DE1939912A1

DE1939912A1 - Messeinrichtung fuer Stroeme in Hochspannungsleitern

Info

Publication number: DE1939912A1
Application number: DE19691939912
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl-Ing Moellenbeck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-08-01
Filing date: 1969-08-01
Publication date: 1971-02-18
Also published as: DE1939912B2; ZA704857B; CH519722A; DE1939912C3; FR2057862A5; US3679974A

Description

Meßeinrichtung^fUr^ Ströme^ in_ Hpch^pannun^sleitern

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungsleitern mit Übertragung der Meßwerte von der Hoch- zur Niederspannungsseite in Form von lichtiinpulsen.

Bei einer "bekannten Meßeinrichtung dieser Art werden von einer auf der Niederspannungsseite angeordneten Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahlen mittels Reflektoren auf der Hochspannungsseite auf eine Blendenanordnung in Form einer lochscheibe gerichtet, die den Weg des Strahles schließt und mit einem Takt öffnet, der mit wachsender Stromstärke in der Hochspannungsleitung zunimmt. Die auf diese Weise nach einem Impulsfrequenzverfahren modulierten Lichtstrahlen gelangen zu auf Niederspannungspotential angeordneten Fotozellen, wo sie in eine dem Strom im Hochspannungsleiter proportionale analoge Meßgröße umgesetzt v/erden.

Nachteilig ist die bekannte Meßeinrichtung vor allem insofern, als bei ihr zur Impulsfrequenzmodulation des Lichtstrahles einer Lochscheibe dient, die mit einer dem jewei-. ligen Strom im Hochspannungsleiter proportionalen Drehzahl rotiert. Da es sich bei der Lochscheibe um ein massebehaftetes Bauelement handelt, kann sie plötzlichen starken Änderungen des zu messenden Stromes hinsichtlich ihrer Drehzahl nicht sofort folgen, so daß sich bei der bekannten Meßeinrichtung schnelle Änderungen des zu messenden Stromes nicht zur Niederspannungsseite übertragen lassen*

Dieser Nachteil läßt sich bei einer Meßeinrichtung für

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Ströme in Hochspannungsleitern dadurch vermeiden, daß gemäß der Erfindung hochspannungsseitig eine Anordnung mit elektro-optischen oder inagneto-optischen Eigenschaften vorgesehen ist, in der mittels einer aus dem zu messenden Strom abgeleiteten Steuergröße ein lichtstrahl in Lichtimpulse mit einem dem zu messenden Strom entsprechenden Informationsinhalt zerlegt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung wird also zur Erzeugung der Liehtimpulse von an sich bekannten elektrooptischen oder magneto-optischen Effekten Gebrauch gemacht, um eine trägheitslose Erfassung von Strömen in Hochspannungsleitern und eine Übertragung der Meßwerte von der Hochspannungs- zur Niederspannungsseite zu erreichen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung besteht darin, daß eine normale lichtquelle mit langer lebensdauer verwendet werden kann, da zur Erzeugung der Lichtimpulse keine Ansteuerung der Lichtquelle, sondern eine Modulation des Lichtstrahls selbst erfolgt; auf zur Tastung mit beachtlieh hohen Impulsfrequenzen geeignete Lumineszenz- bzw. Laserdioden, wie sie bei anderen bekannten Meßeinrichtungen für Ströme in Hochspannungsleitern mit Übertragung der Meßv/erte in Form von Licht impulsen eingesetzt werden müssen, kann also verzichtet werden. Diese Dioden haben nämlich den Nachteil einer relativ kurzen Lebensdauer. Außerdem ist die Impulsfrequenz für diese Dioden auf etwa 1 MHz begrenzt.

Die Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften kann in unterschiedlicherWeise ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Anordnung ein eine transversale elektrische oder magnetische Doppelbrechung bewirkendes Bauelement enthalten, beispielsweise also ein Bauelement, das den Gotton-Mouton-Effekt zeigt, um den auf die Anordnung bzw. das Bauelement gerichteten Lichtstrahl impulsartig in Abhängigkeit vom zu messenden Strom derart

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abzulenken, daß er in einer niederspannungsseitigen Empfangseinrichtung ausgewertet werden kann.

