Magnetooptischer Stromwandler und Verfahren zum Erfassen einer Stromstärke

Die Erfindung betrifft einen magnetooptischen Stromwandler und ein Verfahren zum Erfassen einer Stromstärke eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter mit einem magneto optischen Stromwandler.

Unter einem magnetooptischen Stromwandler wird hier eine op tische Messvorrichtung zum Messen eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter verstanden, die auf dem magnetooptischen Faraday-Effekt beruht. Unter dem Faraday-Effekt versteht man die Drehung der Polarisationsrichtung einer linear polari sierten elektromagnetischen Welle in einem Medium durch ein zur Ausbreitungsrichtung der Welle paralleles Magnetfeld. Die Drehung der Polarisationsrichtung ist dabei proportional zu der magnetischen Flussdichte des Magnetfelds.

Bei einem magnetooptischen Stromwandler wird linear polari siertes Licht durch einen in der Nähe des Stromleiters ange ordneten Lichtleiter geleitet, der den Faraday-Effekt zeigt. Das von dem Strom in dem Stromleiter erzeugte Magnetfeld be wirkt in dem Lichtleiter eine Drehung der Polarisationsrich tung des Lichts. Da die magnetische Flussdichte des Magnet felds in dem Lichtleiter von der Stromstärke des Stroms in dem Stromleiter abhängt, lässt sich die Stromstärke messen, indem die Drehung der Polarisationsrichtung des Lichts in dem Lichtleiter erfasst wird. Um die Drehung der Polarisations richtung zu erfassen, wird das von dem Lichtleiter ausgegebe ne Licht beispielsweise durch einen ausgangsseitigen Polari sator geführt und es wird eine Lichtintensität des von dem Polarisator transmittierten Lichts erfasst.

Bei dieser Messmethode ergeben sich jedoch Probleme, wenn die Polarisationsrichtung gerade soweit gedreht wird, dass sie orthogonal oder fast orthogonal zu der Polarisationsachse des ausgangsseitigen Polarisators ist. Dann wird von dem Polari sator kein oder fast kein Licht transmittiert, und das Mess signal ist Null oder fast Null und somit schwierig oder gar nicht von einem Rauschsignal unterscheidbar. Ferner kann nicht oder nicht zuverlässig zwischen einer Stromstärke, die zu dieser Drehung der Polarisationsrichtung führt, und dem Fall unterschieden werden, dass dem Lichtleiter gar kein Licht zugeführt wird, beispielsweise weil eine Lichtzufuhr zu dem Lichtleiter unterbrochen ist (z. B. im Fall eines Bruchs eines für die Lichtzufuhr verwendeten Lichtwellenleiters) oder der Stromwandler einen anderen Defekt aufweist (z. B. einen Ausfall einer Lichtquelle). Außerdem ist die Licht intensität des von einer Lichtleitereinheit ausgegebenen Lichts eine periodische Funktion des Drehwinkels, um den die Polarisationsrichtung des Lichts bei dem Durchgang durch den Lichtleiter der Lichtleitereinheit gedreht wird. Dadurch ist eine eindeutige Zuordnung der Lichtintensität des von dem Po larisator transmittierten Lichts zu einer Stromstärke des Stroms durch den Stromleiter nur für einen eingeschränkten Wertebereich des Drehwinkels möglich. Diese Probleme schrän ken den Messbereich ein, in dem der Stromwandler einsetzbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetoopti schen Stromwandler und ein Verfahren zum Erfassen einer Stromstärke eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter mit einem magnetooptischen Stromwandler anzugeben, die hin sichtlich einer Erweiterung des Messbereichs des Stromwand lers verbessert sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem magnetooptischen Stromwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Ver fahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein erfindungsgemäßer magnetooptischer Stromwandler zum Er fassen einer Stromstärke eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter umfasst zwei Lichtleitereinheiten, die jeweils einen linearen Eingangspolarisator, einen linearen Ausgangs polarisator und einen zwischen dem Eingangspolarisator und dem Ausgangspolarisator im Bereich des Stromleiters angeord neten Lichtleiter, der den Faraday-Effekt zeigt und einge richtet ist, von dem Eingangspolarisator transmittiertes Licht dem Ausgangspolarisator zuzuführen, aufweisen. Ferner umfasst der Stromwandler eine Lichtversorgungseinrichtung, die eingerichtet ist, den Lichtleitereinheiten eingangsseitig Licht zuzuführen, und eine Analyseeinrichtung, die eingerich tet ist, für jede Lichtleitereinheit eine Lichtintensität von Licht zu erfassen, das von der Lichtleitereinheit ausgangs seitig ausgegeben wird, und aus den erfassten Lichtintensitä- ten die Stromstärke des elektrischen Stroms durch den Strom leiter zu ermitteln. Dabei ist eine Polarisationsachse des Ausgangspolarisators jeder Lichtleitereinheit gegenüber einer Polarisationsachse des Eingangspolarisators der Lichtleiter einheit um einen Polarisationswinkel gedreht und die Polari sationswinkel der beiden Lichtleitereinheiten sind voneinan der verschieden.

Die Drehung der Polarisationsachse des Ausgangspolarisators gegenüber der Polarisationsachse des Eingangspolarisators einer Lichtleitereinheit ist dabei durch einen Winkel zwi schen der Polarisationsachse des Ausgangspolarisators und der Polarisationsrichtung definiert, die parallel zu der Polari sationsachse des Eingangspolarisators polarisiertes Licht am Ort des Ausgangspolarisators aufweist, wenn die Polarisati onsrichtung des Lichts beim Durchlaufen des Lichtleiters der Lichtleitereinheit nicht durch den Faraday-Effekt gedreht wird, das heißt wenn kein Strom in dem Stromleiter fließt.

Ein erfindungsgemäßer magnetooptischer Stromwandler weist also zwei Lichtleitereinheiten mit voneinander verschiedenen Polarisationswinkeln auf. Diese Ausführung des Stromwandlers hat mehrere Vorteile. Zum einen ermöglicht sie eine Vergröße- rung des Messbereichs des Stromwandlers gegenüber einer Aus führung mit nur einer Lichtleitereinheit. Wie oben bereits ausgeführt wurde, ist die Lichtintensität des von einer Lichtleitereinheit ausgegebenen Lichts eine periodische Funk tion des Drehwinkels der Drehung der Polarisationsrichtung des Lichts in dem Lichtleiter. Daher muss der Messbereich eines Stromwandlers mit nur einer Lichtleitereinheit auf einen bestimmten Winkelbereich des Drehwinkels beziehungswei se auf dazu gehörige Ströme in dem Stromleiter eingeschränkt werden, um einer Lichtintensität, die von der Lichtleiterein heit ausgegeben wird, eindeutig eine Stromstärke eines Stroms in dem Stromleiter zuzuordnen.

Die Verwendung zweier Lichtleitereinheiten mit voneinander verschiedenen Polarisationswinkeln ermöglicht eine Verschie bung der die Lichtintensitäten in Abhängigkeit von dem Dreh winkel beschreibenden Kennlinien der Lichtleitereinheiten gegeneinander. Dadurch kann erreicht werden, dass zwei ver schiedenen Werten des Drehwinkels, denen durch die Kennlinie einer der Lichtleitereinheiten dieselbe Lichtintensität zuge ordnet wird, durch die Kennlinie der anderen Lichtleiterein heit verschiedene Lichtintensitäten zugeordnet werden. Die Ambiguität der Kennlinie einer Lichtleitereinheit kann also durch die Kennlinie der anderen Lichtleitereinheit aufgelöst werden, so dass der Messbereich vorteilhaft erweitert werden kann.

Ferner kann die Verwendung zweier Lichtleitereinheiten mit unterschiedlichen Polarisationswinkeln genutzt werden, um Defekte des Stromwandlers zu erkennen und die oben beschrie benen Probleme (schlechtes Signal-Rausch-Verhältnis, schwie rige Erkennung eines Defekts des Stromwandlers) zu lösen, die sich bei der Verwendung nur einer Lichtleitereinheit in dem Fall ergeben, dass die Polarisationsrichtung des Lichts im Lichtleiter gerade soweit gedreht wird, dass sie orthogonal oder fast orthogonal zu der Polarisationsachse des Ausgangs polarisators ist. Beispielsweise kann bei der Verwendung zweier Lichtleitereinheiten mit unterschiedlichen Polarisati- onswinkeln erreicht werden, dass die Kennlinie einer der bei den Lichtleitereinheiten Werten des Drehwinkels, denen die Kennlinie der anderen Lichtleitereinheit ein ganz oder fast verschwindende Lichtintensität zuordnet, eine merklich von Null verschiedene Lichtintensität zuordnet. So kann erreicht werden, dass jedem Wert des Drehwinkels durch wenigstens eine der beiden Kennlinien eine ausreichend hohe Lichtintensität zugeordnet wird. Dadurch kann für jeden Wert des Drehwinkels ein ausreichendes Signal-Rausch-Verhältnis erreicht werden und zuverlässig ein Defekt des Stromwandlers identifiziert werden, beispielsweise wenn keine der beiden Lichtleiterein heiten Licht ausgibt.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromwandlers sind die Lichtleiter der beiden Lichtleitereinheiten iden tisch ausgeführt. Dies erleichtert die Auswertung und den Vergleich der für die beiden Lichtleitereinheiten erfassten Messsignale sowie die Einstellung einer definierten Differenz der Polarisationswinkel der Lichtleitereinheiten.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strom wandlers verläuft der Lichtleiter jeder der beiden Lichtlei tereinheiten ringförmig um den Stromleiter herum. Dadurch wird die Messung der Stromstärke des Stroms im Stromleiter weitgehend unabhängig von der Position des Stromleiters rela tiv zu den Lichtleitereinheiten und der Einfluss äußerer Fel der auf die Messung wird reduziert.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strom wandlers ist der Lichtleiter jeder der beiden Lichtleiterein heiten aus einem Glas, beispielsweise aus optischem Flint glas, gefertigt. Dies hat beispielsweise gegenüber der Ver wendung faseroptischer Lichtleiter den Vorteil, dass keine teureren Lichtwellenleiter als Lichtleiter verwendet werden müssen, die eine lineare Polarisation des Lichts aufrecht er halten. Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strom- wandlers beträgt der Betrag des Polarisationswinkels wenigs tens einer Lichtleitereinheit wenigstens annähernd 45 Grad. Dadurch wird der Arbeitspunkt der Erfassung des aus der Lichtleitereinheit austretenden Lichts bei verschwindendem Strom in dem Stromleiter vorteilhaft in einen steil anstei genden oder abfallenden Bereich der Kennlinie der Lichtlei tereinheit gelegt und somit die Messempfindlichkeit in diesem Arbeitspunkt optimiert. Insbesondere kann mittels der Licht leitereinheit vorteilhaft für beide Stromrichtungen von Strom (insbesondere von Wechselstrom) in dem Stromrichter eine we nigstens annähernd gleiche Messempfindlichkeit erreicht und zwischen den beiden Stromrichtungen zuverlässig unterschieden werden.

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strom wandlers weist die Analyseeinrichtung für jede Lichtleiter einheit einen Photodetektor auf, der eingerichtet ist, die Lichtintensität von Licht zu erfassen, das von der Lichtlei tereinheit ausgangsseitig ausgegeben wird. Dadurch werden den von den Lichtleitereinheiten ausgegebenen Lichtintensitäten vorteilhaft leicht auswertbare elektrische Messsignale zuge ordnet.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stromwandlers weist die Lichtversorgungseinrichtung für jede Lichtleiter einheit eine Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode, auf und ist eingerichtet, der Lichtleitereinheit von der Lichtquelle erzeugtes Licht zuzuführen. Dadurch kann der Stromwandler auch bei dem Ausfall einer der beiden Lichtquel len mit wenigstens einer der beiden Lichtleitereinheiten wei ter betrieben werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen einer Strom stärke eines elektrischen Stroms in einem Stromleiter mittels eines erfindungsgemäßen magnetooptischen Stromwandlers wird den beiden Lichtleitereinheiten des Stromwandlers mit der Lichtversorgungseinrichtung des Stromwandlers jeweils Licht zugeführt. Ferner wird mit der Analyseeinrichtung des Strom wandlers für jede Lichtleitereinheit eine Lichtintensität von Licht erfasst, das von der Lichtleitereinheit ausgangsseitig ausgegeben wird, und aus den erfassten Lichtintensitäten wird die Stromstärke des elektrischen Stroms durch den Stromleiter ermittelt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den oben genannten Vorteilen eines erfindungsgemäßen Stromwand lers.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Toleranzbereich für eine Differenz der für die beiden Lichtleitereinheiten erfassten Lichtintensitäten vorgegeben und es wird auf einen Defekt des Stromwandlers geschlossen, wenn die Differenz der für die beiden Lichtleitereinheiten erfassten Lichtintensitäten außerhalb des Toleranzbereichs liegt. Insbesondere kann der Toleranzbereich in Abhängigkeit von der Lichtintensität von Licht vorgegeben werden, das von einer der beiden Lichtleitereinheiten ausgegeben wird.

Die vorgenannte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens nutzt aus, dass die Kennlinien der beiden Lichtleiter einheiten für alle Werte des Drehwinkels eine Differenzkenn linie definieren, die für jeden Wert des Drehwinkels eine Differenz der Lichtintensitäten angibt, die die beiden Kenn linien diesem Wert des Drehwinkels jeweils zuordnen. Eine starke Abweichung einer Differenz der für die beiden Licht leitereinheiten erfassten Lichtintensitäten von dieser Diffe renzkennlinie kann somit auf einen Defekt des Stromwandlers hindeuten. Insbesondere kann der Toleranzbereich für die Dif ferenz der für die beiden Lichtleitereinheiten erfassten Lichtintensitäten daher als ein Bereich um die Differenzkenn linie vorgegeben werden. Die Breite des Toleranzbereichs um die Differenzkennlinie herum kann beispielsweise die Mess genauigkeiten der Erfassung der Lichtintensitäten berücksich tigen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines magnetooptischen Stromwandlers,

FIG 2 eine perspektivische Prinzipdarstellung von Lichtlei tern eines Ausführungsbeispiels eines magnetoopti schen Stromwandlers,

FIG 3 ein Diagramm mit Kennlinien eines Ausführungsbei spiels eines magnetooptischen Stromwandlers.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit densel ben Bezugszeichen versehen.

Figur 1 (FIG 1) zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbei spiels eines magnetooptischen Stromwandlers 1 zum Erfassen einer Stromstärke eines elektrischen Stroms in einem Strom leiter 2. Der Stromwandler 1 umfasst eine Lichtversorgungs einrichtung 3, zwei Lichtleitereinheiten 5, 6 und eine Analy seeinrichtung 7.

Die Lichtversorgungseinrichtung 3 ist eingerichtet, den Lichtleitereinheiten 5 eingangsseitig Licht 9, 10 zuzuführen. Die Lichtversorgungseinrichtung 3 umfasst für jede Lichtlei tereinheit 5, 6 eine Lichtquelle 11, 12, eine Kollimatorein heit 13, 14 und einen (bezogen auf die Lichtleitereinheit 5,

6) eingangsseitigen Lichtwellenleiter 15, 16. Jede Lichtquel le 11, 12 ist beispielsweise jeweils als eine Leuchtdiode ausgebildet. Jede Kollimatoreinheit 13, 14 bündelt von einer Lichtquelle 11, 12 erzeugtes Licht 9, 10 und speist das Licht 9, 10 in einen Lichtwellenleiter 15, 16 ein. Jeder Lichtwellenleiter 15, 16 leitet das ihm zugeführte Licht 9,

10 an eine Lichtleitereinheit 5, 6 weiter.

