DE2130047A1 - Messeinrichtung fuer Stroeme - Google Patents
Messeinrichtung fuer StroemeInfo
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Description
AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den 11.6.71
Berlin und München Werner-von-Siemens-Str. 50
Unser Zeichen: VPA 71/3749 Kr/Etζ
In der Vergangenheit wurden sum Messen von großen Strömen und von Strömen in Hochspannungsleitern meistens induktive
Stromwandler eingesetzt, "bei denen es sich um im Kurzschluß-"betrieb
arbeitende Meßtransformatoren handelt. Mit diesen Stromwandlern ist eine hohe Genauigkeit erreichbar, so daß
sie in dieser Hinsicht keine Wünsche offen lassen. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch dann, wenn Stromwandler für
sehr hohe Spannungen ausgelegt oder zur Messung von großen Strömen mit Gleichstromglied eingesetzt werden sollen. Diese
Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß bei Stromwandlern für sehr hohe Spannungen der Isolationsaufwand sehr groß wird;
die Kosten für die Isolation steigen etwa mit der dritten Potenz der Spannung an. Hinsichtlich der Stromwandler für
große Ströme ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß die Eisenkerne in Sättigung geraten oder sehr reichlich bemessen
werden müssen*
Aus dem erstgenanrten Grunde sind schon mehrere Meßeinrichtungen
für Ströme iu Hochspannungsieiterη bekannt geworden,
die nicht auf dem transformatorischen Prinzip beruhen, sondern zur Überwindung der Isolationsschwierigkeiten mit Lichtübertragung
zwischen Hoch- und Niederspannungspotential arbeiten. So ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 257 275
eine Einrichtung zur Messung eines Stromes bekannt, der
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einen auf hoher Spannung liegenden Leiter durchfließt. Bei dieser Einrichtung ist ein den Faraday-Effekt aufweisendes
optisches Muteil vorgesehen, das von linear polarisiertem Licht durchsetzt wird; dieses Licht erfährt in dem optischen
Bauteil eine in Abhängigkeit von der Größe des einwirkenden
Magnetfeldes abhängige Drehung der Polarisationsebene,
was in einer Auswerteeinrichtung auf Niederspannungspotsntial
ausgewertet wird. Da das auf das optische Bauteil einwirkende Magnetfeld dem zu messenden Strom proportional
ist, ergibt sich aus der Drehung der Polarisationsebene des Lichtes auoh ein Anhalt für die Größe des zu messenden
Stromes.
Ferner ist in der deutschen Auslegeschrift 1 283 363 eine
Stroiäsmeßanordnung !beschrieben, bei der linear polarisiertes
Licht in ein^rn magneto-optischen Modulator auf Hoehspanmmgspotentiai
moduliert wird. Das modulierte, d.h. in seiner Polarisationsebene iießwertabhängig gedrehte Licht wird einem
weiteren magnet» ο-opt I seilen Modulator auf Niederspannungspotential
zugeführt, in dem - von einer Auswerteschaltung gesteuert - eine Rtickdrehung der Polarisationsebene erfolgt.
Der su dieser Rüekdreiusng erforderliche Strom wird gleichseitig
durch eine Bürde geführt und stellt ein Maß für die Größe des Stromes im Hochspannungsleiter dar.
Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 939 912
eine Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungsleitern mit Übertragung der Meßwerte von der Hoch- zur Niederspannungsseite in Form von Lichtimpulsen bekannt. Bei dieser Meßeinrichtung
ist hochspannungsseitig eine Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften vorgeaehen,
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.
