DE2051989C - Schleifenwiderstandsmeßanordnung - Google Patents

Description

sind Mittel vorgesehen, die durch Heraussieben des dete Meßstrom unter der Größenordnung der BeIa-

Blindwiderstandanteils der Neizschleife nur den dem stungsEtröme hegt, die in nach dem Spannungsab-

Gleichstromwiderstand der Netzschleife entsprechen- senkungsverfahren arbeitenden Schleifenwiderstands-

den Teil der Netzspannungsabsenkung erfassen. meßanordnungen für Vorprüfungsmessungen gemäß

Der vorstehend beschriebenen Schaltungsanord- 5 VDE 0100 benutzt werden.

nung haften jedoch mehrere Nachteile an. Es sind Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die völlige

keinerlei Schutzmaßnahmen gegen eine menschenge- Unabhängigkeit der Anordnung von Netzspannungs-

fährdende Spannungsverschleppung vorgesehen. Die- Schwankungen während der Meßzeit. Da die Meß-

se Anordnung benutzt bei der Messung nach dem spannung auf einen Wert stabilisiert ist, der erheblich

Spannungsabsenkungsverfahren Gleichstrom. Soll die io unter den zu messenden Netzspannungen liegt, wird

Anzeige des gemessenen Widerstandes genau sein, das Meßresultat durch Spannungsschwankungen der

muß ein großer Strom verwendet werden, dadurch Netzspannung während der Meßzeit, die beispiels-

treten wieder Wärmeabfuhr- und Dimes. ^;~Merungs- weise durch Zuschalten von zur Meßanordnung par-

probleme auf. Mit der bekannten ochal ag können allelliegenden Verbrauchern an das Netz entstehen,

auch Fehlerquellen nicht ainfsscha!". werden, die 15 nicht verfälscht.

bei einer Abweichung der Betrir bespannung von der Die Stabilisierung der Meßspannung mittels einer

Netznenitspannung bd jeder *..#sung auftreten. Ge- Zenerdiode auf einen niedrigen Spannungswert

hausowenig kann eine vjl <■ rrnd der Messung auftre- bringt als weiteren Vorteil noch mit sich, daß das

tende Netzspannungsändenu»₀ als Fehlerquelle elimi- Meßergebnis nicht durch Abweichungen der Netz-

niert werden. 30 spannung von der Netznen^'/annung verfälscht

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, wird. Mit der Meßanordnung kann sowohl bei einer

unter Vermeidung einer Spannungsverschleppung in Netznennspannung von beispielsweise 220 V als

menschengefährdendem Ausmaß eine preiswerte auch bei starken Abweichungen nach oben oder un-

Schleifenwiderstandsmeßanordnung geringen Raum- ten der Netzspannung von dieser Nennspannung

bedarfs zu schaffen, mit der, weder zahlenmäßig 35 stets ein korrektes Meßergebnis erzielt werden. Es

noch durch erforderliche Abkühlpausen beschränkt, fallen deshalb auch alle Eichungen der Anordnung

direkt aufeinanderfolgende Messungen durchgeführt auf den Wert der Netznennspannung oder Nachei-

werden können, bei der im Falle einer Abweichung chungen entsprechend den im Verlauf der Messun-

der Netzspannung von der Netznennspannung keine gen auftretenden Abweichungen der Netzspannung

neue Eichung erforderlich ist und deren Meßresuhate 30 vom Nennwert weg.

von Netzspannungsschwankungen während der Meß- in der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Meßzeit unbeeinflußt bleiben. anordnung und deren netzseitiger Anschluß darge-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- stellt. Letzterer erfolgt an die zu messende Schleife,

löst, daß die Gewinnung der Gleichspannung über die an der Phasenklemme 1 und der Nulleiterklem-

einen Transformator erfolgt, dessen Primärwicklung 35 me 2 bzw. der Schutzleiterklemme 3 liegt. Diese

in Reihe mit dem niederohmigen Vergleichswider- Schleife setzt sich aus der Sekundärwicklung 4 eines

stand geschaltet ist und an dessen Sekundärwicklung Niederspannungsnetztransformators und den beiden

über einen Graetz-Gleichrichter die Reihenschaltung Schleifenhälften S und 6 zusammen,

eines Widerstandes und einer Zenerdiode liegt, und Zwischen der Phasenklemme 1 und der Schutz-

daß die an der Zenerdiode liegende stabilisierte 40 leiterklemme 3 wird die erfindungsgemäße Meßan-

Gleichspannung der zu untersuchenden Leitungs- Ordnung angeschlossen. Ebenfalls zwischen diesen

schleife aufgeprägt wird, so daß an dem in Reihe niii beiden Klemmen steht auch dip jeweilige Netzspan-

der Leitungsschleife und der Gleichspannungsquelle nung an. Die Meßanordnung selbst besteht aus einer

liegenden niederohmigen Vergltichswiderstand die Reihenschaltung, die ausgehend von der Klemme 1

: Meßgröße mittels eines Meßinstrumentes abgreifbar 45 zu der Klemme 3 einen Ein-Aus-Taster 7, einen

ist. Kondensator 8, eine als Primärwicklung eines Wand-

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen lers ausgebildete Drossel 9 und einen Kondensator Schleifenwiderstandsmeßanordnung besteht darin, 10 umfaßt. Zum Kondensator 10 liegt sowohl der daß beliebig viele direkt aufeinanderfolgende Mes- niederohmige Arbeitswiderstand 11 des Meßgerätes sungen durchgeführt werden können. Als Meßstrom 50 12 wie auch dieses Meßgerät selbst parallel. An die wird ein Gleichstrom verwendet, der mittels entspre- Sekundärwicklung 13 des Wandlers ist ein Vollwegrhender Dimensionierung der Schaltungselemente so gleichrichte! 14 angeschlossen, der über einen Vorklein gehalten ist, daß er unter den für Menschen widerstand 15 parallel zu einer Zencrdiuuc 16 gcnoch zulässigen Stromgrenzwerten liegt. Dadurch ist schaltet ist. Diese Zenerdiode liegt wiederum parallel sichergestellt, daß es zu keiner Gefährdung kommen 55 zum Kondensator 8.

kann. Infolgedessen müssen auch keine Mittel zur Für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen zeitlichen Begrenzung von Spannungsverschleppun- Schteifenwiderstandsmeßanofdnürig ist es charaktsrigen aufgewendet werden. Durch den geringen Meß- stisch, daß sie über einen Gleichstroinmeßkreis verström werden Erwärmungsprobleme und leistungsbe- fügt, der einerseits für Gleichstrom dnjn niederohdingte Dimensionierungsprobleme vermieden, wie sie 60 migen Widerstand darstellt, andererseits für Wechselbeispielsweise bisher an Belastungswiderständen auf- strom jedoch als hochomiger induktiver Widerstand traten. Die Meßanordnung läßt sich daher auch auf wirkt. Der Gteichstrommeßkreis wird aus einer kleinstem Raum unterbringen. Zenerdiode 16, der als Primärwicklung eines Wand-

Die bisher erfordei liehen Vorprüfungen zur Ver- lers ausgebildeten Drossel 9 und dem Meßinstrument meidung unzulässh hoher Spannungsverschleppun- 65 12 bzw. seinem parallelgeschalteten Arbeitswidergen bei Meßanordnungen, die nach dem Spannungs- stand 11 gebildet.

absenkungsverfahren arbeiten, fallen bei der erfin- .Die Drossel 9 stellt für Gleichstrom einen nicder-

dungsgemäßcn Meßanordnung weg, da der verwen- ohmigen Widerstand dar. Der Arbeitswiderstand II

für das Meßinstrument 12 ist ebenfalls niederohmig stand der zu messenden Netzschleife, Der fließende gehalten. Für den Netzwechselstrom, der an den Gleichstrom'erzeugt an dem Arbeitswidersiarid 11 Klemmen 1 und 3 anliegt, stellt die Drossel 9 jedoch einen Spannungsabfall, der ebenfalls umgekehrt proeinen hochohmigcn induktiven Widerstand dar, so porüonal dem zu messenden Schleifenwidersland ist. daß nur noch ein geringer Wechselstrom fließen 5 Dieser Spannungsabfall wird von dem in Ohmwerten kann, der unter dem für Menschen zulässigen Grenz- geeichten Meßinstrument 12 angezeigt. Zusätzlich ist wert bleibt. Die Kondensatoren 8 bzw* 10 fdicncn noch zu bemerken, daß der sich,ergebende Summendazu, die Zenerdiode 16 bzw. das Meßinstrument 12 sliorn aus Meßgieichslrom und Wechselstrom der und den Arbeitswiderstand 11 wcchselstrommäßig zu ' Drossel ebenfalls unter den für Menschen gefährliüberbrücken. io chcn Stromwertsn bleibt.

Nach Anschluß der Meßanordnung an die zu mes- Als zweckmäßige Ergänzung der Meßanordnung

sende Schleife und nach Betätigen des Ein-Tasters 7 dient eine Schaltungsmaßnahme, die eine überprü-

wird in der Sekundärwicklung 13 des Wandlers eine fung des Schutzleiters Und einen sachgemäßen An-

Wechselspannung induziert, die mittels des Voll- Schluß der Anordnung ermöglicht. Deshalb enthält

weggleichrichters 14 gleichgerichtet wird. Die anfal- 15 die Anordnung zwischen den Klemmen 1 und 3 eine

!ende Gleichspannung wird über den Vorwiderstand Glimmlampe 17 mit Vörwiderstand 18 zur Prüfung

15 von der Zenerdiode 16 stabilisiert. Durch diese des Schutzleiters auf Unterbrechung vor jeder Mes-

stabilisierte Meßgleichspannung wird der Netzschlei- sung. Gleichzeitig dient dta Glimmlampe auch zur

fe ein Meßgleichstrom eingeprägt. Da in dem Gleich- Bestimmung der Phase, da zur" Ermittlung des Scblei-

strommeßkreis der Arbeitswiderstand 11 bzw, der 30 fcnwiderstandcs stets zwischen Phase und Schutzlsi-

Innenwiderstand des Meßinstrumentes 12 und der ter gemessen werden muß. Die Glimmlampe arbeitet

Wicklungswiderstand der Drossel 9 in ihren ohm- in Ruhestromschaltung, d. h-, sie brennt nur, wenn

sehen Weiten konstant sind, ist die Große des flie- die Meßanordnung richtig zwischen Phase und

ßenden Gleichstromes gemäß dem Ohmschen Gesetz Schutzleiter angeschlossen und dabei der Schutzleiter

direkt umgekehrt proportional dem Schleifenwider- as nicht unterbj'jchen ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. chend groß dimensionierten Belastungswiderstand

   Patentanspruch: von 2,2 kW erfc. '"lieh machen. Hat man einen Belastungswiderstand, der für eine Leistung von 2,2 kW

   Schaltungsanordnung zur Messung der Gleich- ausgelegt ist, in einem Koffergerät für die Schleifenstromkomponente des Schleifenwiderstandes von 5 widerstandsmessung unterzubringen, so wird das unter Spannung stehenden Wechselstromnetzen, transportable Meßgerät groß und schwer und damit bei der die Ermittlung des Wertes des unbekann- für die ständig durchzuführenden Messungen unten Schleifenwiderstandes aus der Aufteilung * praktisch und hinderlich.

   einer bekannten Spannung an dem unbekannten Ist bei einer Kurzschlußstrom- bzw. SchHfen-Schleifenwiderstand und einem bekannten Ver- io widerstandsmessung der Schutzleiter (Nulleiter) ungleichswiderstand erfolgt und bei der die Meß- terbrochen, so kommt es bei Belastung mit einem gleichspannung aus der an der Leitungsschleife Widerstand durch die anstehende Netzspannung, die liegenden Netzwechselspannung abgeleitet wird, als Meßspannung verwindet wird, zwischen Phase dadurch gekennzeichnet, daß die Ge- upd Nulleiter zu einer Spannungsverschleppung zu winnung der Gleichspannung über einen Trans- 15 anderen noch vor der Bruchstelle an den Schutzleiter formator erfolgt, dessen Primärwicklung (9) in (Nulleiter) angeschlossenen Geräten, die für dort Reihe mit dem niederohmigen Vergleichswider- hantierende Personen lebensgefährlich ist, da die verstand (11) geschaltet ist und an dessen Sekundär- schleppte Spannung weit höher als die zulässige Bewicklung (13) über einen Graetz-Gleichrichter riihrungsspannung ist. Zur zeitlichen Begrenzung der (14) die Reihenschaltung eines Widerstandes (15) ao bei dieser Prüfmethode mit Netzspannung als Meß- und einer Zenerdiode (16) liegt, und daß die an spannung stets auftretenden Spannungsverschleppung der Zenerdiode liegende stabilisierte Gleichspan- ist es bekannt, als Meßzeitbegrenzer manuell betätignung der zu untersuchenden Leitungsschleife auf- te Ausschalter oder motorisch betriebene Programmgeprägt v/ird, so daß an dem in Reihe mit der Steuerungen (deutsche Patentschrift 1 044 953) sowie Leitungsschleife und der Gleichspannungsquelle as thermo-elektrische (deutsche Patentschrift 956704) liegenden niederohmigen Verglcichswiderstand oder magneto-elektrische Auslöser (deutsche Patentdie Meßgröße mittels eines Meßinstruments (12) schrift 1 061435) zu verwenden. Allen bekannten abgreifbar ist. Meßanordnungen, die mit derartigen Meßzeitbegrenzern ausgerüstet sind, haftet der Nachteil der mecha-30 nischen Kontaktgebung an, die bekanntlich starken

