Шунт для счетчика ватт-часов

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к конструкции шунтов, применяемых в измерительных схемах электронных приборов, в частности в счетчиках ватт-часов.
Известен шунт для счетчика ватт-часов [1], содержащий пару параллельно расположенных между собой токовых контактов и припаянный перпендикулярно к ним резистивный элемент.
На свободных концах токовых контактов выполнены сквозные отверстия.
Недостатком такого шунта являются его сравнительно большие габариты, вызывающие некоторое неудобство при его встраивании в электронные приборы и соответствующее увеличение их габаритов.
Более компактен принятый за первый прототип полезной модели, шунт для счетчика ватт-часов [2], содержащий пластину, составленную из расположенных последовательно друг за другом и спаянных между собой 3-х частей. При этом крайние части пластины выполнены с функцией токовых контактов и в них расположены сквозные отверстия, а средняя часть пластины выполнена сплошной и с функцией резистивного элемента.
Однако недостатком шунта-прототипа [2] является низкая его эффективность применения в электронных приборах из-за невозможности обеспечения им самоподавления мешающих токов, наведенных переменным магнитным полем на электроприбор при воздействии злоумышленником, на счетчик ватт-часов.
Задачей полезной модели является повышение эффективности применения шунта для счетчика ватт-часов за счет достижения технического результата - обеспечение самоподавления мешающих токов, наведенных переменным магнитным полем, что направлено на предотвращение воровства электроэнергии с помощью такого счетчика.
Поставленная задача решается тем, что шунт 1 (фиг. 1 и 2), содержащий пластину 2, составленную из расположенных последовательно друг за другом и спаянных между собой трех частей 3-5, при этом крайние части 3,4 пластины 2 выполнены с функцией токовых контактов и в них расположены сквозные отверстия 6, а средняя часть 5 пластины 2 выполнена с функцией резистивного элемента, имеются отличительные признаки: сквозные отверстия 6 продолжены и в среднюю часть 5 пластины 2, в которой между ними расположено дополнительное отверстие 7.
Выполнение сквозных отверстий 6 с продолжение и в среднюю часть 5 пластины 2 позволит изменить характер протекания токов по ее участкам, что даст предпосылку на самоподавление мешающих токов самим шунтом 1, будучи установленным в электронный измерительный прибор, на который будет наведено переменное магнитное поле.
Расположение между сквозными отверстиями 6 на средней части 5 пластины 2 дополнительного отверстия 7 направлено на создание трех контуров прохождения токов и создания дополнительных участков (перемычек 11) в пластине 2, по которым будут вынуждены проходить токи помехи, причем в направлении, противоположном направлению токам нагрузки. Это в сумме даст нулевой результат по созданию напряжения электромагнитного поля от воздействия на шунт 1 внешнего источника помех 29, т.е. будет происходить самоподавление мешающих токов самим шунтом 1.
Дополнительные отличительные признаки для полезной модели (фиг. 2):
- крайние части 3,4 пластины 2 удлинены и снабжены с противоположных между ними боков г-образной выемкой 8;
- при этом свободный конец 9 крайней части 4 пластины 2 загнут под тупым углом а к ее плоскости и на боковом торце такого свободного конца 9 со стороны г-образной выемки 8 расположен изогнутый в сторону к средней части 5 пластины 2 штырек 10.
- сквозными отверстиями 6 и дополнительным сквозным отверстием 7 в средней части 5 пластины 2 образованы перемычки 11, которые выполнены с возможностью припайки к ним проводов 14.
Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 и 2 показаны варианты выполнения шунта, на фиг. 3 показана общий вид сборки шунта по фиг. 1 вместе токоотводами; на фиг. 4 показаны элементы сборки по фиг. 3, помещенные в корпусной блок для счетчика ватт-часов; на фиг. 5 показан сборный узел, где шунт по фиг. 2 соединен с токоотводом, помещенным в корпусной блок, и через релейный сборный узел - с другим шунтом, соединенным с другим токоотводом, помещенным также в этот корпусной блок; на фиг. 6 показан общий вид счетчика ватт-часов; на фиг. 7 показана принципиальная схема, поясняющая протекания токов через части шунта в счетчике по фиг. 6, а на фиг. 8 показана эквивалентная схема такого шунта.
Шунт 1 (фиг. 1 и 2), содержит пластину 2, составленную из расположенных последовательно друг за другом и спаянных между собой трех частей 3-5.
Крайние части 3,4 пластины 2 выполнены, например, из меди или медного сплава, с функцией токовых контактов. Средняя часть 5 пластины 2 выполнена с функцией резистивного элемента, например, из манганина. Причем одновременно в крайних частях 3, 4 и средней части 5 расположены сквозные отверстия 6, а между ними в средней части 5 расположено дополнительное отверстие 7.
Во втором варианте (фиг. 2) исполнения шунта 1 крайние части 3, 4 пластины 2 удлинены и снабжены с противоположных между ними боков г-образной выемкой 8. При этом свободный конец 9 крайней части 4 пластины 2 загнут под тупым углом α к ее плоскости и на боковом торце такого свободного конца 9 со стороны г-образной выемки 8 расположен изогнутый в сторону к средней части 5 пластины 2 штырек 10.
В обоих вариантах исполнения шунта (фиг. 1, 2) сквозными отверстиями 6 и дополнительным сквозным отверстием 7 в средней части 5 образованы перемычки 11.
Шунт 1 (фиг. 1) может входить (фиг. 3) в сборочный узел 12 вместе токоотводами 13. При этом перемычки 11 выполнены с возможностью припайки к ним проводов 14, которые вместе с проводом 15, припаенным к крайней части 3 пластины 2, собраны в электроразъем 16.
Сборочный узел 12 может быть помещен (фиг. 4) внутрь корпусного блока 17.
В корпусной блок 17 может быть помещен (фиг. 5) другой сборочный узел, состоящий из соединенных с токопроводами 13 дополнительного шунта 18, выполненного без отверстий, и шунта 1 по второму варианту (фиг. 2) с проводами 14 15 (фиг. 5), спаенными с его пластиной 2 и соединенными с электроразъемом 16 точно также, как и для шунта 1 по первому варианту (фиг. 1). Шунт 1 и дополнительный шунт 18 соединены между собой через релейный сборный узел 19 (подробно не показан), снабженный выходными проводами 20, собранными в электроразъем 21.
Такие корпусные блоки 17 (фиг. 4, 5) и релейный сборный узел 19 (фиг. 5) могут входить составной частью в счетчик ватт-часов 22 (фиг. 6, 7), например, стандартного выполнения [3], размещаясь в его корпусе 23, выполненным с клеммной коробкой 24, блоком отображения информации 25 и измерительным блоком 26.
В таком счетчике ватт-часов 22, в схему которого подключен источник питания переменного тока 27, напряжением в 230 В, а также оборудование нагрузки 28, могут протекать через части, например, шунта 1 (фиг. 1), следующие основные токи (фиг. 7):
- токи нагрузки Iн;
- токи помехи Iп от внешнего источника помех 29.
Согласно эквивалентной схеме (фиг. 8) шунта 1 данные токи помехи Iп конкретно включают в себя токи IпI, Iп2, Iп3 помехи трех контуров, образованных сквозными отверстиями 6 (фиг. 1) и дополнительным сквозным отверстием 7, и проходящим по перемычкам 11 пластины 2.
При этом данные контуры имеют следующие последовательно и параллельно расположенные участки сопротивлений:
- R1, R2, R7, R7 - сопротивления верхних и нижних частей относительно сквозных отверстий 6 крайних участков 3 и 4 пластины 2, как токовых контактов, например, медных;
- R3, R4, R5, R6 - сопротивления верхних и нижних частей перемычек 11 относительно как упомянутых сквозных отверстий 6, так и дополнительного сквозного отверстия 7 среднего участка 5, как резистивного элемента, например, из манганина;
- Rш - общее сопротивление такого резистивного элемента. При наложении злоумышленником возле счетчика ватт-часов 22 (фиг. 5) внешнего источника помех 29 (фиг. 7), в упомянутых контурах шунта 1 происходит складывание противоположно-направленных между собой токов помех и токов нагрузки, в сумме дающих нулевой результат по созданию напряжения электромагнитного поля, препятствуя тем самым возникновение вредного воздействия на измерительный часть 25 счетчика ватт-часов 22.
Источники информации:
1. Патент RU 101260 U, МПК Н01С 3/00, приоритет 04.08.2010, опубликован 11.01.2011.
2. Патент RU 122799 U, МПК Н01С 3/00, приоритет 16.11.2011, опубликован 10.12.2012 /прототип/.
3. Статические счетчики ватт-часов активной энергии переменного тока (классы точности 1 и 2). ГОСТ 30207-94 (Межгосударственный стандарт МЭК 1036-90. Дата введения 1996-07-01.