DE19821953A1 - Meßbrücke mit integrierter Intelligenz - Google Patents

Abstract

Meßwandler für die Strom- und Spannungsmessung bei der Überwachung, Steuerung und Automation mittlerer und großer Informationsmengen in fernwirktechnischen Systemen, der als Sekundärleiter an eine als Primärleiter wirkende Stromschiene mittelbar oder unmittelbar induktiv angekoppelt ist, die am Meßort einer Fernleitung, wie beispielsweise einem Versorgungshochspannungskabel, abgezweigt ist, wobei die Strom- bzw. Spannungsgrößen maßstabsgetreu in Meßdaten umgewandelt und über einen Anschluß nachfolgend einer Datenleitung zu einer Fernwirkunterstation einer Meßleitstelle übergeben werden, wo diese Meßdaten von unterschiedlichen Meß-, Zähl- und Schutzeinrichtungen verarbeitet werden, wobei der Meßwandler auf der Stromschiene als Meßbrücke ausgebildet ist und Vorrichtungen aufweist, die diese Strom- bzw. Spannungsgrößen direkt am Meßort in Meßdaten umwandeln und verarbeiten, die dann über den Anschluß der Datenleitung übergeben werden.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen Meßwandler für die Strom- und Spannungsmessung bei der Überwachung, Steuerung und Automation mittlerer und großer Informationsmengen in fernwirktechnischen Syste­ men. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Meßwandler mit inte­ grierter Intelligenz.

Fernwirksysteme bieten vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. So kom­ men derartige Systeme seit geraumer Zeit in den Versorgungsnetzen zur Übertragung und Verteilung der elektrischen Energie zum Einsatz. Wei­ tere Anwendungsfelder bieten beispielsweise die Verteilungsnetze der Gas-, Wasser- oder Fernwärmeversorgung, sowie auch die Verkehrs­ leittechnik. Allen fernwirktechnischen Anwendungen liegt das technische Prinzip zugrunde, daß eine versorgungstechnische Anlage überwacht und deren Arbeitsverhalten protokolliert wird, um einen möglichst an­ dauernden störungsfreien Verlauf sicherzustellen. Hierbei werden aus­ gewählte Meßpunkte im Versorgungsnetz, an denen die unterschiedlich­ sten Meßgrößen abgegriffen werden können, von den Rechneranlagen der Fernwirkunterstationen einer Meßleitstelle konfiguriert und als Da­ tenpunkte visualisiert, d. h. die jeweiligen Meßpunkte können in Abhän­ gigkeit der zu erfüllenden Überwachungsaufgabe individuell abgefragt werden. Beim Auftreten einer Störungsursache steht die Alarmierung und das zeitfolgerichtige Einordnen der Meßsignale im Vordergrund, damit der Ort der Störungsursache, sozusagen "online", zurückverfolgt werden kann, so daß von der Leitstelle unverzüglich die notwendigen Aktionen, wie beispielsweise ein Notabschalten des Teilnetzes oder eine Nachregulierung der Strom- bzw. Spannungswerte beim Einspeisen ins Netz, ausgeführt werden können.

Zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie in Netzen und An­ lagen werden Freileitungen und Starkstromkabel sowie Transformatoren und diverse Schaltgeräte eingesetzt. In den Hochspannungsnetzen wer­ den in der Regel Drehströme mit Spannungen bis zu 765 KV übertragen. Hierbei beträgt die Betriebsfrequenz derartiger Drehstromnetze in den europäischen Ländern 50 Hz. An derartige Starkstromnetze sind lokal die Energieverteilungssysteme angeschlossen, wobei hierzu der Strom auf eine Spannungsebene von 10 oder 20 KV herunter transformiert werden muß. Während für die Fernübertragung in den Überlandleitungen die Spannungshaltung und -stabilität von vordringlichem Interesse sind, bildet die Beherrschung der Kurzschlußströme den Schwerpunkt bei den kleineren Verteilungsnetzen. Diese werden häufig durch Überspan­ nungsspitzen hervorgerufen, wie sie beispielsweise bei einem Blitzein­ schlag auftreten.

