AT91978B

AT91978B - Einrichtung zur Fehlerbestimmung von Kabeln und isolierten Leitungen nach dem Prinzip der Wheatstoneschen Brücke.

Info

Publication number: AT91978B
Authority: AT
Inventors: Viktor Dr Planer
Original assignee: Viktor Dr Planer
Priority date: 1921-12-21
Filing date: 1921-12-21
Publication date: 1923-03-26

Description

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Es ist bekannt, Fehler in Kabeln in der Weise zu finden, dass beide Kabelenden mit den Enden eines Messdrahtes verbunden werden, an die auch ein Galvanometer gelegt ist, und die eine Klemme einer geerdeten Batterie so lange auf dem Messdraht zu verschieben, bis das Galvanometer Stromlosigkeit anzeigt. Die Erfindung gibt eine einfache, auf diesem Prinzip der Wheatstoneschen Brücke beruhende Einrichtung an, welche es ermöglicht, die Fehlerbestimmung vorzunehmen, ohne das Prinzip der Schaltung zu kennen und auf die richtige Ausführung derselben bei der Durchführung der Bestimmung achten zu müssen. Sie weist einen einfachen und billigen Aufbau auf und kann in einem handlichen Kasten untergebracht werden, an dem drei Klemmen und zwei Kurbeln vorhanden sind.

Zwei der Klemmen werden mit je einem Ende des zu untersuchenden Kabels verbunden, die dritte mit Erde, wodurch der Apparat messbereit ist. Eine der Kurbeln wird so lange gedreht, bis an einem Ausschnitt die bekannte Kabellänge abgelesen werden kann, die andere Kurbel sodann so lange gedreht, bis eine Vorrichtung auf eine Marke zeigt. Hierauf kann an einem zweiten Ausschnitt des Kastens unmittelbar die Entfernung des Fehlers vom Kabelanfang abgelesen werden. Die Verbindung des Kabels mit dem Apparat und die Ablesung kann daher auch von ungeschulten Leuten vorgenommen werden. Der Apparat besitzt ferner keine empfindlichen Teile und kann auch unter geringfügigen Änderungen der äusseren Schaltung zu jeder andern beliebigen Widerstandsmessung verwendet werden.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt das Prinzip. Dort ist das Kabel mit dem Fehlerpunkt fi w ist ein Widerstandsdraht, dessen Anfangspunkt c mit dem Kabelanfang über eine Klemme und mit der Null- , tromanzeigevoirichtung n, die im Beispiele als Galvanometer ausgebildet ist, fest verbunden ist. Der eine bewegliche Kontakt cl ist durch eine Klemme mit dem andern Kabelende verbunden und an ihm ist auch die andere Klemme des Nullstromanzeigers n fest angeschlossen. An dem zweiten beweglichen Kontakt e ist die Stromquelle g, im Beispiel eine Batterie, fest angeschlossen, während deren anderer Pol über eine Klemme an Erde gelegt ist.

Es sei angenommen, dass einem Zentimeter Drahtlänge ein Meter Kabellänge entspricht. Es wird dann der eine bewegliche Kontakt cl so weit verschoben, bis eine damit verbundene Anzeigevorrichtung, beispielsweise mit springenden Ziffern wie bei Zählern oder mit unendlichem Band wie bei andern Registriervorrichtungen direkt die eingestellte Kabellänge in Metern und deren Bruchteilen ablesen lässt. Dies ist ohne weiteres möglich, da die Kabellänge, welche mit den beiden Klemmen verbunden ist, bekannt ist. Wird nun der Kontakt e so lange verschoben, bis das Galvanometer auf Null einspielt, so wird eine andere, mit dem beweglichen Kontakt e verbundene Anzeigevorrichtung gleicher Art wie die zuerst erwähnte die Entfernung des Fehlers vom Anschlusspunkt c in Metern abzulesen gestatten.

Wird nämlich die Länge des Kabels mit !, die Entfernung des Fehlers vom Punkt c mit x, die Entfernung c-e-
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Wird daher a + b von der Anzeigevorrichtung in Metern angezeigt, so kann die Länge a von der zweiten Anzeigevorrichtung ebenfalls gleich in Metern angegeben werden.

Fig. 2 zeigt einen Kasten, in dem die Einrichtung nach der Erfindung eingebaut ist. Dieser weist je eine Klemme 55 für #Kabelfang" und "Kabelende" auf, ferner zwei Anzeigevorrichtungen, z.

B. mit
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gestellt wird und an deren anderer durch Drehen der Kurbel 35 die Entfernung in Metern bis zum Fehler, gemessen vom Kabelanfang, dadurch eingestellt wird, dass die Kurbel 35 so lange gedreht wird, bis der Zeiger am Instrument 51 auf die Marke Null einspielt. Zur Bedienung des Apparates sind daher die beiden Klemmen mit Kabelanfang bzw. Kabelende zu verbinden und die seitlichen Klemmen 56 mit Erde zu verbinden. Sodann ist durch aufeinanderfolgendes Drehen der Kurbeln zuerst die Kabellänge und dann die Fehlerlänge einzustellen, wodurch die Messung vollendet ist. Der Widerstand, die Kontakte und Anschlüsse, die Batterie und der Nullstromanzeiger sind im Kasten eingebaut.

Durch Herausziehen der Lade 57. in der die Batterie untergebracht sein kann. kann deren Erneuerurg leicht durchgeführt
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schoben. Die Steigung der Schraubenspindel 29 ist ebenso gross wie die Steigung der Spiralwindungen des Widerstandsdrahtes : 2 auf der Trommel 1 gewählt, so dass der Stromabnehmer 46 bei seiner Bewegung
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räder 36, 37 des Mitnehmers 55 am Zahnrad 57 und der auf der Schraubenspindel 30 verschiebbaren Scheibe mittels des Trägers 39 getragen und bewegt wird. 48 ist das Lager für das Zahnrad 37.

Die Schraubenspindel 30 hat dieselbe Steigung wie die Spiralwindungen des Widerstandsdrahtes 2. Die Stromabnehmer 40, 46 sind als drehbare Scheiben ausgebildet, um die Abnutzung des Wiaerstandsdrahtes möglichst zu verhindern und stets einen guten Kontakt zu gewährleisten. Die Verzahnung. 33 auf der Scheibe. 31 treibt ein Zählwerk an, an dem die eingestellte Kabellänge erkannt werden kann, die
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anfang ablesen lässt.

Die Wirkungsweise dieser Ausführung ist folgende : Zunächst wird die Kurbel 41 so lange gedreht, bis das mit dem Zahnrad 3 verbundene Zählwerk die bekannte Kabellänge anzeigt. Hierauf kann zweckmässig durch einen Drucklmopf die Verbindung zwischen dem Stromabnehmer 76 und dem Batteriepol hergestellt werden und es wird die Kurbel 35 so lange gedreht, bis das Nullstrom-Anzeigeinstrument auf die Marke Null einspielt. Das mit der Scheibe 82 durch das Zahnrad 34 verbundene Zählwerk lässt dann unmittelbar die Entfernung des Fehlerortes ablesen.
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Schraubengewinde in die Spindeln 64 bzw. 78 ein. Der Träger 66 bzw. 84 ist durch den axialen Schlitz 88 der zugehörigen Hülse herausgeführt.

Wird nun die Hülse 79 durch den Schneckenradantrieb 81, 80 um die Spindel 78 in der einen oder andern Richtung gedreht, so wird durch den Schlitz 88 auch der Träger 84 in der einen oder ändern Richtung mitgenommen und mitgedreht. Hiedurch wird auch die Nabe 83 auf der Spindel 78 verdreht und wird infolgedessen gleichzeitig auch axial auf der Spindel 78 in der einen oder andern, in Fig. 5 eingezeichneten Pfeilrichtung verschoben. Der Träger 84 wird also in einer Sehraubenfläche bewegt.

