DE2442811A1

DE2442811A1 - Earthing electrode comprising metal rod and pulverised coke - set in hole for low resistance without deep penetration

Info

Publication number: DE2442811A1
Application number: DE2442811A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Phys Seeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-06
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1976-04-29

Abstract

The earthing electrode is of small resistance connection without the need for deep penetration or long metal rods. Earths of this type may be required where a connection to a water pipe or similar is unsatisfactory due to noise generated by stray currents and fields. A metal rod (4) preferably of copper, is set in a hole (2) in the ground which has previously been filled with powdered coke. The latter, being electrically conducting increases the effective area of the electrode, and being granular also increases the area of good contact with the soil surrounding the hole.

Description

Beschreibung betreffend Erdung Die Erfindung betrifft eine Erdung mit einem im Erdboden angeordneten elektrischen Leiter aus Metall. Description Concerning Grounding The invention relates to grounding with an electrical conductor made of metal and arranged in the ground.

Solche Erdungen sind allgemein bekannt. Voraussetzung für eine gute Erdung ist eine möglichst niederohmige Verbindung mit dem Erdreich. Erwünscht ist vielfach ein Erdübergangswiderstand von nur 1 Ohm oder weniger. Eine solche Erdung läßt sich in bekannter Weise und ohne besonderen Aufwand dadurch erreichen, daß das zu erdende Gerät oder System einfach an eine Wasserleitung angeschlossen wird. Diese einfache Erdung genügt Jedoch vielfach nicht für Meß,Antennen- und spezielle Betriebserdungen, weil bei einer Wasserleitungserdung durch Rückströme Störungen oder Brummerscheinungen auftreten können und empfindliche Geräte nicht ausreichend geschützt sind. In diesen Fällen sind spezielle separate Erdungen erforderlich und bekannt, wobei der Aufwand um so größer ist, Je kleiner der geforderte Erdtlbergangswiderstand ist. Dabei wirkt sich auch die Bodenbeschaffenheit an der Erdungsstelle aus.Such groundings are well known. Requirement for good Earthing is a connection with the ground with the lowest possible resistance. Is desirable often an earth contact resistance of only 1 ohm or less. Such a grounding can be achieved in a known manner and without any special effort that the device or system to be earthed is simply connected to a water pipe. However, this simple grounding is often not sufficient for measuring, antenna and special Operational grounding, because in the case of a water pipe grounding, interference caused by reverse currents or humming phenomena can occur and sensitive devices are not sufficient are protected. In these cases special separate groundings are required and known, whereby the effort is greater, the smaller the required earth contact resistance is. The soil conditions at the earthing point also have an effect.

Bei der bekannten Tiefenerdung wird ein Staberder senkrecht in den Boden eingetrieben. Der Erdilbergangswiderstand des Tiefenerders ist um so geringer, Je sänger der Erder ist und Je wciter er unter den Grundwasserrlliegel elngetRuft wird.With the well-known deep earthing, a rod earth is vertically inserted into the Ground. The earth-silver contact resistance of the deep earth is the lower, The longer the earth electrode is and the wciter he gets under the groundwater level will.

Bei der Sekannsen Läugenerdung wird ein Me@alldraht oder Mettiband in einer fle-.te total beispielsweise °S bis i m unter der Erdoberfläche horizontal im Boden verlegt.fler Erd-Ubergangswiderstand nimmt mit der Länge der verlegten Leitung ab. With the Sekannsen peg grounding, a Me @ all wire or Mettiband is used in a fle-.te total, for example, ° S to i m horizontally below the surface of the earth laid in the ground.fler earth contact resistance increases with the length of the laid Line off.

Bei der Flächenerdung wird eine Metallfläche bzw. Platte 2 von beispielsweise 1 bis 10 m Ausdehnung senkrecht oder horizontal ins Erdreich eingebracht. Der Erdübergangswiderstand nimmt mit der Größe der Erdungsfläche ab. Hier ergibt sich zwar im Vergleich zu den beiden anderen Erdungssystemen eine vergleichsweise große Kontaktfläche des Erders zum Erdreich auf einem vergleichsweise engen Raum, Jedoch sind zur Erzielung des erforderlichen niedrigen Erdübergangswiderstandes im allgemeinen große und unhandliche Metallflächen erforderlich.In the case of surface grounding, a metal surface or plate 2 is used, for example 1 to 10 m extension, inserted vertically or horizontally into the ground. The earth contact resistance decreases with the size of the grounding surface. This results in comparison to the other two grounding systems have a comparatively large contact area of the Erders to the ground in a comparatively narrow space, however, are to achieve the required low earth contact resistance is generally large and unwieldy Metal surfaces required.

Darüberhinaus besteht das Problem, an allen Stellen der Metallfläche einen guten Kontakt zum Erdreich zu schaffen. Es hat sich gezeigt, daß gerade bei großen Metaliflächen Stellen schlechten Erdkontaktes nicht zu vermeiden sind und daher die geforderte niederohmige Erdung vielfach nicht ereicht wird.In addition, there is the problem at all points on the metal surface to create good contact with the ground. It has been shown that at large metal surfaces, places with poor ground contact cannot be avoided and therefore the required low-resistance earthing is often not achieved.

Entsprechendes gilt auch für die bekannte Tiefenerdung und Längenerdung, so daß vielfach über den zunächst vorgesehenen Aufwand hinaus weitere Maßnahmen getroffen werden müssen, um eine Erdung mit dem geforderten niederohmigen ErdUbergangswiderstand zu erhalten.The same applies to the well-known deep earthing and longitudinal earthing, so that in many cases further measures beyond the initially envisaged effort must be taken to provide an earthing with the required low-ohmic earth contact resistance to obtain.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine separate bzw. direkte Erdung mit niedrigem Erdübergangswiderstand zu schaffen, die unaufwendig ist, sich auf engem Raum bzw. bei geringer zur Verfügung stehender Grundfläche unterbringen läßt und keine unhandlichen schweren Metallplatten od.The invention is accordingly based on the object of a separate or to create direct earthing with low earth contact resistance, which is inexpensive is to be accommodated in a confined space or where the available floor space is limited and no unwieldy heavy metal plates or

dgl. erfordert.Like. Requires.

Diese Aufgabe wird bei einer Erdung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Metalleiter einem vom Erdboden umschlosecnen Koksbett verlegt ist Koks ist ein elektrischer Leiter, der seine für die Erfindung wesentlichen Eigenschaften im Erdreich nicht verliert.This object is achieved according to the invention with a grounding of the type mentioned at the beginning solved in that the metal conductor a enclosed by the ground Coke bed is laid. Coke is an electrical conductor, its for the invention does not lose essential properties in the ground.

Er ist in allen Großen bis hinab zum Kokssand und Koksstaub billig zu beschaffen. Es wurde festgestellt, daß sich Koks geeigneter Korngröße verschiedenen Bodenformen bzw. Erdlöchern mit hervorragendem Kontakt zum Erdreich anpaßt und sich ebenso mit hervorragendem Kontakt um eine metallische Sonde, einen Metalldraht od. dgl. lagert. Somit wird das Problem des ungenügenden ganzflächigen Kontaktes zwischen Metall und Erdreich durch die Zwischenfügung eins Koksbettes.gelöst. Dabei ergibt sich ferner der Vorteil, daß auf eine übermäßige Dimensionierung des im Erdboden angeordneten Metalleiters verzichtet werden kann, weil der Koks selbst elektrisch leitet und bei entsprechendem Leitungsquerschnitt bzw. Bettstärke auch im Vergleich zum metallischen Leiter keine Erhöhung des elektrischen Widerstandes der Erdung bewirkt. Infolge der großen Kontaktfläche des Kokses zum Erdreich und des verbesserten Kontaktes zwischen diesen Materialien ergibt sich somit bei vergleichsweise geringen Abmessungen des Koksbettes eine gute, niederohmige Erdung. Da der metallische Leiter im Vergleich zu den bekannten Erdungen kleiner bzw. mit geringerem Volumen ausgefiihrt sein kann und Koks ein preisgünstiger Rohstoff ist, ist auch der Aufwand für die erfindungsgemaße Erdung vergleichsweise gering.It is cheap in all sizes down to coke sand and coke dust to get. It has been found that coke of suitable grain size differs Soil shapes or holes in the ground with excellent contact with the ground adapts and itself also with excellent contact around a metallic probe, a metal wire or the like. like. stores. Thus, the problem of insufficient full-surface contact between Metal and soil dissolved by inserting a bed of coke. This results in There is also the advantage that there is an excessive dimensioning of the in the ground arranged metal conductor can be dispensed with, because the coke itself is electrical conducts and with a corresponding line cross-section or bed thickness also in comparison to the metallic conductor no increase in the electrical resistance of the grounding causes. As a result of the large contact area of the coke to the ground and the improved Contact between these materials is therefore relatively low Dimensions of the coke bed a good, low-resistance earthing. As the metallic conductor Compared to the known earthing systems, they are smaller or have a smaller volume can be and coke is an inexpensive raw material, so is the effort for that grounding according to the invention comparatively low.

