BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Feststellung von Teilentladungen in Hochspannungsanlagen mit einem mit der Hochspannungsanlage akustisch gekoppelten Ultraschallsensor und mit einer daran angeschlossenen beim Auftreten von durch Teilentladungen in der Hochspannungsanlage erzeugten Ultraschallwellen Signale abgebenden Anzeigeanordnung.
Aus der Publikation Akustische Teilentladungsmessung zur Schlussprüfung gasisolierter Schaltanlagen in der Firmenzeitschrift Neues von Sprecher , 1973, Nr. 1, Seite 16 ist eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt. Diese Publikation enthält aber keine näheren Hinweise auf die Ausbildung der aus einem Ultraschallsensor und aus einer Anzeigeanordnung bestehenden Einrichtung zur Feststellung von Teilentladungen in Hochspannungsanlagen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu finden, die eine hohe Betriebssicherheit nebst wirtschaftlichen Vorteilen aufweist, gegen Störungen von elektrischen und magnetischen Feldern unempfindlich ist und mit einem einfach und wirtschaftlich vorteilhaft ausgebildeten Ultraschallsensor ausreichender Empfindlichkeit ausgerüstet ist.
Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die Einrichtung mindestens einen durch den Ultraschallsensor geführten und an der Anzeigeanordnung angeschlossenen, im Betrieb lichtführenden Lichtleiter aufweist, der mindestens im Bereich des Ultraschallsensors mindestens teilweise flach ausgebildet ist und mit mindestens einer um eine zur Längsrichtung des Lichtleiters quer stehende und den Breitflächen des flachen Lichtleiters parallele Achse gebogenen, am flachen Teil des Lichtleiters angeordneten, beim Auftreffen von Ultraschallwellen auf den Ultraschallsensor sich ändernden und dabei das Auskoppeln des in Lichtleiter geführten Lichtes mindestens teilweise zulassenden Krümmung versehen ist.
Durch die Anwendung des Lichtleiters als Verbindung zwischen dem mit der Hochspannungsanlage gekoppelten Ultraschallsensor und der Anzeigeanordnung findet einerseits eine Potentialtrennung statt und anderseits sind grosse elektrisch leitende Schleifen vermieden, in denen magnetische Wechselfelder Störspannungen induzieren könnten. Die aus relativ einfachen und wirtschaftlich vorteilhaften Elementen zusammengestellte Einrichtung ist durch die Anwendung eines Lichtleiters nicht nur störungsunempfindlich, sondern auch betriebssicher zugleich. Der Ultraschallsensor weist einen flachen und gebogenen Lichtleiter auf. Der flache Lichtleiter ist vorteilhaft, weil die Winkelverhältnisse für Totalreflexion und für Auskoppelung des Lichtes auch im kritischen Biegungsbereich an der Grenze zwischen Totalreflexion und Auskoppelung auf der ganzen Breite des Lichtleiters praktisch gleich sind.
Durch diese Massnahme kann eine hohe Empfindlichkeit des sonst sehr einfach aufgebauten Ultraschallsensors erreicht werden.
Aus der Publikation Microbend Fiber Optic Sensor in Technical Digest IEEE Solid State Sensor Conference 84 Cat. 84 CH 2033-9, Hilton Head Island, SC, USA; 6-8 June 1984, Seiten 8-9 ist zwar ein akustischer Sensor mit einem runden Lichtleiter bekannt, wobei der Lichtleiter im Sensor in Abhängigkeit der Schallwellen auf Biegung beansprucht wird.
Durch diese Biegebeanspruchung wird das im Lichtleiter geführte Licht moduliert. Dieser akustische Sensor kann im Tonfrequenzbereich als Mikrophon eingesetzt werden. Bei höheren, bei Teilentladungen in Hochspannungsanlagen auftretenden Frequenzen ist die Empfindlichkeit dieses Sensors aber unbefriedigend.
Der Radius der Krümmung des Lichtleiters ist vorteilhafterweise auf einen Empfindlichkeitsbereich des Ultraschallsensors zwischen 20 und 100 kHz eingestellt. Messungen haben ergeben, dass die bei Teilentladungen in einer Hochspannungsanlage auftretenden Schallwellen mehrheitlich in diesem Frequenzbereich liegen.
