Wie aus der Literatur bekannt, führen mittel-bis niederohmige Erdfehler im sternpunkt- kompensierten Netz zu einem starken Anstieg der Amplitude des netzfrequenten Anteiles der Sternpunkt-Verlagerungsspannung. Diese Tatsache wird üblicherweise dazu benützt, das Vorhandensein von Erdfehlern zu erkennen. Bei höher-bis hochohmigen Erdfehlern, im Bereich von einigen zehn Kiloohm aufwärts, wie sie zum Beispiel durch das Berühren einer Phasenleitung mit dem Ast eines Baumes entstehen können, liegen die Fehlerströme größenmäßig im Bereich der Unsymmetrieströme des Netzes. Dies kann dazu führen, dass die Amplitude des netzfrequenten Anteiles der Sternpunkt-Verlagerungsspannung beim Eintritt von derartig hochohmigen Erdfehlern sogar sinkt, anstatt, wie dies bei nieder- ohmigeren Erdfehlern der Fall ist, anzusteigen. Zusätzlich ist auch festzustellen, dass übliche Fehlererkennungseinrichtungen in sternpunktkompensierten Netzen, wie z. B. ein Schutz- relais, aufgrund der Kleinheit der Messsignale bei hochohmigen Erdfehlern erfahrungs- gemäß unsicher funktionieren, sodass in solchen Situationen auf diesem Wege keine zuverlässige Information über das Vorliegen eines Erdfehlers im Netz abgeleitet werden kann.

Ferner ist zu bedenken, dass der netzfrequente Anteil der Sternpunkt-Verlagerungs- spannung allein schon wegen der schwankenden Unsymmetrieströme ebenfalls zeitlichen Änderungen unterliegt. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass sich die ohmschen Ableitungen des Netzes aufgrund von klimatischen Veränderungen ebenfalls stark ändern können.

Also bedarf es neuer Methoden zur Erkennung der Fehlerhaftigkeit des sternpunkt- kompensierten Netzes speziell im Zusammenhang mit hochohmigen Erdfehlern.

Aus der WO 02/15355 ist beispielsweise ein Verfahren zur Ortung von hochohmigen Erd- fehlern offenbart, wobei ein Signal mit Netzkreisfrequenz in das Nullsystem des Netzes derart eingespeist wird, dass die Sternpunkt-Verlagerungsspannung kompensiert wird. Das Erkennen eines Erdfehlers erfolgt dann direkt anhand des Betrages des eingespeisten Hilfs- signals bei Netzkreisfrequenz. Bei diesem Verfahren wird ein weiteres Hilfssignal ungleich der Netzkreisfrequenz eingespeist, wobei dieses Signal lediglich zur Abstimmung der Löschspule verwendet wird. Sowohl die Ortung von Erdfehlern, als auch das Abstimmen der Löschspule erfolgt bei diesem Verfahren bei kompensierter Sternpunkt-Verlagerungs- spannung. Zur Erkennung eines Erdfehlers ist also in der WO 02/15355 also notwendig, zumindest ein Hilfssignal nach Betrag und Phase zu regeln, um die Sternpunkt- Verlagerungsspannung zu kompensieren, da nur dann ein zuverlässiges Orten von Erdfehlern mit diesem Verfahren möglich ist. Eine solche Regelung ist jedoch in der Praxis aufwendig.

Die gegenständliche Erfindung stellt sich daher die Aufgabe ein einfach umsetzbares Verfahren zur Bestimmung von Parametern eines elektrischen Netzes bzw. von Leitungsabschnitten oder Leitungsabzweigen anzugeben, mittels denen in weiterer Folge eine zuverlässige Erkennung und Ortung von, im speziellen hochohmigen, Erdfehlern, Schalthandlungen bzw. eine Abstimmung einer Löschspule ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein Parameter aus dem Nullstrom io und der Verlagerungsspannung UZle bezüglich der gewählten Einspeise- kreisfrequenz co, ermittelt wird.

Die Parameter, speziell jene des Nullsystems des betrachteten Leitungsabschnittes, können damit auf sehr einfachem Wege ermittelt werden, wobei an den Betrag und den Phasen- bezug des Einspeisesignals im Wesentlichen keinerlei Anforderungen gestellt werden.

Als weiterer wichtiger Parameter eines elektrischen Netzes oder eines Leitungsabschnittes wird vorteilhafter Weise der sogenannte Unsymmetriestrom iv bezüglich der Netzkreis- frequenz N ermittelt, der in Folge für weitere Auswertungen herangezogen werden kann.