Im Stand der Technik weist ein fernwirktechnisches System bei der Überwachung bzw. Messung der Stromversorgung mehrere Komponen­ ten auf. An ausgewählten Meßpunkten eines Versorgungshochspan­ nungskabels einer Überlandleitung sind Stromschienen angeschlossen, die entweder bereits selbst als Primärleiter mit einer primären Win­ dungszahl 1 wirken können oder von einer Sekundärspule umschlossen sind, um einen Transformator auszubilden. Im ersten Fall wird einfach der Kern einer Sekundärspule wie ein Meßschuh auf die Stromschiene geschoben. Diese Anordnung stellt bereits einen einfachen Meßwandler dar, der den über die Stromschiene abgegriffenen Strom der Hochspan­ nungsleitung maßstabsgetreu auf niedrigere Spannungs- bzw. Strom­ werte umwandelt. Die Sekundärgrößen liegen typischerweise in Werte­ bereichen von ≦ 100 V bei Spannungswandlern und von ≦ 5 A bei Stromwandlern. Die so transformierten Meßgrößen werden anschließend über einen Anschluß an eine Datenleitung übergeben, die zu den Fern­ wirkunterstationen der Meßleitstelle führt, wo diese Meßgrößen entspre­ chend verarbeitet werden. Je nach Bedarf können im Verlauf dieser Datenleitung weitere Meßumformvorrichtungen angeordnet sein, die nach dem an sich bekannten Prinzip der galvanischen Trennung bzw. magnetischen Induktion die Spannungen bzw. Ströme bis in Bereiche von ≦ 10 V bzw. von ≦ 20 mA weiter abschwächen.

Einem derartigen System aneinandergereihter Umformvorrichtungen wohnt der Nachteil inne, daß im Fall von Überspannungsspitzen im Verteilungsnetz, wie sie beispielsweise im Falle eines Blitzeinschlags auftreten, selbst noch die galvanische Trennung der unterschiedlichsten Transformatoren bzw. Meßwandler durchschlagen wird, so daß sich bis in die Fernwirkunterstation der Leitstelle eine "schwarze Strecke" fort­ setzen kann, was unweigerlich die angesteuerten fernwirktechnischen Meßgeräte in Mitleidenschaft zieht. Darüber hinaus zeigt sich das Pro­ blem, daß bekannte Fernwirksysteme für heutige Anforderungen zu un­ genau arbeiten. Die aufeinanderfolgenden Umformvorgänge der an den Meßpunkten aufgenommenen Meßwerte erfolgen nicht exakt maßstabs­ getreu, da Betrags- und Winkelfehler der einzelnen Transformatoren zu Streuungsverlusten führen. Die Meßgenauigkeit wird im allgemeinen noch durch den Effekt der Potentialverschleppung negativ beeinflußt, wie er bei mehreren in Reihe geschalteten Transformatoren in Erschei­ nung tritt.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ei­ nen Meßwandler für die Strom- und Spannungsmessung in der Fern­ wirktechnik zu bewerkstelligen, der einerseits eine hohe Spannungs- und Störfestigkeit und andererseits eine hohe Meßgenauigkeit aufweist. Zusätzlich ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen derarti­ gen Meßwandler mit einer integrierten Intelligenz auszustatten, so daß in Abhängigkeit der zugrunde liegenden Meßaufgabe bereits eine ent­ sprechende Vorverarbeitung der Meßgrößen erfolgen und gegebenen­ falls der Meßwandler bereits Stellaktionen am Meßort durchführen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die vorliegende Erfindung einen Meßwandler für die Strom- und Spannungsmessung bei der Überwa­ chung, Steuerung und Automation mittlerer und großer Informations­ mengen in fernwirktechnischen Systemen, der als Sekundärleiter an ei­ ne als Primärleiter wirkende Stromschiene mittelbar oder unmittelbar in­ duktiv angekoppelt ist, die am Meßort einer Fernleitung, wie bspw. ei­ nem Versorgungshochspannungskabel, abgezweigt ist, wobei die Strom- bzw. Spannungsgrößen maßstabsgetreu in Meßdaten umgewandelt und über einen Anschluß nachfolgend einer Datenleitung zu einer Fern­ wirkunterstation einer Meßleitstelle übergeben werden, wo diese Meß­ daten von unterschiedlichen Meß-, Zähl- und Schutzeinrichtungen ver­ arbeitet werden, wobei der Meßwandler auf der Stromschiene als Meß­ brücke ausgebildet ist und Vorrichtungen aufweist, die diese Strom- bzw. Spannungsgrößen direkt am Meßort in Meßdaten umwandeln und verarbeiten, die dann über den Anschluß der Datenleitung übergeben werden.

