DE1227553B

DE1227553B - Schaltung zur Ermittlung des Kurzschlussstromes an einer Stromabnahmestelle eines elektrischen Verbrauchernetzes

Info

Publication number: DE1227553B
Application number: DEF37377A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Fuehrer
Original assignee: FRANZ FUEHRER DR ING
Current assignee: FRANZ FUEHRER DR ING
Priority date: 1962-07-20
Filing date: 1962-07-20
Publication date: 1966-10-27

Description

Schaltung zur Ermittlung des Kurzschluß stromes an einer Stromabnahmestelle eines elektrischen Verbrauchernetzes Schleifenwiderstands-Meßgeräte dienen zur Ermittlung des Kurzschlußstromes, der b=i dem Leitungswiderstand zwischen der Netz-Transformatorenstation und dem Stromverbraucher in der Stromschleife, bestehend aus dem Außenleiter und dem Null-Leiter (oder Erde) im Kurzschlußfall fließt. Die Berechnung des Kurzschlußstromes Jk geschieht nach der Formel: Uo ~~~ U Uo-U Hierin bedeuten: Uo Netzspannung an der Stromabnahmestelle vor Belastung mit dem Strom J (= Leerlaufspannung), U = Netzspannung an der Stromabnahmestelle bei Belastung mit dem Strom J.
Einige der bekannten Schleifenwiderstands-Meßgeräte benutzen einen Spannungsmesser und einen Strommesser, so daß aus den Meßwerten UO, U und J der Kurzschlußstrom Jk nach obiger Gleichung errechnet werden kann. Nachteilig ist hierbei, daß zum Ablesen der Meßwerte U und J eine gewisse Zeitspanne erforderlich ist, während welcher der Belastungswiderstand R heiß wird.
Schleifenwiderstands-Meßgeräte, bei denen es nicht erforderlich ist, aus den Werten UO, U und J den Kurzschlußstrom rechnerisch zu ermitteln, sind ebenfalls bekannt. So beschreibt die schweizerische Patentschrift 298 190 eine Schaltung mit einer in Kurzschlußstromstärke geeichten Spannungsteilerskala, deren Meßwerteinstellung aber erst nach Beobachtung und Einjustierung der an einem Voltmeter abgelesenen Spannung möglich ist. Auch hier ist eine längere Einschaltdauer des Belastungsstromes für die Einjustierung des Spannungswertes erforderlich, so daß der Belastungswiderstand heiß wird.
Es sind auch Schleifenwiderstands-Meßgeräte bekannt, bei denen die Spannungsänderung d U= U,- U durch das Aufleuchten einer Glimmlampe, die an einem einstellbaren Spannungsteiler angeschlossen ist, ermittelt werden kann, so daß in diesem Falle ein kurzer Belastungsstoß J zur Messung genügt. Bei dem Prüfgerät nach der deutschen Patentschrift 691 733 wird an einem Voltmeter die Spannung UO abgelesen und anschließend an einem Spannungsteiler der dem abgelesenen Spannungswert entsprechende Widerstandswert eingestellt. Bei Einschaltung des Belastungsstromes J ist am Aufleuchten oder Nichtaufleuchten einer Glimmlampe, die mit dem Spannungsteilerabgriff in Verbindung steht, zu erkennen, ob der Kurzschlußstrom Jk einen bestimmten Wert über- oder unterschreitet. Ferner ist eine Anordnung nach der britischen Patentschnft 833 339 mit einer Kaltkatodenröhre als Spannungsindikator bekannt, bei der den verschiedenen Kurzschlußstromstärken entsprechende Belastungswiderstände zugeordnet sind.