In Abweichung von der eben behandelten Ausbildung der Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften kann die Anordnung auch ein eine elektric sehe oder magnetische Drehung der -Polarisationsebene des Lichtstrahles bewirkendes Bauelement und zumindest einen in Strahlenrichtung hinter dem Bauelement angeordneten Polarisator enthalten. Bei dem Bauelement handelt es sich beispielsweise um ein Bauteil, das den sogenannten Pockels-Effekt oder den Faraday-Effekt zeigt. Hierfür ist besonders ein sogenannter YIG-Modulator geeignet, der als Werkstoff Yttrium-Eisen-Garnet enthält.

Die Anzahl der diesem Bauelement zuzuordnenden Polarisatoren richtet sich weitgehend nach der Ausbildung der Lichtquelle. Wird beispielsweise eine Lichtquelle in Form einer üblichen Glühlampe oder Neonröhre verwendet, dann ist zwischen der Lichtquelle und dem Bauelement ein Polarisator anzuordnen, um linear polarisiertes Licht zu erhalten. Wird dagegen als Lichtquelle ein Laser verwendet, der bereits lineal" polarisiertes Licht abgibt, dann braucht in Strahlenrichtung vor dem Bauelement kein Polarisator angeordnet zu werden. Es genügt dann, hinter dem Bauelement einen Polarisator vorzusehen.

Die Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften kann ein den magneto-optischen Kerr-Effekt zeigendes Bauelement enthalten, also ein Bauteil, das beispielsweise aus einem Metallspiegel besteht, an dem ein linear polarisierter Lichtstrahl reflektiert und dabei elliptisch polarisiert wird. Erfolgt die Reflektion an dem Metallspiegel in einem Magnetfeld, das dem zu messenden Strom proportional ist, dann stellt sich eine Drehung und Verzerrung der Schwingungsellipse ein, .die ein Maß für den

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zu messenden Strom darstellt und in einer geeigneten Empfangseinrichtung auf Niederspannungspotential ausgewertet werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung kann die Lichtstrahlen erzeugende Lichtquelle an unterschiedlichen Einbauorten angeordnet sein. Beispielsweise kann die Lichtquelle auf Hochspannungspotential liegen, was man im allgemeinen jedoch nur dann vorsehen wird, wenn die Stromversorgung dafür sicherzustellen ist, ohne daß dadurch besondere Schwierigkeiten und ein besonderer Aufwand entstehen.

Bevorzugt wird jedoch die Anordnung der Lichtquelle auf der Niederspannungsseite, da sich dort im allgemeinen die Stromversorgung erheblich einfacher bewerkstelligen läßt als auf Hochspannungspotential und außerdem die vorteilhafte Möglichkeit gegeben ist, eine defekt gewordene Lichtquelle zu ersetzen, ohne einen Eingriff auf Hochspannungspotential vornehmen zu müssen, der immer eine Abschaltung der Hochspannungsleitung voraussetzt.

Ist die Lichtquelle auf der Niederspannungsseite angeordnet, dann bestehen mehrere Möglichkeiten, die von ihr ausgesandten Lichtstrahlen zur Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften auf der Hochspannungsseite zu übertragen. Beispielsweise kann diese Übertragung mittels Reflektoren erfolgen. Ist in diesem Falle zwecks Einsparung eines bei hohen Spannungen relativ teuren Isolators keine besondere - Abkapselung des optischen Übertragungsweges gegenüber der freien Atmosphäre vorgenommen, dann kann die Übertragung durch Dunst oder Nebel behindert werden. Besteht dieseGefahr, dann ist es vorteilhaft, zur Führung der Lichtstrahlen zwischen der Hoch- und Niederspannungsseite Lichtleiter, vorzugsweise lichtleitende Faserbündel, zu verwenden. Von dieser Möglichkeit wird man vorzugsweise dann Gebrauch machen, wenn, als Lichtquelle

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eine klassische lichtquelle in Form einer Glühlampe oder einer Neonröhre verwendet wird. lot die lichtquelle als laser ausgeführt, dann ist der Einsatz von lichtleitern nicht' so günstig, weil dadurch die lineare Polarisierung der ausgesandten lichtstrahlen verloren geht. Dies bedeutet insbesondere bei einer Anordnung mit einem den Faraday-Effekt zeigenden Bauelement, daß in Strahlenrichtungvor diesem Bauelement ein Polarisator vorgesehen sein muß..