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Eine weitere Einrichtung zum Messen von Strömen in Hochspannungsleitern,
bei der von einer auf Niederspannungspotential angeordneten Lichtquelle ausgehendes Licht nach
Polarisation in einem auf Hochspannungspotential angeordneten magneto~optischen Modulator eine von der Stärke des
zu messenden Stromes abhängige Drehung seiner Polarisationsebene erfährt und danach in einer auf Niederspannungspotential
angeordneten piezoelektrischen Auswerteeinrichtung mit einem weiteren magneto-optischen Modulator in eine dem zu
messenden Strom proportionale elektrische Meßgröße umgesetzt wird, ist in der deutschen Offenlegungsschrift
1 903 828 beschrieben. Das von der Lichtquelle abgegebene Licht wird bei dieser bekannten Meßeinrichtung in zwei Teillichtstrahlen
aufgespalten, von denen der eine auf den weiteren magneto-optischen Modulator und der andere auf den
auf Hochspannungspotential angeordneten magneto-optischen Modulator fällt; dem weiteren Modulator ist eines der beiden
Photoelemente nachgeordnet, dessen Ausgangsspannung in
der Verstärkerschaltung mit der des über einen weiteren Analysator von dem modulierten Lichtstrahl des auf Hochspannungspotential
befindlichen Modulators beeinflußten anderen Photoelementes verglichen wird.
Allen diesen bekannten, mit Lichtübertragung arbeitenden Meßeinrichtungen ist gemeinsam, daß sie insofern verhältnismäßig
aufwendig ist, als sie auf Hochspannungspotential einen magneto-optischen Modulator benutzen, der aufgrund
seines Aufbaues verhältnismäßig teuer ist und hinsichtlich der Lichtzuführung besondere Installationsarbeiten erforderlich
macht.
Der Erfindung liegt daher zunächst die Aufgabenstellung zugrunde, eine Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungsleitern
zu schaffen, bei der die Modulation des polarisierten Lichtes in Abhängigkeit vom zu messenden Strom mit sehr
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einfachen Mitteln und damit auf kostengünstige Weise vorgenommen werden kann. !Ferner soll mit der Erfindung die
Aufgabe gelöst werden, die "bei der Messung von großen
Wechselströmen mit Gleichstromglied bisher aufgetretenen Probleme zu umgeben.
Diese Aufgaben sind bei einer Meßeinrichtung für große Ströme und für Ströme in Hochspannungsleitern, bei der
polarisiertes licht in einem vom zu messenden Strom beeinflußten bzw. auf Hochspannungspotential angeordneten
magneto-optischen Modulator eine von der Größe des zu messenden Stromes abhängige Drehung seiner Polarisationsebene
erfährt und in einer auf Niederspannungspotential angeordneten Auswerteeinrichtung in eine dem zu messenden
Strom proportionale elektrische Meßgröße umgesetzt wird, dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der magneto-optische
Modulator aus einer Wicklung aus einem lichtwellenleiter besteht. Vorzugsweise ist die Wicklung aus dem lichtwellenleiter
so angeordnet, daß sie von dem den zu messenden Strom führenden leiter durchsetzt wird.
lichtwellenleiter, die als Index-Gradient-leiter, Gradientenfaser
oder unter der Handelsbezeichnung "SElIOC-GUIDE"
bekannt sind, sind für zukünftige Breitband-Nachrichtenverbindungen
vorgesehen und werden in absehbarer Zeit in längen bis etwa 10Om zur Verfügung stehen. Da diese lichtwellenleiter
linear polarisierte lichtstrahlen führen können, ohne daß die Polarisation des lichtes nennenswert zerstört
wird, läßt sich mit diesen lichtleitern- in einfacher Weise ein magneto-optischer Modulator beispielsweise auf Hochspannungspotential
aufbauen, indem erfindungsgemäß der
Idchtwellenleiter zu einer Wicklung geformt wird, die z.B.
auf den Hochspannungsieiter aufgeschoben ist. Dabei ist
die von dem liehtwellenleiter gebildete Wicklung vorteilhafterweise so ausgeführt, daß ihre Enden bis zu der Aus-
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warteschaltung auf Niederspannungspotential reichen, wo~ durch dann "bei den "bekannten Meßeinrichtungen erforderliche
Arbeiten zur Verbindung der Lichtleiter mit den magneto-optischen Modulatoren entfallen.
Wie "bei den bekannten Meßeinrichtungen kann auch die Auswerteschaltung
der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung einen weiteren magneto-optischen Modulator und eine Verstärkerschaltung
enthalten; der weitere Modulator besteht dabei vorteilhaftereise aus einer Spule aus einem Lichtwellen-Ieiter
und einer auf die Spule aufgebrachten, von der Verstärkerschaltung mit einem Strom gespeisten elektrischen
Wicklung. Durch eine derartige Ausbildung des magneto-optischen Modulators in der Auswerteschaltung ergibt sich eine
weitere Verbilligung der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung
im Vergleich zu den bekannten Meßanordnungen.
Um Temperatureinflüsse auf das Meßergebnis auszuschalten,
ist in der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung eine mit einer Abschirmung versehene Referenzwicklung aus einem Lichtwellenleiter
vorgesehen, die von polarisiertem Licht durchsetzt wird; der Referenzwicklung ist in der Auswerteeinrichtung
ein Auswerteteil zugeordnet, indem die in der Referenzwicklung aufgetretene Drehung der Polarisationsebene
in eine elektrische Referenz größe umgesetzt wird. Die Referenzwicklung
wird nicht von dem den zu messenden Strom führenden Leiter durchsetzt, sondern ist vorzugsweise so
angeordnet, daß sie den gleichen !Temperatureinflüssen wie der als eigentliche Meßfühler dienende magneto-optische
Modulator ausgesetzt ist. Auf diese Weise läßt sich der femperaturgang in diesem magneto-optischen Modulator kompensieren.
Die Referenzwicklung kann sowohl auf Hochspannungs- als auch auf Niederspannungspotential angeordnet
sein. Wichtig ist, daß sie stets der etwa gleichen Temperatur
wie der magneto-optische Modulator beispielsweise
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-6-' YPA 71/3749 auf Hochspannungspotential ausgesetzt ist.
Der Auswerteteil der Auswerteeinrichtung enthält vorteilhafterweise
einen zusätzlichen magneto™optischen Modulator,
der aus einer Spule aus einem Idehtwellenleiter und aus
einer auf die Spule aufgebrachten elektrischen Wicklung "besteht. Dieser zusätzliche Modulator ist der Referenzwicklung
zugeordnet und bewirkt eine Rückdrehung der Polarisationsebene des in der Referenzwicklung gedrehten
lichtes.
In der Auswerteschaltung ist jedem magneto-optischen Modulator
vorteilhafterweise ein optischer Analysator nachgeordnet, von denen jeweils zwei Lichtstrahlen auf jeweils
zwei Photosellen gesandt werden; an jeweils zwei Photozellen ist ein Differenzverstärker angeschlossen und diesen
Differenzverstärkern ist ein weiterer Differenzverstärker nachgeordnet,, der über einen leistungsverstärker eine im
Ereise der elektrischen Wicklungen der Modulatoren der Auswerteschaltüng
liegende Bürde mit einem Strom speist.
Zur Übertragung des polarisierten lichtes zwischen beispielsweise
Hoch- und Niederspannungspotential dienen bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung vorteilhafterweise
Lichtwellenleitar, die vorzugsweise herausgeführte Enden
der magneto-optischen Modulatoren und der Referenzwicklung sind.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das polarisierte Licht von
einer auf Niedorspannungspotential angeordneten Lichtquelle
abgegeben wird, da sich in diesem Falle die Stromversorgung der Lichtquelle verhältnismäßig einfach bewerkstelligen läßt
Grundsätzlich ist es jedoch bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung
auch möglichj die das polarisierte Licht abgebende
Lichtquelle auf Hochspannungspotential anzuordnen*
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Wird "bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung neben
dem magneto-optischen Modulator als eigentlichem Meßfühler eine Referenzwicklung zur Kompensation von Temperatureinflüssen
verwendet, dann ist der das polarisierte Licht abgebende lichtquelle vorteilhafterweise ein Strahlungsteiler
nachgeordnet, von dem zu dem als eigentlichen Meßfühler wirkenden magneto-optischen Modulator und zu der Referenzwicklung
führende Lichtwellenleiter abgehen.
Als Lichtquelle kann mit Vorteil eine Laserdiode verwendet werden, die an einen Impulsgenerator angeschlossen ist; an
den Impulsgenerator ist ferner über einen Phasenschieber ein Synchrondemodulator angeschlossen, der einen Bestandteil
der Auswerteschaltung bildet.
Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Meßeinrichtung zur Messung von Strömen in Hochspannungsleitern von vollisolierten
, metallgekapselten Hochspannungsschaltanlagen einsetzbar. In diesem Falle sind die den magneto-optischen
Modulator bildenden Windungen der Wicklung aus einem Lichtwellenleiter
an der Innenfläche des Außenrohres der Anlage in Umfangsrichtung angeordnet, und die Wicklung ist auf
ihrer dem Hochspannungsleiter zugewendeten Innenfläche mit einem Abschirmring versehen, damit die elektrische
Feldstärke innerhalb des Rohres der Hochspannungsschaltanlage keinen Einfluß auf die Drehung der Polarisationsebene
nehmen kann.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung
gezeigt, und zwar in der Figur 1 eine erfindungsgemäß ausgeführte
Meßeinrichtung in ihrem Grundaufbau und in der Figur 3 eine Meßeinrichtung mit Temperaturkompensation; in
der Figur 2 ist eine Ausführungsform eines magneto-optischen
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Modulators in der Auswerteschaltung der erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung wiedergegeben. In der Figur 4 ist eine Ausführung
des Modulators für eine Hochspannungsschaltanlage dargestellt.
Bei der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Meßeinrichtung wird von einer auf Niederspannungspotential angeordneten Lichtquelle L1, die
ein laser sein kann, linear polarisiertes licht über einen Iiichtwellenleiter L111 zu einem magnet ο-optischen Modulator
M11 gesandt, der aus einer Wicklung aus einem Lichtwellenleiter "besteht. Die Wicklung aus dem Lichtwellenleiter
ist so ausgebildet, daß ihre Enden sowohl den Lichtwellenleiter L111 als auch einen weiteren Lichtwellenleiter
LH2 bilden, über den das in seiner Polarisationsebene
im Modulator M11 gedrehte Licht zu einer auf Niederspannungspotential liegenden Auswerteeinrichtung A1
übertragen wird. Die Drehung der Polarisationsebene des Lichtes erfolgt Im Modulator M11 in Abhängigkeit von der
Größe des Stromes, der beispielsweise einen Hochspannungsleiter H1 durchfließt; dieser Hochspannungsleiter H1 durchsetzt
den magneto-optischen Modulator M11, so daß in dem Lichtleiter des Modulators eine in longitudinaler Richtung
wirkende magnetische Feldstärkekomponente wirksam
wird. Diese magnetische Feldstärkekomponente bewirkt eine Drehung der Polarisationsebene des Lichtes, die der Größe
des zu messenden Stromes im Hochspannungsleiter H1 proportional ist. "
In der Auswerteeinrichtung A1 ist ein in der Figur 1 schematisch dargestellter weiterer magneto-optischer Modulator
M12 vorgesehen, in dem eine Rückdrehung der Polarisationsebene
des Lichtes erfolgt. Zu diesem Zwecke ist de'm Modulator M12 ein Analysatorprisma P1 nachgeordnet, in dem
das von dem Modulator M12 kommende Licht in zwei Teillicht-
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strahlen aufgespalten wird, deren Polarisationsebenen senkrecht aufeinander stehen und die ihre Intensität
proportional zum Drehwinkel der Polarisationsebene des einfallenden Strahles zueinander gegenläufig ändern.
Beide !Eeillichtstrahlen werden jeweils einer Photodiode Ph11
und Ph12 zugeführt, denen ein Differenzverstärker D1 nachgeordnet ist. An den Differenzverstärkern D1 ist ein Leistungsverstärker
V1 angeschlossen, der über eine Bürde B1 den magneto-optisehen Modulator M12 jeweils mit einem
solchen Strom speist, daß die in dem magneto-optisehen
Modulator M11 auf Hochspannungspotential erfolgte Drehung der Polarisationsebene im magneto-optisehen Modulator
M12 der Auswerteschaltung A1 wieder rückgängig gemacht
wird. Die Bürde B1 ist mit der üblichen Bürde von Stromwandlern vergleichbar, kann also von einem Meßinstrument
oder von einer Netzschutzeinrichtung gebildet sein.