Zur genauen Messung ist es erforderlich, daß der Abgriff eines Spannungsteilers, der parallel zum Belastungswiderstand liegt, an einer nach Spannungswerten geeichten Skala eingestellt wird. Hierzu dient ein Voltmeter, dessen Meßwert auf dieser Skala eingestellt wird. Es sind auch Prüfeinrichtungen ohne Voltmeter bekannt. Die britische Patentschrift 628667 benutzt als Anzeigeorgan eine Glimmlampe, die parallel zu dem Widerstandsabgriff eines in Kurzschluß-Stromstärken geeichten Spannungsteilers geschaltet ist. Bei Abweichung der Betriebsspannung (Leerlaufspannung) U0 von der Nennspannung 220 Volt entspricht die Eichskala aber nicht den tatsächlichen Kurzschlußströmen, die bei der vorhandenen Betriebsspannung fließen würden. Auch bei der in Kurzschluß-Stromstärken geeichten Spannungsteilerskala nach der deutschen Auslegeschrift 1 058 149 sind die Skalenwerte nur für den Fall richtig, daß die Leerlaufspannung U0 der Nennspannung von 220Volt entspricht. Die gleiche Einschränkung hinsichtlich der Meßgenauigkeit bei Abweichung von der Nennspannung gilt für die in Kurzschluß-Stromstärken geeichte Skala der Prüfeinrichtung nach der deutschen Patentschrift 695 699, die eine Glimmlampe als Indikator benutzt. Es ist rechnerisch beweisbar, daß die beiden zuletzt genannten Prüfeinrichtungen nicht den Kurzschlußstrom, sondern den Schleifenwiderstand s? richtig erfassen, obzwar sie in Jk geeicht sind.
Nach der Gleichung Jk Ueo UO stimmen die Eichwerte für den Kurzschlußstrom Jk also nur für einen bestimmten Wert U0.
Wenn die Leerlaufspannung U0 um ztx°/o von der Nennspannung U0 = 220 Volt abweicht, ist der Kurzschluß-Stromfehler fxOl,.
Aus dem Stand der Technik ist festzustellen, daß die bisher bekannten, nach Kurzschluß-Stromstärken geeichten Prüfgeräte zur genauen Ermittlung des Kurzschlußstromes ein Voltmeter zur Ablesung der Leerlaufspannung U0 und zur Übertragung von dessen Meßwert auf einen in Spannungswerten geeichten regelbaren Widerstand oder auf einen Spannungsteiler benötigen.
Es ist ferner festzustellen, daß bei den ohne Voltmeter ausgestatteten Prüfgeräten (britische Patentschrift 628 667, deutsche Patentschrift 695 699 und deutsche Auslegeschrift 1 058 149) Meßfehler bei der Ermittlung des Kurzschluß stromes auftreten, wenn die Leerlaufspannung U0 von der Nennspannung U0 = 220 Volt abweicht.
Eine Ausnahme in der Gruppe der Prüfgeräte ohne Voltmeter ist die Schaltung nach der deutschen Patentschrift 1 044 953. Hier ist eine Eichung des Spannungsteilers nach Kurzschlußströmen unabhängig von der Abweichung der Betriebsspannung von der Nennspannung fehlerfrei möglich. Der Nachteil dieser Prüfeinrichtung besteht in der Kompliziertheit der Schaltung, für deren Meßkreis Gleichspannung verwendet wird, und in dem großen Aufwand für die Programmsteuerung der zeitlich hintereinander zu betätigenden Schalter.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine möglichst einfache Schaltung, die es ermöglicht, ohne die umständliche Benutzung eines Voltmeters auch bei Abweichung der Betriebsspannung von der Nennspannung genaue Messungen des Kurzschlußstromes durchzuführen. Wie die nachfolgende Berechnung bestätigt, ist die Spannungsunabhängigkeit bei der erfindungsgemäßen Schaltung erreicht worden. Der Fortschritt gegenüber der durch die deutsche Patentschrift 1 044953 bekannten Schaltung, die ebenfalls ohne Verwendung eines Voltmeters eine von der Betriebsspannung unabhängige Kurzschluß-Strommessung ermöglicht, liegt in der Einfachheit des Meßprinzips.
Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zum Ermitteln des Kurzschluß stromes an einer Stromabnahmestelle eines elektrischen Verbrauchernetzes, beruhend auf der Spannungsabsenkung an der Stromabnahmestelle bei Belastung durch einen Prüfwiderstand, mit einer parallel zu dem Prüfwiderstand liegenden Reihenschaltung aus zwei Spannungsteilern von denen der eine zum Berücksichtigen der vor der Einschaltung des Prüfwiderstandes vorliegenden Netzspannung (Leerlaufspannung) und der andere (Meßwert-Spannungsteiler) zum Ablesen des gesuchten Meßwertes dient, mit einer Spannungsanzeigevorrichtung für die Netzspannung und mit einem an die Abgriffe der beiden Spannungsteiler angeschlossenen Spannungsindikator mit Ja-Nein-Anzeige zum Bestimmen der Ablesestellung des Meßwert-Spannungsteilers. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsanzeigeeinrichtung für die Netzspannung der Spannungsindikator ausgenutzt ist, indem der Spannungsteiler für die Berücksichtigung der Netz-Leerlaufspannung so bemessen ist, daß sich beim Erreichen seiner der Netz-Leerlaufspannung entsprechenden Stellung und bei Einstellung des Meßwert-Spannungs- teilers auf dessen Nullstellung (Kurzschlußstrom gleich unendlich) der Spannungsindikator gerade anspricht.