Als vorteilhaft hat es sich bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung erwiesen, wenn auf der Hochspannungsseite eine von dem zu messenden Strom beeinflußte Analog-Digital-Umsetzerschaltung angeordnet ist, die vorzugsweise über eine Verstärkeranordnung die Steuergröße darstellende Impulse an die Anordnung mit elektro-optischer oder magneto-optischer Eigenschaft abgibt. Die von der Analog Digital-Umsetzerschaltung abgegebenen Impulse, die einen dem zu messenden Strom entsprechenden Informationsinhalt aufweisen, müssen in Abhängigkeit von der Ausbildung der Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften zur Wirkung gebracht werden. .Werden nämlich elektrooptische Eigenschaften ausgenutzt, dann müssen diese Impulse als Spannungsimpulse an dem elektro-optischen Bauelement wirken, während bei einer Anordnung mit einem Bauelement mit magneto-optischen Eigenschaften die Impulse der Analog-Digital-Umsetzerschaltung impulsförmig ein Magnetfeld erzeugen müssen.

Die Analog-Digital-Umsetzerschaltung kann zwei Analog-Dlgital-Umformer enthalten, von denen der eine Impulse mit einem bestimmten Ämplitudenwerten des zu messenden Stromes entsprechenden Informationsinhalt und der andere Impulse mit einem der zeitliehen lage bestimmter Amplitudenwerte entsprechenden Informationsinhalt erzeugt; jedem Analog-Digit al-Umformer ist in der Anordnung mit elektro-optischer oder magneto-optischer Eigenschaft ein doppelbreehend .

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wirkendes oder ein eine Drehung der Polarisationsebene verursachendes Bauelement zur Erzeugung von zwei Lichtimpulsserien zugeordnet.

Gemäß einem älteren Vorschlag kann auch bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung dem einen Analog-Digital-Umformer eine von dem zu messenden Strom beeinflußte Scheitelwert-Meßeinrichtung vorgeordnet sein, so daß der eine Analog-Digital-Umformer Impulse mit einem dem jeweiligen Scheitelwert des zu messenden Stromes entsprechenden Informationsinhalt erzeugt, und der andere Analog-Digital-Umformer weitere, hinsichtlich ihres Informationsinhaltes ein Maß für die seitliche Lage des Scheitelwertes darstellende Impulse abgibt. ■

Die Scheitelwert-Meßdnrichtung kann dabei in an sich bekannter Weise aus einer Reihenschaltung eines Kondensators mit zwei parallelgeschalteten Meßzweigen mit antiparallelgeschalteten Gleichrichtern bestehen, und zur Unterdrückung eines störenden Einflusses eines Gleichstromgliedes im Falle eines zu messenden, verlagerten Kurzsehlußstroines können die Ströme in beiden Meßzweigen vorteilhafterweise zur Messung herangezogen werden.

Der andere Analog-Digital-Umformer ist vorteilhafterweise unter Zwischenschaltung eines Differentiatiorisgliedes an eine dem zu messenden Strom proportionale Meßspannung angeschlossen, um eine Meßgröße zu gewinnen, die jeweils im Scheitelwert, des zu messenden Stromes einen liulldurchgang aufweist. Dadurch besteht nämlich die Möglichkeit, die zeitliehe Lage des Scheitelwertes bezüglich der Nulldurchgänge des zu messenden Stromes festzustellen.

2ur Durchführung dieser Messung ist dem weiteren Analog- · Digital-Umsetzer eine Phasenwinkel-Meßanordnung vorgeordnet, an der eingangsseitig die Meßspannung und die Ausgangs-

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spannung des Differentiationsgliedes angeschlossen ist, so daß am Ausgang der Phasenwinkel-Meßanordnung eine Spannung mit einer dem Phasenwinkel zwischen der Meßspannung und der Ausgangsspannung des Differentiationsgliedes proportional en 'Höhe ans teilt.

Die Analog-Digital-Umsetzer können "beispielsweise als Spannungs-Prequenz-Umsetzer,ausgebildet sein.

