Процесс утепления деревянного дома изнутри

Процесс утепления деревянного дома изнутри

Утепление деревянного дома изнутри производят для того, чтобы сделать эффективным потребление энергоресурсов. Сегодня эта тема как никогда актуальна, ведь ресурсы весьма недешевы. Да и жизнь деревянному дому вы прочите долгую, а значит, необходимо, чтобы в сооружении был адекватный температурный режим и правильная вентиляция.

Сегодня утепление деревянных стен изнутри по силам и кошельку каждому. Но почему многие считают, что это плохо и неэффективно?

По уму, утеплять дом надо снаружи, таким образом вы переносите точку росы вовне, она будет приходиться на утеплитель или на наружную стенку.

Это станет залогом того, что конденсата в помещении не будет. Также строители советуют комплексное утепление.

Но тема данной статьи – утепление внутреннее. На практике постоянно происходит так, что приемлемым по различным причинам становится исключительно внутреннее утепление стен деревянного дома. Так может получиться, если дом уже отстроен и имеет красивый фасад, переделывать который в данный момент не уместно.

Вы можете не хотеть закрывать бревна, из которых сделан дом, ведь это смотрится гораздо выигрышней. В общем, по ряду причин утепление внутренних стен деревянного дома было есть и будет востребованным всегда. А значит, нужно научиться правильно его выполнять, чтобы создать в доме комфортный для человека и материалов микроклимат, потратив при этом минимум средств и времени.

Подготовка – важный этап

Составляющие успеха – правильный выбор материала и доскональное соблюдение технологии.

В идеале прежде чем утеплять деревянный дом изнутри, необходимо произвести инженерные расчеты. Такой этап должен предшествовать всем работам по обустройству, реконструкции или строительству жилых зданий. Теплотехнический расчет делают для того, чтобы определить, где будет точка росы. Потому как поставив утеплитель, вы можете не сомневаться, что он будет утеплять, но вот защитить свой дом от влаги вы сможете, только если правильно просчитаете нахождение искомой точки.

Основной принцип – она должна быть не в утеплителе и не внутри помещения. Ошибка станет фатальной: в комнатах станет тепло, но сыро, в итоге утеплитель станет набирать влагу, стены могут гнить, все это приведет к появлению плесени и насекомых.

Поэтому рассчитайте все сами или пригласите специалиста – но обязательно убедитесь в том, что даже в лютый мороз точка росы будет снаружи!

Правильный материал

Когда теоретическая часть завершена, время переходить к практике. А для этого в первую очередь необходимо выбрать правильный утеплитель.

Требования, к нему выдвигаемые:

  • Низкая теплопроводность;
  • Соответствие требования пожарной безопасности;
  • Прочность и долговечность;
  • Экологичность, безопасность.

От выбранного материала напрямую зависит и способ, которым мы будем производить утепление дома.

  1. Утеплитель – плиты из минваты или базальтовой ваты. Старый проверенный способ сделать дом теплее. Выбрать его стоит за такие качества, как высокая звуко- и теплоизоляция, экологичность, негорючесть. Минус – материал не очень прочен, однако для этого возводится ограждающая конструкция. Еще один нюанс: данный утеплитель чрезвычайно гигроскопичен, поэтому требует дополнительного слоя пароизоляции.
  2. Пенопласт (плиты полистирольные). Вот этот утеплитель как раз современные строители не рекомендуют использовать, потому что данный материал не экологичен, выделяет стирол. Каким бы дышащим и полезным ни было бы дерево, из которого вы возвели свой дом, такая теплоизоляция стен сведет всю полезность на нет. Если же данный материал будет гореть, то выделять вещества будет еще более опасные: толуилендиизоцианат и цианистый водород. Правда, это только в случае использования беспрессового пенополистирола. Если же вы будете производить утепление стен в деревянном доме экструдированным пенопластом с классом горючести Г1, такой вариант можно считать возможным. Монтаж, как и в предыдущем случае, подразумевает наличие ограждающей конструкции.
  3. Стекловата. Практически первое, что приходит на ум, когда задумываешься, как утеплять деревянный дом изнутри. Материал очень популярный, потому что стоит еще меньше, чем базальтовая вата, а тепловодность при этом имеет более высокую. Обратите внимание: внутри деревянного дома для утепления можно брать только ту стекловату, которая специально для этого производилась, это специальная разновидность. Также потребуется дополнительный слой пленки. Наверняка вы знаете, что частички стекловаты вредны для здоровья, поэтому вооружитесь специальной защитой при монтаже. Обрешетка также необходима.
  4. Изоплат – это уже продукт современного производства. Это прессованное льняное волокно на древесноволокнистой плите. Толщина – от 1,2 до 2,5 см. Материал очень прочный, поэтому не требует возведения ограждающей конструкции, при этом экологичный, показанный к применению внутри жилых домов. Есть и минусы: более низкая тепловодность и более высокая цена. Так что выбирайте сами, исходя из своих приоритетов.
  5. Полиуретан-напыление. Как ясно из названия, материал напыляют на поверхность при помощи специального оборудования, что удорожает процесс. Зато не нужна обрешетка.

Процесс и технология

Теперь, когда вы решили, чем лучше утеплить свой дом, переходим к вопросу как правильно утеплить стены деревянного дома изнутри. Для этого важно досконально соблюсти технологию.

  • Для деревянного дома, даже если он отстроен идеально, характерна длительная осадка. Кроме этого процесса, при наличии отопления происходит более интенсивно такой процесс, как усыхание древесины. Поэтому даже между идеально уложенными бревнами появляются стыки. Решив утеплить деревянный дом изнутри, важно все их заделать. Для этого можно взять современный герметик, а можно ограничиться паклей, джутом. Главное – убрать зазоры, через которые улетит наше тепло.
  • Следующий этап – обеспечение защиты, которую мы нанесем на нашу деревянную стену. Поскольку на нее мы положим утеплитель, само дерево требует нанесения огнебиозащитного вещества, которое сделает невозможным возгорание или разведение насекомых, грызунов. Не забудьте и про ограждающие конструкции, а не только про саму поверхность! Какой состав выбрать – решайте сами, все они справляются со своей задачей.
  • Следующий важный этап – обеспечение вентиляции. До этого ее обеспечивал сам дышащий дом. Теперь же надо продумать вентиляцию комнаты. Чтобы обеспечить циркуляцию воздуха, просто прикрепите на стене рейки толщиной 25 мм, на которых закрепите пароизоляцию. Так вы обеспечите наличие воздушного кармана между стеной и утеплителем, а значит, повышенной влажности не будет. Как вы поняли из вышеизложенного, пароизоляция необходима практически для всех видов утепляющих материалов.
  • Далее следует этап возведения ограждающей конструкции, который требуется также практически для всех видов утеплителя. Для этого изнутри своими руками сделайте решетку из брусков толщиной 5 см, выбирая шаг в зависимости от разновидности используемого материала. Если применяете минвату, то ширину делайте на 2 см меньше (с каждой стороны по 1 см), чем шина плиты, чтобы укладывать материал плотно. При применении экструдированного полистирола ячейки обрешетки должны соответствовать ширине утеплителя. Не забудьте использовать защитный состав перед возведением конструкции.

В случае если утепление стен дома проводится с организацией воздушного зазора, обрешетку крепите к рейкам на стенах, или же прямо к стене, если воздухозазора у вас нет. Используйте шурупы необходимой длины.

  • После этого на утепляемую стену монтируется непосредственно утеплитель. Его закладывают в ячейки обрешетки. Если вы применяете листы, то идите снизу вверх, если рулоны – то сверху вниз. Хороший и правильный способ укладывать плиты минеральной ваты – делать это враспор. Все дополнительно укрепляйте дюбелями.
  • Завершает внутреннее утепление стен гидроизоляция. Для ее организации воспользуйтесь паронепроницаемой мембраной: пар из утеплителя будет выходить без проблем, а для воды преграда будет непреодолимая. Пленка разная с двух сторон, шероховатой ее стороной кладите к утеплителю, чтобы гладкая оказалась снаружи. Стыки делайте внахлест по 10 см, крепите пленку степлером.
Читайте также:
Проверка варистора на исправность мультиметром и без тестера

Для того, чтобы скрыть следы утепления дома изнутри, необходима финишная отделка: вагонка это, гипсокартон, покраска, пойклейка обоев или оштукатуривание – решать вам . Главное, что теперь в вашем доме будет тепло, но и не будет места сырости и опасной влаге!

Утепление деревянного дома изнутри своими руками: чем и как правильно сделать

Утепление деревянного дома изнутри-один из эффективных способов защиты жилья от ветра и холода. От правильного выбора утеплителя, его толщины, способа крепления будет зависеть срок службы строения, комфортность проживания в нем. Важно грамотно выполнить пароизоляцию с воздушным зазором, сделать вентиляцию, ну обо всем по порядку.

Обрешетка внутри

Утепление деревянных стен изнутри и снаружи отличия

Деревянный дом утепляют двумя способами: снаружи и изнутри. Каждый из них является по своему эффективным. Рассмотрим, чем же они отличаются друг от друга.