Die erfindungsgemäße Meßschaltung (vgl. A b b. 1) zeigt eine Kette von in Reihe geschalteten hochohmigen Widerständen, von denen ein Widerstand 5 einstellbar ist und zwei Widerstände 7 und 9 als Spannungsteiler ausgeführt sind, an deren Abgriffen A und B ein Spannungsindikator 12, 17 angeschlossen ist. Der Spannungsteiler 9 dient zur Einjustierung der genauen Zündspannung einer Kaltkatodenröhre 12, wobei sich je nach der Höhe der nicht bekannten Leerlaufspannung U0 eine bestimmte Stellung cc des Spannungsteilerabgriffes 9 ergibt. Der Meßwert-Spannungsteiler 7 ist in Kurzschluß-Stromstärken geeicht.
Bei der vorher beschriebenen Einjustierung der Zündspannung steht der Abgriff des Meßwert-Spannungsteilers 7 auf der Anfangsstellung (Winkel ß = 0): Vor Einschaltung des Belastungsstromes J durch ein Relais 23 wird der in Kurzschluß-Stromstärken geeichte Messwert-Spannungsteiler 7 auf einen Wert eingestellt, der dem zu erwartenden Kurzschlußstrom entspricht.
Nach Einschaltung des kurzzeitigen Belastungsstro mes J ist am Aufleuchten oder Nichtaufleuchten ein durch die Kaltkatodenröhre 12 gesteuerten Glimmlampe 17 im Sinne einer Ja-Nein-Anzeige zu erkennen, ob der Strom, der im Kurzschlußfall fließen würde, größer oder kleiner ist als die Stromstärke, die an der Eichskala des Meßwert-Spannungsteilers 7 eingestellt war.
Zwischen einer geerdeten oder genullten Schutzleiterklemme 1 und einer Außenleiterklemme2 liegt die Netz-Leerlaufspannung U0, die bei Belastung des Netzes durch einen Widerstand 24 des Wertes R auf die Spannung U zurückgeht. Durch einen Umschalter 3 werden über dessen Umschaltkontakt u1 die in Reihe geschalteten Widerstände4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 an die Spannung U0 gelegt. Die zwischen den Klemmen A und B der Spannungsteiler 7 und 9 abgegriffene Spannung E wird über einen hochohmigen Widerstand 11 dem Steuergitter der Kaltkatodenröhre 12 zugeführt. Zwei Widerständel3 und 14 sind mit Hilfselektroden der Kaltkatodenröhre 12 verbunden, zwischen deren Steuergitter und Katode ein kleiner Kondensator 15 liegt. Wenn die - Steuerspannung E den Wert der Zündspannung Ez erreicht oder überschreitet, öffnet die Kaltkatodenröhre 12, so daß Strom durch einen Widerstand 16 fließt. Hierdurch entsteht ein hinreichend großer Spannungsabfall am Widerstand 16, so daß die Glimmlampe 17, deren Stromaufnahme durch einen Widerstand 18 begrenzt ist, zur Zündung kommt. Die Glimmlampe 17 dient als das Anzeigeorgan der Meßeinrichtung, das erkennen läßt, ob die Spannung E den Wert der Zündspannung Ez über- oder unterschritten hat. Die Anordnung für die Belastung des Meßkreises ist links gezeichnet. Über einen Widerstand 19 und einen Gleichrichter 20 wird durch den Ruhekontakt r eines Druckknopfes 21 ein Kondensator 22 aufgeladen.
Nach Betätigung des Druckknopfes 21 wird über dessen Arbeitskontakt a durch die Entladung des Kondensators 22 ein Relais 23 kurzzeitig erregt, so daß über dessen Arbeitskontakt a der Belastungswiderstand24 eingeschaltet wird. Hierdurch kommt ein kräftiger Belastungsstrom J zum Fließen, so daß die zwischen den Klemmen 1 und 2 bestehende Spannung von dem ursprünglichen Wert U0 auf den Wert U zurückgeht. Nach Abklingen der Ladung des Kondensators 22 schaltet das Relais 23 den Belastungsstrom J selbsttätig ab.
Durch den Kondensator 22 wird ferner ein Kippschwingungskreis bekannter Ausführung, bestehend aus einem Widerstand 25, einem Kondensator 26 und einer Glimmlampe 27, angeregt. Durch die intermittierende Entladung des Kondensators 26 über die Glimmlampe 27 wird erreicht, daß über den Widerstand 10 negative Hilfs-Zündspannungsimpulse fließen.
Die Folge ist, daß die zwischen der Klemme A des Spannungsteilers 9 und der Klemme B des Meßwert-Spannungsteilers 7 vorhandene Spannung E um einen kleinen Betrag A E im Takt der Kippschwingung angehoben wird, so daß, wenn die Steuerspannung E schon beinahe den Wert der Zündspannung Ez erreicht hat, die Kaltkatodenröhre 12 periodisch zündet. Man kann somit am periodischen Aufleuchten der Anzeige-Glimmlampe 17 erkennen, daß der exakte Wert Ez der Zündspannung erreicht ist, während das kontinuierliche Brennen der Anzeige-Glimmlampe 17 aussagt, daß die Steuerspannung E die Zündspannung Ez bereits überschritten hat, bzw. wenn die Anzeige-Glimmlampe 17 dunkel bleibt, daß die Zündspannung Ez noch nicht erreicht ist. Diese Impulsgebung auf den Meßkreis dient also zur bequemen und genauen Einjustierung der Zündspannung Ez.
Der Meßvorgang zur Bestimmung der Kurzschlußstromstärke Jk ist folgender: A. Der Abgriff des Potentiometers 7 wird in die Anfangsstellung ß = 0 gebracht.
B. Der Abgriff des Potentiometers 9 wird so lange verstellt, bis die Anzeige-Glimmlampe 17 intermittierend aufleuchtet. Diese so gefundene Stellung des Abgriffes ist abhängig von dem Wert der Netzspannung U0, der nicht bekannt ist.
Damit bei der beschriebenen Einjustierung der Zündspannung Ez nicht vergessen wird, daß der Abgriff des Potentiometers 7 in die Anfangsstellung ß = 0 gebracht wird, ist der Umschalter 3 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Schaltung nach der Erfindung räumlich am Potentiometer 7 in der Weise angebracht, daß bei Drehung des Potentiometerabgriffes auf ß = 0 der Umschalter 3 mit dem Umschaltekontakt u1 verbunden wird, während bei einer Stellung ß > 0 der Umschalter 3 durch Federkraft mit dem Umschaltekontakt u2 verbunden ist. Um diesen zwangläufigen Vorgang auf einfache Weise zu erzielen, ist als Umschalter 3 ein Mikroumschalter verwendet.
C. Nach Einjustierung der Zündspannung Ez gemäß Absatz B wird das Potentiometer 7, dessen Skala in Kurzschlußstromstärken geeicht ist, auf einen bestimmten Kurzschlußstrom, z. B. Jk = 100 A, eingestellt.
D. Durch Drücken auf den Druckknopf 21 wird über dessen Arbeitskontakt a das Relais 23 erregt und dadurch der Belastungswiderstand 24 mit dem Ohmwert R kurzzeitig für den Bruchteil einer Sekunde oder etwas länger eingeschaltet.
Der Belastungsstrom J= u bewirkt, daß die R Spannung zwischen den Klemmen 1 und 2 von dem Wert U0 auf U zurückgeht. An der Anzeige-Glimmlampe 17 ist durch deren Aufleuchten während der Druckknopfbetätigung zu erkennen, ob der eingestellte Wert des Kurzschlußstromes (z. B. Jk = 100Amp) im Kurzschlußfall mit Sicherheit fließen würde.
Nach VDE 0100/11. 58, § 22 N, Ziff. 1,2, soll bei der Kurzschlußstrom-Messung vor dem Einschalten des Belastungsstromes J = R eine Vorprüfung mit einem R Vorprüfwiderstand Rv, dessen Widerstand etwa das 20fache des Ohmwertes R des Belastungswiderstandes 24 beträgt, erfolgen Erst wenn festgestellt ist, daß nach Einschaltung des Vorprüfungswiderstandes R2 die Netzspannung U0 kaum merklich absinkt, darf der Hauptbelastungswiderstand 24 eingeschaltet werden. Auf diese Weise soll verhindert werden, daß bei der Prüfung eine zu hohe Berührungsspannung am Schutzleiter auftritt, wenn die Nullungsbedingungen nicht erfüllt sind. Bei der erfindungsgemäßen Meßschaltung ist wegen der sehr kurzzeitigen Einschaltdauer des Belastungsstromes J eine Gefahr wegen einer eventuell zu hohen Berührungsspannung, die sich auf die gesamte Installationsanlage verschleppen könnte, kaum gegeben. Es läßt sich aber, falls die VDE-Bestimmungen eine solche Vorprüfung auch bei der durch die Automatik gegebenen kurzzeitigen Einschaltung des Belastungsstromes J für erforderlich halten, die Durchführung einer solchen Belastungsvorprüfung im Rahmen der erfindungsgemäßen Schaltung leicht verwirklichen. Zu diesem Zweck ist ein Vorprüfungswiderstand 28 vorgesehen, dessen Ohmwert Rv > 20 R ist. Der Widerstand 28 wird durch einen Druckknopf 29 über dessen Arbeitskontakt al eingeschaltet. Gleichzeitig wird über dessen zweiten Arbeitskontakt a2 der Widerstand 4 kurzgeschlossen. Die Folge ist, daß einerseits durch den Widerstand 8 und das Potentiometer 9 ein um etwa 10/o erhöhter Strom fließt, so daß die ursprünglich auf E= Eg einjustierte Steuerspannung ebenfalls um 101o höher wird. Andererseits bewirkt die Einschaltung des Vorprüfungswiderstandes 28 mit dem Ohmwert Rv durch durch den Belastungsstrom i Rv ein gewisses Absinken der Netzspannung U0. Ist dieses Absinken zl = 10/o so brennt die Anzeige-Glimmlampe 17 auch bei Betätigung des Druckknopfes 29 weiter.
Durch diese Anordnung ist somit auch ohne Verwendung eines Voltmeters erkennbar, daß bei der Vorprüfung die Netzspannung sich nicht merklich ändert, so daß anschließend die Kurzschlußstrom-Messung durch Einstellung des Potentiometers 7 auf die Kurzschluß-Stromstärke Jk und Einschaltung des Belastungswiderstandes 24 unbedenklich geschehen kann.
Die eingangs aufgestellte Behauptung, daß die erfindungsgemäße Schaltung zur Ermittlung des Kurzschlußstromes Jk unabhängig von der Höhe der Netzspannung U0 richtige Meßergebnisse liefert, wird im folgenden durch Berechnung bewiesen.
Die in A b b. 1 mit 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 bezeichneten Widerstände haben in der Serienschaltung einen Gesamtwiderstand, der mit w bezeichnet sei. Der durch w fließende Strom sei i0 bzw. i, wobei io= u0 und i = U/w ist. Das Potentiometer 9 mit dem Widerstand w, greift mit der Bürste A den Widerstand α ab.
Der Widerstand 8 sei mit w2 bezeichnet. Die Bürste B des Potentiometers 7 greift den Widerstand ß ab Der Widerstand w' zwischen den Potentiometerabgriffen 9A und 7B ist also: w' = α+ß. An diesem Widerstand w' erzeugt der Strom i0 bzw. i die Steuerspannung E, die zur Zündung der Kaltkatodenröhre 12 benutzt wird.
Die Einjustierung und Eichung der Meßeinrichtung ergibt sich aus folgendem: a) Der Abgriff am Potentiometer 7 wird in die Anfangsstellung gebracht, so daß P = 0 ist. b) Der Abgriff am Potentiometer 9 wird in die w1 Mittellage gebracht, so daß α = . Diese Stel-2 lung wird durch einen Eichpunkt auf dem Drehknopf und einen Gegenpunkt auf der Frontplatte markiert, damit jederzeit eine Nachjustierung möglich ist. c) Zwischen die Klemmen 1 und 2 wird eine eingeregelte Eichspannung von genau 220 Volt gelegt, und der Regelwiderstand 5 wird so lange verändert, bis die Kaltkatodenröhre 12 aufleuchtet, deren Zündspannung Ez durch den Widerstand w1 w2 und den Abgriff am Potentiometer 9, α = 2 sowie durch den Meßstrom i0 = 220V bestimmt ist. Dieser am Regelwiderstand 5 bei U0 = 220 Volt einjustierte Widerstandswert bleibt unverändert eingestellt. Erst nach Auswechslung der Kaltkatodenröhre 12 und Ersatz durch eine neue, deren Zündspannung von der bisherigen Zündspannung Ez etwas abweicht, ist eine Neueinjustierung des Regelwiderstandes 5 erforderlich.
Die Achse des Regelwiderstandes 5 ist mit einem Schlitz zur bequemen Einjustierung mittels eines Schraubenziehers versehen.
Nach erfolgter Einjustierung gilt die Gleichung: 220 V Ez = . w'. w Da w' = α + w2 + ß und ferner voraussetzungsw1 gemäß α = und ß = 0 ist, folgt: 2 Die Eichung des Potentiometers 7 nach den Kurzschluß-Stromstärken Jk ergibt sich aus der Betriebsweise der Meßeinrichtung durch folgende Überlegung: d) Ist die tatsächliche Netzspannung U0# 220 Volt, so zündet die Kaltkatodenröhre nicht bei der w1 Stellung α = des Potentiometers 9, sondern 2 bei einem bestimmten Wert α, bei dem die Zündspannung Ez gerade erreicht wird. Es gilt dann die Gleichung: Ez 1o. (α + w U0. oder, da i0 = , U0 Ez = (α + w2). (Gl. 2) w e) Bei Einschaltung des Belastungswiderstandes 24 mit dem Ohmwert R geht die Netzspannung von U0 und U zurück, weil dann der Belastungsstrom J = fließt. Die Kaltkatodenröhre 12 zündet R erst, wenn der Abgriff des Potentiometers 7 statt auf den Wert fl = 0 auf einen bestimmten Widerstandswert ß eingestellt wird, wodurch die zwischen 9A und 7B abgegriffene Steuerspannung E die Zündspannung Ez erreicht. Es gilt dann folgende Gleichung: Ez = i.(α + w2 + ß) oder, da i= ,u, w Ez = U/w (α + w2 + ß). (Gl. 3) Aus der Identität von Ez in Gleichung 2 und 3 folgt: U0 (α + w2) = U/w (α + w2 + ß). w Daraus ergibt sich: ß . U U0 - U = . (Gl. 4) α + w2 f) Für den Kurzschlußstrom Jk gilt die bekannte Gleichung: U0 Jk = . J U0 - U oder, da J = U/R, U0 . U Jk = . (Gl. 5) (U0 - U) . R Gleichung 4 eingesetzt in Gleichung 5 ergibt: U0. U . (α + w2) ß U.R oder jk = U0(α+w2)/ß#R . (Gl. 6) Aus der Identität von Ez in Gleichung 1 und 2 folgt ferner: Durch Einsetzen von Gleichung 7 in Gleichung 6 folgt: Der am Potentiometer 7 einstellbare Widerstandswert ß steht somit im reziproken- Verhältnis mit dem Kurzschlußstrom Jk und ist nach Kurzschluß-Stromstärken eichbar, da in Gleichung 8 wl, w2 und R konstante Widerstandswerte sind. Zweckmäßig ist die Verwendung eines Potentiometers 7 mit logalithmischem Vellauf, um die Skalawerte für größere Kurzschluß-Stromstärken zu dehnen. Aus der Gleichung 8 ist insbesondere ersichtlich, daß als Ergebnis der erfindungsgemäßen Meßschaltung eine nach Jk geeichte Skala, die in einem wählbaren Toleranzbereich (z. B. U0 = 220 V +10 01o) unabhängig von der jeweiligen Netzspannung U0 ist, erreicht wird.
Hierdurch unterscheidet sich dieses Meßgerät trotz einer gewissen äußeren Ähnlichkeit in der Schaltung grundsätzlich von dem Meßgerät nach der deutschen Patentschrift 691 733, bei dem zur Bestimmung der Kurzschluß-Stromstärke ein Spannungsmesser erforderlich ist und für jeden einstellbaren Wert der Kurzschluß-Stromstärke ein eigenes Potentiometer vorzusehen ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Meßgerätes besteht darin, daß die Eichung nach Kurzschluß-Stromstärken Jk unabhängig von dem absoluten Wert der Zündspannung E1 der Kaltkatodenröhre 12 ist, wie aus der Gleichung 8, die den Faktor Ez nicht enthält, zu erkennen ist. Diese wertvolle Eigenschaft wurde durch die unter a), b) und c) beschriebene Einjustierung durch den Regelwiderstand 5 erreicht. Bei Beschädigung der Kaltkatodenröhre 12 ist also ein Ersatz durch eine neue Röhre, auch wenn diese in ihrer Zündspannung von der alten Röhre beträchtlich abweicht, sofort möglich, da die Eichskala am Potentiometer 7 unabhängig von der Höhe der Zündspannung Ez ist.
