DE69839289T2

DE69839289T2 - Signalwellenformüberwachungsanordnung für elektrisches Energieverteilungssystem

Info

Publication number: DE69839289T2
Application number: DE69839289T
Authority: DE
Inventors: Roger William Oakdale Cox
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: EP0863596B1; CA2230735A1; DE69839289D1; US5890097A; EP0863596A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Überwachen elektrischer Leistungssysteme und spezieller auf eine Vorrichtung zum digitalen Erfassen eines Teils von einer Wellenform von einem elektrischen Leistungssystem bzw. Leistungsversorgungssystem ansprechend auf eine Wellenformstörungsauslösebedingung.
HINTERGRUNDINFORMATION
Überwachungseinrichtungen nach dem Stand der Technik für Energiesysteme mit Wechselstrom (alternating current = AC) beinhalten Mikrocomputer zum Berechnen verschiedener elektrischer Parameter wie z. B. RMS Ströme und Spannungen, Spitzenströme und -spannungen, Leistung, Energie, Leistungsfaktor und ähnliches. Eine derartige Überwachungseinrichtung bzw. Monitor ist offenbart in dem U. S. Patent Nr. 5,587,917 . Zusätzlich zum Überwachen der verschiedenen elektrischen Parameter von dem AC System erfasst diese Überwachungseinrichtung digital auch Teile von der Wellenform für eine harmonische Analyse bzw. Oberwellenanalyse. Dies stellt eine sehr hohe Last für den Mikrocomputer in der Überwachungseinrichtung dar. Entsprechend nutzt diese Überwachungseinrichtung eine langsame Abtastrate zum Erfassen der Daten die erforderlich sind zum Durchführen der Überwachungsfunktionen und wird mit einer zweiten höheren Rate zur Wellenformerfassung betrieben ansprechend auf einen manuellen Befehl oder automatisch ansprechend auf Werte von ausgewählten Parametern von den elektrischen Parametern, welche vorbestimmte Schwellen überschreiten.
Eine Überwachungseinrichtung/Analysator für ein elektrisches AC System, offenbart in einer gemeinsam gehörenden U. S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/608,387 eingereicht am 28. Februar 1996, spricht an auf aus gewählte Ereignisse durch Erzeugen von Auslösesignalen bzw. Trigger-Signalen, wenn ausgewählte überwachte elektrische Parameter, einschließlich von neutralem Strom, programmierte Schwellen überschreiten. Die Trigger-Signale initiieren eine gleichzeitige Wellenformerfassung von mehreren Wellenformen in dem Wechselstromsystem. Mehrere Trigger-Signale führen zu einer sequentiellen Wellenformerfassung, so dass falls eine Vielzahl von Auslösungen für das gleiche Ereignis programmiert sind, für das Ereignis erweiterte Wellenformdaten erfasst werden.
Die gemeinsam gehörende U. S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/608,386 eingereicht am 28. Februar 1996, offenbart eine Überwachungseinrichtung für ein elektrisches AC System, welches Online eine Anzeige erzeugt, die die Werte präsentiert, entweder in der Größe oder als ein Prozentsatz von dem Grundwert von 50 Oberwellen von jedwelchen der Ströme und Spannungen in dem System.
Ein Schaltkreisunterbrecher bzw. Trennschalter, der offenbart ist in der gemeinsam gehörenden U. S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/342, 208 eingereicht am 18. November 1994, sieht eine Wellenformerfassung zusätzlich zu Schutzfunktionen vor. Der Mikrocomputer des Trennschalters wird in einem Schutzmodus betrieben zum Vorsehen der Schutzfunktionen und wird in einem Wellenformerfassungsmodus betrieben zum Aufzeichnen der Wellenformdaten.
Es ist auch bekannt, eine Rate bzw. Geschwindigkeit von der Stromänderung di/dt beim Auslösen eines Trennschalters anzuwenden. Dies ist beispielsweise zu sehen in den U. S. Patenten mit den Nummern 3,673,455 und 5,224,006 .
Bekannte Überwachungseinrichtungen für elektrische AC Systeme detektieren Störungen in derartigen Systemen durch Einsetzen von Information, die von mehreren AC Zyklen erlangt wird.
Es gibt deshalb einen Bedarf für eine verbesserte Überwachungseinrichtung für elektrische AC Systeme, welche eine verbesserte Eignung zum Überwachen von Subzyklusstörungen in derartigen Systemen vorsieht.
Die EP 0 713 279 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung, die Schutz und Messung bzw. Mengenzählung in einem elektrischen AC System unter Verwendung einer Multifunktionsabtasttechnik vorsieht. Ein Trennschalter tastet Wellenformen in einer geschützten Schaltung ab durch Aufnehmen von Tastungen bzw. Abtastwerten in Paaren, die um 90 elektrische Grade beabstandet sind. Die Summe von den Quadraten von Tastungen bzw. Abtastwerten in jedem Paar, welche repräsentativ ist, für den RMS Wert von der fundamentalen Frequenz von der Wellenform wird genutzt zum unmittelbaren Schutz durch Vergleichen einer gleitenden Summe von den Quadraten für die zwei aktuellsten Paare von Abtastwerten mit einer Schwelle, die repräsentativ ist für den unmittelbaren Auslösungsaufnahmewert. Diese Summe von den Quadraten von aufeinander folgenden zwei Paaren von Abtastwerten wird auch genutzt für einen Schutz für kurze Verzögerung. Eine Verzögerung zwischen aufeinander folgenden Paaren von Abtastwerten wird variiert zum Erzeugen einer ausgewählten äquivalenten Abtastrate nach einer bestimmten Anzahl von Abtastwerten. Abtastwerte, die bei dieser äquivalenten Abtastrate akkumuliert werden, welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 64 Abtastwerte pro Zyklus ist, werden genutzt für einen Schutz mit langer Verzögerung und für eine Messung.
