Anordnung zum Ermitteln eines durch eine Stromschiene

fließenden Stroms

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ermitteln der Größe eines durch eine Stromschiene fließenden elektrischen Stroms und ein derartiges Verfahren.

Zum Ermitteln der Größe eines durch eine Stromschiene

fließenden elektrischen Stroms war es bisher denkbar, einen herkömmlichen Stromwandler hoher Präzision, einen Strommess- Shunt aus einer speziellen Legierung oder eine sogenannte Zeroflux-Messstelle einzusetzen. Weiterhin könnte auch eine rein optische Methode zur Strommessung mittels eines

speziellen Lichtwellenleiters eingesetzt werden. Diese

Lösungen sind relativ aufwendig und teuer. Das gilt

insbesondere dann, wenn die Messung in einem breiten

Frequenzbereich des zu messenden Stroms durchgeführt werden soll und/oder wenn die Messung auf Hochspannungspotential durchgeführt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren anzugeben, mit denen die Größe eines durch eine Stromschiene fließenden Stroms mit geringem Aufwand ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine

Anordnung und durch ein Verfahren nach den unabhängigen

Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung und des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben .

Offenbart wird eine Anordnung zum Ermitteln der Größe eines durch eine Stromschiene fließenden Stroms, mit

- einem Messleiter, der an einem ersten Kontaktpunkt

elektrisch mit der Stromschiene verbunden ist und der sich von dem ersten Kontaktpunkt zu einem zweiten Kontaktpunkt erstreckt,

- einem dritten Kontaktpunkt, der an der Stromschiene

beabstandet von dem ersten Kontaktpunkt angeordnet ist,

- einer Spannungsmesseinrichtung, die zum Messen einer zwischen dem zweiten Kontaktpunkt und dem dritten

Kontaktpunkt auftretenden Spannung eingerichtet ist, und

- einer geregelten Stromquelle, die zum Einleiten eines

Messstroms in den Messleiter eingerichtet ist.

Bei dieser Anordnung ist besonders vorteilhaft, dass ein Teil der Stromschiene (nämlich der Teil der Stromschiene zwischen dem ersten Kontaktpunkt und dem dritten Kontaktpunkt) zum Ermitteln der Größe des Stroms mitverwendet wird. Der Teil der Stromschiene zwischen dem ersten Kontaktpunkt und dem dritten Kontaktpunkt bildet einen Strommess-Shunt (Strommess- Widerstand) . Daher wird vorteilhafterweise als Strommess- Shunt kein zusätzliches Bauteil benötigt. Dadurch wird auch vorteilhafterweise das Entstehen von zusätzlicher

Verlustleistung vermieden. Der Teil der Stromschiene zwischen dem ersten Kontaktpunkt und dem dritten Kontaktpunkt hat also eine Doppelfunktion: es dient als Stromleiter und er dient gleichzeitig als Strommess-Shunt. Zusätzlich zu der (sowieso vorhandenen) Stromschiene ist lediglich der Messleiter sowie einige elektronische Einrichtungen (Spannungsmesseinrichtung, geregelte Stromquelle) notwendig. Dadurch lässt sich der Strom mit geringem Aufwand und insbesondere auch bei hohen Frequenzen zuverlässig ermitteln.

Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass die Größe des Messstroms so geregelt ist, dass die zwischen dem zweiten Kontaktpunkt und dem dritten Kontaktpunkt auftretende

Spannung einen vorgewählten Wert, insbesondere den Wert Null, annimmt, und

- die Anordnung eine Auswerteeinrichtung aufweist, welche die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms ermittelt aus der Größe des Messstroms, der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche des Messleiters und der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche der Stromschiene. Wenn die zwischen dem zweiten Kontaktpunkt und dem dritten Kontaktpunkt auftretende Spannung den vorgewählten Wert, insbesondere den Wert Null, annimmt, dann lässt sich die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms besonders einfach ermitteln aus der Größe des Messstroms, aus der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche des Messleiters und aus der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche der Stromschiene. Die für die Stromleitung wirksame

Querschnittsfläche des Messleiters und die für die

Stromleitung wirksame Querschnittsfläche der Stromschiene sind bekannt und können insbesondere als konstant betrachtet werden .

Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass die

Auswerteeinrichtung die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms ermittelt gemäß der Beziehung

Is ⁼ k IL AS/AL

wobei I _s der durch die Stromschiene fließende Strom, k eine Proportionalitätskonstante, I _L der Messstrom, A _s die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche der Stromschiene und A _L die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche des Messleiters ist.

Die Ermittlung der Größe des Stroms in der Auswerteinrichtung ist vergleichsweise einfach, da neben dem (bekannten) durch den Messleiter fließenden Strom I _L lediglich das Verhältnis der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche der Stromschiene A _s und der für die Stromleitung wirksamen

Querschnittsfläche des Messleiters A _L benötigt wird. Mittels der Proportionalitätskonstante k können Eigenschaften des konstruktiven Aufbaus der Anordnung berücksichtigt werden, beispielsweise die Länge des Strompfades in der Stromschiene zwischen dem ersten Kontaktpunkt und dem dritten

Kontaktpunkt, die Länge des Strompfades in dem Messleiter zwischen dem ersten Kontaktpunkt und dem zweiten

Kontaktpunkt, das Material der Stromschiene und/oder das Material des Messleiters. Bei bestimmten Eigenschaften der Anordnung (beispielsweise wenn die Längen der Strompfade gleich groß sind und das Material der Stromschiene dem

Material des Messleiters entspricht) kann die

Proportionalitätskonstante k auch den Wert 1 annehmen.

Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass der Messleiter und die Stromschiene aus demselben Material bestehen. Dabei ist vorteilhafterweise der spezifische Widerstand des

Messleiters gleich dem spezifischen Widerstand der

Stromschiene. Daher kann mittels der Auswerteeinrichtung die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms besonders einfach ermittelt werden.

Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass der Messleiter an einer Oberfläche der Stromschiene angeordnet ist. Dabei ist vorteilhaft, dass der Messleiter im Wesentlichen dieselbe Temperatur annimmt wie die Stromschiene. Dadurch ist keine zusätzliche Temperaturmessung erforderlich und es kann auf eine vergleichsweise aufwändige Temperaturkompensation in der Auswerteeinrichtung verzichtet werden.

Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass der Messleiter im Wesentlichen in Flussrichtung des durch die Stromschiene fließenden Stroms an der Oberfläche der Stromschiene

angeordnet ist. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass der Messleiter die relevante Temperatur der Stromschiene annimmt (die insbesondere durch die stromflussbedingte Erwärmung der Stromschiene beeinflusst wird) .

Die Anordnung kann so ausgestaltet sein, dass die

Stromschiene eine rohrförmige Stromschiene ist. Derartige Stromschienen können insbesondere mit Vorteil im

Hochspannungsbereich eingesetzt werden.

Die Anordnung kann auch so ausgestaltet sein, dass der

Messleiter an der inneren Oberfläche der rohrförmigen

Stromschiene angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform liegt der Messleiter geschützt an der inneren Oberfläche der rohrförmigen Stromschiene.

Die Anordnung kann auch so ausgestaltet sein, dass der

Messleiter, die Spannungsmesseinrichtung, die geregelte

Stromquelle und/oder die Auswerteeinrichtung in einem

Innenraum der rohrförmigen Stromschiene angeordnet sind.

Dabei sind der Messleiter, die Spannungsmesseinrichtung, die geregelte Stromquelle und/oder die Auswerteeinrichtung geschützt im Innenraum der rohrförmigen Stromschiene

angeordnet. Sie sind damit insbesondere auch

witterungsgeschützt angeordnet und nur einer sehr geringen elektromagnetischen Belastung ausgesetzt. Der Innenraum der rohrförmigen Stromschiene ist nämlich praktisch frei von elektromagnetischen Feldern (Feldfreiheit des Rohrinneren) .

