Optisches Strommesssystem - Optische Messung elektrischer Ströme mit Temperaturkompensation
Keywords: Optische Strommessung, Strommesssystem mit Temperaturkompensation, berührungslose und kontaktlose Strommessung, polari-metrische Messtechnik, Gleichstrommessung, Wechselstrommessung
Um elektrische Ströme berührungs- bzw. kontaktlos zu messen, kommen unter anderem optische Strommesssysteme zum Einsatz – sie können die elektrische Stromstärke mit Hilfe von Licht exakt bestimmen. Der Vorteil: Optische Stromwandler sind kompakt, sättigungsfrei, linear und hochgenau. Sie können sowohl sehr große als auch sehr kleine Ströme in einem weiten Frequenzbereich erfassen.
Die TU Dortmund hat ein neuartiges Messverfahren entwickelt, das sowohl zur Gleich- als auch zur Wechselstrommessung genutzt werden kann. Das Messsystem besteht aus zwei Strahl- bzw. Lichtwellenleitersystemen, wobei das Licht des einen Lichtwellenleiters, der die stromführende Leitung umfasst, durch das magnetische Feld des Leiters eine Phasenverschiebung (Faraday-Effekt) erfährt. Ein Teil des Lichts vom ersten Strahlteiler wird auf den zweiten Strahlteiler geleitet, von wo der Lichtstrahl auf die Viertelwellenplatte weitergeleitet wird. Über einen Kollimator und einen In-Line-Doppelbrecher-Calcit werden beide entstehende Lichtstrahlen auf Photodioden geleitet. Mit Hilfe einer Auswerteschaltung kann der elektrische Strom im stromführenden Leiter so optisch ermittelt werden. Das System arbeitet zudem temperaturkompensiert.
Vorteile
- Optische Strommessung
- Kostengünstige polarimetrische Messtechnik
- Verfahren für Gleich- und Wechselstrommessung
- Temperaturkompensiert
- Sehr hohe Messgenauigkeit
Kommerzielle Anwendung
Optische Strommesstechnik wird vor allem in Anwendungen eingesetzt, die hohe Anforderungen an die Messqualität und die Isolation stellen, zum Beispiel Hochspannungs- und Hochstromanlagen, Kompensationsanlagen oder Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ). Das neuartige Messverfahren der TU Dortmund kann sowohl zur Gleich- und auch Wechselstrommessung genutzt werden. Darüber hinaus kann die Technologie der TU Dortmund auch zur polarimetrischen Messtechnologie verwendet und in optische Subbaugruppen (Optical Sub Assemblies) implementiert werden, sodass Vorteile der faseroptischen Technologie resultieren. Diese sind vor allem Skalierbarkeit der Produktion und eine erhöhte Störresistenz.
Aktueller Stand
Es wurden erste Modellierungen durchgeführt und Teilschaltungen realisiert. Eine Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt ist erfolgt, weitere internationale Nachanmeldungen sind im Prioritätsjahr möglich. Wir bieten interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung sowie die Weiterentwicklung dieser Technologie in Zusammenarbeit mit der TU Dortmund an. Darüber hinaus kann die Erforschung der Technologie im Rahmen eines Projektes erfolgen, dessen Mitwirkung durch interessierte Unternehmen möglich ist.
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Eine Erfindung der TU Dortmund.