Der flache Lichtleiter weist bevorzugt eine für die Führung von höchstens 10 Moden geeignete Dicke auf. Bei Monomode Lichtführung erreicht man im flachen Lichtleiter in Abhängig keit vom im kritischen Bereich liegenden Krümmungsradius entweder eine Totalreflexion oder eine Auskoppelung des ganzen Lichtes und somit eine sehr grosse Empfindlichkeit des Ultraschallsensors. Bei der Führung von 10 Moden im flachen Lichtleiter ist die Empfindlichkeit des Ultraschallsensors noch ausreichend.
Es kann ein runder Lichtleiter vorgesehen sein, der im Bereich des Ultraschallsensors flach gedrückt ist. Ein verhältnismässig kräftiger runder Lichtleiter zwischen dem Ultraschallsensor und der Anzeigeanordnung ist mechanisch widerstandsfähig und erleichtert die Handhabung der Einrichtung. Durch die Einstückigkeit des Lichtleiters entfallen allfällige optische Kopplungselemente am Ultraschallsensor.
Die Krümmung des flachen Lichtleiters kann im Bereich des Ultraschallsensors 1800 umfassen. Der flache Lichtleiter kann auch mäanderförmig gebogen sein und einen Lichtleiterstreifen bilden. Im Ultraschallsensor können mehrere zueinander unter einem Winkel zwischen 90 und 1800 versetzte mäanderförmige Lichtleiterstreifen angeordnet sein, die optisch in Reihe geschaltet sein können.
Der flache und gebogene Lichtleiter kann im Bereich des Ultraschallsensors auf einer elastischen folienförmigen Unterlage hochkant gestellt angebracht sein. Solche Messstreifen können an Hochspannungsanlagen, insbesondere an der äusseren Metallkapselung gekapselter Hochspannungsanlagen einfach durch Ankleben angebracht werden.
Der flache und gebogene Lichtleiter kann zwischen kämmenden Zähnen zweier gegenüberliegenden Backenstücke liegen, wovon das erste Backenstück mit der Hochspannungsanlage akustisch gekoppelt ist und das zweite Backenstück als schwimmende träge Masse ausgebildet ist. Das zweite Backenstück kann mit dem ersten Backenstück federnd verbunden sein.
Der flache und gebogene Lichtleiter kann in einer den Brechungsindex an der Oberfläche des Lichtleiters bestimmenden Flüssigkeit untergebracht sein. Diese Massnahme erlaubt die Einstellung des Empfindlichkeitsbereiches des Ultraschallsensors, ohne Veränderung des Radius der Krümmung am flachen Lichtleiter.
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematisch dargestellten Teil einer Hochspannungsanlage mit einer ebenfalls schematisch dargestellten Einrichtung zur Feststellung von Teilentladungen,
Fig. 2 den flachgedrückten Teil eines runden Lichtleiters,
Fig. 3 einen Ultraschallsensor mit zwei mäanderförmigen Lichtleiterstreifen auf einer folienförmigen Unterlage und
Fig. 4 einen Ultraschallsensor mit zwischen den kämmenden Zähnen zweier Backenstücke liegendem flachem Lichtleiter.
In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Feststellung von Teilentladungen in einer Hochspannungsanlage schematisch dargestellt.
Die Hochspannungsanlage ist durch das für Spannungsführung bestimmte Hochspannungsleiterstück 1 und das dieses Leiterstück 1 umgebende geerdete Kapselungsstück 2 schematisch dargestellt. Die Hochspannungsanlage kann auch ohne Kapselung ausgeführt sein. Die in einer solchen Hochspannungsanlage auftretenden Teilentladungen können aus einer sicheren Entfernung auch gemessen werden. Die zur Feststellung von Teilentladungen dienende Einrichtung besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem am Kapselungsstück 2 der Hochspannungsanlage angebrachten Ultraschallsensor 3 und aus einer daran angeschlossenen Anzeigeanordnung 4. Durch den Ultraschallsensor 3 ist ein Lichtleiter 5 geführt, der an der Anzeigeanordnung 4 angeschlossen ist.
Die Anzeigeanordnung 4 enthält am einen Ende des Lichtleiters 5 eine nicht näher dargestellte Lichtquelle 6 und einen am anderen Ende des Lichtleiters 5 angeschlossenen Lichtsensor 7. Die Lichtquelle 6 gibt ein monochromes Licht ab. Der Lichtsensor 7 ist eine Photodiode oder ein Photowiderstand. Die Signalaufbereitung erfolgt in irgendeiner allgemein bekannten in der Anzeigeanordnung 4 eingebauten elektronischen Schaltanordnung. Die Speisung und Handhabung der Anzeigeanordnung 4 ist völlig gefahrlos, weil durch den aus elektrischem Isoliermaterial, wie Glas, oder durchsichtigem Kunststoff bestehenden Lichtleiter 5 zwischen der Hochspannungsanlage und der Anzeigeanordnung 4 eine Potentialtrennung vorhanden ist.
