Induktionszähler für Wechselstrom.
Es ist bekannt, dass elektrische Energie bzw. Arbeit dem Stromnetz über den Elektrizi tätszähler vielfach betrügerisch entnommen wird, inden auf verschiedene Weise die normale Arbeitsweise der bisher gebräuchlichen Zähler gestört wird. Die bisher getroffenen Gegenmassnahmen wie die vollständige Einkapselung der Zählerverseblüsse bzw. der Zählergehäuse und der Schutz der Stromleitungen durch Anordnung in Führungsrohren haben sich als erfolglos herausgestellt. Auch die Strafverfolgung der Vergehen missbräuch liebe Entnahme elektrischer Energie bzw.
Arbeit ist fruchtlos geblieben. Im Gegenteil haben diese Vergehen immer mehr zugenommen, zumal sie verhältnismässig einfach ansgeführt werden können.
Einige der bekannten Arten der miss bränebliehen Hinterziehung elektrischer Arbeit sind:
1. die Einführung eines Drahtes durch das 5Cählergehäuse znm Feststellen bzw. Festklemmen der rotierenden Zählerscheibe;
2. die Umkehrung der Phasen oder einer Phase und des Nulleiters in dem Zähler und die Erdung mittels der Wasserleitung.
Der Iissbraucher ässt in vielen Fällen einige Lampen im Stromkreis mit dem Zähler, so dass das Zählwerk geringen Stromverbrauch anzeigt, um die ablesende Person zu täuschen;
3. andere hinterziehen elektrische Energie bzw Arbeit dadurch, dass sie eine Drehung der rotierenden Zählerscheibe in umgekehrter Richtung hervorrufen und dadurch die Anzeige des Gesamtstromverbrauches durch das Zählwerk verhindern, und zwar durch Umkehrung der Phasen des Zählers in der Weise, dass der Nulleiter an die Stromspule angeschlossen ist und ein kleiner geerdeter Transformator angesehlossen wird.
Hierdurch wird eine Phasenverschiebung von 1800 zwischen dem Strom in der Stromspule und der Spannungsspule bewirkt, so dass die Zählerscheibe in der umgekehrten Richtung dreht und der tatsächliche Stromverbrauch falsch angezeigt wird.
Die unter 1. erwähnte Art betrügerischer Stromentnahme kann durch einen Glasdeekel vermieden werden, der eine Durehbohrung des Zählergehäuses verhindert. Jedoch können bei den bisher bekannten Ausführungen von Elektrizitätszählern die beiden andern Arten der betrügerischen Stromentnahme nicht verhindert werden.
Die Erfindung betrifft einen Indukilons- zähler für Wechselstrom, der die betrügerische Entnahme mit den oben erwähnten oder ähnlichen Methoden unmöglich macht.
Die Erfindung besteht darin, dass der Zähler zusätzlich zu der normalerweise allein wirksamen Tiauptinduktionsvorrichtung zur Erzeugung des die Zählerscheibe antreibenden Drehfeldes eine weitere Tnduktionsvorriehtung anfweist, welche, wenn sie in Funktion tritt, ein stets im gleichen Sinn wirkendes Drehfeld erzeugt. Der Zähler arbeitet daher auch dann weiter, wenn versucht wird, die Hauptinduk- tionsvorrichtung ausser Wirkung zu setzen.
Die Zeichnung veransehaulicht die Erfindung an Ausführungsbeispielen. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ausführungsform des neuen Elektrizitätszählers im Grundriss,
Fig. 2 eine Vorderansieht zu Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht von der Seite 1 in Fig. 1 her gesehen,
Fig. 4 eine Ansicht der Hauptinduktions- vorrichtung von der Seite B in Fig. 1 her gesehen,
Fig. 5 eine Vorderansicht der zusätzlichen Induktionsvorrichtung,
Fig. 6 und 7 eine Seiten- bzw. Unteransieht zu Fig. 5,
Fig. 8 eine Reguliervorrichtung in Ansieht,
Fig. 9 ein Sc.haltschema des Stromkreises,
Fig. 10 ein anderes Schaltschema des Stromkreises,
Fig. 11, 12 und 13 ein anderes Ausführungsbeispiel in Vorderansicht, Seitenansicht und im Grundriss.
