CN102027314A - 使用极化光纤的高电压测量装置 - Google Patents

Abstract

两个横向地极化的光纤(10a，10b)在其极化方向反平行的情况下在保持件(30)周围缠绕。耦合部(12)改变光纤的模式的偏振方向。该设计具有的优点为，使热和机械引起的双折射变化可基本上消除，而使电场引起的双折射变化增加，这允许了提供更稳定的高电压测量装置。

Description

使用极化光纤的高电压测量装置

技术领域

本发明涉及一种基于极化的(poled)波导(waveguide)的高电压测量装置。

背景技术

文件WO90/08970描述了一种用于通过在高温下施加横向的强电场来使光学玻璃光纤极化的过程。极化给予该光纤持久的二阶非线性。施加于极化光纤的横向的电场导致折射系数与场强度成比例地改变(普克耳斯效应)。相反地，非极化的光纤(其具有宏观的反对称性)仅仅表现出克尔效应，也就是说，系数的改变非常小并且与场强度的二次方成比例地变化。文件WO90/08970和文件WO97/01100描述了使用极化光纤的电压传感器。该光纤描述了螺旋状的或像螺线的从地(ground)到高压电势的路径。在光纤中的光波经历光相位移，该相位移为用于电压的量度。在Mach-Zehnder干涉仪中或通过测定偏振的(polarimetric)装置测量相位移。

然而，这种类型的传感器对于变化的外部参数(例如温度、机械冲击及振动)是敏感的，这些变化的外部参数可导致光学的相变化并且因此可使电压测量严重恶化。

发明内容

通过本发明所解决的问题为，减小这种外部参数对测量信号的影响。通过根据权利要求1的装置解决该问题。

相应地，提供在第一极化方向上极化的第一波导以及在第二极化方向上极化的第二波导。两个波导实质上为相同类型(也就是说，它们由相同材料制成并且具有相同的波导特性)并且布置成相互平行。每个波导的尺寸设计成载有至少一个具有两个正交的光偏振(polarization)的空间模(spatial mode)。下文中，正交地偏振波(polarized wave)称为正交(偏振)模式(orthogonal modes)。两个波导共同支撑在保持件上，同时第一和第二极化方向相互反平行。两个波导以这种方式光学地相互耦合(例如，直接或通过中间光纤)，即，耦合改变在第一和第二光纤中的正交模式的光偏振方向。

该设计方案具有的优点为，增加了在第一和第二波导中的两个偏振方向之间的电光引起相位延迟，而应变或温度引起的相位延迟相互补偿，这允许了更加精确的电压测量，该测量更少地依赖于以上所提及的外部参数或扰动的类型。

“改变波导的模式的偏振方向”的波导之间的耦合理解为，将沿着一个波导行进且沿着该波导的“慢轴”偏振的光子转变为沿着另一波导的“快轴”偏振的光子，并且反之亦然。例如，在最简单的实施例中，这样的耦合可通过直接将两个波导垂直地接合而实现。备选地，可在两个波导之间提供耦合光纤；该耦合光纤由在第一定向上接合到第一波导且在第二定向上接合到第二波导的偏振保持(polarizationmaintaining)光纤形成，其中，第一和第二定向之间旋转90°。

“横向地极化的”光波导为已极化的且因此在极化方向上横向于尤其垂直于其纵轴线具有非中心结构的波导。

本发明尤其适合用于测量高于10kV的高电压。

附图说明

在从属权利要求以及以下参考附图的描述中给出本发明的其它实施例、优点以及应用：

图1显示了电光电压传感器的第一实施例，

图2显示了电光电压传感器的第二实施例，

图3显示了电光电压传感器的第三实施例，

图4显示了电光电压传感器的第四实施例的部分，

图5显示了电光电压传感器的第五实施例的部分，

图6显示了带有圆形包层的光纤的横截面，

图7显示了带有D形包层的光纤的横截面，

图8显示了带有椭圆形包层的光纤的横截面，

图9显示了带有矩形包层的光纤的横截面，

图10显示了传感器装置的第一实施例，

图11显示了图10的细节的截面视图，

图12显示了传感器装置的第二实施例，

图13显示了传感器装置的第三实施例，

图14显示了在其绝缘罩壳中的装置的部分的截面视图，

图15显示了在其绝缘罩壳中的装置的第二实施例，

图16显示了带有电晕环(corona ring)的装置，以及

图17显示了带有两个芯的光纤的横截面。

具体实施方式

测量原理：

图1显示了具有控制单元1以及两个光纤10a，10b的纤维光学电压传感器。光纤10a，10b形成了偏振保持波导。光纤10a，10b为横向地极化的光纤，其在施加横向的电场时表现出线性的场引起的(field-induced)双折射变化。

控制单元1包括光源3、用于非互逆(non-reciprocal)相位调制的相位调制器4、光检测器5、信号处理器6以及偏振保持光纤耦合部(coupler)7。控制单元1和光纤10a，10b形成偏振旋转的(polarization-rotated)反射干涉仪，并且使用如从光纤陀螺仪中已知的询问(interrogation)技术，详见参考文献[1，2]。

两个正交的线偏振光波(由实现和虚线箭头表示)从控制单元1处离开，并且行进穿过偏振保持(pm)供给光纤(feed fiber)8(例如椭圆芯光纤)到达法拉第旋转体9，其中，每通过一次旋转45°角(或等同地，旋转45°+k·90°角，其中k为任意整数)。换句话说，每个光波在其每次通过法拉第旋转体9时旋转45°。该旋转为非互逆的，也就是说，例如，从朝向光束观看的观察者来看，如果光束从左向右传播，则旋转为顺时针的，但是如果光束从右向左传播，则旋转为逆时针的。因此，总的旋转为90°(或90°+k·180°，其中k为整数)。从法拉第旋转体9处离开的光波耦合到第一横向地极化的pm感测光纤(sensing fiber)10a中。该感测光纤的快轴和慢轴相对于在旋转体9左边的pm供给光纤8的轴以45°定向。因此，在旋转之后，偏振方向再次与双折射光纤轴一致。第二同样横向地极化的pm感测光纤10b在接合部(splice)12处接合，其中，该感测光纤10b的轴相对于第一感测光纤10a旋转了90°。那么，以偏振的方式平行于第一光纤10a中的慢轴的波以偏振的方式沿着第二光纤10b中的快轴，反之亦然。在第二光纤10b的端部处波被镜15反射，并且然后折回其路径。非互逆的法拉第旋转体9引入另一个45°旋转，该另一个45°旋转添加到第一次旋转。因此，在前进和返回路线上的总的旋转为90°，也就是说，光波在带有交换的(swapped)偏振的情况下再次返回到控制单元1，如在文件EP 1154278的电流传感器(其将结合在本发明中)中那样。这是有利的，因为其将波的总的往返行程路径不平衡保持为零或接近零，并且因此，保持在低相干光源3的相干长度以内。此外，温度和振动所导致的在调制器4和法拉第旋转体9之间的光纤中的光相位变化大多相互抵消。

在法拉第旋转体9右边的两个感测光纤10a，10b作为场传感器起作用，并且用于测量周期场引起的额外双折射，该双折射由具有相对于光纤的纵轴线的横向分量的交变的电场E引起。这种场引起的双折射引起在两个正交的波之间相应的微分相位移(differential phaseshift)。

如在图1中所显示的那样，两个光纤的极化方向y，也就是说其极轴，是反平行的。

如果沿着两个光纤的电场分布E(z)相同，则反平行的极化方向和(由于光纤之间90°接合部而引起的)偏振方向交换(swapping)的组合造成在感测光纤中的具有相同的大小和符号的场引起的相位移。在电压传感器中，通过将两个光纤对准(如下文中在图10-13中示出的那样)而得到相同的场分布。

使用以90°接合部引起的且带有如图10-13中那样对准的第一和第二感测光纤10a，10b连结的优点如下：

-第二pm感测光纤10b平衡了在第一感测光纤10a中引入的两个正交的波之间的光路径不平衡。如所提及的那样，这也是必要的，因为其将总的路径不平衡保持在低相干光源的相干长度以内。

