DE29711683U1

DE29711683U1 - Sensoranordnung

Info

Publication number: DE29711683U1
Application number: DE29711683U
Authority: DE
Original assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2007-07-04

Description

Sensoranordnung Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Beim Faraday-Effekt wird die magnetische Wirkung eines elektrischen Leiters auf das Licht in einer Lichtleiterspule ausgenutzt. Als Maß für die Größe des Stroms durch den Leiter wird die Drehung der Polarisationsebene im Lichtleiter herangezogen. Als Beispiel einer Meßanordnung wird die DE 42 27 904 C1 erwähnt. Diese Schrift beschreibt nur das Meßprinzip und gibt keine Hinweise zur mechanischen Ausbildung einer Meßanordnung. Insbesondere wird nicht &iacgr;&ogr; behandelt, wie eine Meßanordnung zu gestalten ist, die unmittelbar auf einem Kabelstecker oder einer Leiterdurchführung anzubringen ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Strommeßanordnung nach dem Faraday-Effekt anzugeben, die bei Kabelsteckern oder Leiterdurchführungen Verwendung finden kann. Insbesondere soll berücksichtigt werden, daß an Steckern oder Durchführungen möglichst wenig mechanische Änderungen vorgenommen werden sollen.

Die Lösung der Aufgabe findet sich in den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen formuliert.

Die optische Strommeßanordnung besteht im wesentlichen aus einem (hohlen) Wickelzylinder für den Lichtwellenleiter, einem Halter für das erste Ende des Lichtwellenleiters, einer Koppeleinrichtung für einstrahlendes und rückstrahlendes Licht, einem Halter für das zweite des Ende des Lichtwellenleiters. Diese Sensoranordnung ist am Wickelzylinder befestigt. Vorzugsweise kann die Sensoranordnung auf einer Grundplatte angeordnet sein, die eine Bohrung koaxial zum Wickelzylinder hat, so daß die Anordnung über den Strompfad eines Kabelstecker oder einer Leiterdurchführung befestigbar ist. Andere Befestigungsmöglichkeiten am Wickelzylinder sind für den Fachmann einfach realisierbar.

Vorzugsweise ist die Sensoranordnung so gestaltet, daß sie in ihren Abmessungen für einen Kabelabzweigstecker (etwa für 24,5 kV) einsetzbar ist, der an einer Mittelspannungsschaltanlage angebracht ist. Das Gehäuse des Kabelabzweigsteckers - beispielsweise nach DE 44 24 072 C1 - muß nicht verändert werden. Es reicht die Befestigung der Meßanordnung auf dem geräteseitigen Hals des T-Steckers.

Der Wickelzylinder hat vorzugsweise einen ersten und einen zweiten Gewindegang für die Lagerung des Lichtwellenleiters, wobei mit Wechsel des Drehsinns der erste an seinem Ende in den zweiten übergeht. Der erste Gewindegang kann grobgängig ausgebildet sein und an einem Ende des Wickelzylinders in den feingängig ausgebildeten zweiten Gewindegang übergehen. Der grobgängige Gewindegang überstreicht dann in nur einer Windung die Länge des Zylinders.

Der Wickelzylinder ist als Hohlzylinder ausgeführt. Die innere Bohrung ist der Kontur eines Kabelsteckers oder einer Leiterdurchführung angepaßt. Weiterhin ist als Befestigungsmaßnähme vorgesehen, daß quer zur Achse des Wickelzylinders mindestens eine Gewindebohrung verläuft, durch die hindurch eine Schraube führt, mit der die Anordnung auf einem Kabelstecker oder einer Leiterdurchführung befestigt werden kann.

Auf der Grundplatte kann ein Gehäuse befestigt werden, der Wickelzylinder, Lichtwellenleiterhalter und Auskoppeleinrichtung abdeckt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Aufbau der Anordnung,
Fig. 2 die Grundplatte und
Fig. 3 einen Schnitt durch den Wickelzylinder.

