), 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 überwa­ chende Leitung Meßstellen verteilt wurden, an denen die Pha­ senlage von Strom und Spannung erfaßt werden konnte. Im Falle eines Kurzschlusses konnte man dann zufolge der 180° Phasen­ verschiebung 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, so daß die Gesamtkosten ins­ besonders bei komplexen Netzen mit einer entsprechenden Viel­ zahl 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 Anordnun­ gen vermieden werden und daß insbesonders auf einfache, si­ chere und kostengünstige Weise eine Kurzschluß- bzw. Überstro­ merfassung an einer oder mehreren, gegebenenfalls auch ver­ netzten, elektrischen Leitungen möglich wird.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Zeitver­ lauf eines oder mehrerer Ströme an zumindest einer Meßstelle abgetastet, digitalisiert und gespeichert wird und daß nach dem aus dem Zeitverlauf festgestellten Auftreten des zu erfas­ senden Ereignisses die gespeicherten Meßwerte bzw. das zugehö­ rige Signal zur näheren Charakterisierung des Ereignisses ana­ lysiert werden bzw. wird.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Durchführung ei­ nes derartigen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen oder mehrere Meßeingänge, welche(r) über je eine Abtast- und Hal­ teschaltung und einen gemeinsamen Analog-Multiplexer an den Analogeingang eines A/D-Umsetzers geführt ist (sind), dessen Ausgang mit einem Speicher verbunden ist, wobei die Abtast- Halteschaltungen, der Analog-Multiplexer, der A/D-Umsetzer und der Speicher über Adreß- und Steuerleitungen mit einem Steuer- und Rechenblock verbunden sind, und die Meßeingänge gleichzei­ tig abgetastet werden.

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, so daß sich die erwähnten teueren Spannungswandler erübrigen. Dieses Verfahren kann an jede Frequenz einschließlich Gleich­ strom angepaßt werden, wobei Grenzen bezüglich der Realisier­ barkeit allenfalls in der möglichen Verar­ beitungsgeschwindigkeit der elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente bestehen. Der Einsatz ist sowohl bei einzelnen Stichleitungen als auch bei vermaschten Netzen - beispiels­ weise bei der Energieversorgung über Hochspannungsleitungen oder beim elektrischen Speisenetz der Eisenbahn - möglich.

Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen 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 er­ fassenden 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. ge­ speicherten Meßwerte laufend mit einer dem jeweiligen Strom zugeordneten Triggerschwelle verglichen, wobei bei einem Über­ schreiten der Triggerschwelle durch Signalanalyse der Zeit­ punkt des Kurzschlußeintrittes - bzw. auch/oder der Zeitpunkt des Kurzschlußendes - oder der Zeitpunkt zu welchem ein Lei­ stungsschalter erstmalig abschaltet - bestimmt wird. Das Set­ zen bzw. Überwachen einer derartigen Triggerschwelle ist im Zusammenhang mit dem abgetasteten und digitalisierten Stromsi­ gnal sehr einfach möglich. Ebenfalls sehr einfach durchführbar ist eine Signalanalyse des im Speicher zum Zeitpunkt des An­ sprechens abgelegten zeitlichen Stromverlaufes, aus dem ver­ schiedene Charakteristika des Kurzschlusses, wie etwa der ge­ nannte Zeitpunkt des Eintrittes oder aber auch der gesamte bis zur Abschaltung über Schutzschalter oder dergleichen geflos­ sene Strom usw., ermittelt werden können.

Da das Ende des Kurzschlusses immer den Übergang einer (prin­ zipiellen) Sinuskurve zu einer Nullinie darstellt, ist dieser Übergang üblicherweise besser ausgeprägt als der Kurz­ schlußeintritt; daher kann dieser 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 erfindungs­ gemäßen 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 Trig­ gerschwelle 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 Trig­ gerschwelle vorliegenden Amplitudenwerte zur Triggerschwelle von mehr als 10 bis 50%, vorzugsweise 15 bis 40%, der Trig­ gerschwelle die Meldung "Kurzschluß", sonst die Meldung "Über­ last", erzeugt und ausgegeben wird. Es handelt sich dabei also um eine pegelgetriggerte, störspitzenunterdrückte Ausgabe mit Überstromprüfung, 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 Lei­ stungsschalter erstmalig abschaltet wird nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der gespei­ cherte Zeitverlauf des Stromes zweimal nach der Zeit differen­ ziert, sodann der Werteverlauf dieser zweiten Ableitung hin­ sichtlich eines sprungartigen Überschreitens eines dem Kurz­ schluß repräsentativen Pegels geprüft und schließlich eine solche sprungartige Überschreitung als Kurzschlußeintritt bzw. Kurzschlußende oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet erfaßt.

Der Übergang vom Betriebsstrom in den Kurzschlußstrom kann nur im Bereich unterhalb des Triggerpegels liegen. Da dieser Be­ reich möglichst genau dargestellt werden soll, können bei großen Kurzschlußströmen die Scheitelwerte auch abgeschnitten sein, was für die Auswertung jedoch bedeutungslos ist. Prinzi­ piell kann nach dem Überschreiten der Triggerschwelle entweder der Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder jener Zeitpunkt gesucht werden, wo zum ersten Mal ein Leistungsschalter auslöst (in vermaschten Netzen kann bei ei­ nem 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 Überwellenanteil liegen, wobei auch Überlasten möglich sind. Im Kurzschlußstrombereich ist diese Kurve prin­ zipiell sinusförmig, wobei es aber aufgrund verschiedener Um­ stände, wie etwa Störeinflüssen gegenüber einem die Elektronik stromversorgenden Niederspannungsnetz, Digitalisierungsfeh­ lern, Erdungsproblemen usw., auch zu Abweichungen von der rei­ nen 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 Phasenum­ kehr bzw. Gleichspannungsanteil, welcher von verschiedenen Einzelumständen abhängt. Der Übergang des Kurvenzuges in den Kurzschlußbereich kann weiterhin entweder scharfkantig, oder verrauscht, oder auch mehr oder weniger verschliffen sein. Aus all diesen Gründen ist einzusehen, daß verschiedene Vorkehrun­ gen für die Auswertung des gespeicherten Signalverlaufes er­ forderlich sind, um allen Eventualitäten gerecht werden zu können.

Zur Verfeinerung einer derartigen Auswertung bzw. zur Elimi­ nierung von Störungen, Schwankungen im Stromverlauf und der­ gleichen kann der gespeicherte Zeitverlauf - wie oben ange­ sprochen - zweimal nach der Zeit differenziert werden. Diese zweite Ableitung liefert beim Kurzschlußeintritt aufgrund der Signaländerung eine entsprechende Sprungantwort. Die Suche nach der y′′-Sprungantwort beginnt beim y-Triggerzeitpunkt und geht auf der sinusförmigen Kurve in Richtung Kurzschlußein­ tritt. Eine umgekehrte Suchrichtung (Anfang nach Kurz­ schlußende) ist üblicherweise nicht sehr sinnvoll, da der Be­ triebsstrombereich aufgrund der Oberwellen laufend y′′-Antwor­ ten liefern kann, deren Aussage nicht eindeutig interpretier­ bar 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. eli­ miniert werden.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist nach der Erfin­ dung vorgesehen, daß dann, wenn die Überschreitung des vorge­ gebenen Pegels nicht sprungartig ist, dadurch auf einen Kurz­ schlußeintritt geprüft wird, daß die zweite Ableitung an den Stellen durch eine Polynomkorrektur oder eine Regressions­ gerade immer wieder korrigiert wird, an welchen die nach der Zeit ein weiteres Mal differenzierte zweite Ableitung oder die zweite Ableitung der n+1 Mal differenzierten und n+1 Mal kor­ rigierten Original(y)kurve eine sprungartige Überschreitung eines vorgegebenen Pegels aufweist.

Wenn die (prinzipiell) sinusförmige Kurzschlußkurve Störpunkte besitzt, können diese zu falschen Aussagen durch die oben an­ gesprochene y′′-Sprungantwort führen. Es ist dann eine Korrek­ tur bzw. Überprüfung 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 auf­ gezeichnete Signal in die y-Begrenzung, so wird die Anzahl der für die Korrekturrechnung zur Verfügung stehenden Punkte ent­ sprechend reduziert. Stehen dann nur mehr vier Punkte zur Ver­ fügung, 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 verblei­ benden Punkte eine Regressionsgerade gelegt werden (schnellere Auswertung). Der neu ermittelte Punkt ersetzt den Original­ punkt, wobei zur Korrektur jedoch nur "Originalwerte" herange­ zogen werden dürfen und nicht korrigierte Werte, da ansonsten der Kurvenzug stark verfälscht werden kann. Durch eine derar­ tige Korrektur mittels Polynomen können Störpunkte eliminiert und die Kurve im an sich sinusförmigen Kurzschlußbereich ge­ glättet werden. Der tatsächliche Kurzschlußeintritt wird je­ doch 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 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 Fehlin­ terpretation führen können und eher zu vermeiden sind.