Diese Parameter werden günstiger Weise zumindest für eine Anzahl der (n) Leitungs- abschnitte bzw. Leitungsabzweige eines elektrischen Netzes und/oder für das Gesamtnetz ermittelt. Die Ermittlung der Parameter des Nullsystems für das Gesamtnetz erfolgt dabei entweder über Aufsummieren der einzelnen Abzweigparameter oder alternativ durch Berechnung anhand des Summennullstromes.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, wichtige Parameter des elektrischen Versorgungsnetzes auf sehr einfache Art und Weise zu ermitteln, die dann für weitere

Auswertungen herangezogen oder zur Ermittlung weiterer wichtiger Kenngrößen des Netzes, wie des Wattreststromes oder des Spulenresonanzstromes, verwendet werden.

Besonders vorteilhaft werden die ermittelten Parameter zur Ortung von Erdfehlern herange- zogen, wobei ein Erdfehler dann erkannt und gegebenenfalls angezeigt wird, wenn der Realteil bzw. die Realteiländerung der Nulladmittanz Y für eine vorgegebene Zeitspanne eine vorgegebene Fehlerschwelle überschreitet. Ein Erdfehler kann also anhand der sehr einfach ermittelten Parameter des Netzes erkannt werden, wodurch die Erdfehlererkennung ausgesprochen einfach und trotzdem zuverlässig vorgenommen werden kann.

Darüber hinaus kann auch eine Schalthandlung im Gesamtnetz oder innerhalb eines Leitungsabschnittes bzw. -abzweiges sehr einfach anhand der ermittelten Parameter erkannt und gegebenenfalls angezeigt werden, indem der Imaginärteil bzw. die Imaginärteil- änderung der Nulladmittanz Y mit einer Fehlerschwelle verglichen wird. Damit wird ausgeschlossen, dass eine Schalthandlung irrtümlich als Erdfehler angezeigt wird.

Ein einfach umsetzbares Verfahren erhält man, wenn man im Falle eines Erdfehlers die unmittelbar vor Eintritt des Erdfehlers ermittelten Parameter des Nullsystemes des betrachteten Leitungsstückes zur Auswertung des Fehlerzustandes heranzieht. Damit gelingt es auch, die fehlerhafte Phase einfach zu detektieren.

Zur Umsetzung des Verfahrens wird vorteilhafter Weise ein nichtnetzfrequenter Spektral- anteil der Fourier-Transformierten des Nullstromes io des betrachteten Leitungsabschnittes bzw. -abzweiges bzw. vom Summennullstrom ios und der entsprechende nichtnetzfrequente Spektralanteil der Fourier-Transformierten der Verlagerungsspannung U"e bestimmt und der Berechnung zugeführt. Vielfach werden diese Signale in bestehenden elektrischen Anlagen bereits gemessen, sodass diese Messwerte direkt zur Auswertung herangezogen werden können.

Um die weitere Verarbeitung zu vereinfachen, werden die Momentanwerte des Nullstromes io des Leitungsabschnittes bzw. -abzweiges bzw. des Summennullstrom ios und der Verlagerungsspannung Une zu zeitlich äquidistanten Zeitpunkten abgetastet und in digitaler Form in einem digitalen Speicher abgelegt. Damit kann die Auswertung, beispielsweise durch numerische Verfahren, in digitaler Form, z. B. auf einem Computer erfolgen, was die Flexibilität dieses Verfahren erheblich erhöht.

Günstiger Weise werden für jede Messgröße zu zeitlich äquidistanten Zeitpunkten eine Folge mit vorgegebener Anzahl N von aufeinanderfolgenden Momentanwerten dieser Messgröße

mit einem Analog-Digitalwandler gemessen und digitalisiert, dann abgespeichert und die Auswertung anhand dieser Messwertfolgen durchgeführt. Die eigentliche Auswertung der Messwerte erfolgt vorteilhaft mit der Fast (FFT) oder der diskreten (DFT) Fourier Transformation.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Erläuterungen unter Bezugnahme auf die be- gleitenden beispielhaften und schematischen Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 näher be- schrieben. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 das elektrische Ersatzschaltbild des Nullsystems eines Abzweiges eines sternpunktkompensierten Netzes mit induktiver Sternpunkterdung und Fig. 2 eine beispielhafte Anordnung zur Bestimmung der Parameter des Netzes.

