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Einrichtung zur Messung von Erdungswiderständen.
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Die Zeichnungen zeigen einige Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung. In Fig. 4 ist 1 der Stromerzeuger, dessen eine Klemme, wenn der Umschalter ; 2 auf x gestellt ist und dementsprechend die Kontaktfedern 3 und 4 sich berühren, mit der Klemme H für den Hilfserder 9 und
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verbunden.
An, die Sekundärwicklung 11 e des Stromwandlers jU ist der Widerstand des Spannungsteilers 14 angeschlossen. Parallel zu diesem liegt der Schalter 15 zur Wahl eines dem jeweiligen Messbereich zugeordneten Justierwiderstandes entsprechend-der Stellung auf 15 a, 15 b oder j ! Jc. Die Lasche 16 verbindet die Klemmen. E und dz Der verstellbare Abgriff 17 des Spannungsteilers. 14 ist über die Primär- wicklung jMa des Isolierwandlers j und den Federschalter 6,7 mit der Klemme 81 für den Anschluss der Sonde 19 verbunden.
An die Sekundärwicklung 18 b des Isolierwandlers 18 ist über den Kontakt 20 des Zungengleicl1- richters 21 das Gleichstromgalvanometer 22 angeschlossen, wobei zur Regelung der Empfindlichkeit noch ein Nebenschlusswiderstand 23 vorgesehen sein kann. Die Erregerwicklung 24 des Zungengleieh- richters 21 ist über den Kondensator 25 und den Widerstand 26 an die Klemmen des Stromerzeugers 1 angeschlossen. Wird der Schalter 2 auf #10 Ohm" gestellt, so berühren sich die Federn. 3 und 5 bzw.
6 und 8. In diesem Falle ist statt des zu messenden Erdungswiderstandes der Vergleichswiderstand 29 angeschlossen.
Stellt man den Schalter 2 auf x, so fliesst ein von dem beispielsweise als Magnetinduktor ausgebildeten Generator erzeugter Wechselstrom durch das Erdreich von der Erdplatte 13 zum Hilfserder 9. Der durch diesen Strom in der durch Erdplatte 13 und Sonde 19 abgegriffenen Erdstrecke hervorgerufene Spannungsabfall wird in dem Spannungsteiler 14 verglichen mit der von dem Messstrom in der Sekundärwicklung 11 e des Stromwandlers 11 induzierten Spannung. Zu diesem Zweck wird der Abgriff 17 so lange verstellt, bis der Strom in dem Isolierwandler 18 und somit auch in dem Galvanometer 22 verschwindet.
Dabei dient der beispielsweise durch den Kondensator 25 und den Ohmschen Widerstand 26 angedeutete Scheinwiderstand im Erregerkreis des Gleichrichters dazu, die Phase der Unterbrechung so einzustellen, dass der infolge des Phasenfehlers des Stromwandlers bei Gleichheit der Vergleichswiderstände im Isolierwandler verbleibende Strom keine Wirkung auf den Ausschlag des Galvanometers ausüben kann.
Im allgemeinen wird es genügen, wenn der Scheinwiderstand von vornherein auf einen für die vorliegenden Verhältnisse möglichst günstig abgestimmten Wert eingestellt wird. Es kann aber auch
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um bei jeder Messung den jeweils günstigsten Wert einstellen zu können.
Wenn man die Lasche 16 entfernt und die Klemme 82 mit einer zwischen der Erdplatte 13 und der Sonde 19 in den Erdboden versenkten zweiten Sonde 30 verbindet, kann man die Einrichtung zur Bestimmung des spezifischen Erdwiderstandes benutzen, wie sie beispielsweise zur geophysikalischen Erforschung der Beschaffenheit des Erdbodens nach der Methode von F. W. Lee erforderlich ist.
Ordnet man die vier Elektroden. 13, 30, 19 und 9 in einer geraden Linie jeweils im Abstande a voneinander an, so ist bei einer Elektrodentiefe b der gesuchte Wert p des spezifischen Erdwiderstandes in Ohm : CM nach Lee
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über das bei derartigen Instrumenten sonst übliche Mass hinaus zu verstärken, beispielsweise durch Anbringen einer besonderen. Kurzschlusswicklung oder einer entsprechenden Verstärkung des Dämpfungsrahmens der Drehspule, damit plötzliche Stromstösse infolge von Fremdströmen sich nicht in voller Stärke als Ausschläge des Galvanometers bemerkbar machen und die Ablesung erschweren.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung, bei der statt eines mechanischen Synchronschalters eine Anordnung von fremdgesteuerten polaritätsabhängigen Widerständen verwendet ist. Zu diesem Zweck ist beispielsweise eine Brüekenschaltung, bestehend aus vier Trockengleichriehtern 31, , 32, 33, so an die steuernde Wechselstromquelle J ! angeschlossen, dass die einzelnen Gleichrichter von
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dem Steuerstrom im Sinne der Durchlassrichtung durchflossen werden, während die Gleichrichter in dem von der Sekundärwicklung 18 b des Isolierwandlers 19 ausgehenden, das Galvanometer 22 enthaltenden Messstromkreise in entgegengesetzter Polrichtung liegen.
