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Verfahren und Anordnung zur Messung von Erderwiderständen Im Patent
641 zig sind Anordnungen zur Messung von Erderwiderständen angegeben, welche es
ermöglichen, die Messung auch dann vorzunehmen, wenn die Zuleitung zu dem zu messenden
Erder mit den Zuleitungen anderer Erder fest verbunden ist und es aus irgendeinem
Grunde unmöglich oder nur schwer möglich ist, diese- Verbindung zur Ausführung der
Messung aufzutrennen. Das wird nach dem genannten Patent dadurch erreicht, daß um
die Zuleitung oder die gegebenenfalls verzweigten Zuleitungen des zu messenden Erders
ein Transformator bzw. mehrere Transformatoren derart herumgelegt werden, daß die
Zuleitung bzw. Zuleitungen des zu messenden Erders die Sekundärwicklung bilden.
Die Eisenkerne der Transformatoren sind zu diesem Zweck aufteilbar ausgeführt.
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Hierbei wird durch transformatorische Wirkung im Erder ein Meßstrom
erzeugt, der in Verbindung mit irgendeinem an sich bekannten Meßverfahren die Messung
ermöglicht.
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An einigen Anwendungsbeispielen ist in dein genannten Patent erläutert,
wie dieser Erfindungsgedanke in Verbindung mit BrUikkenmethoden angewendet werden
kann. So kann z. B. der Primärstrom des Transformators zur Kompensation hinzugezogen
werden oder auch ein durch ihn in einem Zusatztransformator erzeugter weiterer Strom.
In beiden Fällen besteht der Nachteil, daß der Leerlaufstrom des um die Erdzuleitung
gelegten Transformators die Messung ungenau macht. Es ist zwar zur Kompensation
des Magnetisierungsstromes die Parallelschaltung von Kondensatoren angegeben; dadurch
wird aber nicht die ebenfalls störende Verlustkomponente des Leerlaufstromes beseitigt.
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Eine weitere Schaltung des Hauptpatents hat diesen Nachteil zwar nicht,
ihre Anwendung ist jedoch auf diejenigen Fälle beschränkt, in denen ein längeres
Stück der Zuleitung einen berechenbaren Widerstandswert hat.
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Beide Nachteile werden bei der im folgenden beschriebenen Erfindung
vermieden.
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# Gemäß der Erfindung wird der unbekannte Widerstand R, des Einzelerders
nicht durch eine einzige Messung bestimmt, sondern es werden zwei Messungen vorgenommen,
von denen die eine, im folgenden Hauptmessung genannt, das Verhältnis des gesuchten
Einzelerderwiderstandes
Rx zum Widerstand r" der Parallelschaltung
aller miteinander verbundenen Erder ergibt, während die andere, im folgenden Hilfsmessung
genannt, zur Bestimmung von r" durch ein beliebiges bekan tes Verfahren dient. Aus
dem Wert von und dem Verhältnis r" kann dann R,C e rechnet werden.
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Die Hauptmessung wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines Vergleichskreises
vorgenommen, der wie der Erderzuleitungskreis durch das Fenster des Eisenkerns des
Transformators hindurchgeführt wird, welcher auch die Erderzuleitung umschließt.
Grundsätzlich könnte man übrigens auch einen besonderen Transformator für die Speisung
des Vergleichskreises anwenden, der mit dem Haupttransformator in Reihe oder parallel
geschaltet wäre; dann würde aber nur bei genau gleicher Bauart und gleichen Betriebsverhältnissen
die gleiche Spannung in beiden Transformatoren erreichbar. Bei der Verwendung ein
und desselben Transformators ist man von der Gestaltung des Eisenkerns und seiner
Primärwicklung und von Betriebsverhältnissen gänzlich unabhängig.
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Die Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Anordnung zur Ausführung
der Hauptmessung. In ihr bedeutet R.,: den zu messenden Erderwiderstand, r1 den
mit diesem Erder in Verbindung stehenden weiteren Erder oder bei mehreren einen
Ersatzwiderstand, welcher ihrer Parallelschaltung entspricht, Z die Zuleitung zu
dem zu messenden Erder, T den tim sie herumgelegten Transformator; P die Primärwicklung
dieses Transformators, :1T die diese speisende Wechselstromquelle, 1D den Leiter
des Vergleichskreises, welcher außer der Er derzuleitung gleichfalls durch das Fenster
des Transformatorkerns hindurchtritt und auf diese Weise mit dessen Kraftfluß verkettet
ist. Bei A ist der Vergleichskreis mit der Erderzuleitung verbunden. Der Vergleichskreis
ist über zwei Widerstände R2 und Y2 ge-
schlossen; von dem verschiebbaren
Verbindungspunkt desselben ist eine Verbindungszuleitung über ein Meßinstrument
zur Sonde S geführt.
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Die Hauptmessung wird mit der vorbeschriebenen Anordnung nach Abb.
i ausgeführt. Die Abgleichung erfolgt durch Verschiebung des Abzweigpunktes zum
Meßgerät; die Summe der Widerstände im Vergleichskreis, Y2-ä R2, wird dabei nach
passender Wahl der linken Anschlußstelle von R2 nicht verändert. Bei Abgleichung
auf Stromlosigkeit im Meßgerät gilt: -il # R.@ = i2 # R2@ .
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wenn il der Strom im Erder, i., der' Strom im Vergleichskreis ist.
Andererseits besteht wegen der Gleichheit der in beiden Kreisen induzierten Spannung
e die Gleichung: e=ü (rl-G-Rx)=12 (@@-'@-R.a).
il .ri=i.r2.
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:;c1Cis den beiden letzten Gleichungen folge:
Bezeichnet man mit Y,t den resultierenden Erderwiderstand der gesamten Erdungsanlage
einschließlich des in diesem Fall besonders interessierenden Erders, so kann man
r1 auffassen als die Parallelschaltung von R,r und r1, wobei Y, der Ersatzwiderstand
aller parallel liegenden Erder außer R.r ist. Dann gilt die Gleichung
Somit ist durch die Hauptmessung das Verhältnis
gewonnen. Zur Bestimmung von Ax selbst braucht nur noch r" bestimmt zu werden. Hierzu
dient die Hilfsmessung, die mit eizier beliebigen Erdungsmeßbrücke vorgenommen werden
kann. Ihre Durchführung bietet an sich nichts Neues. Sie entspricht in Freileitungsanlagen
mit Erdseil -der bisher vielfach bei aufgelegtem Erdseil als einzige ausgeführten,
aber die Einzelkontrolle der Erder nicht ermöglichenden Erdungsmessung. Sie erfordert
außer der- Sonde noch eine besondere Hilfserde, welche besonders bei Freileitungen
am besten seitlich vom Leitungszuge angeordnet wird. Bei ausgedehnten Erderanlagen,
bei denen die Widerstände der Verbindungsleitungen bereits eine Rolle spielen, nimmt
man die Hilfsmessung zweckmäßig von der Zuleitung des Erders aus vor, dessen Einzelwiderstand
interessiert.
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Nach dieser Bestimmung von rt errechnet man den gesuchten Einzelerderwiderstand
aus
Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit ist es zweckmäßig, vor endgültiger Abgleichung der
Brücke nach Abb. i den Widerstand R 2 in die Größenordnung von Rx zu bringen. Zu
diesem Zweck empfiehlt es sich, vom linken Ende von R2 her Beträge zu- und abschaltbar
zu machen, z. B. so, daß man R2 in Dekaden ändern kann.
Irn vorstehenden
war angegeben worden, daß die Hilfsmessung mit einer beliebigen Meßbrücke ausgeführt
werden könne. Es ist aber auch möglich, die Bestandteile der Anordnung nach Abb.
r zu einer Anor d ung üblicher Art für den Zweck der Hilfsmessung zusammenzuschalten.
In Abb. a ist z. B. eine derartige Möglichkeit gezeigt. Hier ist, wie üblich, ein
Transformator mit zwei Wicklungen mit bekanntem Windungsverhältnis benutzt; als
solcher kann der für die Hauptmessung vorgesehene Transformator dienen, wenn seine
frühere Primärwicklung in die beiden TeilePl und P, aufgeteilt wird. Die übrigen
Teile, insbesondere das Meßgerät und die Vergleichswiderstände, können ebenfalls
dieselben sein, welche für .die Hauptmessung vorgesehen sind.