DE2131225C3 - Aus Stromwandler- und Spannungswandlereinheit bestehender kombinierter Meßwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Stromwand-

kr- und Spannungswandlereinheit bestehenden kombi- wird eine nur der zu messenden Spannung Meßgröße

nierten Meßwandler mit einem einen Primärleiter auf- uüd eine weitere nur dem zu messenden Strom entspre-

nehmenden und ein Strommeßteil enthaltenden Gehäu- chende MeBgToBe gewonnen.

se, das sich über oder unter einer Durchführungsanord- Es ist auch schon eine Einrichtung zur Messung von

iiung befindet S Spannungen an Hochspannungsleitern vorgeschlagen

Kombinierte Meßwandler sind seit langem bekannt worden (deutsche Patentanmeldung P 21 30 0465-35), Zu einem Teil bestehen sie aus einer induktiven Strom- jedoch ist diese ältere Anmeldung auf eine Spannungswandlereinheit und aus einer induktiven Spannungs- meßeinrichtung unter Verwendung eines ' ichtwellenwand'ereinhek und zu einem weiteren Teil aus einer leiters aus einer Toroidspule gerichtet, während die Erinduktiven Stromwandlereinheit und aus einer kapaziti- io findung sich auf eine spezielle Anwendung eines lichtven Spannungswandlereinheit Wellenleiters zur Spannungsmessung in einem kombi-■ Neben diesen klassisch zu nennenden kombinierten nierten Meßwandler bezieht

MeBwandlem sind andere Kombinationswandler be- Durch eine erfindungsgemäße Ausführung eines

kannt, bei denen die Stromwandlereinheit nicht nach kombinierten Meßwandlers läßt sich beispielsweise ein

dem transformatorischen Prinzip arbeitet So ist bei- 15 herkömmlicher Stromwandler ohne wesentliche kon-

spielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift struktive Änderungen zu einem kombinierten MeB-

1 538 092 eine aus Stromwandler und kapazitivem wandler ausgestalten, da der als Meßfühler wirkende

Spannungswandler bestehende Meßgruppe beschrie- Lichtwellenleiter in Bereichen des Wandlers angeord-

ben, bei der innerhalb des kapazitiven Teilers des Span- net werden kann, die aus Isolationsgründen ungenutzt

nungswandlers ein Durchgang freigelassen ist. über den ao bleiben müssen oder die zur Bildung eines Dielektri-

eine drahtlose Strommeßwertübertragung zwischen kums dienen. Da ein Lichtwellenleiter aus Isolations

dem Kopfteil und dem Sockelteil erfolgen kann; im material besteht, kann er in diesen Bereichen unterge-

Kopfteil befindet sich nämlich eine Sendeeinrichtung, bracht werden, ohne daß sich Störungen der Funktions-

von der aus zur Niederspannungsseite Signale gesendet weise ergeben.

werden, die Aufschluß über die Größe des Stromes auf as Sofern im Rahmen der Erfindung von Lichtwellenleider Hochspannungsseite gebea Im Empfangsteil wird tern die Rede ist, so sind damit insbesondere Indexaus der übertragenen Größe eine Meßgröße gebildet Gradient-Leiter und Gradientenfasern gemeint Lichtdie mit der üblichen Sekundärgröße von als Strom- wellenleiter können linear polarisiertes Licht führen, wandler arbeitenden Meßtransformatoren vergleichbar ohne daß die Polarisation des Lichtes zerstört wird ist 30 Werden diese Lichtwellcnleiter von einer elektrischen

Die bekannten kombinierten Meßwandler stellen Feldstärke in transversaler Richtung beaufschlagt, dann Sonderausführungen von Meßwandlern dar, die sich in tritt — wenn dem Lichtwellenleiter linear polarisiertes ihrem Aufbau sowohl von Stromwandler- als auch von Licht zugeführt wird — eine Drehung der Polarisa-Spannungswandlerausführungen wesentlich unterschei- tionsebene in Abhängigkeit von der jeweiligen elektriden. Dies führt zu einer verhältnismäßig großen Zahl 35 sehen Feldstärke ein. Da die elektrische Feldstärke der von unterschiedlichen Einzelteilen und zu einer auf- elektrischen Spannung proportional ist, läßt sich aus wendigen Fertigung. der Drehung der Polarisationsebene auf die Höhe der

Der Erfindung liegt daher zunächst die Aufgaben- Spannung selbst schließen. Wird das elektrische Feld stellung zugrunde, einen kombinierten Meßwandler zu von der zu messenden Spannung erzeugt dann ist die schaffen, der weitgehend aus den Bauteilen zusammen- 40 Drehung der Polarisationsebene des linear polarisiergesetzt werden kann, die bei der Herstellung von Ein- ten Lichtes ein Maß für den Augenblickswert der jezelwandlern sowieso benötigt werden. weils zu messenden Spannung.

