DE1939912B2 - Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungsleitern - Google Patents
Meßeinrichtung für Ströme in HochspannungsleiternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungsleitern mit Übertragung der
Meßwerte von der Hoch- zur Niederspannungsseite in Form von einen dem zu messenden Strom entsprechenden
Informationsgehalt aufweisenden Lichtsignalen mit Hilfe einer hochspannungsseitig angeordneten Umsetzerschaltung,
in der ein Lichtsignal mit einem bestimmten Momentanwerten des zu messenden Stromes entsprechenden Informationsgehalt und ein
weiteres Lichtsignal mit einem der zeitlichen Lage bestimmter Momentanwerten entsprechenden Informationsgehalt
erzeugt wird.
Bei einer bekannten Meßeinrichtung dieser Art (DE-PS 12 70 680) sind auf der Hochspannungsseite
zwei Sender, z. B. Licht emittierende Dioden, angeordnet, um die beiden Lichtsignale zu erzeugen. Dabei
werden diese Dioden beispielsweise so gesteuert, daß sie der Amplitude und dem Nulldurchgang des zu
messenden Stromes entsprechend frequenzmodulierte optische Signale abgeben.
Ferner ist eine Meßeinrichtung bekannt (»Electronics«, 17. Mai 1965, S. 71—75), bei der die Umsetzerschaltung
aus einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer mit nachgeordnetem Sperrschwinger besteht; an den
Sperrschwinger ist eine Licht emittierende Diode angeschlossen, deren Licht über eine Glasfaseroptik zur
Niederspannungsseite übertragen wird. Die Diode wird mit beachtlich hohen Frequenzen getastet. Dafür
geeignete Dioden haben nur eine relativ geringe Lebensdauer.
Es ist auch eine Anordnung zur Übertragung einer von einem auf der Hochspannungsseite fließenden
Strom gebildeten Meßgröße von der Hoch- auf die Niederspannungsseite bekannt (DE-PS 12 64 606), die
eine Umsetzerschaltung mit eine; digitalen Zähleinrichtung
auf Hochspannungspotenlial enthält. Die Anordnung weist mehrere Licht emittierende Dioden auf, die
über jeweils einen optischen Übertragungskanal mit der Niederspannungsseite in Verbindung stehen; die Dioden
werden mit vergleichsweise geringer Frequenz getastet. Die gesamte Anordnung ist jedoch verhältnismäßig
aufwendig.
Es ist ferner eine Meßeinrichtung (DE-PS 7 35 684) bekannt, bei der von einer auf der Niederspannungsseite
angeordneten Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahlen mittels Reflektoren auf der Hochspannungsseite auf
eine Blendenanordnung in Form einer Lochscheibe gerichtet werden, die den Weg des Strahles schließt und
mit einem Takt öffnet, der mit wachsender Stromstärke in der Hochspannungsleitung zunimmt. Die auf diese
Weise nach einem Impulsfrequenzverfahren modulierten Lichtstrahlen gelangen zu auf Niederspannungspotential
angeordneten Fotozellen, wo sie in eine dem Strom im Hochspannungsleit^r proportionale analoge
Meßgröße umgesetzt werden.
