Richtungsbestimmung des neuen Verfahrens

Bei hochohmigen Fehlern (Bild 2) findet die Umladung der Leitungskapazitäten langsamer statt. Da kein Zündimpuls vorhanden ist, werden derartige Erdschlüsse von klassischen, analogen Wischerrelais nicht zuverlässig erkannt.

Bei dem neuen Verfahren der Schutzgerätereihe Siprotec 5 von Siemens wird die richtungsbildende Komponente gegenüber einem auf den Momentanwerten der Nullgrößen basierenden Verfahren stark vergrößert, indem ab Fehlerzündung die Wirkleistung und anschließend die Wirkenergie im Nullsystem über eine begrenzte Dauer berechnet werden (Gleichungen 1 bis 3). Die Bewertung der Wirkenergie resultiert aus dem zunächst gleich- oder gegensinnigen Vorzeichenverlauf der Nullspannung und des Nullstroms. Dabei ist es von entscheidender Bedeutung, den Erdschlusseintrittszeitpunkt präzise zu bestimmen. Die berechnete Wirkenergie wird zur Richtungsbestimmung mit Schwellenwerten verglichen (Bild 3). Das Überschreiten des positiven Schwellenwerts bestimmt den Erdschluss in Rückwärtsrichtung. Das Unterschreiten des negativen Schwellenwerts bestimmt den Erdschluss in Vorwärtsrichtung. Die Bewertung der Energie nach Fehlerzündung ist durch eine Zeit T _max beschränkt, nach der kein Richtungsentscheid mehr getroffen wird. Der Umladevorgang ist dann größtenteils abgeschlossen und der Ausgleichvorgang nach Fehlerlöschung oder der statische Fehler kann das Ergebnis negativ beeinflussen. Bild 3 zeigt, dass der Rückwärtsschwellenwert kleiner ist als der Vorwärtsschwellenwert. Dies ist plausibel, da sich im fehlerbehafteten Abzweig (Richtung vorwärts) die Ladeschwingungen aus allen Abzweigen summieren und sich somit ein größerer Energiewert ergibt als in den einzelnen fehlerfreien Abzweigen (Richtung rückwärts).