  1. Утепление дома снаружи проводится в сухую погоду без осадков, чтобы не промочить утеплитель. Внутреннее утепление можно выполнять в любое время. Оно не зависит от погодных условий.
  2. При утеплении дома изнутри фасад дома остается неизменным, сохраняется уникальность внешнего вида и его архитектурная ценность. Утепление снаружи закрывает стены дома, нарушая его первозданный вид.
  3. Утепление фасада здания не только обеспечивает эффективность процесса, но и защищает его от влияний внешней среды: температурных колебаний, ветра, осадков. Утеплять изнутри нужно не только стены, но и кровлю, потолок, полы. Любое неутепленное пространство будет приносить теплопотери.
  4. Для утепления изнутри следует выбирать только экологичные материалы. Для утепления снаружи используются любые качественные утеплители.
  5. Утепление дома изнутри— более затратный способ, чем монтаж теплоизолятора снаружи. Важно не только обшить дом утеплителем, но и обустроить принудительную вентиляцию, чтобы предохранить утеплитель и стены дома от конденсата.
  6. Монтаж утеплителя внутри более сложен и требует много времени и сил.
  7. При утеплении изнутри, в отличие от утепления снаружи, уменьшается полезная площадь дома.

Точка росы, что она означает для утепления

Точка росы — это температура насыщения воздуха водяным паром, критическая точка, при которой на охлажденной поверхности появляются капли воды (конденсат).

Давайте разберемся, как утеплитель влияет на перемещение точки росы.

Если стена неутепленная, то точка росы находится в середине стены. Стена сухая. Если температура на улице понижается, то точка росы перемещается к внутренней стене, и на ее поверхности появляется конденсат.

Если утеплитель располагается снаружи и толщина утеплителя рассчитана правильно, то расположение точки росы будет внутри утеплителя либо на его поверхности. Стена останется сухой. Если же толщина утеплителя недостаточна, то точка росы может передвинуться к внутренней поверхности стены, и она будет мокрой весь зимний период.

При утеплении стены изнутри, мы как бы огораживаем ее от тепла, идущего из помещения.

Точка росы передвигается внутрь. При утеплении изнутри возможно три её положения:

  • в толще стены. Тогда стена сухая;
  • на внутренней поверхности стены. В данном случае стена охлаждается. На холодной стене появляется конденсат;
  • внутри утеплителя. В данном случае стена становится мокрой, и утеплитель намокает.

Чтобы избежать точки росы в утеплителе или на внутренней поверхности стены необходимо качественно выполнить пароизоляцию и правильно рассчитать толщину утеплителя для вашей толщины стены, применительно к региону проживания.

В зависимости от материала и метода установки утеплителя выделяют 2 вида технологий: «теплый шов» и монтаж на обрешетку. Рассмотрим каждый из этих видов подробнее.

«Теплый шов»

Технология заключается в герметизации швов и стыков между брёвнами или брусьями. Утепление бревенчатого дома изнутри с помощью этой технологии проводится с помощью силиконового или акрилового герметика. Иногда используется пакля, льняная вата.

1 этап — конопатка теплоизолятором

«Тёплый шов» снижает теплопроводность стыков и швов. Применяется в том случае, когда отделка изнутри не требуется. Технология проста, поэтому выполнять утепление можно своими руками без помощи специалистов. Экономятся денежные средства не только на услуги мастеров, но и на материалы.

Утепление на обрешётку

Утепление на обрешетку проводится в случае недостаточной теплоёмкости межвенцового утеплителя. Перед установкой обрешетки все детали конструкции обрабатывают антипиренами и антисептиками. Для деревянного каркаса используются бруски размером 50х50 мм. В углы ставятся бруски 50х100 мм. Их длина соответствует высоте помещения. Фиксируются вертикальные планки саморезами с шагом 50 см. При монтаже вертикальность брусков проверяется уровнем.

Какой утеплитель выбрать

Чтобы узнать, как утеплить бревенчатый дом изнутри, важно правильно выбрать утеплитель. Он должен отвечать следующим требованиям:

  • обладать низкой теплопроводностью, чтобы сохранить тепло в доме;
  • быть прочным;
  • безопасным для здоровья людей, не выделять вредные вещества.

Стекловата

Стекловата — это недорогой утеплитель с волокнистой структурой. Между волокон находится воздух. Удерживая воздух внутри волокон, стекловата приобретает высокие теплоизоляционные свойства. Стоимость стекловаты небольшая. Высокие звукозащитные функции и теплоизоляционные свойства делают стекловату востребованной в строительстве, при прокладке труб, в охлажденных системах. Популярна она и для утепления деревянного дома.

  • Прочность и упругость. Данное свойство стекловата получила благодаря толстым и длинным волокнам. По прочности они превосходят стальную проволоку;
  • Эластичность. Стекловата закрывает любые неровности;
  • Износоустойчивость. Выдерживает минусовую температуру до -60 градусов;
  • Антисептичность.В ней не заводится грибок и плесень;
  • Волокна отражают звук, обладают высокими показателями звукоизоляции;
  • Пожаробезопасность. Она не горит. При температуре + 500 градусов начинает плавиться, но не выделяет токсичных веществ.
  • Изготовлена стекловата из битого стекла. Важным её недостатком является повышенная ломкость. Частички попадают на кожу, в глаза. Поэтому при монтаже следует надевать защитные очки, перчатки, костюм из толстой ткани, респиратор.
  • Стекловата боится влаги, поэтому её пропитывают специальными средствами. Утеплитель из стекловаты должен иметь ограждающие элементы.

Минеральная вата

  • Высокая плотность и низкая теплопроводность материала;
  • Высокая паропроницаемость. Благодаря этому свойству воздух легко проходит через поры материала. Воздушный обмен предотвращает образование конденсата на утеплителе;
  • Малый вес способствует лучшей транспортировке и монтажу;
  • Выдерживает воздействие агрессивных веществ;
  • Препятствует появлению гнилостных процессов, патогенных микроорганизмов в ней;
  • Пожароустойчива, не воспламеняется от высокой температуры;
  • Материал экологически чист, не выделяет в воздух токсичные вещества;
  • Морозостойкая структура и свойства материала не меняются при воздействии минусовой температуры;
  • Поглощает шумы и звуки;
  • Стоит недорого.

Высокое влагопоглощение. Из-за насыщенности влагой она теряет свои теплоизоляционные способности. Чтобы компенсировать этот недостаток, ее обрабатывают на производстве гидрофобизаторами или специальными пропитками.

Базальтовая вата

Базальтовая вата получается выдуванием расплава базальта, магматических пород камня. Утепляющий материал бежевого или сероватого оттенка

  • Отталкивает воду, поэтому подходит для монтажа во влажных помещениях;
  • Низкая теплопроводность. Базальтовая вата препятствует потере тепла даже в сильные морозы и сохраняет прохладу в жаркие дни;
  • Материал огнестоек: выдерживает температуру до тысячи градусов, в том числе и открытый огонь;
  • Универсальность: её используют для утепления зданий изнутри и снаружи;
  • Срок службы высокий: от 30 до 70 лет;
  • Обладает высокой паропроницаемостью, создающей здоровый микроклимат в доме;
  • Имеет способность задерживать звуковые волны;
  • Состоит из игольчатых волокон длиной 5см, разбросанных хаотично по всей площади плит, благодаря чему обеспечивает прочность, упругость и гибкость материала. Она возвращает свою форму даже после сильных нагрузок.
  • Высокая стоимость;
  • Ломкость. Частицы осыпаются, поэтому при монтаже важно надевать защитную одежду.

Пенопласт (Пенополистирол)

  • Высокая прочность. Имеет высокую сопротивляемость механическим нагрузкам на растяжение и сжатие. Не деформируется и не разрушается под воздействием высокого давления;
  • Выдерживает высокие и низкие температуры;
  • Пенопласт представляет собой вспененную пластичную массу. Из-за множества ячеек, заполненных газом, плотность пенопласта низкая, что обуславливает высокие теплоизоляционные качества материала. Он имеет теплопроводность ниже, чем минеральная и базальтовая вата, соответственно более эффективен чем они.
  • Характеризуется высокими показателями звукопоглощения до 32 дБ;
  • Экологически чистый материал, разрешенный к применению в различных областях промышленности, строительстве;
  • Не создаёт условия для развития патогенных микроорганизмов-грибка и плесени.
  • Горючесть. Есть отдельные марки не поддерживающие горение. Они воспламеняются только при непосредственном контакте с открытым огнём. После прекращения воздействия огня пенопласт самозатухает в течение нескольких секунд, но надо понимать, что в процессе горения выделяются яды, приводящие к летальному исходу.
  • Гигроскопичность. В поры между гранулами попадает водяной пар, который под воздействием низкой температуры может замерзнуть и разрушить структуру материала;
  • Легко разрушается под воздействием химических веществ: лакокрасочных изделий, технических жидкостей;
  • При горении он выделяет в атмосферу токсичные вещества -фенол , поэтому следует избегать его нагрева.

Экструдированный пенополистирол (Пеноплэкс)

Высокая биостойкость. Он создаёт неблагоприятную среду для микроорганизмов;

Экологически чист, не содержит вредных веществ;

Читайте также:
Особенности выбора бокалов для вина

Прочный и долговечный материал. Срок его эксплуатации не менее 50 лет;

Устойчив к перепадам температур от +75 до -75 градусов;

Производится из гранул пенополистирола. Они плавятся под высоким давлением, вспениваются и пропускаются через экструдеры. Множество мелких ячеек наполнены воздухом, поэтому пеноплекс является отличным теплоизолятором. Теплопроводность у него ниже, чем у минеральной ваты на 25 процентов;

Высокая гидрофобность. Уровень влагопоглощения минимален.

Горючесть. При его горении выделяются бромоводород, циановодород, фосген.Эти токсины парализуют легкие и нервную систему, приводят к быстрому летальному исходу.

Пенополиуретан

Пенополиуретан (ППУ)-полимерная пена, которая затвердевает при её нанесении на любую поверхность. Бывает вспененный и твёрдый. Теплопроводность жесткого ППУ на уровне пенополистиролов. Вспененный материал легко наносится и не оставляет швов. Твердый пенополиуретан также является отличным утеплителем.

  • Высокая адгезия, благодаря которой её можно легко и просто нанести на деревянную поверхность;
  • Отличные теплоизолирующие свойства;
  • Звукоизоляционные качества. ППУ поглощает шумы различной интенсивности;
  • Устойчивость к воздействию спиртов, агрессивных кислот;
  • Влагостойкость. Он обладает низкой поглощаемостью 1-3% процента влаги в сутки. В состав ППУ входят гидрофобизаторы, которые увеличивают его влагоустойчивость;
  • Пожаробезопасность. Это огнестойкий, самозатухающий материал, не воспламеняется;
  • Долговечность. Срок службы —50 лет.
  • Токсичные выделения в процессе горения;
  • Высокая цена.

Толщина утеплителя

Рассчитать толщину утеплителя может только специалист. Но, если вы решили утеплить свой дом изнутри своими силами, то рассчитать его толщину можно с помощью онлайн-сервиса или скачав программу на компьютер.

Одной из лучших программ является приложение «Теремок». Это простая программа, в которой разберётся даже новичёк.

Подготовительный этап

Перед тем, как утеплить деревянный дом изнутри, стены дома необходимо подготовить. Для этого их нужно очистить от пыли и грязи, проверить, не поражены ли бревна или брус вредителями. Древесину следует обработать антисептиками, а против возгорания-антипиренами. Чтобы предупредить образование мостиков холода, щели и зазоры между бревнами конопатят. В старом бревенчатом доме конопатку следует обновить, потому что пакля слежалась и пропускает холодный воздух с улицы. Заделывают щели джутом. Можно использовать ленточную паклю. Её вставляют в зазоры стамеской до тех пор, пока пакля не будет входить внутрь.

Гидроизоляция стен

Некоторые утеплители: стекловата, пенопласт, минеральная вата боятся воды, поэтому их нужно защитить от влаги и выветривания. Гидроизоляционная мембрана ( в данном случае выполняет функцию ветрозащитной мемраны) не только предохранит утеплитель от влаги, но и выведет водяные пары из утеплителя наружу. Накладывают её с нахлёстом 10 см, прикрепляя к стенам дома строительным степлером. Стыки проклеиваются скотчем.

Монтаж утеплителя

Монтаж утеплителя производится на обрешетку. Более подробно об этом читайте в статье — Внутренняя отделка деревянного дома-разбираемся с материалами в современном стиле. Сначала делается разметка под вертикальные стойки. Просверливаются в них отверстия для установки дюбелей. Вертикальные стойки крепятся к полу и потолку профилированными пластинами и саморезами. Крупные саморезы фиксируют их к стене для придания им прочности. Размеры брусков составляют 40 х 50, 50 х 50 мм. Шаг вертикальных стоек должен быть на 2см меньше, чем ширина утеплителя, чтобы маты плотно прилегали друг к другу, и их не нужно было крепить.

Пароизоляция

Пароизоляция необходима для защиты утеплителя от влаги и водяных паров. Она располагается поверх утеплителя. Ее фиксируют к обрешетке утеплителя строительным степлером. Обязательно нахлесты полотнищ пароизоляции проклеивают специальным двусторонним скотчем для полной герметизации. Сторона укладки не имеет значения. Лучше всего использовать не пленку, а пароизоляционную мембрану. Она обладает высокой воздухопроницаемостью. Благодаря ней воздух свободно движется через стены. Стоит она значительно дороже пленки. Устанавливают ее согласно инструкции производителя.

Отделка

После установки пароизоляции переходят к чистовой отделке. При ее выборе следует не забывать о вентиляции. Главное, чтобы воздух свободно проходил через облицовку. Каркас в дальнейшем может быть использован и для отделки.

Распространенные ошибки при утеплении стен деревянного дома изнутри

Если утепление стен деревянного дома изнутри проводится самостоятельно, то возможны некоторые ошибки, которые могут привести к плачевным результатам.

К наиболее распространенным ошибкам относятся:

  • установка теплоизоляции в старых бревенчатых домах без проверки состояния древесины. Дело в том, что после утепления стен дома добраться до них не будет возможности. В таких зданиях часть древесины может сгнить. Важно заменить дефектные участки. Если в древесине завелся жук, то утеплять дом не стоит, пока не будет вытравлено насекомое. Кроме того, избавиться от жука поможет сильный мороз. Если древесина в хорошем состоянии, то ее обрабатывают антисептиками и антипиренами. После обработки деревянные стены следует тщательно просушить. На влажные деревянные стены укладывать утеплитель нельзя;
  • не уделяется должное внимание конопатке. Конопатка служит не для утепления дома, а для защиты от продувания. Если не заделать бревенчатые стены дома джутом или паклей, то зимой венцы будут промерзать и начнёт образовываться конденсат.
  • игнорирование правил транспортировки и хранения. Важно не намочить утеплитель, иначе он потеряет свои положительные качества. Транспортируется утеплитель в термоусадочной пленке. Снимать ее лучше в помещении за сутки до использования. Хранить следует в месте, в которое не попадают атмосферные осадки;
  • использование не жестких плит, а гибких матов для утепления. Уложенные вертикально гибкие маты могут со временем потерять свою форму и провиснуть. Между матами появляются щели, мостики холода, приводящие к потере тепла в доме. Жесткие плиты прекрасно используются для утепления кровельного пространства и стен дома. Они выдерживают высокие нагрузки. Гибкие же маты можно применять для утепления горизонтальных перекрытий и подпольного пространства. Они сохраняют свои положительные характеристики, не провисают;
  • неправильно выбранная толщина утеплителя. В России очень холодные зимы. Поэтому слой утеплителя в 5см достаточен только для русского юга. В центральной России укладывают 2 слоя утеплителя по 5 см, а на севере необходим трехслойный теплоизоляционный материал. Но в любом случае рассчитывать толщину утеплителя необходимо индивидуально.
Читайте также:
Очистка сточных вод предприятий

Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии

За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.

В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде. Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику. Импульсы поступают на счётный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с зубчатыми передачами на колёсики с цифрами. В случае с более дорогостоящими счётчиками с цифровым дисплеем применяется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышесказанной микросхеме и к цифровому дисплею по определённому интерфейсу, ведёт накопление результата измерения электроэнергии в энергонезависимую память, а также, обеспечивает дополнительный функционал прибора.

Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.

Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, её обвески и узла стабилизатора питания на основе балластового конденсатора. На дополнительной плате размещён светодиод, индицирующий потребляемую нагрузку. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВт*ч. Также есть возможность снимать импульсы с зелёного клеммника, расположенного вверху счётчика. Счётный механизм состоит из семи колёсиков с цифрами, редуктора и электромагнита. На нём отображается посчитанная электроэнергия с точностью до десятых кВт*ч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное отношение 200:1. По моим замечаниям, это означает «200 импульсов на 1 кВт*ч». То есть, 200 импульсов, поданных на электромагнит, поспособствуют прокрутке последнего красного колёсика на 1 полный оборот. Это соотношение кратно соотношению для светодиодного индикатора, что весьма не случайно. Редуктор с электромагнитом размещён в металлической коробке под двумя экранами с целью защиты от вмешательства внешним магнитным полем.

В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754. Рассмотрим её структуру.

На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение). На пины 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению в сети. Через пины 16 и 15 есть возможность устанавливать усиление внутреннего операционного усилителя, отвечающий за ток. Оба сигнала с помощью узлов АЦП преобразуются в цифровой вид и, проходя определённую коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, в результате чего, согласно законам физики, на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности. Данный сигнал поступает на специализированный преобразователь, который формирует готовые импульсы на счётное устройство (пины 23 и 24) и на контрольный светодиод и счётный выход (пин 22). Через пины 12, 13 и 14 конфигурируются частотные множители и режимы вышеперечисленных импульсов.

Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.

Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).

Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.

Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу. Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16). Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.

Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии. Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.

Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.

Читайте также:
Плитка в марокканском стиле: восточные нотки в интерьере

В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всё при этом он находился полностью в рабочем состоянии.

Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.

Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.

За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.

Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».

Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.

Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём. С первых трёх стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1 соответственно, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 служат для получения напряжения питания 5В. Со стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей схемы, выпрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одну точку и поступает на регулятор D4, откуда снимается 5В.

Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей. На пине RC0 МК формирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъёме XT1. Последний реализуется через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счётчика соотношение составляет 400 импульсов на 1 кВт*ч. На практике при испытании данного счётчика (после небольшого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счётного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но через раз (в два раза реже). Это подтверждает соответствие соотношений 400:1 для индикатора и 200:1 для счётного механизма, о чём говорилось ранее.

Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.

Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.

В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности. К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.

Как работает счетчик электроэнергии старого и нового образца

Конструкция индукционного счётчика


Однофазный индукционный счетчик

Основными составными элементами индукционного электросчетчика являются электромагниты напряжения и электрического тока. При их взаимодействии вместе с входящими в них магнитопроводами появляется электромагнитное поле. Через передаточное устройство поле воздействует на алюминиевый диск вращения.