Nachteilig ist die bekannte Meßeinrichtung vor allem insofern, als bei ihr zur Impulsfrequenzmodulation des
Lichtstrahles eine Lochscheibe dient, die mit einer dem jeweiligen Strom im Hochspannungsleiter proportionalen
Drehzahl rotiert. Da es sich bei der Lochscheibe um ein massebehaftetes Bauelement handelt, kann sie
plötzlichen starken Änderungen des zu messenden Stromes hinsichtlich ihrer Drehzahl nicht sofort folgen,
so daß sich bei der bekannten Meßeinrichtung schnelle
Änderungen des zu messenden Stromes nicht zur Niederspannungsseite übertragen lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungsleitern
vorzuschlagen, bei der die Übertragung des Meßwertes von der Hoch- zur Niederspannungsseite mit vergleichsweise
geringem Aufwand erfolgt
Zur Lösung dieser Aufgabe enthält erfindungsgemäß die Umsetzerschaltung zwei Analog-Digital-Umformer
für die beiden zu übertragenden Größen und jedem Analog-Digital-Umformer ist eine Anordnung mit
elektro-optischer oder magneto-optischer Eigenschaften zur Erzeugung von zwei Lichtimpulssignalen im
Strahlengang einer konstant strahlenden Lichtquelle zugeordnet
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung besteht darin, daß eine normale
Lichtquelle mit langer Lebensdauer verwendet werden kann, da zur Erzeugung der Lichtimpulse keine
Ansteuerung der Lichtquelle, sondern eine Modulation des Lichtstrahles selbst erfolgt; auf zur Tastung mit
beachtlich hohen Impulsfrequenzen geeign-jte Lumineszenz-
bzw. Laserdioden kann also verzichtet werden. Diese Dioden haben nämlich den Nachteil einer relativ
kurzen Lebensdauer.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß die Umsetzerschaltung für die Umsetzung der Momentanwerte des zu messenden Stromes und der zeitlichen
Lage bestimmter Momentanwerte jeweils einen Analog-Digital-Umsetzer
enthält; dadurch kann nämlich die Impulsfrequenz verhältnismäßig niedrig gehalten werden,
ohne daß die Genauigkeit beeinträchtigt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung kann die Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optisehen
Eigenschaften in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Anordnung ein eine
transversale elektrische oder magnetische Doppelbrechung bewirkendes Bauelement enthalten, beispielsweise
also ein Bauelement, das den Cotton-Mouton-Effekt zeigt, um Jen auf die Anordnung bzw. das Bauelement
gerichteten Lichtstrahl impulsartig in Abhängigkeit vom zu messenden Strom derart abzulenken, daß er in
einer niederspannungsseitigen Empfangseinrichtung ausgewertet werden kann.
In Abweichung von der eben behandelten Ausbildung der Anordnung mit elektro-optisciien oder magneto-optischen
Eigenschaften kann die Anordnung auch ein eine elektrische oder magnetische Drehung der Polarisationsebene
des Lichtstrahles bewirkendes Bauelement und zumindest einen in Strahlenrichtung hinter dem
Bauelement angeordneten Polarisator enthalten. Bei dem Bauelement handelt es sich beispielsweise um ein
Bauteil, das den sogenannten Pockels-Effekt oder den Faraday-Effekt zeigt. Hierfür ist besonders ein sögenannter
YIG-Modulator geeignet, der als Werkstoff Yttrium-Eisen-Garnet enthält.
Die Anzahl der diesem Bauelement zuzuordnenden Polarisatoren richtet sich weitgehend nach der Ausbildung
der Lichtquelle. Wird beispielsweise eine Licht- <■<>
quelle in Form einer üblichen Glühlampe oder Neonröhre verwendet, dann ist zwischen der Lichtquelle
und dem Bauelement ein Polarisator anzuordnen, um linear polarisiertes Licht zu erhalten. Wird dagegen als
Lichtquelle ein Laser verwendet, der bereits linear .·,
polarisiertes Licht abgibt, dann braucht in Strahlenrichtung vor dem Bauelement kein Polarisator angeordnet
zu werden. Es genü^.i dann, hinter dem Bauelement
einen Polaristor vorzusehen.
Die Anordnung mit elektro-optischen oder magnetooptischen Eigenschaften kann ein den magneto-optischen
Kerr-Effekt zeigendes Bauelement enthalten, also ein Bauteil, das beispielsweise aus einem Metallspiegel
besteht, an dem ein linear polarisierter Lichtstrahl reflektiert und dabei elliptisch polarisiert wird. Erfolgt
die Reflektion an dem Magnetspiegel in einem Magnetfeld, das dem zu messenden Strom proportional
ist, dann stellt sich eine Drehung und Verzerrung der Schwingungsellipse ein, die ein Maß für den zu
messenden Strom darstellt und in einer geeigneten Empfangseinrichtung auf Niederspannungspotential
ausgewertet werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung kann die Lichtstrahlen erzeugende Lichtquelle an unterschiedlichen
Einbauorten angeordnet sein. Beispielsweise kann die Lichtquelle auf Hochspannungspotential liegen, was
man im allgemeinen jedoch nur dann vorsehen wird, wenn die Stromversorgung dafür sicherzustellen ist,
ohne daß dadurch besondere ScHwierigkeiten und ein besonderer Aufwand entstehen.
Bevorzugt wird jedoch die Anordnung der Lichtquelle auf der Niederspannungsseite, da sich dort im
allgemeinen die Stromversorgung erheblich einfacher bewerkstelligen läßt als auf Hochspanr.ungspotential
und außerdem die vorteilhafte Möglichkeit gegeben ist, eine defekt gewordene Lichtquelle zu ersetzen, ohne
einen Eingriff auf Hochspannungspotential vornehmen zu müssen, der immer eine Abschaltung der Hochspannungsleitung
voraussetzt.
Ist die Lichtquelle auf der Niederspannungsseite angeordnet, dann bestehen mehrere Möglichkeiten, die
von ihr ausgesandten Lichtstrahlen zur Anordnung mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften
auf der Hochspannungsseite zu übertragen. Beispielsweise kann diese Übertragung mittels Reflektoren
erfolgen. Ist in diesem Falle zwecks Einsparung eines bei hohen Spannungen relativ teuren Isolators
keine besondere Abkapselung des optischen Übertragungsweges gegenüber der freien Atmosphäre vorgenommen,
dann kann die Übertragung durch Dunst oder Nebel behindert werden. Besteht diese Gefahr, dann ist
es vorteilhaft, zur Führung der Lichtsfahlen zwischen der Hoch- und Nicderspannungsseite Lichtleiter, vorzugsweise
lichtleitende Faserbündel, zu verwenden. Von dieser Möglichkeit wird man vorzugsweise dann
Gebrauch machen, wenn als Lichtquelle eine klassische Lichtquelle in Form einer Glühlampe oder einer
Neonröhre verwendet wird. Ist die Lichtquelle als Laser ausgeführt, dann ist der Einsatz von Lichtleitern nicht so
günstig, weil dadurch die lineare Polarisierung der ausgesandten Lichtstrahlen verloren geht. Dies bedeutet
insbesondere bei einer Anordnung mit einem den Faraday-Effekt zeigenden Bauelement, daß in Strahlenrichtung
vor diesem Bauelement r.'m Polarisator vorgesehen sein muß.
Gemäß einem älteren Vorschlag kann auch bei der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung dem einen Analog-Digital-Umfori.,er
eine von dem zu messenden Strom beeinflußte Scheitelwert-Meßeinrichtung vorgeordnet
sein, so daß der eine Analog-Digital-Umformer Impulse mit einem dem jeweiligen Scheitelwert des zu
messenden Stromes entsprechenden Informationsinhalt erzeugt, und der andere Analog-Digital-Umformer
weitere, hinsichtlich ihres Informationsinhaltes ein Maß für die zeitliche Lage des Scheitelwertes darstellende
Impulse abgibt.
Die Scheitelwert-Meßeinrichtung kann dabei in an sich bekannter Weise aus einer Reihenschaltung eines
Kondensators mit zwei parallclgeschalteten Meßzweigen mit antiparallelgeschalteten Gleichrichtern bestehen,
und zur Unterdrückung eines störenden Einflusses eines Gleichstromgliedes im Falle eines zu messenden,
verlagerten Kurzschlußstromes können die Ströme in beiden Meßzweigen vorteilhafterweise zur Messung
herangezogen werden.
Der andere Analog-Digital-Umformer ist vorteilhafterweise unter Zwischenschaltung eines Differentiationsgliedes
an eine dem zu messenden Strom proportionale Meßspannung angeschlossen, um eine
Meßgröße zu gewinnen, die jeweils im Scheitelwcrt des
zu messenden Stromes einen Nulldurchgang aufweist. Dadurch besteht nämlich die Möglichkeit, die zeitliche
Lage des Scheitelwertes bezüglich der Nulldurchgänge des zu messenden Stromes festzustellen.