Diese Aufgabe ist bei einem kombinierten Meß- Bei dem erfindungsgemäßen Meßwandler kann der wandler der eingangs beschriebenen Art dadurch ge- Lichtwellenleiter des Meßfühlers in unterschiedlicher löst daß erfindungsgemäß ein Meßfühler aus einem 45 Weise in der Durchführungsanordnung untergebracht Lichtwellenleiter in einem von der Spannung hervorge- sein. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, den Lichtrufenen elektrischen Feld im Gehäuse und/oder in der wellenleiter zwischen spannungssteuernden Elementen Durchführungsanordnung so untergebracht ist, daß ihn der Durchführungsanordnung unterzubringen, da sich durchsetzendes polarisiertes Licht eine von der Höhe in diesem Falle der Lichtwellenleiter in einem definierder Spannung abhängige Drehung seiner Polarisations- 50 ten elektrischen Feld befindet ebene erfährt, und daß auf Niederspannungspotential in Vorteilhaft erscheint es auch, wenn der Lichtwellenan sich bekannter Weise eine Auswerteeinnchtung an- leiter des Meßfühlers eine Spule bildet, weil dann der geordnet ist in der das polarisierte Licht in eine der Lichtwellenleiter über eine größere Länge einem elek· Spannung proportionale elektrische Meßgröße umge- frischen Feld ausgesetzt ist und damit auch bei verhältsetzt wird. 55 nismäßig kleinen elektrischen Feldstärken noch eine

Es ist bereits eine Einrichtung mit einem von polari- meßbare Drehung der Polarisationsebene des Lichte:

siertem Licht durchstrahlten eiektro-optischen Element eintritt

bekannt (DT-OS 2 010 978), das in einem der zu erfas- Die Spule aus dem Lichtwellenleiter ist in einer un-

senden Spannung proportionalen elektrischen Feld an- gesteuerten Durchführungsanordnung vorzugsweise

geordnet ist, wobei dem eiektro-optischen Element in 60 derart untergebracht, daß ihre Längsachse in Achsrich·

Richtung des Lichtstrahles ein Faraday-Rotator nach- tung der Durchfuhrungsanordnung verläuft Es werder

geordnet ist, der dem Magnetfeld des zu messenden dann zur Drehung der Polarisationsebene des Lichte:

hochgespannten Stromes ausgesetzt ist, jedoch wird die elektrischen Feldlinien ausgenutzt, die zwischen dei

bei dieser Einrichtung durch die zweimalige Änderung an Hochspannung liegenden Elektrode und Erdpoten-

der Polarisation des Lichtstrahles eine einzige Meßgrö- 65 tial verlaufen. Dies setzt aber voraus, daß die jeweilige

Be gewonnen, die dem Produkt aus zu messendem Spule aus dem Lichtwellenleiter keinen Fremdfeldein- Strom und zu messender Spannung proportional ist flüssen ausgesetzt ist Diese Voraussetzung wird in Mit dem erfindungsgemäßen Meßwandler hingegen Höchstspannungsanlagen im allgemeinen erfüllt sein

da dort die Phasenabstände verhältnismäßig groß sind.

In vielen Fällen wird man einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Wandlers den Vorzug geben, bei der die Spule aus dem Lichtwellenleiter in einer Durchführungsänordnung mit eingebetteten Steuerelektroden s untergebracht ist; in einer solchen Durchführungsanordnung ist die Spule vorteilhafterweise zwischen benachbarten Steuereiektroden angeordnet. Um bei einer derartigen Ausführung die Durchführungsanordnung in üblicher Weise bemessen zu können, erscheint es vorteilhaft, die Lagen der Spule aus dem Lichtwellenleiter zwischen den einzelnen Steuerelektroden unterzubringen, also die Spulen in einzelne Lagen aufzuteilen, die dann entsprechend der Anordnung der Steuerelektroden gegeneinander versetzt in der Durchführungsan-Ordnung liegen. Die einzelnen Lagen sind untereinander durch einen Lichtwellenleiter verbunden, zweckmäßigerweise aus einem durchgehenden Lichtwellenleiter gewickelt Bei einer derartigen Ausführung des erfindungsgemäßen Meßwandlers liegen die einzelnen La- ao gen der Spulen aus dem Lichtwellenleiter also in der Regel konzentrisch um die Achse der Durchführungsanordnung.

