DE4025911A1 - Anordnung fuer die spannungsmessung in einer gis-anlage - Google Patents

Description

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 R₁ koaxial in einer zylindrischen Kapselung mit einem gegebenen Außenradius R₂ 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 03 16 619 A1, K. Bohnert, J. Nehring: Mit Hilfe des inversen piezoelektrischen Effekts wird eine ausgewählte Richtungskomponente eines elektrischen Feldes gemessen.

Für die Strommessung:

• - CH 6 59 329 A5, R. Dändliker: Mit einem Sagnac-Interferometer wird der durch einen Strom bewirkte Faraday-Effekt in einer Glasfaser detektiert.
• - Schweizer Patentgesuch 3 246/88-9, F. Maystre, A. Bertholds: Der Stromsensor ist eine helixförmige Faser, die den Strom genau einmal umrundet.
• - "Magneto-optical current transformer", A. Papp, H. Harms, Appl. Optics 19 (1980), p. 3729: Optischer Stromsensor nach dem Prinzip der polarimetrischen Methode.
• - "Magneto-optic current sensing with birefringent fibers", S. C. Rashleigh, R. Ulrich, Appl. 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 birefringence monomode optical fibres due to geometrical effects", 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.

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 R₂ 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 thermischen 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 Feldkompontente 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 Sensorsignal.

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 Al₂O₃ 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 polarimetrisch gemessen wird, dann sind die technischen Anforderungen an den faseroptischen Strom­ wandler relativ gering.

Eine etwas andere Ausführungsform 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 Patentansprüche 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 zeigt

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 R₁ angeordnet. Eine zylindrische Kapselung 3, ebenfalls koaxial zur Achse 1, schirmt die Sammelschiene 2 gegen außen ab. Sie hat einen gegebenen Innendurchmesser 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 Ausführungsform 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 Längenänderungen der Glasfaser 7a. Eine Meßeinheit 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:

E = elektrisches Feld beim Sensorelement (Abstand R₂)
U = Spannung der Sammelschiene

Damit alle Sensorelemente mit gleicher Wichtung zum Gesamt­ signal 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 Flußsäuredämpfen 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 Al₂O₃ 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 03 16 619 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 δ gegeben durch:

δ = 2 V N 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 polarimetrischen 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 vorgesehen zu werden braucht und das Laserlicht die Sensorfaser zweimal (hin und zurück) durchläuft. Geeignete Anordnungen zum Ein- und Auskoppeln des Laserlichts 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-6 59 329 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 σ.

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 R. 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 Kunststoffspule 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. Bertholds (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 Ausführungsform 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 -verarbeitungssystemen 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
11 Kunststoffspule
12 Sensorfaser
13 Scheibe
14 Leiter
15 Isolationsring

Claims (10)

1. Anordnung für die Spannungsmessung in einer gasisolierten Schaltanlage mit einphasig gekapselter Sammelschiene, wobei eine stromführende Sammelschiene mit einem gegebenen Außenradius R₁ koaxial in einer zylindrischen Kapselung mit einem gegebenen Außenradius 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 angebracht sind, welcher einen Innendurchmesser gleicher Größe wie die 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 Material 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 ist.

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 Messen des Stroms zusätzlich ein faseroptischer Stromwandler vorgesehen ist, wobei eine Sensorspule des Stromwandlers im wesentlichen einen dem Innendurchmesser 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 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorspule die Kapselung von außen umschließt und daß 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 Kunststoffspule genau N Mal aufgewickelte Sensorfaser gebildet ist, wobei N eine positive ganze Zahl ist.