Verfahren und Gerät zum indirekten Messen der bei Erdschluss in Niederspannungsnetzen zu erwartenden Fehlerspannungen und zum Bestimmen des im Erdschlusstromkreis zu erwartenden Fehlerstromes
Nach Ziffer 4 des Art. 26 der bundesrätlichen Verordnung über Starkstromanlagen vom 7. Juli 1933 sind elektrische Niederspannungsverteilanlagen so einzurichten, dass bei Erdschluss z. B. an Apparategehäusen oder Motoren eine Berührungsspannung von höchstens 50 Volt gegenüber Erde und mit ihr verbundenen Teilen entsteht oder der defekte Anlageteil bei höheren Spannungen innert höchstens 5 Sekunden selbständig abgeschaltet wird.
Zum raschen Abschalten des defekten Anlageteiles oder zum Tiefhalten der bei Erdschluss an den Objekten entstehenden Spannungen gegen Erde wird in den Energieverbrauchsanlagen meistens die Nullung oder die Schutzerdung, gelegentlich auch die Schutzschaltung mit Fehlerstrom oder-spannung angewendet.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ohne Netzunterbruch die Nullungs-oder Erdungssysteme auf vorschriftsgemässes Funktionieren bei Erdschluss prüfen zu können, wofür ein einfaches Verfahren und ein zu seiner Durchführung bestimmtes Gerät gemäss nachstehender Beschreibung dienen.
Vom Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nach- stehend ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In den Figuren 1 und 2 bedeuten : U die Spannung am Transformator des Netzes oder an einem Stromerzeuger zwischen einem Polleiter und dem geerdeten Systempunkt, Uf die Potentialdifferenz über einen Teil der Fehler strombahn, die an den geerdeten Objekten als Be rührungs-oder Fehlerspannung auftritt, Zn die Summe aller Netzwiderstände, Zi + Ze, Ze den Erdungswiderstand des geerdeten Objektes, an dem die Fehlerspannung Uf auftritt, wenn ein Erd schluss an ihm entsteht, Rb den zur Begrenzung des Erdschlusses verwendeten
Schutzwiderstand, im vorliegenden Fall bei einer
Netzspannung gegen Erde von 210 Volt gleich 210 Rv den Ergänzungswiderstand zu Rb (210 Ohm),
bei erhöhter Netzspannung von 230 Volt gleich 20 Ohm oder im 500 Volt-Netz bei einer einfachen, erhöh- ten Phasenspannung von 320 Volt gleich 110 Ohm, Z, unbekannte Leitungsimpedanzen, Ta. eine Taste und V ein Voltmeter.
Bei einem Kurzschluss zwischen den Anschlusstellen des Voltmeters a und b im Schema nach Fig. 1 entsteht ein Fehlerstrom von i, =u=L.
Zl + Ze Zn
Die Potentialdifferenz am Widerstand Ze ist dabei die Fehlerspannung bei Kurzschluss u
Uf = Ze = If Ze-
Zn
Wird die Anlage mit einem Begrenzungswiderstand Rb belastet, so entsteht der Belastungsstrom : I-- ; daraus ergibt sich das Verhältnis Zn + Rb
I u-Z,, Zn Zn
If (Zn +Rb).UZn+Rb
Vor dem Kurzschluss zeigte das Voltmeter der Fig. 1 die Spannung U. Die Stellung, welche der Voltmeterzeiger dabei einnimmt, kann an der Voltmeterskala abgelesen werden. Sie kann aber auch mit einem Stellzeiger markiert werden.
Bei Belastung der Anlage über den Begrenzungswiderstand Rb verteilt sich die Spannung U auf den Widerstand Rb und die Impedanz Zn. Die Spannung am Voltmeter, d. h. zwischen den Punkten a und b, ist als Ub bezeichnet. Es gilt : .