Im weiteren bezieht sich auf Leistungshalbleitereinrichtungen, die Veröffentlichung von Khargekar et al: „A Novel Scheme for Protection of Power Semiconductor Devices Against Short Circuit Faults", IEEE Transactions an Industrial Electronics, Band 41, Nr. 3, Juni 1994 (1994-06), Seiten 344–351, XP000460090, New York, U. S. Der Schutz dieser Einrichtungen gegen Überlast/Kurzschlusszustände ist von überragender Wichtigkeit. Heutige Schutztopologien, die unterschiedliche Schaltkreise einsetzen, besitzen unveränderbar einen Hauptnachteil im Bezug darauf, dass der Fehlerstrom den eingestellten Wert erreicht, bevor eine Aktion zum Auslösen des Systems initiiert wird. Dies stellt eine ernste Belastung für die Einrichtung dar. Somit muss ein adäquater Sicherheitsabstand bzw. -rand notwendigerweise vorgesehen werden zum Vermeiden exzessiver Einrichtungsstressungen und Sorgfalt muss unternommen werden, um zu sehen, dass die Einrichtung gut innerhalb ihrer sicheren Betriebsbereiche ist. Die vorliegende Veröffentlichung schlägt ein Verfahren vor, wobei die Steigung oder Zunahmerate bzw. -geschwindigkeit von dem Fehlerstrom detektiert wird, und sobald die Steigung die eingestellte Referenz überschreitet, wird eine Aktion initiiert zum Auslösen des Systems deutlich bevor der Fehlerstrom gefährliche Pegel erreicht. Das Verfahren sieht ein schnelles Detektionsmittel für Überlast und Kurzschlussströme vor und kann bequem angepasst werden für den Schutz von Einrichtungen in leistungstransistor-/IGBT-basierten Invertern gegen Kurzschlusslastbedingungen oder Durchschussfehler. Die mögliche Reduktion von dem Stress in den Leistungseinrichtungen ist auch hervorgehoben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Überwachen eines elektrischen Leistungssystems gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Weitere Ausführungsbeispiele von der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein vollständiges Verständnis von der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung von den bevorzugten Ausführungsbeispielen erlangt werden, wenn diese im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen werden, in denen Folgendes dargestellt ist:
1 ist ein schematisches Diagramm, primär in Blockdarstellung von einem Monitor bzw. einer Überwachungseinrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung;
2 ist eine erhobene Ansicht von einer Anzeige auf einem Frontpanel, welche Teil von der Überwachungseinrichtung von 1 ist.
3A–3E sind Flussdiagramme von Software-Routinen, die durch einen digitalen Prozessor implementiert werden, welcher einen Teil von dem Monitor von 1 bildet; und
4 ist eine Kurvendarstellung bzw. ein Plot von einer Wellenform, welche durch den Monitor von 1 überwacht und ausgegeben wird.
BESCHREIBUNG VON DEM BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Bezugnehmend auf 1 wird der Analysator/Monitor bzw. Überwacher 1 von der Erfindung genutzt zum Überwachen und Analysieren eines elektrischen Leistungssystems wie beispielsweise das exemplarische Leistungsverteilungssystem 3. Das Leistungsverteilungssystem 3 besitzt drei Phasenleiter 5A, 5B, 5C, einen neutralen Leiter 5N, der verbunden ist mit einer gemeinsamen elektrischen Leitung von dem Analysator/Monitor 1 und einen Erdleiter 5G. Stromumformer 7A, 7B, 7C, 7N, 7G fühlen Strom ab, der in diesen entsprechenden Leitern fließt, wobei drei Phase-zu-neutral-Spannungen durch Abfühlwiderstände 9A, 9B, 9C abgefühlt werden. Eine Bereichsauswahl-(ranging)-Schaltung 11 konvertiert die abgefühlten Ströme und die abgefühlten Phasenspannungen auf den entsprechenden Bereich zur Konversion durch einen ± 10 V Analog-zu-Digital-(A/D)-Konverter 13 zur Eingabe in einen digitalen Prozessor 15, wie beispielsweise einen Mikrocomputer oder Mikroprozessor. Der A/D Konverter 13 tastet die analogen Signale ab, welche den abgefühlten Strömen und den abgefühlten Spannungen entsprechen und zwar bei Intervallen, die bestimmt werden durch Unterbrechungen bzw. Interrupts, die durch den digitalen Prozessor 15 erzeugt werden. Die Stromumformer 7A, 7B, 7C, 7N, 7G und die Abfühlwiderstände 9A, 9B, 9C fühlen Wellenformen ab (z. B. Wechselstrom-(alternating current = AC)-Wellenformen, die Vielfache AC Zyklen besitzen) in dem Leistungsverteilungssystem 3, welche eine von verschiedenen Leitung-zu-Leitung AC Leistungsspannungen besitzen kann (z. B. 120 V_LL, 208 V_LL, 480 V_LL, 600 V_LL) z. B. werden die Leitung-zu-Neutral-Spannungen zu den Wellenformen auf den Phasenleitern 5A, 5B, 5C durch entsprechende Abfühlwiderstände 9A, 9B, 9C abgefühlt.
In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die Unterbrechungen von dem digitalen Prozessor selektiv mit einer ersten, Abtastrate mit langsamer Geschwindigkeit, oder mit einer zweiten, Abtastrate mit hoher Geschwindigkeit, erzeugt. Unabhängig von der Abtastrate, tastet der A/D Konverter 13 alle fünf Ströme und alle drei abgefühlten Phasenspannungen bei jeder Unterbrechung ab und digitalisiert diese. Die resultierenden digitalen Tastungen bzw. Abtastwerte von den Wellenformen, erzeugt durch den exemplarischen A/D Konverter 13, werden an den digitalen Prozessor 15 eingegeben, obwohl die Erfindung anwendbar ist auf einen oder mehrere A/D Konverter, welche Teil von einem digitalen Prozessor bilden, wie beispielsweise einem Mikrocomputer. Die Erde zu neutral Spannung zwischen den Leitern 5G und 5N wird verstärkt durch eine Eingangsschaltung 12, welche ein Erde zu neutral Spannungssignal V_GN an einen A/D Konverter 16 in dem digitalen Prozessor 15 ausgibt. Der A/D Konverter 16 konvertiert dieses analoge Signal zu entsprechenden digitalen Tastungen bzw. Abtastwerten.
