Villamos fogyasztásmérő

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Háromfázisú fogyasztásmérő, a rajta található piros LED csak akkor fog világítani, amikor egy fázis hiányzik (például: Túlterhelés vagy rövidzárlat hatására az egyik fázis kismegszakítója leoldott)

A villamos fogyasztásmérőt (hétköznapi nevén villanyóra) a fogyasztói elszámolásban a vételezett hatásos (kWh), illetve vételezett vagy kiadott meddő energia (kvarh) mennyiségének, szükség estén annak napszaki megoszlásának meghatározására használják. A hagyományos, mechanikus fogyasztásmérő forgórésze a terhelés hatására forog, szögsebessége a teljesítménnyel arányos, tehát a megtett fordulatok száma, amelyet a fogyasztásmérőbe beépített számlálómű számol, az elfogyasztott villamos energiával arányos.

Története[szerkesztés]

Egyenáramú[szerkesztés]

Váltakozó áramú[szerkesztés]

A váltakozó áramú villamos energia mérését 1889-től Bláthy világhírű találmánya tette lehetővé. 1885-ból származik Bláthy váltakozó áramú wattmérője. Ennek későbbi 1910-es változata a Kellner József-féle wattméter volt, amely a mágneses, és a dielektromos veszteségeket is pontosan mutatta. A Ganz gyár egyre több váltakozó áramú motort szállított üzletfeleinek, akik mind jobban igényelték a felhasznált energia mérését. Bláthy kísérletbe kezdett, hogy az eddig használt fogyasztásmérők hibáit kiküszöbölje.

A wattórák mérésére az Elihu Thomson dinamometrikus számlálója szolgált. Az 1888. évi párizsi kiállításon mutatták be, de bizonytalanul mért. A mérési pontatlanság viszont jelentős pénzveszteséget okozott az áramszolgáltatóknak. Egyébként is a Thomson-mérő használata feltételezte, hogy a feszültségi körben folyó áram a feszültséggel arányos, és azonos fázisú.

A feladat tehát adott volt: olyan számláló szerkesztése, amelyiknek fordulatszáma követi a mindenkori terhelést (azaz a fékezőnyomaték függjön a fordulatszámtól), mert a fordulatszám arányos a fogyasztott munkával. Minőségileg pedig meg kellett oldani, hogy a számláló a névleges terhelés 0,5-1%-ánál biztosan induljon, és terhelés nélkül, még 120%-os feszültségnél se járjon üresen. (hiszen P=U*I*cosφ, és ha I=0, akkor P=0!) Bláthy 1889 márciusában kiadta a gyártási utasításokat és 1889 végére a Ganz-gyár forgalmazta a világon az első, indukciós elven működő váltakozó áramú fogyasztásmérőket. Az első darabok súlya 20–25 kg között mozgott, a forgatónyomaték 100 cmgr, saját fogyasztás 17 W, fordulatszám 240 ford/perc volt. Ezt később csökkentette Bláthy: forgatónyomaték 35 cmgr, fogyasztás 6-7W, fordulatszám 100 ford/perc, a forgórész vörösréz tárcsából készült. A forgórész súlya a Thomson számlálókkal összehasonlítva, annak 1/10 része volt. Bláthy mintegy 77 szabadalma közül 27 a számlálógyártással kapcsolatos.[1][2][3][4][5][6][7][8]

Bláthy Ottó Titusz, az általa feltalált és szabadalmaztatott váltakozó áramú egyfázisú villamos fogyasztásmérő első példányával (1889)[9][10]

Működése[szerkesztés]

Analóg elektromechanikus műszerek[szerkesztés]

Az indukciós fogyasztásmérő függőleges tengelyű forgó műszer, tengelyén vékony alumíniumtárcsával. Ezen a tárácsán hajtó és fékezőnyomatékok keletkeznek, eredőként a tengelyen jön létre. A tárcsa szerkezetileg egymáshoz térben eltolt áramtekercs és feszültségtekercs vasmagjánál kiképzett légrésben és egy állandó mágnes légérésében forog. A áramtekercsen folyik át a terhelő váltakozó áram, a feszültségtekercs pedig a mérendő hálózat váltakozó feszültségére van kapcsolva. Az áramtekercs viszonylag kis menetszámú ellentétben a feszültségtekerccsel , amely viszonylag nagy menetszámmal készül.

A feszültségtekercs Φ∪ mágneses fluxust létesít, amelyeknek egy része a tárcsákra hat és örvényáramot (I∪) hoz létre benne. Ez a mágneses fluxus ugyanis a feszültség vasmagban keletkezik és áthaladva a forgórész tárcsáján zárul, arra merőleges irányba. A fogyasztó áramkörében folyó áram az áramtekercs vasmagjában Φ, mágneses fluxust gerjeszt és ez I , örvényáramot kelt a forgórészben. Mindegyik fluxus a vele szomszédos örvényáramokkal erőt és ez az erő a forgástengelyre nyomatékot létesít, ami váltakozó fogyasztásmérők esetében minden időpillanatban arányos a fogyasztó áramkörében érvényesülő villamos teljesítménnyel.

Az indukciós fogyasztásmérő egy bizonyos idő alatt megtett fordulatainak száma arányos a villamos munkával, amelyet a fogyasztó ugyanaz az idő alatt elfogyasztott. A létrejött hajtónyomaték arányos a fogyasztói áramkörben létrejött villamos terheléssel.[11]

Elektronikus[szerkesztés]

Az elektronikus fogyasztásmérők az áramot és a feszültséget digitális eszközökkel mérik, és LCD vagy LED kijelzőn mutatják. Egyes típusok képesek a mérési adatokat továbbítani az áramszolgáltató vagy a fogyasztó felé.

Elektronikus fogyasztásmérő (Hollandia)

Elhelyezése[szerkesztés]

Végleges helyre kerülő fogyasztás mérőszekrény[szerkesztés]

Háromfázisú fogyasztásmérő szekrény tokozatban

A mérőhelyet sok esetben helyezik el az épület körítő falának külső részében, vagy az ingatlanhatár közelében, illetve a kerítéspillérben. A kialakításhoz csak az áramszolgáltató által elfogadott, szabadtérre alkalmazható mérőszekrény használható, ami teljesíti az IP54 védettséget. Ez biztosítja a por-, és páramentes elhelyezést a fogyasztásmérő berendezés számára.

Általában a mérőszekrény fölső részében van kialakítva a fogyasztói főelosztó, ami tartalmazza az áramköri kismegszakítókat is. A nappali, és a vezérelt áramkörök külön légtérben vannak elhelyezve. A mérőhely tartalmazza a vezérelt áramkörökről működő fogyasztók kapcsolására szolgáló hangfrekvenciás vevőkészüléket, illetve a mágneskapcsolót is.

Csoportosan kialakított fogyasztásmérőhely[szerkesztés]

Az épületbe becsatlakozó méretlen háromfázisú hálózat 400 A mérése áramváltókkal. (Anglia)

Társasházak esetén a csatlakozó vezeték a legtöbb esetben földkábel. A fogyasztásmérő szekrényeket szintenként, csoportosan kell elhelyezni. A berendezések falon kívül, vagy erre a célra kialakított falsüllyedésben szerelhetőek. Ennek az elrendezésnek több előnye is van. A kivitelezés egyszerűbb, az előre összeállított szekrényeket a helyszínen könnyebb a helyére illeszteni. A szolgáltató vagy megbízottja le tudja olvasni a fogyasztásmérőket anélkül, hogy a fogyasztónak otthon kellene maradnia.

Képek[szerkesztés]

Jegyzetek[szerkesztés]