ES2244937T3 - Disposicion para la alimentacion de energia electrica de un consumidor por medio de una trayectoria de transmision de dos partes. - Google Patents

Abstract

Disposición para la alimentación de un aparato de medición eléctrica (20), que está dispuesto en la proximidad de un conductor de alta tensión (10) y que está en potencial de alta tensión, con energía eléctrica (E), que comprende al menos: - un generador (30) que se encuentra esencialmente en potencial de masa para la generación de una señal de alimentación (S1), - una trayectoria de transmisión (40) con dos derivaciones parciales (41, 42), que conectan el generador (30) y el aparato de medición (20), en la que - la primera derivación parcial (41) está diseñada para la transmisión de la señal de alimentación (S1) en la dirección desde el generador (30) hacia el aparato de medición (20) y la segunda derivación parcial (42) está diseñada para la transmisión de la señal de alimentación (S1) en la dirección desde el aparato de medición (20) hacia el generador (30), - las derivaciones parciales (41, 42) están conectadas a través de al menos una inductividad (L4, L5) respectiva con el conductor de alta tensión (10), - las derivaciones parciales (41, 42) comprenden en cada caso una capacidad (C2, C3) para la eliminación de la diferencia de potencial entre el potencial de alta tensión y esencialmente el potencial de masa, y - cada una de las capacidades (C2, C3) están conectadas esencialmente a potencial de toma de tierra en el lado del generador por al menos una inductancia (L1, L3).

Description

Disposición para la alimentación de energía eléctrica de un consumidor por medio de una trayectoria de transmisión de dos partes.

La invención se refiere a una disposición para la alimentación separada de potencial de un consumidor eléctrico con energía eléctrica.

En general, un consumidor eléctrico es alimentado con energía eléctrica desde una fuente de tensión o de corriente a través de una línea eléctrica sencilla en forma de una tensión de alimentación o de una corriente de alimentación.

A veces se necesita una alimentación de energía separada de potencial (= separada galvánicamente) del consumidor sin una conexión óhmica entre el consumidor y la fuente de alimentación. Si el consumidor eléctrico está dispuesto sobre un potencial eléctrico, que se diferencia en gran medida del potencial eléctrico de la fuente de energía, o deben cumplirse requerimientos muy altos a la compatibilidad electromagnética (EMV), entonces el abastecimiento a través de una línea de alimentación eléctrica sencilla es al menos difícil. Ejemplos de tales aplicaciones son la medición de la corriente y la medición de la tensión en instalaciones del suministro eléctrico público y la medición EKG, de la respiración o de la pulsación en un paciente durante un reconocimiento espintomográfico nuclear realizado en paralelo.

Se conoce una disposición, en la que se transmite luz de una fuente de luz, por ejemplo de un diodo láser o de un diodo luminoso (LED), hacia un transductor fotoeléctrico y se convierte allí en energía eléctrica. Esta ultima sirve para la alimentación del consumidor. Para la transmisión de luz, se conectan ópticamente la fuente luminosa y el transductor fotoeléctrico entre sí a través de una guía de ondas de luz o también a través de una disposición de rayo libre. Un sistema de alimentación accionado ópticamente, separado de potencial de este tipo para un sensor eléctrico se describe, por ejemplo, en "Sensors and Actuators A", Vol. 25 a 27 (1991), páginas 475 a 480. La luz de un diodo láser es transmitida a través de una guía de ondas de luz hacia una matriz de fotoelementos y es convertida por éste en la energía eléctrica para el sensor. Los datos de medición del sensor son transmitidos de la misma manera ópticamente a través de una guía de ondas de luz. Sin embargo, en virtud de los componentes especiales utilizados, especialmente del láser de gran potencia, de la matriz de fotoelementos y también de las conexiones de enchufe ópticas, este sistema de alimentación está implicado con un gasto considerable.

Además, se conoce una disposición, en la que la energía eléctrica se obtiene desde el entorno inmediato de un sensor eléctrico a alimentar, por ejemplo por inducción desde una red de alta tensión o de forma fotovoltaica desde la radiación solar. En esta disposición para la alimentación de energía, sin embargo, se produce un efecto secundario no deseado, que consiste en que no está disponible energía eléctrica cuando la red de alta tensión está fuera de servicio o el sol no alumbra. Una disposición, que obtiene su energía eléctrica desde la red de alta tensión, se describe en el documento DE 25 46 694 A1.