In Fig. 1 ist das bekannte elektrische Ersatzschaltbild eines Leitungsabschnittes eines elektrischen Versorgungsnetzes 1 dargestellt. Zwischen dem Transformatorsternpunkt 4 und dem Erdungspunkt 5 befindet sich beispielhaft eine Löschspule 3, die durch einen ohmschen Leitwert gL und einer Induktivität L beschrieben wird. Wird das Netz widerstandsgeerdet betrieben, so wird der Erdungswiderstand durch den Leitwert g repräsentiert, während die Induktivität L entfällt. Die Streuinduktivitäten sowie die ohmschen Widerstände der Sekundärwicklung des Speisetransformators werden durch die für alle drei Phasen als gleich groß angenommenen Längsimpedanzen ZLT repräsentiert. In das Netz, hier bestehend aus nur einem Leitungsabschnitt, werden die Phasenspannungen Ul, U2 und U3 eingespeist und es fließen die Phasenströme il, i2 und i3. Zwischen den drei Phasen und der Erde liegen die Phasen-Erdspannungen UIE, U2E und U3E an.

Ein Leitungsabschnitt wird, wie für den betrachteten Frequenzbereich von <100Hz zulässig, durch Leitungslängsimpedanzen ZLL, bestehend aus einem ohmschen und einem induktiven Term, und Leitungsableitadmittanzen YAI, YA2 und YA3, bestehend aus einer ohmschen und einer kapazitiven Komponente, beschrieben. Über die Leitungsableit- admittanzen Y und fließen die Ableitströme iAI, iA2 und iA3. Die Ableitströme iAI, iA2 und iA3 fließen als Nullstrom io dieses Leitungsabschnittes über die Löschspule 3 zum Transformatorsternpunkt 4 zurück. Am Erdungspunkt der Löschspule 3 vereinigen sich die Nullströme io aller vorhandenen Leitungsabschnitte 2 zur Summe der Nullströme ios.

Verbraucherseitig, repräsentiert durch Verbraucherimpedanzen Zy, fließen die Verbraucherströme iz"iZ2 und fiv3.

Dieses Ersatzschaltbild wird zur Herleitung von für das erfindungsgemäße Verfahren wichtigen Beziehungen verwendet.

Zu den folgenden Erläuterungen sei vorab angemerkt, dass sich die nachfolgenden Formeln, wenn nicht anders angemerkt, auf die Laplacetransformierten der jeweiligen elektrischen Größen beziehen, die vorkommenden elektrischen Größen zwecks Vereinfachung der Schreibweise jedoch nicht explizit als Funktion der komplexen Frequenzvariablen s ge- schrieben werden, also wird beispielsweise Ut, e (S) mit Un, bezeichnet.

Wie aus dem elektrischen Ersatzschaltbild gemäß Fig. 1 entnommen werden kann, ergibt sich der Nullstrom io, also die arithmetische Summe der einzelnen Phasenströme, eines beliebigen (n) -ten Leitungsabzweiges bzw. -abschnittes 2 als sehr gute Näherung aus der Beziehung io = Une#Y+iv+if, mit der Nulladmittanz, bzw. gleichwertig auch als Erdadmittanz bezeichnet, 'Al + YA2 + YA3) und dem Unsymmetriestrom, bzw. Verlagerungsstrom, iv =(U1##YA1+U2##YA2 + U3##YA3), wobei die RAYAI die Unsymmetrie der Nulladmittanzen beschreiben, und dem im Fehlerfall vorhandenen Fehlerstrom if.

Der Term Y repräsentiert die Phasensumme der Ableitadmittanzen Y = (YAI + YA2 + YA3) der drei Phasen, wobei sich die einzelnen Ableitadmittanzen aus einem resistiven g und einem kapazitiven Term C zusammensetzen, für den (n) -ten Leitungsabschnitt wird die Null- admittanz Y mit Y (n) bezeichnet.

Betrachtet man die obigen Beziehungen für den Unsymmetriestrom iv spektral, also so kann z. B. aufgrund einer Fourierreihenzerlegung der Phasenspannungen direkt daraus gefolgt werden, dass der Spektralanteil des Unsymmetriestromes iv (ja) für Kreis- frequenzen ungleich der Netzkreisfrequenz coN und deren ganzzahlig ungeradzahligen Vielfachen Null sein muss, also unberücksichtigt bleiben kann.

Weiters erkennt man, dass der Unsymmetriestrom iv unabhängig vom Nullsystem und somit von der Verlagerungsspannung Une ist.

Wird nun ein Signal mit eine Kreisfrequenz æi ungleich der Netzkreisfrequenz CON sowie deren ganzzahlig ungeradzahligen Vielfachen in den Netzsternpunkt bzw. in das Nullsystem eingespeist, wobei Einspeisen in das Nullsystem bedeutet, dass eine Größe, wie die

Verlagerungsspannung, bezüglich Erde verändert wird, z. B. in Form eines Stromes über die Hilfswicklung der Erdschluss-Löschspule 3, kann bezüglich des (n) -ten Leitungsabschnittes oder Leitungsabzweiges 2 aus diesen Überlegungen direkt gefolgt werden: <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> i0(n,j#i)=Une(j#i)#Y(n,j#i)+if(j#i)<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Y(n,j#i)=g(n)+j#iC(n).