-因为两个光纤都经受相同的温度和机械所引起的相位移(例如由冲击和振动引起)，在两个光纤中相应的光相位移相互抵消。因此，与根据现有技术的传感器相比，该传感器相对于外部扰动明显更稳定(robust)。此外，如果避免了大的准静态相位偏移(例如，由温度变化引起)，则信号处理变得更加简单。理想地，总的相位变化应保持在±π的范围内。

-第二光纤10b使电压传感器的灵敏度加倍。

应注意，在基于非互逆相位调制的询问技术的情况下，两个极化的光纤10a，10b相对于施加的交变电压的表观灵敏度(apparentsensitivity)随着向前和向后传播的波之间的时间延迟的函数而变化，并且因此，随着光纤长度和沿着光纤的位置的函数而变化。如果时间延迟与交变电压的周期相比可忽略，则电压引起的往返行程光相位移达到其最大值，并且如果延迟相应于周期的一半，则相位移变成零。此外，如果延迟不可忽略，则两个区段的有效灵敏度将不同。然而，对于频率为50或60Hz的电压以及长度为几米的光纤，时间延迟可忽略并且可忽视延迟的影响。

图2显示了图1中的配置的改型。pm光纤耦合部13和两个横向地极化的pm感测光纤10a，10b形成了环镜。在法拉第旋转体9处的耦合部端部如图1中的第一感测光纤10a区段那样定向。环包括两个90°接合部12，14。该接合部将环分割成两个带有相同长度的半部。不需要额外的反射器。两对带有如所指出的定向的正交偏振在环中相反地传播。两个环半部的功能与图1中的两个感测光纤10a，10b的功能相同。如果极化方向y和场方向E如图2中所指出的那样，则光纤10a，10b中的相位移增加。该构造的潜在优势为，光纤10a，10b的有效灵敏度与时间延迟无关总是相同的。

图1和图2中的相位调制器4例如为集成光锂调制器，例如，见参考文献[1]。该调制器也用作偏振器。另一备选方案为如在参考文献[2]中示出的压电调制器。

图3显示了与图1相同的结构，但带有不同类型的集成光相位调制器4。该调制器为双折射调制器，其直接调制正交光波的相位。那么，不再需要图1和2的pm耦合部7。来自光源3(消偏振器未示出)的消偏振光在光纤偏振器21中偏振，并且随后在接合部23处耦合到调制器的进入pm光纤导线22中。偏振方向相对于pm光纤导线的轴为45°(45°接合)。因此，激励了带有相同振幅的两个正交波。调制器4的两个pm光纤导线22，8的快轴和慢轴与调制器的电光轴平行。

图4显示了传感器的改型。(在旋转体9左边的传感器部分与前述图中任一个中的相同，并且为了简化在图4和图5中未显示)。在此，在感测光纤10a，10b之间安置有两个未极化的pm光纤区段2a，2b，其中，到第一感测光纤10a的接合部12a为0°接合部、在未极化的pm光纤区段2a，2b之间的接合部12b为90°接合部、以及到第二感测光纤10b的接合部12c为0°接合部。备选地，在10a/12a之间和12b/10b之间的接合部两者可为90°接合部。优选地，未极化的区段2a，2b具有圆形的截面，并且有助于例如带有D形的两个极化光纤的连接。在芯定向上直接将两个D形光纤(如上所述)利用90°偏移接合部是更加困难的。优选地，两个未极化的区段2a，2b在类型和长度上为相同的，并且以90°接合相连结，以使得将正交模式的总的路径不平衡保持为零。

备选地，且如图5中所显示的那样，未极化的光纤区段2a，2b中的一个可在法拉第旋转体9和第一极化的感测光纤10a之间，借助于接合部12d连接到第一感测光纤10a上。接合部再次以这种方式定向，即，在12a/12b中的路径不平衡彼此抵消。备选地，未极化的光纤区段2a，2b中的一个可布置在第二极化的感测光纤10b和反射器15(未示出)之间。

