DK144925B - Kobling til maaling af vekselstroemmen i en hoejspaendingsledning - Google Patents

Description

(19) DANMARK

fjl (,2> FREMLÆGGELSESSKRIFT (11) 144925 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

121) Ansøgning nr. 126/77 (51) Int.C!.3 Q 01 R 15/07 (22) Indleveringsdag 13· Jan· 1977 (24) Løbedag 13· Jan* 1977 (41) Aim. tilgængelig 15· Jul. 1977 (44) Fremlagt 5· Jul. 19^2 (86) International ansøgning nr. " (86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag (62) Stamansøgning nr.

(30) Prioritet 1^· Ja*1· 1976, 7600841, FR 31. raar. 1976, 7609395, FR

(71) Ansøger CCMPAGNIE GENERALE L*ELECTRICITE S.A., 75582 Paris CecLex 08, FR.

(72) Opfinder Robert Boirat, FR: Claude Davila, FR: Christian

Moreau, FR.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bureau.

(54) Kobling til måling af vekselstrøm« men i en højspændingsledning.

Opfindelsen angår en kobling til måling af vekselstrømmen gennem en højspændingsledning og af den art, der omfatter: - dels strømaftagende organer, der er anbragt i nærheden af højspændingsledningen og er indrettet til at afgive et elektrisk signal, der i hovedsagen er proportionalt med strømmen gennem ledningen, idet signalets retning svarer til strømmens retning, ® - dels en i nærheden af ledningen anbragt diodebro, omfattende ^ mindst to måledioder, der forsynes med det nævnte elektriske signal, CT) og som er sammenkoblede på en sådan måde, at den ene eller den anden _-j. diode er ledende, afhængigt af det elektriske signals retning, - dels to optiske fiberlysledere, der hver for sig overfører et lyssignal, der repræsenterer strømmen gennem den ene, henholdsvis

O

2 144925 den anden lysdiode, til et sted i afstand fra ledningen, - dels to lysmodtagere, der i afstand fra ledningen modtager de gennem de optiske fibre overførte lysbundter, således at hver modtager for det pågældende lysbundt afgiver et halvbølgesignal, der repræsenterer dette lysbundt.

Det er kendt, at der ved måling af strømstyrken i en højspændingsledning med en spænding på f.eks. 250 kV forekommer vanskeligheder, som skyldes den høje spænding, der hersker mellem ledningen og det sted, hvor målingen foretages. Derfor har man tidligere foreslået måleudstyr med et måleorgan, såsom en Faraday-celle, som er placeret i nærheden af ledningen, og som afgiver eller indvirker på et lyssignal, som modtages af et modtageorgan beliggende i afstand fra ledningen og i nærheden af operatøren. Et sådant arrangement gør det muligt trods den elektriske spænding at undgå enhver risiko for elektrisk udladning mellem ledningen og operatøren.

Et sådant målearrangement har imidlertid den ulempe, at det er relativt indviklet og kostbart.

Fra CH PS 532.791 kender man et målearrangement, hvor der anvendes et interferometer med optisk modulator, der får tilført et moduleringssignal, som er proportionalt med strømstyrken i højspændingsledningen. Et sådant arrangement er også ret indviklet, og når der til frembringelse af moduleringssignalet til modulatoren anvendes ensretterdioder, er der ydermere den ulempe, at målenøjagtig-heden ikke er særlig god, fordi dioderne kun vanskeligt kan være ens og især næppe kan udvise ens egenskaber i længere tid.