Jede Lichtleitereinheit 5, 6 umfasst einen linearen Eingangs polarisator 17, 18, einen linearen Ausgangspolarisator 19, 20 und einen zwischen dem Eingangspolarisator 17, 18 und dem

Ausgangspolarisator 19, 20 im Bereich des Stromleiters 2 an geordneten Lichtleiter 21, 22, der den Faraday-Effekt zeigt und eingerichtet ist, von dem Eingangspolarisator 17, 18 transmittiertes Licht dem Ausgangspolarisator 19, 20 zuzufüh ren.

Die Analyseeinrichtung 7 ist eingerichtet, für jede Lichtlei tereinheit 5, 6 eine Lichtintensität von Licht 9, 10 zu er fassen, das von der Lichtleitereinheit 5, 6 ausgangsseitig ausgegeben wird, und aus den erfassten Lichtintensitäten die Stromstärke des elektrischen Stroms durch den Stromleiter 2 zu ermitteln. Zu diesem Zweck weist die Analyseeinrichtung 7 für jeden Lichtleiter 21, 22 einen (bezogen auf die Lichtlei tereinheit 5, 6) ausgangsseitigen Lichtwellenleiter 23, 24 und einen Photodetektor 25, 26 auf. Der Lichtwellenleiter 23, 24 führt dem Photodetektor 25, 26 von dem Lichtleiter 21, 22 ausgegebenes Licht 9, 10 zu. Der Photodetektor 25, 26 ist eingerichtet, die Lichtintensität des ihm zugeführten Lichts 9, 10 zu erfassen. Jeder Photodetektor 25, 26 ist beispiels weise als eine Fotodiode ausgebildet. Ferner umfasst die Analyseeinrichtung 7 eine Auswerteeinheit 27, die die von den Photodetektoren 25, 26 erfassten Lichtintensitäten auswertet und daraus die Stromstärke des elektrischen Stroms durch den Stromleiter 2 bestimmt.

Figur 2 (FIG 2) zeigt eine perspektivische Prinzipdarstellung der Lichtleiter 21, 22 eines Ausführungsbeispiels eines mag netooptischen Stromwandlers 1. Die Lichtleiter 21, 22 sind identisch ausgeführt, verlaufen jeweils ringförmig entlang eines Vierecks um den Stromleiter 2 herum und sind aus einem Glas, beispielsweise aus optischem Flintglas, gefertigt. Ab weichend von Figur 2 weisen die Lichtleiter 21, 22 in der re- alen Ausführung von dem Stromleiter 2 abgewandte Außenober flächen auf, die in den Eckbereichen des jeweiligen Vierecks um 45 Grad abgewinkelt sind, um das Licht 9, 10 dort durch Totalreflektion um 90 Grad umzulenken. Die genaue Ausführung der Lichtleiter 21, 22 ist jedoch für die Erfindung nicht re levant und daher hier nicht dargestellt.

Die Polarisationsachse des Ausgangspolarisators 19, 20 jeder Lichtleitereinheit 5, 6 ist gegenüber der Polarisationsachse des Eingangspolarisators 17, 18 der Lichtleitereinheit 5, 6 um einen Polarisationswinkel gedreht, wobei die Polarisati onswinkel der beiden Lichtleitereinheiten 5, 6 voneinander verschieden sind.

Durch den Eingangspolarisator 17, 18 einer Lichtleiterein heit 5, 6 wird der Lichtleitereinheit 5, 6 zugeführtes Licht 9, 10 parallel zur Polarisationsachse des Eingangspolarisa tors 17, 18 linear polarisiert. Wenn ein Strom in dem Strom leiter 2 fließt, wird die Polarisationsrichtung des Lichts 9, 10 während des Durchlaufens des Lichtleiters 21, 22 der Lichtleitereinheit 5, 6 aufgrund des Faraday-Effekts gedreht. Von dem Ausgangspolarisator 19, 20 wird ein Anteil des Lichts 9, 10 transmittiert, der parallel zu der Polarisationsachse des Ausgangspolarisators 19, 20 ist.

