在德国公开说明书DE 199 01 789 A1中公开了一种确定磁悬浮轨道线 路接地方向的方法，该磁悬浮轨道线路由具有路段电缆的辐射形电网构成， 在其上可连接多个支路。每个支路与配属于磁悬浮轨道线路的某一段的长 定子的一端相连接。为了激活某一段磁悬浮轨道线路，将相应的支路通过 开关站与路段电缆接通。长定子的另一端连接到标准电位。在出现接地的 情况下，为了确定接地方向，将在被监测支路的开关站上探测到由加在该 支路上的相电压得出的零电压，以及由相应的相电流得出的零电流。根据 该零电压和零电流通过产生一个故障方向信号可以查清接地方向；因此可 以确定，所查出的接地是位于在被监测的支路上(正方向)与否(反方向)。 为了对磁悬浮轨道线路上的所有路段进行监测，对每个支路分别实施本方 法。本方法特别适用于如在磁悬浮轨道路线运行中出现的变频工作电压。
在欧洲公开说明书EP 0 554 553 A2中描述了一种将供电网中有故障的 部分关断的方法和系统。其中，可将与电站连接的、具有多个通过开关相 互连接的线路段的供电线路卸去。如果从一个线路段分出一个支路，则该 支路同样通过一个开关分出两个支路线路段。每个开关配属于一个所谓的 控制器，利用该控制器可对配属的开关进行控制。电站配属于一个所谓的 主控制器，该主控制器与每个控制器相连，以进行数据传输。供电网出现 的故障将首先在电站被确认，并由电站向主控制器发送一个激励信号。主 控制器据此向所有控制器发出故障检测请求信号，每个控制器将据此故障 检测请求信号进行检查，判断该故障是否位于配属于该控制器的开关的负 载一侧，对此每个控制器产生一个包含JA(＝负载侧存在故障)或NEIN(＝ 负载侧无故障)两种结果之一的结果信号。然后，各控制器向其它每个控 制器和主控制器发出其结果信号，因此，在此之后，在每个控制器中都有 所有控制器的结果信号。现在，每个控制器借助于这些结果信号检查配属 于其的开关是否在位置上最接近于故障的电站一侧。如果是，则相关的控 制器将自动将该配属于其的开关断开，从而使得供电线路的故障部分断开。 主控制器从发送给它的结果信号中检测出该故障线路段，并为了便于观察 将结果显示在显示单元上，或用打印机将结果打印出来。

本发明要解决的技术问题是提供一种方法，以最小成本识别出辐射形 电网中的故障，并将其安全地断开。
本发明的技术问题是通过一种在辐射形电网中识别故障的方法解决 的，该辐射形电网具有可关断的路段电缆，在其上可以连接多个支路，它 们各具有一个配属于其的、对故障进行监测的支路保护装置，其中，当在 所述路段电缆上存在故障，或在所述支路上识别出故障时，从每个配属于 与路段电缆连接的支路的支路保护装置至少向中央控制装置发出一个故障 方向信号；当在路段电缆上存在故障，并且所有支路断开时，至少有一个 支路保护装置向中央控制装置发送至少一个故障信号；中央控制装置借助 于接收到的故障信号和接收到的故障方向信号确定被识别为存在故障的支 路，或确定故障在路段电缆上；以及对于被识别出的一个故障支路，将其 断开是通过配属于其的支路保护装置实现的，或在发生故障时由中央控制 装置在路段电缆上触发路段电缆的断开。
在按照本发明的方法中，向设置于支路保护装置上层的中央控制装置 发送故障方向信号和故障信号。在中央控制装置中对接收到的故障方向信 号和故障信号进行分析，以判断故障发生的位置，其中，将确定故障是发 生在支路上还是在路段电缆上。这种判断仅在中央控制装置中进行。因此 本方法的实施仅需很小的成本。由此不要求为确定故障位置的计算(如由 控制装置所实施的)而配备支路保护装置。依据故障的位置，将借助支路 保护装置将线路断开或通过控制装置将其解除。
本发明的方法优选地利用一个在路段电缆供电端设置的、起初处于隔 离状态的路段电缆保护装置探测路段电缆线上的故障，该路段电缆保护装 置向中央控制装置发送一个故障识别信号；在路段电缆发生故障的情况下， 中央控制装置向该处于隔离状态的路段电缆线保护装置发送一个触发信 号。
因此，路段电缆保护装置起初被隔离，即便是产生故障识别信号时也 不能马上自主地将路段电缆断开。路段电缆的断开将由中央控制装置利用 触发信号通过路段电缆保护装置实现。路段电缆保护装置通过该触发信号 使得路段电缆断开。通过路段电缆保护装置的触发或断开由此仅对路段电 缆出现故障时是可靠的，因为控制装置还要考虑支路保护装置的状态。因 此为了对故障进行有选择的断开，通过中央控制装置对路段电缆保护装置 的触发进行协调。在借助于控制装置的触发信号的触发之后，路段电缆保 护装置继续被隔离在其自主的触发中，或者继续使自己处于这种状态，或 者中央控制装置使其处于这种状态。
上面提到的本发明的方法的技术问题还可以通过一种在辐射形电网中 识别故障的方法来解决，该辐射形电网具有通过一个起初被隔离的路段电 缆保护装置对出现的故障进行监视的路段电缆，在其上可以连接多个支路， 它们各具有一个配属于其的、对故障进行监测的支路保护装置，其中，当 在所述路段电缆上存在故障，或在所述支路上识别出故障时，从每个配属 于与路段电缆连接的支路的支路保护装置至少向中央控制装置发出一个故 障方向信号；当在路段电缆上出现故障时，所述路段电缆保护装置至少向 中央控制装置发送一个故障识别信号；中央控制装置借助于接收到的故障 识别信号和接收到的故障方向信号确定被识别为存在故障的支路，或确定 故障在路段电缆上，以及对于被识别出的一个故障支路，将其断开是通过 配属于其的支路保护装置实现的，或在路段电缆上发生故障时由中央控制 装置向被隔离的路段电缆保护装置发送一个触发信号。在这种方法中，对 路段电缆的故障的探测始终是由路段电缆保护装置实施的。因此，当要断 开故障支路时，不必将支路保护装置设计成产生并向中央控制装置发送故 障信号。在这种方法中，故障位置的确定可以单独由中央控制装置实行， 因此这里的费用很小。
