DE1140282B - Circuit arrangement for measuring the resistance of an earth connection in alternating current supply networks - Google Patents
Circuit arrangement for measuring the resistance of an earth connection in alternating current supply networksInfo
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Description
Schaltungsanordnung zum Messen des Widerstandes einer Erdverbindung in Wechselstrom -Versorgungsnetzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer anzeigenden Meßeinrichtung zum Ermitteln des Widerstandes einer Erdverbindung in Wechselstrom-Versorgungsnetzen, bei der eine vom Netz über einen Transformator entnommene Wechselniederspannung als Meßspannung und der Nulleiter des Netzes als Hilfserde dient und bei der die Sekundärwicklung des Transformators einerseits mit einem Anschluß für den Nulleiter des Netzes verbunden und andererseits über einen niederohmigen Widerstand und einen Schalter mit einem Anschluß für die zu messende Erdverbindung zu verbinden ist. Circuit arrangement for measuring the resistance of a ground connection in alternating current supply networks The invention relates to a circuit arrangement with an indicating measuring device for determining the resistance of a ground connection in AC supply networks, one from the network via a transformer alternating low voltage taken as measurement voltage and the neutral conductor of the network as Auxiliary earth is used and in which the secondary winding of the transformer on the one hand connected to a connection for the neutral conductor of the network and on the other hand via a low resistance and a switch with a connection for the to be measured Earth connection is to be connected.
Es ist bereits eine Einrichtung zur Prüfung der Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen mit Null-bzw. Erdleiteranschluß bekanntgeworden, bei der ein Strom bestimmter Stärke eines Prüftransformators über einen Belastungswiderstand eine Belastung des Null- bzw. Erdleiterkreises unter ungefährlicher Niederspannung bewirkt und der Schleifenwiderstand nach der Strom-Spannungs-Methode ermittelt wird. There is already a facility for testing the protective measures in electrical systems with zero or. Earth conductor connection became known in the one Current of a certain strength of a test transformer via a load resistor a load on the neutral or earth conductor circuit under non-hazardous low voltage and the loop resistance is determined using the current-voltage method.
Diese bekannte Anordnung hat jedoch einmal den Nachteil, daß das ermittelte Meßergebnis von einem eventuell vorhandenen Nullpotential, d. h. der Spannung zwischen Nulleiter und Erde, beeinflußt wird und zum anderen, daß die Messung des Widerstandes nicht direkt, sondern nach der Strom-Spannungs-Methode mittels zweier Meßgeräte erfolgt. Es ist zwar die Verwendung von Widerstandsmessern bei Durchgangs-und Isolationsmessungen bekannt, wobei jedoch eine Netzabhängigkeit in Kauf genommen werden muß. However, this known arrangement has the disadvantage that the determined measurement result of a possibly existing zero potential, d. H. the Voltage between neutral and earth, is influenced and, on the other hand, that the measurement of the resistance not directly, but according to the current-voltage method by means of two measuring devices takes place. It is true that the use of ohmmeters is involved Continuity and insulation measurements are known, but there is a network dependency in Purchase must be made.
Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der vorgenannten Art zu schaffen, bei der die Meßspannung keinen genau bestimmten Wert haben muß und die Genauigkeit der Messung durch etwaige Differenzen zwischen der nominellen und der tatsächlichen Netzspannung nicht beeinflußt wird, wobei zugleich der Einfluß des eventuell vorhandenen Nullpotentials (d. h. die Spannung zwischen Nulleiter und Erde) eliminiert wird und der Widerstand an einem Ohmmeter abgelesen werden kann. Proceeding from this prior art, the object of the invention is based on creating a circuit arrangement of the aforementioned type in which the Measurement voltage does not have to have a precisely determined value and the accuracy of the measurement due to any differences between the nominal and the actual mains voltage is not influenced, at the same time the influence of the possibly existing zero potential (i.e. the voltage between neutral and earth) is eliminated and the resistance can be read on an ohmmeter.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß als Meßeinrichtung ein Ohmmeter vorgesehen ist, das nebst einem einstellbaren Vorwiderstand durch einen Umschalter in der einen Stellung derselben und in der Schließstellung des zwischen dem niederohmigen Widerstand und dem Anschluß für die Erdverbindung liegenden Schalters zwischen dem nicht mit dem Nulleiter verbundenen Ende der Sekundärwicklung des Transformators und dem Anschluß für die zu messende Erdverbindung parallel zu dem niederohmigen Widerstand anschließbar ist, daß in der anderen Stellung des Umschalters und bei geöffnetem Schalter zwischen dem Umschalter und dem Anschluß für die zu messende Erdverbindung eine Hilfswicklung des Transformators eingeschaltet ist, die eine den Spannungsfall an der Sekundärwicklung des Transformators kompensierende Spannung liefert, und daß ein zweiter Umschalter vorgesehen ist, der es gestattet, das Ohmmeter beiderseits von dem niederohmigen Widerstand zu trennen und damit durch Verbinden des Ohmmeters einerseits mit einer zweiten an einem Anschluß angelegten Hilfserde und andererseits mit dem Gleitkontakt eines zwischen dem für den Nullleiter vorgesehenen Anschluß der Transformatorsekundärwicklung und dem Verbindungspunkt des niederohmigen Widerstandes mit dem Schalter angeschlossenen Potentiometers eine an sich für Erdwiderstandsmessungen bekannte Brückenschaltung zu bilden. According to the invention this is achieved in that as a measuring device an ohmmeter is provided, which in addition to an adjustable series resistor through a Changeover switch in one position of the same and in the closed position of the between the low resistance and the connection for the earth connection lying switch between the end of the secondary winding of the transformer not connected to the neutral conductor and the connection for the earth connection to be measured parallel to the low-resistance one Resistance can be connected that in the other position of the switch and at open switch between the changeover switch and the connection for the to be measured Earth connection an auxiliary winding of the transformer is switched on, the one Voltage that compensates for the voltage drop on the secondary winding of the transformer supplies, and that a second switch is provided, which allows the ohmmeter to separate both sides from the low resistance and thus by connecting of the ohmmeter on the one hand with a second auxiliary earth connected to a connection and on the other hand with the sliding contact of one between that provided for the neutral conductor Connection of the transformer secondary winding and the connection point of the low-resistance Resistance potentiometer connected to the switch is a per se for earth resistance measurements to form known bridge circuit.
Vorteilhaft ist parallel zu der Hilfswicklung ein Potentiometer geschaltet, an dem die Kompensationsspannung abgenommen wird. A potentiometer is advantageously connected in parallel to the auxiliary winding, at which the compensation voltage is taken.
Nach einem weiteren Merkmal zur Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung ist zwischen der Primärwicklung des Transformators und den Anschlüssen für Phase und Nulleiter ein Umpolschalter angeordnet. According to a further feature for the configuration of the arrangement of the invention is between the primary winding of the transformer and the terminals A polarity reversal switch is arranged for phase and neutral.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung, und Fig. 2 einen Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 in anderer Darstellung. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, namely Fig. 1 shows an embodiment of the circuit arrangement, and Fig. 2 shows a part the circuit arrangement according to FIG. 1 in a different representation.
In Fig. 1 ist zwischen Phase und Nulleiter des Lichtnetzes mit den Klemmen 3 und 4 ein Transformator 1 über einen Umpolschalter 20 angeschlossen. Ein mit einem nicht näher bezeichneten Vorwiderstand versehenes Neonröhrchen 5, das zwischen der Klemme 3 und einer Klemme 8 für den Anschluß der zu messenden Erdverbindung liegt, leuchtet auf, wenn die Klemme 3 mit dem Phasenleiter verbunden ist. Man ist dann sicher, daß die Klemme 4 mit dem Nulleiter verbunden ist. Die Sekundärwicklung des Transformators 1 ist einerseits über eine Klemme 18, ein Höchstlastschütz 6 (zur Sicherung) und die Klemme 4 am Nulleiter angeschlossen und andererseits über einen kleinen festen Widerstand 7 und einen Druckschalter 9 an einer Klemme 8, die mit der zu messenden Erdverbindung verbunden wird. In Fig. 1 is between phase and neutral of the light network with the A transformer 1 is connected to terminals 3 and 4 via a polarity reversal switch 20. A with an unspecified series resistor provided neon tube 5, the between terminal 3 and a terminal 8 for connecting the earth connection to be measured lights up when terminal 3 is connected to the phase conductor. One is then make sure that terminal 4 is connected to the neutral conductor. The secondary winding of the transformer 1 is on the one hand a high load contactor 6 via a terminal 18 (for backup) and the terminal 4 connected to the neutral conductor and on the other hand via a small fixed resistor 7 and a pressure switch 9 on a terminal 8, the is connected to the earth connection to be measured.
Ein Ohmmeter 13 mit einem festen Vorwiderstand 15 und einem einstellbaren Vorwiderstand 12 kann mit Hilfe eines Umschalters 10 entweder parallel zu dem Widerstand 7 geschaltet werden oder - über eine Hilfswicklung 21 des Transformators 1 mit dazu parallelem Potentiometer22 - zwischen das spannungsführende Ende der Sekundärwicklung und die Klemme 8 geschaltet werden. Das Ohmmeter 13 nebst Vorwiderständen kann mit Hilfe eines Umschalters 11 ferner eingeschaltet werden in eine Leitung zwischen einer nicht dargestellten zweiten Hilfserde, die mit einer Klemme 19 zu verbinden ist, und den Gleitkontakt eines Potentiometers 17, das zwischen Klemme 18 und dem Verbindungspunkt zwischen dem festen Widerstand 7 und dem Schalter 9 angeschlossen ist. An ohmmeter 13 with a fixed series resistor 15 and an adjustable one Series resistor 12 can either be parallel to the resistor with the aid of a changeover switch 10 7 are switched or - via an auxiliary winding 21 of the transformer 1 with it parallel potentiometer22 - between the live end of the secondary winding and terminal 8 can be switched. The ohmmeter 13 and series resistors can be used with Using a changeover switch 11 can also be switched into a line between a second auxiliary earth, not shown, to be connected to a terminal 19 is, and the sliding contact of a potentiometer 17, which is between terminal 18 and the Connection point between the fixed resistor 7 and the switch 9 connected is.
In dem letztgenannten Fall liegt ein Druckschalter 16 mit dem Ohmmeter 13 in Reihe.In the latter case there is a pressure switch 16 with the ohmmeter 13 in a row.
Die Schaltungsanordnung arbeitet folgenderweise: Erst wird der Umschalter 11 in die Stellung A gebracht und bei niedergedrücktem Druckschalter 10 das Ohmmeter 13 mit Hilfe seines einstellbaren Vorwiderstandes 12 auf maximalen Ausschlag eingestellt. The circuit arrangement works as follows: First, the changeover switch 11 brought into position A and with the pressure switch 10 depressed, the ohmmeter 13 set to maximum deflection with the help of its adjustable series resistor 12.
Der Strom fließt dabei von der Sekundärwicklung über das Ohnuneter 13 mit den Vorschaltwiderständen 15 und 12, die Hilfswicklung 21, die zu messende Erdverbindung an der Klemme 8, den geerdeten Sternpunkt des Lichtnetzes und den Nulleiter nach der Sekundärwicklung zurück. Da die Widerstände der beiden Erdungen, d. h. der zu messenden Erdverbindung und der Sternpunkterdung, und die Widerstände von Nulleiter und Sekundärwicklung klein sind in bezug auf den gesamten Vorwiderstand 12, erhält das Ohmmeter mit seinen Vorwiderständen praktisch die volle Spannung der Sekundärwicklung, die z. B. nominell 24 V ist, doch durch Abweichungen in der Netzspannung etwas höher oder niedriger sein kann. In Reihe mit dieser sekundären Spannung liegt das eventuelle Nullpotential, wenigstens jene Komponente davon, die mit der sekundären Spannung in Phase ist.The current flows from the secondary winding via the Ohnuneter 13 with the series resistors 15 and 12, the auxiliary winding 21, the one to be measured Earth connection at terminal 8, the earthed star point of the lighting network and the Neutral conductor back after the secondary winding. Since the resistances of the two groundings, d. H. the earth connection to be measured and the neutral point earth, and the resistances of the neutral conductor and secondary winding are small in relation to the total series resistance 12, the ohmmeter with its series resistors receives practically full voltage the secondary winding, the z. B. is nominally 24 V, but due to deviations in the Mains voltage can be slightly higher or lower. In series with this secondary Voltage lies the eventual zero potential, at least that component of it which is in phase with the secondary voltage.
Ist das Ohnuneter 13 auf den maximalen Ausschlag eingestellt, dann läßt man den Druckschalter 10 los und drückt den Druckschalter 9 ein.If the Ohnuneter 13 is set to the maximum deflection, then the pressure switch 10 is released and the pressure switch 9 is depressed.
Es ffleßt dann ein ziemlich starker Strom von der Sekundärwicklung über den Widerstand 7, den Druckschalter 9, die zu messende Erde an der Klemme 8, den geerdeten Sternpunkt und den Nulleiter nach der Sekundärwicklung zurück. Dieser Strom beträgt z. B. maximal 10 A, wenn die zu messende Erde einen Widerstand von 0 Ohm hat, die Widerstände von Sternpunkt-Erde und Nulleiter vernachlässigbar sind, der Widerstand 7 einen Wert von 1,9 Ohm hat und bei 10 A der Transformator 1 in seiner Sekundärwicklung einen Spannungsfall von 5 V hat. Hat die zu messende Erdverbindung an 8 einen gewissen Widerstand, dann wird dieser Strom natürlich kleiner sein. It then flows a fairly large current from the secondary winding Via the resistor 7, the pressure switch 9, the earth to be measured at terminal 8, the earthed star point and the neutral conductor after the Secondary winding back. This Current is z. B. maximum 10 A if the earth to be measured has a resistance of 0 ohms, the resistances of the neutral point-earth and neutral conductor are negligible, the resistor 7 has a value of 1.9 ohms and at 10 A the transformer 1 in its secondary winding has a voltage drop of 5 V. Has the earth connection to be measured at 8 a certain resistance, then this current will of course be smaller.
Das Ohmmeter 13 liegt nun zusammen mit seinen Vorwiderständen 15 und 12 dem Widerstand 7 parallel und mißt also den Spannungsfall, der von dem starken Strom über den Widerstand 7 verursacht wird.The ohmmeter 13 is now together with its series resistors 15 and 12 parallel to the resistor 7 and thus measures the voltage drop caused by the strong Current through the resistor 7 is caused.
Auf der in Ohm geeichten Skala von 13 liest man dann einen Widerstand ab, der gleich der Summe der Widerstände der zu messenden Erdverbindungen 8, der Sternpunkt-Erde und des Nulleiters ist.A resistance is then read on the scale of 13, calibrated in ohms from, which is equal to the sum of the resistances of the earth connections to be measured 8, the Neutral point-earth and the neutral conductor.
Es ist klar, daß der starke Strom, der bei dieser Messung fließt, einen beträchtlichen Spannungsfall in dem Transformator 1 verursachen wird, der bei der Einstellung von 13 auf maximalen Ausschlag nicht auftrat. Zur Kompensierung ist erfindungsgemäß die Hilfswicklung 21 vorgesehen, die bei der Einstellung des Ohmmeters auf maximalen Ausschlag der Spannung der Sekundärwicklung entgegenwirkt. Da diese Gegenwirkung kleiner sein wird, wenn die Netzspannung absinkt, wird die erhaltene Kompensation korrekt sein. Bei der Eichung kann die Kompensation mittels des parallel zu der Hilfswicklung 21 geschalteten Potentiometers 22 eingestellt werden. It is clear that the strong current flowing in this measurement will cause a considerable voltage drop in the transformer 1, the did not occur when setting 13 to maximum deflection. To compensate according to the invention, the auxiliary winding 21 is provided, which when setting the Ohmmeters counteracts the maximum deflection of the voltage of the secondary winding. Since this counteraction will be smaller when the line voltage drops, the compensation received will be correct. When calibrating, the compensation can be made using of the potentiometer 22 connected in parallel with the auxiliary winding 21 is set will.
Die Eichung geschieht dadurch, daß nacheinander eine Anzahl von bekannten Widerständen an Stelle des zu messenden Erdungswiderstandes angeschaltet wird, also zwischen Klemmen 8 und 18, und die Stellen, die der Zeiger auf der Skala des Obmineters einnimmt, mit den Werten dieser bekannten Widerstände markiert werden. Durch diese empirische Eichung werden etwaige Phasendifferenzen zwischen der Spannung der Hilfswicklung und der Spannung der belasteten Sekundärwicklung keine RolIe mehr spielen können. In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß selbst bei einer um 50 °/o zu niedrigen Netzspannung das Resultat der Messung hinreichend genau ist. The calibration takes place in that one after the other a number of known Resistors is switched on instead of the earth resistance to be measured, i.e. between terminals 8 and 18, and the places indicated by the pointer on the obmineter's scale occupies, are marked with the values of these known resistances. Through this empirical calibration are any phase differences between the voltage of the auxiliary winding and the voltage of the loaded secondary winding can no longer play a role. In practice it has been found that even if it is 50% too low Mains voltage, the result of the measurement is sufficiently accurate.
Meistens wünscht man nur zu prüfen, ob der Widerstand der zu messenden Erdverbindung gleich oder nicht kleiner ist als ein vorgeschriebener Maximumwert. Liegt die vorhin abgelesene Summe der Widerstände unter diesem Maximum, dann braucht die Messung nicht fortgesetzt zu werden. Sonst wird der Umschalterll in die StellungB gebracht, wodurch eine Wheatstonesche Brücke gebildet wird gemäß Fig. 2. Bei geschlossenen Druckschaltern 9 und 16 stellt man das Potentiometer 17 derart ein, daß das Ohmmeter 13 stromlos ist, wonach man ablesen kann, welcher Teil des vorher gemessenen Gesamtwiderstandes für die zu messende Erdverbindung in Frage kommt. Die zweite Hüfserde darf dabei einen großen Widerstandswert haben, da bei Gleichgewicht der Brücke kein Strom über diese Hilfserde 19 fließt. Most of the time, one just wants to check whether the resistance is the one to be measured Earth connection is equal to or not less than a prescribed maximum value. If the sum of the resistances read off before is below this maximum, then needs not to continue the measurement. Otherwise the switch will be in position B. brought, whereby a Wheatstone bridge is formed as shown in FIG. 2. When closed Pressure switches 9 and 16 adjusts the potentiometer 17 in such a way that the ohmmeter 13 is de-energized, after which it is possible to read off which part of the previously measured total resistance for the earth connection to be measured. The second hip earth is allowed to do so have a large resistance value because at equilibrium the bridge does not pass any current this auxiliary earth 19 flows.
Bei dieser Brückenmessung kann das eventuell auftretende Nullpotential ein störender Faktor sein, weil dieses Potential nur in einem der Brückenzweige wirksam ist, nämlich in dem Zweig zwischen Klemme 18 und der Erde des Lichtnetzes. Um diesen störenden Faktor beseitigen zu können, ist zwischen der Primärwicklung des Transformators 1 und den Klemmen 3,4 für die Phase bzw den Nulleiter ein Umpolschalter 20 angebracht. Man führt nun zwei Brückenmessungen durch, erst mit dem Umpolschalter 20 in der einen Stellung und dann in der anderen Stellung. Von den zwei Meßergebnissen nimmt man den Mittelwert. With this bridge measurement, the zero potential that may occur be a disruptive factor because this potential is only in one of the bridge branches is effective, namely in the branch between terminal 18 and the earth of the lighting network. In order to be able to eliminate this disturbing factor, is between the primary winding of the transformer 1 and the terminals 3, 4 for the phase or the neutral conductor, a polarity reversal switch 20 attached. You now carry out two bridge measurements through, only with the polarity reversal switch 20 in one position and then in the other position. from the mean value is taken from the two measurement results.
Für den Vorwiderstand 7 und das Potentiometer 17 sind geeignete Werte in der Zeichnung angegeben. Bei diesen Werten hat das Ohmmeter 13 seinen maximalen Ausschlag bei einem Strom von 5 mA. For the series resistor 7 and the potentiometer 17 are suitable values indicated in the drawing. The ohmmeter 13 has its maximum at these values Deflection at a current of 5 mA.
Es ist selbstverständlich, daß statt des Nulleiters eine übliche Hilfserde mit der Klemme 18 der Schaltung verbunden werden kann, z. B. wenn kein Nullleiter vorhanden ist. Auch in diesem Fall findet die Messung in oben beschriebener Weise statt. It goes without saying that instead of the neutral, a common Auxiliary ground can be connected to terminal 18 of the circuit, e.g. B. if not Neutral conductor is present. In this case, too, the measurement takes place as described above Way instead.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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| DEP24537A DE1140282B (en) | 1960-03-02 | 1960-03-02 | Circuit arrangement for measuring the resistance of an earth connection in alternating current supply networks |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE1140282B true DE1140282B (en) | 1962-11-29 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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- 1960-03-02 DE DEP24537A patent/DE1140282B/en active Pending
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