DE723933C - Verfahren zur Ermittlung der fuer eine Stromentnahmestelle in Hinsicht auf den Schutz gegen Beruehrungsspannung durch Erdung oder Nullung zulaessigen Sicherungsgroesse - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung der fuer eine Stromentnahmestelle in Hinsicht auf den Schutz gegen Beruehrungsspannung durch Erdung oder Nullung zulaessigen Sicherungsgroesse

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DE723933C
DE723933C DES121628D DES0121628D DE723933C DE 723933 C DE723933 C DE 723933C DE S121628 D DES121628 D DE S121628D DE S0121628 D DES0121628 D DE S0121628D DE 723933 C DE723933 C DE 723933C
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/30Structural combination of electric measuring instruments with basic electronic circuits, e.g. with amplifier

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  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

  • Verfahren zur Ermittlung der für eine Strornentnahrnestelle in Hinsicht auf den Schutz gegen Berührungsspannung durch Erdung oder Nullung zulässigen Sicherungsgröße Die Sicherheit im Betrieb elektrischer Einrichtungen gegen Gefährdung durch Berührungsspannungen macht es erforderlich, nicht nur die unter Spannung stehenden Anlage-oder Geräteteile zu isolieren oder in sonstiger Weise gegen zufällige Berührung zu schützen, sondern auch dafür zu sorgen, daß solche Metallteile elektrischer Einrichtungen, die an sich zwar betriebsmäßig nicht spannungführend sind. infolge einer Beschädigung der Isolation spannungführender Teile o dgl. aber zufällig unter Spannung kommen können, trotzdem keine Gefährdung der sie berührenden Personen herl)eizuführen ve rmö,gen.
  • Die einfachsten Schutzmaßnahmen hierfür sind je nach den besonderen N.etzverhältnissen vorzugsweise Erdung oder Nullanig oder auch eine Kombination von beiden und bestehen darin, daß die zu schützenden Metallteile an eine besondere Leitung, Schutzleitung genannt, angeschlossen werden.
  • Diese wird entweder, z. B. durch Verbindung mit der Wasserleitung, unmittelbar oder durch Verbindung mit einem besonderen Nulleiter des Netzes, der an einer oder meh reren Stellen geerdet ist, mittelbar geerdet.
  • Dam.it den betreffenden Nietallteilen dauernd ein ungefährliches Potential aufgezwungen wird, ist erforderlich, daß das im ungestörten Betrieb an ihnen liegende Erdpotential bei einer Beschädigung der Isolation 0. dgl. nicht dadurch gefälscht wird, daß an der Erdungsstelle, in der Schutzleitung oder im Nulleiter infolge des Fehlerstromes ein unzulässig hoher Potential.anstieg hervorgerufen wird, der einerseits mit der Größe des im Störungsfall von dem span.nungführenden Netzleiter über die Flehlerstelle und die Schutzleitung zur Erde bzw. über den Nulleiter fließenden Stromes zunimmt, andererseits im wesentlichen von dem Verhältnis der im Fehlerstromkreis liegenden Widerstände, insbesondere von den Erdüb.ergangswiderständen bzw. dem Nulleiterwiderstand, abhängt.
  • Nach den Sicherheitsvorschriften des VDE darf der Potentialanstieg an dem zu schfitzenden Anlag.e- oder Geräteteil keinen höheren Wert als 65 Volt erreichen, sofern nicht eine Abschaltung des fehlerbehafteten Teiles durch Abscbmelzen der nächsten vorgeschalteten Sicherung in kurzer Zeit erreicht werden kann. Um letzteres sicherzustellen, ist es erforderlich, einen möglichst hohen Fehlerstrom zu erzwingen, der nach den genannten Vorschriften mindestens das 2,5fach des Sicherungsnennstromes betragen soll.
  • Die Einhaltung dieser Bedingung setzt verhältnismäßig kleine Widerstände im Fehlerstromkreis voraus. Da man nicht immer eine so hochwertige Erdung mit einem derart kleinen Erdübergangswiderstand erreichen kann, um einerseits den hei dem Eintritt des Fehlerstromes in die Erde auftretenden Potential anstieg innerhalb zulässiger Grenzen zu halten und andererseits einen für die Abschaltung in kurzer Zeit alusreichend großen Fehlerkurzschlußstrom zu währleisten, so macht man da, wo es die Xetzverhältnisse gestatten, besser von ,der Sullung Gebrauch. Bei dieser ist es nämlich im allgemeinen ohne weiteres möglich, den Widerstand des Nulleiters, der an die Stelle der Erdübergangswidlerställde bei der Erdung tritt. wesentlich kleiner zu halten und so zwar nicht unbedingt und unter allen Umständen den Potentialanstieg an dem zuschützenden Sletallteil unmittelbar zu begrenzen, aber mit Sicherheit das Auftreten so hoher Fehlerkurzschlußströme zu erzwingen, daß bei richtiger Auswahl der Sicherungen das beschädigte Gerät 0. dgl. stets, und zwar in kurzer Zeit, abgeschaltet wird.