Magnetische Wechselfelder beeinflussen die Anzeigeanordnung 4 auch nicht, weil die grosse an der Anzeigeanordnung 4 angeschlossene geschlossene Schleife aus dem elektrisch isolierenden Lichtleiter 5 besteht und die Anzeigeanordnung 4 selbst gut abschirmbar ist.
Der Ultraschallsensor 3 enthält den durch ihn durchgeführten Lichtleiter 5, der in diesem Bereich flach ausgebildet und mit mehreren Krümmungen 8 von 1800 versehen ist. Die Krümmung 8 des flachen Lichtleiters 5 erfolgt um eine zur Längsrichtung des Lichtleiters 5 quer stehende und zu den Breitflächen des flachen Lichtleiters 5 parallele Achse. Der flache Lichtleiter 5 ist im Ultraschallsensor 3 mäanderförmig gebogen und bildet einen Lichtleiterstreifen 10. Der Lichtleiterstreifen 10 ist auf einer Folie 9 hochkantgestellt befestigt. Die Folie 9 selber ist auf die Oberfläche des Kapselungsstückes 2 aufgeklebt. Bei Teilentladungen auf dem Hochspannungsleiterstückl werden Ultraschallwellen erzeugt, die durch die akustische Kopplung über die Isolierstrecke, das Gehäuse 2 und die Folie 9 zum Lichtleiterstreifen 10 gelangen.
Der Radius der Krümmungen 8 des Lichtleiters 5 ist so gewählt, dass bei einer durch Ultraschallwellen verursachten kleinsten Verkleinerung dieses Radius das im Lichtleiter 5 geführte Licht ausgekoppelt wird. Dieses Auskoppeln des Lichtes bewirkt, dass mindestens ein Teil des aus der Anzeigeanordnung 4 kommenden Lichtes die Anzeigeanordnung 4 nicht wieder erreicht. Wenn das ausgesandte Licht in die Anzeigeanordnung 4 nicht vollständig zurückgeführt wird, tritt die Signalaufbereitungsanordnung in Funktion und gibt Signale ab, was das Vorhandensein von Teilentladungen in der Hochspannungsanlage bedeutet. Es ist leicht einzusehen, dass die grösste Empfindlichkeit bei Monomode-Lichtführung erreichbar ist, weil in diesem Fall bei einer Radiusverkleinerung einer Krümmung 8 gar kein Licht in die Anzeigeanordnung 4 zurückgeführt wird.
Bei einer Lichtführung von 10 Moden im Lichtleiterstreifen 10 ist die Empfindlichkeit des Ultraschallsensors 3 noch ausreichend.
In der Fig. 2 ist der im Ultraschallsensor 3 geführte Teil des Lichtleiters 5 dargestellt. Der runde Lichtleiter 11 ist im Bereich des Ultraschallsensors 3 flach gedrückt. Der flache Lichtleiterteil 12 weist bevorzugt eine Dicke von 2 bis 3 Mikrometer und eine Breite von 0,1 bis 10 Millimeter auf.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Ultraschallsensor 3 mit zwei mäanderförmigen Lichtleiterstreifen 13, 14, die auf einer elastischen folienförmigen Unterlage 15 befestigt sind. Diese Unterlage 15 kann beispielsweise auf das Kapselungsstück 2 in der in Fig. 1 dargestellten Hochspannungsanlage aufgeklebt werden.
Die Lichtleiterstreifen 13, 14 sind zueinander unter einem Winkel von 90 angeordnet, damit Ultraschallwellen praktisch aus jeder Richtung in der Ebene der Unterlage 15 festgestellt werden können. Bei drei Lichtleiterstreifen würde der Winkel zwischen den einzelnen Lichtleiterstreifen 1200 betragen. Dreidimensionale Anordnungen sind bei entsprechend ausgebildeter akustischer Kopplung auch möglich. Die beiden Lichtleiterstreifen 13, 14 sind nach Fig. 3 optisch in Reihe geschaltet. Optisch parallelgeschaltete Lichtleiterstreifen wären auch in der Anzeigeanordnung 4 mit Mehraufwand verbunden, würden aber bei Ausfall eines Lichtleiterstreifens die Betriebsfähigkeit der Einrichtung sichern.