Otra disposición para la alimentación separada de potencial de un consumidor eléctrico con energía eléctrica se publica en el documento DE 44 42 677 A1. En este caso, una emisora de radio emite energía en forma de ondas de radio hacia un receptor de radio, que convierte las ondas de radio en la energía eléctrica para el consumidor eléctrico. Si en el consumidor se trata de un sensor, entonces se transmiten también los datos de medición del sensor a través de radio. Por lo tanto, con esta disposición es posible una transmisión de energía y de datos separada galvánicamente, sin cable. Sin embargo, las disposiciones legales sobre el tráfico de radio limitan la posibilidad de aplicación de esta disposición.

Otro principio conocido para la alimentación de energía separada galvánicamente de un consumidor, que se encuentra especialmente en un potencial de alta tensión, consiste en la alimentación de energía eléctrica de alta frecuencia a un condensador fijo de alta tensión o a un divisor capacitivo que está presente de todos modos, dado el caso, para la medición de la tensión. El condensador o el divisor capacitivo cubre en este caso la diferencia de potencial. De una manera más desfavorable, se pueden ajustar relaciones de impedancia no definidas. Mientras que el condensador o el divisor capacitivo sirven como línea de entrada para la energía de alta frecuencia, el conducto de retorno se realiza, en efecto, en gran medida de forma indefinida a través de una capacidad de toma de tierra del conductor de una línea libre de alta tensión presente y/o a través de un medio de funcionamiento adyacente. Sin embargo, para asegurar la capacidad funcional es necesaria una frecuencia de alimentación relativamente alta, por ejemplo de > 10 MHz. Pero entonces la disposición actúa, en general, como antena de emisión, lo que conduce, por una parte, a una pérdida no deseada de energía a través de radiación y, por otra parte, a colisiones con las disposiciones legales ya mencionadas sobre el tráfico de radio.

También en la disposición publicada en el documento DE 910 925 para la regulación de la activación de trayectos de descarga de gas o de vapor se transmite una señal de alta frecuencia por medio de componentes capacitivos. Están previstas una primera derivación parcial capacitiva para la dirección de avance y una segunda derivación parcial capacitiva para la dirección de retorno. Sin embargo, la señal de alta frecuencia no sirve para la alimentación de energía, sino más bien para el control de un circuito de alimentación que está dispuesto en potencial de alta tensión.

En el documento DE 29 11 476 se describe un desarrollo de la trayectoria de transmisión publicada en el documento DE 910 925 para la disposición para la alimentación de energía de un consumidor que se encuentra en potencial de alta tensión. La trayectoria de transmisión está configurada en este caso como una cadena de tamiz simétrica, que está constituida en este caso con condensadores longitudinales y bobinas transversales. Por lo tanto, las bobinas transversales han sido aceptadas al mismo tiempo expresamente en la disposición, para descargar el generador de alta frecuencia de la preparación de la potencia reactiva y de las diferencias de aislamiento que se producen entre los condensadores adyacentes. Sin embargo, debido a la pluralidad de los componentes individuales necesarios, la disposición es costosa en la realiza-
ción.

La invención se basa ahora en el cometido de indicar una disposición para la alimentación de un consumidor eléctrico con energía eléctrica, que garantiza una alimentación de energía lo más sencilla posible y al mismo tiempo no conduce a colisiones con las disposiciones legales sobre el tráfico de radio.

Para la solución del cometido se indica una disposición para la alimentación separada de potencial de un consumidor eléctrico con energía eléctrica de acuerdo con las características de las reivindicaciones 1 u 8 de la patente.

La invención se basa en este caso en el reconocimiento de que con la ayuda de una trayectoria de transmisión realizada por medio de dos derivaciones parciales separadas se pueden conseguir relaciones de impedancia conocidas tanto en la dirección de avance como también en la dirección de retorno de la señal de alimentación. El circuito de corriente de alimentación no se cierra ya a través de una trayectoria indefinida del aire, sino a través de la derivación parcial destinada como línea de retorno para la señal de alimentación. Las dos derivaciones parciales están constituidas, en particular, de una manera totalmente separada entre sí, es decir, que además del lugar del generador y del consumidor no existe ninguna conexión conductora de electricidad entre las dos derivaciones parciales.

