УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБОГРЕВА ТРЕХФАЗНОГО ИНДУКЦИОННОГО СЧЕТЧИКА В ЩИТЕ РАЗДЕЛЬНОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Российский патент 2006 года по МПК G01R35/02 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для обогрева трехфазных индукционных счетчиков в щитах раздельного учета электроэнергии, и может быть использовано на различных объектах промышленного и сельскохозяйственного назначения предпочтительно в холодное время года в основном при установке щитов раздельного учета электроэнергии в открытых и неотапливаемых помещениях для обеспечения достоверного определения реального потребления электрической энергии преимущественно на предприятиях агропромышленного комплекса.

Известно устройство для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, содержащее композиционный электрообогреватель, в качестве которого использованы два одинаковых включенных последовательно элемента композиционного электрообогревателя, размещенный внутри щита раздельного учета электроэнергии возле карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с тремя парами скоб, имеющих соединительные элементы, для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, и регулятор температуры. Два одинаковых элемента композиционного электрообогревателя изготовлены на основе химически связанной керамики с электропроводными добавками, установлены возле боковых поверхностей карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в вертикальном положении в П-образные уголки с направляющими, соединенные со скобами, предназначенными для прикрепления к задней стенке щита раздельного учета электроэнергии при его монтаже, по обе стороны карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в вертикальном положении на равном расстоянии от его боковых поверхностей. Регулятор температуры выполнен в виде блока управления, соединенного цепью управления с датчиком терморегуляции и контактом блока управления и рассчитанного на отключение мощности 70 Вт. Блок управления и датчик терморегуляции установлены на скобах, предназначенных для прикрепления их к корпусу щита раздельного учета электроэнергии сверху трехфазного индукционного счетчика. Контакт блока управления связан с элементами композиционного электрообогревателя через автоматический выключатель, в свою очередь соединяющий элементы композиционного электрообогревателя с источником переменного тока (Анализ различных способов обогрева трехфазных счетчиков в щитах раздельного учета электроэнергии / М.В.Халин [и др.]: под ред. П.И.Госькова // Труды Сибирского отделения Академии инженерных наук Российской Федерации: выпуск №1 / Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова. - Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2000. - С.50-55).

Описанное устройство обладает следующими недостатками:

- повышенная трудоемкость монтажа в щите раздельного учета электроэнергии, во-первых, вследствие необходимости размещения элементов композиционного электрообогревателя по обе стороны карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика на равном расстоянии от его боковых поверхностей с установкой в П-образные уголки, соединенные со скобами, заранее прикрепленными к корпусу поверхности щита раздельного учета электроэнергии, например, посредством сварного соединения; во-вторых, вследствие необходимости прикрепления на дополнительных скобах к корпусу щита раздельного учета электроэнергии сверху трехфазного индукционного счетчика блока управления и датчика терморегуляции;

- пониженная надежность работы, во-первых, вследствие возможного несрабатывания регулятора температуры, выполненного в виде блока управления, соединенного с датчиком терморегуляции и контактом, и рассчитанного на отключение мощности 70 Вт, когда диапазон температур выходит за пределы чувствительности регулятора температуры; во-вторых, из-за погрешностей регулирования температуры установкой регулятора температуры вне зоны обогрева карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика - в верхней части щита раздельного учета электроэнергии; в-третьих, из-за возможных механических повреждений устройства, элементы композиционного электрообогревателя которого устанавливаются в направляющих П-образных уголков и при транспортировке щита раздельного учета электроэнергии не допускают вибрации и механических воздействий; в-четвертых, вследствие последовательного включения элементов композиционного электрообогревателя, что влечет выход из строя устройства в целом при отказе одного из двух элементов;

- высокие энергозатраты вследствие потерь энергии на обогрев пространства вокруг боковых поверхностей карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика за счет конвективного теплообмена при вынужденной конвекции в воздушной среде, обусловленного композиционным электрообогревателем, одинаковые элементы которого установлены по обе стороны карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика на равном расстоянии от его боковых поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является устройство для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, содержащее два одинаковых включенных параллельно гибких композиционных электрообогревателя, размещенных внутри щита раздельного учета электроэнергии возле карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с тремя парами скоб, имеющих соединительные элементы, для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, и регулятор температуры. Гибкие композиционные электрообогреватели изготовлены на основе бутилкаучука согласно ТУ 3442-001-02067824-98, выполнены пластинчатыми, установлены возле боковых поверхностей карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в вертикальном положении в П-образные уголки с направляющими, соединенные со скобами, предназначенными для прикрепления к задней стенке щита раздельного учета электроэнергии при его монтаже, по обе стороны карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в вертикальном положении на равном расстоянии от его боковых поверхностей. Регулятор температуры выполнен в виде блока управления, соединенного цепью управления с датчиком терморегуляции и контактом блока управления и рассчитанного на отключение мощности 70 Вт. Блок управления и датчик терморегуляции установлены на скобах, предназначенных для прикрепления их к корпусу щита раздельного учета электроэнергии над трехфазным индукционным счетчиком. Контакт блока управления связан с гибкими композиционными электрообогревателями через автоматический выключатель, в свою очередь соединяющий гибкие композиционные электрообогреватели с источником переменного тока (Анализ различных способов обогрева трехфазных счетчиков в щитах раздельного учета электроэнергии / М.В.Халин [и др.]: под ред. П.И.Госькова // Труды Сибирского отделения Академии инженерных наук Российской Федерации: выпуск №1 / Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова. - Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2000. - С.50-55).

Устройство для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии имеет следующие недостатки:

- повышенная трудоемкость монтажа в щите раздельного учета электроэнергии, во-первых, вследствие необходимости размещения гибких композиционных электрообогревателей по обе стороны карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика на равном расстоянии от его боковых поверхностей с установкой в П-образные уголки, соединенные со скобами, заранее прикрепленными к корпусу щита раздельного учета электроэнергии, например, посредством сварного соединения; во-вторых, вследствие необходимости прикрепления на дополнительных скобах к корпусу щита раздельного учета электроэнергии над трехфазным индукционным счетчиком блока управления и датчика терморегуляции;

- пониженная надежность работы, во-первых, вследствие возможного несрабатывания регулятора температуры, выполненного в виде блока управления, соединенного с датчиком терморегуляции и контактом, и рассчитанного на отключение мощности 70 Вт, когда диапазон температур выходит за пределы чувствительности регулятора температуры; во-вторых, из-за погрешностей регулирования температуры установкой регулятора температуры вне зоны обогрева карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика - в верхней части щита раздельного учета электроэнергии;

- высокие энергозатраты вследствие потерь энергии на обогрев пространства вокруг боковых поверхностей карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика за счет конвективного теплообмена при вынужденной конвекции в воздушной среде, вызванного гибкими композиционными электрообогревателями, установленными по обе стороны карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика на равном расстоянии от его боковых поверхностей.

Предлагаемым изобретением решается задача снижения трудоемкости монтажа и повышения надежности работы устройства для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, а также снижения энергозатрат на обогрев трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, содержащем композиционный электрообогреватель, размещенный внутри щита раздельного учета электроэнергии возле карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с тремя парами скоб, имеющих соединительные элементы, для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, и регулятор температуры, связанный с композиционным электрообогревателем через автоматический выключатель, в свою очередь связывающий композиционный электрообогреватель с источником переменного тока, композиционный электрообогреватель, являющийся многоэлектродным, и размещенный плотно прилегающим к несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика между ней и корпусом щита раздельного учета электроэнергии, выполнен повторяющим контур несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с возможностью установки между тремя парами скоб с соединительными элементами для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии. Регулятор температуры выполнен в виде механического термореле, установленного внутри автоматического выключателя.

Снижение трудоемкости монтажа устройства для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, во-первых, обеспечивается размещением многоэлектродного композиционного электрообогревателя плотно прилегающим к несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика между ней и корпусом щита раздельного учета электроэнергии с установкой между тремя парами скоб с соединительными элементами, предназначенными для закрепления карболитового корпуса этого счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, при отсутствии необходимости размещения двух гибких композиционных электрообогревателей по обе стороны карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с установкой в дополнительной системе уголков, соединенных со скобами, прикрепленными к поверхности щита раздельного учета электроэнергии, что применяется в устройстве, выбранном в качестве прототипа; во-вторых, достигается выполнением регулятора температуры в виде механического термореле, установленного внутри автоматического выключателя, при отсутствии необходимости прикрепления в верхней части щита раздельного учета электроэнергии над трехфазным индукционным счетчиком на дополнительных скобах блока управления с датчиком терморегуляции, что применяется в устройстве, выбранном в качестве прототипа.

Повышение надежности работы устройства для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, во-первых, обусловлено четким срабатыванием в заданном диапазоне температур механического термореле, снабженного термоконтактом с самовозвратом, обеспечивающего соединение или разъединение многоэлектродного композиционного электрообогревателя с источником переменного тока посредством автоматического выключателя, и расположенного в зоне обогрева карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика; во-вторых, обусловлено установкой многоэлектродного композиционного электрообогревателя между тремя парами скоб с соединительными элементами для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, а поэтому при доставке к месту установки и эксплуатации щита раздельного учета электроэнергии в комплекте с трехфазным индукционным счетчиком и устройством для обогрева этого счетчика исключается возможность повреждений транспортируемых узлов. В случае несрабатывания регулятора температуры, когда автоматический выключатель не обеспечивает разъединение многоэлектродного композиционного электрообогревателя с источником переменного тока, то даже при температуре окружающей среды до +27°С, нагрев механизмов трехфазного индукционного счетчика не выходит за пределы допустимых значений превышения температур, составляющих +40°С (Протокол приемочных испытаний № ИЛ - 01/0079: щит учета электроэнергии ЩУЭ-А-250-УХЛ 2: утв. Госстандартом России: Алтайский ЦСМ 02.03.2003. - С.8, п.8.2.1.).

Снижение энергозатрат на обогрев трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии предлагаемым устройством в два раза по сравнению с энергозатратами на обогрев трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии устройством, выбранным в качестве прототипа, обусловлено выполнением многоэлектродного композиционного электрообогревателя повторяющим контур несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика при размещении этого электрообогревателя плотно прилегающим к несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика, что позволяет исключить потери на обогрев пространства вокруг боковых поверхностей трехфазного индукционного счетчика, присутствующие при обогреве этого счетчика двумя композиционными электрообогревателями, расположенными на равном расстоянии по обе стороны от боковых поверхностей его карболитового корпуса, в устройстве, выбранном в качестве прототипа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии.

Устройство для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии содержит многоэлектродный композиционный электрообогреватель 1, размещенный внутри щита раздельного учета электроэнергии (на чертеже не показан) плотно прилегающим к несущей поверхности 2 карболитового корпуса 3 трехфазного индукционного счетчика между ней и корпусом щита раздельного учета электроэнергии, регулятор температуры 4.

Многоэлектродный композиционный электрообогреватель 1, соответствующий ТУ 3468-007-02067824-2003 и ГОСТ Р МЭК 335-1-94, изготовлен из плоского электропроводящего композиционного слоя с размещенной в нем системой n - электродов, закапсулированного между изоляционными слоями; в качестве электропроводящего материала использован бутилкаучук с наполнителем в виде технического углерода и ряда ингредиентов для придания материалу необходимых пластических и эластических свойств; в качестве материала изоляционных слоев использована резина на основе бутилкаучука смоляной вулканизации. Многоэлектродный композиционный электрообогреватель 1 выполнен повторяющим контур несущей поверхности 2 карболитового корпуса 3 трехфазного индукционного счетчика и, например, выступающим за его край на 2-3 мм, с возможностью установки между тремя парами скоб 5, имеющих соединительные элементы 6, например винты, для закрепления карболитового корпуса 3 трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии. Трехфазный индукционный счетчик, снабженный окном 7 для замера показаний, изготовлен по ГОСТ 6570-96 и ТУ 25.01.172-75, ТУ 25.01.392-75, а щит раздельного учета электроэнергии изготовлен в соответствии с ТУ 3433-006-02067824-2002.

Регулятор температуры 4 выполнен в виде механического термореле, например механического реле ТРМ-11, снабженного термоконтактом с самовозвратом. Механическое реле ТРМ-11 предназначено для применения при контроле температуры неагрессивной жидкой или газовой среды и коммутации цепей постоянного и переменного тока частотой 50 и 60 Гц, номинальным напряжением 220 В; погрешность срабатывания - ±4°С, дифференциал - 2-10°С. Регулятор температуры 4 установлен внутри автоматического выключателя 8 и связан через него с многоэлектродным композиционным электрообогревателем 1. Многоэлектродный композиционный электрообогреватель 1 через автоматический выключатель 8 подключен к источнику переменного тока с напряжением 220 В.

Для монтажа устройства в щите раздельного учета электроэнергии многоэлектродный композиционный электрообогреватель 1 размещается плотно прилегающим к несущей поверхности 2 карболитового корпуса 3 трехфазного индукционного счетчика в вертикальном его положении между ней и корпусом щита раздельного учета электроэнергии и прикрепляется вместе с карболитовым корпусом 3 тремя парами скоб 5, имеющих соединительные элементы 6, к щиту раздельного учета электроэнергии. Регулятор температуры 4 устанавливается внизу трехфазного индукционного счетчика внутри автоматического выключателя 8, который подсоединяется к источнику переменного тока и многоэлектродному композиционному электрообогревателю 1.

Устройство для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии работает следующим образом.

Заявленное устройство включается в работу в холодное время года для обеспечения и поддержания заданной положительной температуры трехфазного индукционного счетчика, так как при температуре окружающего воздуха ниже 0° счетный механизм трехфазного индукционного счетчика замедляет вращение и затормаживается, что приводит к недостоверному определению количества потребляемой энергии.

К полностью укомплектованному щиту раздельного учета электроэнергии в вертикальном положении присоединяется трехфазное электропитание. Когда температура окружающего воздуха опускается до значения, которое находится в заданном диапазоне регулировки температур механического термореле, например до 0°С, это термореле срабатывает на включение, автоматически замыкается его термоконтакт, и автоматический выключатель 8 обеспечивает соединение источника переменного тока с многоэлектродным композиционным электрообогревателем 1, что приводит к повышению температуры воздуха в зоне трехфазного индукционного счетчика до заданного значения, соответствующего температурным условиям эксплуатации счетчика. При достижении температуры воздуха в зоне трехфазного индукционного счетчика +5°С механическое термореле срабатывает на выключение, автоматически размыкается его термоконтакт, выключатель 8 обеспечивает разъединение источника переменного тока и многоэлектродного композиционного электрообогревателя 1.

Таким образом, использование предлагаемого устройства для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии позволяет обеспечить удобство монтажа в щите раздельного учета электроэнергии, осуществить надежную организацию электрообогрева и снизить энергозатраты на обогрев трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано на различных объектах промышленного и сельскохозяйственного назначения для повышения достоверности определения реального потребления электрической энергии. Технический результат - снижение энергоемкости. Для достижения данного результата в устройстве многоэлектродный композиционный электрообогреватель выполнен повторяющим контур несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с возможностью установки между тремя парами скоб с соединительными элементами для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии. При этом регулятор температуры выполнен в виде механического термореле, установленного внутри автоматического выключателя, и связан через него с многоэлектродным композиционным электрообогревателем. 1 ил.

Устройство для обогрева трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, содержащее композиционный электрообогреватель, размещенный внутри щита раздельного учета электроэнергии возле карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с тремя парами скоб, имеющих соединительные элементы, для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, и регулятор температуры, связанный с композиционным электрообогревателем через автоматический выключатель, в свою очередь связывающий композиционный электрообогреватель с источником переменного тока, отличающийся тем, что композиционный электрообогреватель, являющийся многоэлектродным и размещенный плотно прилегающим к несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика между ней и корпусом щита раздельного учета электроэнергии, выполнен повторяющим контур несущей поверхности карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика с возможностью установки между тремя парами скоб с соединительными элементами для закрепления карболитового корпуса трехфазного индукционного счетчика в щите раздельного учета электроэнергии, а регулятор температуры выполнен в виде механического термореле, установленного внутри автоматического выключателя.