Die Anordnung kann auch so ausgestaltet sein, dass der

Messleiter auf die Oberfläche der Stromschiene geklebt ist. Dadurch kann der Messleiter auf einfache Art und Weise isoliert auf die Oberfläche der Stromschiene aufgebracht werden. Durch die Verklebung kann darüber hinaus

sichergestellt werden, dass der Messleiter schnell die

Temperatur der Stromschiene annimmt.

Die Anordnung kann auch einen Energieübertragungskanal zur Energieversorgung der Spannungsmesseinrichtung, der

geregelten Stromquelle und/oder der Auswerteeinrichtung aufweisen .

Der Energieübertragungskanal kann beispielsweise als ein erster Lichtwellenleiter oder ein erster elektrischer Leiter ausgestaltet sein. Der Energieübertragungskanal verbindet also eine außerhalb der Stromschiene angeordnete

Energieversorgungseinrichtung mit der

Spannungsmesseinrichtung, der geregelten Stromquelle und/oder der Auswerteeinrichtung. Über diesen Energieübertragungskanal kann insbesondere elektrische Energie in den Innenraum der rohrförmigen Stromschiene übertragen werden. Die Anordnung kann auch einen Kommunikationskanal zur

Übertragung der ermittelten Größe (d.h. des ermittelten

Wertes) des durch die Stromschiene fließenden elektrischen Stroms aufweisen.

Der Kommunikationskanal kann beispielsweise als ein zweiter Lichtwellenleiter oder ein zweiter elektrischer Leiter ausgestaltet sein. Der Energieübertragungskanal und der

Kommunikationskanal können auch als ein gemeinsamer

Lichtwellenleiter oder ein gemeinsamer elektrischer Leiter ausgestaltet sein. Über den Kommunikationskanal können also Daten betreffend die ermittelte Größe des durch die

Stromschiene fließenden elektrischen Stroms von der

Stromschiene weg übertragen werden (Kommunikationskanal zur Datenübertragung) . Der Kommunikationskanal ermöglicht

insbesondere die Übertragung von Daten aus dem Innenraum der rohrförmigen Stromschiene hinaus zu einer

(stromschienenexternen) datenverarbeitenden Einrichtung.

Die Anordnung kann auch so ausgestaltet sein, dass die Länge des Strompfads in der Stromschiene zwischen dem ersten

Kontaktpunkt und dem dritten Kontaktpunkt im Wesentlichen der Länge des Strompfads in dem Messleiter zwischen dem ersten Kontaktpunkt und dem zweiten Kontaktpunkt entspricht. In diesem Fall lässt sich der durch die Stromschiene fließende Strom besonders einfach ermitteln, da beide Strompfade gleich lang sind.

Offenbart wird weiterhin ein Verfahren zum Ermitteln der Größe eines durch eine Stromschiene fließenden Stroms, mit

- einem Messleiter, der an einem ersten Kontaktpunkt

elektrisch mit der Stromschiene verbunden ist und der sich von dem ersten Kontaktpunkt zu einem zweiten Kontaktpunkt erstreckt,

- einem dritten Kontaktpunkt, der an der Stromschiene

beabstandet von dem ersten Kontaktpunkt angeordnet ist, wobei bei dem Verfahren

- die zwischen dem zweiten Kontaktpunkt und dem dritten

Kontaktpunkt auftretende Spannung gemessen wird, - in den Messleiter ein Messstrom eingeleitet wird,

- die Größe des Messstroms so geregelt wird, dass die

zwischen dem zweiten Kontaktpunkt und dem dritten

Kontaktpunkt auftretende Spannung einen vorgewählten Wert, insbesondere den Wert Null, annimmt, und

- die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms ermittelt aus der Größe des Messstroms, der für die

Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche des Messleiters und der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche der Stromschiene .