A b b. 2 zeigt die Frontplatte eines die Prüfschaltung nach der Erfindung enthaltenden Prüfgerätes, das mit einem Schutzkontaktstecker 30 ausgestattet ist, um die Nullungsbedingung hinsichtlich des Kurzschlußstromes an Schutzkontaktsteckdosen bequem überprüfen zu können. Durch den Schutzkontaktstecker 30 erhält (vgl. A b b. 1) die Klemme 1 Verbindung mit dem Null-Leiter (oder der Erde) und Klemme 2 Verbindung mit dem spannungsführenden Außenleiter. Die Betriebsbereitschaft ist am Leuchten einer Zwerg-Glimmlampe31 zu erkennen. Brennt diese Kontroll-Glimmlampe 31 nicht, so ist der Schutzkontaktstecker 30 aus der Steckdose zu ziehen und nach Drehung um 1800 wieder einzustecken.
Durch einen Drehknopf 32, der mit einem Eichpunkt und einem Gegenpunkt auf der Frontplatte versehen ist, wird das Potentiometer 9 über seine Achse 9A bedient. Ein Zeigergriff33, der auf der Achse B des Potentiometers 7 sitzt, ermöglicht die Einstellung auf die zu prüfende Kurzschluß-Stromstärke Jk. Durch ein Fenster 34 ist das Aufleuchten der Anzeige-Glimmlampe 17 sichtbal. Durch einen Druckknopf 35 werden die Arbeitskontakte al und a2 von 29 geschlossen. Durch einen Druckknopf 36 werden der Ruhekontakt r von 21 geöffnet und dei Arbeitskontakt a von 21 geschlossen. Eine mit einem Schraubenschlitz versehene, versenkt angeordnete Achse 37, durch welche der regelbare Widerstand 5 um seine Achse C verstellbar ist, dient zur Nacheichung bei Ersatz der Kaltkatodenröhre 12.
Die Bedienung des Meßgerätes geschieht in der nachstehend beschriebenen zeitlichen Folge: 1. Der Zeigergriff33 wird auf den linken Endanschlag eingestellt.
2. Drehknopf 32 wird so lange verstellt, bis das periodische Aufblitzen der Glimmlampe 17 im Fenster 34 sichtbar wird. Falls vergessen wurde, zuvor die Einstellung nach 1 vorzunehmen, bleibt die Glimmlampe 17 im Fenster 34 dunkel, so daß eine Fehleinjustierung durch diese Verriegelung ausgeschlossen ist.
3. Zur Vorprüfung wird Druckknopf 35 gedrückt.
Hierbei darf die Glimmlampe 17 im Fenster 34 nicht erlöschen. Anderenfalls ist die Prüfung abzubrechen, weil sonst Gefahr wegen unzulässig hoher Spannung am Schutzleiter und deren Verschleppung auf den gesamten Schutzleiter der Installations-Anlage besteht.
4. Der Zeigergriff33 wird auf einen zu prüfenden Wert der Kurzschluß-Stromstärke eingestellt, z. B. auf Jk = 35 A.
(Bei 10 A Nennstrom der vorgeschalteten Schmelzsicherung ist dieser Wert nach VDE 0100/11. 58 § 9 N, Tafel 1, gerade noch zulässig.) 5. Druckknopf 36 wird gedrückt, und es wird beobachtet, ob während der Betätigung des Druckknopfes 36 die Glimmlampe 17 im Fenster 34 kurz aufleuchtet. Ist dies der Fall, so ist erwiesen, daß bei dem genannten Beispiel im Kurzschlußfall ein Strom von mindestens 35 A fließen würde und daß somit eine Schmelzsicherung für 10 A auslösen würde.