UZn+RbUZn+Rb
Da gemäss unserer Festsetzung der Begrenzungswiderstand Rb in Ohm numerisch gleich gross gewählt wird wie die Spannung in Volt des Niederspannungsnetzes gegen Erde, also Rb = rU, beträgt der bei Belastung entstehende Belastungsstrom nach dem Ohm'schen Gesetz gerade 1 Ampère, sofern r = 1 und die unbekannten Leitungsimpedanzen Zl und der Erdungswiderstand Ze gegenüber dem Belastungswiderstand Rb sehr klein sind und vernachlässigt werden können. Wenn nun aber Ze, d. h. der Erdungswiderstand des geerdeten Objektes, gegenüber dem Belastungswiderstand Rb nicht und nur die Leitungswiderstände Z1 vernachlässigt werden kön
U-Ub Ze nen, so ergibt sich das Verhältnis = .
@ @@@@
U Ze-I-Rb
Wenn wir in dieser Gleichung die Nenner einander gleich setzen, so sind auch die Zähler einander gleich.
Also ist
U = Ze + Rb und U--Üb = Ze.
Unterdrücken wir nun mittels Zenerdioden jeweilen die kleinere Spannung Ub, so entspricht der Zeigerausschlag des Messinstrumentes U gerade dem gesuchten Erdungswiderstand Ze. Da diesem Erdungswiderstand Ze bei Vernachlässigung der Netzwiderstände Zl ein Erdschlusstrom Ik entspricht, ist der Zeigerausschlag des Messinstrumentes auch ein Mass für den Erdschlussstrom oder für den laut Sicherungsnormalien 2, 75 mal kleineren Sicherungsnennstrom der dem Netzteil vorzuschaltenden Schmelzsicherung, um ein vorschriftsgemäs- ses Durchschmelzen innert 10 Sekunden zu erreichen.
(Vergleiche die Sicherungsnormalien des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins SEV, Publikationen Nr. 121 und 153). Für ein Durchschmelzen der vorgeschalteten Sicherungen innert 5 Sekunden ist für das sichere Auftreten einer entsprechend höheren Erdschlusstromstärke zu sorgen. (Vergleiche Erläuterungen zu Ziffer 4 von Art.
26 der bundesrätlichen Verordnung über Starkstromanlagen vom 7. 7. 33).
Für die Fehlerstromstärke bei einem Erdschluss am
Objekt hatten wir den Ausdruck gefunden :
If = U, bei kleinem Zi ungefähr
Zl + Ze Ze
Bei Belastung mit einem Begrenzungswiderstand Rb war
1==-----,beikleinemZiungefähr-----'
Zn + Rb Ze + Rb Nun haben wir aber für die dabei auftretenden Fehlerspannungen :
Uf =If und U/= 1. Ze
Das Verhältnis Uf/Ff' = If/I ergibt, dass sich in den beiden Fällen die Fehlerspannungen wie die Belastungsströme verhalten. Es ist aber auch . Da bei einem
I Ze bestimmten Instrument Rb entsprechend dem numberischen Wert der Netzspannung, also konstant gemacht wird, kann das Messinstrument. auch mit einer geeichten Skala für Berührungsspannungen versehen werden.
Dies ermöglicht bei verschiedenen Erdungswiderständen Ze und Sicherungsnennstromstärken auch ein direktes Ablesen der dabei auftretenden Fehlerspannungen.
Zusammenfassend ergibt sich : Mit einem Voltmeter können aus einer geringen Belastung des Netzes, z. B. entsprechend einem kleinen Verbraucher, der satte Kurzschlusstrom (Fehlerstrom) und die daraus resultierende Fehlerspannungsdifferenz am geerdeten Verbraucher, welcher sich in der Fehlerstrombahn befindet, bestimmt werden. Dabei ist das Absinken des Voltmeterausschla- ges bei Belastung ein Mass für die eine, wie auch für die andere Grosse. Am Voltmeter können im Erdschlussfalle zu erwartende Potentialdifferenzen im Bereiche der Fehlerstrombahn in Volt und damit die ihnen entsprechenden Widerstände in Ohm sowie die Fehlerstromstärken oder 2, 75-mal kleineren Sicherungsnennstromstärken der vorzuschaltenden Sicherungen in Ampère abgelesen werden.
Die Messungen werden so ausgeführt, dass nach Anschliessen des Gerätes an das Niederspannungsnetz über einen Steckkontakt zuerst die Netzspannung ohne Einschalten des Belastungswiderstandes gemessen und eventuell mit einem Stellzeiger festgehalten wird. Dann wird die Belastungstaste gedrückt und die Netzspannung bei Belastung abgelesen, welche gegenüber dem erstgenannten Wert kleiner ist und eine Differenzspannung von Zehntelvolt oder Volt ergibt. Durch Einschalten von Zenerdioden kann diese kleinere Spannung auf Null gebracht und die Ablesung erleichtert werden. Diese entspricht nun ungefähr dem Erdungs-oder Nullungswi- derstand in Ohm.
Sollte die unbelastete Netzspannung wesentlich höher als 210 Volt sein, so wären mit dem Ergänzungswiderstand Rv soviele Ohm beizufügen, als die Netzspannung in Volt höher ist als 210 Volt. Z. B. bei 230 Volt Netzspannung wären 20 Ohm beizufügen, u. s. w.
Für 500 Volt-Netze mit einer betriebsmässigen Erdung des Systemnullpunktes beträgt die Spannung gegen Erde 290 Volt, was bedeutet, dass das Gerät einen Ergänzungswiderstand von etwas mehr als 80 Ohm benötigt, z. B. 100 Ohm.
Bei abnormal niederen Netzspannungen von 200 Volt wäre der Belastungswiderstand auf 200 Ohm und der Ergänzungswiderstand auf etwa 120 Ohm zu bemessen, um alle vorkommenden Fälle erfassen zu kön- nen.
Das durch Fig. 2 beispielsweise veranschaulichte Ge rät besteht aus einem Kasten mit einem Zuleitungsschlauch Sch und einem Zweistiftstecker St mit zwei Erdkontaktbuchsen, um ihn nötigenfalls als Polwendestecker bei um 180 verdrehtem Einstecken benützen zu können.
Bei einheitlichem Anschluss der Verbraucher mit Drei stiftstecker kann der Stecker St aber auch als sogenann- ter Kühlschrankstecker mit zusätzlicher Steckmöglich- keit gebaut sein.
E, E sind die beiden Erdkontaktbuchsen, N und P die beiden Kontaktstifte für den Nulleiter und den Polleiter des durch Anschliessen an eine Steckdose zu prüfenden Netzes. Im Schlauch aus Silikonkautschuk Sch ist eine mit dem Polleiter P in Verbindung stehende Widerstandsspirale aus Konstantandraht Rb untergebracht, die dem Widerstand Rb entspricht und zum ver änderlichen Ergänzungswiderstand Rv von 110 Ohm im Kasten führt. Ausserdem sind in diesem Schlauch noch mit Silikonkautschuk isolierte Verbindungslitzen Lp, T. a, und LE vorhanden, deren eines Ende mit dem Polleiterstift bezw. Nulleiterstift bezw. den Erdkontaktbuchsen in Verbindung steht und deren anderes Ende an den Wendeschalter S4 bezw. Wendeschalter Si im Kasten führt.
Der Kasten besitzt eine Frontplatte aus Isoliermaterial oder besteht ganz aus Isolierpressmaterial und weist ausser den bereits erwähnten Wendeschaltern auch zwei Anschlussklemmen Kb und Ke für den Anschluss eines zu prüfenden Objektes, z. B. einer Kaffeekanne K mit el. Heizung, und eines Erdpfahles EP oder einer Wasserleitung auf. Weiter ist auf der Frontplatte oder Frontseite des Kastens ein Wendeschalter SJ für die wahlweise Prüfung des erwähnten Objektes oder direkt des Steckkontaktes des Niederspannungsnetzes montiert. Der Belastungswiderstand Rb mit dem Begrenzungswiderstand Rv und einer Kontrollampe mit Pa rallelwiderstand Pw kann mit einem ebenfalls auf der Frontseite des Kastens montierten Taster Ta eingeschaltet werden.
Im Kasten ist ferner der Gleichrichter Gi untergebracht, der für die Messungen der Spannungen zwischen dem Drehpunkt des Wendeschalters S4 und jenem des Wendeschalters S2 mit dem in die Frontplatte eingesetzten Voltmeter V dient. Er kann mittels eines ebenfalls in der Frontplatte vorhandenen Wendeschalters S3 wahlweise über einen im Kasten eingebauten Vorschaltwiderstand w2 oder einen veränderlichen Widerstand Ri und Zenerdioden Zd mit Stufenschalter zur Unterdrückung der Belastungsspannung Uz mit dem Voltmeter verbunden werden.
Für die Spannungsanzeige des Polleiterzuleitungsdrahtes Lp kann zusätzlich mit ihm eine Glimmlampe verbunden sein, deren anderes Ende auf einen am Kasten eingesetzten und von aussen berührbaren Metallknopf führt. Diese Glimmlampe kann auch mit einem Mikroamperemeter versehen sein, um die Spannungsanzeige auch bei starkem Sonnenlicht zu ermöglichen.
Nach Einstecken des Steckers St in eine 2P +E-Haus- haltsteckdose Modell 14 wird also durch Berühren des erwähnten Metallknopfes mit dem Zeigefinger oder der Hand festgestellt, ob die Polarität stimmt, d. h. ob tatschlich der Polleiterstift P des Steckers St mit dem Polleiterkontakt der Netzsteckdose in Verbindung steht.
Ist dem nicht so, so wird dies durch Verdrehung des Steckers St um 180 erreicht. Dann wird am Voltmeter V die Spannung des Polleiters gegen den Erdkontakt E und den Nulleiterkontakt N abgelesen, was durch richtiges Stellen der Wendeschalter Si, S2, S3 und S4 erfolgt, die übrigens mit einer Feder für Ruhelage in dieser Stellung versehen sein können. Dann wird die Taste Ta gedrückt und die dann abgesunkene Netzspannung am Voltmeter abgelesen. Der Wendeschalter Sl soll hiefür mit dem Erdkontakt in Verbindung sein. Die Differenz dieser beiden gemessenen Spannungen ergibt den Erdungswiderstand des Erdkontaktes der Netzsteckdose in Ohm.
Sollte die zuerst gemessene Spannung wesentlich von der mit dem Ergänzungswiderstand Rv eingestellten Netzspannung abweichen, so wäre vorgängig durch Verstellen von Rv eine Korrektur anzubringen. Rv ist in Netzspannungen von 210-320 Volt geeicht. Für die dabei auftretende Fehlerspannung wird die Klemme Ke mit einem Erdpfahl EP oder einer Wasserleitung verbunden und nach Umstellen des Wendeschalters S4 und Niederdrücken der Taste Ta die Spannung am Voltmeter abgelesen. S3 kann hiefür auf den Vorschaltwiderstand Ws gestellt sein, um kleinere Spannungen noch messen zu können. Für die Prüfung der Erdung eines Verbrauchers E, wie z. B. einer elektrischen Kaffeemaschine, wird die Klemme Kb mit ihrem Gehäuse verbunden.
Die Kaffeemaschine ist mittels ihres Steckers an eine 2P4-E-Steckdose anzustecken, was eventuell unter Verwendung eines Mehrfachsteckers oder Kühlschranksteckers erfolgen kann, der eine zusätzliche Steckmög- lichkeit aufweist. Nach Stellen des Wendeschalters S2 auf die Klemme Kb und Niederdrücken der Taste Ta wird die Spannung am Voltmeter abgelesen. Die Differenz gegenüber der Netzspannung bei unbelastetem Widerstand Rb ergibt den Erdungswiderstand der Kaffeemaschine und damit auch die Fehlerstromstärke und die Nennstromstärke der ihr vorzuschaltenden Sicherung, um gerade noch ein Abschmelzen bei Erdschluss zu erreichen. Durch Einschalten von Zenerdioden mittels eines Stufenschalters kann die kleinere Belastungsspannung auf Null gebracht und die Ablesung am Instrument erleichtert werden.
Diese so ermittelte Nennstromstärke für die der Kaffeemaschine vorzuschaltende Sicherung liegt meistens wesentlich höher als die tatsächlich für die Leistung der Kaffeemaschine notwendige Nennstromstärke, was in Ordnung ist.
Bei Vorhandensein von Dreilochsteckdosen nach dem Modell 13 oder 12 wird ein passendes Ubergangsstück Modell 14/13 verwendet. Ebenso wenn andere Steckdosen geprüft werden sollen, sind passende Ubergangs- stücke anzuwenden.
Method and device for indirect measurement of the fault voltages to be expected in the event of a ground fault in low-voltage networks and for determining the fault current to be expected in the ground fault circuit
According to section 4 of Art. 26 of the Federal Council Ordinance on Power Systems of 7 July 1933, electrical low-voltage distribution systems are to be set up in such a way that, in the event of a ground fault, e.g. B. on apparatus housings or motors a contact voltage of at most 50 volts against earth and parts connected to it arises or the defective system part is automatically switched off at higher voltages within a maximum of 5 seconds.
To quickly switch off the defective part of the system or to keep the voltages to earth that arise in the event of a ground fault on the objects, zeroing or protective earthing is usually used in energy consumption systems, and occasionally the protective circuit with fault current or voltage.
The aim of the present invention is to be able to test the zeroing or earthing systems for proper functioning in the event of an earth fault without a mains interruption, for which purpose a simple method and a device intended for its implementation according to the following description are used.
An exemplary embodiment of the method of the present invention is described below. In Figures 1 and 2: U is the voltage on the transformer of the network or on a power generator between a pole conductor and the grounded system point, Uf is the potential difference across part of the fault current path that occurs on the grounded objects as contact or fault voltage, Zn is the sum of all network resistances, Zi + Ze, Ze is the earthing resistance of the earthed object at which the fault voltage Uf occurs if an earth fault occurs, Rb is the one used to limit the earth fault
Protective resistance, in the present case at a
Mains voltage to earth of 210 volts equals 210 Rv the supplementary resistance to Rb (210 Ohm),
with increased mains voltage of 230 volts equal to 20 ohms or in the 500 volt network with a simple, increased phase voltage of 320 volts equal to 110 ohms, Z, unknown line impedances, Ta. a button and V a voltmeter.
In the event of a short circuit between the connection points of the voltmeter a and b in the diagram according to FIG. 1, a fault current of i, = u = L occurs.
Zl + Ze Zn
The potential difference at the resistor Ze is the error voltage in the event of a short circuit u
Uf = Ze = If Ze-
Zn
If the system is loaded with a limiting resistor Rb, the load current arises: I--; this gives the ratio Zn + Rb
I u-Z ,, Zn Zn
If (Zn + Rb) .UZn + Rb
Before the short circuit, the voltmeter of FIG. 1 showed the voltage U. The position which the voltmeter pointer assumes can be read off the voltmeter scale. But it can also be marked with a pointer.
When the system is loaded via the limiting resistor Rb, the voltage U is distributed between the resistor Rb and the impedance Zn. The voltage at the voltmeter, i.e. H. between points a and b is designated as Ub. The following applies:.
UZn + RbUZn + Rb
Since, according to our determination, the limiting resistance Rb in ohms is chosen to be numerically the same as the voltage in volts of the low-voltage network to earth, i.e. Rb = rU, the load current arising under load is just 1 ampere according to Ohm's law, provided r = 1 and the unknown line impedances Zl and the earth resistance Ze are very small compared to the load resistance Rb and can be neglected. But if Ze, d. H. the earth resistance of the earthed object, compared to the load resistance Rb and only the line resistance Z1 can be neglected
U-Ub Zen, the ratio = =.