Die Abzweignulladmittanz Y(n,j#i) des (n) -ten Leitungsabschnittes oder Leitungsabzweiges setzt sich aus der Phasensumme der Leitwerte der ohmschen Ableitungen g (n), also einen resistiven Anteil, und der Phasensumme der Ableitkapazitäten C (n), also einem kapazitiven Anteil, zusammen. Ist der (n) -te Leitungsabschnitt oder Leitungsabzweig nun fehlerfrei, so reduziert sich diese Gleichung auf i0(n,j#i)=Une(j#i)#Y(n,j#i), woraus sich die Abzweigparameter g (n) und C (n) wie folgt berechnen lassen wobei Re und Im für den Realteil und den Imaginärteil stehen. Damit können bei Kenntnis des Nullstromes io des Leitungsabschnittes 2 und der Verlagerungsspannung Une bei der Injektionskreisfrequenz ag, beispielsweise bei Kenntnis von deren Spektralanteile, die Abzweignulladmittanz Y (n, ja9), bzw. die Abzweigparameter g(n) und C(n), sehr einfach ermittelt werden. Für einen fehlerbehafteten Abschnitt folgt dann aus dem Obigen konsequenterweise Re [Y (n, jaJf)] = g (n) + gf Damit kann aber ein fehlerhafter Leitungsabschnitt oder Leitungsabzweig 2 sehr einfach ermittelt werden. Springt nämlich dieser Realteil plötzlich über eine vorwählbare Schwelle oder überschreitet die Differenz vom aktuellen Realteil und dem Wert vergangener Realteile eine andere vorwählbare Schwelle, während der Imaginärteil weitestgehend konstant bleibt,

so ist der Leitungsabschnitt bzw. Leitungsabzweig 2 fehlerhaft. Ändert sich hingegen plötzlich der Imaginärteil der Ableitadmittanz, also überschreitet z. B. der Absolutbetrag der Differenz vom aktuellen Imaginärteil und von vergangener Imaginärteile der Abschnitts- nulladmittanz Y (n, jco,) eine gewisse vorwählbare Schwelle für eine vordefinierte Zeit, während der Realteil weitgehend konstant bleibt, so hat im überwachten Leitungsabschnitt bzw.-abzweig eine Zu-oder Abschaltung von einem oder mehreren Leitungsteilen stattgefunden.

Ein dritter wichtiger Abzweigparameter eines Leitungsabzweiges bzw. -abschnittes eines elektrischen Netzes ist der Unsymmetriestrom iv, der wie oben gezeigt nur aus Spektral- anteilen bezüglichen der Netzkreisfrequenz co, sowie deren Oberwellen besteht, und der nun mittels der beiden Abzweigparameter g(n) und C(n) einfach aus der Beziehung iv(n,j#N)=i0(n,j#N)-Une(j#N)#Y(n,j#N) mit Y(n,j#N)=g(n)+j#NC(n) ermittelt werden kann. Die Verlagerungsspannung Une und der Nullstrom io des (n)-ten Leitungsabschnittes bzw. -abzweiges, könnten z. B. durch Messung gewonnen werden. Die Spektralanteile der Verlagerungsspannung Une und des Nullstromes io bezüglich der Netzkreisfrequenz coN des (n) -ten Leitungsabschnittes bzw. -abzweiges sind beispielsweise durch Anwendung einer Fouriertransformation, einer Fast- (FFT) oder diskreten Fourier- transformation (DFT), der Messwerte oder durch frequenzselektive Vorfilterung und nachfolgende Berechnung von Betrag und Phase der jeweiligen Messgröße oder durch andere gleichwertige Methoden im Zeit-oder Frequenzbereich ermittelbar.

Für das Gesamtnetz 1, also der Summe aller (n) Leitungsabschnitte bzw. Leitungsabzweige 2, erhält man natürlich äquivalente Beziehungen, da sich der über die Löschspule 3 rück- fließende Nullstrom ions, der z. B. an der Hauptwicklung der Löschspule 3 gemessen werden kann, als Summe der Nullströme io der einzelnen (n) Leitungsabschnitte bzw. Leitungs- abzweige 2 ergibt, also die obigen Gleichungen für das Gesamtnetz 1 in der Form <BR> <BR> <BR> i0S(j##i)=Une(j#i)#YS(j#i)#+if(j#i)#,<BR> <BR> ivS(j#N)=i0S(j#N)-Une(j#N)#YS(j#N) mit

Ys j#N)=gS+j#NCS darstellbar ist. Dabei entspricht gs der Summe der ohmschen Ableitungen und Cs der Summe der Phasenerdkapazitäten, bzw. Phasenableitkapazitäten, über alle Leitungs- abschnitte bzw. Leitungsabzweige des Gesamtnetzes 1 und ivS(j#N) dem netzfrequenten Anteil des Verlagerungsstromes vom Gesamtnetz 1.