Das Verfahren kann so ablaufen, dass die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms ermittelt wird gemäß der Beziehung

Is ⁼ k IL AS/AL

wobei I _s der durch die Stromschiene fließende Strom, k eine Proportionalitätskonstante, I _L der Messstrom, A _s die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche der Stromschiene und A _L die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche des Messleiters ist.

Das Verfahren kann so ablaufen, dass der Messleiter und die Stromschiene aus demselben Material bestehen.

Das Verfahren kann auch eines, mehrere oder alle der übrigen Merkmale aufweisen, die oben im Zusammenhang mit der

Anordnung genannt sind. Das Verfahren und die Anordnung weisen gleichartige Vorteile auf, insbesondere die oben im Zusammenhang mit der Anordnung angegebenen Vorteile.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines

Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dazu ist in der

Figur ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum

Ermitteln der Größe eines durch eine rohrförmige Stromschiene fließenden Stroms sowie das dabei ablaufende Verfahren dargestellt .

In der Figur ist in einer teilweisen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 1 zum Ermitteln der Größe eines durch eine Stromschiene 3 fließenden Stroms I _s

dargestellt. Bei der Stromschiene 3 handelt es sich im

Ausführungsbeispiel um eine rohrförmige Stromschiene, von der lediglich zwei gegenüberliegende Wandbereiche im Schnitt dargestellt sind. Die Stromschiene 3 kann insbesondere eine hohlzylinderförmige Stromschiene sein. Die Stromschiene 3 weist einen ersten Kontaktpunkt A und einen dritten

Kontaktpunkt C auf. Der Strom I _s fließt durch die

Stromschiene vom ersten Kontaktpunkt A in Richtung des dritten Kontaktpunkts C. Aufgrund des ohmschen Widerstands der Stromschiene entsteht durch den fließenden Strom I _s eine elektrische Potenzialdifferenz (Spannung) zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem dritten Kontaktpunkt C.

Der Abschnitt der Stromschiene zwischen dem ersten

Kontaktpunkt A und dem dritten Kontaktpunkt C dient also bei der Anordnung als ein Mess-Shunt zur Messung des durch die Stromschiene 3 fließenden elektrischen Stroms (Strommess- Shunt) . Es wird also vorteilhafterweise kein zusätzlicher Mess-Shunt benötigt.

Ein Messleiter 5 ist an dem ersten Kontaktpunkt A elektrisch mit der Stromschiene 3 verbunden. Abgesehen von der

elektrischen Verbindung an dem ersten Kontaktpunkt A ist der Messleiter 5 elektrisch von der Stromschiene 3 isoliert. Dies ist in der Figur schematisch durch einen Abstand zwischen dem Messleiter 5 und der Stromschiene 3 angedeutet. Der

Messleiter 5 ist also an dem ersten Kontaktpunkt A elektrisch mit der Stromschiene 3 verbunden und ansonsten von der

Stromschiene 3 elektrisch isoliert angeordnet. Mit anderen Worten gesagt, ist der Messleiter 5 gegenüber der

Stromschiene 3 elektrisch isoliert angeordnet und

(ausschließlich) an dem ersten Kontaktpunkt A elektrisch mit der Stromschiene 3 verbunden. Der Messleiter 5 kann ein einfacher Leiter 5 sein (zum Beispiel ein einfacher Draht 5), dessen Querschnittsfläche wesentlich kleiner ist als die Querschnittsfläche der Stromschiene 3. Der Messleiter kann auch als ein Referenzleiter bezeichnet werden.

Der Messleiter 5 erstreckt sich von dem ersten Kontaktpunkt A zu einem zweiten Kontaktpunkt B. Im Ausführungsbeispiel ist die Länge des Messleiters zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem zweiten Kontaktpunkt B gleich groß wie die Länge des Strompfades der Stromschiene zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem dritten Kontaktpunkt C. Mit anderen Worten

entspricht die Länge des Strompfades in der Stromschiene 3 zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem dritten

Kontaktpunkt C im Wesentlichen der Länge des Strompfads in dem Messleiter 5 zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem zweiten Kontaktpunkt B. In anderen Ausführungsbeispielen können diese Längen jedoch auch unterschiedlich sein.

Weiterhin weist die Anordnung 1 eine Spannungsmesseinrichtung 8 auf, welche mittels einer ersten Spannungsmessleitung 11a mit dem zweiten Kontaktpunkt B und mittels einer zweiten Spannungsmessleitung 11b mit dem dritten Kontaktpunkt C elektrisch verbunden ist. Die Spannungsmesseinrichtung 8 dient zum Messen einer zwischen dem zweiten Kontaktpunkt B und dem dritten Kontaktpunkt C auftretenden Spannung. Die Spannungsmesseinrichtung 8 ist elektrisch verbunden mit einer regelbaren/geregelten Stromquelle 14. Diese Stromquelle 14 ist mittels einer ersten Einspeiseleitung 17a mit dem ersten Kontaktpunkt A elektrisch verbunden. Die Stromquelle 14 ist außerdem mittels einer zweiten Einspeiseleitung 17b mit dem zweiten Kontaktpunkt B elektrisch verbunden. Die geregelte Stromquelle 14 leitet einen Strom I _L in den Messleiter 5 ein. Dieser Strom I _L fließt von der Stromquelle 14 über die erste Einspeiseleitung 17a, den ersten Kontaktpunkt A, den

Messleiter 5, den zweiten Kontaktpunkt B und die zweite

Einspeiseleitung 17b zu der Stromquelle 14 zurück. Der durch den Messleiter 5 fließende Messstrom I _L kann dabei sehr viel kleiner sein als der durch die Stromschiene 3 fließende, zu ermittelnde Strom I _s . Beispielsweise kann der durch die Stromschiene 3 fließende Strom I _s im Kiloamperebereich liegen, währenddessen der Messstrom I _L im Milliamperebereich liegen kann. Dadurch ergeben sich nur geringe Anforderungen an die geregelte Stromquelle 14. Zum Beispiel kann der Messstrom I _L um einen Faktor kleiner sein als der durch die Stromschiene 3 fließende Strom I _s , wobei der Faktor zwischen 10 ⁴ und 10 ⁶ , insbesondere zwischen 10 ⁵ und 10 ⁶ , liegt. Der Messleiter 5 ist im Wesentlichen in Flussrichtung des durch die Stromschiene fließenden Stroms I _s ausgerichtet.

Der durch den Messleiter 5 fließende Strom I _L bewirkt einen Potenzialunterschied zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem zweiten Kontaktpunkt B. Mittels der geregelten

Stromquelle 14 wird der durch den Messleiter 5 fließende Strom I _L so geregelt, dass die zwischen dem zweiten

Kontaktpunkt B und dem dritten Kontaktpunkt C auftretende Spannung einen vorgewählten (vorbestimmten) Wert annimmt. Im Ausführungsbeispiel wird die Größe des Messstroms I _L so geregelt, dass diese Spannung den Wert Null annimmt. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Größe des Messstroms I _L aber auch so geregelt werden, dass diese Spannung einen anderen vorgewählten Wert annimmt.

Sobald die Spannung zwischen dem zweiten Kontaktpunkt B und dem dritten Kontaktpunkt C den vorgewählten Wert (hier: den Wert Null) angenommen hat, wird die Größe des zugehörigen Messstroms I _L in einer Auswerteeinrichtung 20 ausgewertet bzw. weiterverarbeitet. Diese Auswerteeinrichtung 20 ermittelt aus der Größe des Messtroms I _L und aus der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche A _L des Messleiters 5 und der für die Stromleitung wirksamen Querschnittsfläche A _s der Stromschiene 3 die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms I _s . Die wirksame Querschnittsfläche A _L des Messleiters 5 sowie die wirksame Querschnittsfläche A _s der Stromschiene 3 sind bekannt und als Konstanten in der

Auswerteeinrichtung 20 abgespeichert. Dabei ermittelt die Auswerteeinrichtung die Größe des durch die Stromschiene fließenden Stroms I _s gemäß der Beziehung

Is ⁼ k I _I A _S /A _L

Dabei ist I _s der durch die Stromschiene fließende Strom, k eine Proportionalitätskonstante, I _L der Messstrom, A _s die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche der Stromschiene und A _L die für die Stromleitung wirksame Querschnittsfläche des Messleiters.

Im Ausführungsbeispiel bestehen der Messleiter 5 und die Stromschiene 3 aus demselben Material, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung mit einem dieser

Metalle. Im Allgemeinen kann auch ein anderes stromleitendes Material verwendet werden, insbesondere ein Metall. Der

Messleiter 5 und die Stromschiene 3 weisen also denselben spezifischen Widerstandswert auf. Außerdem ist der elektrisch wirksame Abstand zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem zweiten Kontaktpunkt B gleich lang wie der elektrisch

wirksame Abstand zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem dritten Kontaktpunkt C. Mit anderen Worten ist die Länge des Strompfades in der Stromschiene zwischen dem ersten

Kontaktpunkt A und dem dritten Kontaktpunkt C im Wesentlichen gleich lang wie die Länge des Strompfades in dem Messleiter 5 zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem zweiten

Kontaktpunkt B. In diesem Fall weist die

Proportionalitätskonstante k den Wert 1 auf (k= 1) . Diese Proportionalitätskonstante k kann in anderen

Ausführungsbeispielen jedoch auch andere Werte als 1

annehmen .

Die Auswerteeinrichtung 20 ist über einen

Energieübertragungskanal 23 mit einer

Energieversorgungseinrichtung 24 verbunden. Der

Energieübertragungskanal 23 kann beispielsweise als ein erster Lichtquellenleiter oder als ein erster elektrischer Leiter ausgestaltet sein. Über den Energieübertragungskanal 23 werden die elektronischen Einrichtungen der Anordnung 1 mit elektrischer Energie versorgt. Das heißt, die

Spannungsmesseinrichtung 8, die Stromquelle 14 und die Auswerteeinrichtung 20 werden über den

Energieübertragungskanal 23 mit elektrischer Energie

versorgt. Im Ausführungsbeispiel ist die

Energieversorgungseinrichtung 24 außerhalb der Stromschiene 3 angeordnet. Der Energieübertragungskanal 23 verläuft vom Innenraum der rohrförmigen Stromschiene über eine Ausnehmung 25 in der Wandung der Stromschiene zu der

Energieversorgungseinrichtung 24. Wenn die Stromschiene 3 auf Hochspannungspotential betrieben wird, ist die Ausgestaltung des Energieübertragungskanals 23 als ein Lichtwellenleiter vorteilhaft, durch den dann eine elektrische

Potenzialtrennung realisiert wird.

Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung 20 mittels eines

Kommunikationskanals 26 mit einer datenverarbeitenden

Einrichtung 27 verbunden. Der Kommunikationskanal 26 kann beispielsweise als ein zweiter Lichtquellenleiter oder als ein zweiter elektrischer Leiter ausgestaltet sein. Die datenverarbeitende Einrichtung 27 kann dabei zum Beispiel einen Datenempfänger und/oder einen Datenspeicher aufweisen. Diese datenverarbeitende Einrichtung 27 kann beispielsweise ein auf Erdpotenzial angeordneter Rechner sein. Die

Auswerteeinrichtung 20 überträgt insbesondere die ermittelte Größe des durch die Stromschiene 3 fließenden elektrischen Stroms I _s über den Kommunikationskanal 26 zu der

datenverarbeitenden Einrichtung 27. Außerdem können optional über den Kommunikationskanal 26 weitere Daten von der

Auswerteeinrichtung 20 zu der datenverarbeitenden Einrichtung 27 übermittelt werden. Optional können auch in umgekehrter Richtung Daten von der datenverarbeitenden Einrichtung 27 über den Kommunikationskanal 26 zu der Auswerteeinrichtung 20 übermittelt werden.