Zur Durchführung dieser Messung ist dem weiteren Analog-Digital-Umsetzer eine Phascnwinkel-Mcßanoruiiutig vorgeorunei, an uei eii'igai'igvteiiig uic
Meßspannung und die Ausgangsspannung des Differentiationsgliedes angeschlossen ist. so daß am Ausgang
der Phasenwinkel-Meßanordnung eine Spannung mit einer dem Phasenwinkel zwischen der Meßspannung
und Ausgangsspannung des Differentiationsgliedes proportionalen Höhe ansteht.
Die Analog-Digital-Umsetzer können beispielsweise als Spannungs-Frequenz-Umsetzer ausgebildet sein.
Auf der Niederspannungsseite der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung ist in an sich bekannter Weise eine
Empfangseinrichtung mit einem Fotoelement vorgesehen, dem ein Digital-Analog-Umsetzer zur Umformung
der von dem Fotoelement abgegebenen elektrischen Impulse in eine analoge Form nachgeordnet ist. so daß
am Ausgang der niederspannungsseitigen Empfangseinrichtung
eine Meßgröße entsteht, die dem zu messenden Strom auf der Hochspannungsseite proportional ist.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren Ausführungsbeispiele jeweils eines Teils der erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung mit einem Analog-Digital-Umsetzer und einer Anordnung mit elektro-optischer
oder magneto-optischer Eigenschaft schematisch gezeig:. Die F i g. 1 gibt einen Teil einer Meßeinrichtung
wieder, bei der die Meßwerterfassung auf der Hochspannungsseite unter Benutzung einer Anordnung
mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften mit einem transversal doppelbrechend wirkenden
Bauelement erfolgt. In der F i g. 2 ist eine andere Ausführung eines Teils der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung
dargestellt, bei dem zur Erzeugung von Lichtsignalen mit einem dem zu messenden Strom
entsprechenden !nformationsinhalt ein Bauelement dient, das den Faraday-Effekt zeigt. Unter Verwendung
eines in gleicher Weise wirkenden Bauelementes ist das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 ausgeführt
Die in der F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Meßeinrichtung enthält auf der Niederspannungsseite
eine Lichtquelle 1, die beispielsweise von einem Gas-Laser gebildet ist. Die von dem Laser 1
ausgesandten, linear polarisierten Lichtstrahlen 2 sind auf einen ersten Reflektor 3 gerichtet, der die
Lichtstrahlen 2 auf eine Anordnung 4 mit elektro-optischen oder magneto-optischen Eigenschaften lenkt Die
Anordnung 4 enthält ein Bauelement 5, das im vorliegenden Fall elektrisch oder magnetisch transversal doppelbrechend wirkL
Das doppelbrechend wirkende Bauelement 5 ist unter Verwendung einer Verstärkeranordnung 6 mit Impulsen
beaufschlagt, die von einem Analog-Digital-Umsetzer 7 erzeugt werden. Da dieser Umsetzer 7 von dem zu
messenden Strom j im Hochspannungsleiter 8 ange-
-, steuert wird, weisen die von dem Analog-Digital-Umsetzer 7 abgegebene Impulse einen Informationsinhalt
auf, der z. B. bestimmten Momentanwerten des messenden Stromes / entspricht. Die dem doppelbrechend
wirkenden Bauelements zugeführten Impulse erzeugen
ίο je nach Ausbildung des Bauelementes 5, d.h., je
nachdem ob dieses Bauelement eine elektrische oder magnetische transversale Doppelbrechung bewirkt
impulsweise ein elektrisches oder magnetisches Feld.