Daraus folgt aber auch weiters, dass die Parameter gs, Cs und ivS(j#N) des Gesamtnetzes 1 entweder durch Aufsummieren der einzelnen Abzweigparameterg (n), C (n) und iV (nv jaN) oder durch Berechnung, wie oben gezeigt, erfolgen kann.

Die Auswertung zur Bestimmung eines Erdfehlers 6 im Gesamtnetz 1 erfolgt selbstver- ständlich ebenfalls analog wie oben beschrieben, also durch Auswertung der Real-und Imaginärteile der Summennuliadmittanz Ys (jcoi).

Eine geeignete Methode zu Bestimmung der Abzweigparameter g (n), C (n) und iv(n,j#N) bzw. der Parameter gs, Cs und ivS(j#N) des Gesamtnetzes 1 wird nun mit Hilfe der Fig. 2 näher beschrieben, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass diese Methode lediglich beispielhaft angeführt wird, da es, wie weiter unten angemerkt, eine Vielzahl von möglichen Verfahren zur Bestimmung dieser Parameter gibt.

Die Terme i0(n,j#i) bzw. ios (jiui) und U", Üzui) können beispielsweise durch Signala- tastung eines Nullstrommeßsignals mit einer geeigneten Strommesseinheit 7 und eines Sternpunkt-Verlagerungsspannungsmesssignals mit einer geeigneten Spannungsmess- einheit 8 mit einer geeigneten Abtastfrequenz, die vorteilhaft einem ganzzahligen Vielfachen der Injektionskreisfrequenz #i entspricht, mit nachfolgender A/D Wandlung in einem geeigneten A/D-Wandler 9 und der Durchführung einer FFT (Fast Fourier Transformation) oder DFT (Diskreten Fourier Transformation) in einer Auswerteeinheit 10, z. B. ein Computer mit entsprechender Softwareausstattung, ermittelt werden. Die Abtastfrequenz ist dabei natürlich so zu wählen, daß die Kreisfrequenz #i des Injektionssignales im diskreten Spektrum der FFT oder DFT auch enthalten ist.

Die Terme i0(n,j#i) bzw. i0S(j#i) und Une(j#i) entsprechen dann den Spektralwerten der jeweiligen Fouriertransformierten bezüglich der Kreisfrequenz tu,. Natürlich können bei der FFT oder DFT Berechnung auch in bekannter Weise geeignete Fensterfunktionen verwendet werden. Vor der Durchführung der FFT oder DFT werden die beiden Folgen von den zu zeitlich äquidistanten Zeitpunkten ermittelten, Binärwerten der beiden Messgrößen für eine gewisse, vorgegebene Anzahl N jeweils sequentiell, z. B. in einem elektronischen

Speicher 11, hinterlegt. Dabei sollte man der Einfachheit halber beachten, dass die zum gleichen Zeitpunkt ermittelten Messwerte der beiden Messgrößen auch mit dem gleichen Speicherindex versehen werden, also der (k) -te Messwerteintrag des ersten Messwertspeichers zum gleichen Zeitpunkt gemessen wurde wie der (k) -te Messwerteintrag des zweiten Messwertspeichers.

Nach Beendigung eines Messzyklus, also nachdem genau N Messungen der beiden Größen erfolgt und in den zugehörigen Messwertspeichern 11 hinterlegt worden sind, werden beispielsweise mit der Fast Fourier Transformation (FFT) oder der diskreten Fouriertrans- formation (DFT) die diskreten Spektralanteile bezüglich Netzkreisfrequenz aN und Einspeisekreisfrequenz zu, von den beiden, dem Abschnittnullstrom io und der Verlagerungsspannung Un zugeordneten, Messgrößen über den Messzyklus berechnet und daraus nach obigen Methoden die drei, diesem Messzyklus zugeordneten, Abzweigparameter des betrachteten (n) -ten Leitungsabschnittes bzw. Leitungsabzweiges 2 bzw. Parameter des Gesamtnetzes 1 bestimmt.