在到目前为止所显示的实施例中，具有：

用于至少一次发送光穿过第一光纤10a、耦合部(由接合部12形成或者由未极化的光纤2a，2b及其接合部形成)且穿过第二光纤10b的控制单元1；

-控制单元1适用于测量下者之间经受的相位延迟：

-以沿着第一光纤的极化方向y的偏振行进穿过第一光纤10a且以垂直于第二光纤的极化方向的偏振行进穿过第二光纤10b的光波，和

-以垂直于第一光纤的极化方向y的偏振行进穿过第一光纤10a，且以沿着第二光纤的极化方向10b的偏振行进穿过第二光纤10b的光波。

以上所描述的使用法拉第旋转体的互逆相位调制器的方案是尤为有利的，但也可借助于更加传统的测定偏振的配置。优选地，在已经过光纤10a，10b后，两个正交的光波被发送穿过另外一对相同的偏振保持光纤，该偏振保持光纤为检测系统的一部分并且再次以90°接合部连结。随后，波在两个相对于光纤轴以+/-45°定向的偏振器处被引起干涉。所产生的干涉信号具有相反的相位。两个信号的微分被反馈给相位控制器，该相位控制器将干涉波的微分相位保持处于正交(atquadrature)。可借助于控制pm光纤中的一个的长度的压电调制器调整正交，见参考文献[5]。就此而论，可以传输或反射的方式操作光纤10a，10b。

极化的光纤：

以上装置的感测光纤10a，10b需要被横向地极化(或需要具有至少横向的极化方向分量)以使得其表现出线性电光效应。

例如，在文件WO90/08970以及在参考文献[3]和[4]中描述了玻璃光纤的热极化。通过在提高的温度下(例如在300℃下)将高的横向电场施加到光纤芯区域来实现光纤的极化。场引起了电荷的重新排列。因此，在光纤在施加的极化场下冷却到室温后，永久的电场28(见图6)以冻结的形式保留在光纤内。极化引起的各向异性导致随所施加的电场线性地变化的电光效应。

常常通过将几千伏的电压施加到在光纤包层(cladding)26中的两个孔25中的电极线(electrode wire)上产生极化电场，见图6。孔25沿着光纤芯27在相对侧上延伸，光纤芯27形成光纤的波导。对于电压感测有利的是，使用双折射光纤(也就是说，偏振保持光纤，pm光纤)，如椭圆核光纤，该光纤支持带有正交的偏振方向的双模(doublemode)(平行于慢和快双折射光纤轴x和y)。在椭圆核光纤中它们为主轴和副轴。极化方向选择为平行于双折射轴(图6中的y方向)。

一旦光纤被极化，则沿着y的强度为E的电场引起用于两个正交地偏振的光波的电光系数差

Δn_eo＝rE                    (1)

其中，r为有效电光系数，典型地接近1pm/V。那么，在长度为1的光纤中，所引起的波长为λ的两个波的微分电光相位移为

沿x或z(z为光纤方向)的场不产生任何微分相位移。场强度E为在光纤芯处的有效场强度，该有效场强度在所给出的外部场强度E’下取决于介电常数以及光纤的截面形状。

例如，为了电压测量，光纤(其中，用于极化的导线被移除)被放置在两个电位(例如地和高电压)之间的具有恒定的螺旋角的螺旋的路径上。使光纤轴对准，以使得在沿着光纤的任何点处极化方向都近似地平行于螺旋的纵轴线，见文件WO90/08970和WO 97/01100。那么，可显示出，引起的总相位移

以良好的近似性相应于沿着螺旋的纵轴线的路径积分∫E·ds，并且因此相应于待测量的电压。

为了促进光纤的对准(极化方向的对准)有利的是，使用带有非圆形光纤截面的光纤。在图7，8和9中显示了示例。图7显示了带有具有D形状的包层的光纤，图8显示了带有具有椭圆形状的包层的光纤，以及图9显示了带有具有矩形或正方形形状的包层的光纤。

电压传感器配置和封装：

图10和11显示了高电压测量装置的实施例。其包括保持件30，有利地，该保持件30为带有纵轴线31的棒。保持件30布置在地和待测的高电压之间，其中，纵轴线31基本上沿着电场延伸。

保持件30具有外圆柱面32。第一光纤10a和第二光纤10b螺旋地在表面32周围缠绕，也就是说，其以双股的方式沿着螺旋路径行进，该螺旋路径的中心在纵轴线31的位置处。螺旋路径具有恒定的螺旋角。两个光纤的极化方向y并不相对于纵轴线31垂直(但基本上恒定)，以使得沿所述轴线的电场在光纤的波导中产生线性电光效应。优选地，极化方向基本上平行于轴线31。

第一光纤10a和第二光纤10b相互平行地延伸，优选地，相互的间距小于其螺旋路径的螺距。每个光纤10a，10b在高电压和地之间在保持件30的整个长度上延伸。

图11显示了示例的实施例，在其中，显示了光纤轴的定向和极化方向y，其用于实现消除热和机械的相位移并且使电光相位移加倍的目的。由于中间的90°接合部12，因而在两个光纤区段中，相对于芯轴的两个偏振模式的方向交换。

两个带有波导或芯27的感测光纤10a，10b通常支撑在保持件30上。在图10和11的实施例中，两个感测光纤10a，10b优选地安装在共用承载件33的相对侧上，以使得它们经受相同的温度变化和机械扰动。由于在光纤10a，10b之间的模式交换，所引起的微分光相位移大小相同但符号相反，并且因此相互抵消。此外，感测光纤10a，10b以冻住的(frozen-in)电场的相反方向安装。该措施与偏振交换组合使电光相位移加倍。

在图11的实施例中，承载件33具有从表面32中伸出且在保持件30周围螺旋地延伸的形状或突出部。

在图11中两个D形感测光纤10a，10b安装在承载件33的顶表面和底表面上，以用于实现合适的光纤对准。备选地，可使用如在图6-8中所显示的带有椭圆形、正方形或矩形截面的光纤，如图12中所显示的那样，可直接将该光纤扭曲(wrap)到保持件30的表面32上。

在图13中显示了另一备选方案。在此，两个光纤预安装在作为承载件起作用的柔性的支撑条33’的槽34中。随后，将条33’缠绕在保持件30上。这一过程有助于传感器的准备。此外，在装置的后续封装期间(见下文)光纤以机械的方式在槽34内受到保护。如有需要，槽34可由适当的盖(未示出)遮盖。

图14和15显示了两种用于户外应用的传感器的耐高压封装(high-voltage proof packaging)的选择。在图14中，相应于图10-13的保持件30布置在硅制成的绝缘罩壳35中，该罩壳载有多个周缘绝缘子裙(shed)35a。该绝缘子裙35a提供了足够大的爬电距离。在模制过程中将硅施加到保持件30上，其中，光纤10a，10b布置在保持件30和绝缘罩壳35之间。

装置的两端均配有金属凸缘36。例如，相似的封装技术使用在电涌放电器的制造中。结构中可包括一些复合棒以用于增加其机械强度。

在图15中，保持件30安装在由纤维加强的树脂制成的复合绝缘管37中。为了电绝缘，有利地，绝缘管37和保持件30之间的缝隙由固体绝缘材料38填充。一个实例是带有足够的可压缩性(为了避免由于热膨胀而引起的过大的应力)的聚氨酯泡沫。其它备选方案为介质(dielectric)液体(例如，变压器油(transformer oil)、硅油)或绝缘气体(例如SF₆、氮气、空气)。

有利地，如图16中所显示的那样，传感器配有一个或多个电晕环39，该电晕环39提供更加均匀的电场分布。图16同样显示了两个用于安装该装置的悬缆40。

其它传感器改型：

图17显示了带有两个芯27a，27b的极化的光纤的截面。在该几何结构中，在极化期间在芯区域中产生两个如指出的那样带有相反方向的冻住的电场28。以这种方式，在图11中所示的两光纤的布置可由允许甚至更好的温度和振动补偿的单光纤体取代。此外，传感器的制造变得更容易。