   Verschleißerscheinungen unterworfen ist. Um eine

   unzulässig hohe Spannungsverschleppung zu vermeiden, sind bei vorbekannten Anordnungen auch eine oder mehrere Vorprüfungen mit bedeutend geringe-

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung 35 rem Meßstrom vorgesehen. Derartige Vorprüfungen zur Messung der Gleichstromkomponente des Schlei- sind bei den meist in größerer Anzahl durchzufühfenwiderstandes von unter Spannung stehenden renden Messungen, beispielsweise an den neu instal-Wechselstromnetzen, bei der die Ermittlung des Wer- jerten, z_ prüfenden Schutzkontakt.teckdosen eines tes des unbekannten Schleifenwiderstandes aus der Neubaues, eine zeitraubende Angelegenheit, die ein Aufteilung einer bekannten Spannung an dem unbe- 40 zügiges Arbeiten erschweren bzw. verhindern,
   kannten Schleifenwiderstand und einem bekannten Bei vorbekannten Schleifenwiderstandsmeßanord-Vergleichswiderstand erfolgt und bei der die Meß- nungen, die nach dem Spannungsabsenkungsverfahgleichspannung aus der an der Leitungsschleife lie- ren arbeiten, kommt es zu einer Verfälschung des genden Netzwechselspannung abgeleitet wird. Meßergebnisses, wenn die Leerlaufspannung des Kurzschlußstrom- bzw. Schleifenwiderstandsmeß- 45 Netzes nicht der Netznennspannung entspricht, für anordnungen sind an sich bereits bekannt. Sie ar- die die Anordnungen geeicht sind, oder wenn die beiten fast ausschließlich nach dem Spannungsabsen- Netzspannung währejd der Meßzeit schwankt. Es kungsverfahren, d. h., es wird die Differenz zwischen süd zwar Anordnungen bekannt, die einen dieser Leerlaufspannung bei unbelastetem Netz und der Nachteile, nämlich wenn die Leerlaufspannung des sich einstellenden Spannung bei Belastung des Netzes 50 Netzes bei Beginn der Messung nicht der Netznennmit einem definierten Widerstand ermittelt. spannung entspricht, durch Neueinstellung bzw. Wird das Spannungsabsenkungsverfahren zur Eichung vor jeder Messung beheben, jedoch läßt sich . überprüfung des Scnienenwidcrsianucs vcrwciiuci, diese Korrektur stets nur für s:ns kleine Sch^ander für die Einhaltung der Nullungsbedingung nach kungsbreite von der vorgesehenen Netznennspannung VDE-Vorschrift 0100 erforderlich ist, so ist einer der 55 durchführen. Eine de artige Korrektur erfordert zuwesentlichen Beweggründe mit einem relativ hohen dem vor jeder Messung einen erheblichen Zeitauf-Belastungsstrom von beispielsweise etwa 10 A zu ar- wand.

   beiten, darin zu sehen, daß man eine möglichst große Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung nach der Spannungsdifferenz zwischen Leerlauf- und BeIa- deutschen Auslegeschrift 1137 509 bekannt, die stungsfall erzielen will, da die Genauigkeit der Re- 60 nach dem Spannungsabsenkungsverfahren arbeitet, produzierbarkeit des Meßergebnisses mit der Größe Bei dieser wird der Gleichstromanteil des Innender Spannungsdifferenz ansteigt. Durch die Verwen- Widerstandes einer unter Betriebsspannung stehenden dung eines relativ hohen Meßsiromes kann man zwar Wechselstromnetzschleife durch eine an einer be-liebidie erforderliche Ablesegenauigkeit erzielen, man gen Meßstelle der Schleife anlegbare Reihenschalhandelt sich jedoch gleichzeitig den Nachteil ein, daß 65 tung ermittelt. Diese besteht aus einem ohmschen ein hoher Strom von beispielsweise etwa 10 A und Meßwiderstand und einem Einweggleichrichter zum die als Meßspannung dienende Netzspannung von periodischen Belasten der Netzschleife während der beispielsweise 220 V einen leistungsmäßig entspre- einen Halbwelle der Wechselspannung. Gleichzeitig