Da die Spektralanteile des Nullstromes des (n) -ten Leitungsabschnittes (H, ys) und der Verlagerungsspannung U"e (j22JN) bezüglich Netzkreisfrequenz AN bei der Durchführung der FFT oder DFT mitbestimmt werden, können die netzfrequenten Spektralanteile des Unsymmetriestromes iv (n, j27N) des betrachteten (n) -ten Leitungsabschnittes bzw.- abzweiges 2 ebenfalls direkt ermittelt werden.

Damit ist es nun möglich, die Fehlerfreiheit eines Netzes 1 bzw. eines Leitungsabschnittes 2 mit der weiter oben vorgestellten Auswertemethode zu überwachen und im Falle eines Erdfehlers 6 diesen an einer geeigneten Anzeigeeinrichtung 12 anzuzeigen. Dabei könnten auch gewisse Toleranzfenster eingeführt werden, sodass z. B. ein Erdfehler 6 nur dann angezeigt wird, wenn die entsprechende Fehlerbedingung für eine Anzahl von hinterein- anderfolgender Messzyklen überschritten wird.

In der Anordnung nach Fig. 2 ist in jedem der n Leitungsabschnitte 2 eine Auswerteeinheit 10 mit Speicher 11 und Anzeigeeinrichtung 12 angeordnet, d. h. dass die Auswertung für jeden Leitungsabzweig 2 eigenständig durchgeführt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich die Auswertung zentral durchzuführen. Dabei würden die Messwerte der Abschnittnullströme io sowie der Verlagerungsspannung Une entweder in digitaler oder analoger Form zu einer zentralen Auswertung übertragen und dort entsprechend analysiert.

Ein eventuell vorhandener Erdfehler 6 könnte dann an einer zentralen Stelle, z. B. einer Steuerzentrale, angezeigt werden. Natürlich ist auch eine beliebige Kombination einer verteilten und einer zentralen Auswertung möglich.

Der Austausch der digitalen oder analogen Messwerte zur Auswertung des Fehlerzustandes

des Netzes 1 erfolgt, wie in Fig. 2 angedeutet, z. B. über eine Verbindung, wie z. B. eine Datenleitung, zwischen den jeweiligen Auswerteeinheiten. Wobei selbstverständliche jede beliebige Möglichkeit zum Datenaustausch, insbesondere auch kontaktlose Methoden, denkbar sind.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens werden an die Amplitude des Einspeisesignales keine besonderen Anforderungen gestellt. Sie sollte jedoch einerseits eine zuverlässige numerische Auswertung ermöglichen, also statistisch gesehen deutlich über der "Rauschgrenze"liegen, und andererseits die vom Netzbetreiber vorgegebenen Maximal- werte bezüglich zulässiger Injektionsstromamplituden und daraus resultierender Verlagerungsspannungen Une nicht überschreiten.

Die Einspeisung eines oder mehrerer Signale ungleich der Netzkreisfrequenz TN oder deren ganzzahlig ungeradzahliger Vielfacher ins Nullsystem des Netzes 1 kann kontinuierlich, mit zeitlich schwankender Amplitude oder bei Bedarf fallweise zu periodischen oder willkürlichen Zeitpunkten und mit beliebiger Einspeisedauer erfolgen.

Die Abtastfrequenz wird vorteilhafter Weise so gewählt, dass sie einem ganzzahligen Viel- fachen der Netzkreisfrequenz AN entspricht und die Länge N des Messzyklus wird vorteilhafter Weise derart gewählt, dass unter Berücksichtigung der Abtastfrequenz die resultierende Messzyklusdauer sowohl bezüglich der Netzkreisfrequenz AN als auch bezüglich der Kreisfrequenz si des Einspeisesignales einer jeweils ganzzahligen Anzahl von Periodendauern dieser beiden Signale entspricht. Der Start von Messwertzyklen kann dabei zu periodischen, aperiodischen oder zu beliebigen Zeitpunkten je nach Bedarf erfolgen, wird zur Festlegung von Phasenbeziehungen aber vorteilhafter Weise mit einem, aus einer oder mehreren Phasenspannungen gebildeten, Netzreferenzsignal synchronisiert.

Die zugrundeliegende Gleichung, stellt einen Zusammenhang zwischen den Laplacetrans- formierten der physikalischen Größen Nullstrom io und Verlagerungsspannung Une her. Die Rücktransformation der Gleichung in den Zeitbereich liefert bekannter Weise eine lineare Differentialgleichung, die natürlich mit hinlänglich bekannten geeigneten mathematischen Verfahren, wie z. B. analytischen oder numerische Methoden, genauso gelöst werden könnte, wobei dann die gesuchten Abzweigparameterg (n) und C (n) als Koeffizienten dieser Differentialgleichung auftreten.