Die Steigung dieser Sehraubenfläche ist so zu bemessen, dass sie genau der Steigung der Spiralwindnng entspricht, in welcher der Widerstandsdraht 2 auf der feststehenden Trommel 1 aufgewickelt ist. In völlig gleichartiger Weise wird der Träger 66 mit Nabe 65 auf der Spindel 64 bewegt, wenn die Hülse 6 : ;, durch deren Schlitz 88 der Träger 66 hindurchtritt, mittels des Schneckengetriebes 61 in der einen oder andern Richtung in Drehung versetzt wird. Der Träger 84 ist an dem oberen abgebogenen Ende mit einem Querstück 115 versehen, das einen Stromabnehmer trägt.

Dieser Stromabnehmer besteht aus einem leitenden federartig ausgebildeten Stück 85, welches einerseits mit breiter Anliegefläche 86 an einem Kreisringstück 57 aus leitendem Material, z. B. Kupfer, anliegt und anderseits, isoliert vom Stück 77a,, mit einem hakenförmig gekrümmten Stromabnehmer 5 gutleitend verbunden ist. Der Endhaken des
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mit entsprechender Spannung eingelegten Widerstandsdraht 2, hebt diesen also etwas vom Boden der Nut ab und infolge der mechanischen Spannung des Widerstandsdrahtes wird dieser fest an den Haken angepresst, so dass ein vernachlässigbarer Übergangswiderstand entsteht.

Der Ring 56 wird mit der Klemme für Kabelende entsprechend dem beweglichen Kontakt cl der
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Träger 66 ist an seinem oberen abgebogenen Ende mit einem Zwischenstück 7-1 verbunden, das an seinem Ende gleichfalls einen hakenartig den Widerstandsdraht 2 umfassenden Stromabnehmer 20 trägt.

Die Stromzuführung zu dem Stromabnehmer 20 erfolgt durch das Stück 74, das isoliert am abgebogenen Ende des Trägers 66 befestigt ist, mittels einer isolierten Leitung 73 ; am ändern Ende ist die Leitung 7. 3 verzweigt in zwei parallel geschaltete Leitungen 89, welche mit einem geschlitzten federnden Strom-
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Schleifring 69 wird bei Drehung des Trägers 66 um den feststehenden Schleifring 68 gedreht, indem auf dem federnden Ring 69 ein Isolierstück 70 befestigt ist, welches einen Mitnehmer M trägt, der in einem Loch 72 des Trägers 66 eingreift und bei Drehung des letzteren mitgedreht wird und den Schleifring 69 verdreht.

152 ist ein Führungsstück zweckmässig aus Isoliermaterial für das Stück 70 und den geschlitzten Ring 69. Der feste Schleifring 68 sitzt fest auf einem Isolierstück 153, das wiederum fest auf der Nabe 77 sitzt. Die isolierte Stromzuführungsleitung 67 zum feststehenden Schleifring 68 ist beispielsweise durch eine Bohrung der Spindel 64 nach aussen geführt. Das eine Ende des Widerstandsdrahtes 2 ist mit einer isolierten Leitung 90 verbunden, welche durch Bohrungen der Nabe 77 und der Spindel 64 oder 78 gleichfalls nach aussen geführt ist. Der Verbindungspunkt der Leitung 90 mit dem Anfangspunkt des Widerstandsdrahtes 2 entspricht dem Punkte e der Fig. 1.

Der bewegliche Kontakt 20 ist über das Stück 74, Leitung 73, Verzweigung 59, geschlitzten Ring 69, Schleifring 68, Leitung 67, Klemme 98, Leitung 99, Klemme 100, Leitung 154 mit einer Klemme eines Schalters oder Druckknopfes 96 verbunden, dessen anderer Kontakt in nicht gezeichneter Weise mit dem einen Pol 107 der Batterie 97 verbunden ist. Der andere Pol 106 der Batterie 97 ist über die Leitung 105 mit einer Klemme verbunden, die an Erde liegt. Der Kontaktring 86 (Fig. 5, 6), welcher zum Stromabnehmer 5 führt, ist auf nicht gezeichnete Art mit einer Klemme an der Aussenwand des Gehäuses 58 verbunden, welche dem Kabelende entspricht.