  • Wie die vorstehenden Ausfithrungen zeigen, ist die zulässige Größe der mit Rücksicht auf die Abschaltung in kurzer Zeit im Störungsfall noch verwendbaren Sicherung eine Frage des im Falle der Erdung-über die Erde und im Falle der Nullung über den Nulleiter fließenden Fehleflurzschlußstromes, der bei einer Beschädigung der Anlage oder des Gerätes zustande kommt. Er steigt bei gegebenen Widerständen der gesamten Stromkreisbahn mit der Spannung und ist bei gegebener Netzspannung uln so größer, je geringer der Widerstand bzw. der spezifische Spannungsabfall der Zuleitungen ist.
  • Außerdem ist bei Wechselstrom .auch noch die Phasenlage, die durch den Phasemwinkel der einzelnen Widerstände bestimmt wird, von Einfluß.
  • Die Erfindung betrifft die Ermittlung bzw.
  • Nachprüfung der für eine Stromentnahmestelle in Hinsicht auf den Schutz gegen Belührungsspannung durch Erdung oder Sullung zulässigen Sicherungsgröße mittels eines Gerätes, das unter Berücksichtigung der erwähnten Zusammenhänge und insbesondere auf Grund der zwischen Spannung und Strom bestehenden Gesetzmäßigkeiten in einfacher Weise und ohne Gefährdung von Personen diejenige größte Sicherungsgröße angibt, die von dem im Störungsfall auftretenden Fehl erkurzschluß strom noch mit Sicherheit in kurzer Zeit abgeschaltet werden kann. Umgekehrt gestattet es auch nachzuprüfen, ob eine bestimmte Sicherungsgroße im Hinblick auf die Wirksamkeit der Erdung oder Nullung in kurzer Zeit noch zulässig ist.
  • Die bisher vom VDE in den Sicherheitsvorschriften empfohlene Methode der Nachprüfung der Wirksamkeit der Nullung, die sinngemäß auch für die der Erdung in betriebsmäßig geerdeten Netzen angewendet wird, besteht darin, daß durch einen absichtlichen Kurzschlußfehler zwischen einem Betriebsspannung führenden Pol und der Schutzleitung bzw. dem Nulleiter die Wirksamkeit in bezug auf die Abschaltung der Sicherung in kurzer Zeit praktisch erprobt wird. Diese Methode ist aber höchst gefährlich, weil im Falle des fichtansprechens der Sicherung an dem zu schützenden Gerät oder Anlageteil ein viel zu hoher Potentialanstieg auftritt. Er beträgt bei der Nullung im allgemeinen etwa die Hälfte desjenigen Spannungsbetrages, der im ungestörten Betrieb zwischen dem Nulleiter und dem die Betriebsspannung führenden Leiter herrscht, und setzt sämtliche an den Nulleiter zu Schutzzwecken angeschlossenen Metallteile unter Spannung. Durch den von dem Kurzschlußfehlerstrom bewirkten Potentialanstieg des Nulleiters entstehen daher Gefahren für die Benutzer sämtlicher an den Netznulleiter angeschlossenen Geräte. Ähnliches gilt auch bei der Erdung beispielsweise für die Erdungsstelle, in deren Umgebung Schrittspannungen vorübergehende Dritte gefährden.
  • Auch die vom VDE sonst noch vorgeschriebene Methode der Nachprüfung des Erdungswiderstandes, aus dessen experimentell bestimmtem Wert rechnerisch der Fehlerkurzschlußstrom an sich ermittelt werden kann, bietet gleiche Gefahren, wenn an der Erdungsstelle ein sogenannter Spannungstrichter auftritt, durch den wiederum Personen oder Tiere Schaden nehmen können. Außerdem ergeben sich hierbei sowohl in einem betriebsmäßig geerdeten als auch vorzugsweise in einem an sich zwar betriebsmäßig nicht geerdeten, jedoch nicht völlig erdschlußreinen Netz durch die vom VDE empfohlene Niethode auch Potentialverlagerungen an den übrigen Schutzleitungen, die unter Umständen, ähnlich wie bei der Nullung, sogar an von der Störungsstelle weit entfernten Stellen des Netzes plötzlich unerwartete und unerkläfliche Berührungsspannungen in an sich ordnungsgemäß ausgeführten Anlageteilen hervorrufen und so ebenfalls Gefahren für völlig unbeteiligte Dritte herbeiführen.
  • Die Methode der rechnerischen Ermittlung des Fehlerkurzschlußstromes aus dem experimentell bestimmten Wert des Erdübergangswiderstandes ist ferner unzuverlässig, da der Fehlerkurzschlußstrom nicht nur vom Erdübergangswiderstand als solchem, sondern auch von einer Reihe von Nebenfaktoren abhängt, die bei der experimentellen Bestimmung bzw. bei der rechnerischen Ermittlung nach einer der vorgenannten Methoden unberüclEsichti,gt bleiben. Beispielsweise ändert sich infolge des Leitungswiderstandes die Netz- bzw. Meß-Spannung stets mehr oder weniger mit dem Prüfstrom für die Bestimmung des Erdübergangswiderstandes. D.a der E rdübergangswiderstand aber nur aus einer Teilspannung bestimmt wird, für die es im einzelnen nicht auf den zugehörigen Wert der Netz- bzw.
  • Mefispannung ankommt, während die Wirksamkeit der Abschaltung der Sicherung in kurzer Zeit wesentlich hierdurch bedingt wird, so ergeben sich sehr leicht aus der Messung Trugschlüsse, und zwar insofern, als der Erdungswiderstand als ausreichend angesehen wird, während er in Wirklichkeit unter Berücksichtigung des tatsächlichen Netzspannungsabfalles im Störungsfalle zu hoch ist.
  • Es ist ferner auch eine Einrichtung be kannt, bei der der Erdübergangswiderstand aus der Änderung eines Instrumentenausschlages bei Einschaltung eines Widerstandes bestimmt wird Ihr liegt das bereits im vorstehenden erwähnte Prinzip zugrunde, auf dem die vom VDE empfohlenen Messungen des Erdübergangswiderstandes mittels Strom-und Spannungsmessers beruhen. Sie hat daher außer dem Nachteil der Gefährlichkeit der Messung auch bezüglich der weiteren Verwendung des Meßwertes den bereits im vorstehenden erörterten grundsätzlichen Übelstand in bezug auf die Vernachlässigung der Zustandsänderungen des Netzes bei dem. Meßergebnis, die infolge der Leitungswiderstände u. dgl. beim Ein- und Ausschalten des Widerstandes auftreten, da die Eichung des Instrumentes selbst auf einen ganz bestimmten Spanllungswert bezogen ist.
  • Erfindungsgemäß wird demgegenüber die für die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme zulässige Sicherungsgröße unmittelbar dadurch ermittelt, daß ein Belastungswiderstand zwischen einen spannungsfiihrenden Pol der Stromentnahmestelle und die Schutzleitung bzw. den Nulleiter geschaltet wird und daß die durch Ein- oder Ausschalten des Be-1 astungswiderstandes hervorgerufene elektrische Zustandsänderung des Netzes an dieser Stelle, die ein Maß für den dort auftretenden Kurzschlußstrom ist, auf dem Ausschlagshereich eines zweckmäßig in Sicherungsnennstromstärken geeichten Anzeigeinstrumentes derart abgebildet w.ird, daß der jeweilige Ausschlag bzw. dessen Anderung als Maß der zulässigen Sicherungsgröße dient. Man kann dabei als zu messende Größe sowohl den Strom als auch die Spannung heranziehen.
  • Zunächst soll die zuletzt genannte Möglichkeit erörtert werden. Ein für diese Methode aufgebautes Gerät besteht in seiner einfachsten. Form aus einem Spannungsmesser in Verbindung mit einem abschaltb.aren, parallel zum Spannungsmesser liegenden Wiederstand.
  • Wenn man z. B. zwischen den spannun,gführenden Pol einer Stromentnahmestelle mit einer Spannung gegen Erde von 220 Volt und einer Schutzleitung bzw. einem Nulleiter den Spannungsmesser eines solchen Meßgerätes schaltet, d.ann wird bei nichtgeschlossenem Paralleiwiderstand der Spannungsmesser die volle Spannung von 220 Volt anzeigen. Wird nunmehr z. B. mit Hilfe eines Druckknopfes der Parallelwiderstand eingeschaltet, dann sinkt die von dem Meßinstrument angezeigte Spannung um einen Betrag, der bedingt ist erstens durch die konstante Größe des Parallelwiderstandes und zweitens durch den Gesamtwiderstand der in dem Stromkreis liegenden Netzteile, d. h. spannungführenden Leitungen einschließlich Schutzleitung und Erde bzw. Nulleiter. Von dieser Spannungsänderung läßt sich unmittelbar auf die Größe des Fehlerkurzschlußstromes schließen, d. h. desjen.igen Stromes, der über eine Fehlerstelle mit dem Widerstand Null fließen würde.
  • Die Spannungsänderung an der Meßstelle wird nämlich, weil im Fehler- oder Kurzschluß falle die Spannungsdifferenz an der Fehlersteile Null wird gleich der Spannung, die vor Anschaltung des Parallelwiderstandes gemessen wurde. Entsprechend dieser Überlegung kann die Skala des Meßinstrumentes unmittelbar in Kurzschlußstromstärken geeicht werden.
  • Bedeutet U0 die Spannung des Spannung gegen Erde führenden Betriebsleiters gegen den Schutzleiter, Up die Spannung am Prüfwiderstand Rp beim Prüfstrom Jp, Jk den Fehlerkurzschlußstrom im Störungsfall, J5 den höchstzulässigen Sicherungsnennstrom, R1 den Widerstand des Betriebsleiters.
  • R2 den Widerstand des Schutzleiters, so gilt Uo R1 + + R2 wobei U0 - Up Rl +Rt=Rp Up , und da gemäß den 07DE - Bestimmungen Js( 2,5 sein soll, so ergibt sich 1 w I Up UO 2,5 Rp Q-Up' d. h. die zulässige Sicherungsnennstromstärke läßt sich durch Nilessung der Spannungen UO und Up bei dem als bekannt zu betrachtenden Widerstand R ermitteln.
  • Zur möglichst universellen Anwendbarkeit des Gerätes wird zweckmäßig ein Meßinstrument benutzt, das sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom brauchbar ist. Alaun kann also beispielsweise ein Gleichstrommeßgerät mit vorgeschaltetem Gleichrichter verwenden. Man kann aher auch ein Dreheisenmeßgerät benutzen. das bei dem heute zur Verfügung stehenden Niaterial für die Eisenkerne eine in der Praxis völlig ausreichende Meßgenauilglçeit aufweist. Weiterhin wird man zweckmäßig mehrere Vorwiderstände für verschiedene Neun spannungen und auch mehrere Belastungswiderstände für die verschia denen Nennspannungen anordnen und diese zweckmäßig so bemessen, daß stets bei der Nennspannung ein Strom bestimmter Stärke, z. B. von 5 Ampere, fließt. Da die tatsächlichen Netzspannungen an der Entnahrnestelle gewisse Abweichungen von der jeweiligen Nennspannung unvermeidlich zeigen werden, wird auch der über den Parallelwiderstand fließende Strom entsprechend von dem gewünschen Normalwert abweichen. Diese Abweichungen betragen im allgemeinen nur wenige Prozent. Vorsichtshalber wird man die Eichung des Meßinstrumentes so ausführen, daß der von dem Instrument angezeigte Wert des Fehlerkurzschlußstromes keinesfalls höher als der bei Berücksichtigung der Abweichungen der Netzspannung von ihrem Sollwert sein kann.
  • Die zur Anpassung an die verschiedenen vorkommenden Nennspannungen erforderlichen Vor- und Nebenwiderstände werden zweckmäßig soweit als möglich an gemeinsame Anschlußklemmen geführt. Zur Vereinfachung der Ablesung ist es vorteilhaft, das Aleßinstrument möglichst mit einer Iooteiligen Skala zu versehen. Ordnet man ferner einen kleinen regelbaren Vorschaltwiderstand an, so ist man in der Lage, trotz der üblichen Abweichungen der Netzspannung an eine Anschluß stelle von der Nennspannung bei der Spannungsmessung das Meßinstrument stets auf denselben Skalenwert, zweckmäßig auf Endausschlag, einzustellen. Bei dem Anlegen des Parallelwiderstandes kann dann unmittelbar der prozentuale Spannungsabfall abgelesen werden, der bei Entnahme der durch den Paralleiwiderstand zum Instrument gegebenen Stromstärke in dem die Entnahmestelle enthaltenden Netzteil einschließlich Schutzleitung bzw. Nulleiter plus Erde hervorgerufen wird.
  • Ist der Ausschlagsbereich gemäß der oben angeführten Beziehung zwischen dem nach den VDE Bestimmungen zulässigen Sicherungsnennstrom und dem Spannungsabfall in Sicherungsnennstromstärken geeicht, dann kann auf diese Weise das Gerät gleichzeitig auch dazu benutzt werden, um in einfachster Weise zu prüfen. ob an vorhandene Entnahmestellen mit einer bestimmten Sidierungsstrom stärke gewünschte Stromverbraucher angeschlossen werden können, sobald die Stromentnahme dieser Stromverbraucher bekannt ist.
  • Da man in der Regel bei einer Stromstärke von 5 Ampere nur wenige Prozent Spannungsabfall haben wird, kann zur Erzielung einer möglichst genauen Ablesung entweder der Nullpunkt des Spannungsmessers unterdrückt sein, oder man kann einen Spannungsmsser mit einer geeigneten Charakteristik benutzen.
  • Zur Vereinfachung des Gerätes, das seiner Zweckbestimmung nach von einer die Prüfung vornehm enden Person mitgetragen werden soll, ist es vorteilhaft, den Parallelwiderstand, dessen elektrischer Wert von der Größe des Prüfstromes bestimmt ist und im Hinblick auf die Meßgenauigkeit deshalb möO-lichst klein gemacht wird, auch baulich so klein als möglich zu bemessen. Man wird daher den Widerstand n.icht für Dauerbelastung. sondern lediglich für kurzzeitige Belastung dimensionieren. Wenn sein Anschluß über einen von Hand niederzuhaltenden Druckkontakt erfolgt, dann ist die Gefahr einer unzulässig langen Beanspruchung an sich bereits sehr gering. Um ganz sicher zu gehen. kann man indessen noch einen besonderen Temperaturschutz vorsehen, der nach zur Ablesung hinreichender Zeit selbsttätig den Widerstandsstromkreis unterbricht, wenn er nicht zuvor bereits von Hand geöffnet worden ist.
  • In den Fig. I und 2 der Zeichnung ist zunächst einmal der Anschluß des Gerätes bei Erdung und bei Nullung dargestellt. In der Fig. 1 sind mit Plus und Null die beiden Leiter eines Gleichstromnetzes bezeichnet, das aus einem Generator N gespeist wird. Der mit Null bezeichnete Leiter (Nulleiter) ist iii der Zentrale geerdet. Mit G ist ein an die Stromentnahmestelle anzuschließendes stromverbrauchendes Gerät bezeichnet, dessen metallisches Gehäuse der Berührung ausgesetzt ist. Zum Schutz der berührenden Person ist das Gehäuse durch eine Schutzleitung L an eine geeignete Erde, z. R. die Wasserleitung, angeschlossen. T ist der zwischen Gerät und Netz liegende Treanschalter, -und S sind die Sicherungen, deren zulässige Höhe gemessen werden soll. Das mit P bezeichnete Prüfgerät wird, wie aus der Zeichnung ersichtlich, bei geöffnetem Schalter T zwischen die Plusklemme des Netzes und die Anschlußstelle des Erdleiters an das Gehäuse des Gerätes G geschaltet. Sodann wird mit Hilfe des Widerstandes R, zunächst der Zeiger des Meßgerätes auf den Endwert der-Skala eingestellt und nunmehr durch Niederdrücken eines Kontaktknopfes K der Belastungswiderstand Rp parallel zum Meßinstrument geschaltet. Von dem Instrument wird hierbei jetzt der Spannungsabfall in dem Widerstand Rp angezeigt. Die Differenz zwischen der eingangs gemessenen Netzspannung UO und diesem Spannungsabfall Up ist der Spannungsabfall in dem N.etzleitersystem einschließlich Schutzleitung plus Erde.
  • Unter der Voraussetzung, daß über den Widerstand Rp ein Strom bestimmter Stärke fließt, ergibt sich eine einfache Beziehung zwischen Ausschlag des Meßgerätes bei eingeschaltetem Widerstand Rp und Widerstand des über den Netzleiter, Schutzleitung plus Erde verlaufenden Stromkreises bzw. der in diesem Stromkreise auftretenden Stromgröße nach Kurzschließen des QViderstan,des R,, d. h. also bei einem Zustand, wie er auftritt, wenn ein spannungführender Leiter im Gerät G mit dessen Mantel in leitende Verb in dung kommt. Nach den Vorschriften des VDE muß die so ermittelte Stromstärke mit 0,4 multipliziert werden, um den höchst zulässigen Wert der Sicherung festzustellen.
  • Man kann natürlich die Skala des Instrumentes auch gleich in Werten der zulässigen Sicherungsstromstärke eichen, so daß jede nachträgliche Rechnung überflüssig wird, um den bei Kurzschließen des Widerstandes R,, d. h. also bei Berührung des spannungführenden Leiters im Gerät 0 mit (dem Mantel, fließen den Strom unmittelbar ablesen zu können.
  • Die Eichung des Instrumentes setzt voraus, daß über den Widerstand R, ein Strom bestimmter Stärke fließt. Diese Voraussetzung ist bei der Messung insofern nicht streng erfüllt, weil die tatsächliche, an der Enmalunestelle vorhandene Spannung in der Regel von der Nennspannung abweicht und der Widerstand Rp zweckmäßig für die Neunspannung bemessen ist. Um nun unter ungünstigen Umständen nicht eine unzulässig große Sicherungsstromstärke bei der Messung zu ermitteln, kann man entweder den Widerstand Rp so bemessen, daß bei der praktisch vorkommenden größten Abweichung der Netzspannung von der Nennspannung nach unten 5 Ampere durch den Widerstand fließen, oder man kann auch das Instrument mit Spannungen eichen, die um einen zweckmäßig gewählten Betrag unterhalb der jeweiligen Nennspannung liegen.
