DE68925626T2

DE68925626T2 - Elektrisches Fehlernachweisgerät

Info

Publication number: DE68925626T2
Application number: DE68925626T
Authority: DE
Inventors: Alan Joseph Mutch
Original assignee: Individual
Current assignee: MUTCH, ALAN JOSEPH, HIGHTOWN, MERSEYSIDE, GB
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: IE893907L; ATE134043T1; HK156195A; PT92504B; GR3019862T3; ES2085867T3; PT92504A; US5621397A; GB8828553D0; IL92596A; DE68925626D1; IN175076B; US5227668A; IE62179B1; GB2225867B; GB2225867A; EP0372937A3; ZA899374B; IL92596A0; GB8927634D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Erfassung eines illegalen Eingriffs und insbesondere Vorrichtungen zur Erfassung des Eingriffes in eine Netzstromversorgung.
Der illegale Eingriff in Stromversorgungen mit dem Ziel, Strom kostenlos oder zu reduzierten Kosten zu erhalten, ist ein weitverbreitetes Problem, insbesondere in der Haushaltsstromversorgung. Es werden im wesentlichen drei Methoden angewandt, um Strom illegal zu erhalten.
Erstens, der Leiter oder der Leiter und der Nichtleiter des Versorgungskabels werden überbrückt. Dies erfolgt durch Anschließen eines Adernpaares an die Adern des Eingangsversorgungskabels und anschließendes Überbrücken zur Sicherungstafel des Verbrauchers, wodurch der Strom zum Zähler umgangen wird, so daß sich ein niedrigerer Zählerwert ergibt. Zweitens, der Leiter und der Nichtleiter können am Eingang zum Zähler vertauscht und der Nichtleiter zu Erde geführt werden. Da der Zähler normalerweise durch eine Induktionsspule angetrieben wird, die nur an den Leiter angeschlossen ist, führt auch diese Methode zu einem geringeren Anzeigewert auf dem Zähler, da die Zählerantriebsspule nur leicht erregt wird. Drittens, es kann eine Vorrichtung, die eine geringe Wechselspannung liefert, unmittelbar an den Zähler angeschlossen werden, jedoch in der Gegenphase, wodurch bewirkt wird, daß der Zähler rückwärts läuft.
Die US-A-2,546,693 offenbart einen Stromzähler, bei dem außer der Hauptspule zum Antreiben der Zählerscheibe zwei zusätzliche phasenverschobene Spulen in dem Zähler auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe von der Hauptspule installiert werden. Unter normalen Betriebsbedingungen heben sich die Flüsse von den beiden Zusatzspulen gegenseitig auf, aber im Falle eines Eingriffes gibt es einen Nettofluß von den Zusatzspulen, der bewirkt, daß sich der Zähler schneller dreht.
Die EP-A-0,034,031 offenbart eine Anordnung, bei der der Leiter und der Nichtleiter eines Stromversorgungskabels durch einen Ringkern 32 verlaufen, der sich in einem Zählergehäuse befindet, und eine Sensorspule 34 um wenigstens einen Teil des Ringkerns 32 gewickelt ist. Unter normalen Betriebsbedingungen heben sich die durch die Leiter- und die Nichtleiterspule generierten Magnetflüsse gegenseitig auf, was zu einem Nettofluß von Null in dem Ringkern führt. Im Falle eines Eingriffes kommt es zu einem resultierenden Nettofluß, der in dem Ringkern produziert und durch die Sensorspule 34 erfaßt wird.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die erfaßt, wenn Strom illegal von der Versorgung abgezogen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher eine Vorrichtung zur Erfassung eines illegalen Eingriffes in eine Stromversorgung der Art mit Netzeingangskabeln vorgesehen, die an einen Stromzähler angeschlossen sind, der die Menge an Strom aufzeichnet, die dem Zähler durch die Kabel zugeführt wird, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:
ein erstes Signalgenerierungsmittel, das bei Gebrauch außerhalb des genannten Zählers diesem vorgeschaltet ist und ein erstes Signal generiert, das für den Strom repräsentativ ist, der durch eines der genannten Kabel an einer Stelle außerhalb des genannten Zählers in der Nähe des ersten Signalgenerierungsmittels fließt;