Unter dem Einfluß der beispielsweise entsprechend bestimmten Momentanwerten des zu messender
Stromes / impulsmäßig hervorgerufenen elektrischen oder magnetischen Felder wird der dem doppelbrechend
wirkenden Bauelement 5 von dem Reflektor 3 zugeführte Lichtstrahl 9 als ein Lichtstrahl 10 impulsweise
abgelenkt und von einem weiteren Reflektor 11 auf einer, Empfänger 52 gerichtet, in dem aus den
eintreffenden Lichtsignal elektrische Impulse gebildet werden. Diese elektrischen Impulse mit einem den
bestimmten Momentanwerten des zu messenden
2-5 Stroms j im Hochspannungsleiter 8 entsprechenden
Informationsinhalt gelangen in einen Digital-Analog-Umsetzer 13, wo aus diesen Impulsen eine analoge
Meßgröße gebildet wird, die den bestimmten Momentanwerten des zu messenden Stromes /proportional ist
3n Die erv.ndungsgemäße Meßeinrichtung gemäß Fig. I arbeitet in folgender Weise:
Von den Analog-Digital-Umsetzer 7 wird eir Lichtsignal mit einem z. B. bestimmten Momentanwer
ten des zu messenden Stromes / entsprechender Informationsinhalt über die Verstärkeranordnung 6 ar
das doppelbrechend wirkende Bauelement 5 dei Anordnung 4 mit elektro-optischen oder magneto-opti
sehen Eigenschaften abgegeben, wodurch jeweils beirr Auftreten eines Impulses das doppelbrechend wirkende
in Bauelement 5 einen elektrischen oder magnetischer
Feld ausgesetzt ist und demzufolge während der Dauei der Impulse einen eintreffenden Lichtstrahl 9 in einer
abgelenkten Lichtimpuls 10 umwandelt. In den Impuls pausen erfolgt keine Beeinflussung des eintreffender
α-, Lichtstrahles 9, so daß dieser infolge entsprechende!
Anordnung des dem Bauelement 5 nachgeordneter Reflektors 11 an letzterem vorbeiläuft und nicht zui
Meßwertübertragung beiträgt. Bei der erfindungsgemä Ben Meßeinrichtung gemäß F i g. 1 wird also nur danr
-.ο Licht zum Empfänger 12 auf Niederspannungspotentia
übertragen, wenn vom Analog-Digital-Umsetzer dei Anordnung 4 ein Impuls zugeführt wird.
Bei dem in der F i g. 2 wiedergegebenen Tel. eine:
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Meßein
richtung ist auf der Niederspannungsseite wiederurr eine Lichtquelle 14 angeordnet, deren Lichtstrahl Ii
mittels eines ersten Reflektors 16 auf eine Anordnun;
17 gerichtet wird; die Anordnung 17 enthält eil Bauelement 18, das beispielsweise eine magnetisch«
Mi Drehung der Polarisationsebene nach dem Faraday-Ef
fekt bewirkt Dem eine magnetische Drehung de Polarisationsebene bewirkenden Bauelemente 18 ist eil
Polarisator vorgeordnet, der den eintreffenden Licht
strahl 15 linear polarisiert; auf den Polarisator 19 kam
,-- gegebenenfalls verzichtet werden, wenn als Lichtquelli
14 beispielsweise ein Gas-Laser verwendet wird, de linear polarisiertes Licht abgibt Dem Bauelement 11
mit magneto-optischen Eigenschaften ist ein Polarisato
20 nachgeordnet, dessen Polarisationsebene senkrecht zu der des Polarisators 19 ausgerichtet ist. Dies hat zur
Folge, daß ein eintreffender Lichtstrahl 15 bei unbeeinflußten, inaktiven Bauelementen 18 die Anordnung
17 nicht du-chlaufen kann. Es tritt in diesem Falle also kein Lichtstrahl aus der Anordnung 17 aus.
Diese Verhältnisse ändern sich jedoch, wenn das eine magnetische Drehung der Polarisationsebene bewirkend';
Bauelement 18 angesteuert wird. Dies wird bei der erf'.ndungsgemäßen Meßeinrichtung gemäß F i g. 2
mittels eines Analog-Digital-Umsetzers 21 bewirkt, der von dem zu messenden Strom /2 in df*r Hochspannungsleitung
22 beeinflußt ist und demzufolge Impulse mit einem beispielsweise bestimmten Momentanwerten
des zu messenden Stromes / 2 entsprechenden Informationsinhalt an eine Verstärkeranordnung 23 abgibt, wo
die Impulse in einer zur Ansteuerung des Bauelements 18 erforderlichen Weise verstärkt werden. Bei einem
eine magnetische Drehung der Polarisationsebene bewirkenden Bauelement müssen die in der Verstärker
anordnung 23 verstärkten Impulse ein Magnetfeld erzeugen, da eine Drehung der Polarisationsebene nur
unter dem Einfluß eines magnetischen Feldes hervorgerufen wird.
