DE69232546T2 - Stromfühler - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einem Sensorelement, das eine Spule aus einer doppelbrechenden optischen Faser aufweist, für die Messung des durch einen Leiter fließenden Stroms.
  • Mit optischen Fasern (Glasfasern) arbeitende Stromsensoren werden in Hochspannungssystemen verwendet, beispielsweise in Elektrizitätserzeugungs- und -verteilungssystemen. Diese Sensoren machen vom Faraday-Effekt Gebrauch, um einen durch einen Leiter fließenden, elektrischen Strom zu messen, und haben Vorteile gegenüber üblichen Messanordnungen, die mit Stromtransformatoren arbeiten. Die Sensoren haben ein geringes Gewicht und sind kompakt und verhältnismäßig wirtschaftlich herzustellen sowie, was am wichtigsten ist, elektrisch isolierend.
  • Wenn Licht dem Einfluss eines magnetischen Feldes ausgesetzt wird, wobei die Richtung der Lichtausbreitung auf das magnetische Feld abgestimmt ist, läuft der rechtsgedrehte, polarisierte Schwingmode schneller als der linksgedrehte, polarisierte Schwingmode. Dadurch wird eine Phasenverschiebung, der Faraday-Effekt, zwischen den polarisierten Schwingmoden erzeugt, und das Maß der Phasenverschiebung ist der Stärke des magnetischen Feldes proportional. Damit ist die Phasenverschiebung dem Strom proportional, der das magnetische Feld erzeugt, und die Stromstärke kann von der Messung des Maßes der Phasenverschiebung abgeleitet werden. Der Faraday-Effekt ist jedoch schwach, und eine große Anzahl von Windungen der optischen Faser muss um einen Leiter gewickelt werden, um eine Faserlänge zu erreichen, die für eine messbare Phasenverschiebung erforderlich ist.
  • Doppelbrechende, optische Spinnfasern können mit Vorteil bei der Bildung von Spulen verwendet werden, die eine große Anzahl von Windungen haben, weil im Gegensatz zu üblichen optischen Fasern der Nachrichtentechnik die doppelbrechenden Spinnfasern mit einem kleinen Radius gewickelt werden können, ohne die Polarisationseigenschaften ernstlich zu beeinflussen. Dadurch wird die Herstellung von kompakten Stromsensoren erleichtert. Ein Problem entsteht jedoch bei der Verwendung von doppelbrechenden, optischen Spinnfasern dadurch, dass die Phasenverschiebung zwischen den Eigenpolarisationsmoden einer derartigen Faser sich mit der Temperatur ändert. Eine geringe Temperaturänderung kann dieselbe Phasenverschiebung wie eine große Änderung des durch den Leiter fließenden Stroms erzeugen, und deshalb sind schon verschiedene Techniken vorgeschlagen worden, um die Temperaturempfindlichkeit der doppelbrechenden Spinnfaser zu kompensieren, wobei diese Techniken die Einführung von temperaturempfindlichen, orthokonjugierten Reflektoren und Breitbandsysteme mit Rückstrahlung einschließen.
  • Die US-A-4370612 beschreibt die Verwendung einer optischen Faser, die um einen Leiter gewickelt ist. Ein Lichtstrahl von einem Laser wird an beiden Enden der Faser über eine optische Trenn- und Koppelschaltung eingekoppelt, die einen Strahltrenner aufweist. Die beiden Lichtwellen fließen im Betrieb in der Faser in entgegengesetzten Richtungen, treten an beiden Enden aus und werden rekombiniert. Die sich ergebende Strahlung wird mit einem Fotodetektor gemessen. Die resultierende Strommessvorrichtung benutzt den vorbeschriebenen Faraday-Effekt, um den Strom in Abhängigkeit von der durch den Fotodetektor gemessenen Lichtstärke zu messen.