Die in normaler Weise arbeitende Haupt ìnduktionsvorriehtung zur Erzeugung des Drehfeldes des Induktionszählers besteht aus einer Spannungsspule, welche zwischen die Phasen oder zwischen eine Phase und den Nulleiter geschaltet und auf einem geschlossenen dreiteiligen Kern 2 angeordnet ist, in dessen unterem Teil zwei kleine Luftspalten zwischen den Eisenblechpaketen vorgesehen sind. Diese Spule erzeugt infolge eines grossen Selbstinduktionskoeffizienten eine Phasenverschiebung von 900 zwischen dem zugeführten Strom und der induzierten Spannung. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist unterhalb der Spule l ein Elektromagnet 7 angeordnet, der eine Anzahl Windungen 5 für den Hauptstrom aufweist.
In Fig. 5, 6 und 7 ist die zusätzliche Induktionsvorrichtung in der Anordnung an einem Rahmen 14 oder dergleichen dargestellt.
Die Vorrichtung besteht aus einem Kernstück i5 aus drei Teilen mit nvei Luftspalten zwischen den Eisenblechpaketen im untern Teil. In dem Kernstück sind zentral drei Spulen 16, 17, 18 voneinander isoliert und unabhängig voneinan, der angeordnet.
Im untern Teil des Rahmens 14 ist ein Elektromagnet 19 angeordnet, der durch Schrauben 20 befestigt ist. Die in Reihe ge schalteten Spulen sind mit 21 bezeichnet. Die Zählerscheibe rotiert in dem Zwischenraum zwischen dem Kernstück 15 und dem Elektromagnet 19. Die Anordnung dieser Induktionsvorrichtung in dem Zähler ist in Fig. 1 und 3 veranschaulicht.
Die Spulen 16 und 17 haben die gleiche Windungszahl, und eine von ihnen ist in Reihe mit den Stromspulen 5 der II auptinduk- tionsvorrichtung geschaltet, die andere in die andere Phase oder dem Null eiter der Stromleitung geschaltet, so dass durch beide Spulen 16, 17 der Hauptstrom in der Weise fliesst, dass die resultierende Induktivität gleich Nnll ist. Auf dem gleichen Kernstück ist eine dritte Spule 18 angeordnet und über die beiden Spulen 21 des Elektromagneten 19 durch Leitungen 22 kurzgeschlossen.
Da die zwei Spulen 16 und 17, durch wel che über die Zuleitungen 23, 24 der Hauptstrom, und nvar der Hauptstrom beider Phasen oder einer Phase und des Nullcitcrs fliesst, gleich sind und die Induktion in dem Kern null ist, wird in der dritten Spule 18 kein Strom induziert.
Die zusätzliche Induktionsvorrichtung erzeugt daher während der normalen Arbeitsweise des Elektrizitätszählers auf die Zählerscheibe keine Induktionswirkung, welche irgendeine UnregelmäBigkeit in ihrer normalen Funktion zur Folge haben könnte.
Das Drehmoment, welches durch die zn sätzliche Induktionsvorrichtung gegebenenfalls auf der Zählerscheibe erzeugt wird, entsteht durch zwei Felder, voll denen das eine durch die den rIauptstrom. führenden beiden Spulen 16, 17 und das andere durch den Elektromagnet 19 mit den Spulen 21 erzeugt wird.
Die Spule 18 ist mit den Spulen 21 des Elektromagneten 19 verbunden, die ein Feld mit einer Phasenverschiebung von etwas 900 erzeugen.
ITm diese Phasenversehiebung bei der Herstellung des Elektrizitätszählers genau zu regelieren, genügt es, dass eine der Leitungen 22 einen bestimmten. Widerstand hat.