Der digitale Prozessor 15 verwendet die digitalen Tastungen von den A/D Konvertern 13, 16 zum Erzeugen von Werten von zwei Sätzen von elektrischen Parametern. Der erste Satz von Parametern ist bezogen auf die Überwachungsfunktion und beinhaltet gemessene Parameter wie beispielsweise: RMS Ströme und Spannungen, Spitzenströme und Spannungen, minimale Ströme und Spannungen, Leistungsfaktor, Watt, Vars, Volt-Ampere, gesamter Oberwellenverzerrungs-K-Faktor, CBEMA Drossel- bzw. Unterlastfaktor, Änderung bei Spannungen mit Bezug auf Zeit (z. B. dV/dt Werte) und ähnliches. Der durch den digitalen Prozessor 15 berechnete zweite Satz von Parametern weist individuelle Oberwellenkoeffizienten auf. Datensammlung und -verarbeitung, mit Ausnahme der Berechnung der exemplarischen dV/dt Werte werden auf die Art und Weise organisiert, wie sie beschrieben ist in dem U. S. Patent Nr. 5,587,917 welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, so dass eine maximale Anzahl von Parametern kontinuierlich überwacht werden kann, während auch die Eignung für gleichzeitige Berechnung von Oberwelleninhalt vorgesehen ist.
Der digitale Prozessor 15 besitzt eine Eingangs-/Ausgangs-(Input/Output = I/O)-Schaltung 17 durch die ein derartiger Prozessor mit einem Frontpanel bzw. einer Frontplatte 19 verbunden ist. Das Frontpanel 19 dient als eine Schnittstelle mit einem Nutzer. Der Nutzer kann den Betrieb von dem Analysator/Monitor 1 durch das Frontpanel 19 steuern und das elektrische AC Leistungssystem 3 überwachen. Die I/O Schaltung 17 bildet auch eine Schnittstelle für den digitalen Prozessor 15 mit Kontakteingängen durch digitale Eingänge und mit einer externen Einrichtung (nicht gezeigt) durch Relaisausgänge und analoge Ausgänge. Der digitale Prozessor 15 kann auch mit einem fernen Prozessor (nicht gezeigt) durch eine Kommunikationsverbindung 21 kommunizieren. Durch diese Kommunikationsverbindung 21 kann der Analysator/Monitor 1 Information vorsehen an und/oder gesteuert werden durch den fernen Prozessor.
Der digitale Prozessor 15 erzeugt seine Unterbrechungen bzw. Interrupts zum Vorsehen einer langsamen Rate bzw. Geschwindigkeit zum Überwachen und einer schnelleren Rate zur Datenerfassung, um die Last auf einen derartigen Prozessor zu steuern, so dass alle der erforderlichen Funktionen ausgeführt werden können. Das exemplarische Abtastungsschema das durch den digitalen Prozessor 15 genutzt wird, mit Ausnahme der Berechnung von dV/dt Werten, ist das gleiche wie jenes, das beschrieben wird, in dem U. S. Patent Nr. 5,587,917 , auf das oben Bezug genommen worden ist, obwohl die vorliegende Erfindung anwendbar ist auf eine große Vielzahl von Techniken zur Abtastung einer Wellenform und zum Erzeugen eines Wertes, der eine Änderung der Größe mit Bezug auf die Zeit von der Wellenform repräsentiert und zwar von einem Paar von den digitalen Tastungen bzw. Abtastwerten von einem von den AC Zyklen von einer AC Wellenform (z. B. periodische Abtastung von digitalen Tastungen, periodische oder a-periodische Abtastung von digitalen Tastungen zusammen mit entsprechenden Zeitwerten).
Wie bekannt ist, erfordert die Wellenformerfassung synchrones Abtasten mit einer Rate, die wenigstens das Doppelte ist von jenem der höchsten Oberwel le, die zu extrahieren ist. Die Überwachungsfunktionen, andererseits erfordern synchrones Abtasten nicht. Somit wird die Technik, die bekannt ist als äquivalente Abtastung für die Abtastung mit langsamer Geschwindigkeit genutzt, um die effektive Abtastrate zu erhöhen. In der äquivalenten Abtastungstechnik werden die AC Wellenformen eine ausgewählte Anzahl von Malen pro Zyklus abgetastet und zwar mit einer Verzögerung von einem Bruchteil von einem Zyklus, bevor ein anderer Zyklus von Tastungen bzw. Abtastwerten mit der gleichen Abtastrate genommen wird. Somit werden die Abtastzeitpunkte bei jedem Zyklus „etwas gestoßen" („bumped") und zwar um den ausgewählten Bruchteil von einem Zyklus. Die Daten, die über eine Anzahl derartiger „etwas gestoßener" Zyklen gesammelt wurden, werden dann genutzt zum Berechnen verschiedener Parameter.
Äquivalente Abtastung bei langsamer Geschwindigkeit mit selektierbarer Abtastung mit hoher Geschwindigkeit zur Wellenformerfassung wird implementiert durch Abtasten in Rahmen. Jeder Abtastungsrahmen weist eine Anzahl von Wiederholungen von Abtastung auf für eine ausgewählte Anzahl von Zyklen, gefolgt durch eine Verzögerung, die ein Bruchteil von einem Zyklus ist. In dem exemplarischen System, ist die ausgewählte Anzahl von Zyklen Zwei und der Rahmen bildet vier Wiederholungen von Abtastungen von zwei Zyklen, jeweils gefolgt um eine Verzögerung δ. Somit ist der exemplarische Rahmen gleich acht Zyklen plus 4 δ. Die Abtastrate mit langsamer Geschwindigkeit ist 32 Abtastungen pro Zyklus und δ wird gleich 1/128 von einem Zyklus gemacht, so dass der Abtastrahmen gleich zu 8 Zyklen plus 1/32 Zyklus von der fundamentalen Frequenz bzw. Grundfrequenz von den Wellenformen ist. Dies sieht eine äquivalente Abtastrate von 128 Tastungen pro Zyklus vor.