Opfindelsen tager sigte på at afhjælpe disse ulemper, og med henblik herpå er en kobling ifølge opfindelsen ejendommelig ved, - at måledioderne er lysdioder, der i ledende tilstand afgiver et til det elektriske signals størrelse svarende lyssignal, idet de lyssignaler, som de to fiberlysledere får tilført, udgøres af lyssignalerne fra måledioderne, - at der findes en differenskreds, der i afstand fra højspændingsledningen modtager de to halvbølgesignaler og afgiver et udgangssignal i den ene eller den anden retning afhængigt af, om den modtager et halvbølgesignal fra den ene eller fra den anden af nævnte to lysmodtagere, idet udgangssignalets størrelse repræsenterer størrelsen af halvbølgesignalerne, - at der findes et måleorgan, der får tilført nævnte udgangssignal , og - at der i tilknytning til lysmodtagerne og/eller differenskred- 3 1U925 sen findes afbalanceringsmidler til kompensering for en eventuel a-symmetri hos lysdioderne og lysmodtagerne.

Koblingen ifølge opfindelsen er særlig enkel, idet den i umiddelbar nærhed af højspændingsledningen kun kræver de strømaftagende organer og lysdioderne, som direkte tilkobles lyslederne, medens den egentlige målekreds, nemlig differenskredsen, måleorganet og afbalanceringsmidlerne, befinder sig ved den modsatte ende af lyslederne og dermed i afstand fra ledningen, hvorfor de er direkte tilgængelige med henblik på om nødvendigt at foretage kompensering for eventuel asymmetri i dioderne.

I henhold til en hensigtsmæssig udførelsesform for koblingen ifølge opfindelsen kan diodebroen omfatte fire dioder og over den ene diagonal fødes fra de nævnte strømaftagende organer, medens broens anden diagonal føder en modstand med en strøm i én retning. Fordelen herved er, at der ved passende valg af broens to andre dioder nemmere kan foretages permanent afbalancering af broen, navnlig når der er temperaturvariationer.

Koblingen ifølge opfindelsen kan dog gøres enklere ved, at diodebroen udgøres af de to lysdioder, der er parallelkoblede med indbyrdes modsat gennemgangsretning, hvilke dioder fødes med det elektriske signal gennem en strømbegrænsende modstand.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et diagram over en udførelsesform for koblingen ifølge opfindelsen, og fig. 2 viser et diagram over en anden udførelsesform for koblingen ifølge opfindelsen.

Koblingen er beregnet til måling af strømstyrken i en højspændingsledning 2, men kan i øvrigt også anvendes til måling af andre karakteristika af denne strøm, f.eks. strømmens frekvens.

I henhold til den første udførelsesform omfatter koblingen en transformer 4, hvis primærvikling gennemstrømmes af den strøm, man skal måle, eller af en strøm, der er proportional med den strøm, man skal måle, og hvis sekundærvikling er tilsluttet to diagonalt modstående punkter i en diodebro omfattende fire dioder D1-D4, der er således sammenkoblede, at en i broens anden diagonal indsat modstand 6 gennemstrømmes af en strøm i én retning.

Dioderne Dl og D2 er sammenkoblede på en sådan måde, at de er ledende under den ene, henholdsvis den anden halvbølge i strømmen.

144925 4

Disse dioder er lysdioder, der afgiver et lysbundt, som repræsenterer strømstyrken gennem dioden. Lysbundterne fra dioderne Dl og D2 tilføres indgangene til to lange optiske fibre Fl, F2, som overfører lysbundterne til to lysmodtagere RI og R2, der er beliggende i stor afstand fra ledningen 2. Disse lysmodtagere udgøres af to dioder, som er indkoblede i spærreretningen i en fælles jævnstrømskilde 8 gennem en justerbar balanceringsmodstand 10 og to belastningsmodstande 11 og 12. Signalerne fra disse to lysmodtagere tilføres indgangene til en differensforstærker 14, hvis udgangssignal tilføres et måleorgan 16.

Denne justerbare differenskreds giver mulighed for at opveje en eventuel asymmetri mellem strømstyrkerne i dioderne Dl og D2, mellem de lysbundter, der overføres til modtagerne Ri og R2 og mellem egenskaberne hos modtagerne Ri og R2.

I henhold til den anden udførelsesform omfatter koblingen en transformer 104, hvis primærvikling gennemstrømmes af den strøm, man skal måle, eller af en strøm, der er proportional med denne strøm, medens sekundærviklingen gennem en strømbegrænsende modstand r føder to parallelkoblede dioder D5 og D6, der er indkoblede med indbyrdes modsat gennémgangsretning.

Dioderne D5 og D6 er således sammenkoblede, at de er ledende under den ene strømhalvbølge, henholdsvis den anden strømhalvbølge. Disse dioder er lysdioder, der afgiver et lysbundt, som repræsenterer strømstyrken gennem dioden. Lysbundterne fra de to dioder tilføres indgangene til to lange optiske fibre F'l og F'2, gennem hvilke de overføres til to lysmodtagere Ti og T2, der er beliggende i stor afstand fra ledningen 2. Disse modtagere udgøres af to fototransistorer, der fødes fra en fælles jævnstrømskilde 108, og som afgiver til to modstande R'l og R'2 i ko1lektorstrækningen to signaler, der skiftevis er nul, når transistoren ikke får tilført lys, eller proportionale med det lysbundt, der overføres til transistoren gennem den optiske fiber. Gennem modstande 33 og 34 føres disse signaler til to indgange til en differensforstærker 114 med stor forstærkning, en såkaldt operationsforstærker, hvis udgang gennem en modstand 35 er koblet tilbage til den negative indgang til forstærkeren. Udgangssignalet fra forstærkeren tilføres en modstand 36. Værdien af modstandene r, R'l, R'2, 33, 34, 35 og 36 vælges på en sådan måde, at udgangssignalet fra forstærkeren er en tro gengivelse i den ene eller den anden retning af det lysbundt, der overføres gennem de optiske

Claims (2)

1. 5 1U925 fibre henholdsvis ΡΊ og F'2. Hvis spændingen over udgangen fra forstærkeren betegnes V, og hvis det antages, at strømstyrken I gennem dioderne D5 og D6 er tilstrækkelig stor til, at lysbundtet fra disse dioder varierer proportionalt med strømstyrken, kan man skrive: I = BV + C, hvor B og C er konstanter, der afhænger af de anvendte komponenter. Udgangsspændingen V måles ved hjælp af et måleapparat 116.
2. 1. Kobling til måling af vekselstrømmen gennem en højspændingsledning og af den art, der omfatter: - dels strømaftagende organer (4, 104), der er anbragt i nærheden af højspændingsledningen (2) og er indrettet til at afgive et elektrisk signal, der i hovedsagen er proportionalt med strømmen gennem ledningen, idet signalets retning svarer til strømmens retning, - dels en i nærheden af ledningen (2) anbragt diodebro (Dl, D2, D3, D4j D5, D6) omfattende mindst to måledioder (Dl, D2i D5, D6), der forsynes med det nævnte elektriske signal, og som er sammenkoblede på en sådan måde, at den ene eller den anden diode er ledende, afhængigt af det elektriske signals retning, - dels to optiske fiberlysledere (FI, F2; F'l, F'2), der hver for sig overfører et lyssignal, der repræsenterer strømmen gennem den ene, henholdsvis den anden lysdiode (Dl, D2; D5, D6), til et sted i afstand fra ledningen (2), - dels to lysmodtagere (RI, R2; Ti, T2), der i.afstand fra ledningen modtager de gennem de optiske fibre (Fl, F2i F'l, F'2) overførte lysbundter, således at hver modtager for det pågældende lysbundt afgiver et halvbølgesignal, der repræsenterer dette lysbundt, kendetegnet ved, - at måledioderne (Dl, D2; D5, D6) er lysdioder, der i ledende tilstand afgiver et til det elektriske signals størrelse svarende lyssignal, idet de lyssignaler, som de to fiberlysledere (Fl, F2; F'l, F'2) får tilført, udgøres af lyssignalerne fra måledioderne, at der findes en differenskreds (14, 114), der i afstand fra højspændingsledningen (2) modtager de to halvbølgesignaler og afgi-