DE1069242B

DE1069242B -

Info

Publication number: DE1069242B
Application number: DENDAT1069242D
Authority: DE

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine elektrische Erdungsanlage, bei der ein Erder in eine mit ihm in Kontaktverbindung stellende, elektrisch leitende, tonartige Masse eingebettet ist, wobei die Einbettmasse in den sie umhüllenden Erdboden derart eingelagert ist, daß ihre obere Oberflächenschicht etwa an der Erdoberfläche liegt.

Es ist bereits bekannt, den die Erdung bewirkenden elektrischen Erder mit Lehm oder lehmgemischtem Humus zu umgeben. Bei den naturgemäß stark unterschiedlichen Zusammensetzungen solcher Erdböden kann jedoch nicht allgemein und in jedem Fall mit der gewünschten günstigen Erdung gerechnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den an der Erdungsstelle vorhandenen Erdungswiderstand so weit herabzumindern und dabei eine solche Einbettmasse um den Erder vorzusehen, daß auch für lange Zeit eine zuverlässige Erdung bei gleichbleibendem, niedrigem Widerstand erhalten bleibt.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Einbettmasse ein überwiegend feinkörniger Ton, wie er z. J3. in der Töpferei benutzt wird, Verwendung findet, der eine dauernde Bindung mit Wasser besitzt und einen p_H-Wert (Säurestufe) von etwa 7 hat.

Wird ein solcher feinkörniger Ton mit dauerhafter Affinität für Wasser und einem p_H-Wert von etwa 7, insbesondere sogenannte feinkörnige Porzellanerde (Kaolin), für das elektrische Erdungssystem verwendet, so bleibt der als Erduiigswiderstand ursprünglich für die Erdung zugrunde gelegte niedrige ohmschc Widerstandswert praktisch für sehr lange Zeit unverändert, so daß jegliche Schwankungen hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit des Erdbodens vermieden sind.

Als Resultat zahlreicher Versuche und Proben wurde festgestellt, daß für die beabsichtigte merkliche Verringerung des Widerstandes des Erdbodens um den Erder noch folgende Erscheinungen wesentlich sind:

a) Die Stromleitung zur Erde über eine ganz oder teilweise darin eingebettete Elektrode scheint durch die Erde hindurch hauptsächlich auf dem kiirzestniöglichen Weg zur Oberfläche des Erdbodens gerichtet vor sich zu gehen;

b) bei den aus mehreren Komponenten bestehenden, tonähnlichen Teilchen, die mit positiven und/oder negativen Ionen beladen sind, ist die Zusammensetzung dieser Teilchen ein für die Güte der Erdung wesentlicher Faktor, hauptsächlich dann, wenn der Pi_i-Wert annähernd neutral ist, d. h. also dem des reinsten Wassers entspricht, nämlich etwa 7 ist, Die kolloidalen Eigenschaften spielen offenbar eine wesentliche Rolle.

Elektrische Erdungsanlage fcfC^^i'

Anmelder:

Alfred James Cullinane,
Wareham, Dorset (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 2. Oktober 1956

Alfred James Cullinane, Wareham, Dorset
(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Daraus kann gefolgert werden, daß zur sicheren Ausschaltung einer Lebensgefahr in der Nähe der Elektrode während einer schweren Entladung Elektroden von großer Länge und bis zu großen Tiefen eingebetteten Elektroden nicht notwendig sind, sondern daß es maßgeblich auf die die Elektrode an der Erdoberfläche einbettende AIasse ankommt, wodurch die besondere Bedeutung der vorstehenden Erfindungsgedanken begründet ist.

An Hand der Zeichnung, die eine besonders vorteilhafte Ausftihrungsforni einer ertindungsgeniäßeii Erdverbindung in einem Gebiet von Erdreich, Sand oder Kreide in einem senkrechten Schnitt darstellt, wird die Erfindung erläutert.

An der Stelle der vorzunehmenden elektrischen Erdung wird zunächst ein zweckmäßig kreisförmiges Erdloch 1 von einem Durchmesser von etwa 1,25 m und einer Tiefe von etwa 15 cm ausgehoben. Die dadurch geschaffene Grube wird mit einer überwiegend aus feinkörnigem, etwa in der Töpferei üblichem Ton mit im wesentlichen dauerhafter Bindung mit Wasser und einem p_H-Wert von 7 ausgefüllt, wobei die Neutralisation der Masse bis zu einem p_H-Wert von 7 gegebenenfalls durch ein Alkali bewirkt werden kann.

Der pulverisierte Ton, in geeigneter Weise mit Wasser bis zu einer Konsistenz von Mörtel gemischt, wird in das ausgehobene Loch 1 geschüttet und eine Kupferstange 3 als Elektrode im Zentrum der Tonmasse vertikal eingesetzt, wobei das untere Ende der

" 909 649'315

Claims

ι υ υ ο ^t* δ, Stange, die einen Durchmesser von etwa 1,5 cm hat, in den Ton bis zu einer Tiefe von nur etwa 12,5 cm eingesenkt wird. Es kann auch eine Elektrode in Gestalt einer Platte oder auch anderweitig geformt ganz in die Tonschicht eingebettet werden, ebenso ist die Verwendung nicht nur einer, sondern mehrerer Elektroden möglich. Diese würden ausreichen, um einen Erdschlußstrom größerer Stärke ohne Schwierigkeiten abzuleiten. Da> Loch kann auch die Form eines flachen Grabens haben. Werden horizontal gelagerte Elektroden verwendet, so braucht man nicht über 20 cm Tiefe hinauszugehen. Bei vertikal angeordneter Elektrode (oder Elektroden) braucht das ausgehobene Loch nicht tiefer als etwa 90 cm zu sein und das untere Ende der Elektrode (bzw. Elektroden) nur bis auf etliche cm oberhalb der Sohle des Loches hinunterzureichen. Wenn eine Erdverbindung an einer felsigen Stelle geschaffen werden soll, wird eine Schicht der vorgenannten, neutralen Einbettmasse mit der vorgesehenen Dicke auf das Gestein gelegt und eine Elektrode — oder auch mehrere — ganz oder teilweise darin eingebettet. Der durch die Erfindung erreichte Erfolg wird an Hand folgender Meßergebnisse offensichtlich. Bei einem Versuch wurden zwei Kupferseile von etwa 90 m Länge parallel zueinander in einem Abstand von etwa 7,5 m verlegt. Das erste Seil wurde in normalen Unterboden eingegraben, das zweite Seil in eine vorgenannte tonige Substanz. Es wurden folgende Meßergebnisse erhalten: Widerstandsgröße der ErdungErstes SeilZweites Seil1. bei der Installation imOktober 1956 13 Ohm8 Ohm2 Wochen später 21 Obm8 Ohm3. am 18. Juni 1957 50 Ohm81Z2Ohm Bei einem anderen Versuch wurde eine Kupferscheibe von etwa 46 cm Durchmesser horizontal auf die Sohle eines Loches von etwa 30 cm Tiefe gelegt, und zwar in sandigem Boden im Juli nach einer langen Periode trockenen Wetters. Nach dem Füllen des Loches wurde der Widerstand der Erdung mit 380 Ohm festgestellt. Die Scheibe wurde dann herausgenommen und wieder eingegraben, nachdem man das Loch und auch die Erdfüllung mit Wasser sich hatte vollsaugen lassen. Der Widerstand dieser Elektrode, der als Vergleich dienen soll, war 210 Ohm. Eine zweite Kupferscheibe von etwa 46 cm Durchmesser wurde in derselben Weise in ein etwa 1,5 m von dem ersten Loch entferntes Loch eingegraben. Thr Widerstand wurde mit 195 Ohm festgestellt, was ein Beweis dafür ist, daß die Erdungsbedingungen in den beiden Löchern ziemlich ähnlich waren. Die zweite Scheibe wurde dann herausgeholt und durch eine Schicht des vorgenannten tonigen Materials von 46 cm Durchmesser und etwa 7,5 cm Dicke er- setzt, in deren Mitte eine Kupferscheibe von etwa cm Durchmesser eingebettet war. Der Widerstand einer 5 cm starken Kupferscheibe, unmittelbar in trockene Erde eingegraben, wurde vorher mit 2900 Ohm festgestellt. Bei dem Versucli ergaben sich folgende Resultate: TageWiderstandsgröße der Erdungnach derin die tonahnlicheίο InstallationMasse eingebettete VergleidiselektrodeElektrode I145 Ohml()5 ()hm5130 Obm180 Ohm8117 Ohm168 Ohm12110 OhmJ()5 t )hm Erdungsanlagen gemäß vorliegender Erfindung ergeben also eine Erdung von gleichbleibendem, niedrigem Widerstand, beseitigen so die bei bekannten ao Erdungen in Erscheinung tretende Unstabilität des Erdungswiderstandes und ermöglichen somit genaue Berechnungen für Erdungsanlagen mit einem eindeutig festlegbaren spezifischen ohmschen Erdungswiderstand. Patent λ ν s i'« c c. Ii :·;.

1. Elektrische Erdungsanlage, bei der ein Erder in eine mit ihm in Kontaktverbindung stehende, elektrisch leitende, tonartige Masse eingebettet ist, wobei die Einbettmasse in den sie umhüllenden Erdboden derart eingelagert ist, daß ihre obere Oberflächenschicht etwa an der Erdoberfläche liegt, dadurch gekennzeichnet, daß als Einbettmasse (2) ein überwiegend feinkörniger Ton, wie er z. B. in der Töpferei benutzt wird. Verwendung findet, der eine dauernde Bindung mit Wasser besitzt und einen ρ,,-Wert (Säurestufe) von etwa 7 hat.

♦o

2. Erdungsanlage nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Einbettmasse feinkörnige Porzellanerde (Kaolin) enthält.

3. ErdungsanIage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettmasse eine relativ geringe Einlagerungstiefe im Erdreich im Vergleich zu wenigstens einer ihrer Dimensionen in horizontaler Richtung hat.

4. Erdungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erder (3j in die vorher mit Wasser gemischte und in eine Hache Grube im Erdreich geschüttete Einbettmasse nachträglich eingebracht wird.

5. Erdungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei felsigem Boden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettmasse in der erwünschten Schichtdicke auf die Oberfläche des felsigen Bodens aufgetragen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschritten Xr. 903 365. 473 08b,
914;

deutsches Gelirauclismuster Nr. 1 751 260.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen