AT528103A4

AT528103A4 - Verfahren und Anordnung zur Überprüfung eines Erdungssystems

Info

Publication number: AT528103A4
Application number: ATA50950/2024A
Authority: AT
Inventors: Pikisch Moritz
Original assignee: Omicron Electronics Gmbh
Priority date: 2024-12-02
Filing date: 2024-12-02
Publication date: 2025-10-15
Also published as: AT528103B1

Abstract

Um eine flexible und einfach handzuhabende Methode zur Überprüfung eines Erdungssystems (1) bereitzustellen, wird ein Prüfungs-Wechselstrom (iAC) in das Erdungssystem (1) eingeleitet, eine elektrische Anfangs-Spannung (Ue) zwischen dem Erdungssystem (1) und einer Anfangs-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB) gemessen, eine elektrische Abschnitts-Spannung (Ua,1) zwischen einer ersten Abschnitts-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB) und einer zweiten Abschnitts-Messposition (A-2) im Erdungsbereich (EB) gemessen, eine Anfangs-Phasenbeziehung zwischen der Anfangs-Spannung (Ue) und dem Prüfungs-Wechselstrom (iAC) hergestellt, eine Abschnitts-Phasenbeziehung zwischen der zumindest einen Abschnitts-Spannung (Ua,1) und dem Prüfungs-Wechselstrom (iAC) hergestellt, und ein Wert des Beschreibungsparameters (ZE) aus dem Prüfungs-Wechselstrom (iAC), der Anfangs-Spannung (Ue), der zumindest einen Abschnitts-Spannung (Ua,1), der Anfangs-Phasenbeziehung und der Abschnitts-Phasenbeziehung ermittelt.

Description

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Verfahren und Anordnung zur Überprüfung eines Erdungssystems

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zur Ermittlung eines Wertes eines Beschreibungsparameters zur Beschreibung eines zumindest teilweise in

einem Erdungsbereich des physikalischen Erdreichs angeordneten Erdungssystems.

Stand der Technik

Bei Elektroanlagen unterschiedlichster Art, egal ob im Wohn-, Industrie- oder gewerblichen Bereich, stellt eine sachgemäße Erdung eine zentrale Voraussetzung für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb dar. Eine mangelhaft geerdete Elektroanlage birgt erhebliche Gefahren, für Benutzer wie auch für technische Einrichtungen in der näheren Umgebung der Anlage. Bei Elektroanlagen zur Energieübertragung, wie insbesondere bei Kraftwerken oder Transformatorstationen oder Freileitungsmasten, trifft dieser Umstand in einem besonderen Maß zu, da mit größeren elektrischen Leistungen, die in einer zu erdenden Elektroanlage umgesetzt werden, größere Schadenspotentiale einhergehen. Je nach Netztyp (IT, TT, TN), je nach Art der Elektroinstallation (Wohn-/Industriebereich, städtisches/ländliches Umfeld) und je nach Art der Sicherheitsabschaltung sind unterschiedliche Verfahren bekannt, um zu

prüfen, ob eine sach- und vorschriftsgemäße Erdung vorliegt.

In einer Vielzahl von Verfahren zur Erdungsprüfung stellt die Messung eines Erdungswiderstandes und/oder die Messung einer Erdungsimpedanz den Kern der Überprüfung dar. Allgemein gesprochen wird hierbei messtechnisch ein Wert eines Beschreibungsparameters zur Beschreibung des Erdungssystems ermittelt, also z.B. ein Wert eines Erdungswiderstandes oder einer Erdungsimpedanz, und es wird geprüft, ob der gemessene Wert innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt oder nicht. Die Messung eines Erdungswiderstandes oder einer Erdungsimpedanz wird z.B. an Transformatorbetriebserdern, an Hoch- und Mittelspannungsmasten, an Gleiskörpern, Fundamenterdungen, aber auch an Blitzschutzanlagen durchgeführt.

Um eine Messung eines Erdungswiderstandes oder einer Erdungsimpedanz durchzuführen, wird typischerweise wie folgt vorgegangen. Zunächst wird eine elektrische Quelle vorgesehen, die einerseits elektrisch leitend mit dem Erdungssystem verbunden wird. Andererseits wird die Quelle über eine Quell-Elektrode elektrisch leitend mit einem Erdungsbereich verbunden, in dem sich das Erdungssystem zumindest teilweise befindet. Über die elektrische Quelle wird sohin ein elektrischer Prüfstrom in das Erdungssystem eingeleitet. Darauf auf-

bauend wird, bei bekannten Lösungen insbesondere mittels desselben Gerätes, das auch

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die elektrische Quelle beinhaltet, eine über das Erdungssystem abfallende elektrische Spannung gemessen. Bei bekannten Lösungen wird das Spannungsmessgerät dazu einerseits mit dem Erdungssystem selbst verbunden, andererseits über einen Erdspieß in einem ausreichenden Abstand zum Erdungssystem mit dem Erdungsbereich verbunden, wie es z.B. aus den Schriften AT 005 503 U1 oder EP 2 325 661 A1 bekannt ist. Um die gesamte abfallende Spannung auf einmal messen zu können, müssen dabei vielfach große Abstände zwischen dem Anschlusspunkt am Erdungssystem und dem Erdspieß vorgesehen werden. Ab-

stände im Kilometerbereich sind hierbei nicht unüblich.

Zum Realisieren derartiger, großer Abstände ist es bei bekannten Lösungen erforderlich, langen Messdraht zu bereitzustellen, d.h. Messdraht, der mehrere 100m, insbesondere jedoch auch mehrere Kilometer lang ist, wie 1km, 2km oder länger. Zum Transport und zur Aufbewahrung von Messdraht eingesetzte Kabeltrommeln weisen hierbei vielfach beträchtliches Gewicht auf, was den Transport erschwert. Auch muss der lange Messdraht zu Beginn und am Ende einer Messung auf- und abgewickelt werden, was sich oftmals als mühevolle Tätigkeit entpuppt und Zeit beansprucht. Ferner ist das Gelände des Erdungsbereichs, in dem die Messungen durchgeführt werden, im Vorhinein meist unbekannt. Müssen im Erdungsbereich Unwegsamkeiten und/oder Hindernisse umgegangen werden, stellt langer Messdraht oft-

mals ein Hindernis dar.

Darstellung der Erfindung

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine flexiblere und einfacher handzuhabende Methode zur Überprüfung eines Erdungssystems bereitzustellen. Dabei soll insbesondere der

Einsatz von kürzerem Messdraht ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Erfindungsgemäß wird beim eingangs genannten Verfahren, vorzugsweise mittels einer Erdungsprüfungs-Haupteinheit, ein PrüfungsWechselstrom in das Erdungssystem eingeleitet, und es wird, vorzugsweise mittels einer Erdungsprüfungs-Ferneinheit, eine elektrische Anfangs-Spannung zwischen dem Erdungssystem und einer Anfangs-Messposition im Erdungsbereich, sowie eine elektrische AbschnittsSpannung zwischen einer ersten Abschnitts-Messposition im Erdungsbereich und einer zweiten Abschnitts-Messposition im Erdungsbereich gemessen. Aufbauend auf diesen Spannungsmessungen wird, vorzugsweise in einer Auswerteeinheit, eine Anfangs-Phasenbeziehung zwischen der Anfangs-Spannung und dem Prüfungs-Wechselstrom und eine Abschnitts-Phasenbeziehung zwischen der zumindest einen Abschnitts-Spannung und dem

Prüfungs-Wechselstrom hergestellt. Ein Wert des Beschreibungsparameters, bei dem es

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sich in einer bevorzugten Weise um einen Wert einer elektrischen Impedanz des Erdungssystems handelt, wird aus dem Prüfungs-Wechselstrom, der Anfangs-Spannung, der zumindest einen Abschnitts-Spannung, der Anfangs-Phasenbeziehung und der Abschnitts-Pha-

senbeziehung ermittelt, bevorzugt ebenso in der Auswerteeinheit.

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird eine Vielzahl von vorteilhaften Effekten realisiert und kombiniert. Konkret wird erreicht, dass die aufwendige Messung einer einzelnen, großen Spannung aufgeteilt werden kann auf die Messung von zumindest zwei Teilspannungen, der Anfangs-Spannung und der zumindest einen Abschnitts-Spannung. Die Anfangs-Spannung und die zumindest eine Abschnitts-Spannung werden anschließend beide zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters herangezogen, vorzugsweise werden sie phasenrichtig addiert. Es ist unmittelbar ersichtlich, dass eine Aufteilung einer großen Messstrecke, über die im Stand der Technik eine einzelne, große Spannung gemessen wird, in zumindest zwei im Vergleich dazu kleinere Teil-Messstrecken, über die entsprechend kleinere Teilspannungen gemessen werden, zu kürzeren Messstrecken führt, mit deren Enden eine Ferneinheit zur Spannungsmessung, d.h. z.B. ein mobiles Spannungsmessgerät, mithilfe von Messdraht verkabelt werden muss. Die Erfindung erlaubt damit die

Verwendung von kürzerem Messdraht.

Während der Ermittlung eines Wertes des Beschreibungsparameters weist der PrüfungsWechselstrom bevorzugt eine einzelne, gleichbleibende Frequenz auf, oder eine einzelne, dominante, gleichbleibende Frequenz. Eine dominante Frequenz ist zu verstehen als eine Frequenz, deren zugehörige Frequenzkomponente z.B. einen um einen Faktor 5 oder 10 oder 50 höheren Betrag aufweist als sämtliche anderen Frequenzkomponenten des Prüfungs-Wechselstromes. Die Anfangs-Spannung und die Abschnitts-Spannung können dann zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters bei der gleichen Frequenz gemessen werden, also bei der einzelnen im Prüfungs-Wechselstrom auftretenden Frequenz oder bei der dominanten Frequenz des Prüfungs-Wechselstromes. Auf diese Weise weisen die zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters herangezogene Anfangs- und Abschnitts-Spannung die gleiche Frequenz auf, wie der Prüfungs-Wechselstrom. Wie in der komplexen Wechselstromrechnung hinlänglich bekannt ist, ist die Kombination, d.h. insbesondere die Addition, von Frequenzkomponenten mit unterschiedlichen Frequenzen zur Ermittlung eines einzelnen Wertes einer Impedanz typischerweise nicht sinnvoll möglich, oder bei Verwendung von komplexen Zeigern gar nicht durchführbar. Im Fall verrauschter Messsignale oder im Fall mehrerer Frequenzkomponenten können die im Rahmen der Erfindung auftretenden Ströme und Spannungen geeignet gefiltert werden, z.B. mittels eines Tiefpassfilters oder eines Bandpasstfilters etc., um zur Ermittlung eines Wertes des Beschreibungspa-

rameters aus den genannten Strömen und Spannungen Frequenzkomponenten mit der

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gleichen Frequenz zu isolieren und in der Folge zur Ermittlung heranzuziehen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass es mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens natürlich auch möglich ist, zeitlich aufeinanderfolgend mehrere Werte des Beschreibungsparameters für unterschiedliche Frequenzen zu ermitteln. Zur Ermittlung eines ersten Wertes bei einer ersten Frequenz kann der Prüfungs-Wechselstrom hierzu mit der ersten Frequenz vorgegeben werden, und zur Ermittlung eines zweiten Wertes bei einer zweiten Frequenz kann der PrüfungsWechselstrom in entsprechender Weise mit der zweiten Frequenz vorgegeben werden. In diesem Fall können, selbst bei Verwendung nur einer einzelnen Frequenz zur Ermittlung je eines einzelnen Wertes des Beschreibungsparameters, bei Anwendung der Erfindung insge-

samt mehrere Frequenzen auftreten.

In einer besonders bevorzugten Weise werden die Anfangs-Spannung und die zumindest eine elektrische Abschnitts-Spannung unter Berücksichtigung der Anfangs-Phasenbeziehung und der Abschnitts-Phasenbeziehung zu einer Gesamtspannung addiert, und es wird eine dementsprechend ermittelte Gesamtspannung zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters herangezogen. Wie an späterer Stelle im Detail erläutert wird, kann es sich bei der Phasenbeziehung insbesondere um die Beschreibung eines Phasenwinkels zwischen dem Prüfungs-Wechselstrom und den genannten Spannungen handeln. Konkrete Methoden, wie aus einer Gesamtspannung und dem Prüfungswechselstrom Werte des Beschreibungsparameters ermittelt werden können, werden an späterer Stelle im Detail erläutert. In hinlänglich bekannter Weise kann beispielsweise ein Wert eines Absolutbetrages mittels einer Division ermittelt werden, bei der eine Amplitude der Gesamtspannung bei einer bestimmten Frequenz dividiert wird durch eine Amplitude des Prüfungs-Wechselstromes bei der bestimmten Frequenz. Wird als Beschreibungsparameter eine Impedanz gesucht, muss in ebenso bekannter Weise zusätzlich zur Division von Amplituden eine durch das Erdungssystem verursachte Phasenverschiebung berücksichtigt werden. Werden die auftretenden Ströme und Spannungen und folglich auch die Gesamtspannung mithilfe von komplexen Zeigern dargestellt, und ist für jeden Zeiger ein Winkel bekannt, mit dem der komplexe Zeiger in der komplexen Ebene orientiert ist, so kann die durch das Erdungssystem verursachte Phasenverschiebung ermittelt werden, indem der Phasenwinkel des Zeigers des PrüfungsWechselstromes subtrahiert wird vom Phasenwinkel des Zeigers der Gesamtspannung. Diese Methoden sind einer Fachperson auf dem Gebiet der Elektrotechnik hinlänglich bekannt, wie eine ganze Reihe weiterer Methoden, um einen Wert eines Widerstandes oder einer Impedanz zu ermitteln. Im Rahmen der Erfindung ist darüber hinaus ebenso denkbar, lediglich eine Phasenverschiebung alleine als Beschreibungsparameter heranzuziehen, insbesondere dann, wann das Ermitteln von entsprechender Phaseninformation leicht möglich ist,

die Ermittlung entsprechender Amplituden jedoch nur erschwert.

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Es ist eine zentrale Erkenntnis der Erfindung, dass elektrische Spannungen, insbesondere elektrische Wechselspannungen, die nicht zum gleichen Zeitpunkt gemessen wurden, nur dann korrekt zu einer korrekten Gesamtspannung addiert werden können, wenn deren Phasenlage bekannt ist und wenn deren Phasenlage entsprechend berücksichtigt wird, insbesondere deren Phasenlage zu einer gemeinsamen Bezugsgröße, wie dem Prüfungs-Wechselstrom oder deren Phasenlage zueinander. Der Erfindung liegt die Einsicht zugrunde, dass es durch die korrekte Verwendung von korrekter Phaseninformation über den auftretenden Strom und über die gemessenen Spannungen möglich wird, einfacher handhabbare Teil-

messungen einzusetzen, anstelle einer ansonsten aufwendigen Gesamtmessung.

Wie erwähnt, kann durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise die Länge des erforderlichen Messdrahtes reduziert werden, mit dem eine Ferneinheit, insbesondere in Form eines Spannungsmessgerätes, elektrisch mit jenen Stellen verbindet, zwischen denen Spannungen gemessen werden. Folglich muss weniger Messdraht auf- und abgewickelt werden. Auch wird durch die Erfindung sichergestellt, dass man stets genug Messdraht zur Verfügung hat. Ist ein Erdungssystem, das vermessen werden muss, im Vorhinein unbekannt, kann sich herausstellen, dass zu wenig Messdraht vorliegt, um mit nur einer Messung die gesamte erforderliche Spannung zu ermitteln. Im Stand der Technik ist es deshalb erforderlich, im Vorhinein zu planen, wie viel Messdraht gebraucht wird. Diese Notwendigkeit entfällt

bei Anwendung der Erfindung, was in der Praxis eine wesentliche Erleichterung darstellt.

Im Rahmen einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird es möglich, eine Vielzahl von Abschnitts-Spannungen, die jeweils zwischen Paaren von Abschnitts-Messpositionen im Erdungsbereich abfallen, zu messen und zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters heranzuziehen, vorzugsweise indem die Vielzahl von Abschnitts-Spannungen unter Berücksichtigung einer jeweiligen Phasenbeziehung zum Prüfungs-Wechselstrom zu einer Gesamtspannung addiert werden. Im Rahmen dieser bevorzugten Ausführung erfolgt eine Unterteilung der Spannungsmessung nicht auf lediglich zwei Teilmessungen, sondern auf eine Vielzahl von Teilmessungen, was die vorteilhaften Effekte der Erfindung (noch kürzerer Draht, noch einfachere Durchführung der Messungen) weiter

verstärkt.

Um die Messung der Anfangs-Spannung und die zumindest eine Messung der AbschnittsSpannung vorteilhaft zu arrangieren, aber auch um einen besonders effizienten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen, können die Anfangs-Messposition und die erste Abschnitts-Messposition um weniger als einen vorgegebenen Messpositions-Abstand voneinander entfernt gewählt werden. Der vorgegebene Messpositions-Abstand kann hierbei bevorzugt einem Meter, besonders bevorzugt 0,5 Meter, höchst bevorzugt 0,1 Meter ent-

sprechen, oder es kann überhaupt vorgesehen werden, dass die Anfangs-Messposition der -5-

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ersten Abschnitts-Messposition entspricht, und/oder dass im Fall einer Messung einer Vielzahl von Abschnitts-Messungen jede Abschnitts-Messposition bis auf eine letzte AbschnittsMessposition zur Messung von jeweils zwei Spannungen herangezogen wird. Auf diese Weise wird das Addieren der gemessenen Spannungen besonders effizient möglich, aber auch die praktische Ausführung der Messungen vereinfacht sich. Werden Erdspieße verwendet, um eine mobile Ferneinheit, wie insbesondere ein mobiles Spannungsmessgerät, elektrisch mit jenen Stellen im Erdungsbereich zu verbinden, zwischen denen die jeweiligen Spannungen gemessen werden, kann in dem Fall, dass eine Messposition stets in zwei Teilstrecken fällt, ein Erdspieß einfach stecken gelassen werden, wie dies im vorgenannten, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist, wo die Anfangs-Messposition der ersten Abschnitts-Messposition entspricht. Hier kann ein und derselbe Erdspieß sowohl für die Messung der Anfangs-Spannung als auch für die Messung der zumindest einen, ersten Ab-

schnitts-Spannung verwendet werden.

Wie eingangs erläutert, spielt im Rahmen der Erfindung die Berücksichtigung von Phasenbeziehungen bzw. Phaseninformation eine wesentliche Rolle. Um diese Phaseninformation bereitzustellen, bietet die Erfindung große Flexibilität, sodass je nach konkreten Anforderungen einer Anwendung auf eine unterschiedliche, bestgeeignete Methode zurückgegriffen werden kann. Konkret ist es im Rahmen der Erfindung möglich, den Prüfungs-Wechselstrom zur Herstellung der Anfangs- und Abschnitts-Phasenbeziehung auf ein vorgegebenes Zeitnormal zu synchronisieren und das Zeitnormal bei der Messung der Anfangs-Spannung und der zumindest einen Abschnitts-Spannung zu berücksichtigen. Beim genannten Zeitnormal kann es sich beispielsweise um ein mittels GPS vorgegebenes Zeitnormal oder um ein Taktsignal handeln, oder um ein Zeitsignal einer Atomuhr oder um einen vorgegebenen Zeitpunkt. Da es sich beim Prüfungs-Wechselstrom um Wechselstrom handelt, kann die Synchronisierung beispielsweise erfolgen, indem eine zeitliche Lage eines Minimums (falls der PrüfungsWechselstrom offsetbehaftet ist) oder eines Nulldurchgangs (falls der Prüfungs-Wechsel-

strom offsetfrei ist) des Prüfungs-Wechselstromes angegeben oder festgelegt wird.

Als weitere Option zur Bereitstellung von Phaseninformation kann ein Referenzsignal ausgesendet und empfangen werden, beispielsweise mittels Funks, Mans oder Wifi. Das Referenzsignal kann beispielsweise ein Puls sein, der einen Nulldurchgang des Prüfungs-Wechselstromes beschreibt oder einen Zeitpunkt, an dem der Prüfungs-Wechselstrom ein Maximum oder ein Minimum annimmt. Mithilfe derartiger Information kann insbesondere die Phasenlage einer gemessenen Spannung, wie einer Anfangs-Spannung oder eine AbschnittsSpannung, bestimmt werden, um diese in weiterer Folge korrekt und insbesondere nicht

phasenfalsch zu berücksichtigen. Bekanntermaßen würde eine um 180° falsche Phasenlage

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aus einer eigentlich erforderlichen Addition eine Subtraktion machen oder umgekehrt, was

letztlich gänzlich falsche Messergebnisse zur Folge hätte.

Das Referenzsignal kann in einer bevorzugten Weise von einer Quelle zum Einspeisen des Prüfungs-Wechselstromes ausgesendet werden und von einer mobilen Ferneinheit zum Messen der Anfangs- und Abschnitts-Spannung empfangen werden, oder das Referenzsignal kann von einer mobilen Ferneinheit zum Messen der Anfangs- und Abschnitts-Spannung ausgesendet und von einer Quelle zum Einspeisen des Prüfungs-Wechselstromes empfan-

gen werden.

Zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens kann eine erfindungsgemäße Anordnung vorgesehen sein, welche eine Erdungsprüfungs-Haupteinheit, eine Erdungsprüfungs-Ferneinheit und eine Auswerteeinheit aufweist. Die Erdungsprüfungs-Haupteinheit kann hierbei ausgestaltet sein, den Prüfungs-Wechselstrom in das Erdungssystem einzuspeisen, und die Erdungsprüfungs-Ferneinheit kann ausgestaltet sein, die elektrische Anfangs-Spannung zwischen dem Erdungssystem und der Anfangs-Messposition zu messen, sowie die zumindest eine elektrische Abschnitts-Spannung zwischen einer ersten AbschnittsMessposition im Erdungsbereich und einer zweiten Abschnitts-Messposition im Erdungsbereich zu messen. Die Auswerteeinheit kann ferner ausgestaltet sein, den Wert des Beschreibungsparameters zu ermitteln aus dem Prüfungs-Wechselstrom, der Anfangs-Spannung, der zumindest einen elektrischen Abschnitts-Spannung, einer Anfangs-Phasenbeziehung zwischen der Anfangs-Spannung und dem Prüfungs-Wechselstrom, einer Abschnitts-Phasenbeziehung zwischen der zumindest einen Abschnitts-Spannung und dem Prüfungs-Wechsel-

strom.

Sowohl die Erdungsprüfungs-Ferneinheit und/oder auch die Erdungsprüfungs-Haupteinheit und/oder auch die Auswerteeinheit können ausgestaltet sein, die Anfangs-Phasenbeziehung und die Abschnitts-Phasenbeziehung zu ermitteln. Ferner kann die Auswerteeinheit insbesondere als Teil der Erdungsprüfungs-Ferneinheit oder als Teil der die ErdungsprüfungsHaupteinheit vorgesehen sein. Im Fall einer Anordnung der Auswerteeinheit in der Ferneinheit erfolgt die Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters im Bereich einer Messposition zur Spannungsmessung, was oftmals vorteilhaft ist, weil so noch während der Messung erste Ergebnisse generiert werden, die in einer vorteilhaften Weise für die Planung weiterer Messungen weiterer Abschnitts-Spannungen eingesetzt werden können. Im Fall der Anordnung der Auswerteeinheit in der Haupteinheit erfolgt die Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters im Bereich einer Einspeiseposition zur Einspeisung des Prüfungs-

Wechselstromes.

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Ferner ist denkbar, dass die Auswerteinheit in einer Recheneinheit angeordnet ist, beispielsweise als Teil eines Stand-PCs oder als Teil eines Laptops oder einer sonstigen Recheneinheit, die unabhängig ist von der Erdungsprüfungs-Ferneinheit und/oder der Erdungsprüfungs-Haupteinheit, sodass auch in diesem Bereich der Erfindung Flexibilität besteht, um die Erfindung bestmöglich an die Anforderungen spezifischer Anwendungsfälle anzupassen. Eine besonders vorteilhafte, weitere Ausgestaltung der Erdungsprüfungs-Ferneinheit kann realisiert werden, indem an der Erdungsprüfungs-Ferneinheit ein graphisches Anzeigeelement oder Display vorgesehen wird, mittels dessen ein Wert oder mehrere mittels der Erfindung ermittelte Werte graphisch dargestellt werden, besonders bevorzugt bereits während

der Messung.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestal-

tungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

Fig.1 ein Erdungssystem mit erfindungsgemäßer Ermittlung eines Beschreibungspara-

meters,

Figs.2a-c Ausgestaltungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig.3a-b bei Anwendung der Erfindung mögliche Strom- und Spannungszeiger,

Fig.4 einen bei Anwendung der Erfindung möglichen Verlauf eines Beschreibungspara-

meters.

Ausführung der Erfindung

Fig.1 zeigt ein Erdungssystem 1, wie es insbesondere zur Erdung eines Freileitungsmastes, eines Hochspannungstransformators, eines Hochspannungsgenerators oder einer sonstigen Hochspannungsschaltvorrichtung eingesetzt werden kann, und bei dem die erfindungsgemäße Ermittlung eines Wertes eines Beschreibungsparameters in einer besonders vorteilhaften Weise angewendet werden kann. Die Erdungssystem 1 kann beispielsweise ein Erdungsnetz oder einen vermaschten Erder umfassen. Das in Fig.1 gezeigte Erdungssystem 1 ist über eine Erdungsimpedanz Ze mit dem physikalischen Erdreich verbunden ist, um in be-

kannter Weise im Fehlerfall eine Ableitung elektrischer Ströme in das Erdreich

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sicherzustellen. Um die korrekte Einrichtung und Funktionsweise des Erdungssystems 1 nachzuweisen, wird in einer Vielzahl von Prüfverfahren versucht, einen Erdungswiderstand oder einen Ausbreitungswiderstand oder eine Erdungsimpedanz möglichst exakt zu ermitteln, und diese mit genormten Werten zu vergleichen. Allgemeine Ausführungen zu Erdungssystemen und deren Prüfung finden sich in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Veröffentlichungen und Druckschriften, weswegen an dieser Stelle nicht näher auf die grundlegende

Funktionsweise und Prüfung eines Erdungssystems 1 eingegangen wird.

Fig.1 zeigt ferner die Komponenten einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 zur Ermittlung eines Wertes eines Beschreibungsparameters Ze: zur Beschreibung eines zumindest teilweise in einem Erdungsbereich EB des physikalischen Erdreichs angeordneten Erdungssystems 1. Die Anordnung 100 weist eine Erdungsprüfungs-Haupteinheit H, eine Erdungsprüfungs-Ferneinheit F und eine Auswerteeinheit A auf. Zur Umsetzung der Erfindung ist die Erdungsprüfungs-Haupteinheit H ausgestaltet, im gegenständlichen Fall mittels einer elektrischen Quelle Q, einen Prüfungs-Wechselstrom iac in das Erdungssystem 1 einzuspeisen. Der Prüfungs-Wechselstrom iac wird zu diesem Zweck typischerweise vorgegeben, und ist aus diesem Grund üblicherweise a priori bekannt. Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung aber ebenso denkbar, auch den Prüfungs-Wechselstrom iac messtechnisch zu erfassen, z.B. durch eine geeignete Strommessvorrichtung. Die Quelle Q ist ausgestaltet, den Prüfungs-Wechselstrom iac mit einer vorgegebenen, während der Ermittlung eines Wertes des Beschreibungsparameters Ze: gleichbleibenden, Frequenz zu erzeugen, besonders bevorzugt mit lediglich einer einzelnen, gleichbleibenden Frequenz. Die vorgegebene Frequenz kann beispielsweise in einem Bereich von 10 Hz bis hin zu einigen 100 Hz liegen, beispielsweise in einem Bereich von 20 Hz bis 100 Hz. Eine Stromstärke des Prüfungs-Wechselströmen iac kann beispielsweise einige Ampere betragen, beispielsweise im Bereich von 1 A bis 50 A. Abhängig von den Bedingungen kann jedoch auch ein geringerer Strom, beispielsweise in der Größenordnung von 100-200 mA, ausreichend sein. Diese Zusammenhänge

sind einer Fachperson auf dem Gebiet der Wechselstromtechnik hinlänglich bekannt.

Die Erdungsprüfungs-Ferneinheit F ist im Rahmen der Erfindung ausgestaltet, elektrische Spannungen zu messen, insbesondere eine elektrische Anfangs-Spannung Ue, die zwischen dem Erdungssystem 1 selbst und einer Anfangs-Messposition A-1 im Erdungsbereich EB abfällt, und eine elektrische Abschnitts-Spannung Ua. zwischen einer ersten Abschnitts-Messposition A-1 im Erdungsbereich EB und einer zweiten Abschnitts-Messposition A-2 im Erdungsbereich EB. Wie an früherer Stelle angemerkt, kann die Erdungsprüfungs-Ferneinheit F ein Display zur Ausgabe von Ergebnissen und weitere Komponenten aufweisen, wie Bedienelemente. Um in einem weiteren Schritt aus den gemessenen Spannungen, die bei-

spielsweise im Bereich einiger weniger Millivolt, oder im Bereich einiger weniger Volt, oder

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im Bereich mehrerer Volt liegen können, den zur Erdungsprüfung erforderlichen Wert des Beschreibungsparameters Zz: zu ermitteln, ist die Auswerteeinheit A ausgestaltet, den Wert des Beschreibungsparameters Ze: zu ermitteln aus dem Prüfungs-Wechselstrom iac, der Anfangs-Spannung Ue, der zumindest einen elektrischen Abschnitts-Spannung Ua.1, einer Anfangs-Phasenbeziehung zwischen der Anfangs-Spannung Ue und dem Prüfungs-Wechselstrom iac, einer Abschnitts-Phasenbeziehung zwischen der zumindest einen Abschnitts-

Spannung Ua und dem Prüfungs-Wechselstrom Iac.

Es sei angemerkt, dass die dargestellte Anordnung der Auswerteeinheit A in der Erdungsprüfungs-Ferneinheit F rein exemplarisch ist. Im Rahmen der Erfindung ist es ebenso möglich, die Auswerteeinheit A als Teil der Erdungsprüfungs-Ferneinheit F oder als Teil der Erdungsprüfungs-Haupteinheit H vorzusehen. Ausgestaltungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Anordnung 100, die sich durch unterschiedliche Anordnungsstellen der Auswerteeinheit A unterscheiden, sind in den Figuren 2a-c dargestellt. Die Komponenten Erdungsprüfungs-Ferneinheit F, Erdungsprüfungs-Haupteinheit H und Auswerteeinheit A können hierbei bevorzugt über eine drahtlose Datenverbindung kommunizieren, wie über Funk oder über Wan etc. Ist die Auswerteeinheit A als Teil einer der anderen Einheiten (Haupteinheit H, Ferneinheit F) vorgesehen, kann natürlich auch auf eine herkömmliche Verkabelung zurückgegriffen werden. Grundsätzlich können die Erdungsprüfungs-Ferneinheit F, die Erdungsprüfungs-Haupteinheit H und die Auswerteeinheit A in Form von mikroprozessorbasierter Hardware, eines Mikrocontrollers, oder einer integrierten Schaltung (ASIC, FPGA) implementiert

werden.

Um die Anfangs-Spannung und die zumindest eine elektrische Abschnitts-Spannung Ua.1 zu messen, weist die dargestellte Erdungsprüfungs-Ferneinheit F eine erste Messsonde X und eine zweite Messsonde Y auf, die mit den Messpositionen verbunden werden und mittels Messdraht mit der Erdungsprüfungs-Ferneinheit F verkabelt werden. Die ErdungsprüfungsFerneinheit F umfasst demnach oder ist ausgeführt als ein Spannungsmessgerät, das in der Lage ist, die genannten Spannungen zu messen, also zumindest jene Frequenzkomponente der Anfangs-Spannung und der Abschnitts-Spannung zu erfassen, die der Frequenz des Prüfungs-Wechselstromes iac entspricht. Für die Einleitung des Prüfungs-Wechselstromes sind bekanntermaßen zwei Anschlüsse der Quelle Q nötig. Gegenständlich ist hierzu eine Quell-Elektrode Q-E vorgesehen, um die Quelle Q mit dem Erdungsbereich EB zu verbinden, andererseits ist eine elektrisch leitende Verbindung von der Quelle Q direkt zum Erdungssystem 1 vorgesehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Prüfungs-Wechselstrom über das Erdungssystem 1 zirkuliert, sodass über eine Strom- und Spannungsmes-

sung die Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters Ze möglich wird.

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Wie an früherer Stelle erläutert, wird es durch eine wie in Fig.1 gezeigte, erfindungsgemäße Anordnung möglich, die aufwendige Messung einer einzelnen, großen Spannung aufzuteilen auf die Messung von zumindest zwei Teilspannungen. Es ist unmittelbar ersichtlich, dass eine Aufteilung einer großen Messstrecke, über die im Stand der Technik eine einzelne, große Spannung gemessen wird, in zumindest zwei im Vergleich dazu kleinere Teil-Messstrecken, über die entsprechend kleinere Teilspannungen gemessen werden, zu kürzeren Messstrecken führt, mit deren Enden eine Ferneinheit, d.h. z.B. ein mobiles Spannungsmessgerät, mithilfe von Messdraht verkabelt werden muss. Die Erfindung erlaubt damit die Verwendung von kürzerem Messdraht. Wie erwähnt, kann durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise die Länge des erforderlichen Messdrahtes reduziert werden, der eine Ferneinheit elektrisch mit jenen Stellen verbindet, zwischen denen die entsprechenden Spannungen

gemessen werden. Folglich muss weniger Messdraht auf- und abgewickelt werden.

Wie ferner ebenso anhand von Fig.1 erkennbar ist, wird im gezeigten Szenario nicht nur eine Abschnitts-Spannung Ua1 gemessen, was zur Durchführung der Erfindung bereits ausreichend wäre, sondern es wird eine Vielzahl von Abschnitts-Spannungen Ua4, Ua2, Uasz, Ua, die jeweils zwischen Paaren von Abschnitts-Messpositionen A-1, A-2, A-3, A-4, ... im Erdungsbereich EB abfallen, gemessen und zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters Ze: herangezogen. Ein Abstand zwischen den Abschnitts-Spannungen Ua.1, Ua, Ua,3, Ua4, kann einige Meter, beispielsweise 10 m oder 50m oder bis hin zu 100 m betragen, wird in einer vorteilhaften Weise aber jedenfalls geringer gewählt, als die im Stand der Tech-

nik ansonsten üblichen Abstände im Bereich von einem Kilometer und mehr.