  • Die GB-A-2190744 offenbart eine Vorrichtung zur Messung von magnetischen Feldern, wobei der Faraday-Effekt ausgenutzt wird. Eine optische Faser ist in einer Spule angeordnet, die eine verminderte Doppelbrechung hat, die durch das Spinnen während des Ziehvorganges erzeugt wird. die Faser kann um einen Leiter gewickelt sein, um den Strom in diesem Leiter zu messen. Maßnahmen zur Kompensation von Temperaturänderungen und zur Eliminierung von Spannungsdoppelbrechung werden beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stromsensor, der derart ausgebildet ist, dass er die Wirkungen der Temperaturempfindlichkeit vermindert, und der die Herstellung einer kompakten Strommessvorrichtung erleichtert, die aufgrund ihres Aufbaus für die Verwendung in verschiedenen Anwendungsfällen geeignet ist.
  • Daher sieht die vorliegende Erfindung einen Stromsensor mit einem Sensorelement vor, das eine Spule aus einer doppelbrechenden Einzelglasfaser aufweist, die betriebsmäßig um einen stromführenden Leiter angeordnet ist, mit einer Lichtquelle, die derart ausgebildet ist, dass das von ihr ausgehende Licht in die die Spule bildende Einzelglasfaser gerichtet ist und durch diese hindurchgeht, mit einer Strahlaufteilungsvorrichtung, die mit der Lichtquelle und den Enden der Einzelglasfaser optisch gekoppelt ist, und mit einem Detektor, der mit den Enden der Einzelglasfaser mittels der Strahlaufteilungsvorrichtung optisch gekoppelt ist. Dabei ist die Strahlaufteilungsvorrichtung derart ausgebildet, dass sie das von der Lichtquelle ausgehende Licht in der Weise aufteilt, dass sich entgegengesetzt ausbreitende Lichtstrahlen in die Spule mit Hilfe der Enden der Einzelglasfasern eingegeben werden, und dass sie die sich entgegengesetzt ausbreitenden und aus den Enden der Einzelglasfaser austretenden Lichtstrahlen kombiniert. Ferner ist der Detektor derart ausgebildet, dass die Glasfaser eine doppelbrechende Einzelglasspinnfaser aufweist. Die Interferenz zwischen verschiedenen elliptischen Moden der sich in entgegengesetzten Richtungen ausbreitenden Lichtstrahlen wird an den Enden der Glasfaser verringert, wobei die Temperaturempfindlichkeit des Sensors vermindert wird.
  • Der Sensor ist in einem Muster auf einem Sagnac-Inferometer angeordnet, wodurch die Verwendung einer gesponnenen, doppelbrechenden Einzelglasfaser bei der Bildung einer Spule ermöglicht wird. Die Stärke des durch einen Leiter fließenden Stroms ist im Sensorbereich durch die Messung des Maßes der Phasenverschiebung zwischen den Polarisationsmoden der sich entgegengesetzt ausbreitenden Lichtstrahlen festgelegt.
  • Der Sensor kann allein zur Erkennung eines bestehenden Stromflusses, beispielsweise in einem Erdleiter unter Fehlerbedingungen, verwendet werden. Der Sensor kann jedoch in einer bevorzugten Ausführung zur Erkennung der Stromstärke in einem Leiter verwendet werden, wobei er derart verwendet werden kann, dass er ein Maß der Größe oder eine Anzeige der Existenz einer vorgegebenen Größe vorsieht.
  • Die Strahlaufteilungsvorrichtung ist vorzugswiese derart ausgewählt, dass sie eine temperaturstabile Verzögerung bietet, um die Notwendigkeit der Einführung einer kompensierenden, temperaturabhängigen Variablen zu vermeiden. Zu diesem Zweck sollte die Strahlaufteilungsvorrichtung gegenüber der Spulenfaser eine niedrige Verzögerung zeigen.