En virtud de las relaciones de impedancia definidas y también de la potencia baja del consumidor, la señal de alimentación, puede presentar especialmente una frecuencia de alimentación relativamente baja, por ejemplo de \leq 1 MHz. La transmisión de la señal de alimentación se realiza en las dos derivaciones parciales por cable y especialmente con electricidad. De esta manera se impide en gran medida una difusión de radio de la señal de alimentación, de modo que no se ven afectadas las disposiciones legales sobre tráfico de radio.

En virtud de las pérdidas de transmisión reducidas -especialmente en la trayectoria de transmisión no se produce una irradiación no deseada de energía de alimentación- así como en virtud de la potencia reducida del consumidor, se puede emplear un generador de señales de alimentación diseñado de potencia relativamente baja y, por lo tanto, de precio favorable.

En efecto, se conoce, además, que las bobinas transversales, empleadas en la disposición conocida a partir del documento DE 29 11 476 A1 se pueden omitir sin menoscabo esencial de la calidad. Esto se aplica precisamente cuando se alimenta al consumidor, a través de la señal de alimentación, solamente una potencia reducida, por ejemplo como máximo de 100 mW. El generador de señales de alimentación puede aplicar la potencia de carga, dado el caso necesaria para las derivaciones parciales, en este intervalo de potencia propiamente dicho. A tal fin es necesario tomar medidas de prevención especiales en una menor que un dimensionado especial del generador. En general, a través de la omisión de las bobinas transversales y del diseño de baja potencia del generador, se consigue una disposición muy sencilla y de precio favorable de la alimentación de energía separada de potencial de un consumidor.

Las configuraciones ventajosas de la disposición según la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1.

La disposición se puede emplear con ventaja especial cuando entre el lugar del consumidor y el lugar del generador está presente una diferencia de potencial. Entonces la alimentación de energía separada de potencial repercute de una manera especialmente favorable. En particular, el generador se puede encontrar en potencial de tierra y el consumidor se puede encontrar en un potencial alto, por ejemplo en un potencial de algunos 10 kV.

Además, las dos derivaciones parciales están dispuestas de una manera preferida estrechamente adyacentes entre sí. De este modo, se reduce la necesidad de espacio de la disposición. Además, la proximidad espacial estrecha de las dos derivaciones parciales impide que se lleve a cabo una irradiación no deseada en sí de energía de alimentación. Las dos derivaciones parciales destinadas en cada caso parta la dirección de avance y la dirección de retorno actúan de una manera similar a una disposición de conductores bifilares, en la que se ajusta una compensación recíproca del comportamiento de radiación. En particular, las dos derivaciones parciales están alojadas adyacentes en un aislador, con lo que se reducen los costes para el aislamiento de la tensión de las dos derivaciones parciales. Se puede utilizar al menos una carcasa aislante común.

De una manera preferida, la trayectoria de transmisión de la disposición se puede emplear, además de para la alimentación de energía, también todavía para otro fin, por ejemplo para la medición de la tensión. Entonces se puede integrar la disposición para la alimentación de energía en otro medio de funcionamiento que está presente de todos modos, con lo que se pueden limitar adicionalmente los costes para la disposición. En particular, la trayectoria de transmisión puede servir también para la detección de la tensión eléctrica entre el lugar del consumidor y la masa.

En otra configuración, las derivaciones parciales contienen como medios para la separación de potencial en cada caso al menos una reactancia. En este caso, es especialmente ventajosa una capacidad, que se puede utilizar bien para la separación de potencial deseada. En particular, también cada una de las derivaciones puede contener un componente normalizado o en serie, por ejemplo en forma de un tramo de condensador arrollado. De esta manera, se consigue una realización especialmente económica. Pero como reactancia se puede emplear también una inductividad.

Es favorable que la señal de alimentación tenga una frecuencia de alimentación, que está entre aproximadamente 1 kHz y aproximadamente 1 MHz. En esta gama de frecuencias se puede suprimir bien una irradiación de energía de alimentación. Además, el límite inferior mencionado está suficientemente alejado de una frecuencia de la red (DC o 50 Hz o 60 Hz) utilizada en instalaciones del suministro de energía pública así como alejado de sus armónicos, dado el caso, relevantes para fines de medición y de evaluación, de manera que se puede excluir una influencia.

Existe también una disposición, que es accionada con una señal de alimentación configurada como señal continua. Aquí se excluye desde el principio una irradiación. En esta disposición se cubre una diferencia de potencial de una manera preferida por medio de inductividades previstas en las derivaciones parciales.