Wie ebenso in Fig.1 dargestellt, fallen die Abschnitts-Spannungen Ua, Ua2, Ua, Ua Zzwischen Paaren von Abschnitts-Messpositionen (A-1, A-2), (A-2, A-3), (A-3, A-4) etc. ab, wobei die Abschnitts-Messpositionen (bis auf die erste und letzte Abschnitts-Messposition) stets in zwei Paaren vorkommen. Wie bereits an früherer Stelle erläutert, ist das vorteilhaft. Auf diese Weise können Mittel zur Verbindung der Erdungsprüfungs-Ferneinheit F mit den Abschnitts-Messpositionen A-2, A-3 für zumindest zwei Messungen an einer Abschnitts-Messposition verbleiben, sodass die erfindungsgemäße Anordnung weniger oft umarrangiert werden muss. Bei den genannten Mitteln zur Verbindung der Erdungsprüfungs-Ferneinheit F mit den Abschnitts-Messpositionen A-1, A-2, A-3, A-4 handelt es sich üblicherweise um Konstruktionen aus Messdraht und einer Messelektrode X, Y, die Messelektrode X,Y kann im gegenständlichen Kontext insbesondere als Erdspieß ausgeführt werden. Nähere Beschreibungen von entsprechenden Erdspießen finden sich unter anderem in den Schriften AT 005 503 U1 oder EP 1 736 786 B1. In der dargestellten Situation entspricht die Anfangs-Messposition A-1 ferner der ersten Abschnitts-Messposition A-1. Es ist jedoch ebenso denkbar, die An-

fangs-Messposition A-1 und die erste Abschnitts-Messposition A-1 innerhalb eines

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vorgegebenen Messpositions-Abstandes voneinander entfernt anzuordnen, wobei der vorgegebene Messpositions-Abstand bevorzugt einem Meter, besonders bevorzugt 0,5 Meter, höchst bevorzugt 0,1 Meter entspricht, um die gemessenen Spannungen unverändert bei der Berechnung des Wertes des Beschreibungsparameters berücksichtigen zu können. Werden die Abstände jedoch zu groß, können Messfehler entstehen, da so die Summe der gemessenen Anfangs-Spannung und der gemessenen Abschnitts-Spannungen, d.h. die Summe der Teilspannungen, gegebenenfalls nicht mehr einer Gesamt-Spannung Uges entspricht, die im in Fig.1 gezeigten Fall beispielsweise zwischen der Anfangs-Messposition A-1 und der vier-

ten Abschnitts-Messposition A-4 abfallen würde.

Welche Ströme und Spannungen bei Anwendung der Erfindung auftreten können ist ferner in den Figuren 3a-b dargestellt, mithilfe der in der Wechselstromrechnung üblichen Darstellungsmethode der komplexen Zeiger. Wie in der komplexen Wechselstromrechnung üblich, werden die auftretenden Größen im Zuge der nachfolgenden Ausführungen mit Groß buchstaben und unterstrichen dargestellt. Fig.3a repräsentiert hierbei eine Situation, in der lediglich eine Anfangs-Spannung Ua und eine erste Abschnitts-Spannung Ue1 gemessen werden. Sowohl die Anfangs-Spannung Ua und die erste Abschnitts-Spannung Ue.1 werden natürlich bei der gleichen Frequenz gemessen, ansonsten wäre keine sinnvolle Kombination / Addition möglich, insbesondere zu einer Gesamtspannung Uges, aber auch keine Darstellung als komplexe Zeiger in einer gleichen, gemeinsamen komplexen Ebene. Im Fall der Verwendung einer Darstellung der auftretenden Ströme und Spannung mittels komplexer Zeiger kann die erfindungsgemäße Phasenlage beispielsweise in Form eines Phasenwinkels ausgedrückt werden. Um nun einen Wert des Beschreibungsparameters Ze: zu ermitteln, können die Anfangs-Spannung Ue und die zumindest eine elektrische Abschnitts-Spannung Ua,1 unter Berücksichtigung der Anfangs-Phasenbeziehung und der Abschnitts-Phasenbeziehung zu einer Gesamtspannung Uges addiert werden, d.h. Uges = Ue + Ua.1 gesetzt werden, und es kann die Gesamtspannung Uges zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters Ze herange-

zogen werden.

Fig.3b zeigt demgegenüber eine Situation, in der eine Anfangs-Spannung U, und eine Vielzahl von Abschnitts-Spannungen Ua.1, Ua2, Uasz, Uad, Uas, konkret fünf Abschnitts-Spannungen, gemessen und unter Berücksichtigung einer jeweiligen Phasenbeziehung zum Prüfungs-Wechselstrom Iac zu einer Gesamtspannung Uges addiert werden. Die Berücksichtigung der Phasenlage äußerst sich im gegenständlichen Fall durch die Berücksichtigung der Orientierung der Zeiger in der komplexen Ebene beim Addieren. Auch in der in Fig.3b gezeigten Situation wird letztlich die ermittelte Gesamtspannung Uges zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters Ze: herangezogen. Im Fall einer Verwendung einer Mehrzahl

von Spannungen, wie in der Situation gemäß Fig.3b, besteht darüber hinaus die vielfach

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besonders vorteilhafte Möglichkeit, nicht erst zuerst eine Gesamtspannung Uges zu ermitteln, und anschließend den Wert der des Beschreibungsparameters aus der Gesamtspannung Uges Zu bestimmen, sondern mit jeder einzelnen Abschnitts-Spannung einen Wert eines Abschnitts-Beschreibungsparameters zu bestimmen, und anschließend diese Vielzahl an Abschnitts-Beschreibungsparametern zu kombinieren, um den gewünschten Wert des Beschreibungsparameters zu erhalten. Wird z.B. insgesamt eine Erdungsimpedanz gesucht, können auf diese Weise eine Reihe von Teil-Impedanzen ermittelt werden, die anschließend phasenrichtig summiert werden. Es können aber auch alle zu einem Zeitpunkt verfügbaren Teil-Spannungen fortlaufend zu vorläufigen Gesamt-Spannungen addiert werden, und mit derart ermittelten, vorläufigen Gesamt-Spannungen fortlaufend Teilwerte des Beschreibungsparameters ermittelt werden. Auf diese Weise kann die zeitliche Entwicklung des Beschreibungsparameters während des Verfahrens überwacht werden. Fig.4 zeigt einen möglichen Verlauf derartiger Teilwerte eines Beschreibungsparameters. Im Zuge der nachfolgenden Diskussion von Fig.4 wird auf eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungsvari-

ante der Erfindung eingegangen.

Um die für die Erfindung zentrale Information über die Phasenlage von Prüfungs-Wechselstrom und gemessenen Spannungen bereitzustellen, bestehen unterschiedliche Möglichkeiten, wie bereits an früherer Stelle erläutert wurde. Auch im Rahmen der in Fig.1 gezeigten Situation kann der Prüfungs-Wechselstrom iac zur Herstellung der Anfangs- und AbschnittsPhasenbeziehung auf ein vorgegebenes Zeitnormal, vorzugsweise ein mittels GPS vorgegebenes Zeitnormal, synchronisiert werden, oder es kann ein Referenzsignal ausgesendet, z.B. von der Erdungsprüfungs-Haupteinheit H, insbesondere von einer Quelle Q in der Erdungsprüfungs-Haupteinheit H, und empfangen werden, z.B. von der Erdungsprüfungs-Ferneinheit F oder umgekehrt, vorzugsweise mittels Funks, WMans oder Wifi. Es ist anzumerken, dass in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Prüfungs-Wechselstrom iac nur eine Frequenz, oder nur eine dominante Frequenz, aufweist, die Phasenlage bei ebenjener,

einzelnen Frequenz bereits ausreicht, um die Erfindung durchzuführen.

Fig.4 zeigt abschließend einen möglichen Verlauf eines Beschreibungsparameters Ze, wie er sich bei Anwendung der Erfindung einstellen kann, wenn, wie vorstehend beschrieben, eine Anfangs-Spannung Ue sowie eine Vielzahl von Abschnitts-Spannungen Ua, Ua, Ua, Uag gemessen wird und unmittelbar nach Messung einer Abschnitts-Spannung Ua, Ua2, Ua, Ua4 ein neuer Wert des Beschreibungsparameters Ze: bestimmt wird, bei dem stets die gesamte zur Verfügung stehende Information über die gemessenen Spannungen verwendet wird, d.h. alle zu einem Zeitpunkt zur Verfügung stehenden Teil-Spannungen zu einer vorläufigen Gesamt-Spannung addiert werden und diese vorläufige Gesamt-Spannung zur Ermitt-

lung eines vorläufigen Wertes des Beschreibungsparameters herangezogen wird. Es ist

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anzumerken, dass die dargestellten Werte bei der gleichen Frequenz ermittelt werden. Bekanntermaßen kann sich insbesondere die Impedanz eines Systems mit der Frequenz der anliegenden Spannung / des fließenden Stromes ändern, sodass ein Vergleich oder eine Summation von Impedanzen bei unterschiedlichen Frequenzen keine sinnvollen Ergebnisse

liefern würde.

Die Indizes auf der Abszisse symbolisieren, welche Spannung unmittelbar vor der Ermittlung des entsprechenden Wertes gemessen wurde. Mit einer größer werdenden Anzahl an zur Verfügung stehenden Messungen konvergiert der Wert des Beschreibungsparameters Zz hin zu einem Endwert Ze: .-. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass weiter vom Erdungssystem 1 entfernt gemessene Spannungen abnehmen, sodass weiter entfernt gemessene Spannung entsprechend geringere Beiträge zu einer gegebenenfalls ermittelten Gesamtspannung Uges liefern. Die Einsicht, dass Werte des Beschreibungsparameters Zz: bei einer wachsenden Anzahl von durchgeführten Messungen konvergieren, kann nun zu einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung herangezogen werden. Konkret können Werte des Beschreibungsparameters Zz: verglichen werden, und es können so lange weitere Abschnitts-Spannungen gemessen werden, so lange sich beispielsweise zwei aufeinanderfolgende Werte des Beschreibungsparameters Ze, wie z.B. Ze,2 und Ze,3, um zumindest eine vorgegebene Abweichung unterscheiden. Die vorgegebene Abweichung kann beispielsweise als relative Angabe angegeben werden, wie z.B. 10% oder 5% oder 1% oder 0,5%. Unterschreitet die Abweichung zweier aufeinanderfolgender Werte des Beschreibungsparameters Ze: die Abweichung, kann auf einen konvergierten Zustand geschlossen werden, d.h. es kann darauf geschlossen werden, dass eine weitere Messung einer Abschnitts-Spannung keine nennenswerte Änderung des ermittelten Wertes mehr zur Folge haben wird. Geringe Abweichungen zwischen aufeinanderfolgenden Werten des Beschreibungsparameters Ze: entsprechen demnach kleiner werdenden Abschnitts-Spannungen, was einem Abflachen des elektrischen Potentialverlaufes im Erdungsbereich EB gleichkommt. Das Ausbleiben nennenswerter Änderungen im Potentialverlauf kann demnach als Nachweis dafür angesehen werden, dass man sich außerhalb des Einflussbereichs des zu vermessenden Erdungssystems befindet, wo weitere Messungen keinen, oder einen nur noch unwesentlichen weiteren Informationsgewinn mit sich bringen. In einem solchen Fall kann ein Abbruch-Signal ausgegeben werden, z.B. ein graphisches Signal, das auf der Erdungsprüfungs-Ferneinheit F ausgegeben wird und das einem Benutzer oder Bediener empfehlen kann, keine weiteren Messungen mehr durchzuführen. Die letztgültige Entscheidung, wann die Messung von Abschnitts-Spannungen tatsächlich beendet wird, sollte bevorzugt aber auch in diesem Fall von einem fachkundi-

gen Bediener getroffen werden.

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Ermittlung eines Wertes eines Beschreibungsparameters (Ze) zur Beschreibung eines zumindest teilweise in einem Erdungsbereich (EB) des physikalischen Erd-

reichs angeordneten Erdungssystems (1), aufweisend die Schritte: — Einspeisen eines Prüfungs-Wechselstromes (iac) in das Erdungssystem (1);

— Messen einer elektrischen Anfangs-Spannung (Ue) zwischen dem Erdungssystem (1)

und einer Anfangs-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB);

— Messen zumindest einer elektrischen Abschnitts-Spannung (Ua.1) zwischen einer ersten Abschnitts-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB) und einer zweiten Abschnitts-

Messposition (A-2) im Erdungsbereich (EB);

— Herstellen einer Anfangs-Phasenbeziehung zwischen der Anfangs-Spannung (Ue) und

dem Prüfungs-Wechselstrom (iac);

— Herstellen einer Abschnitts-Phasenbeziehung zwischen der zumindest einen Abschnitts-

Spannung (Ua) und dem Prüfungs-Wechselstrom (iac);

— Ermitteln des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) aus dem Prüfungs-Wechselstrom (iac), der Anfangs-Spannung (Use), der zumindest einen Abschnitts-Spannung (Ua),

der Anfangs-Phasenbeziehung und der Abschnitts-Phasenbeziehung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangs-Messposition (A-1) und die erste Abschnitts-Messposition (A-1) um weniger als einen vorgegebenen Messpositions-Abstand voneinander entfernt sind, wobei der vorgegebene MesspositionsAbstand bevorzugt einem Meter, besonders bevorzugt 0,5 Meter, höchst bevorzugt 0,1 Meter entspricht, oder dass die Anfangs-Messposition (A-1) der ersten Abschnitts-Messposition (A-1) entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die AnfangsSpannung (Ue) und die zumindest eine elektrische Abschnitts-Spannung (Ua) unter Berücksichtigung der Anfangs-Phasenbeziehung und der Abschnitts-Phasenbeziehung zu einer Gesamtspannung (Uges) addiert werden und dass die Gesamtspannung (Uges) zur Ermittlung

des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) herangezogen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass eine Vielzahl von Abschnitts-Spannungen (Ua, Ua2, Ua3, Ua), die Jeweils zwischen

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Paaren von Abschnitts-Messpositionen (A-1, A-2, A-3, A-4, ...) Im Erdungsbereich (EB) abfallen, gemessen und zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) herangezogen wird, vorzugsweise indem die Vielzahl von Abschnitts-Spannungen (Ua,1, Ua2, Ua, Ua.4) unter Berücksichtigung einer jeweiligen Phasenbeziehung zum Prüfungs-Wechselstrom (iac) Zu einer Gesamtspannung (Uges) addiert werden, wobei die Gesamtspannung (Uges) zur

Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) herangezogen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert einer elektrischen Impedanz des Erdungssystems (1) als Wert des Beschrei-

bungsparameters (Ze) ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfungs-Wechselstrom (iac) zur Herstellung der Anfangs- und Abschnitts-Phasenbeziehung auf ein vorgegebenes Zeitnormal, vorzugsweise ein mittels GPS vorgegebenes Zeitnormal, synchronisiert wird und dass das Zeitnormal bei der Messung der Anfangs-

Spannung (Ue) und der zumindest einen Abschnitts-Spannung (Ua) berücksichtigt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Anfangs- und Abschnitts-Phasenbeziehung ein Referenzsignal ausgesendet

und empfangen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal von einer Quelle (Q) zum Einspeisen des Prüfungs-Wechselstromes (iac) ausgesendet und von einer mobilen Ferneinheit (F) zum Messen der Anfangs- und Abschnitts-Spannung empfangen wird oder dass das Referenzsignal von einer mobilen Ferneinheit (F) zum Messen der Anfangs- und Abschnitts-Spannung ausgesendet wird und von einer Quelle (Q) zum Einspei-

sen des Prüfungs-Wechselstromes (iac) empfangen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsig-

nal mittels Funks, Man oder Wifi ausgesendet und empfangen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) im Bereich einer Messposition zur Spannungsmessung vorgenommen wird, vorzugsweise in einer mobilen Ferneinheit (F) zur SpPannungsmessung, oder dass die Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters (Zg) im Bereich einer Einspeiseposition zur Einspeisung des PrüfungsWechselstromes (iac) vorgenommen wird, vorzugsweise in einer stationären Haupteinheit (H)

mit einer elektrischen Quelle zur Einspeisung des Prüfungs-Wechselstromes (ic).

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11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelte Werte des Beschreibungsparameters (Ze), vorzugsweise graphisch, dargestellt werden, vorzugsweise auf einem Display einer mobilen Ferneinheit (F) zur Spannungs-

messung.

12. Anordnung (100) zur Ermittlung eines Wertes eines Beschreibungsparameters (Ze) zur Beschreibung eines zumindest teilweise in einem Erdungsbereich (EB) des physikalischen Erdreichs angeordneten Erdungssystems (1), die Anordnung (100) aufweisend eine Erdungsprüfungs-Haupteinheit (H), eine Erdungsprüfungs-Ferneinheit (F) und eine Auswer-

teeinheit (A), wobei

— die Erdungsprüfungs-Haupteinheit (H) ausgestaltet ist, einen Prüfungs-Wechselstrom

(iac) In das Erdungssystem (1) einzuspeisen;

— die Erdungsprüfungs-Ferneinheit (F) ausgestaltet ist,

e eine elektrische Anfangs-Spannung (Ue) zwischen dem Erdungssystem (1) und einer

Anfangs-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB) zu messen,

e zumindest eine elektrische Abschnitts-Spannung (Ua) zwischen einer ersten Abschnitts-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB) und einer zweiten Abschnitts-

Messposition (A-2) im Erdungsbereich (EB) zu messen;

— die Auswerteeinheit (A) ausgestaltet ist, den Wert des Beschreibungsparameters (Ze) zu ermitteln aus dem Prüfungs-Wechselstrom (iac), der Anfangs-Spannung (Ue), der zumindest einen elektrischen Abschnitts-Spannung (Ua.1), einer Anfangs-Phasenbeziehung zwischen der Anfangs-Spannung (Ue) und dem Prüfungs-Wechselstrom (iac), einer Abschnitts-Phasenbeziehung zwischen der zumindest einen Abschnitts-Spannung (Ua.1)

und dem Prüfungs-Wechselstrom (iac).

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ErdungsprüfungsFerneinheit (F) und/oder die Erdungsprüfungs-Haupteinheit (H) und/oder die Auswerteeinheit (A) ausgestaltet sind, die Anfangs-Phasenbeziehung und die Abschnitts-Phasenbeziehung

zu ermitteln.

14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (A) als Teil der Erdungsprüfungs-Ferneinheit (F) oder als Teil der die Erdungsprü-

fungs-Haupteinheit (H) vorgesehen ist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die

Erdungsprüfungs-Ferneinheit (F) zumindest eine erste Messsonde (X) und eine zweite -17-

Messsonde (Y) aufweist, um die Anfangs-Spannung und die zumindest eine elektrische Ab-

schnitts-Spannung (Ua) zu messen.

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Claims

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und einer Anfangs-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB); dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte aufweist:

Messposition (A-2) im Erdungsbereich (EB);

dem Prüfungs-Wechselstrom (iac);

Spannung (Ua) und dem Prüfungs-Wechselstrom (iac);

der Anfangs-Phasenbeziehung und der Abschnitts-Phasenbeziehung.

des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) herangezogen wird.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Abschnitts-Spannungen (Ua, Ua2, Ua3, Ua), die Jeweils zwischen Paaren von Abschnitts-Messpositionen (A-1, A-2, A-3, A-4, ...) Im Erdungsbereich (EB) abfallen, gemessen und zur Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) herangezogen wird, vorzugsweise indem die Vielzahl von Abschnitts-Spannungen (Ua,1, Ua2, Ua, Ua.4) unter Berücksichtigung einer jeweiligen Phasenbeziehung zum Prüfungs-Wechselstrom (iac) Zu einer Gesamtspannung (Uges) addiert werden, wobei die Gesamtspannung (Uges) zur

Ermittlung des Wertes des Beschreibungsparameters (Ze) herangezogen wird.

bungsparameters (Ze) ermittelt wird.

und empfangen wird.

sen des Prüfungs-Wechselstromes (iac) empfangen wird.

nal mittels Funks, Man oder Wifi ausgesendet und empfangen wird.

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messung.

teeinheit (A), wobei

(iac) In das Erdungssystem (1) einzuspeisen;

— die Erdungsprüfungs-Ferneinheit (F) ausgestaltet ist,

Anfangs-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB) zu messen,

e dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungsprüfungs-Ferneinheit (F) ferner ausgestaltet ist, zumindest eine elektrische Abschnitts-Spannung (Ua.1) zwischen einer ersten Abschnitts-Messposition (A-1) im Erdungsbereich (EB) und einer zweiten Ab-

schnitts-Messposition (A-2) im Erdungsbereich (EB) zu messen;

— und dass die Auswerteeinheit (A) ausgestaltet ist, den Wert des Beschreibungsparameters (Ze) zu ermitteln aus dem Prüfungs-Wechselstrom (iac), der Anfangs-Spannung (Ue), der zumindest einen elektrischen Abschnitts-Spannung (Ua), einer Anfangs-Phasenbeziehung zwischen der Anfangs-Spannung (Ue) und dem Prüfungs-Wechselstrom (iac), einer Abschnitts-Phasenbeziehung zwischen der zumindest einen Abschnitts-Spannung

(Ua) und dem Prüfungs-Wechselstrom (iac).

zu ermitteln.

fungs-Haupteinheit (H) vorgesehen ist.

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15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungsprüfungs-Ferneinheit (F) zumindest eine erste Messsonde (X) und eine zweite Messsonde (Y) aufweist, um die Anfangs-Spannung und die zumindest eine elektrische Ab-

schnitts-Spannung (Ua) zu messen.

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