DE2700717A1

DE2700717A1 - ARRANGEMENT FOR MEASURING AN AC CURRENT IN A HIGH VOLTAGE LINE

Info

Publication number: DE2700717A1
Application number: DE19772700717
Authority: DE
Inventors: Robert Boirat; Claude Davila; Christian Moreau
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-10
Publication date: 1977-07-21
Also published as: CA1069977A; GB1509830A; IT1078398B; DK12677A; DK144925C; DK144925B; NL7700292A

Description

DIpL-Ino JOroen WSINMILLER I Q, Jan.DIpL-Ino JOroen WSINMILLER IQ, Jan. PATENTASSESSORPATENT ASSESSOR

SCBPI GmbHSCBPI GmbH

80OvJ .V'ünchen 8O . ^80OvJ .V'ünchen 8O. ^

Zeppelinstr. 63Zeppelinstrasse 63

COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE S.A. 54, rue La Boetie, 75382 PARIS CEDEX 08 FrankreichCOMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE S.A. 54, rue La Boetie, 75382 PARIS CEDEX 08 France

ANORDNUNG ZUR MESSUNG EINES WECHSELSTROMS IN EINER HOCHSPANNUNGSLEITUNGARRANGEMENT FOR MEASURING AN AC CURRENT IN A HIGH VOLTAGE LINE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung des in einer Hochspannungsleitung fließenden Wechselstroms.The invention relates to an arrangement for measuring the alternating current flowing in a high-voltage line.

Mit steigenden Netzspannungen entstehen Probleme der sicheren Abschirmung der Stronuneßgeräte gegenüber der Hochspannungsleitung. Diese Probleme wurden bisher dadurch gelöst» da6 ein eigentliches in der Nähe der Hochspannungsleitung befindliches Meßorgan, z.B. eine Faraday-Zelle, ein Lichtsignal erzeugt oder auf einen empfangenen Lichtstrahl einwirkt, wobei der von dem Organ ausgehende Lichtstrahl in sicherer Entfernung von der Hochspannungsleitung ausgewertet wird.With increasing mains voltages problems of the safe shielding of the power measuring devices against the arise High voltage line. These problems have hitherto been solved by the fact that an actual measuring device located near the high-voltage line, e.g. a Faraday cell, generates a light signal or acts on a received light beam, the light beam emanating from the organ at a safe distance from the high-voltage line is evaluated.

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Zwar kann durch diese Maßnahme ein elektrischer Überschlag von der Leitung auf die Auswertungsorgane vermieden werden, jedoch sind derartige Vorrichtungen verhältnismäßig komplex, teuer, von der Art der Atmosphäre abhängig, schwierig einzuregeln und sie benötigen manchmal eine elektrische Hilfsstromquelle in unmittelbarer Nähe der Hochspannungsleitung.This measure can prevent an electrical flashover from the line to the evaluation organs However, such devices are relatively complex, expensive, dependent on the nature of the atmosphere, difficult and they sometimes need an auxiliary electrical power source in close proximity to the high-voltage line.

Die Erfindung gemäß Hauptanspruch vermeidet diese Nachteile. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The invention according to the main claim avoids these disadvantages. Preferred embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die je in einer der beiden Figuren schematisch dargestellt sind.The invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments, each in one of the two Figures are shown schematically.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung ist an eine Hochspannungsleitung 2 über einen Meßwandler 4 angeschlossen. Der Meßwandler liefert eine Spannung, die dem zu messenden Strom der Leitung proportional ist. Diese Spannung wird einer Gleichrichterbrücke zugeführt, die vier Dioden Dl, D2, D3 und D4 besitzt sowie in der gleichstromseitigen Diagonale einen Arbeitswiderstand 6.The arrangement according to the invention shown in FIG. 1 is connected to a high-voltage line 2 via a transducer 4 connected. The transducer supplies a voltage that is proportional to the line current to be measured. These Voltage is fed to a rectifier bridge, which has four diodes Dl, D2, D3 and D4 as well as in the DC side Diagonal a working resistance 6.