Durch den Steuerstrom werden die als elektrische Ventile wirkenden Gleichrichter synchron mit der Spannung des Stromerzeugers 1 während einer Halbperiode des Wechselstromes geöffnet und während der andern Halbperiode geschlossen, so dass die Anordnung für den Messstrom in der gleichen Weise wie ein mechanischer Synehronschalter wirkt. Zur Einstellung der richtigen Phasenlage kann auch hier, ebenso wie bei einem mechanischen Synehronschalter in den Erregerkreis, ein Scheinwiderstand eingeschaltet werden, der in Fig. 5 beispielsweise aus einem Ohmschen Widerstand 35 und einem zu einem Teil dieses Widerstandes parallel gesehalteten Kondensator 36 besteht. Der Scheinwiderstand kann beispielsweise durch Verschieben des agriffes am Widerstand 36 3 regelbar gemacht werden.
Die Fig. 1-3 zeigen die konstruktive Ausbildung eines Ausführungsbeispieles in den drei Ansichten, wobei das Gehäuse teilweise im Schnitt dargestellt ist. Dieses besteht aus einem topfartigen Behälter 39, der beispielsweise aus Blech hergestellt und mit einem nach innen umgebogenen Rand 37 zur Aufnahme eines U-förmigen Dichtungsringes 38 versehen ist und einer den Abschluss bewirkenden aus Isolierpressstoff bestehenden Deckplatte 40, die mittels der Schrauben 48 mit dem Behälter 39 verbunden ist. Die Deckplatte 40 dient gleichzeitig in der Hauptsache zur unmittelbaren Befestigung der im Messkreise liegenden Teile, während eine, zur Aufnahme der übrigen Teile bestimmte, beispielsweise aus Spritzguss hergestellte Aufnahmeplatte 41 mit der Deckplatte 40 lösbar verbunden ist.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die zu den einzelnen Stromkreisen gehörenden Teile getrennt voneinander an der Aufnahmeplatte 41 bzw. an der Deckplatte 40 befestigt und elektrisch miteinander verbunden werden können. Nach dem Befestigen der Aufnahmeplatte 41 an der Deckplatte 40 sind dann nur noch die Leitungsverbindungen zwischen den zu den verschiedenen Kreisen gehörenden Teilen herzustellen.
Zu diesem Zweck können beispielsweise bewegliche Laschen 42 vorgesehen werden, um die Leitungsverbindung zu erleichtern. An der Aufnahmeplatte 41 sind im einzelnen folgende Apparate befestigt : Der Magnetinduktor 43, der durch die Kurbel 44 angetrieben werden kann, der Widerstand 26, der Kondensator 25, der Zungengleichriehter 21, der Widerstand 23, der Isolierwandler 18 und der Stromwandler 11. Die Deckplatte 40 trägt den durch den Drehgriff 45 zu verstellenden Spannungsteiler 14, die Widerstände 27, 28 und 29, den Umschalter 2, das Galvanometer 22, dessen Zeiger 46 über der Skala 47 spielt, den Messbereiehschalter, der eine Vereinigung der Schalter 10 und 15 darstellt und mittels des Drehknopfes 47 bedient werden kann, und die Anschlussklemmen E, 81 und H.
Soll die Einrichtung auch zur Messung des Erdwiderstandes dienen, so kommt noch die Klemme 82 und die Lasche 16 hinzu, die gestrichelt gezeichnet sind.
Mit der Achse 50, die den verstellbaren Kontakt 17 (Fig. 4) trägt, ist eine Platte 51 fest verbunden, an der mittels der Schrauben 52 der Drehgriff 45 befestigt ist, wobei der zwischen Drehgriff 45 und Platte 51 eingeklemmte Skalenring 49 nach Lockern der Schrauben 52 verstellt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Skala entsprechend der Stellung des Spannungsteilerkontaktes 17 nachträglich bequem auf Null gestellt werden kann.
Um das Galvanometer, die Widerstände und die sonstigen an der Deckplatte 40 befestigten empfindlichen Teile vor Feuchtigkeit und Staub zu schützen, ist es zweckmässig, die Deckplatte so zu gestalten, dass für die Aufnahme der genannten Teile nach dem Innern des Gehäuses zu offene Kammern 53 vorgesehen sind, die nach Aufnahme der betreffenden Teile durch eine oder mehrere Absehlussplatten 54 abgedeckt werden können. Die Abschlussplatte 54 kann gleichzeitig auch zur Befestigung des Galvanometers 22 dienen, wie es in Fig. la beispielsweise dargestellt ist.
Zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen kann das Gehäuse noch mit einem aufklappbaren Schutzdeckel 55 versehen sein. In diesem Falle kann man das Galvanometer vor Beschädigungen beim Transport dadurch schützen, dass man es mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Arretieren beim Schliessen des Schutzdeckels 55 versieht. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. la dargestellt. 56 ist ein unter dem Druck einer Feder 57 stehender Druckknopf, der in einer in die Deckplatte 40 eingesetzten Buchse 58 verschiebbar ist. Wenn der Deckel geschlossen wird, drückt das mit einem Druckstück 59 versehene untere Ende des Druckknopfes 56 auf eine bei 60 befestigte, mittels der Schraube 61 einstellbare Blattfeder 62 so, dass dessen freies Ende die Drehspule 63 des Galvanometers berührt und somit das bewegliche System festhält.
Um die Einrichtung leicht tragbar zu gestalten, ist es zweckmässig, das Gewicht aller Teile möglichst zu verringern. Eine wesentliche Gewichtsersparnis lässt sich unter ändern dadurch erreichen, dass man zum Aufbau der Kerne des Stromwandlers und des Isolierwandlers ein Material möglichst hoher Permeabilität, z. B. Nickel-Eisen, verwendet.
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