Auf der Niederspannungsseite der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung ist in an sich bekannter Weise eine Empfangseinrichtung mit einem Fotoelement vorgesehen, dem ein Digital-Analog-Umsetzer zur Umformung der von dem Fotoelement abgegebenen elektrischen Impulse in eine analoge Form nachgeordnet ist, so daß am Ausgang der niederspannungsseitigen Empfangseinrichtung eine Meßgröße entsteht, die dem zu messenden Strom auf der Hochspannungsseite proportional ist.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren Ausflihrimgsbeispiele der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung sehcmatisch gezeigt. Die Fig.1 gibt eine Meßeinrichtung wieder, bei der die Meßwerterfassung auf der Hochspannungsseite unter Benutzung einer Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optisehen Eigenschaften mit einem transversal doppelbrechend wirkenden Bauelement erfolgt. In der Fig.2 ist eine Ausführung der erfindungsgemäi?.en Meßeinrichtung dargestellt, in der zur Erzeugung von Lichtimpulsen mit einem dem zu messenden Strom entsprechenden Informationsinhalt ein Bauelement dient, das den Faraday-Effekt zeigt. Unter Verwendung eines in gleicher v/eise wirkenden Bauelementes ist die Meßeinrichtung gemäß Fig.3 ausgeführt.

Die in der Fig.1' dargestellte erfindungsgemäße Meßeinrichtung enthält auf der ITiederspannungsseite eine lichtquelle 1, die beispielsweise von einem G-as-Laser gebildet ist» Die von dem Laser 1 ausgesandten, linear polarisierten Lichtstrahlen 2 sind auf einen ersten Reflektor 3 gerichtet,

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der ."die-.Lichtstrahlen 2 auf eine Anordnung 4 mit elektrooptischen oder magneto-optischen Eigenschaften 'lenkt. Die Anordnung 4 enthält ein Bauelement 5, das im vorliegenden Fall elektrisch oder magnetisch transversal doppelbrechend wirkt.

Das doppelbrechend v/irkende Bauelement 5 ist unter Verwendung einer Verstärkeranordnung 6 mit Impulsen beaufschlagt, die von einem Analog-Digital-Umsetzer 7 erzeugt werden» Da dieser Umsetzer 7 von dem zu messenden Strom J im Hochspannungsleiter 8 angesteuert wird, weisen die von dem Analog-Digital-Umsetzer 7 abgegebenen Impulse einen Informationsinhalt auf, d,er dem zu messenden Strom J entspricht. Die dem doppelbrechend wirkenden Bauelement 5 zugeführten Impulse erzeugen je nach Ausbildung des Bauelementes 5, d.h., je nachdem ob dieses Bauelement eine elektrische oder magnetische transversale Toppelbrechung bewirkt, impulsweise ein elektrisches oder magnetisches PeId.

Unter dem Einfluß der entsprechend dem zu messenden Strom J impulsmäßig hervorgerufenen elektrischen oder magnetischen Felder wird, der dem doppelbrechend wirkenden Bauelement 5 von dem Reflektor 3 zugeführte Lichtstrahl 9 als Lichtstrahl 10 impulowoise abgelenkt und von einem weiteren Reflektor 11 auf einen Empfänger 12 gerichtet, in dem aus den eintreffenden Lichtimpulsen elektrische Impulse gebildet werden. Diese elektrischen Impulse mit einem dem zu messenden Strom J im Hochspannungsleiter 8 entsprechenden Informationsinhalt gelangen in einen Digital-Analog-Umsetzer 13, wo aus diesen Impulsen eine analoge Heßgröße gebildet wird, die dem zu messenden Strom J proportional und beispielsweise ein¹ Strom i1 ist..--Dieser Strom i1 stellt also eine getreue Abbildung des au messenden Stromes J dar und ist demzufolge mit dem Sekundärstrom klassischer Stromwandler vergleichbar.

