Átfogó útmutató az áramfogyasztás mérésére lakatfogóval és okosmérőkkel

Az energia szolgáltatás modernizációjában jelentős változások vannak folyamatban, melyek lehetővé teszik, hogy az ügyfelek aktív és tudatos szereplőjévé váljanak az energia felhasználásnak. Az energiafogyasztás pontos és biztonságos mérése kulcsfontosságú mind a háztartások, mind az ipari felhasználók számára. Ehhez nyújtanak nélkülözhetetlen segítséget a modern mérőműszerek, mint például a lakatfogók és az okosmérők.

Mi a lakatfogó és hogyan működik?

A lakatfogós árammérők évtizedek óta a villamos szakma alapvető eszközei. A lakatfogó, más néven Reich-fogó, az áramváltó elvén működő olyan árammérő, amellyel az áramkör megbontása nélkül lehet egy vezetékben áramot mérni, ezt nevezzük nyitott áramváltónak.

A lakatfogós mérőműszer egy fém gyűrűvel ellátott eszköz, amely két tekercs körül rögzíthető. Az első (az elsődleges áramkör) az a vezeték, amelyben az áram folyik. A második (a szekunder áramkör) a mérőben van. A szekunder áramkör sokkal nagyobb számú tekercsfordulatból áll, így az áramló áram csökken, és könnyen, biztonságosan mérhető.

Az áram mérése lakatfogó segítségével igazán egyszerű. A mérőszondát a tesztelt áramkör vezetéke köré kell szorítani, és a gombot megfelelően be kell állítani az áram típusától függően: AC vagy DC.

Egyen- és váltakozó áram mérése: A Hall-effektus szerepe

Váltakozó áram vagy feszültség a lakatfogós multiméterrel a vezeték megbontása nélkül mérhető. A primer tekercs szerepét maga a vezeték játssza, a szekunder tekercs pedig egyenirányítón keresztül csatlakozik a lengőtekercses műszerhez.

Ignis akkumulátor vásárlás

A modern lakatfogók DC mérésekhez is használhatók. Mindez a Hall-effektus miatt lehetséges, amely lehetővé teszi a mágneses tér intenzitásának mérését. A Hall-szonda mágneses tér érzékelésére és mérésére alkalmas félvezető eszköz. A hasáb formájú félvezető kristálylap négy oldallapján egy-egy elektróda van. Az egymással szemben lévő egyik elektróda páron át állandó nagyságú áramot hozunk létre (mérő áram), miközben az erre merőleges másik elektróda páron feszültséget mérünk (Hall feszültség).

Pontosság és megbízhatóság: A TRMS mérési elv

Általános alkalmazástechnikai probléma a felharmonikusokkal terhelt, azaz nem szinuszos áramok mérése. Manapság a villamos hálózaton rengeteg nemlineáris terhelés van, például kapcsolóüzemű tápegységek (az összes számítógép és informatikai eszköz), a fázishasításos elven működő teljesítményszabályozók, egyenirányítók és a frekvenciaváltós vezérlések. Ezek hatására megnő a hálózat felharmonikus-tartalma, melyek mérése és értékelése rendkívül fontos.

A gond az, hogy a régebbi, szokásos konstrukciójú, alsó árszegmensbe tartozó lakatfogók átlagértéket mérnek, és azt egy 1,1-es konstanssal szorozzák, mert a szinuszos jelalak RMS- és átlagértéke között ez a viszony. Sajnos ez a számítás csak szinuszjelre igaz. Torzult jel esetén a hiba akár 30-40% is lehet.

A TRMS (True RMS - Valódi Effektív Érték) mérési elv ma már alapelvárás, ha pontosan szeretnénk meghatározni az effektív áramértéket akár erősen torzult jelalak mellett is. Torz hullámjelű áram esetén célszerű megtudni, hogy a mérőnek van-e valódi effektív érték (True RMS) mérés funkciója, melyet általában a műszeren a TRMS felirat jelez. Ez a funkció sokkal megbízhatóbb eredményt ad, ha a hullámalak torzult. Érdemes olyan műszert választani, amely legalább 3,5-es Crest Factor (csúcstényező) értékig képes megbízhatóan mérni.

Mérési tartományok és típusok

A lakatfogó multimétereknél az árammérés felső határa jellemzően 20-40 A-től 2-3 kA-ig terjed. Bár a katalógusadatokban látványos, 1000 A feletti felső határok szerepelnek, ez még nem teszi alkalmassá a mindennapi feladatokra. A kisáramú mérések legalább ennyire fontosak, és a mágnesanyagok fizikai tulajdonságai miatt általában egy „legkisebb mérhető áram”-nak is szerepelnie kell, mely alatt már csak indikálásról beszélhetünk. A várható feladatok ismeretében kell műszert választani: minél szélesebb tartományban specifikált és minél több méréshatárban dolgozó eszközt. El kell azt is fogadni, hogy ha mA-es, pár A-es nagyságrendben is szükséges mérni, akkor arra külön eszköz kell.

Fiat Punto diagnosztizálása és javítása

Flexibilis lakatfogók

Váltakozó áram mérésére sokszor flexibilis lakatfogókat alkalmazunk. Ezek a lakatfogók könnyen befűzhetők nehezen hozzáférhető helyekre, sínek mögé, vagy nagyobb méretük miatt egyszerre több vezető mérésére is alkalmasak. Hasznos és univerzális tartozékai lehetnek speciális mérőműszereknek, például hálózati analizátoroknak vagy egyszerű digitális árammérőknek is. Az előbbi rövid idejű méréseken és ideiglenesen telepített megoldásokon túl manapság egyre nő az igény a hagyományos áramváltós rendszerek kiváltására is. Flexibilis lakatfogókkal és megfelelő mérőátalakítókkal már 1 A-es kimenet is elérhető, amelyet a legtöbb digitális fogyasztásmérő fogadni tud.

Biztonsági szempontok és CAT kategóriák

Az elektromos méréseknél a biztonság kiemelt fontosságú. A lakatfogós ampermérő használatának fő előnye, hogy az eljárás nem invazív. A mérést akár a működő gépen is el lehet végezni, a tápkörben keletkező interferencia nélkül. A mérés invazivitása miatt a kezelő nincs közvetlenül kitéve az elektromos áram hatásának.

Az újabb fotovoltaikus rendszerek DC oldali feszültsége akár 1500 V DC-t is elérhet. A hagyományos lakatfogók ebben a tartományban már nem használhatók biztonságosan. Célszerű olyan típusra váltani, amely CAT IV 1000 V és CAT III 1500 V DC környezetben is megállja a helyét. Minden mérésnek meg kell felelnie az EN61010 szabványoknak (pl. EN61010 1000V CAT II és EN61010 600V CAT III).

Fejlett funkciók és alkalmazások

A modern lakatfogók számos kiegészítő funkcióval rendelkeznek, amelyek túlmutatnak az egyszerű árammérésen.

Multiméter funkciók

Számos lakatfogó nem csupán az árammérésekhez, hanem hagyományos multiméterként is használható. A további tesztvezeték-foglalatoknak köszönhetően például az áramkör-folytonossági vagy diódateszt is elvégezhető. További funkciói a multimétereknek a kapacitás, a frekvencia, a hőmérséklet és bizonyos tranzisztorparaméterek mérése. Speciális szolgáltatása lehet a digitális multiméternek az automatikus méréshatár váltás és a kitöltési tényező mérése.

Gyakorlati útmutató: Prius csomagtér ajtó kinyitása

Adatrögzítés és kommunikáció

A Bluetooth-on keresztüli kapcsolat, a valós idejű naplózás vagy a számítógépes szoftverrel való kiértékelés egyre több helyen nem kényelmi funkció, hanem dokumentációs és hibakövetési előírás. Például egy ipari berendezés vagy napelemes rendszer rendszeres karbantartásánál fontos, hogy a mért adatok visszakereshetők legyenek, vagy hogy hiba esetén pontosan rekonstruálható legyen a rendszer viselkedése az adott időszakban. A lakatfogók általában rendelkeznek egy adatkimerevítés-funkció gombbal. Sok esetben rendelkeznek memóriával és interfésszel (általában RS232) is. A memória mérete típustól függően akár 8000 érték is lehet. Ez lehetővé teszi a mérési adatok számítógépes kiértékelését, amihez általában megfelelő szoftver is jár a lakatfogóval együtt.

Bekapcsolási áram mérése

A motorok indításakor fellépő áramcsúcs rövid ideig ugyan, de jelentősen meghaladhatja a névleges értéket. Villanymotorok esetén igen gyakori a bekapcsolási áramhatás. Előfordul, hogy rosszul tervezett elektromos vezetékrendszerek esetén a motor bekapcsolása aktiválhatja a biztosítékot. Mindezt a bekapcsolási áram okozza - amikor a motor beindul, sokkal magasabb áramot vesz fel, mint a szokásos üzemi áram, vagy a stabil üzemmódban lévő motor. A hatás meglehetősen rövid ideig tart. Háromfázisú motor esetében például 75-150ms, de az áram 500-1200% -kal nőhet, ami súlyos problémákat és meghibásodásokat okozhat. Tipikus példa egy nagyobb ventilátor vagy szivattyú indítása, ahol az első másodperc töredékében akár négyszeres áramcsúcs is jelentkezhet. Ha nem érzékeljük pontosan, a védelem tévesen aktiválódhat - vagy épp nem lép fel időben. Mindemellett a villanymotorok karbantartása során szükség van a bekapcsolási áram mérésére.