Die Sensoranordnung 100 ist auf einer Grundplatte 10 aufgebaut. Nicht in den Figuren dargestellt sind Einrichtungen zur Erzeugung (Laser) und Zuführung des Lichts. Das Laserlicht wird über einen optischen Stecker 15 der Auskoppeleinrichtung 14 zugeführt, in dem sich Strahlteiler, Polarisator und Analysator befinden. Von dort führt der Meß-Lichtwellenleiter 16 (LWL) Wickelzylinder 12. Als Lichtwellenleiter wird eine doppelttordierte Faser oder eine Single-mode-Standardfaser mit sehr geringer Polarisationsdispersion eingesetzt. Der Zylinder 12 ist ein Hohlzylinder. Seine innere Bohrung entspricht wie der Durchbruch 11 auf der Grundplatte 10 der Kontur eines Kabelabzweigsteckers.

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Auf der Außenfläche des Zylinders 12 sind zwei Gewindegänge 32,34 eingearbeitet. Ein erster Gewindegang 34 läuft in einer einzigen Schraube grobgängig vom ersten Berührungspunkt des Lichtwellenleiters 16 vom unteren Ende zum oberen Ende des Zylinders 12. Dort beginnt der zweite feingängige Gewindegang 32, der mit Wechsel des Drehsinns von oben nach unten läuft. Der in die Gewindegänge eingelegte Lichtwellenleiter verläßt am unteren Ende den Wickelzylinder und wird in einem zweiten Halter 18 befestigt. Das Ende des Lichtwellenleiters

im zweiten Halter 18 ist verspiegelt, so daß das Licht von dort aus, denselben Weg im LWL zur Auskoppeleinrichtung 14 zurückläuft und über einen Stecker 19 die Anordnung verläßt.

Am Fuß des Wickelzylinders ist mindestens eine Gewindebohrung 20, durch die hindurch Schrauben führen, mit denen die Anordnung 100 auf einem Kabelstecker oder einer Leiterdurchführung befestigt wird. Die Grundplatte 10 hat weiterhin Gewindebohrungen 22,22', mit denen ein Gehäuse (nicht dargestellt) auf der Platte befestigt werden kann, der die gesamte Anordnung schützend abdeckt.

Der zweite Halter 18 ist ein 20 mm hoher Aluminiumzylinder. In der horizontalen Bohrung des Halters wird die verspiegelte Endkapillare des LWL 16 mit einer Kunststoffschraube leicht festgeklemmt. Der Abstand der horizontalen Bohrung zur Grundplatte stimmt mit der Höhe der letzten Wicklung des LWL auf dem Zylinder 12 überein, so daß der LWL zwischen dem Halter 18 und dem Zylinder parallel zur Grundplatte verläuft, wodurch ein Knicken des LWL unmöglieh ist. Die Position des zweiten Halters kann auf der Grundplatte in einem Langloch 18' in Richtung auf den Zylinder um ca. 20 mm variiert werden, um bei der Herstellung der Sensoranordnung entstehende Längenunterschiede ausgleichen zu können.

Fig. 2 zeigt die Grundplatte 10. Die große Durchbruch 11 entspricht in seiner Kontur dem Umriß eines Kabelabzweigsteckers, für den die Meßanordnung eingesetzt wird. Die Sensoranordnung kann dadurch von vorn über das Aluminiumgehäuse des Steckers geschoben werden. Der Durchbruch 11 ist von vier Bohrungen 35 umgeben, durch die hindurch die Befestigungsschrauben für den Wickelzylinder 12 verlaufen. Die Langlöcher 14', 18' auf der Grundplatte dienen der Befestigung der Auskoppeleinheit 14 und des zweiten Halters 18. Sie sind als Langlöcher ausgeführt, weil damit die optische Justierung erleichtert wird. Die vier weiteren Bohrungen 22,22' dienen der Befestigung eines Gehäuses oder eines Gehäusedeckels.