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Die erfindungsgemäße Meßeinrichtung gemäß Fig.1 arbeitet in folgender Weise:

Von dem Analog-Digital-Umsetzer 7 werden Impulse mit einem dem zu messenden Strom J'entsprechenden Informationsinhalt über die Verstärkeranordnung 6 an das doppelbrechend wirkende Bauelement 5 der Anordnung 4 mit elektro-optische]! oder magneto-optischen Eigenschaften abgegeben, wodurch jeweils beim Auftreten eines Impulses das doppelbrechend wirkende Bauelement 5 einem elektrischen·oder magnetischen Feld ausgesetzt ist und demzufolge während der Dauer der Impulse einen eintreffenden !Lichtstrahl 9 in einen abgelenkten licht impuls 10 umwandelt. In den Impulspausen erfolgt keine Beeinflussung des eintreffenden Lichtstrahles 9, so daß dieser infolge entsprechender Anordnung des dem Bauelement 5 nachgeordneten Reflektors 11 an letzterem vorbeiläuft und nicht zur Meßwertübertragung beiträgt. Bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung gemäß 3?ig.1 wird also nur dann licht zum Empfänger 12 auf Mederspannungspotential übertragen, wenn vom Analog-Digital-Umsetzer der Anordnung 4 ein Impuls zugeführt wird.

Bei dem in der Fig.2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung ist auf der Niederspannungsseite wiederum eine !lichtquelle 14 angeordnet, deren Lichtstrahl 15 mittels eines ersten Reflektors 16 .auf eine Anordnung 17 gerichtet wird; die Anordnung 17 enthält ein Bauelement 18, das beispielsweise eine magnetische Drehung der Polarisationsebene nach dem Faraday-Effekt bewirkt. Dem eine magnetische Drehung der Polarisationsebene bewirkenden Bauelement 18 ist ein Polarisator 19 vorgeordnet, der den eintreffenden Lichtstrahl 15 linear polarisiert; auf den Polarisator 19 kann gegebenenfalls verzichtet werden, wenn als Lichtquelle H beispielsweiße ein Gas-Laser verwendet wird, der linear polarisiertes Licht abgibt. Dem Bauelement 18 mit magneto-optischen

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Eigenschaften ist ein Polarisator 20 nachgeordnet, dessen Polarisationsebene senkrecht zu der des Polai'isators 19 ausgerichtet ist. Dies hat zur Folge, daß ein eintreffender lichtstrahl 15 bei unbeeinflußtem, inaktivem Bauelement 18 die Anordnung 17 nicht durchlaufen kann. Es tritt in diesem Falle "also kein Lichtstrahl aus der Anordnung 17 aus. ■

Diese Verhältnisse ändern sich jedoch, wenn das eine magnetische Drehung der Polarisationsebene bewirkende Bauelement 18 angesteuert wird. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung gemäß 3?ig.2 mittels eines Analog-Digital-Umsetzers 21 bewirkt, der von dem zu messenden Strom J2 in der HochspannungBleltung 22 beeinflußt ist und demzufolge Impulse mit einem dem zu messenden Strom J2 entsprechenden Informationsinhalt an eine Yerstärkeranord^ '* nung 23 abgibt, wo die Impulse in einer zur Ansteuerung des Bauelementes 18 erforderlichen V/eise verstärkt werden. Bei einem eine magnetische Drehung der Polarisationsebene bewirkenden Bauelement müssen die in der Verstärkeranordnung 23 verstärkten Impulse ein Magnetfeld erzeugen, da eine Drehung der Polarisationsebene nur unter dem Einfluß eines magnetischen Feldes hervorgerufen wird.

Durch die von dem Analog-Digital-Umsetzer 21 über die Verstärker 23 dem Bauelement,18 zugeführten Impulse erfolgt impulsmäßig eine Drehung der Polarisationsebene des der Anordnung 17 zugeführten Lichtstrahles 15, wodurch infolge der obenbeschriebenen Ausrichtung der Polarisationsebenen der beiden Polarisatoren 19 und 20 für die Dauer jeweils eines Impulses ein Lichtstrahl .24 aus der Anordnung 17 heraustritt und auf einen Reflektor 25 trifft, von dem aus der Liehtimpuls 24 zu einem Empfänger 26 auf Niederspannungspotential gelenkt wird. Dort werden aus den Lichtimpulsen in der im Zusammenhang mit der Fig.1 bereits beschriebenen Weise elektrische Impulse gebildet. Die

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elektrischen Impulse werden dem nachgeordneten Digital-Analog-Umsetzer 27 zugeführt, der an seinem Ausgang einen dem zu messenden Strom J2 entsprechenden Strom i2 abgibt. Dieser S'trom i2 stellt ein genaues Abbild des zu messenden Stromes J2 dar.

Eine Anordnung unter weitgehender -Einsparung von Reflektoren ist in der Fig.3 dargestellt. Da die Meßeinrichtung nach Fig.3 hinsichtlich der Anordnung auf der liiederspannungsseite mit den Anordnungen gemäß den Figuren 1 und 2 übereinstimmt, ist in der Fig.3 nur die Ausbildung ,der Meßeinrichtung auf Hochspannungspotential dargestellt.

Man erkennt einen von einer niederspannungsseitig angeordneten Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahl 28, der im Falle der Verwendung einer klassischen Lichtquelle zunächst einen ersten Polarisator 29 durchsetzt, der den Lichtstrahl 28 in einen linear polarisierten Lichtstrahl umwandelt. Der linear polarisierte Lichtstrahl 30 durchläuft in einer Anordnung 31 mit magneto-optischen Eigen~ schäften ein den Faraday-Effekt zeigendes Bauelement 32, wird an einer verspiegelten Fläche 33 des Bauelementes reflektiert und gelangt zu einem zweiten Polarisator 34. Die Polarisationsebenen der Polarisatoren 29 und 34 bilden - wie bei der Anordnung gemäß Fig..2 - einen rechten V/inkel miteinander, so daß bei unwirksamem Bauelement 32 ein eintreffender Lichtstrahl 28 nicht aus der Anordnung heraustreten kann. ^; .

Erst wenn von einem Analog-Digital-Umsetzer 35 erzeugte Impulse mit einem dem zu messenden Strom J3 im Hochspannungsleiter 36 entsprechenden Informationsinha.lt nach Verstärkung in einer Verstärkeranordnung 37 unter Erzeugung eines Magnetfeldes eine magnetische Drehung der Polarisationsebene des Lichtstrahles 30 im Bauelement 32 bewirken, tritt ein Lichtstrahl in Form eines Lichtimpulses

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aus der Anordnung 31 heraus und wird, wie in der Fig»2 ausführlich beschrieben,niederspannungssoitig in eine Meßgröße, vorzugsweise einen Strom, umgesetzt, der dem zu messenden Strom J3 entspricht. ■

Eurch die Erfindung ist eine Meßeinrichtung für die Ströme in Hochspannungsleitern mit Übertragung der Meßwerte in Form von Lichtimpulsen geschaffen, bei der in vorteilhafter V'eise die Impulsmodulation nicht durch entsprechende Ansteuerung einer Lichtquelle erfolgt, sondern bei der der Lichtstrahl selbst moduliert-wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß eine normale Lichtquelle-bzw. ein Relais oder Gas-Laser mit großer Lebensdauer -verwendet werden kann und auf das Frequenzverhalten der Lichtquelle keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Es kann daher im Vergleich zu einer bekannten Art von Meßeinrichtungen mit Übertragung der Meßwerte in Form von Lichtimpulsen auf Lumineszenzbzw. Laser-Dioden verzichtet werden, die bei diesen bekannten Einrichtungen wegen der hohen Impulsfrequenz verwendet, werden müssen. Außerdem ist die crfind'ungsgemäße Meßeinrichtung auch insofern besonders vorteilhaft, als die Lichtquelle auf Erdpotential angeordnet werden kann. In Hinblick auf Meßeinrichtungen- mit Lichtstrahlcodierern in Form von rotierenden Lochscheiben bietet die erfindungsgemäßc Meßeinrichtung im wesentlichen den Vorteil einer träghcitslosen Meßwerterfassung.

3 Figuren
14 Ansprüche ■

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Claims

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1.) Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungsleitern mit übertragung der Meßwerte von der Hoch- zur Hiederspannungsseito in Form von Lichtimpulsen, dadurch . g e kenn a ei ch net ,daß hochspsnnungBseitig eine Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften vorgesehen ist, in der mittels einer aus dem zu messenden Strom abgeleiteten Steuergröße ein Licht« strahl in Licht impulse mit einem dem zumessendenStrom ; entsprechenden Informations inhalt giorlegi; wird.

Z. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e - k e η η ζ e;i| h η e t , daß die Anördtiuiljg ein eine '· . transversalervsJtektrische oder magnetische DoppelTiSföchung

enthält.

3< Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η ζ eic h η e t , daß die Anordnung ein eino elektrische oder magnetische Drehung der Polarisationsebene "des Lichtstrahles bev/irkeiides Bauelement und zumindest einen in Strahlenrichtung hinter dem Bauelement angeordneten Polarisator enthält.

A, Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenna ο i c h η e t , daß eine die Lichtstrahlen erzeugende Lichtquelle in an sich bekannter Weise auf der Niederspannungsseite angeordnet ist.

5. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et , daß die von der auf der Niederspannungsseite liegenden Lichtquelle aus gehenden Lichtstrahlen mittels PwQflektoren zur hochspannungsseitigen Anordnung mit elektro-optischen oder magneto optifohen Eigenschaften geleitet werden.

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6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t , daß zur Pührung der Lichtstrahlen zwischen der Hoch- und der Ifiederspannungsseite Lichtleiter, vorzugsweise lichtleitende Faserbündel, dienen.

7. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e η η ζ ο i c h η e t , daß auf der Hochspannungsseite eine von dem zu messenden Strom beeinflußte Analog-Bigital-Umsetserschaltung angeordnet ist, die vorzugsweise Über eine VerstUrkeranordnung die Steuergröße darstellende Impulse an die Anordnung mit elektro-

. optischer oder magneto-optisch*?: JSigenschöft sbgibt.

9» Meßeinrichtung nach An9pruÖH i, daduroh geic $ nnzeiphneij, daü hie Analpg^igital-Umsetseröphaltung 3v/ei Analog-Digital-lTniformer enthält, von denen dQ|? eine Impulse mit einem böstipnten Amplitudönv/erten des au messenden Stroraee entsprechenden Informationsinhalt und der andere Impulse mit einem der seitlichen Lage bestimmter Amplitudenwerte entsprechenden Informationsinhalt erzeugt, und daß jedem Analog-Digital-UBiformer in der Jüiordnung init elektro-optischer oder magneto-optischer Eigenschaft ein doppelbrechend wirkendes oder ein eine Drehung der Polarisationsebene verursachendes Bauteil zur Erzeugung von zwei Lichtimpulsserien zugeordnet ist.

9. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dad ü r c h g e ken ηζ e ic h η e t , daß dem einen Analog-Digita!-Umformer eine von dem zu messenden Strom beeinflußte Scheitelwert-Meßeinrichtung vorgeordnet ist, so daß der eine Analog-Digital-limformer Impulse mit einem dem jeweiligen Scheitelwert des zu messenden Stromes entsprechenden Informationsinhalt erzeugt, und daß der andere Analog-Digltal-Umformer weitere, hinsichtlich ihres Informationainhaltes ein Maß für die zeitliche Lage des Scheitelwertös darstellende Impulse abgibt. .": ' :

OBlGiNAHNSPECTED ;

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10. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelwert-Meßeinrichtung in an sich bekannter Weise aus einer Reihenschaltung eines Kondensators mit zwei parallelgeschalteten Meßzweigen mit antiparallelgeschalteten Gleichrichtern besteht und daß zur Unterdrückung eines störenden Einflusses einesGleichstromgliedes im F₀IIe eines zu messenden, verlagerten Kurzschlußstromes die Ströme in beiden Meßzv/eigen zur Messung

.herangesogen werden.

11. Meßeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß der andere Analog-Digital-Umformer unter Zwischenschaltung eines Differentiationsgliedes an eine dem zu messenden Ström proportionale Meßspannung angeschlossen ist.

12. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß dem weiteren Analog-Digital-Umsetzer eine Phasenwinkel-Meßanordnung vorgeordnet ist, an der eingangsseitig die Meßspannung und die Ausgangsspannung des Differentiationsgliedes angeschlossen ist, so daß am Ausgang der Phasenwinkel-Meßanordnung eine Spannung mit einer dem Phasenwinkel zwischen der Meßspannung und der Ausgangsspannung des Differentationsgliedes proportionalen Höhe ansteht.

13. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Analog-Digital-Umsetzer Spannungs-Frequenz-Umsetzer sind.

14. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Niederspannungsseite angeordnete Empfangseinrichtung in an sich bekannter Weise ein Fotoelement mit naungeordnetem Digital-Analog-Umsetzer zur Umformung in eine analoge Form enthält. .

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