优选地，所述路段电缆保护装置从一个由本方法触发的激励开始，在 该激励后的第一等待时间之后，以及在仍存在故障的情况下，取消其自身 的隔离状态而将所述路段电缆断开。
由此得以提高安全性，因为当路段电缆保护装置和中央装置间的数据 传输被破坏时，将向路段电缆保护装置发出错误的触发信号或根本没有信 号，由此可使路段电缆仍能被断开。
优选地，所述两种按照本发明的方法均借助于一个变流器给路段电缆 供电，并且支路保护装置同样起初被隔离；其中，中央控制装置至少在识 别出支路上发生故障时，对变流器这样进行控制：将路段电缆中的电流调 节到零，随后从中央控制装置向配属于故障支路的支路保护装置发出一个 触发信号。因此，故障支路是在无电流的状态下断开的，因此为此所需的 开关装置是无电流进行操作的。由此使得相应的开关装置的磨损降低。对 此支路保护装置首先被隔离，即在识别出相应支路故障后其自身无法立即 实施断开过程，而是通过中央控制装置的触发信号将相应的支路断开。
优选地，每个支路保护装置从一个由本方法触发的激励开始，在该激 励后的第二等待时间之后，在存在被识别为发生在其所配属的支路上的故 障的情况下，取消其自身的隔离状态而将该支路断开。这样做具有与上述 通过路段电缆保护装置在第一等待时间后所实施的触发相同的优点。
优选地，第一等待时间大于第二等待时间。由此可以保证，当中央控 制装置和保护装置之间的信号传输受到干扰时出现支路故障时，仅断开发 生故障的支路，而不是断开连接所有支路的路段电缆。
最好，在磁悬浮轨道线路中使用本发明的两种方法，其中，每个支路 均与一个配属于磁悬浮轨道线路的某一线路段的多相长定子的一端相连 接，其中，为了激活一个相应支路的线路段与路段电缆接通，并将长定子 的另一端采用星形连接。对于具有多个相绕组的长定子的多相星形连接， 可以理解为相绕组的短路。
优选地，这样实施本方法的应用，两个观察位于磁悬浮轨道线路上的 磁悬浮轨道列车的相应行驶方向的、先后依次被激活的长定子通过接通相 应的支路同时与路段电缆连接，其中，只有首先被激活的长定子与参考电 位连接。在这种应用中，磁悬浮轨道列车当前驶入的长定子和接于其后驶 入的长定子同时监测故障。但位于后面的长定子不与参考电位连接，因此 只有加于路段电缆的工作电压的冲击，而没有工作电流的冲击。但在出现 故障的情况下，在该以后被完全激活的长定子中仍有可由相应支路的支路 保护装置探测到的电流，并能就此产生故障方向信号。在这种应用中，在 首先被驶入的长定子被完全激活之前，就可识别出那里可能出现的故障。
本发明还涉及一种识别辐射形电网故障的装置。一种这样的装置已经 由上面涉及到的欧洲公开说明书EP 0 554 553 A2所公知。
本发明要解决的另一技术问题是，提供一种识别辐射形电网故障的装 置，利用很小的成本可靠地探测并关断发生在故障支路上或路段电缆上的 故障。
本发明的技术问题是通过一种用于在辐射形电网中识别故障的装置来 解决的，其具有一个可断开的路段电缆，在其上可连接多个支路，这些支 路各配有一个为了进行数据传输而与中央控制装置相连接的支路保护装 置，其中，每个支路保护装置具有用于对在其所配属的支路上出现的被识 别的故障，或者在其所配属的支路接通时在路段电缆上出现的故障探测故 障方向的部件、具有向中央控制装置发送故障方向信号的部件、以及具有 用于触发断开其所配属的支路的部件；以及，至少一个所述支路保护装置 具有用于在其所配属的支路接通时识别所述路段电缆上的故障的部件，以 及用于向中央控制装置发送故障信号的部件；所述中央控制装置具有用于 根据接收到的故障方向信号和接收到的故障信号确定识别出故障的支路或 在路段电缆上出现的故障的部件，以及用于在路段电缆出现故障时触发将 其断开的部件。利用该装置，在发生支路故障时，可通过支路保护装置自 动将该支路断开。对于发生在路段电缆上的故障，由中央控制装置将路段 电缆断开。利用该装置，可以可靠地和有选择地将故障断开，即对支路故 障仅将该故障支路断开。该故障识别装置构造简单，因为只有中央控制装 置具有依据接收到的故障方向信号和故障信号识别出存在故障的支路或路 段电缆上的故障的部件。
优选地，在路段电缆的供电端设置一个路段电缆保护装置，其与中央 控制装置相连，并处于隔离状态，并具有在路段电缆出现故障时向中央控 制装置发出故障识别信号的部件。中央控制装置具有至少将路段电缆保护 装置隔离的部件，以及用于产生和向保护装置发出触发信号的部件。利用 该路段电缆保护装置该识别故障的装置有其特殊的可靠性，因为路段电缆 上出现的故障也附加地由路段电缆保护装置进行探测。设备保护装置的隔 离状态应被理解为这样的状态，其中，路段电缆保护装置在识别到故障后 不会马上独立将路段电缆断开。有关路段电缆保护装置的触发从外部，即 从中央控制装置，例如通过触发信号来实现。路段电缆保护装置可以自行 置于隔离状态，但也可通过中央控制装置的控制将其置于产生隔离状态。 通过控制装置只有在路段电缆上发生故障时用触发信号通过路段电缆保护 装置断开路段电缆。