Der magneto-optische Modulator M12 nach Figur 1 kann in
einer Weise ausgestaltet sein, wie dies in der Figur 2 dargestellt ist. Dort ist zu erkennen, daß ein Lichtwellenleiter
L12 zu einer Wicklung gewickelt ist, die von einer weiteren Wicklung W2 aus einem elektrischen leiter
umgeben ist. An die Wicklungsenden E21 und E22 der Wicklung .W2 ist beispielsweise ein Anschluß der Bürde B1 und
ein Ausgang des Verstärkers T1 nach Figur 1 angeschlossen. Durch den von dem Verstärker Vt abgegebenen Strom, der
durch die Wicklung W2 fließt, wird in der von dem Lichtwellenleiter L12 gebildeten Wicklung ein magnetisches
Feld erzeugt, das aufgrund der Ausbildung der Auswerteschaltung A1 die Drehung der Polarisationsebene im Modulator
M11 auf Hochspannungspotential rückgängig macht. Der durch die Wicklung W2 bzw. durch die Bürde B1 fließende
Strom ist dann dem zu messenden Strom im Hochspannungsleiter H1 proportional.
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Bei der in der Figur 3 dargestellten Ausführung der er-• findungsgemäßen Meßeinrichtung wird linear polarisiertes
Licht Ton einer laserdiode LD abgegeben, die von einem
Impulsgenerator JG- gesteuert wird. Der Laserdiode LD ist ein Strahlungsteiler S3? nachgeordnet, von dem ein Lichtwellenleiter
L131 und ein weiterer Lichtwellenleiter L132 wegführt. Über den Lichtwellenleiter L132 wird polarisiertes
Licht in Form von Licht impuls en zu einem magneto-optischen Modulator M31 übertragen, der in seinem Aufbau mit
dem Modulator M11 nach Figur 1 identisch sein kann. In Abhängigkeit von der Größe des zu messenden Stromes wird
im Modulator M31 die Polarisationsebene des ihm zugeführten Lichtes gedreht und das solchermaßen modulierte Licht
über einen weiteren Lichtwellenleiter L133 zur Auswerteeinrichtung A3 geführt.
In der Auswerteeinrichtung A3 ist der Lichtwellenleiter L133
mit einem weiteren magneto-optischen Modulator M32 verbunden,
der so ausgeführt sein kann, wie es in der Figur 2 dargestellt ist. Dem magneto-optischen Modulator M32 ist
ein Analysatorprisma P31 nachgeordnet, an das - wie bereits in der Figur 1 dargestellt - Photodioden Ph31 und Ph32 angeschlossen
sind; diese Photodioden Ph31 und Ph32 speisen einen Differenzverstärker D31.
Um Einflüsse von Temperaturen auf das Meßergebnis auszuschalten,
enthält die Einrichtung eine geschirmte Referenzwicklung RW, der über den Lichtwellenleiter L131 polarisiertes
Licht von der Laserdiode LD zugeführt wird. In der Referenzwicklung RW, die zweckmäßigerweise jeweils den gleichen
Temperaturen wie der magneto-optische Modulator M31 ausgesetzt ist, erfährt das polarisierte Licht eine von
der Temperatur abhängige Drehung seiner Polarisationsebene. Das solchermaßen modulierte Licht wird über einen weiteren
Lichtwellenleiter L134 zu einem zusätzlichen aagnsto-opti-
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sehen Modulator M33 in der Auswerteeinrichtung A3 übertragen.
Dem zusätzlichen magneto-optischen Modulator M33 ist ein weiteres Analysatorprisma P32 nachgeordnet, in
dem das ihm zugeführte licht in zwei Lichtstrahlen aufgespalten wird, die auf Photodioden Ph33 und Ph34 fallen.
