Лічильники електроенергії є найбільш популярним вимірювальним приладом з побутового спектру. Їх використовують в кожному будинку як засіб контролю витрат електрики. Інша справа, що технічне виконання конструкції може бути різним. До традиційних і поки ще досить поширеним видам даного приладу відноситься електричний індукційний лічильник, який також передбачає різні форми техніко-конструкційної реалізації.
Визначення індукційних приладів обліку
Як і всі лічильники електроенергії, індукційні моделі передбачають проходження струму по своїм провідникам з підключенням чутливих елементів виміру. Вони розрізняються пропускною потужністю, розмірами, максимальною навантаженням і т. д. Насамперед, індукційний лічильник електроенергії є механічним пристроєм, забезпеченим рахунковим механізмом. Знову ж технічно його «начинка» може мати різне виконання, але базові принципи орієнтуються на електромагнітний принцип роботи, що дозволяє фіксувати поведінка вихрових струмів над магнітним полем.
Технічний пристрій і принцип роботи приладу
Основу приладу утворюють два елементи – котушки для обслуговування напруги і струму. Перша підключається паралельно, а друга – послідовно. Разом вони створюють умови для електромагнітних потоків, в середовищі яких стає можливою фіксація з виміром необхідних параметрів мережі. Безпосередньо вимірювальні операції проводяться за рахунок алюмінієвого диска. За допомогою черв’ячної або зубчастої передачі цей елемент сполучається з рахунковим пристроєм, приводячи його в дію. У процесі роботи інтенсивність обертання диска буде визначатися споживаної потужністю. Сучасний пристрій індукційного лічильника також відрізняється присутністю електронних елементів, які роблять можливим автоматичну реєстрацію показань, дистанційне керування окремими параметрами обліку та зменшення розмірів панелі з відображенням інформації по витраті. Але і в цьому випадку основні принципи електромагнітного виміру індукують котушками зберігаються.
Створення лічильника
Перші електромагнітні прилади обліку з’явилися ще в кінці 19-го століття, коли італійськими інженерами була відкрита взаємозв’язок між різними фазами полів змінного струму і магніту. У виготовленні найпростіших конструкцій використовувався суцільний ротор зразок циліндра і того ж диска. Його приводили в рух мінливі електричні характеристики. Наступним етапом стала розробка повноцінного гвинтового механізму, але поки ще без елементів контролю напруги. Власне, на цьому етапі і були закладені принципи роботи і технічного пристрою сучасного індукційного лічильника з котушками самоіндукції і обертовим металевим тілом. Надалі конструкція поповнювалася гальмівними електромагнітами, які дозволили розширити діапазон вимірювань з циклометрическим регістром. Весь 20-й століття йшов процес оптимізації корпусу, що призвело не тільки до оптимізації розмірів приладу, але і до підвищення надійності елементів рахункового механізму. Конструкції стали більш стійкими до температурних, вологісним і фізичних впливів. Також підвищувалася і точність показань, що особливо проявляється в приладах останніх поколінь з новими функціональними можливостями і підходами до керування.
Класифікації індукційного лічильника
В першу чергу слід розрізняти одно — та трифазні моделі. Перші відносяться до побутових вимірювальних приладів, призначених для домашнього використання. Вони живляться від однієї фази і передбачають наявність 4 клем. Підключати такий прилад можна до загальної магістральної електромережі. Що стосується трифазних індукційних лічильників, то вони відрізняються більш високим рівнем надійності і поділяються на групи в залежності від умов експлуатації. Так, існують моделі для використання в домашніх умовах, на виробництвах і в громадських місцях. Причому в побутовій сфері їх зазвичай застосовують, коли організується потужна інфраструктура енергоспоживання з підключенням продуктивного обладнання зразок зварювальних апаратів, компресорних станцій, насосних агрегатів і т. д.
Всередині загального сімейства індукційних приладів обліку виділяють і вже згадані механічні та електронні типи моделей. Механіка має свої переваги, пов’язані з незначною енергозалежністю і конструкційної надійністю. Електроніка, в свою чергу, робить можливим диференційований облік споживаної енергії, що зручно при використанні електроенергії за кількома тарифами в залежності від споживача.
Технічні характеристики приладу
Напруга є основною характеристикою приладів електричного обліку. Стандартний діапазон варіюється від 220 до 240 В, що відповідає можливостям однофазних моделей. У випадку з трифазними лічильниками мова може йти про 380-400 Ст. Враховується у виборі індукційного приладу і максимальне навантаження по силі струму. Номінальний показник повинен перевищувати величину струму, яку допускає вступний автомат. Наприклад, якщо використовується трансформатор на 25-30 А, то бажано встановлювати індукційний лічильник не менш ніж на 40 А. На побутовому рівні максимальні показники за цією характеристикою рідко перевищують 100 А.
Для приватного будинку цілком можна обмежитися покупкою моделі на 40-60 А. Також буде зайвим звернути увагу на клас точності. В принципі, правилами не допускається експлуатація пристроїв обліку з коефіцієнтом більш 2.0. Оптимальний варіант – купувати прилади з класом точності 1.0. Це важливо не тільки з причини отримання більш коректних даних по енергії, що витрачається, але і для об’єктивного контролю домашньої роботи або виробничої електромережі.
Експлуатація лічильника
Після вибору відповідної моделі підбирається місце для установки приладу. Бажано, щоб воно було захищене від фізичних, теплових і електромагнітних зовнішніх впливів. Монтаж зазвичай виконується з допомогою DIN-рейки і комплектного набору металовиробів. Разом з рейкою поставляється колодка з клемами, яка може бути окремою або вбудованими. У будь-якому випадку через неї здійснюється інтеграція пристрої в місцеву електромережу. Підключення виконується працівниками енергопостачальної організації, які також будуть періодично перевіряти стан приладу.
Нюанси роботи індукційних приладів обліку
В процесі експлуатації вимірювальних апаратів такого типу слід мати на увазі такі особливості робочого процесу:
- При малих навантаженнях в мережі не виключено зниження точності нижче нормативного рівня, тому рекомендується відстежувати параметри того ж напруги, використовуючи стабілізатор.
- Без наявності механічних засобів захисту робота індукційного лічильника може бути відкоригована фізично. Для фіксації подібних випадків прилади пломбують. До речі, електронні індукційні моделі лічильників захищені від усіляких «скруток» програмно.
- Висока ремонтопридатність. Навіть у разі пошкодження внутрішніх елементів контролю енергії залишається можливість відновлення повної працездатності за рахунок заміни несправних компонентів.
Майбутнє технологій індукційного обліку електроенергії
Незважаючи на моральне старіння принципів електромагнітного обліку, виробники не відмовляються від даного сегменту, наділяючи прилади все новим функціоналом. Перспективи розвитку індукційного лічильника в першу чергу пов’язані з цифровими засобами обробки та передавання даних. Уже сьогодні з’являються моделі з GSM-датчиками, які повністю позбавляють користувача від аналогової фіксації облікової інформації. Розширюється і спектр базових функцій. Цей набір поповнюється можливостями реєстрації частоти, напруги і зовнішніх мікрокліматичних показників.
Висновок
Індукційне вимірювальне обладнання сьогодні широко застосовується не тільки у побутовій та комерційній сферах, але і в промисловості. Причому це стосується і трифазних і однофазних індукційних лічильників з електронною «начинкою». Такий вибір обумовлюється високими вимогами до надійності і безвідмовності експлуатованих енергосистем. Втім, зберігаються і проблеми використання індукційних приладів. Негативні фактори стосуються відносно низького ступеня точності, чутливості до мережевих навантажень і слабкий захист від розкрадання електроенергії.