本发明的在辐射形电网中识别故障的装置的技术问题是通过一种用于 在辐射形电网中识别故障的装置解决的，其具有可断开的路段电缆，在其 供电端配有一个路段电缆保护装置，其中，在该路段电缆上可连接多个支 路，这些支路各配有一个为了进行数据传输而与一个中央控制装置相连接 的支路保护装置，其中，所述路段电缆保护装置可被置为隔离状态，并具 有用于识别至少一个路段电缆上的故障的部件，以及用于向中央控制装置 发送故障识别信号的部件；每个支路保护装置具有用于对出现在其所配属 的支路上的故障，或在其所配属的支路接通时出现在路段电缆上的故障探 测故障方向的部件，以及用于向中央控制装置发送故障方向信号的部件； 所述中央控制装置具有用于借助接收到的故障方向信号和接收到的故障识 别信号确定故障支路或出现在路段电缆上的故障的部件；所述中央控制装 置具有用于产生触发信号和向所述路段电缆保护装置发送触发信号的部 件。
在该装置中，只有中央控制装置确定故障的位置，即故障是发生在路 段电缆上或支路上。因此只有中央控制装置具有相应的部件。为了能够有 选择地断开故障，当路段电缆存在故障时，利用控制装置通过处于隔离状 态的路段电缆保护装置实现路段电缆的断开；而对支路上存在的故障不将 路段电缆断开。
在一种优选实施方式中，路段电缆保护装置具有一个保护时间级，通 过它对从一个激励开始的第一等待时间在故障存在的情况下为了断开路段 电缆指对等待时间加以调整。对此如上所述，路段电缆的断开可借助于路 段电缆保护装置完成。通过合理地调整等待时间，在发生的支路故障，首 先使相应的支路保护装置作出反应，这并不加大所需的时间。
优选地，在路段电缆的供电应连接一个变流器，控制装置具有和该变 流器相连的对其进行控制的部件。支路保护装置处在隔离状态下，并且中 央控制装置具有产生并向支路保护装置发出触发信号的装置。为路段电缆 供电的变流器可由控制装置进行控制，所以在通过相应的支路保护装置将 该故障支路断开之前，可由支路保护装置将其隔离，可以这样控制变流器， 即将路段电缆的电压调节为零。之后故障支路可在无电压和无电流状态下 断开。其中，将触发信号发送给相应的被隔离的支路保护装置。因此，开 关装置所需的必要负载是相当小的。在隔离状态下，支路保护装置(与路 段电缆保护装置的隔离状态类似)并不是在检测到故障后马上独立地实施 断开，更确切地说，是在一个等待时间之后由控制装置从外部实施，下面 将进行进一步阐述。
最好，每个支路保护装置具有一个触发时间级，当支路出现故障时， 通过其可以对用于断开所属支路的、从一个激励开始的第二等待时间进行 调节。由此可以保证在中央控制装置和支路保护装置之间的数据通讯受到 干扰时也能将故障支路断开。
优选地，第一等待时间应调节为大于第二等待时间。通过这样选择等 待时间，当对数据传输有干扰时，以及例如由此造成的触发的失败，可以 通过保护装置本身以时间段保护的方式选择断开。因此在支路上出现故障 的情况下，仅通过配属于故障支路的支路保护装置进行断开，而不是通过 路段电缆保护装置。
附图说明
下面将借助附图对本发明进行详细说明，在所有附图中，对相同的部 件使用相同的附图标记。其中，
图1示出了一个识别辐射形电网故障的装置，以及
图2示出了另一个识别故障的装置

图1示出了一个识别辐射形电网故障的装置。该辐射形电网具有一个 路段电缆1，它通过变流器2在端点3被供电。路段电缆1采用三相输出， 并可在其端点3通过开关S0与变流器2接通和断开。在路段电缆1上有三 个各为三相的且可通过开关S1至S3连接的支路A1至A3；由此通过各开 关S1至S3，长定子7、8和9的端点4、5和6可以和路段电缆1电连接。 每个长定子7至9均具有三个图中未详细示出的相绕组。开关S1至S3为 三相的，即各支路A1至A3的所有三个相均可以通过开关S1至S3接通， 以使相应支路A1至A3的每一相可以和长定子7至9的每个相绕组相连。 长定子7至9的另一端点10、11和12可分别经过开关S4、S5和S6进行 星形连接。为此，开关S4至S6也均是三相的，长定子7至9的图中未详 细示出的相绕组通过它们可以短接为“星形连接”。长定子7至9分别构成 磁悬浮轨道线路17的线路段14、15和16。
在磁悬浮轨道线路运行时，图中示意性示出的磁悬浮轨道列车18按箭 头所示的行进方向19前进。对此，通过将配属于各线路段14至16的长定 子7、8和9的端点4、5和6通过相应的开关S1、S2和S3与路段电缆1 相连，磁悬浮轨道线路17的每个线路段14至16将在时间上先后被激活。 于是各对应的支路A1、A2和A3也与路段电缆1相连。此外，为了激活线 路段14、15和16，分别将相应的开关S4、S5和S6接通，以使各长定子7、 8和9的另一端点10、11和12分别形成星形连接，其中，分别构成星形汇 接点13A、13B、13C。为了实施这种激活和将开关S1至S6相应地接通和 断开，设置了一个未详细示出的激活装置，通过该装置对开关S1至S6进 行相应的控制，并对开关的换向操作按时间顺序进行协调。这些任务同样 也可以由下面将要描述的中央控制装置来承担。为了改变磁悬浮轨道列车 18的速度，借助变流器2改变由变流器2向路段电缆1所供的工作电压的 工作频率。典型地，利用变流器2在零赫兹到大约500赫兹范围内调节工 作频率。
为了识别由路段电缆1和支路A1至A3所构成的辐射形电网中的故障， 利用分别配属于各支路A1至A3的支路保护装置AG1至AG3对故障进行 监测。为了探测相电压，各支路保护装置AG1至AG3分别与相应的电压 互感器20、21和22相连接；以及为了探测相电流，各支路保护装置AG1 至AG3分别与相应的电流互感器23、24和25相连接。这些电压互感器20、 2 1和22以及电流互感器23、24和25分别安装在路段电缆1和开关S1、 S2和S3之间。电压互感器21和22以及电流互感器23、24和25还可以分 别安装在开关52、53和长定子8、9之间。而电压互感器20则不可以，因 为即便在开关S1打开时，也需对支路A1上的相电压进行探测，对此后面 还要进行讨论。