Die erfindungsgemäße Kokserdung ist auch deswegen von'besonderem Vorteil, weil sich erstmals in bisher nicht durchführbarer Weise durch einen Test Voraussagen machen lassen, welcher Erdungsaufwand in einem speziellen Falle erforderlich ißt, um in Erdung mit <lem gewSInschten Erdihergangswider stand zu erstellen. Dazu wird auf den Erdboden eine Schicht 2 Koks von betspielsweise 1 m Ausdehnung geschilttet und nach dem Einfiihren einer Metall sonde in die Koksschicht der Erdübergangswiderstend gemessen. Deraus ergibt sich die Zeh@ der erforderlichen Koksschüttungen, die zweckmäßigerweise mit Abstand zueinander an verschiedenen geeigneten Stellen unter gebracht und parallel zueinander geschaltet werden.The coke earth according to the invention is therefore of particular advantage because for the first time in a way that was previously impossible to predict by means of a test let us know what earthing effort is required in a special case, to create grounding with the desired grounding resistance. In addition a layer of 2 coke, for example 1 m in length, is placed on the ground and after inserting a metal probe into the coke layer, resisting the earth transition measured. This results in the toe @ of the required coke beds, which expediently placed at a distance from one another at various suitable locations and parallel be switched to each other.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist der Metalleiter eine stabförmige Sonde, die mit einem Koksmantel versehen ist. Bei einer anderen weckmäßigen ausführungsform ist der Metalleiter flächenförmig als Gitter oder Geflecht ausgebildet und erstreckt sich innerhalb einer Koksschicht.In an expedient embodiment of the invention, the conductor is metal a rod-shaped probe provided with a coke jacket. With another In the usual embodiment, the metal conductor is flat as a grid or mesh formed and extends within a layer of coke.

Insbesondere die letztgenannte Ausführungsform führt zu niederohmigen Erdungen, wobei in vorteilhafter Weise auf einen vollflächigen schweren Metalleiter verzichtet werden kann.In particular, the last-mentioned embodiment leads to low resistance Grounding, advantageously on a full-area heavy metal conductor can be dispensed with.

Zweckmäßigerweise besteht der Metalleiter aus Kupfer. Es ist jedoch auch möglich, andere weniger korrosionsfeste Leiter zu verwenden, beispielsweise einen Stahl von nicht zu geringen Querschnittsabmessungen, Als bebonders vorteilhaft hat sich eine Kokserdung erwiesen, bei der das Koksbett ton einer Schattung aus kbrnigem oder staubförmigem Koks gebildet ist.The metal conductor is expediently made of copper. However, it is also possible to use other less corrosion-resistant conductors, for example a steel of not too small cross-sectional dimensions, as particularly advantageous a coke earth has been found in which the coke bed is shaded granular or powdery coke is formed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained below with reference to a schematic drawing explained in more detail using three exemplary embodiments.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Erdbodenbereich mit einer Kokserdung nach' dem Tiefenerdungsprinzip@ Fig. 2 zeigt in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine Kokserdung nach detn Längenerdungsprinzip Fig, 3 zeigt in einer Fig. 1 und 2 entsprechenden Darstellung eine Kokserdung nach dem Flächenerdungsprinzipa .Gemäß Fig. 1 ist im Erdboden 1 ein sich senkrecht erstreckendes Loch 2 von im wesentlichen quadratischem Querschnitt vorgesehen.Fig. 1 shows a perspective illustration of a ground area with a coke earthing according to the deep earthing principle @ Fig. 2 shows in a Fig. 1 corresponding representation a coke earth according to the length earthing principle Fig, 3 shows in a representation corresponding to FIGS. 1 and 2, a coke earth after Surface earthing principle . According to Fig. 1 is in the ground 1 a perpendicularly extending hole 2 is provided of substantially square cross-section.