Ferner ist der Ring 86 im Innern des Gehäuses zu einer Klemme geführt, die etwa hinter der Klemme 100 liegt und von der die Leitung 108 zu der einen Klemme des Nullstrom-Anzeigeinstruments 94 führt, während dessen andere Klemme über eine Leitung 10. ?
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teil bzw. beweglicher Kontakt über eine andere Klemme mit der Leitung 101 und über diese mit einer dritten, etwa hinter der Klemme 100 liegenden Klemme verbunden ist, welche einerseits über die Leitung 90 mit dem Anfang des Widerstandsdrahtes 2 verbunden ist und anderseits zu einer aussen am Gehäuse 58 angeordneten Klemme führt, welche zur Verbindung mit dem Kabelanfang bestimmt ist.

Die Batterie 97 ist in einem besonderen Gehäuseteil 772 angeordnet, vor dem ein abklappbarer Deckel 160 liegt, so dass die Batterien leicht ausgewechselt werden können. Das Nullstrom-Anzeigeinstrument 94 ist in einem besonderen Gehäuseteil 773 angeordnet, vor dem der abklappbare Deckel 161 liegt, so-dass auch das Instrument bei etwaiger Beschädigung leicht auswechselbar ist.

Die Schnecke 61 sitzt auf einer Welle 60, die im Gehäuse 58 gelagert ist und ausserhalb dessen eine
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angedeutet, abgelesen werden. Ebenso ist eine Schauöffnung für das Nullstrom-Anzeigeinstrument vorgesehen, wie etwa bei 51 der Fig. 2 an der gleichen Fläche bzw. Seite des Gehäuses, an dem auch das Zählwerk zu sehen ist.

Diese Ausführung wird in folgender Weise benutzt : Nacli Herstellung der Erd-und Anschluss- verbindungen und durch Drehen der einen Kurbel wird die bekannte Länge des Kabels bzw. der Leitung eingestellt durch blosse Beobachtung des zugehörigen Zählwerkes, das beispielsweise Meter anzeigen muss.

Hierauf wird der Druckknopf oder Schalter 96 für die Erdverbindung der Batterie, dessen Betätigung- organ gleichfalls aussen am Gehäuse 58 angebracht ist, angelegt und die andere Kurbel 22 gedreht. Gleichzeitig mit dem Drehen dieser Kurbel wird zweckmässig der Druckknopf oder Schalter 95 dauernd oder vorübergehend eingeschaltet, so dass auch das Nullstrominstrument 94 eingeschaltet wird. Die Kurbel 22 wird so lange in der einen oder andern Richtung gedreht, bis das Instrument auf Null einspielt, und es wird dann sofort an der mit der Kurbelwelle 22 verbundenen Zählvorrichtung die Entfernung des Fehlerortes vom Kabel-bzw.

Leitungsanfang in Metern oder Bruchteilen von solchen abgelesen werden können.

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Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur Fehlerortsbestimmung von Kabeln oder isolierten elektrischen Leitungen nach dem Prinzip der Wheatstoneschen Brücke, wobei der Anfang eines Widerstandsdrahtes mit dem Anfang des Kabels oder der Leitung und das Ende des Kabels oder der Leitung mit einem auf den Widerstandsdraht verschiebbaren Kontakt verbunden wird und ein weiterer verschiebbarer Kontakt mit einer am andern Pol geerdeten Stromquelle verbunden wird, während zwischen Anfang und Ende des Kabels bzw. der Leitung ein Nullstrom-Anzeigeinstrument liegt, oder Stromquelle und Nullstrominstrument miteinander vertauscht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht in Spiralwindungen angeordnet ist und ein Ende zu einer Klemme für den Kabel-bzw. Leitungsanfang geführt ist, und ferner die Kontakte zum Anschluss des Kabels bzw.