Электромагнит тока при работе испытывает большие нагрузки, поэтому его обмотка изготовлена из проволоки большого сечения. Число витков не превышает тридцати. Проволока равномерно намотана на двух магнитах, которые с помощью зажимов подключены последовательно к сети.

Катушка напряжения параллельно подсоединена к сети и создает электромагнитное поле, прямо пропорциональное действующему напряжению. Обмотка катушки выполнена из тонкой проволоки сечением 0,1…0,15 мм². Число витков может достигать 12000, что позволяет создать индуктивное сопротивление больше, чем активное. Такое устройство позволяет уменьшить расход электроэнергии при работе счетчика.

Все компоненты механического однофазного электросчетчика размещены в пластмассовом корпусе. Данные по расходу электричества за текущий период выводятся на цифровой барабан. Интенсивность расхода энергии можно определить по величине скорости вращения диска.

Как работает индукционный счётчик


Внутреннее устройство индукционного счетчика

Алюминиевый диск индукционного счетчика электрической энергии является подвижным токопроводящим элементом, на который воздействует электромагнитное поле, создаваемое в катушках счетчика. В результате их действия возникает магнитное поле, переменное по направлению и действующее на диск, в котором создаются вихревые токи, совпадающие по направлению с магнитными потоками.

Между вихревыми токами и магнитными потоками происходит взаимодействие, которое создает вращающий момент, меняющийся по величине и приводящий во вращение алюминиевый диск. Между вращающим моментом и суммарным магнитным потоком от двух катушек тока и напряжения создается зависимость, с учетом сдвига фазы на 90º и обратной связью. Для получения сдвига фазы магнитный поток электромагнита напряжения разложен на две части.

Под воздействием вращающего момента диск крутится с частотой в зависимости от величины поступающей энергии. Ось диска связана со счетным устройством цифрового барабана, на котором отражается действительное количество потребляемой энергии.

Принцип работы индукционного счетчика электроэнергии

Стандартное счетное устройство механического прибора учёта – вращающийся алюминиевый диск и специальные цифровые барабаны, которые отражают расход электрической энергии в режиме реального времени.

Читайте также:
Правила землепользования и застройки отдельно приниматься не будут

Принцип работы достаточно прост, и заключается во взаимодействии электромагнитного поля с диском, представляющим собой подвижный токовый проводник. Сохранение стабильной работоспособности индукционного электросчетчика возможно только в условия фазового сдвига, который должен быть равен девяносто градусам.


Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Индукционные приборы имеют катушку напряжения и тока. При этом подключение токовой катушки производится только последовательно, а катушка на напряжение запитывается параллельно. В процессе работы обе катушки формируют электромагнитный поток, который у токовой катушки является неизменно пропорциональным силе тока, а у катушки напряжения – пропорционален напряжению в сети.

Закономерностью принципа работы электрического счётчика индукционного типа является наличие прямой пропорциональности потребляемой мощностью и скорости вращения счётного устройства в виде алюминиевого диска.

Плюсы и минусы приборов

Дисковый электросчетчик старого образца имеет несколько преимуществ перед новыми электронными моделями счетчиков, которые активно внедряются в жилые дома:

  • имеют высокую степень надежности;
  • простая схема исполнения и принцип действия;
  • стоимость электросчетчика старого образца ниже, чем электронного;
  • безразличны к возможным перепадам напряжения электрической сети;
  • обладают длительным сроком эксплуатации.


При низком классе точности электросчетчика потребитель может как переплачивать за электроэнергию, так и недоплачивать

В то же время электромеханические счетчики имеют и ряд недостатков, к которым относятся:

  • Низкий класс точности учета электрической энергии, особенно при малых нагрузках.
  • Для оплаты электроэнергии используется только один тариф, в то время как большинство электрических компаний предоставляет разную стоимость электроэнергии в дневное и ночное время.
  • Возможность остановить вращение диска, и даже отмотать показатели назад, чем могут воспользоваться недобросовестные пользователи. Остановка диска возможна и в случае поломки.

Все недостатки, присущие индукционным изделиям, известны заводам изготовителям. Они постоянно работают над модернизацией и улучшением качества своей продукции, повышая класс точности и срок службы. Однако особенности конструкции не позволяют в полной мере воплотить все эти полезные необходимые условия в устройстве. Поэтому на смену индукционным приборам приходят более совершенные, электронные.

Обозначения на приборной панели электрического счетчика

Товарный знак и логотип завода-изготовителя.

Класс точности прибора.

Номинальный ток — ток, на котором измеряются характеристики счетчика.

Максимально допустимый ток.

Частота переменного тока.

Число оборотов диска на 1 кВт*ч израсходованной электроэнергии.

Направление вращения диска.

Порядковый номер прибора и год его изготовления.

Знак, указывающий, что прибор имеет сертификат качества.

Знак, указывающий, что прибор имеет сертификат и внесен в Государственный реестр средств измерения.

Обозначение примененного в нижнем подшипнике диска опоры из двух камней.

Условное обозначение двойной изоляции, повышающей безопасность прибора.

Знак, указывающий, что счетчик однофазный.

Счетный механизм, показывающий число полных киловатт- часов с десятыми долями (после запятой).

Особенности установки счетчиков

Счетчики должны быть непосредственного включения и иметь пломбу с клеймом госповерителя давностью на момент установки не более: трехфазные — 12 месяцев, однофазные — 2 лет. В жилых зданиях квартирного типа; следует устанавливать один однофазный счетчик на каждую квартиру.

В жилых домах, принадлежащих гражданам на правах | личной собственности, допускается установка трехфазных счетчиков по специальному разрешению энергоснабжающей организации, при этом на осветительную нагрузку устанавливается однофазный счетчик.

Подключение счетчиков в сеть производится в соответствии с принятой схемой (на внутренней стороне крышки 1 зажимной коробки), соблюдая последовательность фаз. В сетях 220 В, в которых предусматривается длительная работа в режиме неравномерных нагрузок фаз, следует применять трехфазные четырехпроводные счетчики.

Для измерения и учета количества электроэнергии в однофазных сетях напряжением 220 В применяются однофазные счетчики типов СО-И446, СО-5У и др., в трехфазных и четырехпроводных сетях используются счетчики серий САЗ и СА4, а также счетчики реактивной энергии серии СР. В настоящее время в домах наиболее распространены счетчики типа СО-И446. Им на смену приходят электронные счетчики.

Щиток счетчика

На щитке счетчика написаны:

обозначение, например, для квартирных счетчиков СО-2, СО-5 и т.п., где буквы СО — счетчик однофазный;

наименование единицы учета электроэнергии, например, киловатт-часы;

номинальное напряжение, например, 220В, ток, например, 5 А, частота — 50 Гц;

максимальный ток, при котором погрешность учета не; выходит из класса точности (см. ниже). Значения токов пишут в строчку.

Пример. На щитке написано 5-15 А. Это обозначает, что 5 А — номинальный, а 15 А — максимальный: токи. В старых счетчиках значение максимального тока указано в скобках, например, 5 (15) А. Если максимальный ток не указан, то счетчик допускает двойную нагрузку, по сравнению с номинальной.

класс точности — арабские цифры в кружке, например, 2,5;

передаточное число счетчика, например 1 кВт-ч = 1250 .оборотов диска. Для удобства счета числа оборотов на ребре диска имеется метка. Стрелка у прорези диска указывает направление вращения (слева направо), при котором показания счетного механизма увеличиваются;

номер счетчика и год его изготовления.

Схема включения счетчика расположена на обратной стороне коробки, с зажимами.

Электронные счетчики электрической энергии (далее ЕС) обладают лучшими метрологическими характеристиками. В основу работы ЭС установлено использование статического преобразователя мощности в постоянное напряжение. При этом применяется двойная модуляция с преобразованием напряжения в частоту электрических импульсов и последующей интеграцией. Структурная схема ЭС активной энергии переменного тока содержит преобразователь мощности в напряжение (ППН), преобразователь напряжения в частоту (ПНЧ) и счетчик импульсов (ЛИ). ППН содержит блоки широтно-импульсной (ШИМ) и амплитудно-импульсной (АИМ) модуляции. На вход блока ШИМ поступает напряжение, пропорциональное току нагрузки Ин, а на вход блока АИМ — напряжение на нагрузке Uн. С помощью схемы ШИМ напряжение U1 преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов переменной длительности. Рисунок 1 — Электронный счетчик энергии переменного тока. Схема функциональная. С изменением величины U1 меняется отношение разности длительностей импульсов Ти и интервалов между ними Тп к их сумме, т.е . где k — постоянный коэффициент; ΔT = Те — Тп — разница длительности импульсов; Т = Те + Тп — период следования импульсов. Поскольку амплитуда импульсов в схеме АИМ изменяется пропорционально напряжению на нагрузке, а их продолжительность функционально связана с током нагрузки, в блоке АИМ производится перемножение входных сигналов.Среднее значение напряжения U3 на выходе схемы АИМ пропорциональное активной мощности Рн. С помощью ПНЧ напряжение U3 преобразуется в частоту импульсов, которая, таким образом, пропорциональна мощности Рн.Выходные импульсы ПНЧ подсчитываются счетчиком импульсов ЛИ, т.е. тем самым осуществляется их интеграция. Следовательно, показания ЛИ пропорциональны активной энергии W. Электронные счетчики активной энергии переменного тока, серийно выпускаемые, имеют класс точности 0,5.