Dieses Loch 2 ist im wesentlichen vollständig mit feinkörnigem Koks 3 ausgefüllt. In den Koks 3 ist längs der Achse des Loches 2 ein stabförmiges Metallteil 4 eingetrieben, das an seinem unteren Ende spitz ausläuft, an einem oberen Ende einen Anschluß für die oberirdische Erdleitung aufweist und als Erdkontaktsonde dient. Die Tiefe des Erdlochs 2 ist der Lange dieser Sonde angepaßt.This hole 2 is essentially completely filled with fine-grain coke 3 completed. In the coke 3 is a rod-shaped metal part along the axis of the hole 2 4 driven, which tapers to a point at its lower end, at an upper end has a connection for the above-ground earth line and as an earth contact probe serves. The depth of the hole 2 is adapted to the length of this probe.

Gemäß Fig. 2 ist im Erdboden 1 ein sich waagerecht mit geringem Abstand unterhalb der Erdoberfläche erstreckendes Wrd,l,och 5 vorgesehen, das gleichfalls einen etwa quadratischen Quersohnitt besitzt, mit körnigem Koks 6 ausgefullt ist und einen sich längs seiner Achse erstreckenden Metalldraht 7 aufnimmt. Dieser Metall draht 7, der ggf. auch durch ein Metallband setzt werden kann.According to Fig. 2 in the ground 1 is a horizontally with a small distance Wrd, l, och 5 extending below the earth's surface is provided, likewise has an approximately square cross-section, is filled with granular coke 6 and receives a metal wire 7 extending along its axis. This metal wire 7, which can optionally also be set by a metal band.

ist in nicht dargestellter Weise zur Erdoberfläche gef2hrt und an eine oberirdische Erdleitung angeschlossen. Der den Draht 7 umgebende Koksmantel 6 kann beispielsweise eine Stärke vqn ca.is led to the earth's surface in a manner not shown connected to an above-ground earth line. The coke jacket surrounding the wire 7 6 can, for example, have a thickness of approx.

20 cm aufweisen, Gemäß Fig. 3 ist im Erdreich in horizontaler Erstreckung und im Abstand unter der Erdoberfläche eine Schicht 8 aus körnigem Koks angeordnet. Innerhalb dieser KQksschicht 8, die eine im Vergleich zu ihrer Länge und Breite geringe Stärke aufweist, ist ein Metallgitter 9 angeordnet, dessen Flächenausdehnung den Abmessungen der Koksschicht 8 entspricht. ns Metallgitter 9 ist in nicht dargestellter Weise mit einer oberirdischen W.rdleitung verbunden.20 cm, according to Fig. 3 is in the ground in a horizontal direction and a layer 8 of granular coke arranged at a distance below the surface of the earth. Within this KQksschicht 8, the one in comparison to its length and width has little thickness, a metal grid 9 is arranged, the area of which corresponds to the dimensions of the coke layer 8. ns metal grid 9 is not shown in FIG Way connected with an above-ground earth line.

- Ansprüche -- Expectations -

Claims

Claims, 1. Grounding with an electrical arranged in the ground Metal conductor, noting that the metal conductor (4, 7, 9) is laid in a bed of coke (3, 6, 8) enclosed by the ground (1).

2. Earthing according to claim 1, characterized in that the g e k e n n z e i c h n e Metal conductor (4-) is a rod-shaped probe. which are provided with a coke jacket (3) is.

3. Earthing according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t the metal conductor (9) is flat as a grid or mesh and is extends within a coke layer (8).

4. Earthing according to one of claims 1 to 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the metal conductor (4, 7, 9) consists of copper.

5. Earthing according to one of claims 1 to 4, characterized g e k e n nz e i c h n e t that the coke bed (3, 6, 8) from a bed of granular or dusty Coke is formed.