In dem exemplarischen System kann eine Abtastung mit hoher Geschwindigkeit implementiert werden in irgendeiner von den Wiederholungen, obwohl die Erfindung anwendbar ist auf Abtastung mit hoher Geschwindigkeit, die in irgendwelchen zwei aufeinander folgenden Zyklen von dem Abtastrahmen implementiert ist. In dem exemplarischen System kann Abtastung mit hoher Geschwindigkeit, wenn sie gefordert wird, beispielsweise in der vierten Wieder holung innerhalb des Rahmens implementiert werden (d. h. den siebten und achten Zyklen). Irgendeine von den Wiederholungen kann für Abtastung mit hoher Geschwindigkeit genutzt werden, aber es ist immer die gleiche Wiederholung innerhalb des Rahmens. Da die Abtastung mit hoher Geschwindigkeit nur für eine Wiederholung durchgeführt wird, kann die Abtastung synchron sein, eine Vorraussetzung für eine Fourier-Analyse von dem Oberwelleninhalt von den Wellenformen. Mit synchron ist gemeint, dass eine ganzzahlige Anzahl von Tastungen pro Zyklus genommen wird. Da die Verzögerung δ an dem Ende von der Wiederholung kommt, stört sie nicht die synchrone Abtastung, die während einer Wiederholung durchgeführt wird. Die Abtastung mit hoher Geschwindigkeit wird mit einer Rate ausgeführt, die ein ganzzahliges Vielfaches von der Rate mit langsamer Geschwindigkeit ist. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Rate mit hoher Geschwindigkeit 128 Tastungen pro Zyklus, was vier Mal die Rate mit langsamer Geschwindigkeit ist. Dies erlaubt es, dass die Daten mit langsamer Geschwindigkeit von den Daten mit hoher Geschwindigkeit extrahiert werden können, so dass kontinuierliche Daten verfügbar sind, für die Berechnung, die während der Abtastung mit langsamer Geschwindigkeit durchgeführt wird.
Obwohl die ausgewählte Anzahl von Zyklen in jeder Wiederholung in dem ausgewählten Beispiel zwei ist, können andere Anzahlen von Zyklen genutzt werden. Die Anzahl von Zyklen die für jede Wiederholung ausgewählt wird, legt jedoch die maximale Anzahl von Zyklen von Daten mit hoher Geschwindigkeit fest, die während eines Rahmens gesammelt werden können.
Abtastung mit der Rate mit hoher Geschwindigkeit für Wellenformerfassung kann automatisch implementiert werden, ansprechend auf die Bedingungen in dem elektrischen AC Leistungsverteilungssystem 3, wie z. B. eine Überstrombedingung bzw. -zustand, eine Auslösung, ein Zustand mit niedriger Spannung oder ähnliches. Zusätzlich kann Abtastung mit hoher Geschwindigkeit befohlen werden durch das Frontpanel 19 oder von Ferne durch die Kommunikationsverbindung 21. Auch kann die Abtastung mit hoher Geschwindigkeit durch einen Timer bzw. Zeitgeber (nicht gezeigt) initiiert werden.
Abtastung automatisch mit hoher Geschwindigkeit wird durch Trigger bzw. Auslöser implementiert, welche programmierbar sind. In dem exemplarischen Analysator/Monitor 1, gibt es sieben programmierbare Trigger. Wie in 2 gezeigt ist, sind die Trigger programmierbar durch das Frontpanel 19, welches eine exemplarische Anzeige 23 und vier Druckknöpfe bzw. -tasten 25 beinhaltet, welche als Softschalter funktionieren und zwar im Zusammenhang mit assoziierten Schaltfunktionen, die auf der Anzeige 23 erscheinen. Wie gezeigt, ist der linke Taster 25 ein Auswahltaster, wie durch das Symbol SEL (= select bzw. Wahl) in der unteren linken Ecke von der Anzeige, angezeigt ist. In ähnlicher Weise führen die zweiten, dritten und vierten Taster 25 UP (bzw. aufwärts), DOWN (bzw. abwärts) und PGDN (page down bzw. Seite nach unten) Funktionen entsprechend aus. Die Anzeige 23 präsentiert eine Reihe von Menüs. Die UP und DOWN Taster erlauben es dem Nutzer einen Eintrag auf dem Menü hervorzuheben und dann jenen Eintrag durch Drücken des SEL Drucktasters zu wählen. Der PGDN Drucktaster bringt zusätzliche Seiten von dem Menü hervor (z. B. Anzeigen einer Wellenform). Nach einem vollständigen Seitenwechsel nach unten, wird diese Softtaste ein PGUP Drucktaster. In ähnlicher Weise, wird am unteren Ende von einem Menü, diese Softtaste ein TOP Drucktaster.
Der digitale Prozessor 15 lässt Routinen laufen, die die Unterbrechungen für die digitale Abtastung erzeugen, die durch den A/D Konverter 13 implementiert ist. Zwischen der Abtastung lässt der digitale Prozessor 15 andere Routinen ablaufen (z. B. jene die die verschiedenen elektrischen Parameter berechnen, Eingabe/Ausgabefunktionen durchführen). Eine von diesen zusätzlichen Routinen ist die Prüfauslöseroutine 29, die in 3A gezeigt ist. Wenn sie aufgerufen wird, prüft die Prüfauslöseroutine 29 jeden von den sieben Auslösern der Reihe nach. Wie gezeigt ist, wird Trigger-1 bei 31₁ geprüft und zwar durch zuerst Setzen des Datenzeigers auf die Trigger-1 Einstellungen bei 33. Die Art vom Trigger wird dann bestimmt und der assoziierte Parameterwert wird bei 35 erlangt. Falls der Trigger-1 Parameterwert die Trigger- bzw. Auslöseeinstellung übersteigt, wie bei 37 bestimmt ist und dies die erste Implementierung von der Routine ist, bei der dies Auftritt, wie bei 39 bestimmt wird, dann wird ein Trigger-1 ACTIVE FLAG oder Aktiv-Marker und ein Trigger-1 IN PROCESS FLAG bzw. In-Bearbeitung-Marker bei 41 bzw. 43 gesetzt. Falls der Trigger-1 Parameter die Trigger- oder Auslöseeinstellung nicht übersteigt und tatsächlich unterhalb der Rücksetzeinstellung ist, wie bei 45 bestimmt wird, dann wird der active flag bzw. Aktiv-Marker für den Trigger-1 bei 47 gelöscht bzw. zurückgesetzt. Ähnliche Funktionen werden für Trigger-2 bis Trigger-7 bei 31₂ bis 31₇ entsprechend durchgeführt.
Der digitale Prozessor 15 lässt auch periodisch eine Ereignis/Relaisroutine 49 ablaufen, wie in 3B gezeigt ist. Bei 51 prüft die Routine 49 um festzustellen, ob irgendwelche Trigger IN PROCESS Marker (z. B. ein Druckknopf, ein Software-Marker) gesetzt sind. Falls dem so ist, wird die Abtastung mit hoher Geschwindigkeit bei 53 initiiert um ein Ereignis zu erfassen. In dem exemplarischen System werden drei Wiederholungen (sechs AC Zyklen) von digitalen Tastungen von den Wellenformen akkumuliert, bevor das Auslösesignal und eine Wiederholung (zwei AC Zyklen) von digitalen Tastungen nach dem Auslösesignal akkumuliert werden. Das Erfassen eines Ereignisses weist Abtasten mit der hohen Geschwindigkeit und Speichern der aufgezeichneten Tastungen bzw. Abtastwerte auf. Wie erwähnt, wird dies in dem exemplarischen System implementiert, in der vierten Wiederholung von der Zwei-Zyklus-Sequenz in einem Abtastungsrahmen. Die Erfassung wird sequentiell in aufeinander folgenden Rahmen durchgeführt, falls mehr als ein Auslöser IN PROCESS ist. Somit, falls alle von den Auslösern IN PROCESS sind, wird der ausgewählte Teil von jeder von den Wellenformen in sieben aufeinander folgenden Abtastungsrahmen erfasst. Auch kann das gleiche Ereignis in mehrere Auslöser programmiert sein. Beispielsweise, falls ein bestimmtes Ereignis von Interesse ist, kann dieses somit in alle sieben Auslöser programmiert sein und Tastungen bzw. Abtastwerte mit hoher Geschwindigkeit werden in sieben aufeinander folgenden Abtastungsrahmen aufgezeichnet werden. Da jeder Auslöser Abtastung mit hoher Geschwindigkeit initiiert, wird ein FAST_DATA (schnelle Daten) Marker gesetzt und der assoziierte IN PROCESS Marker wird bei 53 zurückgesetzt bzw. gelöscht. Falls ein Relais programmiert ist, um einen Auslöser bei 55 anzuzeigen und jener Auslöser bei 57 aktiv ist, wird das Relais bei 59 aktiviert. Wenn der Auslöser bei 57 nicht länger aktiv ist, wird das Relais bei 61 deaktiviert.
3C ist ein Flussdiagramm für eine Zeitgeber- bzw. Timerunterbrechungsroutine 63, die durch den digitalen Prozessor 15 implementiert ist. Ein wesentlicher Zweck von der Routine 63 ist es den Anfang bzw. die Entstehung einer Störung wie beispielsweise eines Spannungsübergangs oder einer Spannungsspitze, in der AC Wellenform von dem Leistungsverteilungssystem 3 zu detektieren und dann digitale Tastungen von der Wellenform vor und nach der Störung zu erfassen. Die Zeit des Anfangs von der Störung ist vorher nicht bekannt und daher ist es wichtig die Störung schnell zu detektieren und darauf anzusprechen, um relevante Information davon rechtzeitig zu erfassen. Digitale Tastungen vor der Störung werden mit einer ersten oder langsamen Rate bzw. Geschwindigkeit abgetastet, während digitale Tastungen nach der Störung mit einer zweiten Rate, die schneller als die erste Rate ist, abgetastet werden. Die digitalen Tastungen werden in einem gleitenden Rahmen gesammelt, um einen Satz von möglichen Tastungen vor der Störung vorzusehen. Nach dem der Anfang von der Störung durch Vergleichen der Größe von benachbarten digitalen Tastungen detektiert wird, spricht die Routine 63 schnell an durch Sammeln nachfolgender digitaler Tastungen mit der zweiten schnellen Rate.
Jedesmal wenn die Routine 63 bei 65 aufgerufen wird, wird die Analog zu Digital Konvertierung von den abgefühlten Strömen und Spannungen bei 67 initiiert. Falls die Abtastung mit der langsamen Rate durchgeführt wird, wie bei 69, basierend auf einem FAST_DATA Marker bestimmt wurde, wird das Zeitintervall für die nächste langsame Unterbrechung gesetzt und die Zeiger zum Speichern der Daten mit langsamer Geschwindigkeit werden bei 71 gesetzt. Die Ströme und Spannungen von dem vorhergehenden Abtastwert werden dann quadriert und die Leistungsberechnung von dem vorhergehenden Abtastwert wird bei 73 durchgeführt. Die Leistungsberechnung wird dann zu einer Energiesummation bei 75 addiert. Wenn acht Zyklen vollendet worden sind, wie bei 77 bestimmt wird, werden die verarbeiteten Werte für diesen Rahmen bei 79 gespeichert. Dann werden die digitalisierten Ströme und Spannungen, die durch den AD Konvertierer 13 bei dieser Unterbrechung erzeugt worden sind, durch eine Routine 81 gespeichert (wie unten im Zusammenhang mit 3D erörtert wird). Dies sind die Werte die bei 73 bei der nächsten langsamen Unterbrechung genutzt werden, und zwar zum Berechnen der Leistung und RMS Werte. Falls dies ein gerade Abtastwert (interrupt bzw. Unterbrechung) ist, wie bei 83 bestimmt wird, dann wird eine entsprechende Aufgabe mit „langsamen" Daten bei 85 durchgeführt.
Um eine Fourier-Analyse durchzuführen wird eine Hälfte von der Berechnungszeit, die in dem digitalen Prozessor 15 verfügbar ist, zugewiesen um jene Funktion durchzuführen. Diese Berechnungen, welche Werte, die individuellen Oberwellen als einen Prozentsatz von der fundamentalen bzw. Grundlage von den analysierten Wellenformen erzeugen, werden nur während der Abtastung mit langsamer Geschwindigkeit durchgeführt. Alternierende Unterbrechungen, z. B. die ungerade Unterbrechungen, initiieren somit Analog zu Digital Konvertierung und stoßen auch die Berechnungen für die Fourier-Analyse an. Die verbleibenden Aufgaben werden den geraden Unterbrechungen zugewiesen, welche auch Analog zu Digital Konvertierungen initiieren. Da die langsame Abtastrate 32 Abtastungen bzw. Abtastwerte pro Zyklus ist, gibt es sechzehn gerade Unterbrechungen pro Zyklus, an die Aufgaben zugewiesen werden können. Während es acht Zyklen in einem Rahmen gibt, ist es nur für sechs von jenen Zyklen garantiert, dass sie verfügbar sind zum Durchführen von Aufgaben, da die anderen zwei Zyklen verfügbar sein müssen, für Abtastung mit hoher Geschwindigkeit. Deshalb gibt es 16 × 6 = 96 Aufgabenschlitze, die während eines Rahmens immer verfügbar sind. Es gibt 16 × 2 = 32 zusätzliche Aufgabenschlitze, die verfügbar sein werden, falls es keine Abtastung mit hoher Geschwindigkeit während des Rahmens gibt. Aufgaben von geringerer Wichtigkeit oder die weniger häufig aktualisiert werden müssen, werden diesen letzteren Bedingungen unterliegenden Aufgabenschlitzen zugewiesen.
Als ein anderes Beispiel, bei dem Abtastung mit hoher Geschwindigkeit in der dritten Wiederholung (d. h. den fünften und sechsten Zyklen) während eines Rahmens implementiert ist, sind es die Aufgabenschlitze, die der vierten Wiederholung zugewiesen sind, welche während eines Rahmens mit Abtastung mit hoher Geschwindigkeit eliminiert werden. Somit werden die Aufgaben die an gerade Unterbrechungen zugewiesen sind, durch Abtastung mit hoher Geschwindigkeit verzögert, und jene, die normalerweise während der dritten Wiederholung durchgeführt worden wären, werden stattdessen während der vierten Wiederholung durchgeführt. Die durchgeführten Aufgaben beinhalten Berechnung der gesamten Oberwellenverzerrung (total harmonic distortion = THD). Diese Berechnungen werden bei den geraden Unterbrechungen durchgeführt, da sie einfache Berechnungen sind, die nur Daten erfordern, die durch Abtastung mit niedriger Geschwindigkeit erzeugt werden, wobei die Aufgaben, die während irgendeines bestimmten Rahmens ausgeführt werden, Daten verwenden, die von dem vorhergehenden Rahmen gesammelt worden sind.
Falls, andererseits dies eine ungerade Unterbrechung ist, wird eine Oberwellendatensatzberechnung bei 87 ausgeführt. Bei 88, nach entweder 85 oder 87, wird ein ungerade/gerade Marker für die Tastung mit langsamer Geschwindigkeit umgelegt bzw. umgeschaltet (zum Testen bei 83) nachdem die Routine 63 dann bei 89 verlassen wird.
Während Abtastung mit hoher Geschwindigkeit wie bei 69 bestimmt, wird die Zeit für die nächste Unterbrechung mit hoher Geschwindigkeit und die Datenzeiger zum Speichern von Daten mit hoher Geschwindigkeit bei 91 gesetzt. Die Zeiger werden inkrementiert und bei 93 geprüft und bei jeder vierten Unterbrechung mit hoher Geschwindigkeit werden die Daten mit niedriger Geschwindigkeit gespeichert. Bei jeder Unterbrechung mit hoher Geschwindigkeit werden die Daten mit hoher Geschwindigkeit gespeichert und die initiale bzw. anfängliche Verarbeitung „langsamer Daten" wie beispielsweise Quadrieren der Ströme oder der Spannung oder Durchführen von Oberwellenberechnungen wird auf eine ähnliche Art und Weise wie bei 85 durchgeführt. Falls die zwei Zyklen von Daten mit hoher Geschwindigkeit gesammelt worden sind, wie bei 95 bestimmt, wird der FAST_DATA Marker bei 97 zurückgesetzt, so dass das nächste Mal wenn die Timer- bzw. Zeitgeberunterbrechungsroutine 63 aufgerufen wird, Abtastung mit langsamer Geschwindigkeit wieder aufgenommen wird.
Die Zeitgeberunterbrechungsroutine, während Abtastung mit langsamer Geschwindigkeit, sieht 32 digitale Tastungen für jede von den abgetasteten AC Zyklen von den Wellenformen vor. Beispielsweise in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel für ein Leistungsverteilungssystem mit 60 Hz, tritt die exemplarische Zeitgeberunterbrechung mit langsamer Geschwindigkeit 60 × 32 = 1920 Mal pro Sekunde auf, um die digitalen Tastungen mit einem periodischen Zeitintervall zwischen einem benachbarten Paar von den digitalen Tastungen zu versehen. Vorzugsweise, um einen exemplarischen Satz von zwei unterschiedlichen Leitung-zu-Leitung AC Leistungsspannungen (z. B. 120 V_LL und 480–600 V_LL) aufzunehmen, wird die Zeitgeberunterbrechung mit langsamer Geschwindigkeit eingestellt um wenigstens ungefähr 32 digitale Tastungen pro AC Zyklus vorzusehen, obwohl unterschiedliche Zählungen von Tastungen pro AC Zyklus möglich sind. Während Abtastung mit hoher Geschwindigkeit sieht die Zeitgeberunterbrecherroutine 128 digitale Tastungen für jeden von den abgetasteten AC Zyklen von den Wellenformen vor.
3D ist ein Flussdiagramm für die Routine 81 von 3C, welche die durch den A/D Konvertierer 13 erzeugten digitalisierten Ströme und Spannungen liest und speichert und einen Wert erzeugt, der eine Änderung der Größe repräsentiert und zwar mit Bezug auf Zeit von der AC Wellenform von einem Paar von den digitalen Tastungen von einem von den AC Zyklen. Bei 99 werden die digitalisierten Ströme gelesen und gespeichert und dann bei 101 werden die digitalisierten Spannungen gelesen und gespeichert. Falls die digitalisierten Spannungen zu groß sind, dann wird die Ranging- bzw. Bereichsschaltung 11 von 1 geeignet eingestellt. Bei 103 werden die neu gelesenen Spannungen mit den vorher gespeicherten Spannungen verglichen um einen Vergleichswert zu erzeugen, welcher gespeichert wird. Dieser Ver gleichswert, welcher in dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ein dV/dt Wert ist, repräsentiert eine Änderung in der Größe mit Bezug auf die Zeit von einer von den Wellenformen und zwar wie bestimmt von einem benachbarten Paar von den entsprechenden digitalen Tastungen. Vorzugsweise wird die Zeitgeberunterbrecherroutine 63 von 3C periodisch ausgeführt (d. h. zum Vorsehen eines konstanten langsamen oder schnellen dt Werts) und eine Differenz zwischen dem benachbarten Paar von digitalen Tastungen wird bei 103 bestimmt (d. h. zum Vorsehen eines dV Werts).
Eine vorher bestimmte Leitung-zu-Leitung-Spannungseinstellung wird in den Speicher (nicht gezeigt) von dem digitalen Prozessor 15 programmiert und zwar durch das Frontpanel 19 von 1. Falls diese Einstellung (z. B. 120 V_LL) nicht größer als 125 VAC bei 105 ist, dann wird bei 107 falls der Vergleichswert, der bei 103 gespeichert wurde, größer als ein vorherbestimmter Wert DV_DT_LMT1 ist, ein dV/dt Marker gesetzt und ein Hold-Off-Timer bzw. ein Verzögerungszeitgeber (unten in Verbindung mit 3E erörtert) wird gestartet. Auch, wird bei 109, falls der bei 103 gespeicherte Abtastwert bzw. die Tastung und der in der vorhergehenden Tastung von der Routine 81 gespeicherte Abtastwert beide weniger als ein vorherbestimmter Wert L_V_LMT1 sind, ein Niedrigspannungsmarker gesetzt.
Andererseits, falls die vorherbestimmte Leitung-zu-Leitung-Spannungseinstellung (z. B. 480–600 V_LL) größer als 128 VAC bei 105 ist, dann wird bei 111, falls der Vergleichswert der bei 103 gespeichert wurde, größer ist als ein vorherbestimmter Wert DV_DT_LMT2, der dV/dt Marker gesetzt und der Hold-Off-Timer wird gestartet. Auch wird bei 113, falls der bei 103 gespeicherte Abtastwert und der bei der vorhergehenden Ausführung von der Routine 81 gespeicherte Abtastwert, beide kleiner als ein vorherbestimmter Wert L_V_LMT2 sind, dann der Niedrigspannungsmarker gesetzt. Nach entweder 109 oder 113 kehrt die Routine 81 zurück. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die vorherbestimmten Werte wie unten in Tabelle I gezeigt ist, eingestellt. Tabelle I

VORHERBESTIMMTER WERT WERT (V_LL)

DV_DT_LMT1 75

L_V_LMT1 4.5

DV_DT_LMT2 200

L_V_LMT2 8.0
Obwohl zwei exemplarische Leitung-zu-Leitung vorher bestimmte Spannungseinstellungen erörtert werden, ist klar, dass die Erfindung auf eine, drei oder mehrere von derartigen Einstellungen anwendbar ist und/oder rekonfigurierbare Spannungseinstellungen oder -bereiche eingesetzt werden können.
3E ist ein Flussdiagramm von einer Routine 115 zum Einstellen und Löschen bzw. Zurücksetzen von Auslösemarkern für entweder einen excess dV/dt Auslöser (entsprechend zu 107 oder 111 von 3D) oder einem Niedrigspannungsauslöser (entsprechend zu 109 oder 113 von 3D). Die exemplarische Routine 115, welche die excess dV/dt oder Niedrigspannungsauslöser daran hindert mehr als einmal aufzutreten, um einen kontinuierlichen Strom von ausgelösten bzw. angestoßenen Ereignissen zu vermeiden, wird alle zwei Leitungszyklen durch eine Aufgabe mit langsamen Daten der Routine 63 aufgerufen, obwohl die Erfindung anwendbar ist auf Routinen, die mit schnelleren oder langsameren Raten aufgerufen werden. Bei 117, falls der entsprechende Marker (d. h. der dV/dt Marker von 107 oder 111 oder der Niedrigspannungsmarker von 109 oder 113 von 3D) gesetzt wird, dann wird bei 119, während der Hold-Off-Timer weniger als exemplarische zwei Sekunden ist, ein entsprechender (d. h. dV/dt oder Niedrigspannungs-)Störungsauslöser „IN PROCESS" Marker gesetzt. Andererseits, falls der Hold-Off-Timer größer als zwei, aber weniger als exemplarische zehn Sekunden ist, wird der entsprechende Störungsauslöser „IN PROCESS" Marker nicht gesetzt und statt dessen wird ihm erlaubt seine letzte Einstellung oder den Rücksetzzustand zu behalten. Andernfalls, bei 117, falls der entsprechende Marker nicht gesetzt ist, wird bei 121, während der Hold-Off-Timer weniger ist als oder gleich zu zehn Sekunden ist, der entsprechende Störungsauslöser „IN PROCESS" Marker nicht zurückgesetzt und stattdessen wird ihm erlaubt seine letzte Einstellung oder den Rücksetzzustand beizubehalten. Andererseits, falls der Hold-Off-Timer größer als zehn Sekunden ist, wird der entsprechende Störungsauslöser „IN PROCESS" Marker bei 121 zurückgesetzt.
Die dV/dt oder Niedrigspannungsstörungsauslöser „IN PROCESS" Marker werden bei 51 eingesetzt und zwar wie oben in Verbindung mit 3B erörtert. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel werden die excess dV/dt Auslöser und Niedrigspannungsauslöser für eine Störung auf irgendeinem von den Phasenleitern 5A, 5B, 5C von 1 erzeugt. Obwohl vorherbestimmte zwei und zehn Sekunden Zeitperioden eingesetzt werden, können jedwelche geeigneten vorherbestimmten und/oder rekonfigurierbaren Zeitperioden genutzt werden.
4 ist eine Darstellung von einer Wellenform, die digitalisiert, überwacht und ausgegeben wird von dem Analysator/Monitor 1 von 1. Der digitale Prozessor 15 gibt die digitalen Tastungen bzw. Abtastwerte vor und nach dem exemplarischen dV/dt Ereignis 123 auf der Frontpanelanzeige 23 von 2 aus.
Die exemplarische excess dV/dt und Niedrigspannungsauslöser überwachen eine AC Wellenform für aufeinander folgende digitale Tastungen innerhalb eines AC Zykluses und zwar bezüglich von Größen, die zu weit auseinander oder entsprechend zu nahe an Null sind. Auf diese Weise werden exzessive Spannungsübergänge erfasst und zwar zusätzlich zu kurzzeitigen bzw. vorübergehenden Spannungsunterbrechungen. Es ist klar, dass derartige Übergänge oder Unterbrechungen induziert werden können, durch leitungs- oder lastseitige Leistungskreisunterbrechungen (z. B. Leistungsquellenprobleme, Schalten von Leistungsfaktorkorrekturkondensatoren, dem plötzlichen Entfernen von einer Last, schlechten Schaltkreisverbindungen) oder durch externe Ereignisse (z. B. Blitzschlag). Durch Auslösen bezogen auf dV/dt (oder Span nungsunterbrechung) können Ereignisse erfasst werden und zeitlich markiert werden, die andernfalls verfehlt werden würden. Auf diese Weise, können ungewöhnliche Erscheinungen in dem System das den Leistungskreis einsetzt mit den Leistungskreisunterbrechungen korreliert werden.
Obwohl der exemplarische dV/dt Marker oder das Auslösersignal gesetzt wird, wenn es größer als die entsprechende vorherbestimmte Schwelle ist, ist klar, dass andere äquivalente Auslösesignale verglichen werden können, und zwar dass sie größer sind als oder gleich einer vorher bestimmten Schwelle sind, oder das negative Logik eingesetzt werden kann. In ähnlicher Weise, obwohl der exemplarische Niedrigspannungsmarker oder das Auslösesignal gesetzt wird, wenn ein benachbartes Paar von digitalen Tastungen beide weniger als die entsprechende vorherbestimmte Schwelle ist, ist klar, dass ein derartiges Paar von digitalen Tastungen weniger sein kann oder gleich sein kann von einer vorherbestimmten Schwelle oder das negative Logik eingesetzt werden kann.
Obwohl der deutlicheren Offenbarung wegen hierin Bezug genommen worden ist auf die exemplarische Anzeige 23 zum Ausgeben oder Anzeigen von digitalen Tastungen, ist klar, dass derartige Tastungen ausgegeben werden können in analoger Form, gespeichert, ausgedruckt auf einer Papierkopie, computermodifziert oder kombiniert mit anderen Daten. Alle derartige Verarbeitung soll erachtet werden als innerhalb die Ausdrücke „Ausgabe", „Ausgeben", „Anzeigen" oder „Zeigen", wie sie hierin genutzt werden, fallend.
Während spezifische Ausführungsbeispiele von der Erfindung im Detail beschrieben worden sind, ist Fachleuten klar, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen bezüglich jener Details im Lichte der gesamten Lehren von der Offenbarung entwickelt werden könnten. Entsprechend sollen die speziellen offenbarten Anordnungen nur darstellend ausgelegt werden und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden, welcher den vollen Umfang der Ansprüche erhalten soll.

Claims

Vorrichtung (1) zum Überwachen eines elektrischen Leistungssystems mit einer Wechselstromwellenform mit einer Vielzahl von Wechselstromzyklen, wobei die Vorrichtung (1) Folgendes aufweist: Tastmittel (13) zum Tasten der Wechselstromwellenform, abgefühlt durch Abfühlmittel (9A, 9B, 9C), digitale Verarbeitungsmittel (15), die Mittel (63) aufweisen, die mit den Tastmitteln (13) zusammenarbeiten, um eine Vielzahl von digitalen Tastungen (samples) der Wechselstromwellenform vorzusehen, und zwar für jeden von einer Anzahl von Wechselstromzyklen der Wechselstromwellenform, Mittel (101, 103) zur Erzeugung eines Wertes, der eine Änderung in der Größe oder Größenordnung repräsentiert, und zwar bezüglich der Zeit der Wechselstromwellenform, und zwar aus einem Paar von Digitaltastungen von einem der Wechselstromzyklen, Trigger- oder Auslösemittel (107, 109, 111, 113) zur Erzeugung von mindestens einem Trigger- oder Auslösesignal, welches eine Funktion des erwähnten Wertes und einer vorbestimmten Schwelle ist, und Einfangmittel (49) zum Einfangen der Digitaltastungen der Wechselstromwellenform, ansprechend auf das Trigger- oder Auslösesignal, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggermittel (107, 109, 111, 113) Mittel (107, 111) aufweisen, und zwar zur Erzeugung eines ersten Triggersignals dann, wenn der Wert ungefähr größer ist als eine erste vorbestimmte Schwelle und Mittel (109, 113) zur Erzeugung eines zweiten Triggersignals dann, wenn sowohl das Paar der Digitaltastungen kleiner ist als eine zweite vorbestimmte Schwelle.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die digitalen Verarbeitungsmittel (15) Mittel (105) aufweisen zum Auswählen von einer Schwelle aus einer Vielzahl von vorbestimmten Schwellen als die zweite vorbestimmte Schwelle.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei das elektrische Leistungssystem (3) mindestens zwei Spannungen aufweist, und die Trigger- oder Auslösemittel (107, 111) eine erste der vorbestimmten Schwellen für eine erste Spannung und eine zweite der vorbestimmten Schwellen für eine zweite Spannung aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Mittel (109, 113) das zweite Auslösesignal dann erzeugen, wenn die beiden Tastungen des Paares von Digitaltastungen kleiner sind als die zweite vorbestimmte Schwelle.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Mittel (109, 113) das zweite Auslösesignal dann erzeugen, wenn beide Tastungen des Paares von Digitaltastungen kleiner sind oder gleich der zweiten vorbestimmten Schwelle.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abfühlmittel Mittel (9A, 9B, 9C) aufweisen zum Abfühlen einer Spannung der Wechselstromwellenform, und wobei ferner die Mittel (101, 103) zum Erzeugen des Wertes Mittel (103) aufweisen zum Erzeugen eines dV/dt-Wertes für den erwähnten Wert, der eine Größenänderung bezüglich der Zeit in der Wechselstromwellenform repräsentiert.