  • In der Fig. 2 ist ein gleiches Meßgerät im Anschluß an ein zur Nullung geeignetes Netz dargestellt. Der wiederum an der Zentrale geerdete Nulleiter ist gleichfalls mit 0 bezeichnet; G ist wieder ein beliebiges stromverbrauchendes Gerät mit Metallmantel, der durch einen Leiter L mit dem Nulleiter des Netzes verbunden ist. T ist der zum Anschluß des Verbrauchers dienende Trend schalter, und S sind die Sicherungen. Die Messung erfolgt in der gleichen Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Anwendungsfall. Der wesentliche Unterschied gegenüber diesem besteht lediglich darin, daß an die Stelle der Erde bzw. der Übergangswiderstände der Erdungen an der Zentrale und an der Entnahmestelle der Nulleiter getreten ist.
  • In der Fig. 3 ist das Meßgerät mit seiner Schaltung gesondert dargestellt, um die Möglichkeit der Anpassung an die verschiedenen Nennstromstärken zu zeigen. Das Meßgerät enthält zunächst ein Dreheiseninstrument D mit den festen Vorwiderständen Rt, Ro und dem veränderbaren Vorwiderstand R3. Zur Belastung dienen zwei untereinander gleich große Widerstände R4 und R5. Ein Doppelkontakt K, der mit Hilfe einer Drucktastei4 vorübergehend geschlossen werden kann, dient zum Einschalten der Belastungswiderstände R4 und R5. Zum Anschluß des Meßgerätes dienen fünf Klemmen, die mit 260, I30, 65, O und Pr bezeichnet sind. Soll das Gerät in der in den Fig. I und 2 dargestellten Weise benutzt werden, dann werden zum Anschluß die Klemmens, und I30 bzw. Pr und 260 benutzt, je nachdem, ob die Nennspannung des Netzes IIO oder I25 bzw. 220 Volt lieträgt. Die daneben noch vorhandenen Klemmen 0 und 65 haben den Zweck, das Gerät neben dem vorzugsweise vorgesehenen Anwendungszweck auch noch als Spannungsmesser verwenden zu können, so daß drei Spannungsmeßbereiche zur Verfügung stehen.
  • Die Verwendung eines einzigen Druckkontaktes, der zur Belastung des zu prüfenden Nennstromkreises unabhängig von der j eweiligen Nennspannung geschlossen wird, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, hat den Nachteil, daß während der Belastung ein Zwischenpunkt des Vorwiderstandes in leitende Verbindung mit einem Zwischenpunkt des Belastungswiderstandes gebracht wird, so daß diesem Punkt des X oruriderstandes praktisch das Potential des Zwischenpunktes des Belastungswiderstandes aufgezwungen wird. Dadurch wird die Genauigkeit der Messung unter Umständen beeinträchtigt, wenn nämlich dcr zur Justierunt, des Instrumentenzeigers auf einen gewünschten Wert, zweckmäßig den Endwert, dienende Schiebewiderstand R3 in der Größenordnung der Widerstände R1 und R2 liegt. Nur in solchen Fällen also, wo der größte Wert des Widerstandes R noch verhältnismäßig klein gegelliiber den Widerständen Rl bzw. R2 ist, wird man den in der Zeichnung dargestellten Doppelkontakt verwenden können. In anderen Fällen wird man zweckmäßig an, Stelle dieses Kontaktes eine Kontaktanordnung benutzen, die entweder durch zwei getrennte Handhaben betätigt wird oder durch eine Handhabe mit zwei verschiedenen Einschaltstellungen. In der einen Stellung muß nämlich das freie Ende des Widerstandes R5 mit der Klemme I30 verbunden werden, während in der anderen Stellung beide freien Enden der Widerstände R4 und R5 in Verbindung kommen müssen. Man kann zu diesem Zweck beispielsweise einen Hebelschalter anordnen, der aus einer z. B. durch eine Feder herbeigeführte NIittelstellung in entgegengesetzter Richtung liegenden Endlage gebracht und dort während der Ablesung von Hand festgehalten werden kann.
  • Bei der Handhabung des Gerätes wird man zweckmäßig berücksichtigen, daß die SIessunlg auf dem Vergleich zweier Spannungen beruht, die zeitlich nacheinander abgelesen werden, so daß an sich die blöglichkeit besteht, daß der zunächst an das Meßgerät gelegte Spannungswert dementsprechend der Zeiger des Instrumentes auf einen Normalausschlag einjustiert wurde, sich bereits geändert hat in dem Augenblick, wo die zweite Ablesung vorgenommen wird. Man kann sich vor in dieser Zeit entstehenden Irrtümern leicht schützen, indem man nach erfolgter Ablesung mit parallel geschaltetein Belastungswiderstand nochmals kontrolliert, ob der Zeiger bei Abschalten des Belastungswiderstandes auf den Normaiwert zurückkehrt. Ist das der Fall, dann wird man mit großer Sicherheit voraussetzen können, daß wesentliche Spannungsschwankungen inzwischen nicht stattgefunden haben.
  • Im anderen Fall ist die Messung zu wiederholen.
  • Die an Hand der Zeichnung beschriebene Spannungsmeßmethotde ist nur eine der zahlreichen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens. LIan kann z. B. eine SpanPungsmessung auch unter Verwendung mehrerer Belastungswiderstände vornehmen, indem z. B. zunächst einBelastungswiderstandein,geschaltet wird, der einen Strom von I Ampere autnimmt und bei dieser Belastung der Spannungsabfall in diesem Widerstand bzw. in einem Teil von ihm gemessen oder das Instrument auf einen vorher festgelegten Normalausschlag eingestellt wird. Schaltet man nun einen weiteren Belastungswiderstand hinzu, der beispielsweise 4 Ampere aufnimmt, dann kann ebenso wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus der Änderung des Instrmnentenauschlages die Fehler- bzw. Kurzschlußstromstärke und damit die zulässige Sicherungsgröße ermittelt werden.
  • An die Stelle einer Spannungsmessung kann ebensogut auch eine Strommessung treten.
  • Dabei kann man die notwendige Anpassung an die jeweilige Netzspannung vornehmen, indem man mit Hilfe eines veränderlichen Parallelwiderstandes, der nur eine verhältnismäßig kleine Stromstärke aufnimmt, zunächst das Strommeßinstrument auf einen gewünschten Normalwert einstellen und dann einen Parallelwiderstand erheblich größerer Stromentnahme zuschalten kann.
  • Nian kann auch eine kombinierte Stromspannungsmessung verwenden, indem man zunächst einmal die Netzspannung und dann den über einen Bel.astungswiderstand konstanter Größe fließenden Strom ermittelt. Diese Art der Messung hat den Vorteil, daß Differenzen zwischen Netzspannung und Nennspannung ohne weiteres in dem Meßergebnis berücksichtigt sind. Dabei kann dasselbe Meßinstrument sowohl zur Strom- als auch zur Spannungsmessung herangezogen werden.
  • Da für die Messung gemäß der Erfindung ein normales Meßinstrument, z. B. ein Dreheiseninstrument, benutzt werden kann, ist es in vielen Fällen vorteilhaft, den oder die Belastungwiderstände nebst Zubehör, wie Schalter und unter Umständen Thermostat, in einem Zusatzgerät unterzubringen, daß zweckmäßig mit einer einen bequemen Anschluß an das Meßinstrument ermöglichenden Steckervorrichtung versehen ist. Dabei können die Vorwiderstände eines Spannungsmessers unmittelbar in das Meßinstrument eingebaut sein und an dem Zusatzgerät Anschlüsse für alle für die erfindungsgemäße Verwendung benötigte Klemmen des Spannungsmessers vorgcs'ehrr: werden.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Ermittlung der für eine Stromentnahmestelle in Hinsicht auf den Schutz gegen Berührungsspannung durch Erdung oder Nullung zulässigen Sicherungsgröße, dadurch gekennzeichnet. daß ein Belastungswiderstand zrvischen einen spanungsführenden Pol der Stromentnahmestelle und die Schutzleitunggeschaltet wird und daß die durch Ein- oderAmd Ausschalten des B.elastungswiderstandes hervorgerufene elektrische Zustandsänderung des Netzes, die ein Njlaß für den an dieser Stelle auftretenden Kurzschluß- - strom ist, auf dem Ausschlagsbereich eines zweckmäßig in Sicherungsnennstromstärken geeichten Anzeigeinstrumentes derart abgebildet wird, daß dein jeweilige Ausschlag bzw. dessen Änderung als Maß der zulässigen Sicherungsgröß e dient.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Ein- oder Ausschalten des Belastungswiderstandes erzeugte Änderung der Spannung zwischen dem spannungführenden Pol der Stromentnahmestelle und der Schutzleitung oder diese selbst als Maß der zulässigen Sicherun,gsgröße dient.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Zu- oder Abschalten des Belastungswiderstandes erzeugte Änderung des von dem spannungführenden Pol der Stromentnahmestelle zur Schutzleitung fließenden Stromes oder dieser selbst als Maß für die zulässige Sicherungsgröße dient.