Vorteile können im letztgenannten Zusammenhang auch mit einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens er­ reicht werden, gemäß welcher zur Feststellung bzw. Verifizie­ rung einer sprungartigen Pegelüberschreitung die zweite Ablei­ tung zumindest zweimal ermittelt wird und zwar mit jeweils un­ terschiedlichen Differenzen der Argumente und Funktionswerte.

Gemäß einer besonders bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist bei einem Verfahren der genannten Art, bei wel­ chem an mehreren voneinander örtlich beabstandeten Stellen auf Kurzschlußeintritt bzw. Kurzschlußende oder Zeitpunkt zu wel­ chem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet geprüft wird, vorgesehen, daß aus den gespeicherten Meßwerten an jeder Stelle zum Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurz­ schlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet die Steigung der Tangente an den dem Kurzschlußeintritt bzw. Kurzschlußende oder Zeitpunkt zu wel­ chem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet entsprechenden Stellen der sprunghaften Pegelüberschreitung bestimmt wird, wobei gegebenenfalls die Steigungen der Tangenten vorzeichen­ richtig zur Anzeige gebracht werden.

Aufgrund der Stromflußrichtung - unabhängig von der zum Zeit­ punkt des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeit­ punkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet gerade herrschenden Polarität der Spannung - an jeder Meß­ stelle zu dem für alle Meßstellen natürlich gleichen Zeitpunkt des aktuellen Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig ab­ schaltet kann der Fehlerort auf den Bereich zwischen zwei Meß­ stellen eingegrenzt werden. Für die Beurteilung der Strom­ flußrichtung ist dazu nur im Verlauf der Stromkurve ein Krite­ rium zu finden, welches in allen Meßpunkten mit gleicher Zu­ verlässigkeit eintritt. Dafür gibt es prinzipiell zwei Mög­ lichkeiten: Den Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes oder den Zeitpunkt der Kurzschlußabschaltung. Der Zeitpunkt des Kurz­ schlußeintrittes kann unabhängig von den Schaltzuständen des Netzes immer zur Auswertung herangezogen werden. Die aufge­ zeichnete 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 Meß­ punkten herrschenden Stromflußrichtung - die abhängig vom Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes nach der jeweiligen Halb­ welle des Stromes unterschiedlich sein kann, kann aber auch die immer die gleiche Richtung zum Fehlerort zeigende Ener­ gieflußrichtung verwendet werden. Alternativ kann als weitere Möglichkeit der Zeitpunkt herangezogen werden, zu welchem ein Leistungsschalter zum ersten Mal abschaltet.

Nach einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß bei einem Überschreiten der Trigger­ schwelle aus zumindest einem Teil der vor und nach dem Zeit­ punkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Da­ ten 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 Trigger­ schwelle gespeicherten Daten mit den nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten oder durch Vergleich der Fourier-Transformierten der vor, insbeson­ dere zumindest eine Halbwelle des Stromes vor, dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten mit der Fourier-Transformierten der nach dem Zeitpunkt des Über­ schreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten der Zeit­ punkt des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeit­ punkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet bestimmt wird. Die zumindest vorübergehend gespeicherten Daten des digitalisierten Stromverlaufes ermöglichen somit eine ra­ sche Signalanalyse und damit Auswertung des zu überwachenden Ereignisses.

Zur Bestimmung eines den Kurzschlußeintritt bzw. Kurz­ schlußende oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet umfassenden Zeitbereiches können in wei­ terer 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 vier­ ten, usw. Halbwelle korreliert werden, und daß als Zeitbereich des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet die Auf­ trittszeit jener aufeinanderfolgender Halbwellen definiert wird, deren Korrelationswerte am stärksten von den anderen Korrelationswerten abweichen. Es wird also wiederum beim Kur­ venanfang (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 Zeit­ punkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Stromverlaufs, aus dem der Zeitpunkt des Kurzschlußeintritts bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungs­ schalter erstmalig abschaltet bestimmt wird, jeweils ein Zeit­ fenster einer Fourier-Analyse unterzogen wird, daß das Zeit­ fenster unter Bildung der Fourier-Analyse nach und nach über den gesamten Bereich der gespeicherten Zeitfunktion verscho­ ben wird, und daß als Zeitpunkt des Kurzschlußeintritts bzw. Kurzschlußendes Zeitpunkt zu welchem ein Leistungs­ schalter erstmalig abschaltet der rechte Rand jenes Zeitfen­ sters 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 schließend, Fourier-Transformation hinsichtlich der Frequenzen unterzogen. Wenn in diesem Fenster der Knick des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschal­ ter erstmalig abschaltet erscheint, werden durch die Fourier- Analyse jene Frequenzteile erkannt, welche diesen Knick verur­ sachen, womit der Kurzschlußeintritt auf der Zeitachse defi­ niert ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens kann auch vorgesehen sein, daß zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig ab­ schaltet 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 oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet jene Halbwelle ermittelt wird, während der eine Soll-Ist-Abweichung der Nulldurchgänge zufolge der aufgetretenen Phasenverschie­ bung stattfindet. Der Signalverlauf kann dabei zusätzlich auch zur Eliminierung des Gleichspannungsanteils im Kurzschlußbe­ reich vor der Auswertung gefiltert werden.

Wenn vor Eintritt des Kurzschlusses der Betriebsstrom sehr klein oder Null ist, kann aufgrund des stark ausgeprägten Kur­ venknickes z. B. mit der Methode der Ableitungen ein eindeu­ tiges Ergebnis erhalten werden. Ist jedoch der Betriebsstrom sehr groß und der Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschal­ ter erstmalig abschaltet im Bereich des Stromnulldurchganges so kann die Sprungantwort der Ableitungsmethode unter Umstän­ den nicht ganz eindeutig ausfallen. Hier kann neben der Me­ thode der erwähnten abschnittsweisen Approximation durch Poly­ nome 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 ei­ ner Parallelleitung mit etwa gleichem Ohm′schen Widerstand der parallelen Leitungen an jedem Ende jeder der parallelen Lei­ tungen eine Meßstelle mit nachgeordneter Meßwerterfassungs- und Auswerteschaltung angeordnet ist, wobei im Kurzschlußfall aus den gespeicherten Stromverläufen der Meßstellen der Ge­ samtstrom 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 Fehler­ orts von der dem Kurzschluß benachbarten Meßstelle nach den Kirchhoff′schen Gesetzen berechnet wird. Derartige Parallel­ schaltungen zweier Leitungen gleichen Querschnittes und Mate­ rials sind im 110 kV-Netz sowie auch in einem z. B. 15 kV-Bahn- Netz auf ein- und zweigleisigen Strecken mit H-Schaltung fast immer der Fall, so daß aufgrund der Stromaufteilung der nachge­ wiesenen 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 beschriebene Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht auf sehr einfache Weise die gleichzeitige Abtastung aller Meßeingänge bzw. damit die zeitliche richtig zugeordnete Überwachung aller Meßstel­ len, 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 Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3 ein Beispiel für eine Strom-Zeit-Kurve im Bereich eines auftretenden Kurz­ schlusses, Fig. 4 eine Strom-Zeit-Kurve bei auftretender Über­ last, Fig. 5 eine Strom-Zeit-Kurve (y) im Bereich eines Kurz­ schlußeintrittes (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 Kurz­ schlußbereich 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-Kur­ ven im Bereich des Kurzschlußeintrittes, Fig. 10 die beiden oberen Kurven aus Fig. 9 mit den Steigungen beim Kurz­ schlußeintritt, Fig. 11 eine erfindungsgemäße Schaltungsanord­ nung zur Fehlerortung in einer Parallelleitung und Fig. 12 die Stromverteilung bei einem Kurzschluß in einer Leitungsan­ ordnung nach Fig. 11.