利用电压互感器和电流互感器20、23；21、24和22、25所测得的值 被分别送至支路保护装置AG1、AG2和AG3的测试级26、27和28。各测 试级26、27和28分别与相应的各支路保护装置AG1至AG3的数据处理单 元29、30和31相连接。利用每个数据处理单元29、30和31，并借助由各 测试级26、27和28提供的测量值，参考各相电压和相电流的测量位置及 互感器20、23；21、24；22、25的安装位置，可以确定所发生的故障的方 向。这里通常考虑零电压(即所有相电压的矢量和)和零电流(即所有相 电流的矢量和)。电压互感器20至22和电流互感器23-25还可以设计成在 其各自的测试级26-28直接给出相应的零电压和零电流。当在路段电缆上产 生故障或在相应的支路A1、A2和A3上识别出故障时，数据处理单元29、 30和31产生一个显示故障方向的故障方向信号。其中，可以这样区别故障 方向信号：故障方向信号的正向故障表示一个发生在各支路A1、A2和A3 上的故障；反向故障表示一个发生在路段电缆1方向的故障。可以使用所 有公知的方法来识别故障和确定故障方向，例如由H.Clemens/K.Rothe在 “Schutztechnik in Elektroenergiesystemen(电力系统保护技术)”第三版， 1991，第210至215页所描述的。特别是对前面所述的、确定为磁悬浮轨 道路段17设置的辐射形电网的故障方向可利用DE 199 01 789中的方法。
为了例如通过支路保护装置AG1的数据处理单元29识别故障，加在 支路A1上的相电压必须含有一个可探测到的数量级的故障电压分量，其存 在表示有故障存在。但为了识别故障还可以替换地或附加地考虑由故障在 支路A1上的相电流中造成的故障电流分量，该故障电流分量同样也必须在 测量技术可探测到的数量级内。为了产生故障方向信号，无论是故障电压 分量还是故障电流分量须能由相应的支路保护装置AG1、AG2和AG3探测 到。例如，当支路A1的开关S1闭合，即其与路段电缆接通，并且例如在 路段电缆1的如图中所示位置44出现故障时，支路保护装置AG1探测到一 个故障电流分量和一个故障电压分量；又例如，当在支路A1的长定子7前 面的位置46出现故障，或当在从端点4至长定子7的85％长度的范围内出 现故障(85％故障)时，支路保护装置AG1也能探测到故障电流分量和故 障电压分量。如果该故障直至另一端点10或星形汇接点13A，即图中所示 位置45(100％故障)，则只有当加在路段电缆1和支路A1上的电压含有零 系统构成(nullsystembildend)成分时，该故障才可被识别。当磁悬浮轨道 列车18处于磁悬浮轨道列车线路17的具有长定子7的线路段14上时，这 种情况总会出现。因此图中未详细示出的磁悬浮轨道列车18的磁极转子在 驶过时在长定子中感应一个具有可分析的数量级的零系统分量。同样，可 由变流器2供应通过变流过程含有零系统构成分量的电压和电流。
但当开关S1、S2和S3打开时，在其所分别配属于的支路A1至A3中 并没有相电流或零电流，因此也没有可探测到的导致故障的分量。因此通 过配属于断开的支路的支路保护装置无法确定故障的方向。
对于本发明的方法重要的是，当在路段电缆1上出现故障、或当在支 路A1、A2和A3上发现故障时，各相应的支路保护装置AG1至AG3能够 产生故障方向信号。
为了使下面将进一步描述的本发明的方法即便在所有开关S1至S3打 开时也能识别路段电缆1上的故障，至少应这样设计支路保护装置AG1， 即其数据处理单元29在没有可探测到的故障电流分量时，仅借助故障电压 分量探测故障，并至少产生一个显示故障的故障信号。因此，如上面提到 的，与支路保护装置AG1相连的电压互感器20无论如何必须安装在路段电 缆1和开关S1之间。同样也能够将其它支路保护装置AG2和AG3设计成 可以产生这样的故障信号。电压互感器21和22也同样必须安装在与电压 互感器20相应的位置。
每个支路保护装置AG1至AG3还具有一个触发级32、33和34，当识 别到一个正向故障时，由数据处理单元29、30和31分别向其传递一个开 关信号。为了对开关S1、S2和S3进行控制，这些触发级32、33和34和 分别与其所配属的支路A1、A2和A3上的开关S1、S2和S3相连。依据该 开关信号，通过当前的触发级32、33或34将相应的开关S1、S2或S3打 开，以此将存在故障的支路A1、A2或A3断开。
每个支路保护装置AG1、AG2和AG3分别通过各自的发送接收级35、 36和37和数据总线38与中央控制装置40的、构成相应的配合件的发送和 接收级39相连接。每个发送/接收级35至37分别与其所配属的数据处理单 元29、30和31相连接，并用于通过数据总线38向中央控制装置40输出 其所产生的故障方向信号或故障信号。
中央控制装置40具有一个与发送/接收级39连接的数据处理装置41， 它还与触发单元42相连接。该触发单元42又同样与发送/接收级39相连接。 借助于接收到的故障信号或故障方向信号，通过数据处理装置41可以确定 故障的位置，即，无论故障发生在支路AG1、AG2和AG3上，还是发生在 路段电缆1上，都可以对其进行确定。如果故障发生在路段电缆1上，则 通过触发单元42断开路段电缆1，即打开开关S0。为此，将通过发送/接收 级39和数据总线38向开关S0传送一个相应的断开信号。中央控制装置40 还具有一个控制单元43，其在一侧连接到触发级42，在另一侧连接到变流 器2上。该控制单元43对变流器2进行控制，后面还将对其进行讨论。
下面将针对不同的情况和可能的故障位置对所述故障识别方法进行叙 述。基本前提是每个由中央控制装置40接收的支路保护装置AG1至AG3 的故障方向信号和故障信号也分别配属于输出信号的支路保护装置AG1至 AG3。这例如可以通过对每个故障方向信号和故障信号进行编码，利用这些 编码清楚地标识发出信号的支路保护装置AG1至AG3来实现。
第一种情况：开关S1至S3打开，即所有支路A1至A3是断开的。在 所有支路A1至A3中没有相电流存在；因此在故障的情况下，所有支路保 护装置AG1至AG3都不能产生故障方向信号。如果例如在路段电缆1上附 图标记为44的位置出现一个故障，例如一个接地故障，则尽管支路保护装 置AG1至AG3都不能产生故障方向信号，但如上所述，支路保护装置AG1 的数据处理单元29却能产生一个故障信号，并将其发送给中央控制装置40。 根据缺少故障方向信号、控制装置40仅接收到支路保护装置AG1的故障信 号这个事实，便可清楚地断定，故障一定出现在路段电缆1上。这也可相 应地由中央控制装置40的数据处理器41判断得出，并将相应的结果信号 进一步送至其触发单元42。该触发单元42向开关S0发送一个开关信号， 以便通过打开开关S0将路段电缆1断开。如果还有其它支路保护装置(如 支路保护装置AG2)同样也设计成产生相应的故障信号并将其发送给中央 控制装置，则该附加的故障信号仅构成一个冗余的信息，是数据处理装置 41确定故障位置所不必需的。
第二种情况，变型A：开关S1闭合，开关S2、S3和S4断开。尽管开 关S4并没有闭合，但在支路A1上有一个可由电流互感器23探测到的、作 为无功电流流动的相电流。因此，当在路段电缆1上出现故障、或当在如 前所述的条件下在支路A1上出现故障时，以及当可探测到故障电流和故障 电压时，支路保护装置AG1的数据处理装置29能够相应地产生一个故障方 向信号。这里所示的故障是在图中用44标记的位置发生的。支路保护装置 AG1随后识别出该故障，并将内容为反向故障的故障方向信号发送给中央 控制装置40。两个支路保护装置AG2和AG3不提供故障方向信号。支路 保护装置AG1还可以产生故障信号，并将其发送给中央控制装置40。每当 中央控制装置40只接收到表示反向故障的故障方向信号时，则故障一定是 在路段电缆1上。因此数据处理装置41对情况A可以确定，该单一故障方 向信号表示反向故障，因此故障相应地存在于路段电缆1上。对所出现的 故障信号在确定故障的位置时并不一定要加以考虑。如在情况1中所描述 的那样，将由中央控制装置40将路段电缆1断开。
第二种情况，变型B：不同于情况A，这里还将开关S4闭合，即支路 A1是被完全激活的，其它情况均已在情况A描述过了。
第二种情况，变型C：开关S1、S2、S4、S5闭合。因此两个支路A1 和A2是被完全激活的，开关S3打开。在路段电缆1上的位置44发生了故 障。支路保护装置AG1和AG2的两个数据处理装置29和30分别识别出该 故障，产生内容为反向故障的故障方向信号，并将其通过相应的发送接收 级35和36发送给中央控制装置40。中央控制装置40的数据处理装置41 据此识别出所有接收到的故障方向信号均表示反向故障，因此故障一定发 生在路段电缆1上。也如在情况1中所描述的那样，将相应地由控制装置 40将路段电缆1断开。这里还应注意，也如在情况1中所描述的那样，尽 管支路保护装置AG1可以产生一个故障信号并将其发送给中央控制装置 40，但在通过数据处理装置41判断故障位置时不必考虑该故障信号。该情 况C通常不会应用在磁悬浮轨道列车路段上。其可能用到的地方是当多个 同步电机在一个变流器上并联运行时。即在图1中分别将长定子7-9替换为 同步电机的情况。
第三种情况：这种情况涉及到了所有变型，其中，在一个闭合的支路 A1至A3上出现故障，并被相应的支路保护装置所识别。对于一个这样的 故障相应的支路保护装置总是产生一个内容为正向故障的故障方向信号。 控制装置40由此可以单独确定在发送相应故障方向信号的支路保护装置所 配属的支路上发生的故障。在这种涉及所有变型的情况下，为了确定故障 的位置，也不必考虑可能出现的故障信号或其它表示反向故障的故障方向 信号。
第三种情况，变型A：开关S1闭合而开关S2和S3打开。开关S4的 通断情况任意。现在在支路A1上(例如故障位置46)出现故障。对此支 路保护装置AG1的数据处理单元29产生内容为正向故障的故障方向信号； 支路保护装置AG1和AG2不产生故障方向信号。中央控制装置40根据支 路保护装置AG1的故障方向信号(正向故障)能够清楚地判断故障在支路 A1上，因此开关S0的操作不是必须的。支路保护装置AG1通过触发级32 使开关S1断开。如果在位置46出现故障，则可能支路保护装置AG1至AG3 都无法识别该故障，因为探测不到故障电流和/或故障电压。但最晚当磁悬 浮轨道列车18经过长定子7所在的路段14时，至少由支路保护装置AG1 可以识别出该故障，并由此产生一个故障方向信号。
