CH678894A5 - - Google Patents

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CH678894A5
CH678894A5 CH3461/89A CH346189A CH678894A5 CH 678894 A5 CH678894 A5 CH 678894A5 CH 3461/89 A CH3461/89 A CH 3461/89A CH 346189 A CH346189 A CH 346189A CH 678894 A5 CH678894 A5 CH 678894A5
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CH
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encapsulation
sensor
fiber
busbar
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CH3461/89A
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Inventor
Klaus Dr Bohnert
Lutz Dr Niemeyer
Hubert Dr Braendle
Roland Dr Stierlin
Original Assignee
Asea Brown Boveri
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/027Integrated apparatus for measuring current or voltage

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  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Description

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CH678894 A5
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Spannungsmessung in einer gasisolierten Schaltanlage mit einphasig gekapselter Sammelschiene, wobei eine stromführende Sammelschiene mit einem gegebenen Aussenradius Ri koaxial in einer zylindrischen Kapselung mit einem gegebenen Innenradius R? angeordnet ist
Stand der Technik
Die herkömmliche Spannungs- und Strommessung in gasisolierten Schaltanlagen, kurz GIS-Anlagen genannt, erfolgt gewöhnlich mit induktiven Messwandlern. Einen Überblick über die konventionelle Messtechnik bietet die Veröffentlichung «Grundkurs der Messtechnik I», L. Merz, R. Oldenbourg Verlag München—Wien, 1968, pp. 155-160.
Die konventionellen Sensoren sind bei solchen Anwendungen sehr voluminös, was nicht zuletzt mit der nötigen, aufwendigen galvanischen Trennung des Messwandlers von der Anlage zusammenhängt.
In neuerer Zeit ist eine grosse Zahl von optischen Sensoren für die Messung von elektrischen Grössen wie Strom und Spannung entwickelt worden. Besonders anwendungsfreundlich sind dabei faseroptische Sensoren. In diesem Zusammenhang sind folgende Veröffentlichungen von Bedeutung:
Für die Spannungsmessung:
— EP 0 316 619 A1, K. Bohnert, J. Nehring: Mit Hilfe des inversen piezoelektrischen Effekts wird eine ausgewählte Richtungskomponente eines elektrischen Feldes gemessen.
Für die Strommessung:
— CH 659 329 AS, R. Dändliker: Mit einem Sagnac-Interferometer wird der durch einen Strom bewirkte Faraday-Effekt in einer Glasfaser detektiert.
— Europäische Patentanmeldung EP-0 356 670 A1, F. Maystre, A. Bertholds:
Der Stromsensor ist eine helixförmige Faser, die den Strom genau einmal umrundet.
— «Magneto-optica! current transformer», A. Papp, H. Harms, Appi. Optics 19 (1980), p. 3729; Optischer Stromsensor nach dem Prinzip der polarimetrischen Methode.
— «Magneto-optic current sensing with biréfringent fibers», S.C. Rashleigh, R. Ulrich, Appi. Phys. Lett. 34 (1979) p.768.
— «Development of low- and high-birefringence optical fibers», D.A. Payne et al., IEEE J. of Quantum Electron. QE-18 (1982), p.477.
— «The rotation of the polarization in low biréfringence monomode optical fibres due to geometrica! ef-fects», J.N. Ross, Optical and Quantum Electronics 16 (1984), 455-461.
Die nicht konventionellen, optischen Sensoren bieten eine kompakte Bauweise und eine inhärente galvanische Trennung. Sie sind zudem in hohem Masse unempfindlich gegen elektrische und magnetische Störeinflüsse. Aus diesem Grund sind sie prädestiniert für Anwendungen in GIS-Anlagen. Bislang ist aber noch nicht klar, wie die optischen Sensoren in einer GIS-Anlage mit Vorteil zu integrieren sind.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche mit nichtkonventionellen Messwandlern arbeitet.