  • Die optische Kopplung zwischen der Strahlaufteilungsvorrichtung und den Enden der Glasfaser erfolgt vorzugsweise in der Weise, dass die Winkelbeziehung zwischen dem Glasfaserkern und der Lichtpolarisation an beiden Enden der Glasfaser jederzeit im Wesentlichen gleich ist. Wenn dieses Merkmal im Sensor nicht vorhanden ist, sollte die Lichtquelle eine Quelle mit kurzwelligem, kohärenten Licht enthalten.
  • Die Strahlaufteilungsvorrichtung weist vorzugsweise einen Glasfaserkoppler, typischerweise einen 2 × 2-Koppler, auf, doch kann sie alternativ durch einen großen optischen Strahlteiler, beispielsweise einen halbversilberten Spiegel, gebildet werden. Die Strahlaufteilungsvorrichtung enthält vorzugsweise einen 3 × 3-Koppler, und drei Detektorelemente sind vorzugsweise an den Enden der Glasfaser angekoppelt, damit die Größe und die Richtung des durch den Leiter fließenden Stroms festgestellt werden kann.
  • Die Lichtquelle würde normalerweise eine Quelle mit kohärentem oder nahezu kohärentem Licht enthalten und würde so normalerweise einen Laser oder eine laserähnliche Vorrichtung, beispielsweise eine Superluminiszenzdiode, aufweisen, wobei die Stromstärke gemessen werden soll. Aber die Lichtquelle kann eine Quelle mit nichtkohärentem Licht bei gewissen Anwendungen des Sensors aufweisen, beispielsweise dann, wenn die bloße Existenz des Stroms festgestellt werden soll.
  • Der Detektor kann entweder direkt oder indirekt mit der Strahlaufteilungsvorrichtung verbunden sein, und der Detektor hat vorzugsweise die Form einer Vorrichtung, die derart arbeitet, dass sie die Intensität der Interferenzstrahlen misst.
  • Die Erfindung wird besser aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungen eines Stromsensors verstanden werden, wobei die Beschreibung sich auf die beigefügten Zeichnungen stützt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild des Stromsensors und eines Teiles eines Leiters, der vom Stromsensor umgeben ist und durch den der Strom fließt,
  • 2 u. 3 Blockschaltbilder alternativer Ausführungen des Sensors, wobei beide Ausführungen einen 2 × 2-Koppler als Strahlaufteilungsvorrichtung aufweisen,
  • 4 eine grafische Analyse von optischen Signalen, die als Ausgangssignale von der in den 2 u. 3 gezeigten Sensoranordnungen abgeleitet werden, zusammen mit der Wellenform des durch den Sensor gemessenen Leiterstroms,
  • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführung des Stromsensors, der einen 3 × 3-Koppler als Strahlauftei lungsvorrichtung aufweist,
  • 6 eine grafische Analyse von optischen Signalen, die als Ausgangssignale von der in 5 gezeigten Sensoranordnung abgeleitet werden, zusammen mit der Wellenform des durch den Sensor gemessenen Leiterstromes und
  • 7 die erwünschte Winkelbezeichnung zwischen den betreffenden Enden einer Glasfaser, aus der ein Spulenteil des Sensors gewickelt ist, und die Momentanpolarisation des Lichts, das in den Faserkern an dessen entsprechenden Enden eintritt.
  • Verfahren zur Ausführung der Erfindung
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, weist der Stromsensor eine Spule 10 aus einer doppelbrechenden Spinnglasfaser 11 auf. Die Spule 10 hat typischerweise eine Länge in der Größenordnung von 50 cm, einen Durchmesser von 10 cm und ist mit weniger als 100 m bis zu einem Maximum von 500 m der Glasfaser aufgewickelt. Im Sensorbetrieb ist die Spule 10 konzentrisch um einen Leiter 12 angeordnet.