Снятие показаний счетчиков
Для определения расхода электроэнергии, учитываемого универсальным трансформаторным счетчиком за какой-либо промежуток времени, необходимо разность показаний, взятых в начале и в конце этого промежутка, умножить на пересчетный коэффициент. Пересчетный коэффициент kП определяется по формуле (24) где KI — коэффициент трансформации трансформаторов тока; КU — коэффициент трансформации трансформатора напряжения. Согласно требованию ГОСТ на съемных щитках этих счетчиков должны быть надписи «Трансформатор тока», «Трансформатор напряжения», «К….», рядом с которыми абонентом проставляются коэффициенты трансформации и пересчетный коэффициент. Пример 1. Определить расход электроэнергии за месяц. Показания счетчика САЗУ — И670, 1.05 0 ч. 00 мин — 2438.1;.1,06 0 ч. 00 мин — 2462,8. Счетчик включен через трансформаторы тока с КI 150/5 и трансформатор напряжения КU = 6000/100. Пересчетный коэффициент Разность показаний 2462,8 — 2438,1 = 24,7. Расход электроэнергии за месяц Wa=24,7 1800 = 44460 кВт * ч Пересчетный коэффициент трансформаторного счетчика, у которого коэффициенты трансформации, указанные на табличке счетчика, совпадают, с фактическими и равен десятичному коэффициенту. Этот коэффициент (обычно 10 или 100) проставляется на счетчике справа от последнего знака счетного устройства. Если же коэффициенты трансформации установленных измерительных трансформаторов отличаются от указанных на табличке счетчика, то пересчетный коэффициент определяется по формуле: (25) где — коэффициенты трансформации трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, к которым подключен счетчик; — коэффициенты трансформаторов тока и «напряжения, указанные на щитке счетчика. При первой возможности в таких случаях трансформаторные счетчики подлежат замене на универсальные трансформаторные. Пример 2. На щитке счетчика указано: трансформатор тока с KI = 100/5; трансформатор напряжения с КU =3000/100. Счетчик подключен к трансформаторам тока с KI =200/5 и к трансформатору напряжения с KU = 6000/100. Тогда пересчетный коэффициент по (25) По показаниям счетчиков активной и реактивной энергии можно определить, средневзвешенный tg присоединения по формуле (26) где Wa — количество энергии, учтенное счетчиком активной энергии за данный промежуток времени; WP — количество энергии, учтенное счетчиком реактивной энергии за тот же период. Пример 3. За сутки счетчик активной энергии учел расход 18000 кВт*ч, счетчик реактивной энергии 9000 квар*ч. Тогда по (26) Если оба счетчика имеют одинаковое передаточное число и одинаковый пересчетный коэффициент, то это позволяет определить значение tg в данный момент. Для этого необходимо за небольшой промежуток времени (30 — 60 с) одновременно отсчитать число оборотов nP счетчика реактивной энергии и число оборотов nа счетчика активной энергии, тогда (27) При отсутствии счетчика реактивной энергии значение tg может быть определено по одному счетчику активной энергии. Для этого необходимо кратковременно, на 30 — 60 с, снять со счетчика напряжение фазы А и отсчитать число оборотов диска. Затем цепь напряжения фазы А восстанавливается, снимается напряжение с фазы С и отсчитывается число оборотов диска за, то же время. Нагрузка при этом должна быть близка к постоянной. Если обозначить n1 большее число оборотов, a n2 — меньшее, то tg можно определить по формуле (28) Число n2 берется с отрицательным знаком при вращении диска в обратную сторону, что имеет место, если tg >l,73. Пример 4. За 60 с число оборотов диска при отключении фазы A n1 = 33, а при отключении фазы С n2 = 20, тогда по (28) По счетчику активной энергии при наличии секундомера может быть определена активная мощность нагрузки присоединения в данный момент. Для этого необходимо отсчитать число оборотов диска за промежуток времени 30—60 с. Нагрузка при этом не должна существенно изменяться. Тогда мощность нагрузки Р, кВт, определяется по формуле (29) где KI и KU — коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения; n — отсчитанное число оборотов диска; t — время, с; N — передаточное число счетчика. Пример 5. Счетчик с передаточный числом 1 кВт*ч = 2500 оборотов диска подключен к трансформаторам тока с KI = 300/5 и к трансформатору напряжения с КU = 6000/100. Диск счетчика сделал 15 оборотов за 58 с. Активная мощность нагрузки присоединения .равна по (29)
Читайте также:
Отличия индукционной варочной панели от стеклокерамической?

1.Перечислите основные узлы счетчика

2. Приведите схему включения счетчика

3. На шкале счетчика написано: 1 кВт*час – 2500 об.Рассчитайте номинальную постоянную счетчика.

4. Ток в схеме 2.5 А, напряжение 220 В. Сколько оборотов сделает счетчик за 5 минут?

Как работает счетчик электроэнергии старого и нового образца

Конструкция индукционного счётчика


Однофазный индукционный счетчик

Основными составными элементами индукционного электросчетчика являются электромагниты напряжения и электрического тока. При их взаимодействии вместе с входящими в них магнитопроводами появляется электромагнитное поле. Через передаточное устройство поле воздействует на алюминиевый диск вращения.

Электромагнит тока при работе испытывает большие нагрузки, поэтому его обмотка изготовлена из проволоки большого сечения. Число витков не превышает тридцати. Проволока равномерно намотана на двух магнитах, которые с помощью зажимов подключены последовательно к сети.

Катушка напряжения параллельно подсоединена к сети и создает электромагнитное поле, прямо пропорциональное действующему напряжению. Обмотка катушки выполнена из тонкой проволоки сечением 0,1…0,15 мм². Число витков может достигать 12000, что позволяет создать индуктивное сопротивление больше, чем активное. Такое устройство позволяет уменьшить расход электроэнергии при работе счетчика.

Все компоненты механического однофазного электросчетчика размещены в пластмассовом корпусе. Данные по расходу электричества за текущий период выводятся на цифровой барабан. Интенсивность расхода энергии можно определить по величине скорости вращения диска.

Как работает индукционный счётчик


Внутреннее устройство индукционного счетчика

Алюминиевый диск индукционного счетчика электрической энергии является подвижным токопроводящим элементом, на который воздействует электромагнитное поле, создаваемое в катушках счетчика. В результате их действия возникает магнитное поле, переменное по направлению и действующее на диск, в котором создаются вихревые токи, совпадающие по направлению с магнитными потоками.

Между вихревыми токами и магнитными потоками происходит взаимодействие, которое создает вращающий момент, меняющийся по величине и приводящий во вращение алюминиевый диск. Между вращающим моментом и суммарным магнитным потоком от двух катушек тока и напряжения создается зависимость, с учетом сдвига фазы на 90º и обратной связью. Для получения сдвига фазы магнитный поток электромагнита напряжения разложен на две части.

Под воздействием вращающего момента диск крутится с частотой в зависимости от величины поступающей энергии. Ось диска связана со счетным устройством цифрового барабана, на котором отражается действительное количество потребляемой энергии.

Принцип работы индукционного счетчика электроэнергии

Стандартное счетное устройство механического прибора учёта – вращающийся алюминиевый диск и специальные цифровые барабаны, которые отражают расход электрической энергии в режиме реального времени.

Принцип работы достаточно прост, и заключается во взаимодействии электромагнитного поля с диском, представляющим собой подвижный токовый проводник. Сохранение стабильной работоспособности индукционного электросчетчика возможно только в условия фазового сдвига, который должен быть равен девяносто градусам.


Устройство индукционного счетчика электроэнергии

Индукционные приборы имеют катушку напряжения и тока. При этом подключение токовой катушки производится только последовательно, а катушка на напряжение запитывается параллельно. В процессе работы обе катушки формируют электромагнитный поток, который у токовой катушки является неизменно пропорциональным силе тока, а у катушки напряжения – пропорционален напряжению в сети.

Закономерностью принципа работы электрического счётчика индукционного типа является наличие прямой пропорциональности потребляемой мощностью и скорости вращения счётного устройства в виде алюминиевого диска.

Плюсы и минусы приборов

Дисковый электросчетчик старого образца имеет несколько преимуществ перед новыми электронными моделями счетчиков, которые активно внедряются в жилые дома:

  • имеют высокую степень надежности;
  • простая схема исполнения и принцип действия;
  • стоимость электросчетчика старого образца ниже, чем электронного;
  • безразличны к возможным перепадам напряжения электрической сети;
  • обладают длительным сроком эксплуатации.
Читайте также:
Размеры фундамента под колонны: типовые схемы, виды, нагрузки


При низком классе точности электросчетчика потребитель может как переплачивать за электроэнергию, так и недоплачивать

В то же время электромеханические счетчики имеют и ряд недостатков, к которым относятся:

  • Низкий класс точности учета электрической энергии, особенно при малых нагрузках.
  • Для оплаты электроэнергии используется только один тариф, в то время как большинство электрических компаний предоставляет разную стоимость электроэнергии в дневное и ночное время.
  • Возможность остановить вращение диска, и даже отмотать показатели назад, чем могут воспользоваться недобросовестные пользователи. Остановка диска возможна и в случае поломки.

Все недостатки, присущие индукционным изделиям, известны заводам изготовителям. Они постоянно работают над модернизацией и улучшением качества своей продукции, повышая класс точности и срок службы. Однако особенности конструкции не позволяют в полной мере воплотить все эти полезные необходимые условия в устройстве. Поэтому на смену индукционным приборам приходят более совершенные, электронные.

Обозначения на приборной панели электрического счетчика

Товарный знак и логотип завода-изготовителя.

Класс точности прибора.

Номинальный ток — ток, на котором измеряются характеристики счетчика.