Durch Messungen hat man festgestellt, dass die bei Teilent ladungen in einer Hochspannungsanlage auftretenden Schallwellen mehrheitlich in einem Frequenzbereich zwischen 20 und 100 kHz liegen. Aus diesem Grunde werden die Radien der Krümmungen 8 des Lichtleiters S in den Ultraschallsensoren 3 auf diesen Frequenzbereich eingestellt.
Der in Fig. 4 dargestellte Ultraschallsensor enthält zwei mit kämmenden Zähnen 16, 17 versehene Backenstücke 18, 19. Das erste Backenstück 18 ist am Kapselungsstück 2 der Hochspannungsanlage befestigt und mit diesem akustisch gekoppelt. Das zweite Backenstück 19 weist eine relativ grosse Masse auf und ist am mit dem erstenBackenstück 18 verbundenen Behälter 20 über ein Gummipolster 21 federnd befestigt. Der Lichtleiter 5 liegt mit seinem flachen Teil zwischen den kämmenden Zähnen 16, 17 der beiden gegenüberliegenden Backenstücke 18, 19.
Beim Auftreten von Teilentladungen in der Hochspannungsanlage werden die Ultraschaliwellen dem ersten Backenstück 18 zugeführt. Dieses Backenstück 18 wird durch die Ultraschallwellen zu Schwingungen erregt. Der zwischen den kämmenden Zähnen 16, 17 liegende, flache Lichtleiter 5 wird durch diese Schwingungen auf Biegung beansprucht, weil das zweite Backenstück 19 mit denZähnen 17 durch seine relativ grosse Masse praktisch die Ruhelage behält. Bei der Biegung des flachen Lichtleiters zwischen den Zähnen 16, 17 findet eine Radiusverkleinerung und eine damit verbundene Lichtauskopplung aus dem Lichtleiter 5 statt, was durch die Anzeigeanordnung 4 festgestellt werden kann.
Der empfindlichkeitsbedingte erforderliche Radius der Krümmungen 8 hängt vom Brechungsindex des Lichtleitermaterials und der Umgebung ab. Um eine einfache Korrektur der Empfindlichkeit des Ultraschallsensors zu ermöglichen, ist der flache und gebogene Lichtleiter 5 in einer den Brechungsindex an der Oberfläche des Lichtleiters 5 bestimmenden Flüssigkeit 22 untergebracht. Die Flüssigkeit 22 befindet sich in der Anordnung nach Fig. 4 im Behälter 20 und kann aus einem Öl oder aus einer anderen den gewünschten Brechungsindex aufweisenden Flüssigkeit bestehen.
DESCRIPTION
The present invention relates to a device for determining partial discharges in high-voltage systems with an ultrasound sensor acoustically coupled to the high-voltage system and with a display arrangement which emits signals when ultrasonic waves generated by partial discharges occur in the high-voltage system.
A device of the type mentioned at the beginning is known from the publication Acoustic Partial Discharge Measurement for the Final Check of Gas-Insulated Switchgear in the company magazine Neues von Sprecher, 1973, No. 1, page 16. However, this publication does not contain any further references to the design of the device, which consists of an ultrasonic sensor and a display arrangement, for determining partial discharges in high-voltage systems.
The object of the present invention is to find a device of the type mentioned at the outset which has a high level of operational reliability and economic advantages, is insensitive to interference from electrical and magnetic fields and is equipped with a simple and economically advantageous ultrasonic sensor of sufficient sensitivity.
The object is achieved in that the device has at least one light guide guided through the ultrasound sensor and connected to the display arrangement and guiding light during operation, which is at least partially flat at least in the area of the ultrasound sensor and with at least one transverse to the longitudinal direction of the light guide vertical axis parallel to the wide surfaces of the flat light guide, arranged on the flat part of the light guide, changing when ultrasound waves strike the ultrasonic sensor and thereby providing coupling-out of the light guided in light guide at least partially permitting.
By using the light guide as a connection between the ultrasound sensor coupled to the high-voltage system and the display arrangement, on the one hand there is potential isolation and on the other hand large electrically conductive loops are avoided in which alternating magnetic fields could induce interference voltages. The device, which is composed of relatively simple and economically advantageous elements, is not only insensitive to faults due to the use of an optical fiber, but is also reliable at the same time. The ultrasonic sensor has a flat and curved light guide. The flat light guide is advantageous because the angular relationships for total reflection and for coupling out the light are practically the same across the entire width of the light guide, even in the critical bending area at the boundary between total reflection and coupling out.