Durch die von dem Analog-Digital-Umsetzer 21 über die Verstärker 23 dem Bauelement 18 zugeführten
Impulse erfolgt impulsmäßig eine Drehung der Polarisationsebene des der Anordnung 17 zugeführten Lichtstrahles
15, wodurch infolge der obenbeschriebenen Ausrichtung der Polarisationsebenen der beiden Polarisatoren
19 und 20 für die Dauer jeweils eines Impulses ein L chtstrahl 24 aus der Anordnung 17 heraustritt und
auf einen Reflektor 25 trifft, von dem aus der Lichtimpuls 24 zu einem Empfänger 26 auf Niederspannungspotential
gelenkt wird. Dort werden aus den Lichtimpulsen in der im Zusammenhang mit der Fig. 1
bereits beschriebenen Weise elektrische Impulse gebildet. Die elektrischen Impulse werden dem nachgeordneten
Digital-Analog-Umsetzer 27 zugeführt, der an seinem Ausgang eine den bestimmten Momentanwerten
des zu messenden Stromes /2 entsprechenden Meßgröße 12 abgibt.
Eine Anordnung unter weitgehender Einsparung von Reflektoren ist in der Fig. 3 dargestellt. Da die
Meßeinrichtung nach F i g. 3 hinsichtlich der Anordnung auf der Niederspannungsseite mit den Anordnungen
gemäß den Fig.] und 2 übereinstimmt, ist in der F i g. 3
nur die Ausbildung der Meßeinrichtung auf Hochspannungspotential dargestellt.
Man erkennt einen von einer niederspannungsseitig angeordneten Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahl 28,
der im Falle der Verwendung einer klassischen Lichtquelle zunächst einen ersten Polarisator 29
durchsetzt, der den Lichtstrahl 28 in einen linear polarisierten Lichtstrahl 30 umwandelt. Der linear
polarisierte Lichtstrahl 30 durchläuft in einer Anordnung 31 mit magneto-optischen Eigenschaften ein den
Faraday-Effekt zeigendes Bauelement 32, wird an einer verspiegelten Fläche 33 des Bauelementes 32 reflektriert
und gelangt zu einem zweiten Polarisator 34. Die Polarisationsebenen der Polarisatoren 29 und 34 bilden
— wie bei der Anordnung gemäß F i g. 2 — einen rechten Winkel miteinander, so daß bei unwirksamen
Bauelement 32 ein eintreffender Lichtstrahl 28 nicht aus der Anordnung 31 heraustreten kann.
Erst wenn von einem Analog-Digital-Umsetzer 35 erzeugte Impulse mit einem beispielsweise der zeitlichen
Lage bestimmter Momentanwerte des zu messenden Stromes /3 im Hochspannungsleiter 36 entsprechenden
Informationsinhalt nach Verstärkung in einer Verstärkeranordnung 37 unter Erzeugung eines Magnetfeldes
einr magnetische Drehung der Polarisationsebene des Lichtstrahles 30 im Bauelement 32 bewirken,
tritt ein Lichtsignal in Form eines Lichtimpulses 38 aus der Anordnung 31 heraus und wird, wie in der Fig. 2
ausführlich beschrieben, niederspannungsseitig in eine Meßgröße, vorzugsweise einen Strom, umgesetzt, der
dem zu messenden Strom /3 entspricht.