Максимально допустимый ток.

Частота переменного тока.

Число оборотов диска на 1 кВт*ч израсходованной электроэнергии.

Направление вращения диска.

Порядковый номер прибора и год его изготовления.

Знак, указывающий, что прибор имеет сертификат качества.

Знак, указывающий, что прибор имеет сертификат и внесен в Государственный реестр средств измерения.

Обозначение примененного в нижнем подшипнике диска опоры из двух камней.

Условное обозначение двойной изоляции, повышающей безопасность прибора.

Знак, указывающий, что счетчик однофазный.

Счетный механизм, показывающий число полных киловатт- часов с десятыми долями (после запятой).

Особенности установки счетчиков

Счетчики должны быть непосредственного включения и иметь пломбу с клеймом госповерителя давностью на момент установки не более: трехфазные — 12 месяцев, однофазные — 2 лет. В жилых зданиях квартирного типа; следует устанавливать один однофазный счетчик на каждую квартиру.

В жилых домах, принадлежащих гражданам на правах | личной собственности, допускается установка трехфазных счетчиков по специальному разрешению энергоснабжающей организации, при этом на осветительную нагрузку устанавливается однофазный счетчик.

Подключение счетчиков в сеть производится в соответствии с принятой схемой (на внутренней стороне крышки 1 зажимной коробки), соблюдая последовательность фаз. В сетях 220 В, в которых предусматривается длительная работа в режиме неравномерных нагрузок фаз, следует применять трехфазные четырехпроводные счетчики.

Для измерения и учета количества электроэнергии в однофазных сетях напряжением 220 В применяются однофазные счетчики типов СО-И446, СО-5У и др., в трехфазных и четырехпроводных сетях используются счетчики серий САЗ и СА4, а также счетчики реактивной энергии серии СР. В настоящее время в домах наиболее распространены счетчики типа СО-И446. Им на смену приходят электронные счетчики.

Щиток счетчика

На щитке счетчика написаны:

обозначение, например, для квартирных счетчиков СО-2, СО-5 и т.п., где буквы СО — счетчик однофазный;

наименование единицы учета электроэнергии, например, киловатт-часы;

номинальное напряжение, например, 220В, ток, например, 5 А, частота — 50 Гц;

максимальный ток, при котором погрешность учета не; выходит из класса точности (см. ниже). Значения токов пишут в строчку.

Пример. На щитке написано 5-15 А. Это обозначает, что 5 А — номинальный, а 15 А — максимальный: токи. В старых счетчиках значение максимального тока указано в скобках, например, 5 (15) А. Если максимальный ток не указан, то счетчик допускает двойную нагрузку, по сравнению с номинальной.

класс точности — арабские цифры в кружке, например, 2,5;

передаточное число счетчика, например 1 кВт-ч = 1250 .оборотов диска. Для удобства счета числа оборотов на ребре диска имеется метка. Стрелка у прорези диска указывает направление вращения (слева направо), при котором показания счетного механизма увеличиваются;

номер счетчика и год его изготовления.

Схема включения счетчика расположена на обратной стороне коробки, с зажимами.

Электронные счетчики электрической энергии (далее ЕС) обладают лучшими метрологическими характеристиками. В основу работы ЭС установлено использование статического преобразователя мощности в постоянное напряжение. При этом применяется двойная модуляция с преобразованием напряжения в частоту электрических импульсов и последующей интеграцией. Структурная схема ЭС активной энергии переменного тока содержит преобразователь мощности в напряжение (ППН), преобразователь напряжения в частоту (ПНЧ) и счетчик импульсов (ЛИ). ППН содержит блоки широтно-импульсной (ШИМ) и амплитудно-импульсной (АИМ) модуляции. На вход блока ШИМ поступает напряжение, пропорциональное току нагрузки Ин, а на вход блока АИМ — напряжение на нагрузке Uн. С помощью схемы ШИМ напряжение U1 преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов переменной длительности. Рисунок 1 — Электронный счетчик энергии переменного тока. Схема функциональная. С изменением величины U1 меняется отношение разности длительностей импульсов Ти и интервалов между ними Тп к их сумме, т.е . где k — постоянный коэффициент; ΔT = Те — Тп — разница длительности импульсов; Т = Те + Тп — период следования импульсов. Поскольку амплитуда импульсов в схеме АИМ изменяется пропорционально напряжению на нагрузке, а их продолжительность функционально связана с током нагрузки, в блоке АИМ производится перемножение входных сигналов.Среднее значение напряжения U3 на выходе схемы АИМ пропорциональное активной мощности Рн. С помощью ПНЧ напряжение U3 преобразуется в частоту импульсов, которая, таким образом, пропорциональна мощности Рн.Выходные импульсы ПНЧ подсчитываются счетчиком импульсов ЛИ, т.е. тем самым осуществляется их интеграция. Следовательно, показания ЛИ пропорциональны активной энергии W. Электронные счетчики активной энергии переменного тока, серийно выпускаемые, имеют класс точности 0,5.

Снятие показаний счетчиков
Для определения расхода электроэнергии, учитываемого универсальным трансформаторным счетчиком за какой-либо промежуток времени, необходимо разность показаний, взятых в начале и в конце этого промежутка, умножить на пересчетный коэффициент. Пересчетный коэффициент kП определяется по формуле (24) где KI — коэффициент трансформации трансформаторов тока; КU — коэффициент трансформации трансформатора напряжения. Согласно требованию ГОСТ на съемных щитках этих счетчиков должны быть надписи «Трансформатор тока», «Трансформатор напряжения», «К….», рядом с которыми абонентом проставляются коэффициенты трансформации и пересчетный коэффициент. Пример 1. Определить расход электроэнергии за месяц. Показания счетчика САЗУ — И670, 1.05 0 ч. 00 мин — 2438.1;.1,06 0 ч. 00 мин — 2462,8. Счетчик включен через трансформаторы тока с КI 150/5 и трансформатор напряжения КU = 6000/100. Пересчетный коэффициент Разность показаний 2462,8 — 2438,1 = 24,7. Расход электроэнергии за месяц Wa=24,7 1800 = 44460 кВт * ч Пересчетный коэффициент трансформаторного счетчика, у которого коэффициенты трансформации, указанные на табличке счетчика, совпадают, с фактическими и равен десятичному коэффициенту. Этот коэффициент (обычно 10 или 100) проставляется на счетчике справа от последнего знака счетного устройства. Если же коэффициенты трансформации установленных измерительных трансформаторов отличаются от указанных на табличке счетчика, то пересчетный коэффициент определяется по формуле: (25) где — коэффициенты трансформации трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, к которым подключен счетчик; — коэффициенты трансформаторов тока и «напряжения, указанные на щитке счетчика. При первой возможности в таких случаях трансформаторные счетчики подлежат замене на универсальные трансформаторные. Пример 2. На щитке счетчика указано: трансформатор тока с KI = 100/5; трансформатор напряжения с КU =3000/100. Счетчик подключен к трансформаторам тока с KI =200/5 и к трансформатору напряжения с KU = 6000/100. Тогда пересчетный коэффициент по (25) По показаниям счетчиков активной и реактивной энергии можно определить, средневзвешенный tg присоединения по формуле (26) где Wa — количество энергии, учтенное счетчиком активной энергии за данный промежуток времени; WP — количество энергии, учтенное счетчиком реактивной энергии за тот же период. Пример 3. За сутки счетчик активной энергии учел расход 18000 кВт*ч, счетчик реактивной энергии 9000 квар*ч. Тогда по (26) Если оба счетчика имеют одинаковое передаточное число и одинаковый пересчетный коэффициент, то это позволяет определить значение tg в данный момент. Для этого необходимо за небольшой промежуток времени (30 — 60 с) одновременно отсчитать число оборотов nP счетчика реактивной энергии и число оборотов nа счетчика активной энергии, тогда (27) При отсутствии счетчика реактивной энергии значение tg может быть определено по одному счетчику активной энергии. Для этого необходимо кратковременно, на 30 — 60 с, снять со счетчика напряжение фазы А и отсчитать число оборотов диска. Затем цепь напряжения фазы А восстанавливается, снимается напряжение с фазы С и отсчитывается число оборотов диска за, то же время. Нагрузка при этом должна быть близка к постоянной. Если обозначить n1 большее число оборотов, a n2 — меньшее, то tg можно определить по формуле (28) Число n2 берется с отрицательным знаком при вращении диска в обратную сторону, что имеет место, если tg >l,73. Пример 4. За 60 с число оборотов диска при отключении фазы A n1 = 33, а при отключении фазы С n2 = 20, тогда по (28) По счетчику активной энергии при наличии секундомера может быть определена активная мощность нагрузки присоединения в данный момент. Для этого необходимо отсчитать число оборотов диска за промежуток времени 30—60 с. Нагрузка при этом не должна существенно изменяться. Тогда мощность нагрузки Р, кВт, определяется по формуле (29) где KI и KU — коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения; n — отсчитанное число оборотов диска; t — время, с; N — передаточное число счетчика. Пример 5. Счетчик с передаточный числом 1 кВт*ч = 2500 оборотов диска подключен к трансформаторам тока с KI = 300/5 и к трансформатору напряжения с КU = 6000/100. Диск счетчика сделал 15 оборотов за 58 с. Активная мощность нагрузки присоединения .равна по (29)
Читайте также:
Особенности выбора бокалов для вина

1.Перечислите основные узлы счетчика

2. Приведите схему включения счетчика

3. На шкале счетчика написано: 1 кВт*час – 2500 об.Рассчитайте номинальную постоянную счетчика.

