Счетчик электрический

Измерительный прибор для учёта потребляемой электроэнергии. В быту применяют счётчики, рассчитанные на однофазное переменное напряжение 220 или 127 В частотой 50 Гц. В однофазном счётчике (см. рис.) алюминиевый диск 5 может вращаться вокруг оси О, с которой через червячную зубчатую передачу 3 связан счётный механизм 4 (показан отдельно на рис. б с цифрами, указывающими расход электроэнергии). Так как счётчик должен учитывать расход электроэнергии, а он пропорционален произведению тока нагрузки I, напряжения U, подведённого к нагрузке, и времени t, в течение которого нагрузка включена, то конструкция счётчика должна иметь элементы, автоматически перемножающие I, U и t. В общих чертах это достигается следующим образом. Диск счётчика вращается за счёт электромагнитных сил, которые создаются катушками 1 и 2. Первая катушка включается в сеть последовательно и создаёт силу, пропорциональную току I; вторая катушка - параллельно и создаёт силу, пропорциональную напряжению U. Поэтому частота вращения алюминиевого диска, расположенного между катушками, пропорциональна произведению IU. Если нагрузка равна нулю, диск неподвижен и показания счётчика не изменяются. При нагрузке диск вращается, причём тем быстрее, чем больше нагрузка. Время автоматически учитывается, потому что чем дольше вращается диск, тем больший путь совершается обоймами 6-10 счётного механизма, а на них написаны цифры, которые видны в окошечке на крышке счётчика. На обоймах написаны цифры 0, 1, 2, ..., 9. Обоймы закрыты щитком, и мы в его окошечках видим только по одной цифре на каждой из них. Допустим, что алюминиевый диск 5 счётчика начинает вращаться по стрелке, когда во всех окошечках видны нули. Наблюдая за счётчиком, мы увидим, как самый правый нуль поднимется и исчезнет, уступая место единице. Её сменит двойка и т.д. А когда вместо девятки в окошечке снова появится нуль, то в соседнем окошечке слева окажется единица. Таким образом, полному обороту первого диска, считая справа, соответствует 1/10 оборота второго диска, полному обороту второго - 1/10 оборота третьего и т.д.

Однофазный счётчик

Однофазный счётчик: а - конструкция и схема включения счётчика; б - кинематическая схема счётного механизма.

Число зубьев червячной и зубчатой передач подобрано таким образом, что счётчик отсчитывает, как правило, киловатт-часы (цифры в чёрных окошечках) и их доли (цифры в красном окошечке). На щитке счётчика написаны: а) обозначение, например для квартирных счётчиков СО-2, СО-5 и т.п., где буквы СО - счётчик однофазный; б) наименование единицы учёта электроэнергии, например киловатт-часы; в) номинальные напряжения, например 220 В, ток 5 А, частота 50 Гц, а также максимальный ток, при котором погрешность учёта не выходит из класса точности. Значения токов пишут в строчку, например 5-15 А, где 5 А - номинальный, а 15 А - максимальный ток. Если максимальный ток не указан, то счётчик допускает двойную нагрузку по сравнению с номинальным током; г) класс точности - арабские цифры в кружке (не показано); д) передаточное число, например 1 кВт ч - 1250 оборотов диска. Для удобства счёта числа оборотов на ребре диска сделана метка. Стрелка у прорези указывает направление вращения диска (слева направо), при котором показания счётного механизма увеличиваются.

Что можно определить по счётчику?

Прямое назначение счётчика - учитывать расход электроэнергии. Но, кроме того, наблюдая за работой счётчика, можно получить ещё ряд важных сведений.

1. Сколько израсходовано электроэнергии? Пусть 23 мая счётчик показывал 758,5, а 15 июня - 894,3. На щитке счётчика написано «киловатт-часы». Расход электроэнергии вычисляется вычитанием из более поздних показаний более ранних, а именно:

894,3-758,5 = 135,8 кВт ч.

Если на счётчике написано «гектоватт-часы», то число гектоватт-часов нужно разделить на 10, так как 1 кВт-ч = 10 гВт-ч.

2. Имеются ли в данный момент где-нибудь в квартире включённые лампы или электроприборы? Если диск счётчика вращается, значит имеются. Если неподвижен - всё выключено.

3. Какой мощности приборы сейчас включены? Пользуясь секундной стрелкой часов, определим, за сколько времени диск совершит, например, 40 оборотов. Это легко сделать, т.к. на диске имеется зачернённая полоска, которая отчётливо видна в окошечке всякий раз, когда диск заканчивает один оборот и начинает следующий. Допустим, на 40 оборотов затрачено 75 с. На счётчике указано, например, «1 кВт-ч - 5000 оборотов», т.е. для отсчёта 1 кВт-ч = 3600 000 Вт-с электроэнергии диск счётчика совершает 5000 оборотов. Исходя из этого, нетрудно подсчитать (составив и решив соответствующую пропорцию), что за 40 оборотов диска счётчик отсчитает 28 800 Вт-с. Зная, что 28 800 Вт-с израсходовано за 75 с, определяем мощность включённых приборов: 28 800:75 = 384 Вт.

4. Какой ток проходит через счётчик? Если мощность включённых электроприборов известна, например 384 Вт, то при напряжении сети 127 В ток нагрузки составляет: 384:127 = 3 А.

5. Как узнать по счётчику, не перегружена ли сеть? Зная, какое сечение имеют провода, идущие от счётчика, легко определить длительно допустимый через них ток, например 20 А. Умножив этот ток на номинальное напряжение сети, узнаем, какая ему соответствует мощность. В данном примере это 20x127 = 2540 Вт (или 20x220 = 4400 Вт). Зададим какой-нибудь промежуток времени, например 30 с, и, перемножив 2450 на 30, узнаем, что счётчик должен отсчитать 2450x30 = 76200 Вт-с. Пусть на счётчике написано «1 кВт-ч - 5000 оборотов». Следовательно, при 1 кВт-ч = 3600000 Вт-с совершается 5000 оборотов, а при 76 200 Вт-с должно совершиться 76200 x 5000:3600000 = 106 оборотов. Итак, если провода не перегружены, то диск счётчика за полминуты делает не более 106 оборотов.

6. Как узнать, не перегружен ли сам счётчик? Пусть на нём написано «5-15 А, 220 В, 1 кВт-ч=1250 оборотов». Максимальному току соответствует мощность 15 х 220 = 3300 Вт, расход электроэнергии за 30 с 3300 х 30 = 99000 Вт-с и 99000 x 1250 : 3600000 = 34 оборота диска. Значит, если за 30 с диск сделает не более 34 оборотов, то счётчик не перегружен.

7. Как узнать, исправен ли счётчик? Счётчик должен обладать определённой точностью, и проверить её можно только в электротехнической лаборатории, а право проверки и пломбирования счётчиков дано не всякой лаборатории. Однако есть признаки, по которым можно оценить работу счётчика и в домашних условиях. При отключении нагрузки диск счётчика должен останавливаться, совершив не более одного оборота. Если же диск без нагрузки продолжает вращаться (под действием напряжения, поданного на зажимы параллельной цепи), значит имеет место «самоход» - счётчик неисправен. «Самоход» легче всего обнаружить ночью, потому что ночью сеть мало нагружена, благодаря чему напряжение немного повышено. Жужжание счётчика, если оно не сопровождается «самоходом», не является признаком неисправности.

8. Как узнать, не даёт ли счётчик искажённые показания? Первым их признаком служит повышенный счёт за электроэнергию. Проверили «самоход» - «самохода» нет. Попробуем тогда поступить следующим образом. Включим лампы такой мощности, чтобы счётчик был нагружен примерно наполовину. Вычислим, сколько оборотов должен совершать диск, и, наконец, сравним фактическое число оборотов с вычисленным. Например, на счётчике написано: «5 А, 127 В, 1 кВт-ч - 5000 оборотов». Значит, полная нагрузка 5 х 127 = 635 Вт. Для испытаний нужна примерно половина нагрузки, т.е. 300...350 Вт. Её легко получить, включив люстру из пяти ламп по 60 Вт и настольную лампу на 40 Вт. Итак, нагрузка 5 х 60 + 1 х 40 = 340 Вт. Количество энергии, расходуемое за минуту, 340 Вт-60 с = 20400 Вт-с. А если 1 кВт-ч = 3600000 Вт-с соответствует 5000 оборотов, значит при 20400 Вт-с за минуту должно совершиться 5000 х х 20400 : 3600000 = 28 оборотов. Допустим, что диск за 1 мин совершил 40 оборотов, т.е. больше, чем следует, в 40:28 = 1,43 раза. Значит, счётчик явно завышает показания.

Строительство, ремонт, инструменты, материалы, советы


*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.