Im Falle einer mittelbaren Ankopplung weist die Meßbrücke eine inte­ grierte Leiterbahn auf, die über entsprechende Wandleranschlüsse mit den Enden der die Stromschiene umgebenden Sekundärspule verbun­ den ist, so daß der in dieser Sekundärspule vom Primärleiter induzierte Strom über diese Leiterbahn in der Art eines "Shunts" durch die Meß­ brücke umgeleitet wird. Auf der Meßbrücke befindet sich ein magneti­ scher Sensor, der an diese Leiterbahn induktiv angekoppelt ist.

In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist dieser Sensor ein an sich bekannter Hall-Koppler, der wie ein Torschalter wirkt und eine zum in der Leiterbahn fließenden Strom direkt proportionale Frequenz an li­ nearen Niederspannungswerten erzeugt. Der Hall-Koppler ist mit einem Mikrocontroller verbunden, der ebenfalls auf der Meßbrücke angeordnet ist. Es handelt sich hierbei um eine Vorrichtung, die sämtliche für eine integrierte Intelligenz notwendigen Einheiten aufweist, wie mindestens einen Mikroprozessor, eine RAM- und eine ROM- oder EPROM-Einheit sowie entsprechende Ein- und Ausgänge. Über vorprogrammierte Algo­ rithmen im Mikrocontroller werden die vom Hall-Koppler gelieferten Nie­ derspannungswerte in geeignetere Meßdaten weiter verarbeitet.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die Meßbrücke eine Meßsonde aus einem magnetostriktiven Material auf. Magnetostriktive Werkstoffe besitzen die Eigenschaft, ihre Länge in Abhängigkeit eines sich ändernden Magnetfelds zu ändern, wie dies bei Stromfluktuationen in der Stromschiene auftritt. In der Meßsonde wird diese Längenände­ rung in einem Lichtfeld detektiert, wobei die so erhaltenen optischen Si­ gnale an den Mikrocontroller übergeben werden, der diese nach speziell hierfür programmierten Algorithmen in geeignete Meßdaten umformt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich die vorprogrammierten Algorithmen im Rahmen einer "Online"-Überwachung während des Be­ triebs des Meßwandlers auswählen bzw. ändern. Hierzu ist der Mikro­ controller von der Meßleitstelle aus fernparametrierbar bzw. fernbedien­ bar und frei programmierbar ausgestaltet.

In Fortführung der vorliegenden Erfindung kann die Mikrocontrollerein­ heit in Abhängigkeit der gemessenen Daten über entsprechende Stell­ glieder bereits bestimmte Stellaktionen an der Meßstelle ausführen, bei­ spielsweise Regelvorgänge, die der Spannungsstabilität im Hochspan­ nungskabel dienen, ohne daß es der vorherigen Weiterleitung zu den Rechneranlagen der Fernwirkunterstationen bedarf.