4. Ток в схеме 2.5 А, напряжение 220 В. Сколько оборотов сделает счетчик за 5 минут?

Принцип работы индукционного счетчика

Цель электросчетчика – осуществлять учет расходованной электроэнергии в квартире, доме, на даче, в гараже и т.д. Электрические счетчики бывают двух видов:

  • Индукционные.
  • Электронное.

Индукционные (механические) электросчетчики


Рис.1. Индукционный однофазный электросчетчик

Счетчики с вращающимся диском знакомы практически каждому. Это те, за прозрачной панелью которых есть вращающееся колесико. Наверняка многие не раз наблюдали за скоростью его вращения — чем выше скорость, тем больше расход энергии. А показания счетчика обозначаются цифрами на специальных барабанах.

Принцип работы таких счетчиков заключается в следующем. В электрическом счетчике имеется 2 катушки (рис. 2 — 1 и 4 указатели) — катушка напряжения (служит ограничителем переменного тока, преградой для помех и пр., создает магнитный поток, соразмерный напряжению) и токовая катушка (создает переменный магнитный поток, соразмерный току).


Рис.2. Принцип работы индукционного электросчетчика

Магнитные потоки, создаваемые катушками, проникают сквозь алюминиевый диск (рис.2, указатель 5). При этом потоки, которые создает токовая катушка, пронизывают диск несколько раз за счет своей U-образной формы. Как следствие, появляются электромеханические силы, которые и вращают диск.

Далее ось диска взаимодействует со счетным механизмом в виде червячной (зубчато-винтовой) передачи (Рис. 3), которая передает необходимые сигналы и информацию на цифровые барабаны. Чем выше крутящий момент диска, тем выше мощность подаваемого сигнала (крутящий момент равнозначен мощности сети), а значит и расход электроэнергии больше.


Рис.3. Червячная передача

Когда мощность подаваемого электромагнитного сигнала снижается, в действие приходит постоянный магнит торможения (Рис.2, указатель 3). Он и выравнивает колебания частоты вращения диска за счет взаимодействия с вихревыми потоками. Магнит создает электромеханическую силу, обратную кручению диска. Это заставляет диск снизить скорость или вообще остановиться.

Эта группа счетчиков наиболее дешевая и простая. Широко использовались индукционные электросчетчики в советское время (и по нынешнее время у большинства в квартирах установлены именно такие приборы). Но постепенно на смену им приходят электронные счетчики за счет ряда недостатков индукционных приборов. Например, индукционный электросчетчик не может снять показания автоматически, а также в показаниях зачастую присутствует погрешность.

Достоинства и недостатки индукционных счетчиков

Достоинства
  1. Надежны в использовании
  2. Многoлетний срок эксплуатации счетчика
  3. Независимость от перепадов электрoэнергии
  4. Дешевле электронных
Недостатки
  1. Класс точнoсти достаточно низок — 2,0; 2,5
  2. Практически oтсутствует защищенность от хищения электрической энергии
  3. Высокое собственное потребление тока
  4. При малых нагрузках вырастает погрешность (чем меньше класс точности, тем больше погрешность)
  5. При учете нескольких типов электроэнергии (активной и реактивной) возникает необходимость использования нескольких приборов учета энергии
  6. Энергоучет ведется в одном направлении
  7. Крупные габариты приборов

Установка

Для начала нужно определиться с местом крепления прибора и приобрести необходимые инструменты.

В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное. Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.

Как работает индукционный счётчик

Суть работы индукционных счетчиков электроэнергии, основан на таком принципе, когда на движущуюся деталь в одно время воздействует крутящийся и затормаживающий момент. Данный момент имеет пропорцию величине учёта, момент торможения имеет пропорцию скорости раскрутки движущейся части. Состоит индукционный однофазный счетчик электроэнергии из нескольких элементов:

  • Катушки напряжения, что расположили на магнитопроводе;
  • Диск вращения из алюминия;
  • Передаточный механизм устройства учёта;
  • Катушки тока на магнитопроводе;
  • Постоянный магнит.

Сделана катушка из провода с большим сечением, что может выдерживать большую нагрузку. Витки на катушки имеются в небольших количествах, обычно 13-30 витков на катушке. Распределены они в равномерном положении на двух стержнях магнитопровода, что имеет U форму и сделан из электротехнической стали. Сердцевина работает для создания определённой концентрации магнитного потока, который пересекает счётный диск и вращает его.

Читайте также:
Отличия индукционной варочной панели от стеклокерамической?

Подсоединяется обмотка напряжения на фазу напряжения сети и всегда имеет работоспособное состояние, наравне с потребителем, из-за этого она имеет название параллельной цепи. Катушка напряжения требуется для производства магнитного потока, который будет пропорционален сетевому напряжению. Она имеет определённые конструктивные отличия от катушки тока тем, что имеет больше витков, около 8000 – 12 000 и небольшим сечением проводника 0.1 – 0.15 мм2. В большом количестве витки создают более высокое индуктивное сопротивление, чем имеет активное сопротивление обмотки, что является довольно важным для соблюдения правила сдвига на 90° и даёт возможность уменьшит потребление электроэнергии, на однофазном счётчике.

Магнитный поток катушки тока и катушки напряжения, что проходят по диску, образуют в нём трансформационные токи, за счёт чего создаётся вращающийся момент. Чтобы создать противодействующий момент, что будет пропорционален скорости движения диска, используются постоянные тормозные магниты, чей магнитный поток пересекает крутящийся диск из электропроводящего материала.

Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.

Для более точной настройки на счётчиках используют специальные устройства для регулировки. Данные приборы – это короткозамкнутые медные, алюминиевые витки, или обмотка из витков провода из меди, что замкнут на настраиваемое сопротивление.

Принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно индукционные счетчики были неотъемлемой частью электрических сетей в квартирах. Счетное устройство в этих приборах представлено вращающимся алюминиевым диском и цифровыми барабанами, отображающими показатели расхода электроэнергии в реальном времени.

Принцип действия подобных устройств достаточно простой. Электромагнитное поле, возникающее в катушках счетчика, взаимодействует с диском, выполняющим функцию подвижного токопроводящего элемента. В однофазном индукционном счетчике выполняется параллельное подключение одной из катушек к обмотке напряжения, которая служит сетью переменного тока. Другая катушка подключается последовательно на участке между обмоткой тока или нагрузкой и генератором электроэнергии.

Действие токов, протекающих по обмоткам, приводит к созданию переменных магнитных потоков, пересекающих вращающийся диск. Их величина составляет пропорцию между потребляемым током и входным напряжением. В соответствии с законом электромагнитной индукции в самом диске происходит возникновение вихревых токов, протекающих по направлению магнитных потоков.

Вихревые токи и магнитные потоки начинают взаимодействовать между собой в диске. В результате, появляется электромеханическая сила, которая и приводит к созданию вращающегося момента. Таким образом, возникает пропорция между полученным вращающимся моментом и произведением двух магнитных потоков, возникающих в обмотках тока и напряжения, умноженных на синус сдвига фазы между ними.

Нормальная работа индукционного электросчетчика возможна только при условии фазового сдвига, равного 90 градусам. Такой сдвиг можно получить, разложив магнитный поток обмотки напряжения на две части. Получается, что диск прибора вращается с частотой, пропорциональной активно потребляемой мощности. Поэтому непосредственный расход электроэнергии будет находиться в пропорции с количеством оборотов диска. Полученные данные о потреблении передаются на механическое счетное устройство, ось которого связана с осью подвижного диска с помощью зубчатой передачи. Такая конструкция обеспечивает синхронное вращение обоих элементов.

Снятие показаний

Общие показатели расхода электрической энергии определяются на шкале значений всеми цифрами, расположенными до запятой. Последнее число, которое выделяется рамкой красного цвета, отображает десятые доли одного киловатта, и при выполнении расчётов не учитывается.

Оплата счёта за израсходованное количество кВт осуществляется в соответствии с тарифами, которые устанавливаются в каждом регионе индивидуально.

Безусловно, индукционные счетчики имеют большой ресурс эксплуатации и на их работоспособность не оказывают влияния как скачки напряжения в сети, так и качество передаваемого тока, но сэкономить на оплате электроэнергии за счёт многотарифной системы расчёта, увы, не получится.

ОТОПЛЕНИЕ МОСКВА . ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО РАБОТ

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ имеет год основания 1999г. Сотрудники компании имеют Московскую прописку и славянское происхождение, оплата происходит любым удобным способом, при необходимости предоставляются работы в кредит.

Россия, Москва, Строительный проезд, 7Ак4

Офис компании расположен рядом с районами: Митино, Тушино, Строгино, Щукино.

Ближайшее метро: Тушинская, Сходненская, Планерная, Волоколамская, Митино.

Рядом расположены шоссе: Волоколамское шоссе, Пятницкое шоссе, Ленинградское шоссе.

Принцип работы индукционного счетчика

Цель электросчетчика – осуществлять учет расходованной электроэнергии в квартире, доме, на даче, в гараже и т.д. Электрические счетчики бывают двух видов:

  • Индукционные.
  • Электронное.

Индукционные (механические) электросчетчики


Рис.1. Индукционный однофазный электросчетчик

Счетчики с вращающимся диском знакомы практически каждому. Это те, за прозрачной панелью которых есть вращающееся колесико. Наверняка многие не раз наблюдали за скоростью его вращения — чем выше скорость, тем больше расход энергии. А показания счетчика обозначаются цифрами на специальных барабанах.