Zwei der Dioden, Dl und D2, die so angeordnet sind, daß sie abwechselnd jeweils bei einer halben Periode des Wechselstroms leitend sind, sind als Elektroluminiszenzdioden ausgebildet und liefern einen Lichtstrahl, dessen Intensität vom Strom abhängt, der sie durchfließt. Das von diesen beiden Dioden erzeugte Licht wird je einem Lichtleiter Fl bzw. F2 großer Länge zugeführt, an deren entfernten Enden je ein Lichtempfänger Rl und R2 angeordnet ist. Die beiden LichtempfängerTwo of the diodes, Dl and D2, which are arranged so that they alternate each at half a period of the Conductive alternating current, are designed as electroluminescent diodes and deliver a light beam, its intensity depends on the current that flows through it. The light generated by these two diodes is each a light guide F1 or F2 long length supplied, at the distal ends of which a light receiver R1 and R2 is arranged. The two light receivers

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sind bei der hier gewählten Ausfuhrungsform Photodioden, die gleichsinnig parallel zueinander im Stromkreis einer Gleichspannungsbatterie 8 liegen, wobei zu jedem Empfänger noch ein Festwiderstand 11 bzw. 12 und ein Abschnitt eines Potentiometers 10 in Reihe angeordnet sind. Mit diesem Potentiometer wird das Gleichgewicht zwischen den beiden parallelen Stromkreisen unter Berücksichtigung von Streuungen der Betriebswerte der Elektroluminiszenzwandler Rl, R2 und Dl, D2 eingestellt. Die an den Dioden Rl und R2 abgreifbaren elektrischen Signale werden den beiden Eingängen eines Differenzverstärkers 14 zugeführt, mit dessen Ausgangssignal ein Wechselspannungsmeßgerät 16 beaufschlagt wird.are photodiodes in the embodiment selected here, the are in the same direction parallel to each other in the circuit of a DC voltage battery 8, with each receiver still a fixed resistor 11 or 12 and a portion of a potentiometer 10 are arranged in series. With this potentiometer is the equilibrium between the two parallel circuits, taking into account variations in the operating values the electroluminescence converters Rl, R2 and Dl, D2 are set. The ones that can be tapped off at the diodes R1 and R2 electrical signals are fed to the two inputs of a differential amplifier 14, with its output signal an alternating voltage measuring device 16 is applied.

Es ist offenbar, daß nach einer geeigneten Einstellung des Potentiometers 10 das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 14 ein Maß für den Wechselstrom auf der Hochspannungsleitung bildet.It is evident that after a suitable setting of the potentiometer 10, the output signal of the Differential amplifier 14 forms a measure for the alternating current on the high-voltage line.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich zum einen durch die Ansteuerung der Elektroluminiszenzdioden vom Meßwandler her, und zum am^r:?r3n durch die Ausbildung der Meßempfänger als Phototransistoren. Die Sekundärseite des Meßwandlers 104 bildet hier mit einem Begrenzungswiderstand r und der Antiparallelschaltung zweier Elektroluminiszenzdioden D5 und D6 einen Stromkreis. Die Dioden sind also abwechselnd bei je einer Halbwelle des Stromes durchlässig und erzeugen dann ein Lichtsignal, dessen Intensität von der Stromstärke abhängt. Auch hier sind die beiden Dioden wieder über Lichtleiter Fl¹ und F2' großer Länge mit dem eigentlichen Meßgerät verbunden. Dort wird?. The embodiment according to Figure 2 differs from the one ^r by the driving of Elektroluminiszenzdioden from the transducer forth, and on: r3n by forming the measurement receiver as phototransistors. The secondary side of the transducer 104 here forms a circuit with a limiting resistor r and the anti-parallel connection of two electroluminescent diodes D5 and D6. The diodes are therefore alternately permeable each time a half-wave of the current and then generate a light signal, the intensity of which depends on the current strength. Again, the two diodes are connected again via optical fibers Fl ¹ and F2 'of great length with the actual measuring instrument. There will

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das Licht von je einem Phototransistor Tl bzw. Tl¹ empfangen, die von einer Gleichspannungsquelle 108 parallel gespeist werden. Zwei Arbeitswiderstände Rl¹ und R2¹ im Emitterkreis dieser Transistoren liefern elektrische Signale, die über Widerstände 33 und 34 an die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers 114 gelangen. Dies ist ein üblicher Operationsverstärker hohen Verstärkungsgrads und einer solchen Rückkopplung über einen Widerstand 35, daß das Ausgangssignal dieses Verstärkers genau in der einen und in der anderen Richtung die Intensitäten der durch die beiden Lichtleiter übertragenen Lichtsignale wiedergibt. Wenn man mit V dieses Ausgangssignal bezeichnet, und wenn man davon ausgeht, daß die Stromstärke I in den Dioden D5 und D6 ausreichend groß ist, daß die Wandlercharakteristiken linear sind, dann ergibt sichreceive the light from a phototransistor Tl or Tl ¹ , which are fed in parallel from a DC voltage source 108. Two load resistors Rl ¹ and R2 ¹ in the emitter circuit of these transistors supply electrical signals which reach the two inputs of a differential amplifier 114 via resistors 33 and 34. This is a conventional high-gain operational amplifier and has a feedback via a resistor 35 such that the output signal of this amplifier reproduces the intensities of the light signals transmitted through the two light guides precisely in one direction and in the other. If one denotes this output signal with V, and if one assumes that the current intensity I in the diodes D5 and D6 is sufficiently large that the converter characteristics are linear, then the result is