Im Rahmen der Erfindung ist der Mikrocontroller mit einem auf der Meß­ brücke angeordneten Anschluß verbunden, der die von diesem umge­ wandelten Meßdaten an eine Datenleitung zu den Fernwirkunterstatio­ nen der Meßleitstelle übermittelt. Ist die Datenleitung als Lichtwellenlei­ ter vorgesehen, kommt als Anschluß gemäß der vorliegenden Erfindung ein an sich bekannter Optokoppler zur Anwendung. Derartige Opto­ koppler eignen sich speziell für die Übertragung diverser Meßdaten, wie sie von einem Mikrocontroller ausgegeben werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist dieser Anschluß als Mikrowellensender ausgebildet, so daß die Signalübertragung über Funk an einen Empfänger erfolgt, der bereits in der Meßleitstelle selbst oder in weit genügender Entfernung vom Meßort angeordnet sein kann. Im Rahmen der Funkübermittlung lassen sich so höhere Isolationsabstände bewerkstelligen.

Die vorgenannten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung verdeut­ lichen, daß ein Durchschlagen von Überspannungspitzen verhindert wird. Infolge der Umwandlung der Strom- bzw. Spannungswerte in binä­ re Signale kann ein Strom nicht weiter als bis zum Sensor des Meß­ wandlers übertragen werden. Durch diese "Insel-Lösung" des Meß­ wandlers, der ohne einen geerdeten Anschluß so beliebige Strom- bzw. Spannungsspitzen aufnehmen kann, ist eine vollständige Entkopplung gewährleistet. Desweiteren ermöglicht die Umwandlung der Meßsignale in binäre Meßdaten durch die Ansteuerung des Mikrocontrollers eine fehlerfreie und maßstabsgetreue Übermittlung, da unter anderem Ein­ flüsse der magnetischen Felder ignoriert werden können. Aufgrund des Einsatzes eines Lichtwellenleiters oder einer Funkübertragung wird dar­ über hinaus die Gefahr der Potentialverschleppung vermieden.

Der mit einer derartigen integrierten Intelligenz ausgestattete Meß­ wandler gemäß der vorliegenden Erfindung läßt sich im allgemeinen auch als eine Datenübertragungseinheit in Netzwerkstrukturen einset­ zen, wie beispielsweise in LAN-, WAN-, neuronalen oder dergleichen Systemen.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegen­ den Zeichnungen, die die Erfindung nicht einschränkende Ausführungs­ beispiele wiedergeben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung des Meßwandlers, gemäß der Er­ findung mit sämtlichen Komponenten; und

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung des Meßwandlers mit einer Meß­ sonde aus einem magnetostriktiven Material.

Die in der Fig. 1 gezeigte schematische Darstellung gibt das grundle­ gende Aufbauprinzip des Meßwandlers gemäß der vorliegenden Erfin­ dung wieder. Die genaue technische Ausgestaltung kann in Abhängig­ keit räumlicher sowie allgemeiner elektrotechnischer Erfordernisse vari­ ieren. Im wesentlichen weist der Meßwandler 1 einen magnetischen Sensor 3, damit verbunden einen Mikrocontroller 4 und an diesen ge­ koppelt einen Anschluß 5 auf. Der Meßwandler 1 ist in der Form einer Meßbrücke ausgestaltet und steht mit einer Stromschiene 2 in Verbin­ dung, die am Meßort beispielsweise von einem Hochspannungskabel, abzweigt. Hierbei ist es möglich, daß die Meßbrücke 1 in der Art eines Meßschuhs unmittelbar auf die Stromschiene 2 aufgeschoben oder im Zuge einer Nachrüstung auf eine bereits auf der Stromschiene 2 vor­ handene Meßplattform mittelbar angeordnet wird. Ist die Stromschiene 2 von einer Sekundärspule umgeben, wird der Meßwandler 1 über seine Wandleranschlüsse 6 mit den Enden dieser Sekundärspule verbunden. Durch die Meßbrücke 1 selbst verläuft zwischen den Wandleranschlüs­ sen 6 eine Leiterbahn, ein sogenannter "Shunt", der den in der Sekun­ därspule von der Stromschiene 2 induzierten Strom umleitet. An diese Leitbahn ist der magnetische Sensor 3 nach an sich bekannter Weise induktiv angekoppelt. Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfin­ dung ist dieser magnetische Sensor 3 ein Hall-Koppler, der wie ein Tor­ schalter arbeitet und in Abhängigkeit des induzierten Stroms eine digi­ tale Signalleistung in Form einer linearen Frequenz an Niederspan­ nungswerten ausgibt.