El consumidor alimentado con energía eléctrica puede ser, por ejemplo, un aparato de medición, especialmente un aparato de medición de la corriente. La trayectoria de transmisión se puede utilizar entonces, además de para la transmisión de la señal de alimentación, también para la transmisión especialmente eléctrica de una señal de medición determinada por el aparato de medición. De una manera preferida, una frecuencia de la señal de medición prevista a tal fin se diferencia de la frecuencia de alimentación para evitar una influencia. Pero, en principio, se contempla también para la frecuencia de la señal de medición el mismo intervalo de frecuencia que para la frecuencia de alimentación. A través de la integración de diferentes funciones en la trayectoria de transmisión se puede conseguir un ahorro de costes.

En principio, también es posible transmitir la información de medición, determinada por un consumidor configurado como aparato de medición a través de una trayectoria de transmisión adicional. Las trayectorias de transmisión empleadas para la transmisión de alimentación y para la transmisión de señales de medición están constituidas entonces separadas una de la otra. También se pueden aplicar diferentes principios de transmisión, por ejemplo de la transmisión eléctrica y de la transmisión óptica, respectivamente. De esta manera, se consigue una separación especialmente buena entre señal de alimentación y señal de medición.

Los ejemplos de realización preferidos de ninguna manera limitativos de la invención se explican a continuación con la ayuda del dibujo. El dibujo está realizado para ilustración no a escala y se representan de forma esquemática ciertas características. En particular:

La figura 1 muestra una disposición integrada en un transductor de tensión capacitiva para la alimentación de energía separada de potencial.

La figura 2 muestra una disposición para la alimentación de energía separada de potencial de un aparato de medición con transmisión óptica de la señal de medición.

La figura 3 muestra una disposición para la alimentación de energía separada de potencial de un aparato de medición con transmisión eléctrica de la señal de medición, y

La figura 4 muestra otra disposición para la alimentación de energía separada de potencial de un aparato de medición con transmisión óptica de la señal de medición.

Las partes correspondientes entre sí están provistas en las figuras 1 a 4 con los mismos signos de referencia.

En la figura 1 se representa una disposición para la alimentación de energía separada de potencial de un consumidor 20. El consumidor 20 está dispuesto adyacente a un conductor de alta tensión y, por lo tanto, se encuentra de esta manera en potencial de alta tensión, es decir, en un potencial de al menos algunos 10 kV.

Al consumidor 20 se transmite energía E a través de una señal de alimentación S1, que se transmite por medio de una trayectoria de transmisión. Para garantizar una separación de potencial, la trayectoria de transmisión 40 contiene en el ejemplo de la figura 1 dos capacidades de transmisión C2 y C3, en las que cae en cada caso una diferencia de potencial \DeltaU, que forma la parte esencial de la tensión de toma de tierra del conductor de alta tensión 10.

La señal de alimentación S1 es generada por un generador que se encuentra prácticamente en potencial de masa con una frecuencia de 100 kHz. Se alimenta a una primera derivación parcial 41, que comprende las capacidades de transmisión C2, de la trayectoria de transmisión 40 y se transmite al consumidor 20. En el consumidor 20 se toma la energía de la señal de alimentación S1 de una manera no representada en detalle, pero conocida en sí y se pone a la disposición del consumidor 20 para el funcionamiento de los componentes electrónicos especialmente presentes. En este caso, la energía E tomada de la señal de alimentación S1 es almacenada temporalmente en primer lugar, en general, en un acumulador eléctrico, por ejemplo en forma de un condensador.

A diferencia de una primera disposición conocida, en la que la dirección de retorno entre el consumidor 20 y el generador 30 está formada sobre una trayectoria de aire relativamente indefinida en su valor de impedancia, la trayectoria de la transmisión 40 de la disposición 100 presenta una segunda derivación parcial 42. Esta última contiene la segunda capacidad de transmisión C3, que tiene de una manera preferida el mismo valor de la capacidad que la primera capacidad de transmisión C2. Después de pasar el consumidor 20, se conduce la señal de alimentación S1 en la segunda derivación parcial 42 de retorno hacia el generador. La segunda capacidad de transmisión C3 se ocupa, por lo tanto, también durante la transmisión en la dirección de retorno, de un valor de impedancia perfectamente definido. Por lo tanto, está presente un circuito de corriente cerrado con relaciones de impedancia definidas. De esta manera, es posible trabajar con una frecuencia de alimentación comparativamente baja en el intervalo entre 1 kHz y 1 MHz y también con una potencia de alimentación baja. De esta manera, se reduce el gasto necesario en la realización de la disposición 100.

A diferencia de otra disposición conocida, que contiene una trayectoria de transmisión en forma de una cadena de tamiz, en la disposición 100 las dos derivaciones parciales 41 y 42 de la trayectoria de transmisión 40 están constituidas totalmente separadas una de la otra. Esto significa que, además del generador 30 y del consumidor 20, no existe ninguna conexión conductora de electricidad entre las dos derivaciones parciales 41 y 42. En esta zona están aisladas eléctricamente una de la otra. En particular, a diferencia de la cadena de tamiz conocida, no están previstas bobinas transversales como elementos de conexión. Se ha reconocido que esta estructura claramente simplificada es posible de una manera preferida cuando la señal de alimentación S1 tiene una potencia de alimentación relativamente baja. El generador 30 puede poner la potencia de carga a la disposición de las capacidades de transmisión C2 y C3 en este caso por sí mismo. En general, el consumidor 20 puede ser alimentado por medio de la disposición 100 de una manera especialmente sencilla y con coste favorable con una potencia de hasta 100 mW. Ésta es suficiente para el funcionamiento de muchos de los circuitos electrónicos usuales actualmente.

Para evitar una descarga no deseada de energía de alimentación, están previstas varias inductividades de bloqueo L1 a L5. Éstas están dimensionadas en cada caso de tal forma que tienen una impedancia muy alta a la frecuencia de alimentación y en el caso ideal representan una marcha en vacío. Las inductividades de bloqueo L1 y L3 impiden una descarga de la señal de alimentación S1 a través de masa, en cambio las inductividades de bloqueo L4 y L5 impiden una descarga a través del conductor de alta tensión 10. La inductividad de bloqueo L2 hace oscilar la señal de alimentación S1 en el consumidor 20. Para la ilustración, la trayectoria de la señal de alimentación S1 en la figura 1 se representa por medio de flechas con línea continua.

En caso necesario, las inductividades de bloqueo L1 a L5 se pueden completar también con derivadores de sobretensión y/o con resistencias de amortiguación.

A la frecuencia de la red (= DC o 50 Hz o 60 Hz) del conductor de alta tensión 10, las inductividades de bloqueo L1 a L5 no representan una marcha en vacío, sino prácticamente un cortocircuito. Al menos a esta frecuencia adoptan un valor de la impedancia muy bajo. Las dos derivaciones parciales 41 y 42 están conectadas, por lo tanto, en paralelo y no en serie como a la frecuencia de alimentación. De esta manera, las capacidades de transmisión C2 y C3 conectadas en paralelo a la frecuencia de la red se pueden emplear también como capacidad de alta frecuencia de un transductor capacitivo de tensión. En una capacidad de baja tensión C1 prevista adicionalmente, se puede tomar entonces una señal de medición de la tensión UM para la tensión de toma de tierra del conductor de alta tensión 10. La disposición 100 cumple una doble función. Sirve para la alimentación de energía del consumidor 20 y para la medición de la tensión. Se obtiene una realización especialmente sencilla y, por lo tanto, ventajosa de la disposición 100 a través de una integración en un transductor de tensión capacitiva que se puede obtener en el comercio. Con respecto a los costes es favorable, además, que las capacidades de transmisión C2 y C3 estén realizadas como componentes normalizados o en serie, por ejemplo en forma de un tramo de condensador arrollado.

Según la forma de construcción de las capacidades de transmisión C2 y C3, pueden presentar también una inductividad en serie. Éste es el caso, por ejemplo, en el tramo arrollado del condensador mencionado. Entonces es favorable colocar la frecuencia de alimentación libremente seleccionable, en principio, en el intervalo entre 1 kHz y 1 MHz, precisamente en la frecuencia de alimentación seleccionable, que está formada a través de la inductividad en serie y el valor de la capacidad de las capacidades de transmisión C2 o C3. Las dos derivaciones parciales 41 y 42 representan entonces una impedancia de ohmios especialmente bajos para la señal de alimentación.

La diferencia de la tensión entre las dos derivaciones parciales 41 y 42 es solamente muy baja (por ejemplo, algunos 10 V), de manera que es posible sin problemas un aislamiento mutuo. De esta manera se pueden colocar especialmente muy próximas entre sí y, por ejemplo, se pueden alojar también en un aislador común 80. Ésta es una solución muy economizadora de costes. Por medio de la disposición espacial estrecha de las derivaciones parciales 41 y 42 se consigue, además, que se suprima prácticamente del todo una radiación de la energía de alimentación, ya en gran medida reducida de todos modos en virtud de la frecuencia de alimentación baja.

En la figura 2 se muestra otra disposición 200, que está destinada de la misma manera para la alimentación de energía separada de potencial de un consumidor 20. En el ejemplo de la figura 2, el consumidor 20 está con figurado como aparato de medición para la detección de una corriente I que fluye en el conductor de alta tensión 10. El aparato de medición 20 contiene una derivación de medición S2 para la corriente I. La señal de medición S2 es transmitida ópticamente hacia una unidad de recepción y de evaluación 70, que se encuentra en potencial de toma de tierra. A tal fin, está prevista una trayectoria de transmisión óptica 50, por ejemplo en forma de una conexión de guía de ondas de luz. La electrónica de la cabeza de medición 22 es alimentada de la manera descrita con relación a la figura 1 a través de la señal de alimentación S1. La transmisión óptica provoca en la trayectoria de transmisión 50, de una manera similar a las capacidades de transmisión C2 y C3 en la trayectoria de transmisión 40, una separación de potencial, de manera que la disposición 200 está configurada también, en general, de una forma separada de potencial. Por lo tanto, es bien adecuada para un empleo en la técnica de alta tensión.

En otra forma de realización no representada en la figura 2, una trayectoria de transmisión óptica igualmente prevista no está destinada como en el ejemplo de la figura 2 para la transmisión de una señal de medición de potencial de alta tensión a potencial de toma de tierra, sino para la transmisión de una señal de energía óptica en dirección inversa, es decir, desde potencial de toma de tierra a potencial de alta tensión. El sistema de alimentación de energía óptica está previsto adicionalmente para la trayectoria de transmisión 40. Sirve especialmente para la redundancia o también para la alimentación de energía de apoyo en el caso de una necesidad de energía especialmente alta en el consumidor 20, por ejemplo durante el proceso de conexión. En instantes de baja necesidad de energía, se puede conmutar el sistema adicional de alimentación de energía óptica a un modo de disponibilidad (Stand-by), con lo que resulta una duración de vida útil claramente más larga para los componentes del sistema de alimentación de energía óptica. La vía de alimentación de energía óptica adicional se puede combinar con todas las disposiciones 100 a 400 mostradas en las figuras 1 a 4.

En otra disposición 300 mostrada en la figura 3, el consumidor 20 está realizado como aparato de medición de la corriente, al que se alimenta energía E separada de potencial a través de la señal de alimentación S1. A diferencia de la disposición 200, la transmisión de la señal de medición S2 generada en la electrónica de la cabeza de medición 22 no se lleva a cabo ópticamente sino eléctricamente a través de la trayectoria de transmisión 40 utilizada también para la señal de alimentación S1 y, por lo tanto, presente de todos modos.

La señal de medición S2 que contiene la información de la corriente es generada en un segundo generador 31, que se encuentra en potencial de alta tensión y que es componente del aparato de medición de la corriente, como señal de alta frecuencia, es alimentada a la trayectoria de transmisión 40 y es transmitida a una unidad de recepción y de evaluación 60. La señal de medición S2 tiene una frecuencia de la señal de medición a partir del mismo intervalo de frecuencia, a partir del cual se puede seleccionar también la frecuencia de alimentación, es decir, entre 1 kHz y 1 MHz. Sin embargo, para evitar una influencia recíproca, la frecuencia de medición y la frecuencia de alimentación tienen un valor diferente de la frecuencia. En el ejemplo de la figura 3, la frecuencia de alimentación es 10 kHz y la frecuencia de la señal de medición es 100 kHz.

Una super-inductividad L6 adicional, conectada en paralelo al primer generador 30 y a la unidad de recepción y de evaluación 60 tiene una acción comparable con la inductividad de bloqueo L2. Se ocupa de que la señal de medición S1 llegue realmente a la unidad de recepción y de evaluación 60, para poder ser evaluada allí. Para ilustración se indica en la figura 3 también la trayectoria de la señal de medición S2 por medio de flechas con línea de trazos.

Las disposiciones 200 y 300 se pueden compensar de una manera similar a la disposición 100 con una medición de la tensión capacitiva, de manera que, en general, se obtiene en cada caso una disposición para la medición combinada de la corriente y de la tensión. Además, también las trayectorias de transmisión 40 y 50 se pueden disponer en un aislador 80 no representado en las figuras 2 y 3, respectivamente.

Las disposiciones 100, 200 y 300 son adecuadas para el empleo a una frecuencia de la red DC o AC del conductor de alta tensión 10.

En otra disposición representada en la figura 4, destinada para una frecuencia de la red AC, para la alimentación de energía separada de potencial, las capacidades de transmisión C2 y C3, que están previstas en las disposiciones 100, 200 y 300 para la recepción de la diferencia de potencial \DeltaU, están sustituidas esencialmente por inductividades de transmisión L2 y L40 bien L10 y L30. La señal de alimentación S1 es en este ejemplo una señal continua y se genera por medio de un generador DC 32 dispuesto prácticamente en potencial de toma de tierra. Las inductividades de transmisión L1 a L40 representan un cortocircuito para la señal de alimentación DC S1. Además, están dimensionadas de tal forma que adoptan a la frecuencia de la red (= 50 Hz o 60 Hz) valores de impedancia adecuados para la recepción del potencial de alta tensión.

De una manera similar a las disposiciones 100, 200 y 300, también la disposición 400 tiene medios para evitar una descarga no deseada de la energía de alimentación. Pero estos medios no están realizados inductivamente, en virtud de la señal de alimentación DC presente aquí, sino capacitivamente en forma de capacidades de bloqueo C10 a C50. Representan para la señal de alimentación S1, respectivamente, una marcha en vacío y a la frecuencia de la red representan una impedancia de ohmnios bajos, de manera que despliegan una acción comparable a las inductividades de bloqueo L1 a L5 en las disposiciones 100, 200 y 300. Por medio del empleo de una señal continua como señal de alimentación S1 se evita desde el principio una radiación no deseada de energía de alimentación.

Para la recepción de la diferencia de potencial \DeltaU y también para la transmisión de la señal de alimentación DC S1, en principio, sería suficiente prever en cada caso sólo una de las inductividades de transmisión, es decir, por ejemplo L10 y L20 en las dos derivaciones parciales 42 y 44, respectivamente. Las otras dos inductividades de transmisión L30 y L40 están previstas adicionalmente de la misma manera que las resistencias de transmisión R10 a R40 conectadas en serie, con el fin de poder realizar con la disposición 400 también una medición de la tensión en el conductor de alta tensión 10. En las dos derivaciones 41 y 42 se forma entonces en cada caso un conductor de tensión óhmico inductivo, en el que en cada caso una derivación central 43 y 44, respectivamente, está conectada en la electrónica de la cabeza de medición 22. Las resistencias de transmisión R10 a R20 sirven, por una parte, para la atenuación de una resonancia que aparece, dado el caso, y que no es deseable y, por otra parte, para la compensación de la frecuencia a una frecuencia baja de la variable de medición a detectar sobre el conductor de alta tensión 10. Pero, dado el caso, se pueden omitir.

Por lo tanto, en la electrónica de la cabeza de medición 22, además de la información de medición determinada por medio de la derivación de medición 21, a través de la corriente I se determina también una información de medición sobre la tensión de toma de tierra del conductor de alta tensión. La señal de medición S2 transmitida ópticamente contiene informaciones sobre ambas variables detectadas.

Claims (14)

1. Disposición para la alimentación de un aparato de medición eléctrica (20), que está dispuesto en la proximidad de un conductor de alta tensión (10) y que está en potencial de alta tensión, con energía eléctrica (E), que comprende al menos:

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un generador (30) que se encuentra esencialmente en potencial de masa para la generación de una señal de alimentación (S1),

-

una trayectoria de transmisión (40) con dos derivaciones parciales (41, 42), que conectan el generador (30) y el aparato de medición (20), en la que

-

la primera derivación parcial (41) está diseñada para la transmisión de la señal de alimentación (S1) en la dirección desde el generador (30) hacia el aparato de medición (20) y la segunda derivación parcial (42) está diseñada para la transmisión de la señal de alimentación (S1) en la dirección desde el aparato de medición (20) hacia el generador (30),

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las derivaciones parciales (41, 42) están conectadas a través de al menos una inductividad (L4, L5) respectiva con el conductor de alta tensión (10),

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las derivaciones parciales (41, 42) comprenden en cada caso una capacidad (C2, C3) para la eliminación de la diferencia de potencial entre el potencial de alta tensión y esencialmente el potencial de masa, y

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cada una de las capacidades (C2, C3) están conectadas esencialmente a potencial de toma de tierra en el lado del generador por al menos una inductancia (L1, L3).