Принцип работы таких счетчиков заключается в следующем. В электрическом счетчике имеется 2 катушки (рис. 2 — 1 и 4 указатели) — катушка напряжения (служит ограничителем переменного тока, преградой для помех и пр., создает магнитный поток, соразмерный напряжению) и токовая катушка (создает переменный магнитный поток, соразмерный току).


Рис.2. Принцип работы индукционного электросчетчика

Магнитные потоки, создаваемые катушками, проникают сквозь алюминиевый диск (рис.2, указатель 5). При этом потоки, которые создает токовая катушка, пронизывают диск несколько раз за счет своей U-образной формы. Как следствие, появляются электромеханические силы, которые и вращают диск.

Далее ось диска взаимодействует со счетным механизмом в виде червячной (зубчато-винтовой) передачи (Рис. 3), которая передает необходимые сигналы и информацию на цифровые барабаны. Чем выше крутящий момент диска, тем выше мощность подаваемого сигнала (крутящий момент равнозначен мощности сети), а значит и расход электроэнергии больше.


Рис.3. Червячная передача

Когда мощность подаваемого электромагнитного сигнала снижается, в действие приходит постоянный магнит торможения (Рис.2, указатель 3). Он и выравнивает колебания частоты вращения диска за счет взаимодействия с вихревыми потоками. Магнит создает электромеханическую силу, обратную кручению диска. Это заставляет диск снизить скорость или вообще остановиться.

Эта группа счетчиков наиболее дешевая и простая. Широко использовались индукционные электросчетчики в советское время (и по нынешнее время у большинства в квартирах установлены именно такие приборы). Но постепенно на смену им приходят электронные счетчики за счет ряда недостатков индукционных приборов. Например, индукционный электросчетчик не может снять показания автоматически, а также в показаниях зачастую присутствует погрешность.

Читайте также:
Преимущества кредитования под залог недвижимости

Достоинства и недостатки индукционных счетчиков

Достоинства
  1. Надежны в использовании
  2. Многoлетний срок эксплуатации счетчика
  3. Независимость от перепадов электрoэнергии
  4. Дешевле электронных
Недостатки
  1. Класс точнoсти достаточно низок — 2,0; 2,5
  2. Практически oтсутствует защищенность от хищения электрической энергии
  3. Высокое собственное потребление тока
  4. При малых нагрузках вырастает погрешность (чем меньше класс точности, тем больше погрешность)
  5. При учете нескольких типов электроэнергии (активной и реактивной) возникает необходимость использования нескольких приборов учета энергии
  6. Энергоучет ведется в одном направлении
  7. Крупные габариты приборов

Установка

Для начала нужно определиться с местом крепления прибора и приобрести необходимые инструменты.

В магазинах продают как полные комплекты для установки счетчика, так и отдельные детали. Выбор материалов зависит от модели прибора и от особенностей подключения.

Расположение счетчика обязательно вертикальное. Местом крепления может быть деревянный (металлический) лист или специальный защищенный короб. Прибор обязательно должен находиться в зоне свободного визуального контроля.

Перед установкой следует изучить общую схему электропроводки. Это позволит правильно определить тип и количество автоматических выключателей, а также мощность групп потребителей.

Как работает индукционный счётчик

Суть работы индукционных счетчиков электроэнергии, основан на таком принципе, когда на движущуюся деталь в одно время воздействует крутящийся и затормаживающий момент. Данный момент имеет пропорцию величине учёта, момент торможения имеет пропорцию скорости раскрутки движущейся части. Состоит индукционный однофазный счетчик электроэнергии из нескольких элементов:

  • Катушки напряжения, что расположили на магнитопроводе;
  • Диск вращения из алюминия;
  • Передаточный механизм устройства учёта;
  • Катушки тока на магнитопроводе;
  • Постоянный магнит.

Сделана катушка из провода с большим сечением, что может выдерживать большую нагрузку. Витки на катушки имеются в небольших количествах, обычно 13-30 витков на катушке. Распределены они в равномерном положении на двух стержнях магнитопровода, что имеет U форму и сделан из электротехнической стали. Сердцевина работает для создания определённой концентрации магнитного потока, который пересекает счётный диск и вращает его.

Подсоединяется обмотка напряжения на фазу напряжения сети и всегда имеет работоспособное состояние, наравне с потребителем, из-за этого она имеет название параллельной цепи. Катушка напряжения требуется для производства магнитного потока, который будет пропорционален сетевому напряжению. Она имеет определённые конструктивные отличия от катушки тока тем, что имеет больше витков, около 8000 – 12 000 и небольшим сечением проводника 0.1 – 0.15 мм2. В большом количестве витки создают более высокое индуктивное сопротивление, чем имеет активное сопротивление обмотки, что является довольно важным для соблюдения правила сдвига на 90° и даёт возможность уменьшит потребление электроэнергии, на однофазном счётчике.

Магнитный поток катушки тока и катушки напряжения, что проходят по диску, образуют в нём трансформационные токи, за счёт чего создаётся вращающийся момент. Чтобы создать противодействующий момент, что будет пропорционален скорости движения диска, используются постоянные тормозные магниты, чей магнитный поток пересекает крутящийся диск из электропроводящего материала.

Образующиеся в диске токи резания, всегда соблюдают скорость вращения пропорционально диска. То есть когда счётчик работает, он соблюдает определённую закономерность,чем большая мощность потребления, тем более быстро будет происходить вращение диска по его оси. Момент противодействия, что образуется при взаимодействии магнитного потока с дисковым током, всегда будет пропорционален скорости вращения. Когда диск проходит волну, что создаёт тормозной магнит, на нём наводится ЭДС резания, что идёт от середины диска. Потоковая сила тормозного магнита при взаимодействии с током диска имеет прямую пропорциональность ЭДС резания и имеет направление против движения диска. Замедляющий процесс зависит от дальности магнита от центра диска, определяется как произведение плеча на значение силы. То есть регулировка быстроты кручения происходит путём перемещения магнита, что позволяет настроить его в зависимости от передаточного числа.

Для более точной настройки на счётчиках используют специальные устройства для регулировки. Данные приборы – это короткозамкнутые медные, алюминиевые витки, или обмотка из витков провода из меди, что замкнут на настраиваемое сопротивление.

Принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно индукционные счетчики были неотъемлемой частью электрических сетей в квартирах. Счетное устройство в этих приборах представлено вращающимся алюминиевым диском и цифровыми барабанами, отображающими показатели расхода электроэнергии в реальном времени.

Принцип действия подобных устройств достаточно простой. Электромагнитное поле, возникающее в катушках счетчика, взаимодействует с диском, выполняющим функцию подвижного токопроводящего элемента. В однофазном индукционном счетчике выполняется параллельное подключение одной из катушек к обмотке напряжения, которая служит сетью переменного тока. Другая катушка подключается последовательно на участке между обмоткой тока или нагрузкой и генератором электроэнергии.

Действие токов, протекающих по обмоткам, приводит к созданию переменных магнитных потоков, пересекающих вращающийся диск. Их величина составляет пропорцию между потребляемым током и входным напряжением. В соответствии с законом электромагнитной индукции в самом диске происходит возникновение вихревых токов, протекающих по направлению магнитных потоков.

Вихревые токи и магнитные потоки начинают взаимодействовать между собой в диске. В результате, появляется электромеханическая сила, которая и приводит к созданию вращающегося момента. Таким образом, возникает пропорция между полученным вращающимся моментом и произведением двух магнитных потоков, возникающих в обмотках тока и напряжения, умноженных на синус сдвига фазы между ними.

Нормальная работа индукционного электросчетчика возможна только при условии фазового сдвига, равного 90 градусам. Такой сдвиг можно получить, разложив магнитный поток обмотки напряжения на две части. Получается, что диск прибора вращается с частотой, пропорциональной активно потребляемой мощности. Поэтому непосредственный расход электроэнергии будет находиться в пропорции с количеством оборотов диска. Полученные данные о потреблении передаются на механическое счетное устройство, ось которого связана с осью подвижного диска с помощью зубчатой передачи. Такая конструкция обеспечивает синхронное вращение обоих элементов.

Снятие показаний

Общие показатели расхода электрической энергии определяются на шкале значений всеми цифрами, расположенными до запятой. Последнее число, которое выделяется рамкой красного цвета, отображает десятые доли одного киловатта, и при выполнении расчётов не учитывается.

Оплата счёта за израсходованное количество кВт осуществляется в соответствии с тарифами, которые устанавливаются в каждом регионе индивидуально.

Безусловно, индукционные счетчики имеют большой ресурс эксплуатации и на их работоспособность не оказывают влияния как скачки напряжения в сети, так и качество передаваемого тока, но сэкономить на оплате электроэнергии за счёт многотарифной системы расчёта, увы, не получится.

ОТОПЛЕНИЕ МОСКВА . ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО РАБОТ

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ имеет год основания 1999г. Сотрудники компании имеют Московскую прописку и славянское происхождение, оплата происходит любым удобным способом, при необходимости предоставляются работы в кредит.

Россия, Москва, Строительный проезд, 7Ак4

Офис компании расположен рядом с районами: Митино, Тушино, Строгино, Щукино.

Ближайшее метро: Тушинская, Сходненская, Планерная, Волоколамская, Митино.

Рядом расположены шоссе: Волоколамское шоссе, Пятницкое шоссе, Ленинградское шоссе.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: