Elektrisk energimätare

Elektrisk energimätare ( elmätare ) är en anordning för att mäta AC eller DC elförbrukning (vanligtvis i kWh eller Ah ).

Historik

Historien om skapandet av mätare är förknippad med uppfinningarna av elektriska apparater på 1800-talet . En mängd forskare studerade oberoende och oupphörligt elektromagnetism och gjorde sitt eget bidrag till skapandet och den efterföljande utvecklingen av elmätare. Här är bara några av milstolparna på en lång utvecklingsresa. En våg av teoretiska upptäckter inom området fenomen som etablerar ett samband mellan materiens magnetiska och elektriska egenskaper, redan under första hälften av 1800-talet.

Under andra hälften av 1800-talet anslöt sig utövare till författare till teoretiska verk. Inom en kort tidsperiod uppfanns en hydroturbin, en mätare, en strömtransformator , en elmotor, en dynamo och en elektrisk lampa. Som upptäckarna trodde gav tiden själv upplysning, vilket gjorde att liknande upptäckter kunde göras nästan samtidigt i motsatta delar av världen. Detta var till exempel skaparen av den elektriska induktionsmätaren Otto Titus Blaty , en ungrare till födseln, som också var meduppfinnare av transformatorn. Anjos Jedlik och Werner von Siemens , var och en på sin egen tid, kom med dynamo. Vilket i sin tur gjorde det möjligt att förvandla elektricitet till en kommersiell produkt av massefterfrågan. Utvecklingen av belysningssystem krävde användning av anordningar för mätning och standardisering av elmätning. Den första exakta wattimmätaren patenterades av Herman Aron 1883.

Utvecklingen av kraftöverföringssystem längs vägen för att skapa högspänningssystem hämmades av den största nackdelen med DC-kretsar - omöjligheten att konvertera en spänningsnivå till en annan. Och den långvariga tvisten mellan anhängare av distributionsnät av lik- och växelström avgjordes slutligen till förmån för de senare; detta underlättades också av uppfinningen av transformatorn (1885). Försök att lösa problemet med att redovisa AC elektrisk energi har lett till ett antal upptäckter. Skapandet av induktionselektricitetsmätare föregicks av upptäckten av effekten av ett roterande magnetfält ( Nikola Tesla  - 1883, Galileo Ferraris [1]  - 1885, Oliver Shellenberger  - 1888). Den första AC elmätaren utvecklades av Oliver B. Schellenberger 1888. Redan 1889 patenterades "Elektrisk mätare för växelströmmar" av ungraren Otto Tituts Blaty (för företaget Ganz). Och 1894 skapade Schellenberger, på uppdrag av Westinghouse , en induktionswattimmätare. Wattimmätaren för aktiv AC-energi typ "A" dök upp 1899, skaparen Ludwig Gutman. En kontinuerlig förbättring av induktionselmätare lanserades. Mätare som kommer från Blaty-mätaren och Ferraris induktionsmätare, på grund av sin utmärkta tillförlitlighet och låga kostnad, massproduceras fortfarande, det är med deras hjälp som de flesta elmätningarna görs.

Hur det fungerar

För att redogöra för aktiv AC-elektricitet används induktionsen- och trefasenheter, för att redogöra för förbrukningen av DC-elektricitet (elektrisk transport, elektrifierade järnvägar) - elektrodynamiska mätare. Antalet varv för den rörliga delen av enheten, proportionellt mot mängden elektricitet, registreras av en räknemekanism.

I induktionssystemets elektriska mätare roterar den rörliga delen (aluminiumskiva) under förbrukningen av el, vars förbrukning bestäms av avläsningarna av räknemekanismen. Skivan roterar på grund av virvelströmmar som induceras i den av motspolens magnetfält - virvelströmmar samverkar med magnetfältet hos räknarens permanentmagnet.

Räknarens enhet liknar enheten för en asynkronmotor, vars vridmoment måste vara proportionellt mot konsumentens kraft. Därför skapas mätarens roterande fält av två magnetiska flöden, varav den ena är proportionell mot konsumentens spänning och den andra mot dess ström. Disken har två lindningar. En av lindningarna är ansluten direkt till nätverket, och konsumentströmmen leds genom den andra. Eftersom skivan roterar i förhållande till fältet hos en permanentmagnet, kommer en ström att induceras i den, vars värde kommer att vara desto större, ju högre rotationshastigheten för skivan är. Denna ström är alltid riktad på ett sådant sätt att den tenderar att sakta ner skivan, och den kan liknas vid den mekaniska belastningen från en induktionsmotor. Men denna "belastning" kan inte stoppa skivan, för med en minskning av antalet varv kommer bromskraften att minska. Som ett resultat upprättas en balans mellan vridmomentet (det är proportionellt mot konsumentens effekt) och bromsmomentet (det är proportionellt mot skivans rotationshastighet).

Därför kommer rotationshastigheten att vara proportionell mot produkten av strömstyrkan och spänningen och cosinus för fasförskjutningen - det vill säga aktiv effekt . Med hjälp av en mekanisk transmission kopplas den roterande skivan till räknemekanismen.

I en elektrisk mätare av elektronisk typ verkar växelström och spänning på solid-state (elektroniska) element för att skapa pulser vid utgången, vars antal är proportionellt mot den uppmätta aktiva energin.

Typer och typer

Elmätare kan klassificeras efter typ av uppmätta värden, typ av anslutning och typ av konstruktion , elmätare skiljer sig i maximal och driftkapacitet.

Beroende på typen av anslutning är alla mätare indelade i enheter för direkt anslutning till strömkretsen och transformatorenheter anslutna till strömkretsen genom speciella instrumenttransformatorer .

Enligt de uppmätta värdena delas elmätare in i enfas (mäter växelström 220 V, 50 Hz) och trefas (380 V, 50 Hz). Alla moderna elektroniska trefasmätare stödjer enfasredovisning.

Det finns också trefasmätare för en spänning på 100 V, som endast används med spännings- och strömtransformatorer i högspännings (spänning över 660 V) kretsar.

Genom design: en induktion (elektromekanisk elektrisk mätare) är en elektrisk mätare där magnetfältet hos stationära ledande spolar påverkar ett rörligt element tillverkat av ledande material. Det rörliga elementet är en skiva genom vilken strömmar som induceras av spolarnas magnetfält flyter. Antalet skivvarv är i detta fall direkt proportionell mot den förbrukade elektriciteten.

Induktions (mekaniska) elmätare ersätts gradvis med elektroniska mätare på grund av vissa brister: bristen på automatisk fjärravläsning, entaktsredovisning, låg noggrannhetsklass (vanligtvis 2,0, mer sällan 1,0), dåligt skydd mot elstöld, betydande dimensioner och vikt jämfört med moderna elektroniska enheter. Samtidigt är induktionsmätare mycket tillförlitliga och lämpar sig väl för lägenheter med låg energiförbrukning.

En elektronisk (statisk elmätare) är en elektrisk mätare i vilken växelström och spänning verkar på solid-state (elektroniska) element för att skapa pulser vid utgången, vars antal är proportionellt mot den förbrukade effekten. Mätningen av aktiv energi av sådana elektriska mätare baseras på omvandlingen av effektvärdet till upprepningshastigheten av elektriska impulser som kommer in i räknemekanismen. Denna mekanism är antingen en elektromekanisk (nyttig i kallt klimat när den installeras utomhus) eller elektronisk enhet som innehåller både ett minne och en display . Elektroniska mätare lämpar sig väl för lägenheter med hög energiförbrukning och för företag.

Huvudfunktionen hos elektroniska elmätare är förmågan att redogöra för el till differentierade tariffer (en-, två- eller flera tariffer), det vill säga förmågan att komma ihåg och visa mängden el som används beroende på de programmerade tidsperioderna, multi -Taxeredovisning åstadkommes genom en uppsättning räknemekanismer, som var och en arbetar med bestämda tidsintervall som motsvarar olika tariffer. Elektroniska elmätare har en längre kalibreringsperiod (4-16 år) och en noggrannhetsklass (från 1,0 till 0,2)

Hybrid elmätare är ett sällan använda mellanalternativ med ett digitalt gränssnitt , en mätdel av induktion eller elektronisk typ och en mekanisk avläsningsenhet.

Skydd mot obehörig åtkomst

Mätarhusets lock har klackar och fästs med speciella skruvar med hål. En fiskelina eller tråd förs genom hålen i skruvarna och ögat, anslutna vid de fria ändarna med tätningar . De installeras av tillverkaren eller statens verifierare som bevis på verifiering och erkännande av produkten som lämplig för användning, och är permanent på den [2] . Plintskyddet har också ett öga (ibland även två, beroende på enhetens modell) och är fäst vid samma skruvar med ögon. Här installeras tätningar av representanter för energiförsörjningsorganisationen eller, lite mindre ofta, av elektrikerna själva vid installation av mätaren och dess efterföljande registrering. I avsaknad av tätningar, såväl som i strid med ärendets integritet, erkänns mätaren som felaktig, dess fortsatta drift är olaglig och medför olika typer av ansvar [3] . Regelbundet kontrollerar representanter för energiförsörjningsorganisationer mätarna för närvaron av tätningar och frånvaron av mekanisk skada och gör strukturella förändringar [4] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Ferraris Galileo // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
  2. ↑ Tillstånd och underhåll av mätanordningar . Hämtad 6 maj 2020. Arkiverad från originalet 8 augusti 2018.
  3. ↑ Skada på tätningen på mätaren: vad ska man göra så att du inte behöver betala böter Rapporterad av Rambler
  4. ↑ Regler för kontroll av el-, vatten- och gasmätare: vad måste konsumenten veta? Åklagarens förtydligande . Hämtad 5 maj 2020. Arkiverad från originalet 28 oktober 2020.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Elektriska mätinstrument