An die Photodioden Ph33 und Ph34 ist ein weiterer Differenzverstärker D32 angeschlossen.
Zur Kompensation von Temperatureinflüssen sind "beide Differenzverstärker
D31 und D32 an einen zusätzlichen Differenzverstärker D33 angeschlossen, dem ein Synchrondemodulator
SD nachgeordnet ist. Dieser Synchrondemodulator ist über einen Phasenschieber PS an den Impulsgenerator JG
angeschlossen, so daß im Synchrondemodulator SD eine Demodulation der Meßgröße vorgenommen werden kann.
An den Synchrondemodulator SD ist ein leistungsverstärker V3 angeschlossen, der über eine Bürde B3 die magnetooptischen
Modulatoren M32 und M33 mit einem derartigen Strom speist, daß in den Modulatoren eine Rückdrehung der
Polarisationsebene des auf der Hochspannungsseite modulierten Lichtes erfolgt. Der durch die Bürde B3 fließende
Strom J3 ist dann unabhängig von irgendwelchen Temperaturgängen dem zu messenden Strom proportional.
In der Pigur 4 ist die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung für den Pail teilweise wiedergegeben, daß Ströme in Hochspannungsleitern von vollisolierten, metallgekapselten
Hochspannungsschaltanlagen gemessen werden sollen. Um Wiederholungen zu vermeiden, ist in der Pigur 4
nur die Ausbildung des magneto-optischen Modulators in der Schaltanlage wiedergegeben; auf eine Darstellung und Beschreibung
der übrigen Teile der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung, die beispielsweise so ausgeführt sein können,
wie es in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist, wird also verzichtet.
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Wie die Figur 4 erkennen läßt, ist der magneto-optische Modulator M4 wiederum von einer Wicklung aus einem Lichtwellenleiter
gebildet, wobei die einzelnen Windungen w41 bis w4n an der Innenfläche des Außenrohres R der Hochspannungsschaltanlage
HS in Umfangsrichtung angeordnet sind. Auf ihrer dem Hochspannungsieiter H4 zugewandten
Innenseite ist die Wicklung aus dem Idchtwellenleiter mit einer Abschirmung AS versehen, die zur Vermeidung
einer Kurzschlußwindung mit einem Schlitz S versehen ist. Durch die Abschirmung AS ist sichergestellt, daß
die elektrische Feldkomponente in der Hochspannungsschaltanlage HS keinen Einfluß auf das licht in den Windungen
w41 bis w4n nehmen kann, sondern daß nur die magnetische
Feldkomponente in longitudinaler Richtung auf den Lichtwellenleiter einwirkt und dabei das in diesem
Lichtwellenleiter geführte linear polarisierte Licht in Abhängigkeit von der Größe des Stromes im Hochspannungsleiter
H4 in seiner Polarisationsebene dreht.
In Auswerteschaltungen, wie sie im' Zusammenhang mit der
Beschreibung der Figuren 1 bis 3 bereits ausführlich erläutert worden sind, wird die Drehung der Polarisationsebene
in einen Strom umgesetzt, der dem zu messenden Strom im Hochspannungsleiter H4 proportional ist. Zur Beseitigung
von Temperatureinflüssen kann auch bei einer Meßeinrichtung mit einem magneto-optischen Modulator nach Figur
eine Referenzwicklung vorgesehen sein, der in der Auswerteeinrichtung
Schaltungsteile zugeordnet,· wie sie in Figur dargestellt, sind.
Mit der Erfindung ist eine Einrichtung zur Messung von Strömen in Leitern vorgeschlagen, die sich durch einen
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verhältnismäßig einfachen Aufbau auszeichnet, da die verwendeten magneto-optisehen Modulatoren in einfacher
Weise aus Wicklungen aus einem Lichtwellenleiter gebildet sind. Die Meßeinrichtung gemäß der Erfindung ist
dabei nicht nur zur Messung von Wechselströmen geeignet,
sondern läßt sich auch zur Bestimmung von Gleichströmen einsetzen.