Ferner ist auch die Anwendung der sogenannten Bilineartransformation, eines beliebigen geeigneten Verfahrens im Zeitbereich oder eine z-Transformation denkbar, die eine Lösung dieses mathematischen Problemes in äquivalenter Weise ermöglicht. Durch Anwendung von Methoden im Zeitbereich könnten die gesuchten Leitungsparameter z. B. als Ergebnis eines

Parameterschätzverfahrens durch Schätzen der Koeffizienten einer, den Leitungsabschnitt beschreibenden, linearen Differentialgleichung oder deren äquivalenter Differenzengleichung bestimmt werden.

Außerdem wäre es natürlich auch möglich, dass die der Einspeisesignalkreisfrequenz zu ! zugehörigen Spektralanteile von Nullstrom io und Verlagerungsspannung Ulle auch durch den Einsatz frequenzselektiver Filter, z. B. auf messtechnischem Wege, gewonnen und nach- folgend entsprechend weiterverarbeitet werden.

Man erkennt daraus insbesondere, dass letztlich eine Vielzahl von Methoden in äquivalenter Weise zur Bestimmung derAbzweigparameterg (n) und C (n) angewandt werden können, die jedoch nicht allesamt im Detail in dieser Anmeldung genannt werden können, aber selbstverständlich durch die gegenständliche Erfindung mitumfasst werden.

Neben der Bestimmung der Fehlerfreiheit bzw. Fehlerhaftigkeit des Gesamtnetzes 1 kann auch der fehlerhafte Leitungsabschnitt oder-abzweig lokalisiert werden, wie im folgenden beschrieben.

Während des fehlerfreien Netzzustandes werden kontinuierlich oder bei Bedarf die netz- frequenten Anteile des Verlagerungsstromes iV (nS jaN) des (n) -ten Leitungsabschnittes, sowie die Abzweigparameterg (n) und C (n) ermittelt und, nach einer allfälligen Mittelung oder Filterung mit vorherigen Parametern oder Referenzwerten, z. B. in digitaler Form in einem digitalen Speicher, als Referenzwerte ivREF(n,j#N), gREF(n) und CREF(n) abge- speichert. Tritt nun ein Erdfehler 6 auf, so wird die Aktualisierung des Referenzwerte- speichers unterbrochen, womit die vor dem Fehlereintritt ermittelten Parameter bzw.

Referenzwerte als letztgültige Referenzwerte hinterlegt bleiben. Es kann davon ausge- gangen werden, dass sich die im fehlerfreien Netz ermittelten Parameter bzw. Referenzwerte des betrachteten (n) -ten Leitungsabschnittes 2 nicht kurzfristig ändern, sodass es legitim ist, die tatsächlichen Leitungsabschnittsparameter zumindest für kurze Zeiträume durch die entsprechenden Referenzwerte zu ersetzen, womit die bekannte Gleichung in der Form YREF(n,j#N)=gREF(n)+j#NCREF(n) geschrieben werden kann und der aktuelle Verlagerungsstrom in der Form iv(n,j#N)=ivREF(n,j#N) substituiert wird. Damit erhält man durch Umformen den netzfrequenten Anteil des Fehler- stromes mit

if(n,j#N)=i0(n,j#N)-[Une(j#N)YREF(n,j#N)]-ivREF(n,j#N), wobei die Terme iO (n, ja>ff) und U"" (jco.) den netzfrequenten Spektralanteilen vom aktuellen Leitungsabschnittsnullstrom und der aktuellen Verlagerungsspannung ent- sprechen. Mit diesem Verfahren lassen sich also in direkter Weise die netzfrequenten Anteile des Fehlerstromes bestimmen. Liegt nun beispielsweise der Betrag des in komplexer Form ermittelten Fehlerstromes if (n, jcoN) für eine vorgegebene Zeit über einer vorgegebenen Fehlerstromschwelle, so ist der betrachtete (n) -te Leitungsabschnitt 2 als fehlerhaft auszu- weisen und eine entsprechende Fehlermeldung abzusetzen. Da der Fehlerstrom if (n, j@ff) gleichphasig zur Phasen-Erdspannung der fehlerbehafteten Phase ist, kann bei Kenntnis der Phasenbeziehungen der drei Phasen-Erdspannungen bezüglich des Netzreferenz- signales durch Phasenvergleich der Phasenwinkel des Fehlerstromes if (n, jbiJN) mit den Phasenwinkeln der drei Phasen-Erdspannungen, z. B. in einer Auswerteeinheit 10, die fehlerbehaftete Phase ermittelt und an einer Anzeigeeinrichtung 12 geeignet angezeigt werden. Dabei wird jene Phase als fehlerhaft erklärt, deren Phasenwinkel der zugehörigen Phasen-Erdspannung am besten mit dem Phasenwinkel des Fehlerstromes, jeweils bezogen auf das Netzreferenzsignal, korreliert.