2. Disposición según la reivindicación 1, en la que las dos derivaciones parciales (41, 42) están dispuestas estrechamente adyacentes entre sí.

3. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, en la que las dos derivaciones parciales (41, 42) están dispuestas adyacentes en un aislador (80).

4. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el condensador (C2, C3) respectivo está realizado como condensador de alta tensión de un convertidor de tensión capacitivo y una capacidad de baja tensión (C1) está conectada con las dos derivaciones parciales (41, 42) para la medición de la tensión, especialmente para la determinación de la tensión eléctrica entre el lugar del aparato de medición (20) y masa.

5. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el aparato de alimentación (S1) tiene una frecuencia de alimentación entre 1 kHz y 1 MHz.

6. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el aparato de medición (20) está con figurado con otro generador (31), que genera una señal de medición (S2), la trayectoria de la transmisión (40) está diseñada para la transmisión de la señal de medición (S2) determinada por el aparato de medición (20) y está prevista una unidad de recepción y de evaluación (70), que está conectada en paralelo con un generador (30) que se encuentra esencialmente en potencial de masa, para la evaluación de la señal de medición (S2).

7. Disposición según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que está prevista una trayectoria de transmisión (50) adiciona, especialmente óptica, para la transmisión de una señal de medición (S2) determinada por el aparato de medición (20).

8. Disposición para la alimentación de un aparato de medición eléctrica (20), que está dispuesto en la proximidad de un conductor de alta tensión (10) y que está en potencial de alta tensión, con energía eléctrica (E), que comprende al menos:

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un generador (32) que se encuentra esencialmente en potencial de masa para la generación de una señal de alimentación (S1),

-

una trayectoria de transmisión (40) con dos derivaciones parciales (41, 42), que conectan el generador (32) y el aparato de medición (20), en la que

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la potencial de alta tensión es un potencial de tensión alterna,

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la señal de alimentación (S1) está configurada como señal continua,

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la primera derivación parcial (41) está diseñada para la transmisión de la señal de alimentación (S1) en la dirección desde el generador (32) hacia el aparato de medición (20) y la segunda derivación parcial (42) está diseñada para la transmisión de la señal de alimentación (S1) en la dirección desde el aparato de medición (20) hacia el generador (32),

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las derivaciones parciales (41, 42) están conectadas a través de al menos una capacidad (C40, C50) respectiva con el conductor de alta tensión (10),

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las derivaciones parciales (41, 42) comprenden en cada caso al menos una inductividad (L10, L20, L30, L40) para la eliminación de la diferencia de potencial entre el potencial de alta tensión y esencialmente el potencial de masa, y

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al menos una inductividad (L10, L20, L30, L40) de cada derivación parcial (41, 42) está conectada esencialmente a potencial de toma de tierra en el lado del generador a través de al menos una capacidad (C10, C30).

9. Disposición según la reivindicación 8, en el que la dos derivaciones parciales (41, 42) están dispuestas estrechamente adyacentes entre sí.

10. Disposición según la reivindicación 8 ó 9, en la que está prevista una trayectoria de transmisión (50) adicional, especialmente óptica, para la transmisión de una señal de medición (S2) determinada por el aparato de medición (20).

11. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el aparato de medición (20) es un aparato de medición de la corriente.

12. Disposición según una de las reivindicaciones 8 a 10, en la que el aparato de medición (20) está diseñado para la determinación de una corriente eléctrica y de una tensión eléctrica.

13. Disposición según las reivindicación 12, en la que las dos derivaciones parciales (41, 42) contienen, respectivamente, dos parejas de componentes, comprendiendo cada pareja de componentes una inductividad (L10, L20, L30, L40) y una resistencia R10, R20, R30, R40), y para la medición de la tensión, especialmente para la determinación de la tensión eléctrica entre el lugar del aparato de medición (20) y masa, una derivación central (43, 44) está conectada con el aparato de medición (20) entre las dos parejas de componentes (L10, R10, L30, R30, L20, R20, L40, R40) de la derivación parcial (41, 42) respectiva.

14. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, en la que está prevista una trayectoria de transmisión óptica adicional para la alimentación de energía adicional del aparato de medición (20) en función de las necesidades.