I = BV + CI = BV + C

mit B und C als bauteilspezifischen Konstanten.with B and C as component-specific constants.

Die Wechselspannung V wird in einem Meßgerät 116 gemessen.The alternating voltage V is measured in a measuring device 116.

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Claims

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS

1 f Anordnung zur Messung des Wechselstroms in einer Hochspannungsleitung mit Hilfe eines Meßwandlers und eines Wechselspannungsmeßgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßwandler (4, 104), der eine den zu messenden Strom im wesentlichen proportionale Spannung liefert, zwei Elektroluminiszenzdioden (Dl, D2 bzw. D5, D6) nachgeschaltet sind, derart, daß die beiden Dioden abwechselnd leitend werden, daß jede Diode über je einen Lichtleiter (Fl, F2 bzw. Fl¹, F2') großer Länge mit einem Lichtempfänger (Rl, R2 bzw. Tl, T2) gekoppelt ist, wobei diese Empfänger ein elektrisches Signal erzeugen, das ein MaS für die empfangene Lichtintensität darstellt, und daß ein Differenzverstärker (14 bzw. 114) vorgesehen ist, der mit den elektrischen Signalen der beiden Empfänger gespeist wird und eine Wechselspannung am Ausgang liefert, deren Größe ein MaB für die Intensität des Wechselstroms auf der Hochspannungsleitung (2) ist.1 f arrangement for measuring the alternating current in a high-voltage line with the aid of a measuring transducer and an alternating voltage measuring device, characterized in that the measuring transducer (4, 104), which supplies a voltage essentially proportional to the current to be measured, has two electroluminescent diodes (Dl, D2 or D5, D6) are connected downstream in such a way that the two diodes are alternately conductive, so that each diode has a respective light guide (Fl, F2 or Fl ¹ , F2 ') of great length with a light receiver (Rl, R2 or Tl, T2 ) is coupled, these receivers generate an electrical signal that represents a measure of the received light intensity, and that a differential amplifier (14 or 114) is provided which is fed with the electrical signals of the two receivers and provides an alternating voltage at the output , the size of which is a measure of the intensity of the alternating current on the high-voltage line (2).

2 - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dad die beiden Empfänger (Rl, R2) und der Differenzverstärker (14) mit Ausgleichsmitteln (10) versehen sind, um eventuelle Unsymmetrien der Betriebsdaten der Elektroluminiszenzdioden (Dl, D2) und der Empfänger (Rl, R2) zu kompensieren.2 - Arrangement according to claim 1, characterized in that the two receivers (Rl, R2) and the differential amplifier (14) are provided with compensating means (10) to avoid any asymmetries in the operating data of the electroluminescent diodes (Dl, D2) and the receiver (Rl, R2) to compensate.

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ORIGINAL INSPECTED

- g - • t.

3 - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroluminiszenzdioden (Dl, 02) Bestandteile einer Gleichrichterbrücke mit zwei weiteren Dioden (D3, D4) sind, wobei die Brücke in3 - Arrangement according to claim 1, characterized in that the two electroluminescent diodes (Dl, 02) components of a rectifier bridge with two further diodes (D3, D4) are, with the bridge in einer Diagonale mit dem Meßwandler (4) verbunden ist, und in der anderen Diagonale einen Widerstand (6) enthält.a diagonal is connected to the transducer (4), and in the other diagonal contains a resistor (6).

4 - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroluminiszenzdioden (D5, D6) gegensinnig parallel geschaltet sind und über einen Strombegrenzungswiderstand (r) aus dem Meßwandler gespeist werden.4 - Arrangement according to claim 1, characterized in that the electroluminescent diodes (D5, D6) are connected in parallel in opposite directions and fed from the transducer via a current limiting resistor (r).

5 - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfänger als Phototransistoren (Tl, T2) ausgebildet sind.5 - Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light receivers are designed as phototransistors (Tl, T2).

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