Leitungsendes einerseits und der Stromquelle anderseits auf den Spiralwindungen des Widerstandsdrahtes durch je einen Kurbelantrieb unabhängig voneinander bewegt werden, wobei jeder dieser Kurbelantriebe je ein Zählwerk mitbewegt, von denen das eine die eingestellte gesamte Kabel-bzw. Leitungslänge und das andere die Entfernung des Fehlerortes vom Anfang des Kabels bzw. der Leitung unmittelbar abzulesen gestattet. <Desc/Clms Page number 5>

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht auf einer Trommel aus Isoliermaterial (1) in Spiralwindungen aufgebracht ist und der eine Kurbelantrieb (14) die Trommel samt Widerstandsdraht dreht und gleichzeitig einen Stromabnehmer (5) axial so verschiebt, dass er ständig auf dem Widerstandsdraht aufliegt, während der andere Kurbelantrieb (22) einen sowohl drehbar als auch axial verschiebbaren Stromabnehmer (20) um die in diesem Fall stillstehende Trommel so bewegt, dass er gleichfalls ständig am Widerstandsdraht aufliegt, während das Ende des Widerstandsdrahtes beispielsweise über einen Schleifring ( mit der dritten StromzufÜhrung (4) verbunden ist (Fig. 3).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht (2) in Spiralwindungen auf eine feststehende Trommel aus Isoliermaterial (1) aufgebracht ist und die Kurbelantriebe (41 bzw. 35) je einen Stromabnehmer (46 bzw. 40) gleichzeitig drehen und axial verschieben, derart, dass die Stromabnehmer ständig den Widerstandsdraht berühren (Fig. 4).

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Stromabnehmer (5) auf einer vom Kurbelantrieb gedrehten Schraubenspindel (6) gelagert und so geführt ist, dass er sich axial auf der Spindel bei deren Drehung verschiebt, durch eine besondere Führung (8, 9) aber am Mitdrehen gehindert ist und derselbe Kurbelantrieb gleichzeitig auch die Trommel dreht und die Drehung der Trommel und der Spindel in ein solches Verhältnis gesetzt sind, dass bei einer vollen Tmdrehung der Trommel der Stromabnehmer durch die Spindel um eine Ganghöhe der Spiralwindung des Widerstands- drahtes axial verschoben wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet. dass der um die ruhende Trommel be- wegte Stromabnehmer (20) vom zugehörigen Kurbelantrieb um eine feststehende Schraubenspindel (15) so gedreht wird, dass bei einer vollen Umdrehung des Stromabnehmers um die ruhende Trommel dieser Stromabnehmer gleichzeitig entsprechend einer Ganghöhe der Spiralwindung des Widerstandsdrahtes parallel zur Achse der Trommel verschoben wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden um die feststehende EMI5.1 um eine feststehende Schraubenspindel (29 bzw. 30), welche gleichzeitig die Trommel tragen kann, so gedreht wird, dass der Stromabnehmer bei einer vollen Drehung um die Trommel gleichzeitig um eine Ganghöhe der Spiralwindung des Widerstandsdrahtes axial verschoben wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (19, 45, 89) finir die beweglichen Stromabnehmer ss, 46, 40) mit ihrer Nabe alfl je einer feststehenden Schrauben- spindel (15, 29, 30) sitzen und diese Naben von je einer, durch einen Kurbelantrieb drehbaren, die Schraubenspindel unter Freilassung eines Zwischenraumes für die Naben umfassenden Hülse (17, y,. 32) dadurch gedreht werden, dass die mit den Naben verbundenen Träger dmch einen Führungsschlitz in den Hülsen hindurchtreten und bei Drehung der Hülsen mitgedreht und hiebei gleichzeitig auf den Sehraubenspindeln axial verschoben werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehenden Sehraubenspindeln (29, 30) an je einer Seite der Trommel (1) angeordnet sind und an einem Ende die Trommel tragen und am andern Ende im Gehäuse für den Apparat festgelagert sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (63, 79) an je einem äusseren Ende (151, 150) eine Drehfläche besitzen, mit der sie auf einem abgedrehten Stück der Schrauben- spindel (64, 78) gelagert sind, und nahe dieser Lagerstelle aussen ein Schneckenrad (62, 80) angearbeilet ist. in welches der Kurbelantrieb eingreift (Fig. 5 und 6).

10. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (84) für den beweglichen Kontakt (5), welcher dem einzustellenden Ende des Kabels bzw. der Leitung entspricht, mit der zugehörigen Klemme am Apparat durch einen mit der Trommel konzentrischen feststehenden Schleifring (87) unter Zwischenschaltung eines federnden Stromabnehmers (85) möglichst grosser Berührungfläche, welcher auf dem Träger isoliert befestigt ist, gut leitend verbunden ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kontakt, welcher dem Anschluss der Stromquelle oder des Nullstrom-Anzeigeinstruments entspricht, mit einer in dem zugehörigen beweglichen Träger (66) angeordnetenLeitung (73) verbundenist, welche zu einervon diesem Träger mitgedrehten Stromabnehmervorrichtung (20) führt, die mit einer feststehenden Stromzuführung (68) in gutleitender Berührung steht, zu welcher die Leitung (67) vom Stromquellen-bzw.

Instrumentenpol geführt ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Stromzuführungs- vorrichtung (68) einen Schleifring darstellt, um den die vom drehbaren Träger (66) mitgenommene bewegliche Stromzuführul1gseinrichtung (73, 89) in Form eines federnden geschlitzten Ringes (69) gelegt ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (67) zu dem feststehenden Stromzuführungsstück (68) durch eine Bohrung der feststehenden Spindel (64) geführt ist, auf welcher der drehbare Träger (66) für den Stromabnehmer (20) angeordnet ist.

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14. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Kabel-bzw Leitungsanfang zu verbindende Ende des Widerstandsdrahtes fest mit der zugehörigen Klemme am Apparatgehäuse verbunden ist durch eine Leitung (90), welche durch eine Bohrung einer der feststehenden Schraubenspindeln (64 bzw. 78) hindurchgeführt ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandsdraht in Spiral-bzw. Schraubenwindungen in entsprechenden schraubenförmig ausgebildeten Nuten der feststehenden Trommel aus Isoliermaterial zweckmässig mit Spannung eingelegt ist und die beweglichen Stromabnehmer den Widerstandsdraht hakenartig umfassen.

16. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgende, dadurch gekennzeichnet. dass der spiralig-bzw. schraubenförmig angeordnete Widerstand mit festem Anschlusspunkt, den beweglichen Kontakten und Antrieben derselben sowie mit angeschalteten Hilfsvorrichtungen (Stromquelle, Nullstromanzeiger) in einem Gehäuse eingebaut sind, aus dem Klemmen für Anfang und Ende des Kabels bzw. der isolierten Leitung sowie den Erdanschluss als auch zwei Antriebsvorrichtungen für die beweglichen Kontakte herausgeführt sind und das ferner Schauöffnungen für die beiden Anzeigevorrichtungen der Kabpl- bzw. Leitungs- längen und den Nullstromanzeiger besitzt.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass aussen am Gehäuse ausserdem noch Betätigungsvorrichtungen für die Schalter im Kreise der Stromquellen- oder des Nullstrom-Anzeigeinstruments-oder für beide-angeordnet sind.

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromanzeigevorrichtung in einem besonderen, von aussen etwa durch Aufklappen-eines Deckels leicht zugänglichen Teil des Gehäuses angeordnet ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle in einem be- EMI6.1