WO1988001390A1 - Contact resistance measuring device and measuring needle therefor - Google Patents

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WO1988001390A1
WO1988001390A1 PCT/HU1987/000035 HU8700035W WO8801390A1 WO 1988001390 A1 WO1988001390 A1 WO 1988001390A1 HU 8700035 W HU8700035 W HU 8700035W WO 8801390 A1 WO8801390 A1 WO 8801390A1
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WO
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voltage
current
contact resistance
sensors
measuring
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Application number
PCT/HU1987/000035
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mihály SZANISZLÓ
Imre SRÉTER
József NYIKOS
Original Assignee
Villamosenergiaipari Kutató Intézet
Budapesti Eletromos Müvek
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
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    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • G—PHYSICS
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    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/20—Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates
    • G01R27/205—Measuring contact resistance of connections, e.g. of earth connections

Definitions

  • the transition resistance meter has two current electrodes and two voltage sensors connected to the end points of the tested section, the current electrodes being connected to an alternating current circuit fed by means of a current generator is connected, while the voltage sensors are connected to a voltage measuring circuit which is selective to the frequency of the supply current.
  • the transition resistance measurement is based on a four-point measurement principle.
  • a heat plan is drawn up from the line section to be tested, and if the contact resistance of the connection is high and the current flowing over it heats up the connection, this local heating can be clearly seen on the heat plan.
  • a further metrological difficulty arises from the fact that in principle the measurement of the contact resistance requires the use of a measuring circuit with an extremely low resistance, and if the measuring electrodes are connected to the wrong place or the connection is interrupted, the device switches on the entire circuit voltage, which can cause a short circuit.
  • the object of the invention is to provide such a contact resistance meter which is capable of measuring the contact resistance of a connection even without switching off the mains voltage and the current, and in which the measured value is independent of the own connection resistance of the measuring electrodes and which is also has a simple structure and enables simple handling.
  • Another object of the invention is to provide such a stylus, which enables simple and quick measurement.
  • the application of this measuring principle are separate pairs of electrodes for the supply of the constant feeding the measuring circuit Current to the tested connection point and to detect the voltage drop that is developing.
  • the voltage sensors and current electrodes measuring the contact resistance are designed in pairs and are separated from one another and the conductors of the voltage sensors are closed only to a fraction of that enclosed by the cables of the current electrodes Area forming area.
  • the voltage sensor and current electrode pairs are each arranged in a tactile needle, the current electrodes being able to be brought into contact with the tested section only when the voltage sensors are connected.
  • the operating frequency of the current generator is above three times the mains frequency.
  • a voltage divider is arranged in the voltage measuring circuit, the output of the voltage converter is connected to an input of a low pass filter, the output of which is connected to an input of a comparator, while the output of the comparator is connected to a signaling circuit, preferably an audio signal detector is.
  • a preferred embodiment of the contact resistance meter designed according to the invention is provided with an operating mode switch, the tension sensor being connected to the output of the low-pass filter in one of the positions of the operating mode switch.
  • the probe needle according to the invention is equipped with a current electrode, voltage sensor, insulating sleeve and axially designed connection provided cable, wherein the current electrode is firmly arranged in the insulating sleeve, is hollow and an insulating sleeve is arranged in its interior, in which the voltage sensor is axially movably guided, the voltage sensor is also isolated from the current electrode and ends in a tip that The end of the current electrode is behind the tip at a given distance and the spring-guided path of the voltage sensor is longer than the distance mentioned.
  • the styli are arranged in pairs in the ohmmeter, with the voltage sensor of the one stylus being guided inside a pair via a cable which is radially suggested through the protective pane of the insulating sheath, the protective pane of the other stylus inside and together with the conductor assigned to the voltage sensor in the jacket of the Cable of the current electrode is executed.
  • a spring which follows the end of the voltage sensor and a contact piece which is supported at the rear end thereof, the conductors of the voltage sensors being connected to the contact piece.
  • the current electrode ends in a tip designed as a slotted cone.
  • La is an enlarged view of the tip of the stylus needles shown schematically in Fig. 1,
  • Fig. 3 is a block diagram of the contact resistance meter.
  • stylus needles 1 and 2 of the contact resistance meter according to the invention in the initial position of contacting with the section to be measured have been illustrated.
  • the one to be measured Section consists of conductors 3 and 4 and a screw terminal 5 connecting them.
  • the stylus needles 1 and 2 have the same structure and consist of current electrodes and voltage sensors 8 arranged in an insulated sheath 6 and also insulated from one another, one which excites the voltage sensor 8 Spring 10 and its rear support contact piece 11th
  • the current electrode 7 is hollow on the inside, in this cavity there is an insulating bushing 9, which is also hollow on the inside, and the voltage sensor 8 is mounted therein for axially directed movement.
  • the voltage sensor 8 is provided with an inner stop shoulder against which one end of the spring 10 is supported, while its other end presses against the contact piece 11 of the voltage sensor 8 which secures the connection of the voltage sensor 8.