Der in der kurzgeschlossenen Spule indu- zierte Strom ist direkt proportional dem Unterschied zwischen den Strömen der Phasen oder einer Phase und dem Nulleiter. Wenn versucht wird, die Stromphase des normalen Feldes eines Zählers irgendeiner bekannten Ausführung zu unterbinden, wird die Zählerscheibe stehenbleiben. Dank der beschriebenen zusätzlichen Vorrichtung aber wird, wenn der Strom in einer der beiden Induktionsspulen 16 oder 17 der Vorrichtung 14 unterbrochen wird, die andere Spule wirksam bleiben, und der Zähler arbeitet weiter. Dann hat nämlich irgendeine Ungleichheit des Stromes zwischen den Phasen oder einer Phase und dem Nullleiter im Falle betrügerischer Stromentnahme zur Folge, dass die zusätzliche Induktionsvorrichtung die Zählerscheibe dreht.
Die Vorrichtung ist nun so vorgesehen, dass sie ein Drehmoment entsprechend dem Stromverbrauch liefert, das stets grösser ist als dasjenige, das der entnommenen Leistung entspricht, damit der Stromverbraucher davon absteht, ein falsches Funktionieren des Zählers hervorzurufen.
Die Unterbrechung einer Phase oder der Nulleitung in dem Zähler hindert also nicht, dass dieser entsprechend dem entnommenen
Strom weiterarbeitet, unter Angabe einer zu hohen Leistung.
Wenn versucht wird, die Phasen oder eine
Phase und die Nulleitung durch Erdung um zukehren, tritt folgendes ein:
Die in der zusätzliehen Vorrichtung erzeugte Kraft dreht die Zählerscheibe stets in derselben Richtung, weil beim Versuch, die Stromriehtung im Zähler umzukehren, sie gleichzeitig in den Spulen 16 und 17 und in den Induktionsspulen 21 umgekehrt wird.
Wenn versucht wird, die betrügerische Strom entnahme durch das unter Absatz 3 der Einleitung erwähnte Verfahren vorznnehmen, bei dem in den bekannten Zählern die Drehrich tung der Zählerseheibe umgekehrt wird, tritt im vorliegenden Fall nach der Erfindung die Wirkung ein, dass sich die Zählerscheibe in der normalen Richtung weiterdreht.
Bei dem erwähnten Falle des Strombetruges wird in der normalen Vorrichtung ein um gekehrtes Moment geschaffen, welches seinen Drehsinn umzukehren trachtet. Da jedoch der Strom über einen Transformator zur Erde abgeleitet worden ist, besteht immer eine Gleiehgewiehtsstörung beim Stromverbrauch zwischen demjenigen Strom, welcher durch die Phase läuft, und dem Nulleiter der Anlage; diese Gleichgewichtsstörung des Stromes in den Spulen 16 und 17 erzeugt ein Magnetfeld, durch welches auf Grund des Besehrle- benen die Drehfelder entstehen, welche in der zusätzlichen Vorrichtung ein nicht umkehrbares Drehmoment schaffen.
Da aber der Phasenstrom immer grösser als der des Nulleiters ist, welcher in diesem Falle durch die Spulen der normalen Vorrichtung läuft, so kann ohne weiteres erreicht werden, dass insbesondere für grössere Leistungen das Drehfeld der zusätzlichen Vormelifting gegenüber dens Gegendrehmoment der normalen Vorrichtung überwiegt.
Durch die Erfindung wird also betrügerische Stromentnahme durch Wegnahme der Stromphase des Zählers, Umkehrung und Erdung, Umkehrung der Drehrichtung der Zählerscheibe, Umkehrung und Erdung mittels Transformators oder auf irgendeine andere Weise, welche eine Phasenverschiebung von 1800 zwischen der induzierten Spannung und der angelegten Spannung herbeizuführen sucht, unmöglich macht.
Sehaltungsschemata sind in Fig. 9 und 10 dargestellt. Dasjenige nach Fig. 9 entspricht dem oben beschriebenen Zähler. Bei dem Zähler nach Fig. 10 sind die beiden Spulen 16 und 17 mit gleicher Windungszahl ebenfalls auf dem Kern 15 angeordnet. Auf dem Elektromagneten 19 sind zwei unabhängige Doppelspulen gegeneinander isoliert so angeordnet, dass eine, 21, in Reihe mit den Stromspulen 5 und auch in Reihe mit der Spule 16 auf dem Kern 15 geschaltet ist. Die andere Doppelspule 25 liegt in Reihe mit der Spule 17 des Kernes 15. Beide Spulen 21, 25 liegen daher in den Phasen oder in Phase und Nullleiter, so dass sie genau so wie in der Anordnung nach Fig. 9 wirken.
Der mit einem Zählwerlr 26 bekannter Art ausgerüstete Elektrizitätszähler ist in einem Gehäuse aus Eisenblech untergebracht, wel ches zweckmässig mit einem grauen Farbton gestrichen ist, da es nach missbräuchlichen Arbeiten am Zählergehäuse schwierig ist, diesen Farbton im Wiederanstrich zu treffen, im Gegensatz zu dem bisher üblichen schwarzen Anstrich der Zählergehäuse. Der Verschluss des Zählers geschieht zweckmässig mittels eines Glasdeckels, der mit der Tragwand oder dergleichen des Zählers mittels eines Metallrahmens verbunden ist, dessen Befestigungsschrauben zwecks Plombierung durchbohrt sind.
In Fig. 11, 12 und 13 ist ein anderes Ausführungsbeispiel veranschaulieht.. Die zusätzliche Vorrichtung besitzt entsprechend Fig. 5 drei Spulen 16, 17, 18 und die Spulen 21 des Elektromagneten 19. Die Spulen 21 sind auf dem gleichen Kern angeordnet wie die Spulen 16, 17, 18, und der Strom, der durch die Spulen 16 und 17, und der Strom, der durch die Spulen 21 des : Elektromagneten 19, erzeugt durch die in der Spule 18 als Folge des ungleichen Verbrauches zwischen den Phasen oder einer Phase und dem Nulleiter induzierte Spannung fliesst, rufen ein Drehfeld hervor, welches die Zählerscheibe S dreht.
In Fig. 11 bis 13 ist der Träger 14 für die ganze zusätzliche Induktionsvorriehtungu dargestellt. Auf diesem Träger ist ein Kenistüch 15 angeordnet, das aus drei Teilen besteht und dessen Enden bei 27 nach aussen gerichtet sind (Fig. 11). Auf dem mittleren Teil dieses Kern stückes sind die Spulen 16 und 17 unabhängig und isoliert voneinander angeordnet, und beide führen den Hauptstrom des von den Phasen oder einer Phase und dem Nulleiter gebildeten Stromkreises. Unter diesen Spulen und unabhängig und isoliert von ihnen liegt die dritte Spule 18, welche mit den Spulen 21 des Elektromagneten im gleichen Stromkreis liegt.
Die vom Unterschied im Stromverbrauch zwischen den Phasen oder zwischen einer Phase und dem Null einer abhängigen magne- tischen Flüsse der Spulen 1 6 und 17 und jener der Spulen 21 sind über einen Jochteil 28 miteinander verkettet, welcher an dem Träger 14 mittels Schrauben 29 befestigt ist. Der Jochteil 28 ist durch Anordnung von Schlitzlöchern nach oben und nnten verstellbar, um eine Vergrösserung oder Verkleinerung des Spaltes zwischen dem Kernstück 15 und dem Teil 28, durch den die Zählerscheibe S ragt, zu ermöglichen.
Die elektrischen Verbindungen der Vor- richtung nach Fig. 11 his 13 sind die gleichen wie die der Fig. 9. Je nach der Kapazität des Zählers und den baulichen Erfordernissen könnte auch das Schema nach Fig. 1.0 in Betracht fallen. Im Fall der Fig. 9 ist von den Spulen 16 und 17 die eine in Reihe mit den Stronispulen 5 des Zählers und die andere in Reihe mit der andern Phase oder Nulleitnng des Stromkreises geschaltet, und die Spule 18 ist über die Spulen 21 auf dem gleichen Kern 15 kurzgeschlossen.