Erfindungsgemäss besteht die Lösung darin, dass ein faseroptischer Spannungswandler mit mindestens drei gleichen piezoelektrischen Sensorelementen vorgesehen ist, wobei die piezoelektrischen Sensorelemente im wesentlichen in einem Abstand entsprechend dem Innenradius Rz von einer Achse der Sammelschiene in der Kapselung in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung liegt darin, dass eine hohe Messgenauigkeit gewährleistet ist, da sich kleine Verschiebungen der Sammelschiene gegenüber der Kapselung (z.B. wegen thermischer Verformungen) vorteilhaft ausmitteln.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform sind die mindestens drei Sensorelemente auf einem separaten, in die Kapselung einfügbaren Metallring z.B. aus Aluminium angebracht, welcher einen Innendurchmesser gleicher Grösse wie die Kapselung aufweist. Besonders gut eignet sich als Metallring ein sogenannter Trennring. Dies hat den Vorteil, dass die Messanordnung modular ist und problemlos in eine GIS-Anlage bekannter Konstruktion installiert werden kann.
Vorzugsweise haben die piezoelektrischen Sensorelemente die Form einer Scheibe, um welche eine Glasfaser gewickelt ist. Die kristallografische Orientierung des piezoelektrischen Materials ist dabei so festgelegt, dass nur eine Feldkomponente parallel zur Scheibennormalen zu einer Längenänderung der Glasfaser führt. Vorzugsweise ist die Scheibe aus Quarz, wobei eine zweizählige Drehachse parallel zu einer Scheibennormalen steht. Dadurch ist der Sensor optimiert für die radiale Feldkomponente innerhalb der Kapselung. Es besteht somit ein einfacher und wohldefinierter Zusammenhang zwischen elektrischer Feldstärke und Sensorsignai.
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Um die Sensorelemente gegen allfällig auftretende, aggressive Spaltprodukte des isolierenden Gases zu schützen, werden die Sensorelemente vorzugsweise mit einem Schutzmaterial umgeben.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zu diesem Zweck die Quarzscheiben und die Glasfaser in eine schlauchartige Umhüllung verpackt, die mit pulverförmigem Natronkalk gefüllt ist. Zusätzlich kann dem Natronkalk noch AI2O3 zugemischt sein, welches die Eigenschaft hat, HF zu adsorbieren.
Wenn die Glasfaser mit den zwischen den einzelnen Sensorelementen liegenden Abschnitten in einer Nut entlang einer Aussenfläche des Metallrings untergebracht ist, dann kann sie wirkungsvoll vor einer unerwünschten Korrosion bewahrt werden.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der zusätzlich ein Stromsensor im Metallring plaziert ist. Zu diesem Zweck wird eine Sensorfaser auf eine geeignete Kunststoffspule aufgewickelt, die im wesentlichen einen dem Innenradius der Kapselung entsprechenden Radius aufweist. Sie wird im Metallring befestigt. Eine geeignete Messeinheit ermittelt den Strom aufgrund der Phasendifferenz zwischen links- und rechtszirkular polarisiertem Anteil des in der Sensorfaser geführten Laserlichts. Auf diese Weise steht eine höchst kompakte Messanordnung für Spannung und Strom zur Verfügung.
Wenn der Faraday-Effekt poiarimetrisch gemessen wird, dann sind die technischen Anforderungen an den faseroptischen Stromwandler relativ gering.
Eine etwas andere Auführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Sensorspule ausserhalb des Metallrings befindet. Der Rückstrom darf dann nicht durch den Metallring fliessen, sondern muss um die Sensorspule herumgeleitet werden. Auf diese Weise können Korrosionsprobleme von vornherein vermieden werden.
Aus der Gesamtheit der abhängigen Patentansprüchen ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Anordnung zum Messen von Spannung und Strom;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Anordnung für die Spannungsmessung; und
Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine Anordnung zum Messen von Strom und Spannung, bei welcher die Sensorspule für die Strommessung ausserhalb der Kapselung angeordnet ist.
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezeichnungsliste zusammenfassend aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In den Fig. 1 und 2 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser werden sowohl Spannung als auch Strom detektiert.