  • the voltage sensor 8 is formed with a cylindrical leg 12 and a pointed end 13.
  • the front end of the current electrode 7 is designed as a V-shaped slotted cone (Fig. La) and ends in a double-pointed tip 14-. which protrudes slightly beyond the front end of the insulating bush 9.
  • the distance between the tip 14 and the tip 13 of the tension sensor 8 which is in the basic position is smaller than the permitted largest movement path of the spring 10 Voltage sensor 8 is based, then by increasing the compressive force, the spring 10 compresses and the front tip 14 of the current electrode 7 approaches the conductor 3, the surface of which reaches, whereby between the current electrode 7 and the conductor 3 at the tip 14 a pronounced electrical Contact is made.
  • the voltage sensor 8 remains insulated from the current electrode 7 during its entire movement, the separation space ensures the existence of the insulating bush 9.
  • An electrical contact between the current electrode 7 and the voltage sensor 8 arises only via the conductors 3, 4 to be tested in the state in which the styli 1 and 2 are pressed onto the conductor.
  • the electrical connection of the current electrodes 7 secure cables 15, 16, which are provided with appropriate insulation and protrude from the rear end of the insulating sleeve 6 of the stylus 1 and 2 and are connected to a current transformer 17 illustrated in FIG. 1.
  • the voltage sensors 8 are also connected by means of insulated cables, the routing of which, however, as can be seen in FIG. 1, differs from that of the cables 15, 16.
  • the cable 18 connected to the contact piece 11 of the stylus 1 is led radially out through a protective disk 19 of the insulating sleeve 6 and leads into the interior of the insulated casing of the other stylus 2.
  • An inner conductor 20 of the cable 18 leads together with that the voltage sensor 8 .Needle 2 connecting conductor 21 into the interior of the insulation of the cable 16 centrally protruding from the stylus 2 and protrudes therefrom only at a corresponding distance from the stylus 2 immediately before its connection.
  • the length of the cable 18 connecting the two styli 1, 2 is dimensioned such that the distance of the styli 1 and 2 is still permitted during use.
  • This particular cable routing is necessary in order to ensure that when the probe needles are brought into contact with the magnetic field, the catchy loop formed between the two current electrodes 7 via the tested conductors 3, 4 and the current transformer 17, which loop is identified by the one in FIG. 1
  • Areas A and B are formed together, via the smallest possible area with the loop formed between the voltage sensors 8, which is formed only by area A, in connection. In reality, area A is much smaller than area B, which means that there is only a negligible degree of magnetic coupling between the loops mentioned.
  • the function of the contact resistance meter according to the invention is based on the basic circuit illustrated in FIG. 2.
  • the contact resistance R of the tested section occurs at the connection point of conductors 3 and 4.
  • FIG. 3 a block diagram of the transition resistance meter according to the invention is illustrated. The difference to that illustrated in FIGS. 1 and 2 consists primarily in the design of the voltage measurement loop.
  • the line of the two voltage sensors 8 is connected via a voltage divider 26 and a preamplifier 27 to the voltage converter 23, the output of which branches and on the one hand is guided to the bandpass filter 24 and on the other hand to such a low-pass filter 28 which carries out the signal component at a frequency of 50 Hz - leaves and withholds the components with higher frequency.
  • An output of the low-pass filter 28 is connected to a rectifier 29 and, via this, to a comparator 30, which connects to a sound signal detector 31.
  • the other output of the low-pass filter 28 and the output of the band filter 24 are each connected to an input of a second rectifier 32, the output of which is connected to the input of a voltmeter 25 which ensures a numerical display.
  • the contact resistance meter is provided with an operating mode switch 33, on which the voltage measuring mode and current measuring mode can be set and which in the individual operating modes realizes the measurement limit switchover by switching over the divider ratio of the voltage divider 26.
  • an operating mode switch 33 on which the voltage measuring mode and current measuring mode can be set and which in the individual operating modes realizes the measurement limit switchover by switching over the divider ratio of the voltage divider 26.
  • Help with the mode selector switch 33 of the supply current of the Strom ⁇ generators 22 can be adjusted in discrete steps ⁇ .
  • the function of the transition resistance meter designed according to the invention is explained in more detail with reference to FIG. 3. _ _
  • the voltage sensors 8 detect this voltage and, via the circuit described, the voltmeter 25 can be read directly in a calibrated manner in resistance in accordance with the end position belonging to the divider ratio determined by the voltage divider 26.
  • the measuring current generated on the conductors 3, 4 theoretically induces a certain voltage in the voltage measuring circuit of the probe needles 1 and 2, but because of the small size of the 'area A' of the flux linkage, this effect is negligible.
  • the voltage measurement or voltage detection takes place immediately when connecting the stylus 1 and 2.
  • the detection is independent of the operating mode set by the operating mode switch 26.
  • the 50 Hz voltage appearing at the voltage sensors 8 passes from the output of the low-pass filter 28 after the rectification to a comparator 30 which has a breakover voltage of 200 mV, for example If the voltage is greater than the breakover voltage, this fact is reported by the sound signal detector 31.