This measure makes it possible to achieve a high sensitivity of the ultrasound sensor, which is otherwise very simple.
From the publication Microbend Fiber Optic Sensor in Technical Digest IEEE Solid State Sensor Conference 84 Cat. 84 CH 2033-9, Hilton Head Island, SC, USA; 6-8 June 1984, pages 8-9 an acoustic sensor with a round light guide is known, the light guide in the sensor being subjected to bending depending on the sound waves.
The light guided in the light guide is modulated by this bending stress. This acoustic sensor can be used as a microphone in the audio frequency range. However, the sensitivity of this sensor is unsatisfactory at higher frequencies occurring with partial discharges in high-voltage systems.
The radius of the curvature of the light guide is advantageously set to a sensitivity range of the ultrasonic sensor between 20 and 100 kHz. Measurements have shown that the sound waves occurring during partial discharges in a high-voltage system are mostly in this frequency range.
The flat light guide preferably has a thickness suitable for guiding a maximum of 10 modes. With monomode light guidance, depending on the radius of curvature in the critical area, either a total reflection or a decoupling of the entire light and thus a very high sensitivity of the ultrasonic sensor can be achieved. The sensitivity of the ultrasonic sensor is still sufficient when using 10 modes in a flat light guide.
A round light guide can be provided, which is pressed flat in the area of the ultrasonic sensor. A relatively strong, round light guide between the ultrasonic sensor and the display arrangement is mechanically resistant and facilitates the handling of the device. The one-piece design of the light guide eliminates any optical coupling elements on the ultrasonic sensor.
The curvature of the flat light guide can include 1800 in the area of the ultrasonic sensor. The flat light guide can also be bent in a meandering shape and form a light guide strip. A plurality of meandering light guide strips offset from one another at an angle between 90 and 1800, which can be optically connected in series, can be arranged in the ultrasonic sensor.
The flat and curved light guide can be mounted upright in the area of the ultrasonic sensor on an elastic film-like base. Such measuring strips can be attached to high-voltage systems, in particular to the outer metal encapsulation of encapsulated high-voltage systems, simply by gluing.
The flat and curved light guide can lie between intermeshing teeth of two opposing cheek pieces, of which the first cheek piece is acoustically coupled to the high-voltage system and the second cheek piece is designed as a floating inert mass. The second cheek piece can be resiliently connected to the first cheek piece.
The flat and curved light guide can be accommodated in a liquid which determines the refractive index on the surface of the light guide. This measure allows the sensitivity range of the ultrasonic sensor to be set without changing the radius of the curvature on the flat light guide.
Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
1 shows a schematically illustrated part of a high-voltage system with a likewise schematically illustrated device for determining partial discharges,
2 shows the flattened part of a round light guide,
Fig. 3 shows an ultrasonic sensor with two meandering light guide strips on a film-like base and
4 shows an ultrasonic sensor with a flat light guide lying between the intermeshing teeth of two cheek pieces.
In Fig. 1, a device for detecting partial discharges in a high-voltage system is shown schematically.
The high-voltage system is shown schematically by the high-voltage conductor section 1 intended for voltage routing and the grounded encapsulation section 2 surrounding this conductor section 1. The high-voltage system can also be designed without encapsulation. The partial discharges occurring in such a high-voltage system can also be measured from a safe distance. In this exemplary embodiment, the device used to determine partial discharges consists of an ultrasonic sensor 3 attached to the encapsulation piece 2 of the high-voltage system and a display arrangement 4 connected to it. A light guide 5 is guided through the ultrasonic sensor 3 and is connected to the display arrangement 4.
The display arrangement 4 contains at one end of the light guide 5 a light source 6 (not shown in more detail) and a light sensor 7 connected at the other end of the light guide 5. The light source 6 emits a monochrome light. The light sensor 7 is a photodiode or a photoresistor. The signal conditioning takes place in any generally known electronic switching arrangement built into the display arrangement 4. The supply and handling of the display arrangement 4 is completely risk-free, because a potential separation is present between the high-voltage system and the display arrangement 4 due to the light guide 5 made of electrical insulating material such as glass or transparent plastic.