第三种情况，变型B：开关S1、S2和S4闭合，开关S3和开关S4断 开。这个应用即所谓的超前电压测试。此时在磁悬浮轨道列车18向行进方 向19行驶时在路段14后所到达的磁悬浮轨道线路17的路段15还没有被 完全激活，即将长定子8的第二个端子11置为星形连接、即构成星形汇接 点13B的开关S5是断开的。但路段15、即长定子8由于开关S2是闭合的 已具有电压。路段15的这种接通是为了在磁悬浮轨道列车18到来之前对 长定子8进行故障测试。如果在这种情况下例如在支路A2的位置61出现 故障，则支路保护装置AG2将向中央控制装置40发送一个内容为正向故障 的故障方向信号。中央控制装置根据该故障方向信号可以清楚地确定故障 的位置在支路A2上。支路保护装置AG2通过触发级33断开支路A2，即 将开关S2打开。中央控制装置40并不实施开关S0的断开。对于在图中位 置62出现的故障，适用第三种情况的变型A，对在位置45出现的故障的 处理也适用于支路保护装置AG2。
总体来讲，通过中央控制装置40可以确定故障的位置，并在路段电缆 1上发生故障时，可断开路段电缆1。
但是对本发明的方法还可以进行改进，在发生故障的情况下通过中央 控制装置40还可以对支路A1、A2和A3的断开进行控制或操纵，而不是 通过支路保护装置AG1至AG3本身来完成。在此各支路保护装置AG1-AG3 处于首先被隔离的状态，即，即便它们识别出了其所配属的支路A1至A3 上的故障，也不立即自主地断开相应的支路A1至A3。更确切地说，首先 通过中央控制装置40借助于接收到的故障信号和故障方向信号对故障的位 置进行判断。然后中央控制装置40将故障关断，其中，对在路段电缆1发 生的故障，按如下第一种情况所描述的那样，将开关S0断开，从而使路段 电缆1被关断。但如果如第三种情况的变型A所述的、在支路A1发现故障， 则中央控制装置40的触发单元42将产生一个触发信号，该触发信号通过 发送/接收级39和数据总线38被发送到支路保护装置AG1或其发送/接收 级35，发送/接收级35将该触发信号进一步传递给触发级32，由其将开关 S1断开。
本方法的这种方式有其特殊的优点，在发送用于关断故障支路A1至 A3的触发信号之前，可以对由中央控制装置40的控制单元43控制的变流 器2这样进行控制：将加在路段电缆1上的相电压和相电流调节到零。在 此之后控制装置40才利用所述触发信号将支路A1断开，以使开关S1在无 电压和无电流的状态下被断开。由此使开关S1得到保护，其中所产生的磨 损是很小的。
本方法的这种方式对磁悬浮轨道线路段17有明显的优点，因为开关S1 至S6由于正常运行同样经常地按时间顺序先后被接通和断开，以使各路段 14至16依次被激活和断开；因此开关S1至S6由于在磁悬浮轨道线路17 正常运行时的经常的开关而承受很大的负载。
图2所示的故障识别装置与图1中所示的装置的区别在于其设置了一 个路段电缆保护装置SG1。开关S0可以如图1所示受中央控制装置40的 控制，或者也可以附加地受路段电缆保护装置SG1的控制。
路段电缆保护装置SG1具有一个和互感器47相连的、用来探测与路段 电缆1的相电压相应的电压测量值的测量级48。该测量级和数据处理装置 49相连接，该数据处理装置49借助于由测量级48提供的测量数据，能够 确认发生在辐射形电网中的故障，但至少可确定路段电缆上的故障。这里 还可以对零电压进行监测。在识别出故障的情况下，数据处理单元49将产 生一个故障识别信号，并将其发送给路段电缆保护装置SG1的发送接收级 50，该发送接收级50通过数据总线38和中央控制装置的发送接收级39相 连。保护装置SG1的故障识别信号被发送到发送接收级39。此外，路段电 缆保护装置SG1具有为了控制开关S0而与开关S0相连接的触发级51。触 发级51与数据处理单元49以及发送接收级50相连接。此外，该路段电缆 保护装置SG1还具有一个激励级52，其一侧与测量级58相连，且其输出 侧后接一个保护时间级53，其输出侧又与触发级51相连接。利用该激励级 52，借助于由相应的测量级48提供的测量数据，仅检查是否存在相电压和 /或相电流偏离正常的情况，这表示在路段电缆网中可能存在故障，这相当 于在保护技术中一般所公知的激励级。
与图1所示的装置的进一步区别是，并不要求支路保护装置AG4至 AG6之一在路段电缆1上出现故障时，以及在相应的支路断开时产生故障 信号，并向中央控制装置40发送，如图1中所示的通过支路保护装置AG1 实现的功能。因此，按照图2的设计，电压互感器20可安装在开关S1和 长定子7之间。
下面将利用图1中所述的处理情况对按照图2的设计所实施方法进行 阐述。其中，主要涉及与图1所描述的方法的区别；除此之外，图1中的 描述在意义上也适用于按照图2的设计所实施的方法，其中，将附图标记 AG1、AG2、AG3相应地替换成A4、A5和A6。对所有情况都适用的是， 路段电缆保护装置SG1处于一种状态，其中，在识别到故障后并不马上自 主地将路段电缆断开，即驱动开关S0。对开关S0的开关操作或者通过中央 控制装置40，或如下面还要进一步描述的，通过激励级52和保护时间级 53实现。
在第一种情况中，由附加设置的路段电缆保护装置SG1通过其测量级 48和数据处理单元49来探测故障，并通过发送接收级50和数据总线38将 故障识别信号发送给中央控制装置40。通过路段电缆保护装置SG1的断开 在开始时不起作用。依据存在路段电缆保护装置SG1的故障识别信号的事 实，以及不存在故障方向信号的事实，数据处理装置41能识别出仅在路段 电缆1上存在的故障。数据处理装置41将这个结果传送给产生触发信号的 触发级42，以经过发送接收级39和数据总线38以及路段电缆保护装置SG1 的发送接收级50传送到触发级51；这将打开开关S0，即使路段电缆1断 开。
在第二种情况，变型A、B和C中，路段电缆保护装置SG1同样对故 障进行识别，并且将故障识别信号发送给中央控制装置40。由于其处于隔 离状态，开始时并不能自主地将开关S0断开。支路保护装置AG4(变型A， B)或支路保护装置AG4和AG5(变型C)分别向中央控制装置40发送故 障方向信号。中央控制装置40依据在所有变型A、B和C中只有内容为反 向故障的故障方向信号的事实可以识别出，故障一定发生在路段电缆1上， 并如上面所描述的，通过路段电缆保护装置SG1将路段电缆1断开。在确 定故障位置时，不一定要考虑路段电缆保护装置SG1的故障识别信号。
在图1中所描述的第三种情况的变型中，在确定故障的位置时，通过 中央控制装置40对故障识别信号进行分析不是必要的。。。在此重要的是， 使路段电缆保护装置SG1处于隔离状态，因为在某些情况下，路段电缆保 护装置SG1也能够识别发生在支路A1至A3上的故障，并然后也产生故障 识别信号以及将其发给中央控制装置。这与出现故障的支路上故障的位置 有关，例如，如果故障发生在支路A1中从开关S1开始到长定子7之前的 位置，也就是说，图中用46标出的位置，或从长定子的端点4向内至长定 子长度的85％的位置(85％故障)，则通过数据处理单元49可测定的相电压 偏移在正常情况下是相当大的，以至于由此能推断出一个故障，并产生一 个故障识别信号；但如果故障发生在支路A1中从开关S1到长定子7长度 的85％到100％的范围(100％故障)，如在图中用45标出的位置上，则通 过数据处理单元49所测定的相电压偏移在正常情况下不足以肯定地识别出 故障，因为该故障距离星形汇接点13太近，而相电压本身就已经很小了。 问题在于，路段电缆保护装置SG1对在长定子7前出现的故障或85％故障 通常汇立即自主地断开路段电缆1，并由此通过开关S0的相应控制将所有 支路A1至A3断开。当在一个支路(如支路A1)上出现故障时，这是所不 希望看到的，因为出现故障的支路A1能独自断开。因此为了防止通过路段 电缆保护装置SG1可能出现的自关断，使路段电缆保护装置SG1处于隔离 状态；如上所述，当事实上在路段电缆1中出现故障时，仅可以通过中央 控制装置40实现断开。
当经数据总线38的数据通讯受到干扰时，将出现一种特殊情况。将通 过中央控制装置40中止对开关S0的关闭操作。为了避免这种当路段电缆1 发生故障时不关断的情况，设计使路段电缆保护装置SG1具有激励级52和 接于其后的保护时间级53。激励级52借助由测量级48所提供的测量数据 一般地识别故障的存在，并在第一等待时间T1后到达保护时间级48。与此 同时，数据处理单元49利用由测量级48提供的测量值产生一个故障识别 信号，并为了与中央控制装置40进行数据传输而将其发送给发送接收级50； 这是无结果的，因为数据通讯已被干扰。数据处理单元49连续地对故障是 否还存在进行测定，而在触发级51上故障识别信号也会保持同样长的时间。 在保护时间级53的第一等待时间结束之后，触发级51向激励级51发出一 个触发信号。如果在该时刻在触发级51上仍然加有数据处理单元49提供 的故障识别信号，即一直还有故障存在，则将通过触发级51将开关S0打 开以使路段电缆1断开。因此在这种情况下，路段电缆保护装置SG1自动 脱离其隔离状态。这里应指出，路段电缆保护装置SG1不必强制性地具有 激励级52和保护时间级53。这些仅是为了有可能提高安全性。这里等待时 间T1是这样度量的：在其结束之后，出现在支路A1-A3上的故障已通过相 应的支路保护装置AG4-AG6被断开。从而避免了当路段电缆保护装置SG1 在辐射形电网中识别到一个仅出现在支路A1-A3中一个上的故障而将整个 路段电缆1断开的情况。
即便是对在图2中修改了的装置，支路保护装置AG4-AG6也可以如图 1所示，首先处于一个隔离状态，以便通过中央控制装置40在断开故障支 路之前将路段电缆1和支路A1-A3中的电流调节到零。为了避免对经数据 总线38的数据通讯的干扰，即当在支路A1-A3上出现故障时，不能断开相 应的支路A1-A3，因为由中央控制装置40发出的相应的触发信号未能传送 到相应的支路保护装置AG4、AG5和AG6，每个支路保护装置具有一个激 励级54、55和56，其输入端连接到所属的测试级26、27和28，输出端与 触发时间级57、58和59连接。每个触发时间级57至59分别与配属于支 路保护装置AG4至AG6的触发级32、33和34相连接。激励级54、56在 结构和功能上相应于激励级53的结构和功能。
假设在接通的支路A1上的位置46出现故障。支路保护装置AG4的激 励级54借助由测量级26提供的测量值识别出存在一个故障，并由此触发 触发时间级57。继续的触发延迟了一个第二等待时间T2，与此同时，数据 处理单元29根据从测试级26提供的测量值识别出一个正向故障(即一个 发生在支路A1中的故障)，并产生一个内容为正向故障的故障方向信号， 并通过发送接收级35将该信号向控制装置40继续传送。此外，数据处理 单元29连续地测定是否是正向故障；只要这种情况存在，其就将正向信号 在施加给触发级32。在第二等待时间T2之后，触发时间级57触发触发级 32。如果此时在触发级32上有一个由数据处理单元29提供的正向信号， 则触发级32打开开关S1使在支路A1上的故障断开。因此，在这种情况下， 支路保护装置AG4在等待时间T2之后解除其隔离状态，并将开关S1的电 路断开。在支路保护装置AG5中的工作过程是相似的，但这里支路保护装 置AG5的数据处理单元30不向触发级33输出正向信号，因为数据处理单 元30仅能识别反方向。