  4. 4. Gerät zur Durchführung der Verfahren gemäß Anspruch I bis 3, gekelmzeichnet durch Verwendung eines für beliebige Stromarten geeigneten Meßinstrumentes, z. B. eines Drehspulinstrumentes mit vorgeschaltetem Gleichrichter, oder eines Dreheisenmeßinstrumentes.
  5. 5. Gerät zur Durchführung der Verfahren gemäß Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungswiderstand zwecks Raumersparnis nur für kurzzeitige Belastung bemessen ist und der zu seiner Einschaltung dienende Kontakt so ausgebildet ist, daß er sich unter der Wirkung einer Gegenkraft, z.B. Feder, von selbst öffnet, sobald der ihn schließende Druck der Hand aufhört.
  6. 6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen temperaturabhängigen Schalter, von dem bei Uberschreiten einer zulässigen Temperaturgrenze der Belastungswiderstand selbsttätig abgeschaltet wird.
  7. 7. Gerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala des Meßinstrumentes eine Hunderterteilung besitzt zem Zweck, unmittelbar die prozentuale Spannungsänderung an der Stromentn.ahmestelle ablesen zu können.
  8. 8. Gerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2 und nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein veränderlicher Vorwiderstand vorgesehen ist, um bei Abweichung der an der Entnahmestelle vorhandenen Spannung von der Nennspannung bzvv. einer dem Gerät zugrunde gelegten Normalspannung den Zeilger des Meßinstrumentes auf einen gewünschten Wert, zweckmäßig den Endwert, einstellen zu können.
  9. 9. Gerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung des Gerätes für voneinander abweichende Nennspannungen der Belastungswiderstand und der Vorwiderstand des Spannungsmessers unterteilt und teils unmittelbar, teils über Schalter mit entsprechenden Meßbereichklemmen des Gerätes verbunden sind.
  10. IO. Gerät nach Anspruch 9 für zwei Prüfbereiche, gekennzeichnet durch einen Schalter, durch den gleichzeitig die beiden Teile des Belastungswiderstandes miteinander und ihr Verbindungspunkt mit dem Verbindungspunkt der beiden Vorwiderstände des Meßinstrumentes verbunden werden können.
  11. II. Gerät nach Anspruch 9 für zwei Prüfbereiche, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung, mit deren Hilfe wahlweise die beiden Teile des Belastungswilderstandes miteinander oder der für den Prüfbereich niedrigerer Spannung vorgesehene Beiastungswiderstand mit dem Verbindungspunkt der beiden Vorwiderstände verbunden werden können.
  12. I2. Gerät zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine besondere Nullklemme und unter Umständen Zwischenklemme an dem Meßinstrument bzw. dessen Vorwiderständen vorgesehen sind, um das Meßinstrument gleichzeitig für Spannungsmessungen benutzen zu können.
  13. 13. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßinstrument ein normales, zweckmäßig mit geeigneten Mefibereichen ausgestattetes Spannung meßinstrument dient und der Belastungswiderstand einschließlich Zubehör als ein besonderes, möglichst leicht mit den in Betracht kommenden WIeßbereichklemmen zu verbindendes Zusatzgerät ausgebildet ist.
  14. 14. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer genauen Ablesung ein Meßinstrument mit unterdrücktem Nullpunkt oder mit einer in bezug auf die Endwerte erweiterten Skala dient.
DES121628D 1936-02-19 1936-02-19 Verfahren zur Ermittlung der fuer eine Stromentnahmestelle in Hinsicht auf den Schutz gegen Beruehrungsspannung durch Erdung oder Nullung zulaessigen Sicherungsgroesse Expired DE723933C (de)

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DES121628D Expired DE723933C (de) 1936-02-19 1936-02-19 Verfahren zur Ermittlung der fuer eine Stromentnahmestelle in Hinsicht auf den Schutz gegen Beruehrungsspannung durch Erdung oder Nullung zulaessigen Sicherungsgroesse

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1243781B (de) * 1962-08-24 1967-07-06 Herbert Juettemann Dipl Ing Schaltung zum Ermitteln des Isolations-widerstandes eines in Betrieb befindlichen, nicht starr mit Erde verbundenen Gleichstromnetzes

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DE1243781B (de) * 1962-08-24 1967-07-06 Herbert Juettemann Dipl Ing Schaltung zum Ermitteln des Isolations-widerstandes eines in Betrieb befindlichen, nicht starr mit Erde verbundenen Gleichstromnetzes

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