Die Lichtintensität des von einer Lichtleitereinheit 5, 6 ausgegebenen Lichts 9, 10 hängt daher von einem Drehwinkel cp ab, um den die Polarisationsrichtung des Lichts 9, 10 beim

Durchlaufen des Lichtleiters 21, 22 der Lichtleitereinheit 5, 6 gedreht wird. Da die Lichtleitereinheiten 5, 6 identisch ausgebildet sind, ist der Drehwinkel cp für beide Lichtleiter einheiten 5, 6 gleich. Da die Polarisationswinkel der beiden Lichtleitereinheiten 5, 6 jedoch voneinander verschieden sind, unterscheiden sich die Anteile des von den Ausgangs polarisatoren 19, 20 der beiden Lichtleitereinheiten 5, 6 transmittierten Lichts jedoch voneinander (außer für speziel le Drehwinkel cp). Daher unterscheiden sich auch die von den Lichtleitereinheiten 5, 6 ausgegebenen normierten Lichtinten- ll sitäten voneinander, wobei die normierte Lichtintensität, die von einer Lichtleitereinheit 5, 6 ausgegeben wird, definiert ist als das Verhältnis I/I _max der Lichtintensität I des von der Lichtleitereinheit 5, 6 ausgegebenen Lichts 9, 10 zu einer maximalen Lichtintensität I _ma x, die erreicht wird, wenn die Polarisationsrichtung des Lichts 9, 10 nach dem Durchlau fen des Lichtleiters 21, 22 der Lichtleitereinheit 5, 6 pa rallel zu der Polarisationsachse des Ausgangspolarisators 19, 20 der Lichtleitereinheit 5, 6 ist.

Figur 3 (FIG 3) zeigt Kennlinien II, 12 für die normierten Lichtintensitäten, die von den Lichtleitereinheiten 5, 6 aus gegeben werden, im Fall, dass eine erste Lichtleitereinheit 5 einen Polarisationswinkel von 45 Grad aufweist und die zweite Lichtleitereinheit 6 einen Polarisationswinkel von 90 Grad aufweist. Dabei bezeichnet II die Kennlinie der ersten Licht leitereinheit 5 und 12 bezeichnet die Kennlinie der zweiten Lichtleitereinheit 6. Jede Kennlinie II, 12 gibt die normier te Lichtintensität in Abhängigkeit von dem Drehwinkel cp an, der angibt, wieweit die Polarisationsrichtung des Lichts 9,

10 beim Durchlaufen des Lichtleiters 21, 22 der jeweiligen Lichtleitereinheit 5, 6 gedreht wird.

Da die erste Lichtleitereinheit 5 in dem hier betrachteten Beispiel einen Polarisationswinkel von 45 Grad aufweist, hat die Kennlinie II ein Minimum von normierter Lichtintensität Null bei -45 Grad (modulo 180 Grad), da bei cp = -45° die Polarisationsrichtung des Lichts 9 am Ausgangspolarisator 19 orthogonal zur Polarisationsachse des Ausgangspolarisators 19 ist, und ein Maximum von normierter Lichtintensität Eins bei 45 Grad (modulo 180 Grad), da bei cp = 45° die Polarisations richtung des Lichts 9 am Ausgangspolarisator 19 parallel zur Polarisationsachse des Ausgangspolarisators 19 ist. Entspre chend hat die Kennlinie 12 ein Minimum von normierter Licht intensität Null bei cp = 0° (modulo 180 Grad) und ein Maximum von normierter Lichtintensität Eins bei cp = 90° (modulo 180 Grad), da die zweite Lichtleitereinheit 6 in dem hier be trachteten Beispiel einen Polarisationswinkel von 90 Grad aufweist.