In Abweichung von der eben behandelten Ausführung und Anordnung des Lichtwellenleiters in der as Durchführungsanordnung ist es auch möglich und kann auch vorteilhaft sein, den Lichtwellenleiter des Meßfühlers in der Durchführungsanordnung mit eingebetteten Steuerelektroden an diesen Elektroden entlang und zwischen jeweils zwei benachbarten Steuerelektroden hindurchzuführen. Bei einer derartigen Führung des Lichtwellenleiters enthält dieser also Teile, die sich parallel zur Längsachse der Durchführungsanordnung erstrecken und so angeordnet sind, daß der Lichtwellenleiter von elektrischen Feldlinien transversal durchsetzt ist Es ergibt sich in diesem Falle eine mäanderähnliche Führung des Lichtwellenleiters in der Durchführungsanordnung.

Bei einem Material des Lichtwellenleiters, das eine nur geringe Drehung der Polarisationsebene des Liehtes in Abhängigkeit von der zu messenden Spannung ergibt, erscheint es vorteilhaft den Lichtwellenleiter des Meßfühlers unter Bildung mehrerer zusammenhängender Toroidspulen um die einzelnen Steuerelektroden zu wickeln. Es ist dann eine erheblich größere Lange des Lichtwellenleiters dem elektrischen Feld ausgesetzt und es wird eine größere Drehung der Polarisationsebene erreicht was zur Erzielung einer höheren Meßgenauigkeit vorteilhaft ist

Die Erfindung läßt sich also bei kombinierten Wand- se lern iah sehr unterschiedlich ausgebildeten Durchfuhrimgsanordnungen anwenden. Dies gflt auch für eine DurchfÜhrungsanordirang mit gewickelten Kondensatoren als spammngsstenernde Elemente; bei einer der artigen DarchSührnngsanordming werden die LJchtwdlenleiter des Meßfühlers vorzugsweise in die Kondensatoren mit eingewickelt. Bei einer Durchfugsnordnnng mit Platten- oder Teflerkondensatoren ist der Ucbtweuenteiter des Meßfühlers zwischen den Elektroden der Kondensatoren angeordnet

Zm- Erziehrag eines ksnnwneitea MeBwamflers nach der Erfindung ist sieht nur die Anordnung des liehtweflenieiters mnerhafo der Dngsanordnuag moghch, sondern es läßt sich auch das Topf- oder Kopfeehäase des Wandlers zur Unterbringung des 6$ Lfcatweflenleiters zmn Zwecke der Ssamnmgsmessang den. Bei einem Kopfteil mit einer leitenden, ringförmigen Schale zor Aufnahme des Strommeßteils und einem diese Schale umfassenden Kopfgehäuse läßt sich dies so durchführen, daß zwischen der Schale und dem Kopfgehäuse der Lichtwellenleiter des Meßfühlers angeordnet und so geführt ist, daß er von den elektrischen Feldlinien transversal durchsetzt ist Der Lichtwellenleiter kann dabei in unterschiedlicher Weise geführt sein, beispielsweise kann er die ringförmige Schale an ihrem äußeren Umfang umfassen. Vorteilhafter erscheint es jedoch, wenn der Lichtwellenleiter unter Bildung einer Toroidspule um die ringförmige Schale gewickelt ist

Das im Gehäuse eines Kopf- oder Topfteils untergebrachte Strommeßteil kann ebenfalls in unterschiedlicher Weise angeordnet und ausgebildet sein; beispielsweise kann bei einem Wandler in Kopfbauweise in der ringförmigen Schale in bekannter Weise eine übliche Sekundärwicklung mit Eisenkern untergebracht sein. Mittels eines solchen Strommeßteils lassen sich dann Strommessungen für Verrechnungszwecke durchführen.

Besonders vorteilhaft erscheint es, wenn in der ringförmigen Schale des Kopfteils mindestens eine Spule aus einem Lichtwellenleiter untergebracht ist in dem polarisiertes Licht in seiner Polarisationsebene in Abhängigkeit von der Größe des Stromes im Primärleiter in seiner Polarisationsebene gedreht wird. Auf diese Weise läßt sich nämlich eine Information über den Netzstrom gewinnen, und zwar sowohl für sehr niedrige Betriebsströme als auch für höchste Kurzschlußströme, ohne daß — wie bei klassischen Stromwandlern mit Eisenkern — eventuelle Sättigungserscheinungen zu nichtlinearen Verzerrungen führen.

Kann auf die Möglichkeit der konventionellen Strommessung mittels Eisenkern für Verrechnungszwecke verzichtet werden, dann besteht im Rahmen des erfindungsgemäßen Vorschlages die Möglichkeit das Strommeßteil aus einer oder mehreren Wicklungen aus einem Lichtwellenleiter zu bilden und durch die Wicklungen den Primärleiter zu führen, so daß den Lichtwellenleiter durchsetztes polarisiertes Licht in seiner Polarisationsebene in Abhängigkeit vom Strom im Primärleiter gedreht wird. Bei mehreren Lichtwellenleiter-Wicklungen lassen sich mehrere gegebenenfalls sich überlappende Strommeßbereiche mit hoher Genauigkeit erzielen, wobei im Betriebsstrommeßbereich die Messung für Verrechnungszwecke und im Kurzschlußstrombereich die Messung für Schutzzwecke wichtig ist Sind die Wicklungen aus dem Lichtwellenleiter vergossen und mit einem leitenden Außenbelag versehen, dann wird der UchtweBenteiter elektrisch völlig abgeschirmt and ist ausschließlich dem Magnetfeld ausgesetzt, das von dem Strom im PrimSrietter erzeugt wad. Die Drehung der

Maß für den Strom durch den Primärlerter.

Bei einer Ausfafarnng des erfindnngsgemäßen korabi inerten Meüwaadlers mit einer oder hren Wick hingen aus einem ücfatweHentefter zar ist anf NttjdenfljanmH^sifOteiifail eine «Hajmfidtfc Aus

vorhanden, in der Ae Drehang de Polarisationsebene des Lichtes in dem Strom im Pri märteiter in elektrische, digitale oder aaa löge Meßgrößen (angeformt wird.

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Porzellan-Isolator aufweist, der mit

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geschäumtem Silikongummi ausgegossen ist.

Es ist aber auch zweckmäßig, die Durchführungsanordnung in Gießharz-Vollverguß auszuführen.

Insbesondere bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Meßwandlers mit einem Strommeßteil mit einer oder mehreren Wicklungen aus einem Lichtwellenleiter zur Strommessung ist es vorteilhaft, wenn die Durchführungsanordnung einen aus Faserstoffen bestehenden Strunk mit dem Lichtwellenleiter des Meßfühlers und dem Lichtwellenleiter enthält, der von und zur Wicklung zur Strommessung führt; dieser Strunk weist eine Kunststoffumhüllung mit Schirmen auf. Eine derartige Durchführungsanordnung bietet den Vorteil, daß sie in verhältnismäßig großen Längen relativ preiswert hergestellt werden kann, was für Durchführungsanordnungen mit Porzellan-Isolatoren nicht gilt. Porzellan-Isolatoren sind nämlich verhältnismäßig teuer, was dazu führt, daß bei einer Verwendung derartiger Isolatoren für einen kombinierten Meßwandler für Höchstspannungsanlagen für beispielsweise 1500 kV die Kosten allein für den Isolator sehr hoch sind.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den F i g. 1 bis 3 drei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen kombinierten Meßwandlers dargestellt

Der in der F i g. 1 dargestellte kombinierte Meßwandler besteht im wesentlichen aus einem Kopfteil 1, einer Durchführungsanordnung 2 und einem Sockelteil 3. Innerhalb der Durchführungsanordnung 2 ist innerhalb eines Isolators 4 eine Spannungssteuerung 5 untergebracht Die Spannungssteuerung 5 enthält mehrere Steuerelektroden 6, 7 und 8, die metallische Zylinder darstellen. Wie die in der F i g. 1 linke Darstellung der Durchführungsanordnung 2 erkennen läßt ist ein Lichtwellenleiter 9 aus dem Sockelteil 3 kommend in Achsrichtung der Durchführungsanordnung 2 zunächst innen an der Steuerelektrode 8 vorbeigeführt Dann ist der Lichtwellenleiter 9 um das obere Ende 10 der Steuerelektrode 8 herumgelcgt und zwischen der Steuerelektrode 7 und 8 bis zum unteren Teil 11 der Steuerelektrode 7 geführt Von dort ist der Lichtwellenleiter 9 zunächst außen an der Steuerelektrode 7 vorbei- und dann zwischen der Steuerelektrode 6 und Steuerelektrode 7 hindurchgeführt In gleicher Weise ist der Lichtwellenleiter 9 auf der rechten Seite der Durchführungsanordnung 2 wieder heruntergeführt Dies ist jedoch in der F i g. 1 nicht dargestellt da mit dieser Figur auch noch eine andere Anordnung des Lichtwellenleiters in der Durchführungsanordnung 2 erläutert werden solL

Ein IJchtweäenlerter 12 kann nämlich innerhalb der

er einzelne Windungen 13 badet, die konzentrisch mn die Längsachse der Darcbfnbraggsanordnung 2 angeordnet snid. Die Windungen 13 des lidrtweflentel· ters 12 bflden mre Lagen, die so angeordnet SM, daß sie jewefls che zwei Stetauix 6 and 7 sowie 7 tHid 8 Degen.

Bei

bzw. 12 in der sorgt, da8 der Licht men transversal enrcnsetzi ist, so sas Hnesr potansrer

LicntweBenteiters 9 2 ist daüQr ge-JekoTSchen Fefc«- Das Kopfteil 1 des in der Fi g. 1 dargestellten Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Meßwand lers weist ein Kopfgehäuse 17 auf, das auf die Durch führungsanordnung 2 aufgesetzt ist. Das Kopfgehäusi 17 wird von dem Primärleiter 14 durchsetzt. Innerhalt des Kopfgehäuses 17 befindet sich eine leitende, ring formige Schale 18, die auf Niederspannungspotentia liegt. Innerhalb dieser ringförmigen Schale« 18 ist be dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sekundär

ίο wicklung 19 mit Eisenkern sowie eine Wicklung 20 au; einem Lichtwellenleiter untergebracht Sowohl die En den der Sekundärwicklung 19 als auch die Enden dei Wicklung 20 aus dem Lichtwellenleiter sind durch die Durchführungsanordnung 2 nach Niederspannungspo

is tential geführt

Der in der F i g. 1 dargestellte kombinierte Meß wandler gestattet eine Messung des Stromes durch der Primärleiter 14 in einem sehr großen Strombereich, d: durch die Verwendung einer Wicklung 20 aus einen

so Lichtwellenleiter Sättigungserscheinungen, die bei klas sischen Stromwandlern zu nichtlinearen Verzerrunger führen können, nicht auftreten können. Mit Hilfe dei Sekundärwicklung 19 mit Eisenkern lassen sich außer dem Strommessungen für Verrechnungszwecke durch

as führen. Außerdem kann durch den Lichtwellenleiter < bzw. 12 innerhalb der Durchführungsanordnung 2 eins Messung der Spannung am Primärleiter 14 vorgenom men werden. Die das linear polarisierte Licht erzeugen de Lichtquelle sowie die Auswerteeinrichtungen zui Umsetzung der Polarisationsebenendrehungen dei Lichtes in elektrische Meßgrößen sind bei dem erfin dungsgemäßen kombinierten Wandler vorzugsweise ii einem Schaltkasten 21 am Sockelteil 3 untergebracht Die Auswerteeinrichtungen können dabei beispielswei se in einer Weise ausgeführt sein, wie dies in der deut sehen Offenlegungsschrift 1 903 828 beschrieben ist

Das in der F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispie eines erfindungsgemäß ausgebildeten Meßwandlers be steht wiederum aus einem Kopfteil 22, einer Durchfüh rungsanordnung 23 und einem Sockelteil 24. Dii Durchführungsanordnung 23 weist einen Porzellan-Iso lator 25 auf, in dem eine Spannungssteuerung 26 unter gebracht ist

Das Kopfteil 22 ist bis auf die Anordnung eine:

Lichtwellenleiters 27 genauso aufgebaut wie das Kopf teil 1 bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1. Wan rend bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 de Lichtwellenleiter 9 bzw. 12 zur Spannungsmessung in nerhalb der Durchführungsanordnung 2 untergebrach

so ist, ist der LtchtweUeideiter 27 zum Zwecke der Span bei dem AHsfShnmgsbeispiel Bad

F i g. 2 unter Bidang einer Tonridspule am eine ring förraige Schale 28 angeordnet Da die Schale 28 geer det ist, Hegt zcen dieser Schafe 28 and einem Ge hause 29 die S an dem das Kopfteil 22 durch setzenden Pl imäi IbMwh}} 30, and es herrscht in den Raum der Schafe 28 HHd dem Kopfgehäuse Z eäte entsprechende elektrische Fddstärke. Demzafohj wwd linear polarisiertes Licht in dem licbtweientete 27 in Abhängigkeit von dieser Spannung in risatioBsebene gedreht, n einer

tes licht, das vom Socfeeftei 3 her den UcRtweOenfeiter darcfatätft, eine Drehung seiner PofcffBationsebene erfährt, die von der Feldstärke raid damit νσα der Spannung aa PranarteÄer M abhängig ist

In der BnHng 2 ist a» noch eine Aasfeterag 15 für das StrommeStei 16 im Kopfge-

in einem nicht a Schaukasten am Sockeftei 24 kann darans emc GrSBe gn« wer den, die der zb messendes Spannung proportional ist

läutert worden ist. Bei dem in der F i g. 3 dan

Fig.1«

spiel ist ein Lichtwellenleiter 31 ähnlich wie in der F i g. 1 bereits dargestellt innerhalb einer Spannungssteuerung 32 derart geführt, daß den Lichtwellenleiter 31 durchsetzendes, linear polarisiertes Licht eine Drehung seiner Polarisationsebene erfährt, die der Span- nung am Primärleiter 33 proportional ist In einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung kann dann eine Sekundärgröße gewonnen werden, die der Spannung am Primärleiter 33 proportional ist

Die Strommessung erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 mittels einer Wicklung 34 aus einem Lichtwellenleiter 35; die Wicklung 34 wird von dem Primärleiter 33 durchsetzt, so daß der Lichtwellenleiter 35 in longitudinaler Richtung von einem Magnetfeld durchsetzt ist, das dem Strom im Primärleiter 33 proportional ist Die Wicklung 34 ist vorzugsweise vergossen, beispielsweise mit Silikohgummi, und mit einem leitenden Außenbelag 36 versehen. Durch diesen Außenbelag 36 ist sichergestellt, daß die Wicklung 34 elektrisch völlig abgeschirmt ist und nur vom Magnetfeld beeinflußt wird. Linear polarisiertes Licht das den Lichtwellenleiter 35 der Wicklung 34 durchsetzt, wird daher-in seiner Polarisationsebene nur in Abhängigkeit vom Magnetfeld gedreht, das von dem Ström durch den Primärleiter 33 erzeugt wird.

Sowohl der Lichtwellenleiter 31 zur Spannungsmessung als auch der Lichtwellenleiter 35 zur Strommessung sind zu einem Sockelteil 37 geführt in dem sich nicht dargestellte Auswerteeinrichtungen befinden.

Mit der Erfindung wird ein kombinierter Meßwandler vorgeschlagen, der sich ohne wesentliche konstruktive Änderungen aus Einzelteilen bekannter Einzelwandler herstellen läßt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Aus Stromwandler- und Spannungswandlereinheit bestehender kombinierter Meßwandler mit einem einen Primärleiter aufnehmenden und ein Strommeßteil enthaltenden Gehäuse, das sich über oder unter einer Durchführungsanordnung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßfühler aus einem Lichtwellenleiter in eiaem von der Spannung hervorgerufenen elektrischen Feld im Gehäuse und/oder in an sich bekannter Weise in der Durchführungsanordnung so untergebracht ist, daß ihn durchsetzendes polarisiertes Licht eine von der Höhe der Spannung abhängige Drehung seiner Polarisationsebene erfährt, und daß auf Niederspannungspotential in an sich bekannter Weise eine Auswerteeinrichtung angeordnet ist, in der das polarisierte Licht in eine der Spannung proportionale elektrische Meßgröße umgesetzt wird. ao

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter des Meßfühlers zwischen spannungssteuernden Elementen der Durchführungsanordnung angeordnet ist

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- as kennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter des Meßfühlers eine Spule bildet

4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule aus dem Lichtwellenleiter in einer ungesteuerten Durchführungsanordnung derart untergebracht ist, daß ihre Längsachse in Achsrichtung der Durchführungsanordnung verläuft

5. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die einzelnen Lagen der Spule aus dem Lichtwellenleiter zwischen den einzelnen Steuerelektroden untergebracht sind.

6. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter des Meßfühlers in einer Durchführungsanordnung mit eingebetteten Steuerelektroden an den Steuerelektroden entlang und zwischen jeweils benachbarten Stcuerelektroden hindurchgeführt ist

7. Wandler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der Lichtwellenleiter des Meßfühlers unter Bildung mehrerer zusammenhängender Toroidspulen um die einzelnen Steuerelektroden gewickelt ist

8. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter des Meßfühlers bei einer Durchführungsanordnung mit gewickelten Kondensatoren als spannungssteuernde Elemente in die Kondensatoren miteingewikkelt ist

9. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter des Meßfühlers bei einer Durchführungsanordnung mit Platten- oder Tellerkondensatoren als spannungssteuernde Elemente zwischen den Elektroden der Kondensatoren angeordnet ist

10. Wandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ein Kopfteil bildenden Gehäuse mit einer leitenden ringförmigen Schale zur Aufnahme des Strommeßteils und einem diese Schale umfassenden Kopfgehäuse der Lichtwellenleiter des Meßfühlers zwi- sehen der Schale und dem Kopfgehäuse angeordnet und so geführt ist, daß er von den elektrischen Feldlinien transversal durchsetzt ist

11. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lichtwellenleiter des Meßfühlen eine auf die ringförmige Schale aufgewickelte To roidspule bildet

IZ Wandler nach Anspruch 10 oder 11, dadurct gekennzeichnet, daß das Strommeßteil innerhalt der ringförmigen Schale mindestens eine übliche Sekundärwicklung mit Eisenkern enthält

13. Wandler nach einem der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß in der ringförmiger Schale mindestens eine Spule aus einem Lichtwellenleiter untergebracht ist, in dem polarisierte: Licht in seiner Polarisationsebene in Abhängigkeil von der Größe des Stroms im Primärleiter in seiner Polarisationsebene gedreht wird.

14. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß das Strommeßteil in Kopfteil aus einer Wicklung aus einem Lichtwellenleiter besteht und daß durch die Wicklung der Primärleiter geführt ist so daß den Lichtwellenleiter durchsetzendes polarisiertes Licht in seiner Polarisationsebene in Abhängigkeit vom Strom im Primärleiter gedreht wird (F i g. 3).

15. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß bei einem ein Topfteil bildenden Gehäuse mit einer den Primärleiter darstellenden oder enthaltenden Schale und einem diese Schale umfassenden Topfgehäuse der Lichtwellenleiter des Meßfühlers zwischen der Schale und dem Topfgehäuse angeordnet und so geführt ist daß er von den elektrischen Feldlinien transversal durchsetzt ist

16. Wandler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß die Schale mit einem Lichtwellenleiter so umgeben ist daß ihn durchsetzendes polarisiertes Licht in seiner Polarisationsebene in Abhängigkeit von der Größe des Stroms im Primärleiter in seiner Polarisationsebene gedreht wird.

17. Wandler nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus dem Lichtwellenleiter vergossen und mit einem leitenden Außenbelag versehen ist

18. Wandler nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf Niederspannungspotential eine zusätzliche Auswerteeinrichtung vorhanden ist, in der die Drehung der Polarisationsebene des Lichtes in eine dem Strom im Primärleiter proportionale elektrische Meßgröße umgesetzt wird.

19. Wandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungsanordnung einen Porzellan-Isolator aufweist, der mit vorzugsweise aufgeschäumtem Silikongummi ausgegossen ist

20. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungsanordnung in Gießharz-Vollverguß ausgeführt ist

21. Wandler nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungsanordnung einen aus Faserstoffen bestehenden Strunk mit den Lichtwellenleitern enthält und eine den Strunk umgebende Kunststoffumhüllung mit Schirmen aufweist.