Die so erhaltenen binären Signale werden in den Mikrocontroller 4 ein­ gelesen und von diesen nach vorprogrammierten Algorithmen in Meß­ daten verarbeitet, die für den jeweiligen Anwendungsfall am geeignet­ sten sind. Der Mikrocontroller 4 übergibt diese Meßdaten an einen An­ schluß 5, der mit der Datenleitung zu der Fernwirkunterstation einer Meßleitstelle verbunden ist. Die vom Mikrocontroller 4 ausgegebenen Meßdaten sind digitalisiert und lassen sich in vorteilhafter Weise über einen Optokoppler an die Datenleitung übertragen. Der Optokoppler stellt zwischen dem elektrischen Eingangs- und dem Ausgangssignal ei­ ne galvanische Trennung dadurch her, daß das Eingangssignal in ein optisches Signal umgeformt, auf optischen Wege weitergeleitet und von einem Empfänger in das Ausgangssignal zurück geformt wird. Der Empfänger ist hierbei am Ort der Fernwirkunterstation angeordnet, wo­ bei die Datenleitung als ein Lichtwellenleiter ausgebildet ist.

Bei Netzen ab 200 KV können statische Ableitungen auf den Lichtwel­ lenleiter Störeinflüsse ausüben. Aus diesem Grund ist dieser Anschluß 5 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als Mikrowellensen­ der ausgebildet, der die Daten per Funk zu einem Empfänger sendet.

Die Übertragungsmechanismen als Lichtsignale bzw. als Funksignale verdeutlichen, daß der Meßwandler 1 vollständig isoliert ist, da er einer­ seits keinen geerdeten Anschluß und andererseits keine stromführende Datenleitung aufweist. Demzufolge können Strom- bzw. Spannungsspit­ zen nicht weiter als bis auf den Meßwandler 1 selbst übertragen werden. Ein Durchschlagen bis in die Leitstelle ist somit verhindert.

Eine Datenübertragung kann gemäß der Erfindung auch in umgekehrter Richtung, also von der Meßleitstelle zum Meßwandler 1, erfolgen, wie dies unter anderem die Ausführung mit der Funkübertragung ermöglicht, so daß am Meßwandler 1 selbst bestimmte Operationen durchgeführt werden können. Zu diesem Zweck ist der Mikrocontroller 4 von der Art, die eine Fernprogrammierung bzw. -parametrierung erlaubt. So lassen sich von der Leitstelle aus bestimmte Meßparameter und Meßbereiche verändern sowie bestimmte Algorithmen im Hauptspeicher des Mikro­ controllers 4 abändern, auswählen oder neu programmieren. Dies ver­ deutlicht, daß mit einer derartigen integrierten Intelligenz der Meß­ wandler 1 gemäß der vorliegenden Erfindung einen im wesentlichen un­ begrenzten Einsatzbereich bietet. So ist er im allgemeinen als eine Da­ tenübertragungseinheit in beliebigen Strukturen der Netzwerkkommuni­ kation einsetzbar, wie beispielsweise neuronalen Netzwerken.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführung des Meßwandlers 1 der vorlie­ genden Erfindung dargestellt. Der magnetische Sensor 3 ist in der Form einer Meßsonde ausgebildet, die sich der physikalischen Effekte von magnetostriktiven Materialien im Magnetfeld bedient. Diese magneto­ striktiven Werkstoffe ähneln den piezoelektrischen, reagieren aber auf magnetische statt auf elektrische Felder. Ändert sich das äußere ma­ gnetische Feld, richten sich die magnetischen Domänen dieses Materi- als durch Drehung parallel zu diesem äußeren Feld aus und können so den Werkstoff verformen. So dehnt sich beispielsweise der Werkstoff Terfenol-D, welcher das seltene Erdmetall Terbium enthält, um mehr als 0,1% aus.