Durch die Erfindung ist eine Meßeinrichtung für die Ströme in Hochspannungsleitern mit Übertragung der
Meßwerte in Form von Lichtimpulsen geschaffen, bei der in vorteilhafter Weise die Impulsmodulation nicht
durch entsprechende Ansteuerung einer Lichtquelle erfolgt, sondern bei der der Lichtstrahl selbst moduliert
wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß eine normale Lichtquelle oder Gas-Laser mit großer Lebensdauer
verwendet werden kann und auf das Frequenzverhalten der Lichtquelle keine Rücksicht genommen zu werden
braucht. Es kann daher im Vergleich zu einer bekannten Art von Meßeinrichtungen mit Übertragung der
Meßwerte in Form von Lichtimpulsen auf Lumineszenzbzw. Laser-Dioden verzichtet werden, die bei diesen
bekannten Einrichtungen wegen der hohen Impulsfre quenz verwendet werden müssen. Außerdem ist die
erfindungsgemäße Meßeinrichtung auch insofern besonders vorteilhaft, als die Lichtquelle auf Erdpotential
angeordnet werden kann. Im Hinblick auf Meßeinrichtungen mit Lichtstrahlcodierern in Form von rotierenden
Lochscheiben bietet die erfindungsgemäße Meßeinrichtung im wesentlichen den Vorteil einer trägheitslosen
Meßwerterfassung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Meßeinrichtung für Ströme in Hochspannungs- s leitern mit Übertragung der Meßwerte von der
Hoch- zur Niederspannungsseite in Form von einen dem zu messenden Strom entsprechenden Informationsgehalt
aufweisenden Lichtsignalen mit Hilfe einer hochspannungsseitig angeordneten Umsetzerschaltung,
in der ein Lichtsignal mit einem bestimmten Momentanwerten des zu messenden Stromes entsprechenden Informationsgehalt und ein
weiteres Lichtsignal mit einem der zeitlichen Lage bestimmter Momentan werte entsprechenden Infor- !5
mationsgehalt erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzerschaltung zwei Analog-Digital-Umformer für die beiden zu übertragenden
Größen enthält und daß jedem Analog-Digital-Umformer eine Anordnung mit elektro-optischer
oder magneto-optischer Eigenschaft zur Erzeugung von zwei Lichiimpulssignäien im Strahlengang einer
konstant strahlenden Lichtquelle zugeordnet ist
2. Meißeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen Analog-Digital-Umformer
eine von dein zu messenden Strom beeinflußte Scheitelwert-Meßeinrichtung vorgeordnet
ist, so daß der eine Analog-Digital-Umformer Impulse mit einem dem jeweiligen Scheitelwert des
zu messenden Stromes entsprechenden Informationsinhalt erzeugt, und daß der andere Analog-Digital-Umfo'-iier
weitere, hinsichtlich ihres Informationsinhaltes ein Maß für die zeitliche Lage des
Scheitelwertes darstellende impulse abgibt.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelwert-Meßeinrichtung
in an sich bekannter Weise aus einer Reihenschaltung eines Kondensators mit zwei
parallelgeschalteten Meßzweigen mit antiparallelgeschalteten Gleichrichtern besteht und daß der der
Scheitelwert-Meßeinrichtung nachgeordnete Analog-Digital-Umsetzer zur Unterdrückung eines störenden
Einflusses eines Gleichstromgliedes im FiIIe eines zu messenden, verlagerten Kurzschlußstromes
an beide Meßzweige angeschlossen ist.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem weiteren Analog-Digital-Umsetzer
eine Phasenwinkel-Meßanordnung vorgeordnet ist, an der eingangsseitig die Meßspannung und die Ausgangsspannung eines
Differentiationsgliedes angeschlossen ist, so daß am Ausgang der Phasenwinkel-Meßanordnung eine
Spannung mit einer dem Phasenwinkel zwischen der Meßspannung und der Ausgangsspannung des
Differentiationsgliedes proportionalen Höhe ansteht.
5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung
ein eine transversale elektrische oder magnetische Doppelbrechung bewirkendes Bauelement enthält, w>
das im Strahlengang des Lichtstrahles angeordnet ist.
6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung
ein eine elektrische oder magnetische Drehung der ι".
Polarisationsebene des Lichtstrahles bewirkendes Bauelement enthält, das im Strahlengang des
Lichtstrahles angeordnet ist, und daß in Strahlen
richtung hinter dem Bauelement mindestens ein Polarisator vorgesehen ist.
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