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 je­ dem Ende. Im Zuge der Leitung sind n einzelne Meßstellen 4 zur Erfassung der Strom-Momentanwerte mit nachgeschalteten Auswer­ teeinrichtungen 5 und Ausgabeeinheiten 6 angeordnet. In den Meßstellen 4 wird das Stromsignal beispielsweise von einem Stromwandler oder einem in einem Isolator eingebauten Magnet­ feldsensor gewonnen und mit einem Meßumformer zur weiteren Verarbeitung aufbereitet. In der Auswerteeinrichtung 5 wird das so gewonnene Meßsignal abgetastet, digitalisiert, gespei­ chert 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 Auswer­ teeinrichtung 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. Die­ ser Wandler 9 wandelt das Meßsignal in eine Folge von Digital­ worten (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 ei­ nem Steuer- und Rechenblock 11 über Steuer- und Adreßleitungen (AT, MUX-ADR, A/D-STRG, MEM-STRG, MEM-ADR) gesteuert. An wei­ teren Eingängen (DAT) des Steuer- und Rechenblocks 11 liegen die gerade in den Speicher eingeschriebenen oder aus dem Spei­ cher 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 wer­ den. 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 wer­ den.

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 Aus­ gabeeinheiten, wie z. B. Ausgaberelais 13, angesteuert. Der Steuer- und Rechenblock 11 ist üblicherweise von einem spezia­ lisierten 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 Un­ terscheidung zwischen dem Auftreten eines Kurzschlusses (Fig. 3) bzw. einer Überlast (Fig. 4) verdeutlicht. Sobald das auf­ gezeichnete Stromsignal den Triggerpegel 15 überschreitet wird das Amplitudenverhältnis des Stromes vor und nach dem Trigger­ zeitpunkt bewertet. Eine Grobbeurteilung kann dabei vorweg über das Verhältnis der Amplitude A zur Amplitude B erfolgen. Für eine feinere Unterscheidung wird der fortlaufend gleich­ mäßig 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 ein­ deutig 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 anzuse­ hen. Wie sich herausgestellt hat, können auf diese Weise etwa 90% aller Schutzschalterauslösungen eindeutig und richtig entweder einem Kurzschluß oder einer Überlast zugeordnet wer­ den.

Anhand der Fig. 5 bis 7 werden nun einige erfindungsgemäße Möglichkeiten zur Eingrenzung bzw. Festlegung des Zeitpunktes eines Kurzschlußeintrittes durch Auswertung der digi­ talisierten bzw. gespeicherten Stromkurve beschrieben. In Fig. 5 ist oben das mit y bezeichnete 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 Zeitan­ gabe zum Kurzschlußeintritt erlaubt. Nach zweimaliger Diffe­ renzierung 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 Be­ reich 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 Phasenverschie­ bung des Stromes zur Ermittlung des Zeitbereiches des Kurz­ schlußeintrittes herangezogen werden.

Der Kurzschlußstrom hat aufgrund des Ohm′schen Widerstandes eine andere Phasenlage gegenüber dem Betriebsstrom mit seinem stark induktiven Widerstandsanteil. Aus dem Betriebsstrom wer­ den die Nulldurchgänge ermittelt, welche den Zeitabstand x1 haben. Damit werden die zu erwartenden weiteren Nulldurchgänge im Bereich des Kurzschlußstromes festgelegt. Im Bereich der Halbwelle, in der der Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes liegt, führt die Soll-Ist-Abweichung des Abstandes der Null­ durchgänge (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 hierbei der am Ende der den Kurzschluß beinhaltenden Halbwelle liegende Nulldurchgang erfaßt und das Vorzeichen der Tangente in diesem Nulldurchgang invertiert und als Stromrichtungskriterium aus­ gegeben.

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, wel­ che 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 ge­ rade 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 be­ zeichnet und wird beispielsweise von einer fahrenden E-Lok ge­ bildet. 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 Meß­ punkten mit gleicher Zuverlässigkeit eintritt. Dafür gibt es prinzipiell zwei in Fig. 9 eingetragene Möglichkeiten: Entwe­ der den Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes (durch die strich­ lierte Linie 18 angegeben) oder den Zeitpunkt der Kurz­ schlußabschaltung (in Fig. 9 durch die Pfeile 19 markiert).