In den meisten Fällen genügt diese einmalige Prüfung. Will man aber den genauen Grenzwert des Kurzschlußstromes Jk ermitteln, so wird der Zeigergriff33 auf einen wesentlich größeren Wert als bei der vorhergehenden Prüfung eingestellt und der Druckknopf 36 noch einmal gedrückt. Man erkennt dann am Aufblitzen oder Nichtaufblitzen der Glimmlampe 17 im Fenster 34, ob der zuletzt eingestellte Kurzschlußstrom Jk noch erreichbar ist oder nicht. Je nach dem Ergebnis schaltet man auf einen kleineren ZwischenweIt zurück, bis der gesuchte Meßwert eingegrenzt ist. Da die jeweilige Prüfung sehr schnell vor sich geht, kann auf diese Weise nach drei bis vier Zwischenprüfungen der genaue Grenzwert des Kurzschluß stromes Jk in wenigen Sekunden ermittelt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltung zum Ermitteln des Kurzschlußstromes an einer Stromabnahmestelle eines elektrischen Verbrauchernetzes, beruhend auf der Spannungsabsenkung an der Stromabnahmestelle bei Belastung durch einen Prüfwiderstand, mit einer parallel zu dem Prüfwiderstand liegenden Reihenschaltung aus zwei Spannungsteilern, von denen der eine zum Berücksichtigen der vor der Einschaltung des Prüfwiderstandes vorliegenden Netzspannung (Leerlaufspannung) und der andere (Meßwert-Spannungsteiler) zum Ablesen des gesuchten Meßwertes dient, mit einer Spannungsanzeigevorrichtung für die Netzspannung und mit einem an die Abgriffe der beiden Spannungsteiler angeschlossenen Spannungsindikator mit Ja-Nein-Anzeige zum Bestimmen der Ablesestellung des Meßwert-Spannungsteilers, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß als Spannungsanzeigeeinrichtung für die Netzspannung der Spannungsindikator (12, 17) ausgenutzt ist, indem der Spannungsteiler (9) für die Berücksichtigung der Netz-Leerlaufspannung so bemessen ist, daß beim Erreichen seiner der Netz-Leerlaufspannung entsprechenden Stellung und bei Einstellung des Meßwert-Spannungsteilers (7) auf dessen Nullstellung (Kurzschlußstrom gleich unendlich) der Spannungsindikator (12, 17) gerade anspricht.
2. Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Kippschaltung, bestehend aus Gleichrichter(20), Widerstand (10, 19, 25), Kondensator(26) und Glimmlampe(27), zum Überlagern von derart bemessenen Hilfs-Zündspannungsimpulsen in den Steuerkreis des Spannungsindikators (12, 17), daß dieser bei Leerlauf-Einjustierstellung (eo) des Spannungsteilers (9) und kurz vor Erreichung der Ablesestellung (ß) des Meßwert-Spannungsteilers (7) mit der Frequenz der Kippschaltung anspricht und dadurch eine Hilfsanzeige liefert.
3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2 mit einem Umschalter (3), in dessen einer Stellung (ul) an Stelle des Prüfwiderstandes (24) ein Vorprüfwiderstand (28) - anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (3) derart in Steuerverbindung mit dem Abgriff (B) des Meßwert-Spannungsteilers (7) steht, daß nur in dessen Nullstellung auf den Vorprüfwiderstand (28) umgeschaltet ist.
4. Schaltung nach Anspruch 1 oder2- mit einem Umschalter (3), in dessen einer Stellung(u3 an Stelle des Prüfwiderstandes (24) ein Vorprüfwiderstand (28) anschließbar ist, oder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit den Spannungsteilern (7, 9) ein Hilfswiderstand (4) liegt, der durch einen Hilfskontakt(a) eines die Vorprüfung einleitenden Schalters (29, aD kurzschließbar und so bemessen ist, daß die Spannung am Spannungsindikator (12, 17) bei eingeschaltetem Vorprüfwiderstand wieder auf den vor dessen Einschaltung vorhanden gewesenen Netzspannungswert angehoben wird, im Sinne der Ausnutzung des Spannungsindikators -(12; 17) zur Anzeige, ob ein zulässiger Netzinnenwiderstand überschritten wird oder nicht.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Eichwiderstand(5) in Reihe mit den Spannungsteilern (7, 9) zum Eineichen unterschiedlicher Ansprechspannungen von Spannungsindikatoren (12, 17) beim Auswechseln -derselben.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 695 699, 691 733; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 044 953, 1 058 149; schweizerische Patentschrift Nr. 298 190; britische Patentschriften Nr. 628 667, 833 339; E.T.Z.-B, 12 (1960), S. 59 und 60.