Die Meßsonde 3 ist bei dieser Ausführung in das Gehäuse des Meß­ wandlers 1, typischerweise ein Kunststoffgehäuse, integriert, das auf die Stromschiene 2 aufschiebbar ist. Die Meßsonde weist einen Stab aus magnetostriktivem Material auf, der in Richtung der Stromschiene 2 ausgerichtet und einseitig gelagert ist. Oszilliert der Strom in der Strom­ schiene 2, beispielsweise durch das Auftreten von Überspannungsspit­ zen, ändert sich auch das diese Stromschiene 2 umgebende Magnetfeld. In der Meßsonde 3 schlägt sich diese Änderung des Magnetfelds in ei­ ner Längenänderung des Stabs aus dem magnetostriktiven Material nie­ der. Zur Detektion der Ausdehnung dieses Stabs weist die Meßsonde 3 ein an sich bekanntes LCD-Fenster auf, das in Abhängigkeit eines dar­ auf ausgeübten Drucks seine Lichtdurchlässigkeit ändert. Der magneto­ striktive Stab steht unmittelbar oder mittelbar mit diesem LCD-Fenster in Verbindung, so daß dessen zum sich ändernden Magnetfeld proportio­ nale Längenänderung eine hierzu proportionale Durchlässigkeitsände­ rung bewirkt. Diese Änderung wird in einem Lichtfeld detektiert, wobei hierzu das LCD-Fenster in einem Lichtleiter integriert ist und ein einge­ hendes Lichtsignal durch die veränderliche Durchlässigkeit in entspre­ chende Impulslichtsignale umgewandelt wird. Dieser Lichtleiter steht wiederum mit einer Photodiode an dem Mikrocontroller 4 in Verbindung, so daß dieser in Abhängigkeit bestimmter programmierter Algorithmen die jeweiligen Impulslichtsignale in geeignete Meßdaten verarbeiten kann. Im vorliegenden Fall kann dieser Mikrocontroller 4 entweder direkt auf dem Gehäuse des Meßwandlers 1 oder in genügend großer Entfer­ nung dazu angeordnet sein. Eine vom Meßwandler 1 entkoppelte Anord­ nung des Mikrocontrollers 4 ist beispielsweise dann erforderlich, wenn in der näheren Umgebung des Meßwandlers 1 extrem hohe magnetische Felder auftreten, die zu einem Versagen des Mikrocontrollers 4 führen können. Der Mikrocontroller 4 ist mit einem Anschluß 5 verbunden, der die vorgenannten Ausgestaltungen aufweist und die vom Mikrocontroller 4 ausgegebenen Meßdaten über eine Datenleitung zur Meßleitstelle überträgt.

In dieser Ausführungsform wird ebenfalls deutlich, daß der Meßwandler 1 von der Datenleitung bzw. Meßleitstelle vollständig entkoppelt ist. Überspannungsspitzen in der Stromschiene 2 können durch die voll­ ständige Isolation der Meßsonde 3 und der anschließenden Umwand­ lung in binäre Signale durch den Mikrocontroller 4 elektrisch nicht wei­ tergeleitet werden, da keinerlei elektrische Übertragungsmöglichkeiten bestehen.

Die vorhergehend genannten unterschiedlichen Ausgestaltungen des Meßwandlers 1 gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlichen, daß nachfolgende Gerätschaften, wie Meßeinrichtungen in den Fernwirkun­ terstationen, nunmehr vollständig geschützt sind und ihre Funktionssi­ cherheit gewährleistet ist. Des weiteren verdeutlicht der Einsatz eines Mikrocontrollers 4 neuester Technologie, daß die Umwandlung der Meßwerte mit genauester Präzision erfolgt, wie dies für eine Fernab­ nahme bzw. bei der Fernversorgung der Einzelabnehmer in heutiger Zeit von entscheidendem Interesse ist.

Aufgrund seiner beliebigen Programmierbarkeit eröffnet der Mikrocon­ troller 4 auch die Möglichkeit, daß in Abhängigkeit der eingelesenen Meßdaten dieser bereits Befehle ausgeben kann, die über Stellglieder am Meßort direkt, Stellaktionen bewirken. So kann der Mikrocontroller 4 bereits Regelvorgänge am angeschlossenen Verteilernetz durchführen, ohne daß dies von der Leitstelle aus durchgeführt werden muß.

Selbstverständlich bleibt die vorliegende Erfindung nicht auf die vorge­ nannten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann sämtliche Va­ rianten eines magnetischen Sensors mit einem daran angeschlossenen Mikrocontroller und anschließender nicht-elektrischer Datenübertragung umfassen.

Claims (9)

1. Meßwandler für die Strom- und Spannungsmessung bei der Überwachung, Steuerung und Automation mittlerer und großer Informationsmengen in fernwirktechnischen Systemen, der als Sekundärleiter an eine als Primärleiter wirkende Stromschiene mittelbar oder unmittelbar induktiv angekoppelt ist, die am Meßort einer Fernleitung, wie bspw. einem Versorgungshochspannungs­ kabel, abgezweigt ist, wobei die Strom- bzw. Spannungsgrößen maßstabsgetreu in Meßdaten umgewandelt und über einen Anschluß nachfolgend einer Datenleitung zu einer Fernwirkunterstation einer Meßleitstelle übergeben werden, wo diese Meßdaten von unterschiedlichen Meß-, Zähl- und Schutzeinrichtungen verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwandler auf der Stromschiene als Meßbrücke ausgebildet ist und Vorrichtungen aufweist, die diese Strom- bzw. Spannungsgrößen direkt am Meßort in Meßdaten umwandeln und verarbeiten, die dann über den Anschluß der Datenleitung übergeben werden.

2. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke einen magnetischen Sensor aufweist, der an eine in der Meßbrücke integrierte Leiterbahn induktiv angekoppelt ist, die über Wandleranschlüsse mittelbar mit den Enden einer die Stromschiene umgebenden Sekundärspule verbunden ist, in der ein vom Primärleiter induzierter Strom fließt.

3. Meßwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Hall-Koppler ist, der in der Art eines Torschalters eine zum induzierten Strom direkt proportionale Frequenz an linearen Niederspannungswerten erzeugt.

4. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke eine Meßsonde aus einem magnetostriktiven Material aufweist, die unmittelbar an die Stromschiene angekoppelt ist, wobei eine Änderung des den Primärleiter umgebenden Magnetfeldes eine direkt proportionale Längenänderung des magnetostriktiven Materials bewirkt, die in einem Lichtfeld detektiert wird.

5. Meßwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke einen Mikrocontroller zur Verarbeitung der Niederspannungswerte in Meßdaten nach hierfür programmierten Algorithmen aufweist, der mit dem Anschluß zur Datenleitung verbunden ist.

6. Meßwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke einen Mikrocontroller zur Verarbeitung der optischen Signale in Meßdaten nach hierfür programmierten Algorithmen aufweist, der mit dem Anschluß zur Datenleitung verbunden ist.

7. Meßwandler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller zur Änderung und Auswahl bestimmter programmierter Algorithmen und zur Durchführung bestimmter Stellaktionen an der Fernleitung fernparametrierbar und/oder freiprogrammierbar ist.

8. Meßwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß ein Optokoppler, ein Mikrowellen-Sender oder dergleichen ist.

9. Verwendung eines Meßwandlers nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Datenübertragungseinheit in übergeordneten Einheiten der Netzwerkkommunikation, wie bspw. LAN-, WAN- oder neuronalen Strukturen.