Im zweiten Fall (Fig. 10) ist eine weitere Doppelspulc mit der gleichen Windungszahl wie die Doppel spule 21 auf den gleichen Schenkeln 27 des Kernes 15 (Fig. 11) angeordnet, und die dritte Spule 18 ist weggelassen, so dass von den auf den Schenkeln des Kernes 15 angeordneten Spulen die eine, 21, in Reihe mit den Stromspulcn 5 des Zählers und in Reihe mit der Spule 16 liegt, und die andere Spule 25 mit der gleichen Win dungszahl wie die erste Spule und auf den gleichen Schenkeln 27 in Reihe mit der andern Spule 17 auf dem zentralen Kern geschaltet und mit der andern Phase oder dem Nullleiter des Stromkreises verbunden ist.
Die beiden Doppelspulcn, die auf den Schenkeln 27 angeordnet sind, sind mit den Phasen oder mit einer Phase und dem Nullleiter des Hauptstromkreises so verbunden dass im Fall gleichen Stromverbrauches in den beiden Phasen oder einer Phase und dem Nullleiter die in dem Kernstück erzeugte Induktion null ist. Dasselbe gilt für die Verbindung der Spulen 16 und 17.
In Fig. 12 ist die Verbindung der Spulen 21 und 18 bei 22 dargestellt. Die ein- und austretenden Leitungen der Spulen 16 und 17 sind auch hier wieder mit 23 und 24 bezeichnet.
Bei der Anordnung gemäss der Erfindung ist es von besonderer Wichtigkeit, eine Vorriehtung zur Feinabstimmung des Hauptzäh- lersystems vorzusehen. Zu diesem Zweck empfiehlt sieh die Verwendung einer Worrektur- vorrichtung der Phasenversehiebung sowie einer Einstellvorrichtung am Luftspalt. Die Veränderbarkeit der Wirkung des Hauptsystems ist durch eine Korrektur der Pha senverschiebung zwischen dem Feld, welches von dem durch die Spannungsspule 1 flie lenden Strom erzeugt wird, und dem von den Stromspulen 5 erzeugten Feld, vermittels Windungen 6 bewirkt, welche entgegengesetzt den Windungen der Stromspule gewickelt und durch eine Brücke 4 ans Nickelindraht kurzgeschlossen sind.
Der durch die kurzgeschlossenen Windungen fliessende Strom kann durch einen Schieber 3 derart verstärkt oder gesehwäeht werden, dass der Fluss, den dieser Strom erzeugt, eine Resultierende des Feldes im Magnet 7 erzeugt, die eine Phasenverschiebung von 90" gegenüber dem Fluss der Spannungsspule hat.
Die Einstellung des Zählers für niedrige Belastungen wird mittels eines in Fig. 8 dargestellten Teils bewirkt, der aus einer U-förmigen Gabel 8 besteht, die an dem Kern 2 der Spannung. sspule mit Schrauben befestigt ist und ermöglicht, mittels einer Schraube 9 in der einen oder andern Richtung einen prismatisehen Teil silo zu bewegen, der in sei allem untern Teil eine kleine Zunge 11 oder dergleichen aufweist. Diese ist mittels eines Nietes 12, Bolzen oder dergleichen auf einem Fortsatz 13 der Gabel 8 schwenkbar gelagert.
Die bewegliche Zunge oder dergleichen ist in dem Spalt zwischen den Schenkeln des Elektromagneten 7 und der Zählerscheibe S, unter den zwei Luftspalten in dem Kern 2 der Spannungsspule, angeordnet und beschreibt bei ihrer Bewegung einen Kreisbogen um die Lagerstelle 12, wobei sie den Magnetkreis der Spannungsspule mehr oder weniger kurzschliesst.