@ @@@@
U Ze-I-Rb
If we set the denominators equal to one another in this equation, then the numerators are also equal to one another.
So is
U = Ze + Rb and U - Ub = Ze.
If we now suppress the lower voltage Ub by means of Zener diodes, then the pointer deflection of the measuring instrument U corresponds to the earth resistance Ze sought. Since this earthing resistance Ze corresponds to an earth fault current Ik if the network resistances Zl are neglected, the pointer deflection of the measuring instrument is also a measure for the earth fault current or for the fuse rating, according to fuse standards, 2.75 times lower rated fuse current of the fuse to be connected upstream of the power supply unit, in order to ensure a proper melting within 10 Seconds to achieve.
(Compare the safety standards of the Swiss Electrotechnical Association SEV, publications no. 121 and 153). For the upstream fuses to melt within 5 seconds, a correspondingly higher earth fault current must be ensured. (Compare the explanations for section 4 of Art.
26 of the Federal Council Ordinance on Power Systems of 7 July 33).
For the residual current in the event of an earth fault on the
Object we found the expression:
If = U, with a small Zi approximately
Zl + Ze Ze
When loaded with a limiting resistor Rb was
1 == -----, with a little bit about ----- '
Zn + Rb Ze + Rb Now we have for the error voltages that occur:
Uf = If and U / = 1st Ze
The ratio Uf / Ff '= If / I shows that in both cases the fault voltages behave like the load currents. It is also . There with one
I Ze certain instrument Rb is made constant according to the numerical value of the mains voltage, so the measuring instrument can. can also be provided with a calibrated scale for contact voltages.
With different earthing resistances Ze and rated fuse current strengths, this also enables direct reading of the fault voltages that occur.
In summary: With a voltmeter, a low load on the network, e.g. B. corresponding to a small consumer, the full short circuit current (fault current) and the resulting fault voltage difference at the grounded consumer, which is located in the fault current path, can be determined. The drop in the voltmeter deflection under load is a measure of both the one and the other. In the event of a ground fault, the voltmeter can be used to read the expected potential differences in the area of the fault current path in volts and thus the corresponding resistances in ohms as well as the fault currents or 2.75 times smaller fuse ratings of the fuses to be connected in amperes.
The measurements are carried out in such a way that after connecting the device to the low-voltage network via a plug contact, the mains voltage is first measured without switching on the load resistor and possibly recorded with a pointer. Then the load button is pressed and the line voltage read off under load, which is lower than the first-mentioned value and results in a differential voltage of tenths of a volt or volt. By switching on Zener diodes, this smaller voltage can be brought to zero and reading can be made easier. This corresponds approximately to the grounding or zeroing resistance in ohms.
Should the unloaded mains voltage be significantly higher than 210 volts, then as many ohms would have to be added with the supplementary resistor Rv as the mains voltage in volts is higher than 210 volts. For example, with 230 volts mains voltage, 20 ohms would have to be added, and s. w.
For 500 volt networks with operational earthing of the system zero point, the voltage to earth is 290 volts, which means that the device requires a supplementary resistance of slightly more than 80 ohms, e.g. B. 100 ohms.
In the case of abnormally low mains voltages of 200 volts, the load resistance should be dimensioned at 200 ohms and the supplementary resistance at around 120 ohms in order to be able to cover all cases that occur.
The example illustrated by Fig. 2 Ge advises consists of a box with a supply hose Sch and a two-pin plug St with two ground contact sockets, in order to be able to use it if necessary as a pole-reversing plug when plugged in 180 degrees.
With a uniform connection of the consumers with three-pin plugs, the plug St can also be designed as a so-called refrigerator plug with an additional plug-in option.