  • This message occurs before the current electrodes 7 are connected, and the operator is thereby advised to first appropriately measure the voltage, since for example the wire clamp 5 may have an interruption, or if the connection is not correct it can be avoided that the Switching on the current electrodes 7 causes a short circuit.
  • the feed current of the current generator 22 is changed together with the measurement limit.
  • the operating mode switch 33 switches the input of the rectifier 32 to the output of the low-pass filter 28.
  • the contact resistance meter With the aid of the contact resistance meter according to the invention, it is even possible to measure with a measuring limit of 20 mOhm and the sensitivity also enables the measurement of a contact resistance with a value of 0.1 mOhm.
  • the measurement has no influence if the 50 Hz current changes between 0 and 200 A in the tested conductor section. Of course, a large mains current can only develop with a smaller transition resistance, otherwise the transition would be damaged by the heat effect occurring.
  • existing low-voltage networks can also be checked in a routine and purposeful manner; the measurement can also be carried out with live networks.
  • the rapid and accurate measurement of the contact resistance can reduce the energy loss that occurs as a result of inadequate connections (connections) and thus also reduce the number of electrically caused fires.
  • the rutin-like measurement of the electrical connections significantly increases safety.
  • transition resistance meter designed according to the invention is not limited to the measurement of electrical networks. Thanks to the sensitivity described, the device is suitable for any other application.

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Description

ÜBERGANGSWIDERSTANDSMESSER UND DAZU VERWENDBARE TASTNADEL .
Die Erfindung betrifft einen Übergangswiderstandsmesser und eine dazu verwendbare Tastnadel, welche insbesondere zur Überprüfung von Anschlüssen elektrischer Netze verwendet werden kann.Der Übergangswiderstandsmesser weist an den End- punkten des geprüften Abschnittes angeschlossene zwei Strom¬ elektroden und zwei Spannungsfühler auf, wobei die Stromelekt¬ roden an einem mittels Stromgenerator gespeisten Wechselstrom- Stromkreis angeschlossen sind, während die Spannungsfühler an einem auf die Frequenz des Speisestromes selektiven Spannungsmess-Stromkreis angeschlossen sind. Die Übergangs¬ widerstandsmessung beruht auf einem Vierpunktmessprinzip.
Bei elektrischen Netzen, insbesondere bei Niederspannungs¬ netzen von 380/220V entsteht ein nicht vernachlässigbarer Teil der während des Betriebes auftretenden Verluste an dem Über- gangswiderstand an den Anschlüssen der elektrischen Leitungen. Über den Energieverlust hinaus führt die an dem Übergangswider stand entstehende Joule-Wärme zu einer gesteigerten Brandgefah die im wesentlichen als Hauptursache der Brände elektrischen Ursprunges betrachtet werden kann. Das Aufsuchen der Anschlüsse, deren Übergangswiderstand einen zugelassenen Wert überschreitet, ist eine äusserst wich¬ tige Aufgabe, zur Lösung dieser Aufgabe wurde jedoch bisher noch keine sicher Lösung bekannt.
Gemäss einer bekannten Methode wird von dem zu prüfenden Leitungsabschnitt ein Wärmeplan angefertigt, und sollte der Übergangswiderstand des Anschlusses gross sein und dadurch der darüber fliessende Strom den Anschluss aufwärmen, ist diese lokale Erwärmung auf dem Wärmeplan gut zu erkennen.
Neben den hohen Kosten der zur Anfertigung eines Wärmeplanes geeigneten Vorrichtung ergibt sich ein prinzipieller Nachteil daraus, däss in dem Zeitpunkt der Prüfung eventuell kein Strom über den Anschluss fliesst und dadurch die Wärmewirkung auch in dem Falle nicht nachgewiesen werden kann, wenn der Anschluss einen schädlich hohen Übergangswiderstand aufweist, der eine Brandgefahr in sich birgt. Zur Messung des Übergangswiderstandes ist. eine Reihe von Lösungen bekannt, die jedoch nur in dem Falle verwendet werden können, wenn über den zu messenden Anschluss kein Strom fliesst, bzw. wenn der Anschluss spannungsfrei ist. Zur Durchführung von Rutinemessungen kann jedoch das Netz nicht spannungsfrei gemacht werden, infolgedessen konnten sich diese herkömmlichen Mess¬ verfahren nicht verbreiten. Weitere Schwierigkeiten ergeben sich aus dem Umstand, dass zwischen der Messelektrode des die Messung durchführenden Gerätes und dem Anschluss ebenfalls ein Übergangswiderstand auftritt, dessen Wert bei der Messung dem Übergang zugerechnet werden kann. Soll ein solches Netz gemessen werden, über das ein beliebiger Strom zwischen o und 200 A fliessen kann, hat die Messung sogar den Bruchteil eines Milli- ohms als bewertbaren Wert nachzuweisen und die Genuigkeit muss von der Kontaktgebung der Messelektroden unabhängig sein.