An Figur 3 lassen sich beispielhaft mehrere Vorteile der Ver wendung von zwei Lichtleitereinheiten 5 , 6 mit unterschiedli chen Polarisationswinkeln verdeutlichen. Beispielsweise zeigt Figur 3 , dass die Kennlinie II gleiche Werte für die Drehwin kel cp = 30 ° und cp = 60 ° liefert (beziehungsweise allgemeiner für cp = 45 ° -a und cp = 45 ° + ) , so dass diese Werte durch die erste Lichtleitereinheit 5 allein nicht unterscheidbar sind. Entsprechendes gilt beispielsweise für die Drehwinkel cp = - 60 ° und cp = -30 ° (beziehungsweise allgemeiner für cp = -45 ° - und cp = -45 ° + ) . Mit anderen Worten müsste der Messbereich bei Verwendung nur der ersten Lichtleitereinheit 5 beispiels weise eingeschränkt werden auf den Winkelbereich [ -45 ° , 45 ° ] beziehungsweise auf die dazu gehörigen Ströme in dem Strom leiter 2, um einer normierten Lichtintensität, die von der ersten Lichtleitereinheit 5 ausgegeben wird, eindeutig eine Stromstärke eines Stroms in dem Stromleiter 2 zuzuordnen. Durch die zusätzliche Verwendung der zweiten Lichtleiterein heit 6 kann dieser Messbereich jedoch erweitert werden, da die Kennlinie 12 der zweiten Lichtleitereinheit 6 beispiels weise für die Drehwinkel cp = 30 ° und cp = 60 ° sowie cp = - 60 ° und cp = -30 ° verschiedene Werte aufweist und somit die Ambi guität der Kennlinie II bei diesen Drehwinkeln auflösbar macht.

Ferner kann die Verwendung zweier Lichtleitereinheiten 5 , 6 mit unterschiedlichen Polarisationswinkeln genutzt werden, um Defekte des Stromwandlers 1 zu erkennen. Beispielsweise kann im Fall der Verwendung nur der ersten Lichtleitereinheit 5 nicht unterschieden werden zwischen dem Fall eines Drehwin kels cp = -45 ° (oder eines Drehwinkels nahe bei cp = -45 ° ) und dem Fall, dass eine Lichtzufuhr zu der ersten Lichtleiterein heit 5 ausfällt oder unterbrochen ist (beispielsweise auf grund eines Defekts des Lichtwellenleiters 15 , des Lichtwel lenleiters 23 und/oder eines Ausfalls der Lichtquelle 11 ) .

Die zusätzliche Berücksichtigung der zweiten Lichtleiterein- heit 6 ermöglicht jedoch eine derartige Unterscheidung, da die Kennlinie 12 der zweiten Lichtleitereinheit 6 bei cp = - 45° einen deutlich von Null verschiedenen Wert annimmt.

Ferner gibt es keinen Wert des Drehwinkels cp, für den beide Kennlinien II, 12 eine verschwindende normierte Lichtintensi- tät annehmen. Wenn für beide Lichtleitereinheiten 5, 6 keine

Lichtintensität erfasst wird, kann daher auf einen Defekt des Stromwandlers 1 geschlossen werden.

Ferner definieren die beiden Kennlinien II, 12 für alle Werte des Drehwinkels cp eine Differenzkennlinie DI(cp) = II(cp) - 12 (cp). Eine starke Abweichung einer Differenz der für die beiden Lichtleitereinheiten 5, 6 erfassten Lichtintensitäten von der Differenzkennlinie DI(cp) kann somit ebenfalls auf einen Defekt des Stromwandlers 1 hindeuten. Insbesondere kann ein Toleranzbereich R für diese Differenz als ein Bereich um die Differenzkennlinie DI(cp) vorgegeben werden und auf einen Defekt des Stromwandlers 1 geschlossen werden, wenn die Dif ferenz der für die beiden Lichtleitereinheiten 5, 6 erfassten normierten Lichtintensitäten außerhalb des Toleranzbereichs R liegt. Die Breite des Toleranzbereiches R um die Differenz kennlinie DI(cp) herum berücksichtigt dabei beispielsweise die Messgenauigkeiten der Erfassung der Lichtintensitäten.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.