  • Die Spulenfaser kann aus einer doppelbrechenden oder spannungsdoppelbrechenden Faser bestehen (beispielsweise einer Faser mit elliptischem Kern oder einer O-förmigen Faser) und weist vorzugsweise eine O-förmige Faser auf, die einen Kerndurchmesser in der Größenordnung von 4 μm und einen Außendurchmesser in der Größenordnung von 80 μm hat. Die Faser hat auch eine gesponnene Schlaglänge von 4,8 mm und eine ungesponnene Schlaglänge von 2,4 mm.
  • Ein geschmolzener, spitz zulaufender 2 × 2-Koppler 13 mit einer niedrigen Innenverzögerung (d. h. weniger als etwa 10°) ist an den Enden der Spulenfaser 11 aufgespaltet und an Verbindungselemente 14 angeschlossen, die eine Drehverbindung (im Folgenden erläutert) erlauben, die zwischen den Koppleradern 15 und den Enden der Spulenfaser herzustellen ist.
  • Eine Lichtquelle 16 in Form einer Laserdiode, die eine Laserwellenlänge in der Größenordnung von 670 nm hat, ist mit beiden Enden der Spulenfaser 11 mittels des Kopplers 13 gekoppelt, und ein Isolator 17 ist vorgesehen, um Rückstrahlungen zur Lichtquelle zu vermeiden. Das von der Lichtquelle 16 ausgehende Licht wird mittels des Kopplers 13 in zwei sich entgegengesetzt ausbreitende Strahlen aufgeteilt, die in die entsprechenden Enden der Spulenfaser 11 eintreten.
  • Ein Detektor 18 ist mit den Enden der Spulenfaser 11 mittels des Kopplers 13 gekoppelt. Der Detektor weist eine Siliziumfotodiode auf und arbeitet derart, dass die Intensität des Interferenzstrahls gemessen wird. Daher erkennt der Detektor in wirksamer Weise die Phasenverschiebung zwischen den Polarisationsmoden der sich entgegengesetzt ausbreitenden Lichtstrahlen.
  • 3 zeigt eine alternative Anordnung für den Sensor, wobei zwei 2 × 2-Koppler 19 und 20 zur optischen Kopplung der Lichtquelle 16 und des Detektors 18 an die Enden der Spulenfaser 11 verwendet werden.
  • Wenn ein halbversilberter Spiegel oder ein in den 2 und 3 gezeigter 2 × 2-Koppler als Strahlaufteilungsvorrichtung benutzt wird, sind zwei um 180° verschobene Strahlen für die Erkennung verfügbar, wobei einer dieser Strahlen vom anderen abgeleitet sein kann, so dass ein einzelner Detektor verwendet werden kann. Wie in 4 gezeigt ist, hat jedoch in demjenigen Fall, in dem ein optisches Signal einen Maximalwert aufweist, das andere Signal einen Minimalwert, und an diesen Wendepunkten fällt die Änderungsrate der vom Strom abhängigen Lichtintensität auf Null. Ferner ist die Richtung der Stromänderung unbestimmt, weil beim Vorliegen der Spitze der sinusförmigen optischen Welle eine Abnahme oder Zunahme des Stroms eine Abnahme des optischen Ausgangssignales erzeugt.
  • Eine weitere bevorzugte Anordnung für den sensor ist in 5 dargestellt, die eine Sensoranordnung zeigt, die mindestens teilweise die Schwierigkeiten vermeidet, die vorstehend anhand der 4 beschrieben worden sind. Bei der in 5 gezeigten Anordnung werden ein 2 × 2-Koppler 21 und ein 3 × 3-Koppler 22 für die optische Lichtkopplung von einer einzelnen Quelle 16 an die zwei Enden der Spulenfaser 11 und zur Kopplung von drei Detektorelementen 18A, 18B und 18C an die Enden der Spulenfaser verwendet. Daher wird das zurückkehrende Licht von der Spule zwischen drei Fasern aufgeteilt, und der grundsätzliche Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die ganze Wellenform des Stroms im Leiter 12 am Ausgang der Spule 10 rekonstruiert werden kann.