通常，本发明可应用于具有第一和第二延长的波导的装置，该波导可由具有两个芯的单个光纤形成或者由两个具有单芯的光纤形成。有利地，波导为单模(single mode)的波导。

当使用如图6-9和11中所显示的单芯光纤时，波导对应于两个光纤的芯27。如在图11和13中所显示的那样，光纤可安装在共用保持件30上，并且尤其地安装在共用承载件33，33’的相对侧上。然而，两个光纤也可布置成相互邻近，并且，尤其地，其例如可直接彼此焊接或粘合在一起。有利地，在任何一种情况中，两个光纤应具有相同的设计，以使得除了电场引起的折射系数变化，其它所有效应相互抵消。

备选地，两个波导可由单独的光纤的两个芯28a，28b形成，如在图17中所显示的那样。

代替使用如图14中的串联的两对极化光纤，多对极化光纤可布置成串联的，也就是说，多对所述的第一波导和所述的第二波导布置成串联的。每个后续的极化光纤对像第一光纤对那样再次布置在其自己的圆柱形支撑体上。因此，电压传感器可包括一连串独立模块，这些独立模块在特定应用中可增加设计的灵活性。

两个波导或感测光纤10a，10b中的每一个均可由以0°接合部引起的多个独立极化的光纤段连结组成(可选地，如以上所描述的那样，如果pm光纤区段需要有助于接合，则在节段之间存在一个或多个短的pm光纤区段)。如果可被极化的最大光纤长度受到限制(例如由于电极线的长度或可插入光纤孔中的液体电极材料限制)，则可选择这一方式。

代替集成的相位调制器，可使用压电调制器(例如，见参考文献[3])。通常，压电调制器用于与开环检测组合使用。

相对于带有非互逆相位调制和法拉第旋转体的检测，备选地，可采用如在例如参考文献[3]或在文件US 5936395中所描述的偏振测定的检测方案。以传输或反射的方式操作极化的光纤区段是可能的。

单一光源可用于多个传感器，例如，用于在三相高压仪器中的三个传感器的组合。那么，消偏振光通过多个光纤耦合部分开到三个传感器通道上，例如，通过1∶3耦合部接着平行布置的三个2∶1耦合部。那么，光电二极管在2∶1耦合部的自由出口处。所有示例和图仅用于示范性目的，并且既不应限制权利要求也不应限制本发明的优选的特征的独立使用。

参考文献：

1.”The fiber-optic gyroscope”，Herve Lefevre，Artech House，Boston，London，1993.(“光导光纤陀螺仪”，Herve Lefevre，ArtechHouse，波士顿，伦敦，1993)

2.EP 1154278

3.P.G.Kazansky et al.，”Glass fiber poling and applications”，J.Lightw.Technology 15，1484，1997.(P.G.Kazansky等，“玻璃光纤的极化及应用”，J.Lightw.Technology 15，1484，1997)

4.M.Janos et al.，”Growth and decay of the electro-optic effect inthermally poled B/Ge codoped fiber“，J.Lightw.Technology 17，1037，1999.(M.Janos等，“在热极化的B/Ge双掺杂光纤中的电光效应的增长和衰退”，J.Lightw.Technology 17，1037，1999)

5.D.A.Jackson，R.Priest，A.Dandridge，and A.B.Tveten，”Elimination of drift in a single-mode optical fiber interferometerusing a piezoelectrically stretched coiled fiber”，Appl.Opt.，vol.19，pp.2926-2929，1980.(D.A.Jackson，R.Priest，A.Dandridge，A.B.Tveten，“使用压电地延长的盘绕光纤消除在单模光纤干涉仪中的漂移”，Appl.Opt.，卷19，页2926-2929，1980)

参考标号列表

1            控制单元

3            光源

2a，2b       未极化的pm光纤区段

4            相位调制器

5            光检测器

6            信号处理器

7            pm光纤耦合部

8            供给光纤

9            法拉第旋转体

10a，10b     感测光纤

12a，12b，12c接合部

13           pm光纤耦合部

12，14       90°接合部

15           镜

21           光纤偏振器

22           pm光纤导线

23           接合部

25           孔

26           包层

27，27a，27b 芯

28           冻住场

30           保持件

31           保持件的纵轴线

32           保持件表面

33           承载件

33’         柔性的支撑条

34     槽

35     绝缘罩壳

35a    绝缘子裙

36     金属凸缘

37     复合绝缘管

38     固体绝缘材料

39     电晕环

40     悬缆

Claims (16)

1.一种高电压测量装置，包括

用于布置在两个电势之间的保持件(30)，

在第一极化方向上横向极化的第一波导以及在第二方向上横向极化的第二波导，其中，所述波导为相同类型并且布置成相互平行，其中，每个波导适合载有至少一个具有两个正交的光偏振方向的光学模，并且其中，所述第一和第二波导共同地支撑在所述保持件(30)上，其中，所述第一和所述第二极化方向(y)反平行，以及

在所述第一和所述第二波导之间的耦合部(12)，其中，所述耦合部(12)改变所述模的所述偏振方向。

2.根据权利要求1所述的高电压测量装置，其特征在于，所述保持件(30)包括具有纵轴线(31)的棒，并且所述第一和所述第二波导沿着螺旋的路径在所述轴线(31)周围缠绕，其中，所述第一和所述第二极化方向不垂直于所述纵轴线(31)。

3.根据权利要求2所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一和所述第二波导的相互的距离小于所述螺旋路径的螺距。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的高电压测量装置，其特征在于，所述保持件(30)具有在所述纵轴线(31)周围的圆柱形的表面(32)，并且所述第一和所述第二波导在所述表面(32)周围缠绕。

5.根据前述权利要求中任一项所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一波导包括第一光纤(10a)的芯(27)，并且所述第二波导包括第二光纤(10b)的芯(27)。

6.根据权利要求5所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一和所述第二光纤(10a，10b)布置成相互邻近，并且尤其地，所述第一光纤(10a)和所述第二光纤(10b)彼此粘合或焊接在一起。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一和所述第二光纤(10a，10b)具有相同的设计。

8.根据权利要求5所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一和所述第二光纤(10a，10b)安装在共同承载件(33，33’)的相对侧上，所述承载件(33，33’)安装在所述保持件(30)上，并且尤其地，其中，所述承载件螺旋地在所述保持件(30)周围缠绕。

9.根据权利要求8所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一和所述第二光纤(10a，10b)安装在所述承载件(33’)的相对侧上的凹口中。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一和所述第二波导包括共同光纤的两个芯(27a，27b)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的高电压测量装置，其特征在于，所述保持件(30)布置在绝缘罩壳(35)中，其中，所述绝缘罩壳(35)载有多个周缘的绝缘子裙(35a)，其中，所述波导布置在所述保持件(30)和所述绝缘罩壳(35)之间。

12.根据权利要求11所述的高电压测量装置，其特征在于，所述绝缘子裙布置在尤其由纤维加强的树脂制成的绝缘管(37)的外侧，并且其中，所述波导布置在所述保持件(30)和所述绝缘管(37)之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的高电压测量装置，所述高电压测量装置还包括：

控制单元(1)，该控制单元(1)用于至少一次将光发送穿过所述第一波导、所述耦合部(12)以及所述第二波导并且适用于测量下者之间经受的相位延迟：

-以沿着所述第一极化方向的偏振行进穿过所述第一波导且以垂直于所述第二极化方向的偏振行进穿过所述第二波导的光波，和

-以垂直于所述第一极化方向的偏振行进穿过所述第一波导且以沿着所述第二极化方向的偏振行进穿过所述第二波导的光波。

14.根据权利要求13所述的高电压测量装置，所述高电压测量装置还包括至少一个布置在所述控制单元(1)和所述光纤之间的法拉第旋转体(9)，并且尤其地，其中，每次经过时所述法拉第旋转体(9)将光旋转45°。

15.根据前述权利要求中任一项所述的高电压测量装置，其特征在于，所述第一和所述第二波导相互平行地延伸。

16.根据前述权利要求中任一项所述的高电压测量装置，其特征在于，所述高电压测量装置包括布置成串联的多对所述第一波导和所述第二波导。

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