Устройство для исключения безучетного пользования электрической энергией Советский патент 1990 года по МПК G01R11/24 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения потребляемой электрической энергии с защитой от безучетного ее пользования при воздействии внешним магнитным полем или при перефазировке и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1140049.

Цель изобретения - расширение об- ласти применения устройства путем защиты от воздействия внешним магнитным полем.

На чертеже схематически представлена конструкция устройства для исключения безучетного пользования электрической энергией.

Устройство содержит измерительную индукционную систему 1, связанную с диском 2 на оси 3 и состоящую из электромагнитов напряжения 4 и тока 5, включенных соответственно на напряжение и ток нагрузки. Устройство содержит также дополнительную токовую индукционную систему 6, образованную из включенных встречно и в разные подводящие провода 7 и 8 нагрузки двух одинаковых обмоток 9 и 10. На чертеже представлен вариант магнито- провода токовой индукционной системы в виде сердечника 11, охватывающего диск 2 с двух сторон и разделенного с каждой стороны на неэкранированные и экранированные ответвления, отличающиеся между собой нали- чием короткозамкнутых витков 12 и 13. Обмотка 9 дополнительной индукционной системы, включенная в свободный от измерительной системы подводящий провод 8, зашунтирована замыкающим контактом 14 реле 15, катушка которого присоединена к напряжению нагрузки через замыкающий магнитоуправ- ляемый контакт 16.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной эксплуатации в силу встречного включения обмоток 9 и 10 магнитный поток в электромагните дополнительной индукционной системы 6 равен нулю, и в устройстве работает только измерительная система 1, правильно учитывая потребляемую энергию. При появлении внешнего магнитного поля замыкается магнитоуправляемый контакт 16 и подает напряжение нагрузки на реле 15, которое, замкнув контакт 14, шунтирует обмотку 9 дополнительной индукционной системы 6. Шунтирование обмотки 9 приводит к небалансу токов в обмотках 9 и 10. Момент, создаваемый дополнительной системой и направленный в сторону положительного вращения диска 2, определяется модушем тока небаланса

где

1«5 - I гк и х .г- 1+хН1-Кс)2/г2 г+ги Ч Т+х2 (

(1)

модуль тока небаланса; модуль тока измерительной системы;

сопротивление контакта реле; активное и индуктивное сопротивления обмотки электромагнита дополнительной индукционной системы соответственно;

5

0

5

0

5

0

5

К с. - коэффициент индуктивной связи между двумя встречно включенными обмотками электромагнита дополнительной индукционной системы. В реальных условиях угол сдвига фаз между напряжением на электромагните тока и током нагрузки, характеризующий соотношение между реактивным и активным сопротивлениями последовательной (токовой) цепи индукционных систем лежит обычно в пределах 30- 45°, т.е. на практике активное сопротивление больше индуктивного сопротивления на промышленной частоте для этой цепи. Сопротивление контакта реле можно принять достаточно малым, не превышающим десятой доли активного сопротивления шунтируемой обмотки. Коэффициент индуктивной связи, как известно, обычно меньше единицы. Поэтому соотношение между током небаланса и током измерительной системы с использованием (.1) можно охарактеризовать неравенством

IHf 0,651.

Как указывалось, момент дополнительной системы, требуемый по условию защиты от переключения проводов, при токе небаланса, равном току измерительной сисг. емы, по крайней мере в два раза превосходит момент измерительной системы. С учетом указанного, а также квадратичной зависимости момента от тока, можно ожидать, что при появлении внешнего магнитного поля ускоряющий момент увеличится по крайней мере на 85%. Такое увеличение момента можно считать достаточный для защиты от воздействия внешним полем, поскольку замедление вращения диска счетчика этим, способом более, чем на одну треть технически весьма затруднительно из-за больших вынужденных немагнитных промежутков на пути магнитного потока.

Включение шунтируемой обмотки в свободный от измерительной системы подводящий провод препятствует попытке путем изменения направления тока через измерительную систему и одновременного воздействия внешним магнитным полем ослабить действие дополнительной индукционной системы.

Действие устройства не связано со снижением надежности электроснабжения нагрузки. Напряжение, -переключаемое контактом 14 реле 15, весьма мало и определяется падением напряжения на шунтируемой обмотке, а выделяемая при этом энергия не превышает накопленной в дополнительной инционной системы энергии магнитного поля. Это позволяет выполнить реле 15 достаточно миниатюрным, лег- ко умещающимся в корпусе устройства. В устройстве можно использовать магнитоуправляемые контакты (герконы) Надежность и долговечность устройства обеспечивается также тем, что принцип его действия направлен на сокра- щение числа срабатываний защиты.

Формула изобретения

Устройство для исключения безучет- ного пользования электрической энергии по авт. св. № 1140049, отличающее ся тем, что, с целью расширения области применения путем защиты от воздействия внешним магнит- ным полем, обмотка дополнительной индукционной системы, включенная в свободный от измерительной системы подводящий провод, зашунтирована замыкающим контактом реле, подключенного к напряжению нагрузки через замыкающий магнитоуправляемый контакт.

Изобретение предназначено для борьбы против безучетного пользования электрической энергией. Цель изобретения является расширением области применения устройства за счет предотвращения воздействия на счетчик внешним магнитным полем, обусловливающим торможение диска счетчика. Устройство представляет собой счетчик электрической энергии переменного тока, содержащий основную измерительную индукционную систему 1 и дополнительную токовую индукционную систему 6. Дополнительная система имеет две одинаковые обмотки 9 и 10, которые включены встречно и в разные подводящие провода 7 и 8 нагрузки. Обмотка 9 зашунтировна контактом 14 реле 15, а катушка последнего подключена к напряжению нагрузки через контакт 16. В нормальных условиях токи в обмотках 9 и 10 равны, не создают магнитного потока и счетчик правильно учитывает энергию. При появлении внешнего возмущающего магнитного поля замыкается контакт 16 и подает питание на катушку реле 15, которое шунтирует обмотку 9 и нарушает баланс токов в обмотках 9 и 10. За счет ускоряющего момента дополнительной системы диск 2 счетчика не только не тормозится, но даже начинает вращаться быстрее, чем при соответствующей потребляемой электрической энергии. 1 ил.