  • Wie in der grafischen Analyse der 6 gezeigt ist, ist bei jedem Momentanwert des durch den Leiter fließenden Stromes einer der Ausgangssignale der Spule in einem Bereich, in dem die Lichtintensität sich mit einer Stromänderung schnell ändert. Dies erlaubt die Ableitung der Stromrichtung und der Stromstärke.
  • Wie in der 5 gezeigt ist, werden die Ausgangssignale der drei Detektorelemente 18A, 18B und 18C analogen Teilern 23 zugeführt, die zur Normalisierung der Signale in Bezug auf die Laserleistung der Quelle 16 verwendet werden. Dann wird eine Interferenzstreifenzählung ausgeführt, wobei Diskriminatoren und eine Kombinationslogik 24 benutzt werden, die zur Interferenzstreifenzählung vorgesehen ist und den optimalen Bereich für die Interferenzstreifeninterpolierung auswählt. Die Diskriminatoren sehen eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen je Interferenzstreifen und die Größe vor, bei der die Triggerung der Diskriminatoren abhängig von der Stromrichtung ist. Aus dieser Information erzeugt die Interferenzstreifenzählung eine Acht-Bit-Zahl, die einer Grobmessung des Stromes entspricht. Die Feinauflösung in jedem Interferenzstreifenbereich wird durch einen Analog-Digital-Wandler 25 (A/D-Wandler) vorgenommen, der die Spannung an demjenigen Interferenzstreifen misst, der durch asynchrone Zeitnetzwerke 26 ausgewählt wird. Der A/D-Wandler hat eine vorbestimmte Anzahl von Quantisierungspegeln über den ganzen Spannungsbereich des Signales, und eine Majorität dieser Pegel fällt in die Diskriminatorpegel, zwischen denen die Interpolation vorgenommen wird. Die Ausgangssignale der Interferenzstreifenzählnetzwerkes und des A/D-Wandlers werden einer Nachschlagtabelle 27 zugeführt, von der ein Ausgangssignal mit einer 16-Bit-Auflösung und -Linearität abgeleitet wird.
  • Bei jeder der oben beschriebenen Sensoranordnungen besteht jeder der in die Spulenfaser eintretenden Lichtstrahlen aus zwei elliptischen Polarisationsmoden. Diese Moden haben verschiedene Phasengeschwindigkeiten, die beim Vorhandensein einer kleinen zusätzlichen Doppelbrechung aufrechterhalten werden, wie diejenigen, die durch Beugung oder durch Farady-Rotation erzeugt werden, und in dieser Hinsicht verhalten sich die Moden in ähnlicher Weise wie die Moden in einer linear doppelbrechenden Faser. Diese Moden haben aber im Gegensatz zu den linear doppelbrechenden Fasern keine konstante Polarisation, weil trotz der konstanten Elliptizität der Moden sich die Orientierung der Hauptachse längs der Faser periodisch ändert.
  • Das vorstehend erwähnte Problem, das sich aus der temperaturinduzierten Phasenverschiebung zwischen den Polarisationsmoden ergibt, wird bei dem Sensor der vorliegenden Erfindung als Folge der sich entgegengesetzt ausbreitenden Lichtstrahlen E7 und E ausgeschaltet, Die Ausschaltung des Temperatureffektes kann sehr leicht klar werden, wenn nur eine der Moden für jede Richtung betrachtet wird, und zur Vereinfachung sei angenommen, dass die Faser eine rechtsgedrehte Steigung hat und dass nur die sich in entgegengesetzter Richtung ausbreitenden, rechtsgedrehten elliptischen Moden ER 7 und ER erregt sind. Jeder Temperaturanstieg erzeugt einen identischen Abstieg der Phasengeschwindigkeit beider rechtsgedrehten elliptischen Moden. Wenn diese elliptischen Moden an ihren Ausgängen miteinander interferieren, bleibt ihre betreffende Phase unverändert, und damit bleibt auch die Amplitude der kombinierten Welle unverändert. Daher beeinflusst eine Temperaturänderung nicht die Lichtintensität am Detektor.