A bekapcsolási áram hatása a kapcsolóüzemű, átalakító alapú tápegységekben is jelentkezik. Az ilyen eszközöknek alapvető fontosságú elemei vannak a bemeneten, nevezetesen egyenirányítók és kondenzátor alapú szűrők. A tápellátás bekapcsolásakor a bemeneten lévő kisütött kondenzátorok kis impedanciával rendelkeznek, ami rövid túlterhelést okoz - az átfolyó áram beáramlását. A kondenzátorok töltési ideje rövid, de az akkor beömlő áram akár több tucat ampert is elérhet a csúcsponton. Gyakran további NTC termisztor is található a tápvezetékben, ami a kezdeti ellenállás miatt csökkentheti a bekapcsolási áramot. Amíg a tápellátás be van kapcsolva, a termisztor felmelegszik és ellenállása csökken, korlátozva az áramveszteséget. Sajnálatos módon sok gyártó szükségtelennek tartja az NTC termisztorokat, és a költségek csökkentése érdekében azokat nem építik be a készülékeikbe. Ha tápegységet kell választania, tanácsos kideríteni, hogy a kiválasztott modell rendelkezik-e beépített termisztorral.

Szivárgó áram mérése

A szivárgó áram mérése egy speciális feladat, amelyet a szabvány által előírt ellenőrzéseknél alkalmazunk. A mini lakatfogók általában 10 µA-től mérnek néhány amperig. A szivárgó áram mérése lakatfogóval egyszerű: a fázis és nulla vezetőket együtt kell befogni a lakatfogó mérőfejében. Ideális esetben a mérő nullát mutat. A különbség a szivárgó áram.

Jelalak elemzése

Kisfeszültségű hálózatokon zavarok, tüskék, illetve gyorsan változó impulzusok jelentkezhetnek, melyek akár kV-os tartományba is eshetnek. Ezek a jelenségek befolyásolhatják a fogyasztók működését. A hálózati feszültség vagy az áram jelalakjának vizsgálata egyes lakatfogók esetén analóg kimeneten keresztül is megvalósítható, amely feszültségjelalak formájában oszcilloszkóppal vizsgálható.

Lakatfogó kiválasztása

A lakatfogó kiválasztásánál ma már nem elég a jó márkára vagy a megszokott típusra hagyatkozni. Ismerni kell a mérési feladat részleteit, és ennek megfelelően kell eszközt választani. A gyakorlatban előforduló típusoknál az átfogható vezető átmérője általában 60-70 mm, amely méret általában az 1000-3000 A-t mérő modelleknél fordul elő. Ha nagy méretet kell választanunk, akkor kis keresztmetszetű vezető mérésekor különösen törekedni kell arra, hogy a vezető a lakatfogó karjai által körülölelt terület közepén (vagy a megjelölt pozícióban) és annak síkjára merőlegesen haladjon át a mérőnyíláson.

Példák lakatfogó modellekre

Az alábbiakban néhány gyakori lakatfogó modell és azok főbb tulajdonságai kerülnek bemutatásra:

Az energiafogyasztás modern mérése: Okosmérők

Az okos, vagy más néven smart fogyasztásmérő berendezésnek nevezzük az olyan mérőt, mely kétirányú kommunikáció mellett a negyedórás fogyasztási, termelési adatokat és a készülék vezérlési, kapcsolási lehetőségét is biztosítja. Az okosmérők részét képezhetik a smart otthonoknak, ahol lehetőség nyílik a mérők és egyéb elektronikai berendezések, biztonságtechnikai eszközök intelligens összekapcsolására.

Az okos mérési rendszer esetén az okos mérők által mért fogyasztási, betáplálási adatok automatikusan jutnak el az elosztó adatközpontjába. Az adatok zárt rendszerű (nem nyilvános) telekommunikációs hálózaton keresztül kerülnek az elosztói engedélyes mérési központjába, mely feldolgozza, tárolja azokat és továbbítja a számlázási rendszer, valamint a kereskedők, valamint a rendszerirányító részére. Így akár az is lehetséges, hogy mérőállás diktálása nélkül a tényleges havi fogyasztása alapján kapja meg áramszámláit. A rendszerben rögzített adatokat pedig akár a mérőn, akár egy regisztrációt igénylő internetes felületen is meg tudja tekinteni. A helyszíni leolvasás kivezetése ezen mérők esetében folyamatosan valósul meg.

Az okosmérők segítségével folyamatosan nyomon követhető az elfogyasztott, vagy visszatáplált villamos energia mennyisége és költsége egyaránt. Megfigyelhető, hogy mennyit fogyasztanak az elektromos berendezések, vagy hogy mennyit jelent, ha használaton kívül kikapcsolja (áramtalanítja) a készülékeket, ugyanis berendezések készenléti állapotban is fogyaszthatnak.

tags: #aram #fogyasztas #mero #lakatfogo #információ

• tudjon meg többet a Renault Trafic III külső tükrökről
• Yaris futómű fontossága
• tudnivalók a Suzuki Swift II autókulcsokról
• A Renault kúpgörgős csapágyak megbízhatósága
• Bal első lámpa kiszerelése 307-es Peugeot-ból