11 Patentansprüche
4 Figuren
4 Figuren
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Claims (11)
- -14- VPA 71/3749 PatentansprücheMeßeinrichtung für große Ströme und für Ströme in Hochspannungsleitern, bei der polarisiertes Licht in einem vom zu messenden Strom beeinflußten bzw. auf Hochspannungspotential angeordneten magneto-optischen Modulator eine von der Größe des zu messenden Stromes abhängige Drehung seiner Polarisationsebene erfährt und in einer auf Niederspannungspotential angeordneten Auswerteeinrichtung in eine dem zu messenden Strom proportionale elektrische Größe umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der magneto-optische Modulator aus einer Wicklung aus einem Lichtwellenleiter besteht.
- 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus dem Lichtwellenleiter von dem den zu messenden Strom führenden Leiter durchsetzt ist.
- 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung in an sich bekannter Weise einen weiteren magneto-optischen Modulator und eine Verstärkerschaltung enthält und daß der weitere Modulator aus einer Spule aus einem Lichtwellenleiter und aus einer auf die Spule aufgebrachten, von der Verstärkerschaltung mit einem Strom gespeisten elektrischen Wicklung besteht.
- 4. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Abschirmung versehene Referenzwicklung aus einem Lichtwellenleiter vorhanden ist, die von polarisiertem Licht durchsetzt ist, iund daß der Referenzwicklung in der Auswerteeinrichtung ein Auswerteteil zugeordnet ist, in dem die in der Referenzwicklung aufgetretene Drehung der Polarisationsebene in eine elektrische Referenzgröße umgesetzt wire? ?-15-209852/0375-15- VPA 71/3749
- 5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteteil einen zusätzlichen magneto-optischen Modulator enthält, der aus einer Spule aus einem Lichtwellenleiter und aus einer auf die Spule aufgebrachten elektrischen ¥icklung "besteht.
- 6. Meßeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem magneto-optischen Modulator der Auswerteeinrichtung ein optischer Analysator nachgeordnet ist, von denen jeweils zwei Lichtstrahlen auf jeweils zwei Photozellen gesandt werden, daß an jeweils zwei Photozellen ein Differenzverstärker angeschlossen ist und daß den Differenzverstärkern ein weiterer Differenzverstärker nachgeordnet ist, der über einen Leistungsverstärker eine im Kreise der elektrischen Wicklungen der Modulatoren der Auswerteschaltung liegende Bürde mit einem Strom speist.
- 7. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung des polarisierten Lichtes zwischen Hoch- und Niederspannungspotential Lichtwellenleiter dienen.
- 8. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das polarisierte Licht von einer auf Niederspännungspotential angeordneten Lichtquelle abgegeben wird.
- 9. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtquelle ein Strahlungsteiler nachgeordnet ist, von dem zu dem magneto-optischen Modulator auf Hochspannungspotential und zU der Referenzwicklung führende Lichtwellenleiter atgehen.-16-209852/0375-16- VTA 71/3749
- 10. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das polarisierte Licht von einer Laserdiode abgegeben wird, die an einen Impulsgenerator angeschlossen ist, und daß an den Impulsgenerator über einen Phasenschieber ein Synchrondemodulator angeschlossen ist, der einen Bestandteil der Auswerteschaltung bildet.
- 11. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche für Ströme in Hochspannungsleitern von vollisolierten, metallgekapselten HochspannungsSchaltanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die den magneto-optischen Modulator bildenden Windungen der Wicklung aus einem Lichtwellenleiter an der Innenfläche des Außenrohres der Anlage- in ümfangsrichtung angeordnet ist und daß die Wicklung auf ihrer dem Hochspannungsleiter zugewendeten Innenfläche mit einem Abschirmring versehen ist.209852/0375Λ*.Leerseit
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DE2130047B2 DE2130047B2 (de) | 1974-04-25 |
DE2130047C3 DE2130047C3 (de) | 1974-11-28 |
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