Eine weitere messtechnische Schwierigkeit ergibt sich daraus, dass zur Messung des Übergangswiderstandes prinzipiell die An¬ wendung eines Messkrei,ses mit einem äusserst geringen Widerstand erforderlich ist, und wenn die Messelektroden an eine falsche Stelle angeschlossen werden, oder der Anschluss unterbrochen ist, schaltet sich an den Messkreis die gesamte Netzspannung an, wodurch ein Kurzschluss hervorgerufen werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines solchen Übergangswiderstandsmessers, welcher den Übergangswider- stand eines Anschluss auch ohne Abschalten der Netzspannung und des Stromes zu messen fähig ist und bei welchem der gemessene Wert unabhängig von dem eigenen Anschlusswiderstand der Mess¬ elektroden ist und der weiterhin einen einfachen Aufbau auf¬ weist und eine einfache Handhabung ermöglicht. Eine weitere Auf- g be der Erfindung besteht in der Schaffung einer solchen Tast¬ nadel, welche eine einfache und schnelle Messung ermöglicht.
Bei der Lösung der gestellten Aufgabe wurde davon ausgegan¬ gen, dass die Messung auf einer von der Frequenz des Netzes abweichenden und davon trennbaren Frequenz durchzuführen ist, und zwar unter Anwendung des Vierpunktmessprinzipes. Bei der
Anwendung dieses Messprinzipes sind jeweils getrennte Elektroden paare für die Zuleitung des den Messkreis speisenden konstanten Stromes zu der geprüften Anschlussstelle und zur Detektierung des sich ausbildenden Spannungsabf lles zu verwenden. Um zu vermeiden, dass die Stromspeisung in dem Spannungsmesskreis ein fehlerverusachendes Signal induziert, sind gemäss der Erfindung die den Übergangswiderstand messenden Spannungsfühler und Strom elektroden einander zugeordnet paarweise getrennt ausgbildet un die Leiter der Spannungsfühler schliessen sich nur auf einen Bruchteil des von den Kabeln der Stromelektroden eingeschlossen Gebietes bildenden Gebiet an. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind di Spannungs ühler- und Stromelektroden-Paare in je einer Tastnade angeordnet, wobei die Stromelektroden nur in dem angeschlossene Zustand der Spannungsfühler mit dem geprüften Abschnitt in Kont gebracht werden können. Es ist zweckmässig, die Spannungsfühler über einen Spannung wandler an den Spannungsmessstromkreis anzuschliessen, in dem ein auf die Frequenz des Stromgenerators selektives Bandfilter und ein an dessen Ausgang angeschlossener Spannungsmesser ange¬ ordnet sind, während die Strόmelektroden über einen Stromwandle an dem Stromgenerator angeschlossen sind.
Zur Trennung des Messkreises ist es vorteilhaft, wenn die Betriebsfrequenz des Stromgenerators über dem Dreifachen der Netzfrequenz liegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässe Übergangswiderstandsmessers ist in dem Spannungsmessstromkreis ein Spannungsteiler angeordnet, der Ausgang des Spannungswandle an einem Eingang eines Tie passfilters angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Eingang eines Komparators verbunden ist, währ der Ausgang des Komparators an einem Meldekreis , vorzugsweise einem Tonsignalmelder angeschlossen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäss ausge¬ bildeten Übergangswiderstandsmessers ist mit einem Betriebsarte schalter versehen, wobei in einer der Stellungen des Betriebs¬ artenschalters der SpannSngsmesser mit dem Ausgang des Tiefpass filters verbunden ist.
Die erfindungsgemässe Tastnadel ist mit Stromelektrode Spannungsfühler, Isolierhülle und axial ausgeführten Anschluss- kabel versehen, wobei die Stromelektrode fest in der Isolierhülle angeorndet ist, hohl ausgebildet ist und in ihrem Inneren eine Isolierbuchse angeordnet ist, in der der Spannungsfühler axial bewegbar geführt ist, wobei weiterhin der Spannungsfühler von der Stromelektrode isoliert ist und in einer Spitze endet, das Ende der Stromelektrode befindet sich hinter der Spitze in einem vergegebenen Abstand und die federnd geführte Bahn des Spannungs fühlers ist länger als der erwähnte Abstand.
Die Tastnadeln sind in dem Widerstandsmesser paarweise angeordnet, wobei innerhalb eines Paares der Spannungsfühler der einen Tastnadel über ein durch die Schutzscheibe der Isolierhüll radial sugeführtes Kabel über die Schutzscheibe der anderen Tastnadel in deren Inneren geführt ist und gemeinsam mit deren Spannungsfühler zugeordneten Leiter in dem Mantel des Kabels der Stromelektrode ausgeführt ist.
In dem Innenhohlraum der Isolierbuchse sind eine sich dem Ende des Spannungs ühlers anschliessende Feder und ein sich an derem hinteren Ende abstützendes Kontaktstück angeordnet, wobei die Leiter der Spannungsfühler an dem Kontaktstück angeschlossen sind.