  • Der Sensor bleibt jedoch aufgrund des Faraday-Effekts gegen magnetische Felder empfindlich, weil das Feld die sich entgegengesetzt ausbreitenden Strahlen unterschiedlich beeinflusst. Ein Feldanstieg verursacht einen Anstieg der Phasengeschwindigkeit desjenigen Mode, der in Richtung des Feldes läuft, und einen Abfall der Phasengeschwindigkeit desjenigen Mode, der entgegen dem Feld läuft. Die Moden stoßen am Ausgang zusammen, und daher kann die Größe des Stromes als Maß der durch das magnetische Feld induzierten Phasenverschiebung bestimmt werden.
  • Wenn in ähnlicher Weise nur die linksgedrehten Moden EL+ und EL– erregt werden, wird das Ausgangssignal wieder durch die Temperaturänderung nicht beeinflusst; das Ausgangssignal bleibt jedoch gegen das magnetische Feld empfindlich.
  • Da beide Moden isoliert sich in dieser Weise verhalten, folgt, dass bei der Erregung derselben Moden im selben Maß in beiden Richtungen die Wirkung der Temperaturänderungen doch eliminiert wird. Dies geschieht, wenn die Polarisation des in die beiden Enden der Spulenfaser 11 eingekoppelten Lichts eine identische Elliptizität und die gleiche Orientierung in Bezug auf die Endfläche der Faser aufweist. Diese Situation ist in 7 dargestellt, die denselben Winkel θ zwischen der Hauptachse des Kerns an jedem Ende der Faser 11 und dem Polarisationswinkel des eintretenden Lichts zeigt. Daher ist die optische Kopplung zwischen dem 2 × 2-Koppler und den Enden der Spulenfaser derart beschaffen, dass die Winkelbeziehung zwischen dem Spulenfaserkern und der Lichtpolarisation zu jedem Zeitpunkt die gleiche an beiden Enden der Faser ist.
  • Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Ausrichtung der Enden der Faser vor dem Aufspleißen sorgfältig vorgenommen wird, doch ist es in der Praxis leichter und zuverlässiger, wie vorstehend erwähnt wurde, wenn die ganze Spleißstelle gedreht wird, an der die Koppleradern die Spulenfaser verbindet, so dass die Endfläche der Faser zur Polarisation des vom Koppler kommenden Lichtes ausgerichtet ist. Da die Drehung der Spleißstelle eine zusätzliche, kleine, kreisförmige Doppelbrechung in den Koppleradern erzeugt, muss die Spleißstelle um einen etwa 10% höheren Betrag als derjenige Betrag gedreht werden, der normalerweise bei der Anstellung eines einfachen Vergleiches des Polarisationszustandes mit der Orientierung der Endfläche der Faser erforderlich sein würde.
  • Wenn die Polarisation des vom Koppler kommenden Lichtes nicht im selben Winkel in beiden Richtungen ausgerichtet ist, dann wird ein Teil des sich in einer Richtung ausbreitenden, rechtsgedrehten, elliptischen Mode mit dem sich in der anderen Richtung ausbreitenden, linksgedrehten, elliptischen Mode interferieren, und diese Interferenz ist gegen Temperaturänderungen empfindlich.