Alternating magnetic fields also do not influence the display arrangement 4, because the large closed loop connected to the display arrangement 4 consists of the electrically insulating light guide 5 and the display arrangement 4 itself can be easily shielded.
The ultrasonic sensor 3 contains the light guide 5 that is passed through it, which is flat in this area and is provided with a plurality of curvatures 8 of 1800. The curvature 8 of the flat light guide 5 takes place about an axis which is transverse to the longitudinal direction of the light guide 5 and parallel to the wide areas of the flat light guide 5. The flat light guide 5 is bent in a meandering shape in the ultrasonic sensor 3 and forms a light guide strip 10. The light guide strip 10 is fastened on a foil 9 in an upright position. The film 9 itself is glued to the surface of the encapsulation piece 2. In the event of partial discharges on the high-voltage conductor piece, ultrasonic waves are generated which reach the light guide strip 10 through the acoustic coupling via the insulating path, the housing 2 and the film 9.
The radius of the curvatures 8 of the light guide 5 is selected such that the light guided in the light guide 5 is decoupled when this radius is minimized by ultrasonic waves. This coupling out of the light has the effect that at least some of the light coming from the display arrangement 4 does not reach the display arrangement 4 again. If the emitted light is not completely returned to the display arrangement 4, the signal conditioning arrangement comes into operation and emits signals, which means the presence of partial discharges in the high-voltage system. It is easy to see that the greatest sensitivity can be achieved with single-mode light guidance, because in this case no light is returned to the display arrangement 4 when the radius of a curvature 8 is reduced.
With a light guidance of 10 modes in the light guide strip 10, the sensitivity of the ultrasonic sensor 3 is still sufficient.
The part of the light guide 5 guided in the ultrasonic sensor 3 is shown in FIG. 2. The round light guide 11 is pressed flat in the area of the ultrasonic sensor 3. The flat light guide part 12 preferably has a thickness of 2 to 3 micrometers and a width of 0.1 to 10 millimeters.
Fig. 3 shows schematically an ultrasonic sensor 3 with two meandering light guide strips 13, 14, which are attached to an elastic film-shaped base 15. This pad 15 can, for example, be glued to the encapsulation piece 2 in the high-voltage system shown in FIG. 1.
The light guide strips 13, 14 are arranged at an angle of 90 to one another, so that ultrasonic waves can be detected practically from any direction in the plane of the base 15. With three optical fiber strips, the angle between the individual optical fiber strips would be 1200. Three-dimensional arrangements are also possible with an appropriately trained acoustic coupling. The two light guide strips 13, 14 are optically connected in series according to FIG. 3. Optically parallel optical fiber strips would also be associated with additional effort in the display arrangement 4, but would ensure the operability of the device in the event of the failure of an optical fiber strip.
Measurements have shown that the sound waves occurring in partial discharges in a high-voltage system are mostly in a frequency range between 20 and 100 kHz. For this reason, the radii of the curvatures 8 of the light guide S in the ultrasonic sensors 3 are set to this frequency range.
The ultrasonic sensor shown in FIG. 4 contains two cheek pieces 18, 19 provided with intermeshing teeth 16, 17. The first cheek piece 18 is fastened to the encapsulation piece 2 of the high-voltage system and acoustically coupled to it. The second cheek piece 19 has a relatively large mass and is resiliently attached to the container 20 connected to the first cheek piece 18 via a rubber cushion 21. The flat portion of the light guide 5 lies between the intermeshing teeth 16, 17 of the two opposing cheek pieces 18, 19.
When partial discharges occur in the high-voltage system, the ultrasonic waves are fed to the first jaw piece 18. This cheek piece 18 is excited to vibrate by the ultrasonic waves. The flat light guide 5 lying between the meshing teeth 16, 17 is subjected to bending by these vibrations, because the second cheek piece 19 with the teeth 17 practically retains the rest position due to its relatively large mass. When the flat light guide is bent between the teeth 16, 17, the radius is reduced and the light is coupled out from the light guide 5, which can be determined by the display arrangement 4.
The required radius of curvature 8 due to sensitivity depends on the refractive index of the light guide material and the environment. In order to enable a simple correction of the sensitivity of the ultrasonic sensor, the flat and curved light guide 5 is accommodated in a liquid 22 which determines the refractive index on the surface of the light guide 5. In the arrangement according to FIG. 4, the liquid 22 is located in the container 20 and can consist of an oil or another liquid having the desired refractive index.