Zur Sicherung eines besseren Kontaktes endet die Strom¬ elektrode in einer als geschlitzter Kegel ausgebildeten Spitze.
Der erfindungsgemäss ausgebildete Übergangswiderstandsmesse und die zur Messung verwendbare Tastnadel werden nachstehend an- hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefüg te Zeichung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schema der erfindungsgemässen Messanordnung teilwei im Schnitt,
Fig. la eine vergrösserte Ansicht der Spitze der in Fig. 1 schematisch dargestellten Tastnadeln,
Fig. 2 ein Anordnungsschema der Messung, und
Fig. 3 ein Blockschema des Übergangswiderstandsmessers.
In Fig. 1 wurden Tastnadeln 1 und 2 des erfindungsgemässen Übergangswiderstandsmessers in Anfangsposition der Kontaktierung mit dem zu messenden Abschnitt veranschaulicht. Der zu messende Abschnitt besteht aus Leitern 3 und 4 und einer diese Verbin¬ denden Schraubenklemme 5. Die Tastnadeln 1 und 2 weisen einen gleichen Aufbau auf und bestehen aus in einer isolierten Hülle 6 angeordneten und auch voneinander isolierten Stromelektroden und Spannungs ühlern 8, einer den Spannungsfühler 8 spannenden Feder 10 und deren hintere Abstützung bildendem Kontaktstück 11
Die Stromelektrode 7 ist innen hohl ausgebildet, in diesem Hohlraum befindet sich eine Isolierbuchse 9, die ebenfalls inne hohl ist und darin ist der Spannungsfühler 8 zur axial gerich- teten Bewegung geführt angebracht. Der Spannungsfühler 8 ist mit einer inneren Anschlagschulter versehen, an die sich das eine Ende der Feder 10 abstützt, während sich ihr anderes Ende an das den Anschluss des Spannungsfühleres 8 sichernde Kontakt¬ stück 11 des Spannungsfühlers 8 presst. Der Spannungsfühler 8 ist mit einem zylindrischen Schenkel 12 und einer spitz endende Spitze 13 ausgebildet.
Das vordere Ende der Stromelektrode 7 ist als ein V-förmig geschlitzter Kegel ausgebildet (Fig. la) und endet in einer doppelspitzig ausgebildeten Spitze 14-,. die geringmässig über das vordere Ende der Isolierbuchse 9 hinausragt. Der Abstand zwischen der Spitze 14 und der Spitze 13 des in Grundposition befindlichen Spannungsfühlers 8 ist kleiner als der zugelassene grösste Bewegungsweg der Feder 10. Aus dieser Bedingung folgt, dass sich bei Drücken der Tastnadel 1 an den Leiter 3 mit diese zuerst die Spitze 13 des Spannungsfühlers 8 beruht, dann sich durch Erhöhen der Druckkraft die Feder 10 zusammendrückt und sich die vordere Spitze 14 der Stromelektrode 7 dem Leiter 3 annähert, dessen Oberfläche erreicht, wodurch zwischen der Stromelektrode 7 und dem Leiter 3 an der Spitze 14 ein ausge- prägter elektrischer Kontakt entsteht. Der Spannungsfühler 8 bleibt während seiner gesamten Bewegung von der Stromelektrode 7 isoliert, den Trennungszwischenraum sichert das Vorhandensein der Isolierbuchse 9.
Ein elektrischer Kontakt zwischen der Stromelektrode 7 und dem Spannungsfühler 8 ensteht nur über die zu prüfenden Leiter 3,4 in dem Zustand, in dem die Tastnadeln 1 und 2 auf den Leiter gedrückt sind. Den elektrischen Anschluss der Stromelektroden 7 sichern Kabel 15, 16, die mit einer entsprechenden Isolation versehen sind und aus dem hinteren Ende der Isolierhülle 6 der Tastnadeln 1 und 2 herausragen und an einem in Fig. 1 veran¬ schaulichten Stromwandler 17 angeschlossen sind. Der Anschluss der Spannungsfühler 8 erfolgt ebenfalls mittels isolierter Kabel, deren Führung jedoch - wie aus Fig. 1 ersieht— licht ist — von der der Kabel 15, 16 abweicht. Das mit dem Kon— taktstück 11 der Tastnadel 1 verbundene Kabel 18 ist durch eine Schutzscheibe 19 der Isolierhülle 6 radial herausgeführt und führt in das Innere der isolierten Hülle der anderen Tastnadel 2. Ein Inneleiter 20 des Kabels 18 führt gemeinsam mit dem den Spannungsfühler 8 der .Tastnadel 2 anschliessenden Leiter 21 in das Innere der Isolation des aus der Tastnadel 2 zentral heraus¬ ragenden Kabels 16 und ragt daraus nur in entsprechendem Abstand von der Tastnadel 2 unmittelbar vor seinem Anshcluss' heraus.