Claims (11)

  1. Stromsensor mit – einem Sensorelement, das eine Spule (10) aus einem doppelbrechenden Einzelglasfaden (11) aufweist, der betriebsmäßig um einen stromführenden Leiter (12) angeordnet ist, – einer Lichtquelle (16), die derart ausgebildet ist, dass das von ihr ausgehende Licht in den die Spule (10) bildenden Einzelglasfaden (11) gerichtet ist und durch diesen hindurchgeht, – einer Strahlaufteilungsvorrichtung (13), die mit der Lichtquelle (16) und den Enden der Einzelglasfaser (11) optisch gekoppelt ist und – einem Detektor (18), der mit den Enden der Einzelglasfaser mittels der Strahlaufteilungsvorrichtung optisch gekoppelt ist, wobei – die Strahlaufteilungsvorrichtung (13) derart ausgebildet ist, dass sie das von der Lichtquelle (16) ausgehende Licht in der Weise aufteilt, dass sich entgegengesetzt ausbreitende Lichtstrahlen in die Spule (10) mit Hilfe der Enden der Einzelglasfasern (11) eingegeben werden, und dass sie die sich entgegengesetzt ausbreitenden und aus den Enden der Einzelglasfaser austretenden Lichtstrahlen kombiniert und – der Detektor (18) derart ausgebildet ist, dass er eine Phasenverschiebung zwischen den Polarisationsmoden der sich entgegengesetzt ausbreitenden Lichtstrahlen erkennt, wobei diese Phasenverschiebung ein Maß des Stromflusses durch den Leiter ist, dadurch gekennzeichnet, dass (a) die Einzelglasfaser (11) eine gesponnene, doppelbrechende Einzelglasfaser aufweist und (b) die Interferenz zwischen verschiedenen elliptischen Moden der sich entgegengesetzt ausbreitenden Lichtstrahlen an den Enden der Einzelglasfaser (11) vermindert wird, so dass die Temperaturabhängigkeit des Sensors verringert wird.
  2. Stromsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlaufteilungsvorrichtung (13) derart ausgewählt ist, dass sie gegenüber der Einzelglasfaser eine niedrige Verzögerung zeigt.
  3. Stromsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Kopplung zwischen der Strahlaufteilungsvorrichtung (13) und den Enden der Einzelglasfaser (11) in der Weise erfolgt, dass die Winkelbeziehung (θ) zwischen dem Einzelglasfaserkern und der Polarisation des Lichts an beiden Enden der Einzelglasfaser jederzeit im Wesentlichen gleich ist.
  4. Stromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (16) kohärentes oder fast kohärentes Licht abgibt.
  5. Stromsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelglasfaser (11) eine gesponnene, biegungsdoppelbrechende Einzelglasfaser ist.
  6. Stromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelglasfaser (11) eine gesponnene, formdoppelbrechende Einzelglasfaser ist.
  7. Stromsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlaufteilungsvorrichtung (13) einen optischen 2 × 2-Koppler aufweist.
  8. Stromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlaufteilungsvorrichtung (13) einen optischen 3 × 3-Koppler (22) aufweist und dass mindestens zwei Detektoreinrichtungen (18) mittels dieses optischen Kopplers (22) mit den Enden der Einzelglasfaser (11) gekoppelt sind.
  9. Stromsensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (16) mit der Strahlaufteilungsvorrichtung (22) mittels eines 2 × 2-Kopplers (21) gekoppelt ist, dass zwei der Detektoreinrichtungen (18) mit zugehörigen zwei Ausgängen der 3 × 3-Kopplers direkt gekoppelt sind und dass eine dritte Detektoreinrichtung (18) mit einem Ausgang des 2 × 2-Kopplers (21) direkt gekoppelt ist.
  10. Stromsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (18) derart ausgebildet ist, dass er ein Ausgangssignal abgibt, das für die Stärke eines Strahls repräsentativ ist, der sich aus der Interferenz in der Strahlaufteilungsvorrichtung (13) der sich entgegengesetzt ausbreitenden Strahlen ergibt.
  11. Stromsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der elliptischen Moden des das Sensorelement durchlaufenden Lichts derart erfolgt, dass die Interferenz zwischen diesen Moden vermindert wird.
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