Fig. 3 zeigt die Gewindeausbildung auf der Oberfläche des Wickelzylinders 12. Der feine Gewindegang 32 (als Rechtsgewinde) hat eine Steigung von 2 mm und ist 2 mm tief geschnitten. Es entstehen 20 Gewindegänge, so daß der Lichtwellenleiter den Strompfad 20mal umgibt. Der grobe Gewindegang 34 (als Linksgewinde, in Fig. 3 nicht dargestellt) hat eine Steigung von der Höhe (40 mm) des Zylinders und ist 1 mm tief geschnitten. Damit der Lichtwellenleiter nicht im Bereich des ersten Steckers 17 durch ein mögliches Abknicken beschädigt wird, ist der Abstand des ersten Gewindegangs zur Grundplatte so gewählt, daß der LWL parallel zur Grundplatte in der Höhe des Steckers 17 verläuft. Der Wickelzylinder 12 ist auf der Grundplatte 10 so positioniert, daß der LWL gradlinig vom Stecker 17 als Tangente

an den ersten Gewindegang herangeführt wird. Der Abstand zwischen Koppeleinheit 14 und dem Wickelzylinder wird durch die Länge des Steckers 17 festgelegt. Das Verschrauben des Steckers mit der Koppeleinheit ist einfach durchführbar. In beide Frontseiten des Zylinders sind jeweils vier Gewinde (36) geschnitten. Die eine Seite dient der Befestigung des Zylinders auf der Gundplatte; die Gewinde 36 der anderen Seite sind für die Befestigung eines Gehäuses vorgesehen, das die Form eines Deckels haben kann.

Claims

is]
ty

- Sensoranordnung

Ansprüche

1. Sensoranordnung (100) zur Messung des elektrischen Stroms mittels Faraday-Effekt, wobei ! um einen Strompfad eine Wicklung eines Lichtwellenleiters (16) gelegt ist,

! dadurch gekennzeichnet, daß

1. die Sensoranordnung besteht aus
j · einem als Hohlzylinder ausgebildeten Wickelzylinder (12) für den Lichtwellenleiter (16), der

Elemente (11) zur Befestigung über den Strompfad eines Kabelsteckers oder einer Leiter-

: durchführung umfaßt,

• einer Koppeleinrichtung (14) für einstrahlendes und rückstrahlendes Licht, '. · einem ersten Halter (17) für das erste Ende und

• einem zweiten Halter (18) für das zweite Ende des Lichtwellenleiters (16),

j 15 2. daß die Koppeleinrichtung (14), der erste (17) und der zweite Halter (18) am Wickelzylinder

(12) befestigt sind.

'. 2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung (100)

über eine gemeinsame Grundplatte (10) erfolgt.

; 20

3. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelzylinder (12) einen ersten (32) und einen zweiten Gewindegang (34) für die Lagerung des Lichtwellenleiters (16) hat, wobei mit Wechsel des Drehsinns der erste an seinem Ende in den zweiten übergeht.

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4. Sensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gewindegang (34) grobgängig ist und an einem Ende des Wickelzylinders (12) in den feingängig ausgebildeten zweiten Gewindegang (32) übergeht.

5. Sensoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der grobgängige Gewindegang (34) in einer Windung die Länge des Zylinders überstreicht.

6. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Wickelzylinders (12) an einem Kabelstecker oder einer Leiter-

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durchführung mit mindestens einer Schraube erfolgt, die durch Bohrungen (20) des Wickelzylinders (12) hindurchtreten.

7. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur (11) des Wickelzylinders (12) der Kontur eines Kabelsteckers oder einer Leiterdurchführung angepaßt ist.

8. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mit einem Gehäuse abdeckbar ist.

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9. Sensoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (10) ein Gehäuse befestigbar ist.