Die Länge des die beiden Tastnadeln 1, 2 verbindenden Kabels 18 ist so bemessen, dass es während der Verwendung die Entfernung der Tastnadeln 1 und 2 noch zulässt. Diese .besondere Kabelführung ist deshalb erforderlich, um zu gewährlesiten, dass bei der Kontaktgebung der Tastnadeln des Magnetfeld der sich zwischen den beiden Stromelektroden 7 über die geprüften Leiter 3, 4 und den Stromwandler 17 ausbildenden eingängigen Schleife,welches durch die in Fig. 1 gekennzeichneten Gebiete A und B gemeinsam gebildet wird, über eine kleinstmöglichste Fläche mit der sich zwischen den Spannungsfühlern 8 ausbildenden Schleife, welche nur durch das Gebiet A gebildet wird, in Verbindung gerät. In der Wirklichkeit ist das Gebiet A wesentlich kleiner als das Gebiet B, dadurch entsteht nur in einem vernachlässigbaren Mass eine magnetische Kopplung zwischen den erwähnten Schleifen. Die Funktion des erfindungsgemässen Übergangswiderstands¬ messers beruht auf der in Fig. 2 veranschaulichten Prinzip- schaltung. Der Übergangswiderstand R des geprüften Abschnittes tritt an der Anschlussstelle der Leiter 3 und 4 auf. Die sich den Leitern 3 und 4 anschliessenden Stromelektroden 7 sind über den Stromwandler 17 an einen solchen Stromgenerator 22 ange¬ schlossen, welcher einen Speisestrom mit einem Wert von ig_/t/ = Ig-cos 2'Jtf50.t erzeugt, wobei die Frequenz f wesentlic grösser als die 50 Hz-Frequenz des über den geprüften Leiter¬ abschnitt fliessenden Netzstromes i/t/ = I cos 2Jt50.t ist, vorzugsweise ca. 1 kHz beträgt.
Die beiden Spannungsfühler 8 schliessen sich einem Spannungs wandler 23 an, dessen Ausgang über ein die Frequenz f durch¬ lassendes, auf Netzfrequenz eine grosse Dämpfung aufweisendes Bandfilter 24 an einem Spannungsmesser 25 angeschlossen ist, dessen gemessene Spannung U/t/ = a.ig/t/.R proportional zu dem Übergangswiderstand R ist. Vor der Beschreibung der Funktion wird auf Fig. 3 bezugge¬ nommen, in der ein Blockschema des erfindungsgemässen Übergangs widerstandsmessers veranschaulicht ist. Der Unterschied zu den in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten besteht in erster Linie in der Ausbildung der Spannungsmessschleife. Die Leitung der beiden Spannungsfühler 8 ist über einen Spannungsteiler 26 und einen Vorverstärker 27 an dem Spannungswandler 23 angeschlossen, dessen Ausgang sich verzweigt und einerseits an das Bandfilter 24 und andererseits an ein solches Tiefpassfilter 28 geführt ist welches die Signalkomponente mit einer Frequenz von 50 Hz durch- lässt und die Komponenten mit höherer Frequenz zurückhält.
Ein Ausgang des Tiefpassfilters 28 ist an einem Gleichrichter 29 und über diesen an einem Komparator 30 angeschlossen, der sich einem Tonsignalmelder 31 anschliesst.
Der andere Ausgang des Tiefpassfilters 28 und der Ausgang de Bandfilters 24 sind mit je einem Eingang eines zweiten Gleich¬ richters 32 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines eine Ziffernanzeige sichernden Spannungsmessers 25 verbunden ist.
Der Übergangswiderstandsmesser ist mit einem Betriebsarten¬ schalter 33 versehen, an welchem Spannungsmessbetrieb und Strom- messbetrieb eingestellt werden kann und der in den einzelenen Betriebsarten die Messgrenzenumschaltung durch Umschalten des Teilerverhältnisses des Spannungsteilers 26 realisiert. Mit Hilf des Betriebsartenschalters 33 kann der Speisestrom des Strom¬ generators 22 in diskreten Schritten ^eingestellt werden. Die Funktion des erfindungsgemäss ausgebildeten Übergangs¬ widerstandsmessers wird anhand von Fig. 3 näher erläutert. _ _
Es wird, angenommen, dass üb er den geprüften Übergangs¬ widerstand R in dem Zeitpunkt der Messung kein Strom fliesst. Die beiden Tastnadeln 1, 2 werden an die den geprüften Ab¬ schnitt umgebende Leiter 3 und 4 gepresst. Dann schliesst sich zuerst der Stromkreis der Spannungsfühler 8. Bei Aufrechterhal¬ ten ten der Druckkraft pressen sich kurz darauf die die Span¬ nungsfühler 8 umfassenden Stromelektroden 7 ebenfalls an die Leiter 3,4, wodurch sich der Stromkreis des Stromgenerators 22 schliesst. Nachdem zwischen die Stromelektroden 7 über den ge— prüften Abschnitt ein konstanter Strom geleitet wird, ist die an dem Übergangswiderstand R abfallende Spannung davon unab¬ hängig und hängt nur von dessen Wert ab.
Die Spannungsfühler 8 detektieren diese Spannung und über die beschriebene Schaltung ist der Spannungsmesser 25 ent- sprechend der zu dem durch den Spannungsteiler 26 bestimmten Teilerverhältnis gehörigen Endstellung unmittelbar in Wider¬ stand kalibriert ablesbar. Der an den Leitern 3,4 erzeugte Messstrom induziert theoretisch eine gewisse Spannung in dem Spanήungsmessstr.omkreis der Tastnadeln 1 und 2, wegen der geringen Grosse des 'Gebietes A der Flussverkettung ist diese Wirkung jedoch vernachlässigbar.
Fliesst über den geprüften Abschnitt ein Netzstrom, erfolgt bei Anschluss der Tastnadeln 1 und 2 sofort die Spannungsmessung bzw. Spannungsdetektierung. Die Detektierung ist von der durch den Betriebsartenschalter 26 eingestellten Betriebsart unabhängig Die an den Spannungsfühlern 8 erscheinende 50 Hz—Spannung gelangt von dem Ausgang des Tiefpassfilters 28 nach der Gleich¬ richtung an einen, zum Beispiel eine Kippspannung von 200 mV aufweisenden Komparator 30. Ist der Wert der Spannung grösser als die Kippspannung, wird diese Tatsche von dem Tonsignalmelder 31 gemeldet. Diese Meldung erfolgt noch vor dem Anschluss der Stromelektroden 7 und dadurch wird der Bediener darauf hin¬ gewiesen, zuerst zweckmässigerweise die Spannung zu messen, da zum Beispiel die Straubenklemme 5 eine Unterbrechung aufweisen kann, bzw. bei nicht richtigem Anschluss kann vermieden werden, dass die Einschaltung der Stromelektroden 7 einen Kurzschluss hervorruft. Bei einem grossen Übergangswiderstand ist es nicht zweck- mässig, über die Stromelektroden 7 einen überflüssig grossen Strom zu leiten, deshalb und zur Schonung der Batterie wird mit der Messgrenze gemeinsam auch der Speisestrom des Strom- generators 22 geändert.
Der Zusammenhang zwischen der detektierten Spannung mit einer Frequenz von 50 Hz und der Messgrenze des Übergangswider¬ standes ist in der nachfolgenden Tabelle veranschaulicht:
Messgrenze 50 Hz-Spannung 1 kHz-Messstrom
1 20 mOhm 200 mV 10 A
2 200 mOhm 2 V 1 A
3 2 Ohm 20 V 100 mA
4 20 Ohm 200 V 10 mA
5 . - 500 V
Bei der Spannungsmessung ist es ausreichend, fünf Messgrenze festzulegen, während bei der Messung der Übergangswiderstandes vier Messgrenzen ausreichend sind.
Nach der Messung des Übergangswiderstandes -kann anhand dessen bekannten Wertes der über den Leiterabschnitt flieesende 50 Hz-Strom ebenfalls errechnet werden, da die 50 Hz-Spannung unmittelbar gemessen werden kann. Der Betriebsartenschalter 33 schaltet dabei den Eingang des Gleichrichters 32 an den Ausgang des Tiefpassfilters 28.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Übergangswiderstandsmessers kann sogar mit einer Messgrenze von 20 mOhm gemessen werden und die Empfindlichkeit ermöglicht auch die Messung eines Über¬ gangswiderstandes mit einem Wert von 0,1 mOhm. Auf die Messung hat keinen Einfluss, wenn sich in dem geprüften Leiterabschnitt der 50 Hz-Strom zwischen 0 und 200 A ändert. Natürlich kann sich ein grosser Netzstrom nur bei einem kleineren Übergangswiderstan ausbilden, ansonsten würde der Übergang durch die auftretende Wärmewirkung beschädigt werden. Mit Hilfe der erfindungsgemässen Messanordnung können rutinenmässige und auch zweckgerichtete Überprüfungen vorhandene Niederspannungsnetze gleicherweise gelöst werden, die Messung kann auch bei unter Spannung befindlichen Netzen durchgeführt werden.
Durch die schnelle und genaue Messung des Übergangswider— Standes kann der infolge nicht entsprechender Anschlüsse (Verbindungen) auftretende Energieverlust verringert werden und damit auch die Anzahl der elektrisch verursachten Brände verringert werden. An einer erhöhten Brandgefahr ausgesetzten Stellen und Gebäuden steigert die rutinemässige Messung der elektrischen Anschlüsse wesentlich die Sicherheit.
Die Anwendung des erfindungsgemäss ausgebildeten Übergangs¬ widerstandsmessers ist jedoch nicht auf die Messung elektrischer Netze .begrenzt, dank der beschriebenen Empfindlichkeit ist das Gerät für beliebige sonstige Anwendungen geeignet.