Der Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes kann immer, unabhängig von den Schaltzuständen des Netzes, zur Auswertung herangezo­ gen werden. Die Kurve des Stromsignales wird vorerst - wie oben beispielsweise beschrieben - verschiedenen Prozeduren un­ terworfen, um den Zeitpunkt des Kurzschlußeintrittes zu fin­ den. 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 Un­ terschiedes in der Flußrichtung des Kurzschlußstromes geht, ist auch belanglos, ob der Kurzschlußstromanstieg während ei­ ner positiven oder während einer negativen Spannungshalbwelle auftritt bzw. ob durch den Kurzschluß eine Phasenumkehr er­ folgt 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 einge­ grenzt wurde, kann zusätzlich bei gemäß Fig. 11 bzw. 12 paral­ lel geschalteten Leitungen 1 aufgrund der Stromaufteilung ent­ sprechend 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 fließender Be­ triebsstrom verringert sich aufgrund der zum Kurzschlußzeit­ punkt sehr geringen Spannung in diesem Bereich auf Werte, wel­ che das Ergebnis dieser Ermittlung nur geringfügig verfäl­ schen.

Der Fehlerort ist wiederum durch den Pfeil 17 markiert. Aus den Leitungslängen bzw. zugeordneten Widerständen R1, R2 und den Strömen I1, I2 und I3 (siehe Fig. 12) kann der auf die Leitungslänge (R3=R1+R2) bezogene Abstand des Fehlerorts von der dem Kurzschluß benachbarten Meßstelle (zugeordnete Entfer­ nung 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. Überstromüberwachung auch noch eine Reihe weiterer vorteilhaf­ ter Möglichkeiten, die im folgenden nur kurz in Beispielen an­ geführt sind.

So kann beispielsweise in jedem Sammelschienensystem auf ein­ fache Weise kontrolliert werden, ob ein Sammelschienen­ erdschluß vorliegt. Ein derartiger Erdschluß liegt vor, wenn ein Teil der zufließenden Ströme nicht über andere Leitungen, sondern von der Sammelschiene unkontrolliert gegen Erde ab­ fließt. 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 vorgenomme­ nen Meßwerterfassung (sample/hold mit nachgeschaltetem Analog- Multiplexer) einfach erkannt werden.

Wenn in einem Unterwerk die Schutz-Aus-Befehle erfaßt werden, kann aufgrund der Signalerfassung des Stromes in Echtzeit ge­ prüft werden, ob der Kurzschluß- oder Überlaststrom in der vorgegebenen Zeit abgeschaltet wurde, wobei bei Bedarf auch ein übergeordneter Leistungsschalter abgeschaltet werden kann (Reaktionszeit unter 1ms).

Claims (16)

1. Verfahren zur Überwachung einer oder mehrerer, gegebenen­ falls vernetzter, elektrischer Leitungen zur Erfassung ei­ nes Kurzschlusses bzw. Überstromes, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zeitverlauf eines oder mehrerer Ströme an zu­ mindest einer Meßstelle abgetastet, digitalisiert und ge­ speichert wird und daß nach dem aus dem Zeitverlauf fest­ gestellten Auftreten des zu erfassenden Ereignisses die gespeicherten Meßwerte bzw. das zugehörige Signal zur nä­ heren 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 de­ finierte Zeit nach Erkennen des Auftretens des zu erfas­ senden 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 oder der Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig ab­ schaltet 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 über 10 bis 150 %, insbesondere 10 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 50%, und bei einem Verhältnis der nach dem Überschreiten der Trig­ gerschwelle vorliegenden Amplitudenwerte zur Trigger­ schwelle von mehr als 10 bis 50%, vorzugsweise 15 bis 40 %, der Triggerschwelle die Meldung "Kurzschluß", sonst die Meldung "Überlast", erzeugt und ausgegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungs­ schalter erstmalig abschaltet der gespeicherte Zeitverlauf des Stromes zwei Mal nach der Zeit differenziert wird, so­ dann der Werteverlauf dieser zweiten Ableitung hinsicht­ lich eines sprungartigen Überschreitens eines dem Kurz­ schluß repräsentativen Pegels geprüft wird und eine solche sprungartige Überschreitung als Kurzschlußeintritt bzw. Kurzschlußende oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungs­ schalter erstmalig abschaltet erfaßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Überschreitung des vorgegebenen Pegels nicht sprungartig ist, dadurch auf einen Kurzschlußein­ tritt bzw. Kurzschlußende oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet geprüft wird, daß die zweite Ableitung an den Stellen durch eine Polynomkor­ rektur oder eine Regressionsgerade immer wieder korrigiert wird, an welchen die nach der Zeit ein weiteres Mal diffe­ renzierte zweite Ableitung oder die zweite Ableitung der n+1 Mal differenzierten und n+1 Mal korrigierten Original­ kurve eine sprungartige Überschreitung eines vorgegebenen Pegels aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung bzw. Verifizierung einer sprungartigen Pegelüberschreitung die zweite Ableitung zumindest zwei Mal ermittelt wird und zwar mit jeweils unterschiedlichen Differenzen der Argumente und Funktionswerte.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei welchem an mehreren voneinander örtlich beabstandeten Stellen auf Kurzschlußeintritt bzw. Kurzschlußende oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet geprüft wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus den gespeicherten Meßwerten an jeder Stelle zum Zeitpunkt des Kurzschlußein­ trittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet die Steigung der Tangente an den dem Kurzschlußeintritt bzw. Kurzschlußende oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet entsprechenden Stellen der sprunghaften Pegel­ überschreitung bestimmt wird, wobei gegebenenfalls die Steigungen der Tangenten vorzeichenrichtig zur Anzeige ge­ bracht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, 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 Halb­ welle des Stromes vor, dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespeicherten Daten mit den nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespei­ cherten Daten oder durch durch Vergleich der Fourier- Transformierten der vor, insbesondere zumindest eine Halb­ welle 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 oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet be­ stimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung eines den Kurzschlußeintritt bzw. Kurz­ schlußende oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet umfassenden Zeitbereiches aufeinanderfolgende Halbwellen des gespeicherten Stromver­ laufes miteinander derart korreliert werden, daß die erste mit der zweiten, sodann die zweite mit der dritten, dar­ auffolgend die dritte mit der vierten, usw., Halbwelle korreliert werden, und daß als Zeitbereich des Kurz­ schlußeintrittes die Auftrittszeit jener aufeinanderfol­ gender Halbwellen definiert wird, deren Korrelationswerte am stärksten von den anderen Korrelationswerten abweichen.

11. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beginnend beim Anfang jenes Teils des vor und nach dem Zeitpunkt des Überschreitens der Triggerschwelle gespei­ cherten Stromverlaufs, aus dem der Zeitpunkt des Kurz­ schlußeintritts bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet be­ stimmt 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 Kurzschlußeintritts bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet der rechte Rand jenes Zeitfensters gefunden wird, bei dem das Spektrum einen starken Anteil zusätzli­ cher Frequenzen zeigt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurz­ schlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet aus dem Betriebsstrom die Nulldurchgänge ermittelt und die demnach zu erwartenden Nulldurchgänge im Bereich des Kurzschluß­ stromes festgelegt werden und daß als Zeitbereich des Kurzschlußeintrittes bzw. Kurzschlußendes oder Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmalig abschaltet jene Halbwelle ermittelt wird, während der eine Soll-Ist-Abwei­ chung der Nulldurchgänge zufolge der aufgetretenen Phasen­ verschiebung stattfindet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverlauf zur Eliminierung des Gleichspannungsan­ teiles im Kurzschlußbereich vor der Auswertung gefiltert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der am Ende der den Kurzschlußeintritt bzw. das Kurzschlußende oder den Zeitpunkt zu welchem ein Leistungsschalter erstmals abschaltet, beinhaltenden Halb­ welle liegende Nulldurchgang erfaßt und das Vorzeichen der Tangente in diesem Nulldurchgang invertiert und als Stromrichtungskriterium bestimmt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, 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 Stromverläu­ fen der Meßstellen der Gesamtstrom (I1 bis I2) an den En­ den der Parallelleitung sowie der Strom (I3) in einer un­ gestörten parallelen Leitung bestimmt wird, und daß daraus der auf die Leitungslänge (R3) bezogene Abstand des Feh­ lerorts von der dem Kurzschluß benachbarten Meßstelle (R1) nach den Kirchhoffschen Gesetzen mit R1/R3=(I2+2 _*I3)/(I1+I2) berechnet wird.

16. Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Meßeingänge (4), welche(r) über je eine Ab­ tast- und Halteschaltung (7) und einen gemeinsamen Analog- Multiplexer (8) an den Analogeingang eines A/D-Umsetzers (9) geführt ist bzw. sind, dessen Ausgang mit einem Spei­ cher (10) verbunden ist, wobei die Abtast-Halteschaltungen (7), der Analog-Multiplexer (8), der A/D-Umsetzer (9) und der Speicher (10) über Adreß- und Steuerleitungen mit ei­ nem Steuer- und Rechenblock (11) verbunden sind, und die Meßeingänge (4) gleichzeitig abgetastet werden.