Im Ausführungsbeispiel ist der Messleiter 5 an einer

Oberfläche 30 der Stromschiene 3 angeordnet. Konkret ist der Messleiter 5 an der inneren Oberfläche 30 der rohrförmigen Stromschiene 3 angeordnet, also in einem Innenraum 32 der rohrförmigen Stromschiene 3. Der Messleiter 5 kann beispielsweise auf diese Oberfläche der Stromschiene geklebt sein mittels eines elektrisch isolierenden Klebstoffes.

Dadurch wird der Messleiter 5 (abgesehen vom ersten

Kontaktpunkt A) gegenüber der Stromschiene 3 elektrisch isoliert. Die Anordnung und das Verfahren können

grundsätzlich zur Messung/Ermittlung des durch die

Stromschiene 3 fließenden Stroms bei beliebigen Spannungen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist diese Anordnung und das Verfahren aber bei Stromschienen, die auf

Hochspannungspotenzial liegen. Mittels der Anordnung und des Verfahrens kann nämlich der Strom auf Hochspannungspotenzial mit einer hohen Genauigkeit und einer hohen Dynamik (d.h. in einem großen Frequenzbereich) ermittelt werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft für die Regelung und den Schutz von Hochspannungs-Stromrichtern (zum Beispiel für die

Hochspannungs-Gleichstromübertragung) oder für die Ermittlung einer über die Stromschiene 3 übertragenen elektrischen

Leistung (beispielsweise zum Zwecke der Abrechnung der

Leistungsübertragung) .

Vorstehend wurden die Anordnung und das Verfahren am Beispiel einer rohrförmigen Stromschiene beschrieben. Die Anordnung und das Verfahren können aber auch mit einer anderen

Stromschiene realisiert werden, beispielsweise mit einer flachbandförmigen Stromschiene.

Die beschriebene Anordnung und das beschriebene Verfahren weisen eine Reihe von Vorteilen auf:

Die Anordnung 1 und das beschriebene Verfahren weisen einen großen Messdynamikbereich auf, weil ein Teil der Stromschiene 3 als Strom-Messshunt verwendet wird und zusätzlich nur ein einfacher Messleiter 5 notwendig ist. Im Unterscheid dazu müsste bei der Verwendung von zusätzlichen

widerstandsbasierten Bauelementen als Strom-Messshunts aufgrund derer komplizierteren Konstruktion und Materialwahl mit deutlichen Einschränkungen der Messdynamik gerechnet werden. Weiterhin ist vorteilhafterweise keine

Temperaturmessung und keine Temperaturkompensation erforderlich, weil der Messleiter im Wesentlichen eine definierte Temperatur annimmt, nämlich die Temperatur der Stromschiene 3. Es entsteht auch keine nennenswerte

zusätzliche Verlustleistung, weil durch den Messleiter 5 nur ein vergleichsweise kleiner Strom fließt. Weiterhin ist keine aufwendige mechanische Konstruktion zur Befestigung der Anordnung (insbesondere auf Hochspannungspotenzial)

erforderlich, da die Anordnung vorzugsweise im Inneren/im Innenraum der rohrförmigen Stromschiene 3 angeordnet ist.

Wenn der Messleiter 5 aus demselben Material besteht wie die Stromschiene 3, dann kann auch auf teure Speziallegierungen für den Messleiter verzichtet werden. Der spezifische

Widerstand des Messleiters ist dann gleich dem spezifischen Widerstand der Stromschiene, so dass der durch die

Stromschiene 3 fließende Strom sehr einfach ermittelt werden kann aus dem Messstrom I _L und dem Verhältnis der

Querschnittsflächen der Stromschiene und des Messleiters.