Claims

P A T E- N T A N S P R Ü C H E
1. Übergangswiderstandsmesser, der an den Endpunkten des geprüften Abschnittes angeschlossene zwei Stromfühler und zwei Spannungsfühler aufweist, wobei die Stromfühler an einen mittels Stromgenerator gespeisten Wechselstrom-Stromkreis angeschlossen sind, während sich die Spannungsfühler einem auf die Frequenz des Speisestromes selektiven Spannungsmessstromkreis anschliesse dadurch gekennze ichnet , dass seine Spannungsfühler (8) und Stromfühler (7) einander zugeordnet paarweise gesondert ausgebildet sind, wobei sich die Leiter (20,21) der Spannungs- fühler (8) in einem nur einen Bruchteil des durch die Kabel der Stromfühler (7) eingeschlossenen Bereiches (A+B) bildenden • Gebiet (A) anschliessen.
2. Übergangswiderstandsmesser nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet , dass die Paare der Spannungsfühler (8) und Stromelektroden (7) in je einer Tastnadel '(1,2) angeordnet sind, wobei die Stromelektroden (7) nur in dem angeschlossenen' Zustand der Spannungsfühler (8) an den geprüften Abschnitt an- schliessbar sind.
3. Übergangswiderstandsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ichnet , dass sich die Spannungs¬ fühler (8) über einen Spannungswandler (23) dem Spannungsmess¬ stromkreis anschliessen, in welchem ein auf die Frequenz des Stromgenerators (22) selektiver Bandfilter (24) und ein an dessen Ausgang angeschlossener Spannungsmesser (25) angeordnet sind, während sich die Stromelektroden (7) über einen Stromwandler (17) dem Stromgenerator (22) anschliessen.
4. Übergangswiderstandsmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennze ichnet , dass die Betriebsfrequenz des Strom¬ generators (22) über dem Dreifachen der Netzfrequenz liegt.
5- Übergangswiderstandsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennze ichnet , dass in dem Stromkreis des Spannungs- messers ein Spannungsteiler (26) eingefügt ist, dass weiterhin der Ausgang des Spannungswandlers (23) an dem Eingang eines Tiefpassfilters (28) angeschlossen ist, dessen Ausgang an den Eingang eines Komparators (3) angelegt ist, während der Ausgang des Komparators (30) mit einem Meldekreis, vorzugsweise einem Tonsignalmelder (31) verbunden ist.
6. Übergangswiderstandsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass ein Betriebsartenschalter (33) vorgesehen ist, wobei in einer der Stellungen des Betriebs— artenschalters (33) der Spannungsmesser (25) mit dem Ausgang des Tiefpassfilters (28) verbunden ist.
7. Übergangswiderstandsmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass der Betriebsartenschalter (33) mit einem Teilerverhältnissteuer-Eingang des Spannungsteilers (26) und einem die Gr sse des Quellenstromes einstellenden Eingang des Stromgenerators (22) verbunden i's .
8. Tastnadel für auf Vierpunktprinzip beruhende Übergangs"- widerstands esser, die mit Stromelektrode, Spannungsfühler, isolierter Hülle und in Achsenrichtung herausgeführtem Anschluss- kabel versehen ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Stromelektrode (7) fest in der isolierten Hülle (6) befestigt ist, hohl ausgebildet ist, in ihrem Innern eine Isolierbuchse (9) angeordnet ist, in welcher der Spannungsfühler (8) für eine in Achsenrichtung erfolgende Bewegung geführt ist, wobei der Spannungs ühler (8) von der Stromelektrode (7) isoliert ist und in einer Spitze (13) endet, während sich das Ende der Strom— elektrode (7) hinter der Stitze (13) in einem vorgegebenen Absta über das Ende der Isolierbuchse (9) hinausragend befindet, wobei die federnd geführte Bahn des Spannungsfühlers (8) länger als der erwähnte Abstand ist.
9. Tastnadel nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet , dass diese in dem Widerstansmesser paarweise angeordnet sind, wobei innerhalb eines Paares der Spannungs— fühler (8) der einen Tastnadel über ein durch eine Schutz¬ scheibe (19) der isolierten Hülle (6) radial ausgeführtes Kabel (18) durch die Schutzscheibe (19) der anderen Tast¬ nadel in deren Inneren geführt ist und gemeinsam mit dem deren Spannungsfühler (8) zugeordneten Leiter (21) in dem Mantel des Kabels der Stromelektrode (7) herausge ührt ist.
10. Tastnadel nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h gekennzeichnet , dass in dem Innenhohlraum der Isolierbuchse (9) eine sich dem Ende des Spannungsfühlers (8) anschliessende Feder (10) und ein sich an deren hinterem Ende abstützendes Kontaktstück (11) angeordnet sind, wobei die Leitungen der Spannungsfühler (8) an dem Kontaktstück (11) angeschlossen sind.
11. Tastnadel nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n - zeic net , dass die Stromelektrode (7) in einer als geschlitzter Kegel ausgebildeten Spitze (14) endet.
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