这也同样适用于支路保护装置AG6。这里再次指出， 支路保护装置AG4-AG6并不必强制性地具有激励级54、55和56，以及触 发时间级57、58和59，这仅是为了提高安全性而设置的。等待时间T2和 等待时间T1是可调的，并且在这里是这样选择的：等待时间T1大于等待 时间T2。也就是说，通过触发时间级57实现的对支路保护装置AG4的触 发级32的触发大大早于通过保护时间级53对路段电缆保护装置SG1的触 发级51的触发。对等待时间T1和T2是这样选择的：当经过数据总线38 的数据通讯被干扰时，以及在该假设的情况下，在闭合的支路A1中出现故 障，通过支路保护装置AG1的触发级32将开关S1早于通过路段电缆保护 装置SG1的保护时间级53对触发级51的触发断开。在时间保护装置53的 等待时间用完之前，打开开关S1使支路A1断开。因此，在保护时间级53 的等待时间T1结束之前，支路A1已经由于开关S1的打开而断开。由此， 路段电缆保护装置SG1的数据处理单元49从支路A1断开开始不再能识别 辐射形电网中的故障，因此在此之后也不再有加在触发级51上的故障识别 信号。因此，在等待时间结束后，以及随后的对触发级51的触发不再作为 识别辐射形电网中故障的条件，因此触发级51不能实施将路段电缆1断开。 但是等待时间T1的长度也是这样选择的：在“正常情况”下，即数据通讯 未被干扰，须使通过中央控制装置对故障的断开早在等待时间T1结束前就 已完成。其中，须考虑经过数据总线38传输信号的数据传输时间。
换句话说，由此，等待时间T1相应地大于等待时间T2，对于支路上 的故障总是首先借助于配属于该支路的支路保护装置AG4至AG6将其断 开。如果故障出现在路段电缆1上，则不是通过支路保护装置AG4至AG6 断开，而是将路段电缆保护装置SG1断开。因此通过选择等待时间T2和等 待时间T1，利用支路保护装置AG4至AG6和路段电缆保护装置SG1可以 实现时间段保护(Zeitstaffelschutz)。
与触发时间级57的等待时间T2相对应的支路保护装置AG5和AG6 的触发时间级58和59的等待时间可能会偏离触发时间级57的等待时间 T2。因此触发时间级57至59的等待时间相互间可能有差别。但必须保证 将其中相对较短的时间作为保护时间级53的等待时间T1，这对于触发时间 级58和59的等待时间来说也是适用的。
这里可以看出，对图1所示的装置也可设置一个路段电缆保护装置， 其如图2所示，与控制装置40相连接，并如在图2中所描述的，探测发生 在路段电缆1上的故障，并将一个图2中所描述的故障识别信号发送到控 制装置40。同样如在图2中所描述的，这将通过路段电缆保护装置SG1将 路段电缆1断开。该路段电缆保护装置SG1可以任意地具有一个激励级52 和一个保护时间级53，或者也可以没有这些级。相应地，支路保护装置AG1 至AG3也可以设计成具有一个激励级54、55和56，以及一个触发时间级 57、58和59。如果不仅为图1所示装置设置的路段电缆保护装置，而且还 有支路保护装置AG1至AG3都具有相应的激励级及保护时间级或触发时间 级，则可如图2所述，通过适当地调节第一等待时间T1和第二等待时间T2， 实现时间段保护。
在两种装置中，还可以分别在路段电缆1的另一个端点60用另一个变 流器(图中未示出)供电。于是通过一个附加的开关(同样未示出)可将 路段电缆1的另一端点60和该变流器连接。该附加的开关既能够如图1所 示的装置与开关S0一起由中央控制装置40控制，也可以如开关S0那样进 行开关操作。但还可以在另一个端点60再设置一个与路段电缆保护装置 SG1相同的附加路段电缆保护装置，它同样与中央控制装置40相连接，并 如路段电缆保护装置SG1那样被引入本方法并进行工作。
对于两种装置应该注意，在中央控制装置40中，数据处理装置41、触 发单元42和控制单元43可任意组合。这同样也分别适用于属于支路保护 装置AG1-AG3和AG4-AG6的级，如测试级26、27、28，数据处理单元29、 30、31，触发级32、33、34，发送接收级35、36、37以及触发时间级57、 58、59。这同样也适用于属于路段电缆保护装置SG1的各组成部分，如测 试级48、数据处理单元49、发送接收级50、触发级51和保护时间级53。
对于支路保护装置AG1至AG6应该注意，每个数据处理单元29、30、 31分别构成一个用于探测故障方向的部件；相应的发送接收级35、36、37 分别构成向中央控制装置40发送故障方向信号的部件；以及相应的触发级 32、33和34构成用于触发将其所配属的支路A1、A2和A3断开的部件。 支路保护装置AG1至AG6的数据处理单元29、30、31，特别是支路保护 装置AG1的数据处理单元29，分别构成用于识别路段电缆1上的故障的部 件。
对于中央控制装置40应该注意，其数据处理装置41构成一个用于确 定故障支路A1、A2、A3，或故障出现在路段电缆1上的部件；触发单元 42构成一个用于触发路段电缆1的断开的部件；中央控制装置40的发送接 收级39构成一个向路段电缆保护装置SG1发送触发信号的部件；触发单元 42和发送接收级39构成产生并向路段电缆保护装置和支路保护装置发送触 发信号的部件；控制单元43构成一个与变流器2相连接、并对其进行控制 的部件。
对于路段电缆保护装置SG1应该注意，发送接收级50构成一个向中央 控制装置40发送故障识别信号的部件；路段电缆保护装置SG1的数据处理 单元49构成一个用于识别路段电缆中的至少一个故障的部件。