Koaxial zu einer Achse 1 ist eine stromführende Sammelschiene 2 mit einem Aussenradius Ri angeordnet. Eine zylindrische Kapselung 3, ebenfalls koaxial zur Achse 1, schirmt die Sammelschiene 2 gegen aussen ab. Sie hat einen gegebenen Innenradius R2. Im Zwischenraum zwischen Sammelschiene 2 und Kapselung 3 befindet sich ein isolierendes Gas 4, typischerweise SF6.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Metallring 5 in die Kapselung 3 eingefügt, der die für die Strom- und Spannungsmessung benötigten optischen Messfühler aufnimmt. Er besteht vorzugsweise aus Aluminium und ist infolge dessen auch bei grossem Innenradius der Kapselung gut transportier- und montierbar.
Für die Spannungsmessung sind drei identische, piezoelektrische Sensorelemente 6a, 6b, 6c vorgesehen. In Fig. 1 ist ein Sensorelement 6a im Schnitt dargestellt. Ein zweites ist nur angedeutet. Die Sensorelemente 6a, 6b, 6c sind in einem Abstand von der Achse 1 angeordnet, der im wesentlichen dem Innenradius R2 entspricht. Im vorliegenden Beispiel sind sie innen am Metallring 5 angebracht. Sie haben gleiche Winkelabstände voneinander, in der vorliegenden Ausfuhrungsform also 120".
Vorzugsweise haben die Sensorelemente 6a, 6b, 6c die Form einer Scheibe 13, um welche eine Glasfaser 7a gewickelt ist. Die Scheibe 13 besteht aus einem piezoelektrischen Material, dessen kristallografische Orientierung so festgelegt ist, dass nur eine solche Richtungskomponente des elektrischen Feldes zu einer Umfangsänderung führt, die parallel zu einer Scheibennormalen steht. Die Sensorelemente 6a, 6b, 6c müssen also mit ihrer Scheibennormalen in radialer Richtung (bezogen auf die Achse 1) zeigen.
Wenn die Scheibe 13 aus Quarz besteht, so muss eine zweizählige kristallografische Drehachse parallel zur Scheibennormalen stehen.
Die Sensorelemente 6a, 6b, 6c sind in Serie geschaltet. Zu diesem Zweck ist z.B. eine Glasfaser 7a in Abständen mit drei Abschnitten an drei piezoelektrischen Scheiben befestigt. Die Umfangsänderungen der einzelnen Scheiben addieren sich auf zu einer Längenänderung der Glasfaser 7a. Eine Messeinheit
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8a koppelt Laserlicht in die Glasfaser 7a ein und detektiert die durch ein elektrisches Wechselfeld E bewirkte periodische Phasenschiebung. Zwischen elektrischem Wechselfeld E und Spannung U der Sammelschiene gilt bei idealer Zylindersymmetrie bekanntlich folgende Beziehung:
ü
E = (I)
R2 1H(R2/Ri)
E = elektrisches Feld beim Sensorelement (Abstand Ffe)
U s Spannung der Sammelschiene
Damit alle Sensorelemente mit gleicher Wichtung zum Gesamtsignal beitragen, sollen sie sowohl in ihren geometrischen Dimensionen (Durchmesser der Scheibe, Anzahl Wicklungen der Glasfaser usw.) als auch in ihrer kristallografischen Orientierung identisch sein.
Die verbindende Glasfaser 7a wird gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform in einer Nut 9 entlang einer Aussenseite des Metallrings 5 von einem Sensorelement zum nächsten geführt. Dadurch kann der korrodierende Einfluss aggressiver Zersetzungsprodukte des isolierenden Gases 4 gering gehalten werden. Im gleichen Sinn ist es erstrebenswert, die Sensorelemente gegen allfällige Korrosion durch geeignete Schutzschichten 10a, 10b, 10c einzupacken.
Bei SF6 als Isoliergas beispielsweise tritt als Spaltprodukt SF4 auf, das mit Wasserdampf zu unangenehmen Flussäuredämpfen führt. Insbesondere für Quarz ist in diesem Fall eine Schutzschicht 10a, 10b, 10c unumgänglich. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zu diesem Zweck die Quarzscheiben und die Glasfaser in eine schlauchartige Umhüllung verpackt, die mit pulverförmigem Natronkalk gefüllt ist Wenn nun HF-Dämpfe die Umhüllung durchdringen sollten, dann reagieren sie mit dem Natronkalk, und es entsteht unbedenkliches NaF. Zusätzlich kann dem Natronkalk noch AI2O3 zugemischt sein, welches die Eigenschaft hat, HF zu adsorbieren.
Die Messung elektrischer Felder mittels piezoelektrischer Sensorelemente ist als solche aus der eingangs zitierten Patentanmeldung EP 0 316 619 A1 bekannt. Im Prinzip eignen sich alle dort beschriebenen piezoelektrischen Sensoren für die Erfindung. Bevorzugt werden aber alle platten- und scheibenförmigen Sensorelemente, die nur ein senkrecht zur Glasfaser wirkendes Feld detektieren. Solche Sensorelemente haben in radialer Richtung eine vorteilhaft kleine Ausdehnung und stören die Feldverteilung innerhalb der Kapselung nicht.
In einer erfindungsgemässen Anordnung lässt sich in vorteilhafter Weise zusätzlich ein Stromsensor integrieren. Der springende Punkt ist der, dass im gleichen Metallring ein optischer Stromsensor untergebracht werden kann, ohne dass der Platzbedarf oder der Installationsaufwand wesentlich steigt.
Für die Strommessung wird die Tatsache benutzt, dass der zu messende Strom der Sammelschiene ein Magnetfeld erzeugt, welches über den Faraday-Effekt auf das in einer Sensorfaser geführte Laserlicht einwirkt. Der Faraday-Effekt erzeugt bekanntlich zwischen dem rechts- und dem linkszirkular polarisierten Anteil des geführten Laserlichts eine Phasenschiebung 8 gegeben durch:
8=2VN I (II)
V = Verdetkonstante
N = Anzahl Wicklungen der Sensorfaser um die Sammelschiene I = Strom in der Sammelschiene
In Fig. 1 ist der zusätzlich integrierte Stromsensor eingezeichnet. Auf eine Kunststoffspule 11 ist eine Sensorfaser 12 mit z.B. genau N = 3 Wicklungen aufgebracht. Eine solche Sensorspule ergibt eine Strommessung, die im wesentlichen unabhängig von der genauen Form der Wicklungen und deren Lage zur Sammelschiene ist. Die Kunststoffspule 11 passt mit ihren Flanschen querschnittsmässig genau in den Metallring 5.
Mit einer geeigneten Glasfaser 7b (Fig. 2) wird das benötigte Laserlicht von einer Messeinheit 8b zu-und zu dieser weggeführt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wertet die Messeinheit 8b eine {Rotation der Polarisation nach der polarimetrischen Methode aus. Einzelheiten zu einer solchen polari-metrischen Messeinheit sind der eingangs zitierten Veröffentlichung «Magneto-optical current transformer», A. Papp, H. Harms zu entnehmen.
Vorteilhaft ist es, die Sensorfaser an einem Ende mit einem Spiegel zu versehen, so dass nur eine Glasfaser als Zuführung vergesehen zu werden braucht und das Laserlicht die Sensorfaser zweimal (hin und zurück) durchläuft. Geeignete Anordnungen zum Ein- und Auskoppeln des Läserlichts in die zuführende Glasfaser sind als solche bestens bekannt.
Anstelle der polarimetrischen Detektion eignet sich auch diejenige nach dem Prinzip des reziproken Sagnac-Interferometers. Ein solcher Stromwandler ist beispielsweise aus der eingangs zitierten Patentschrift CH 659 329 A5 bekannt. Er umfasst neben einer zu einer Sensorspule aufgewickelten Sensorfaser störungsfreie, faseroptische Zuleitungen sowie eine Messeinheit für die interferometrische Detektion (z.B. Heterodyne-Detektion) für die Messung der Phasenschiebung 8.
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Ein zentrales Element jedes faseroptischen Stromwandlers ist die zu einer Sensorspule gewickelte Sensorfaser. Sie muss genau definierte Bedingungen erfüllen. Für die Erfindung eignen sich als Sensorfaser insbesondere folgende Typen:
- Glasfasern mit geringer linearer Doppelbrechung (siehe z.B. eingangs genannte Veröffentlichung von B.C. Rashleigh). Diese wird zuerst mechanisch tordiert und dann lose auf die Kunststoffspule aufgewickelt.
- Glasfasern mit hoher intrinsischer Doppelbrechung (siehe z.B. eingangs genannte Veröffentlichung von D.A. Payne et al.). Bei dieser Glasfaser rotiert die optische Achse der linearen Doppelbrechung gleichmässig längs der Glasfaser. Sie wird lose auf die Kunststoffspule aufgewickelt.
- Glasfasern, in welchen das Licht auf einer Schraubenlinie geführt wird (siehe z.B. eingangs genannte Veröffentlichung von J.N. Ross). Die Glasfaser wird einfach auf die Kunststoffepule aufgewickelt.
Eine weitere Möglichkeit für die Strommessung stellt die Verwendung eines Stromwandlers vom Typ des faseroptischen Fabry-Perots dar, wie er z.B. aus der Veröffentlichung von F. Maystre, A. Ber-tholds (siehe Zitate zum Stand der Technik) bekannt ist Das Kennzeichen eines solchen Stromwandlers ist eine Sensorfaser von der Form einer Helix, die die Sammelschiene genau einmal umrundet und einen Steigungswinkel von etwa 30° aufweist Es ist klar, dass diese Ausfuhrungsform in der Regel in axialer Richtung mehr Platz einnimmt als gewöhnliche Sensorspulen.
Nach dieser Übersicht über die für die Erfindung geeigneten, aber als solche bekannten Stromwandler sollen kurz noch einige weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.
Die Sensorfaser des Stromwandlers braucht nicht unbedingt auf einer Kunststoffspule aufgewickelt und innerhalb des Metallrings, resp. der Kapselung, untergebracht zu sein. Unter gewissen Umständen ist es auch möglich, die Sensorfaser ausserhalb der Kapselung, d.h. um diese herum zu wickeln.
Fig. 3 zeigt eine entsprechende Ausführungsform. Eine Sensorfaser 12 ist aussen um den Metallring 5 herum zu einer Sensorspule gewickelt. Zwischen dem Metallring 5 und der Kapselung 3 ist ein Isolationsring 15 eingefügt. Zudem ist mindestens ein Leiter 14 vorgesehen, der den Rückstrom um die Sensorfaser 12 aussen herum führt. Der Metallring 5 wird unter Umständen mit einem geeigneten Anschluss auf Erdpotential gehalten, um eine zuverlässige Spannungsmessung zu erhalten.
Dadurch kann von vornherein vermieden werden, dass die Sensorfaser von irgendwelchen aggressiven Spaltprodukten des isolierenden Gases angegriffen werden kann. Voraussetzung für diese Ausführungsform ist, dass der üblicherweise in der Kapselung fliessende Rückstrom nicht innerhalb der Sensorspule fliessen kann, sondern über einen oder mehrere geeignete Leiter aussen herum geführt wird.
Anstelle eines separaten Metallrings kann auch ein bereits vorhandener Trennring des Gehäuses der GIS-Anlage für die Zwecke der Erfindung umgebaut werden. Solche Trennungsringe werden als Verbindungen zwischen den einzelnen Rohren der Kapselung benötigt.
Zur Anzahl der verwendeten piezoelektrischen Sensorelemente kann folgendes gesagt werden. Aus ökonomischen Gründen ist es wünschenswert, die Anzahl möglichst gering zu halten. Im allgemeinen genügen drei, in 120° Abständen angeordnete Sensorelemente. Eine solche Ausführungsform ist deshalb besonders bevorzugt. Wenn die zu detektierenden Felder jedoch relativ schwach sind, so kann durch Erhöhen der Anzahl die Empfindlichkeit des Spannungswandlers verbessert werden. Für Laborzwecke sind z.B. mit Erfolg 6 Sensorelemente verwendet worden.
Im Hinblick auf eine geforderte Redundanz oder auf einen begrenzten Fehlerausgleich kann die Erfindung z.B. auch je zwei Spannungs- und Stromwandler umfassen. Die beispielsweise je drei piezoelektrischen Sensorelemente der beiden Spannungswandler sind dann vorzugsweise um einen Winkel von 60° gegeneinander gedreht auf dem Metallring angeordnet. Die Elektronik (Messeinheiten) können je nach Redundanzanforderungen einfach (mit entsprechenden Ergänzungen) oder ebenfalls doppelt ausgeführt sein.
Abschliessend kann festgestellt werden, dass die Erfindung eine Anordnung zum Überwachen von Spannung und vorzugsweise auch Strom in einer GIS-Anlage schafft, welche eine sehr kompakte Bauweise, inhärente galvanische Trennung des Sensorsystems von der Messstation, Immunität gegen elektromagnetische Interferenz sowie grössere Kompatibilität mit modernen Signalübertragungs- und -ver-arbeitungssystemen aufweist.
BEZEICHNUNGSLISTE
1 - Achse;
2 - Sammelschiene;
3 - Kapselung;
4-Gas;
5 - Metallring;
6a, 6b, 6c - Sensorelement;
7a, 7b - Glasfaser;
8a, 8b - Messeinheit;
9-Nut;
10a, 10b, 10c-Schutzschicht;
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11 - Kunststoffspule;
12-Sensorfaser;
13-Scheibe;
14- Leiter;
15- Isolationsring.

Claims (10)

Patentansprüche
1. Anordnung fur die Spannungsmessung in einer gasisolierten Schaltanlage mit einphasig gekapselter Sammelschiene, wobei eine stromführende Sammelschiene mit einem gegebenen Aussenradius Ri koaxial in einer zylindrischen Kapselung mit einem gegebenen Innenradius R2 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein faseroptischer Spannungswandler mit mindestens drei gleichen piezoelektrischen Sensorelementen vorgesehen ist, wobei b) die piezoelektrischen Sensorelemente im wesentlichen in einem Abstand entsprechend dem Innenradius R2 von einer Achse der Sammelschiene in der Kapselung c) in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Sensorelemente auf einem separaten, in die Kapselung einfügbaren Metallring (5) angebracht sind, welcher einen Innenradius gleicher Grösse wie der Innenradius R2 der Kapselung aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente jeweils die Form einer Scheibe haben, um welche eine Glasfaser gewickelt ist, und dass sie aus einem piezoelektrischen Materia! bestehen, deren kristallografische Orientierung so ist, dass nur eine Feldkomponente parallel zu einer Scheibennormalen zu einer Längenänderung der Glasfaser führt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Material Quarz ist und dass eine zweizählige Drehachse parallel zur Scheibennormalen steht.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Sensorelementen liegende Abschnitte der Glasfaser in einer Nut entlang einer Aussenseite des Metallrings untergebracht sind.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau drei piezoelektrische Sensorelemente vorgesehen sind und dass sie in Serie geschaltet sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messsen des Stroms zusätzlich ein faseroptischer Stromwandler vorgesehen ist, wobei eine Sensorspule des Stromwandlers im wesentlichen einen dem Innenradius R2 entsprechenden Radius hat und koaxial zur Sammelschiene angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinheit des Stromwandlers den Faraday-Effekt polarimetrisch detektiert.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messen des Stroms zusätzlich ein faseroptischer Stromwandler vorgesehen ist, wobei eine Sensorspule des Stromwandlers die Kapselung von aussen umschliesst und koaxial zur Sammelschiene angeordnet ist, und wobei ein in der Kapselung fliessender Rückstrom durch zusätzliche Leiter aussen um die Sensorspule herumgeführt wird.
10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorspule durch eine auf eine Kunststoffspuie genau N Mal aufgewickelte Sensorfaser gebildet ist, wobei N eine positive ganze Zahl ist
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