E, E are the two earth contact sockets, N and P the two contact pins for the neutral conductor and the pole conductor of the network to be tested by connecting it to a socket. In the hose made of silicone rubber Sch, a resistance spiral made of constantan wire Rb, which is connected to the pole conductor P, is accommodated, which corresponds to the resistance Rb and leads to the variable supplementary resistance Rv of 110 ohms in the box. In addition, connecting strands Lp, T. a, and LE, insulated with silicone rubber, are also present in this hose, one end of which is connected to the Polleiterstift or. Neutral pin respectively. the ground contact sockets and the other end to the reversing switch S4 BEZW. Reversing switch Si in the box leads.
The box has a front plate made of insulating material or consists entirely of insulating press material and, in addition to the reversing switches already mentioned, also has two connection terminals Kb and Ke for connecting an object to be tested, e.g. B. a coffee pot K with el. Heater, and a ground post EP or a water pipe. Furthermore, a reversing switch SJ is mounted on the front panel or front of the box for the optional testing of the mentioned object or directly of the plug contact of the low-voltage network. The load resistor Rb with the limiting resistor Rv and a control lamp with parallel resistor Pw can be switched on with a button Ta, which is also mounted on the front of the box.
The box also houses the rectifier Gi, which is used to measure the voltages between the pivot point of the reversing switch S4 and that of the reversing switch S2 with the voltmeter V inserted in the front panel. It can be connected to the voltmeter by means of a reversing switch S3, which is also present in the front panel, via a series resistor w2 built into the box or a variable resistor Ri and Zener diodes Zd with step switch to suppress the load voltage Uz.
For the voltage display of the pole conductor lead Lp, a glow lamp can also be connected to it, the other end of which leads to a metal button inserted on the box and accessible from the outside. This glow lamp can also be provided with a micro-ammeter in order to enable the voltage to be displayed even in strong sunlight.
After plugging the plug St into a 2P + E household socket model 14, touching the mentioned metal button with the index finger or hand determines whether the polarity is correct, ie. H. whether the pole conductor pin P of the plug St is actually connected to the pole conductor contact of the mains socket.
If this is not the case, this is achieved by turning the plug St by 180. Then the voltage of the pole conductor against the earth contact E and the neutral conductor contact N is read on the voltmeter V, which is done by correctly setting the reversing switches Si, S2, S3 and S4, which, by the way, can be provided with a spring for the rest position in this position. Then the Ta key is pressed and the mains voltage, which has then fallen, is read on the voltmeter. The reversing switch Sl should be connected to the earth contact for this purpose. The difference between these two measured voltages gives the earth resistance of the earth contact of the mains socket in ohms.
Should the voltage measured first deviate significantly from the mains voltage set with the supplementary resistor Rv, a correction would have to be made beforehand by adjusting Rv. Rv is calibrated in mains voltages of 210-320 volts. For the fault voltage that occurs, the terminal Ke is connected to an earth pole EP or a water pipe and, after switching the reversing switch S4 and pressing the Ta button, read the voltage on the voltmeter. S3 can be set to the series resistor Ws for this in order to be able to measure smaller voltages. For testing the grounding of a consumer E, such as B. an electric coffee maker, the terminal Kb is connected to its housing.
The coffee machine has to be plugged into a 2P4-E socket, which can be done using a multiple plug or refrigerator plug that has an additional socket. After setting the reversing switch S2 to the terminal Kb and pressing the button Ta, the voltage is read on the voltmeter. The difference compared to the mains voltage with an unloaded resistor Rb results in the earth resistance of the coffee machine and thus also the fault current strength and the rated current strength of the fuse to be connected upstream in order to achieve a meltdown in the event of a ground fault. By switching on Zener diodes by means of a step switch, the lower load voltage can be brought to zero and reading on the instrument can be made easier.
This nominal current strength determined in this way for the fuse to be connected upstream of the coffee machine is usually much higher than the nominal current strength actually required for the output of the coffee machine, which is okay.
If there are three-hole sockets according to model 13 or 12, a suitable transition piece model 14/13 is used. Suitable transition pieces are also to be used if other sockets are to be tested.