Die Anordnung 1 und das Verfahren lassen sich einfach und kostengünstig realisieren, da neben der sowieso vorhandenen Stromschiene und der Spannungsmesseinrichtung 8, Stromquelle 14 und Auswerteeinrichtung 20 lediglich ein kostengünstiger Messleiter 5 erforderlich ist. Der Messleiter sowie die elektronischen Einrichtungen (Spannungsmesseinrichtung 8, Stromquelle 14, Auswerteeinrichtung 20) liegen geschützt im Inneren der rohrförmigen Stromschiene, insbesondere

witterungsgeschützt und in einem nahezu feldfreien Raum. Das Gewicht der Anordnung ist wesentlich geringer, als das

Gewicht eines zusätzlichen Shunt-Widerstands für große Ströme wäre. Außerdem ist keine aufwendige Isolation erforderlich, da die wesentlichen Komponenten der Anordnung auf dem

Potenzial der Stromschiene angeordnet sind. Die

Messgenauigkeit der Anordnung wird von thermischen Einflüssen kaum beeinträchtigt, da die Anordnung auf einer definierten Temperatur liegt, insbesondere die Temperatur der

Stromschiene annimmt. Durch entsprechende Wahl der

Querschnittsfläche des Messleiters, der Querschnittsfläche der Stromschiene, der Länge des Strompfads zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem dritten Kontaktpunkt C und/oder der Länge des Strompfads zwischen dem ersten Kontaktpunkt A und dem zweiten Kontaktpunkt B können für den Messstrom I _L sowie für die zu messende Spannung zwischen dem zweiten

Kontaktpunkt B und dem dritten Kontaktpunkt C gut geeignete Werte gewählt werden, beispielsweise gut für die Auswertung in der Auswerteeinrichtung 20 geeignete Werte. Insbesondere kann der Querschnitt des Messleiters 5 so gewählt werden, dass der Messstrom I _L in einem gewünschten Bereich liegt, der kostengünstig mittels der Stromquelle 14 abgedeckt werden kann. Eine zusätzliche aufwendige Ausstattung der

Stromschiene mit Koronaringen oder ähnlichem ist nicht notwendig .

Für den Messleiter 5 ist insbesondere ein Leiter mit einer geringen Querschnittsfläche (und damit einem sehr geringen Volumen) ausreichend. Daher kann dieser Messleiter einfach von innen an der Oberfläche der rohrförmigen Stromschiene angebracht (zum Beispiel auf die innere Oberfläche der rohrförmigen Stromschiene geklebt) sein. Vorteilhafterweise hat der Messleiter 5 dieselbe Temperatur wie die Stromschiene 3. Somit wird der thermische Einfluss kompensiert, ohne dass dafür aufwendige Kompensationsschaltungen notwendig sind.

Wenn der Messleiter 5 und die Stromschiene 3 aus demselben Material bestehen, dann weisen beide Elemente auch denselben spezifischen Widerstand auf. Bei der Ermittlung des durch die Stromschiene fließenden Stroms braucht lediglich ein

(kleiner) Strom (Messstrom I _L) über den Messleiter 5

getrieben werden und die Spannungsdifferenz zwischen dem zweiten Kontaktpunkt und dem dritten Kontaktpunkt auf einen vorbestimmten Wert, insbesondere auf Null, geregelt werden. Dies ist einfach und präzise mit kostengünstiger Technik möglich. Insgesamt lässt sich das beschriebene Verfahren und die beschriebene Anordnung kostengünstig realisieren, und es wird dennoch eine zuverlässige und robuste Lösung zur

Ermittlung der Größe eines durch die Stromschiene fließenden Stroms (auch auf Hochspannungspotenzial und/oder bei hohen Frequenzen) ermöglicht.