Sinkt nun der Betrag des netzfrequenten Anteiles Fehlerstromes if (n, jco,) unter eine vordefinierte"fehlerfrei"Schwelle und/oder ergibt ein anderes geeignetes Verfahren den Status der Fehlerfreiheit des Netzes, so wird das oben beschriebene Verfahren zur Fehlerortung fortgesetzt, also die aktuellen Leitungsabschnittparameter, eventuell nach einer optionalen Mittelung, als Referenzwerte ivREF(n,j#N), gREF(n) und CREF (n) im Referenzwertespeicher hinterlegt.

Aus der Summenkapazität Cs könnte nun bei induktiver Sternpunkterdung mittels einer Löschspule 3 in bekannter Weise aus der Resonanzbedingung für Netzfrequenz die Induktivität L der sogenannten Löschspule 3 für Resonanz oder für eine beliebige gewünschte Verstimmung der Löschspule 3 bestimmt werden. Ist diese Löschspule 3 in ihrer Induktivität L verstellbar, so könnte deren Induktivität L dann, wenn möglich auch automatisiert, auf den ermittelten Wert eingestellt werden. Erfolgt die Einspeisung des Einspeisesignales kontinuierlich, so könnte die Richtigkeit der Abstimmung der Löschspule 3 auch kontinuierlich überwacht werden, womit eine Änderung des Netzzustandes unmittelbar erkennbar und die Löschspule 3 sofort abstimmbar wäre, sodass die gewünschte Verstimmung bezüglich der Resonanzbedingung wiederhergestellt wäre.

Die ermittelten Netzparamter könnten weiters auch noch direkt zur Ermittlung weiterer Kenn- werte verwendet werden. Multipliziert man z. B. der Summenleitwert gs mit dem Effektivwert der Phasennennspannung des Netzes 1, so entspricht dieses Produkt dem sogenannten Wattreststrom, der ein wichtiger Indikator im Zusammenhang mit dem Löschverhalten des Netzes 1 und der Größe des Fehlerstromes if ist.

Multipliziert man hingegen die Summenerdkapazität C, mit dem Effektivwert der Phasen- nennspannung, also mit der nicht verketteten Nennspannung des Netzes 1, und mit der Netzkreisfrequenz 2EJNX so entspricht dieses Produkt dem sogenannten Spulenresonanzstrom, der für die Abstimmung der Erdschluss-Löschspule 3 auf Resonanz oder auf eine vorwählbare Verstimmung maßgebend ist. Dieser Strom entspricht dem Summenstrom der kapazitiven Ableitungen des gesamten Netzes 1, wenn der Effektivwert der Sternpunkt-Verlagerungsspannung U"e genau dem Effektivwert der Phasennennspannung des Netzes 1 entspricht. Diese Bedingung ist im Falle von sehr niederohmigen Erdfehlern 6 näherungsweise gegeben, woraus geschlossen werden kann, dass die Induktivität L der Erdschluss-Löschspule 3 zwecks Minimierung des Stromes an der Fehlerstelle idealerweise so abzustimmen ist, dass der durch die Erdschluss-Löschspule 3 fließende Strom bei Anliegen der Phasennennspannung ebenfalls diesem Spulenresonanzstrom entspricht.

Auf die Erzeugung und Einspeisung geeigneter Einspeisesignale wird hier nicht im Detail eingegangen. Es wird aber darauf hingewiesen, dass selbstverständlich jedes beliebige Verfahren zur Anwendung kommen kann, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung ähnlich dem wie in der WO 02/15355 offenbart.

In der obigen Beschreibung wird immer von der Einspeisung eines einzigen Signals mit einer Kreisfrequenz er, ungleich der Netzkreisfrequenz SN gesprochen, es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, mehrere solcher Signale in das Nullsystem einzuspeisen und für jede dieser Kreisfrequenzen zri die entsprechenden Parameter, wie oben beschrieben, zu ermitteln. Aus den einzelnen Parametern könnten dann"gemittelte Parameter"ermittelt werden und die Auswertung anhand dieser gemittelten Parameter durchgeführt werden.

Ferner können alle dargelegten Verfahren, insbesondere die der Fehlerortung, auch bei widerstandsgeerdeten Netzen, also bei Netzen, deren Sternpunkt über einen Widerstand mit Erde verbunden ist, sowie bei isolierten Netzen, also bei Netzen mit isoliertem Sternpunkt, angewandt werden. Die Resonanzabstimmung der Löschspule entfällt in diesem Fall natürlich.