ein zweites Signalgenerierungsmittel, das sich bei Gebrauch in der genannten Zählervorrichtung befindet und ein zweites Signal generiert, das für die Menge an Strom repräsentativ ist, die von dem genannten Zähler aufgezeichnet werden soll; und
ein Überwachungsmittel, welches das erste und das zweite Signal überwacht und ein drittes Betätigungssignal erzeugt, wenn sich das erste oder das zweite Signal auf Grund eines Eingriffs von seinem korrekten Wert unterscheidet.
Die Vorrichtung kann weiterhin ein Betätigungsmittel zur Erzeugung des dritten Signals aufweisen, wobei das genannte erste und das genannte zweite Signal das Betätigungsmittel im entgegengesetzten Sinne dahingehend beeinflussen, daß das Betätigungsmittel unter normalen Bedingungen das dritte Signal nicht erzeugt, aber wenn das erste oder das zweite Signal um einen ausreichenden Betrag größer ist als das andere erste bzw. zweite Signal, dann wird das dritte Signal erzeugt.
Die Vorrichtung kann außerdem einen Feldeffekttransistor aufweisen, wobei das Betätigungssignal zum Gate des Feldeffekttransistors gespeist wird. Das Gate des Feldeffekttransistors wird vorteilhafterweise mit Hilfe eines Kondensators betätigt, der durch das Signal von der Erfassungsspule geladen wird. Dies hat die Wirkung, daß vorübergehende versehentliche Abweichungen in der Stromversorgung das Anzeigemittel nicht betätigen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist das erste Signalgenerierungsmittel eine Erfassungsspule auf, die bei Gebrauch um eines der Kabel der Stromversorgung herum angeordnet ist, und das erste Signal beinhaltet das elektrische Signal, das in der Spule durch den Fluß des elektrischen Wechselstroms durch das Kabel induziert wird.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist das zweite Signalgenerierungsmittel eine zweite Erfassungsspule auf, die bei Gebrauch um eines der Kabel der Stromversorgung herum angeordnet ist, und das zweite Signal beinhaltet das elektrische Signal, das in der Spule durch den Fluß des elektrischen Wechselstroms durch das Kabel induziert wird.
Anstatt eines Ausgleichs des durch Spulen des tatsächlichen Eingangskabels erzeugten Flusses erfolgt ein kontinuierlicher Ausgleich der auf Grund des Durchlaufens von elektrischem Strom erzeugten elektrischen Signale gegeneinander. Jeder Eingriff in die Versorgung zwischen der ersten und der zweiten Spule verursacht ein Ungleichgewicht der dadurch erzeugten elektrischen Signale, und dieses Ungleichgewicht wird benutzt, um das Anzeigemittel zu betätigen. Die Vorrichtung ist insbesondere dann nützlich, wenn eine der Spulen an der Eintrittsstelle des elektrischen Kabels in eine Wohnung und die andere Spule im Zählergehäuse sitzt. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei den meisten illegalen Ableitungen von Strom eine Brücke zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangskabel des Stromzählers gebildet wird. Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung würde einen solchen Eingriff erfassen.
Außer dem sogenannten elektrischen Eingriff, der die Vornahme elektrischer Anschlüsse beinhaltet, z.B. zum Umgehen des Zählers, wird Strom häufig dadurch illegal abgezogen, daß in den Zähler selbst eingegriffen wird, d.h. durch einen sogenannten mechanischen Eingriff. Ein konventioneller Stromzähler umfaßt eine drehbar montierte Scheibe, die durch eine Induktionsspule angetrieben wird, durch die der Leiter des Versorgungskabels geführt wird. Wenn also elektrischer Strom durch den Zähler fließt, dann dreht sich die Zählerscheibe, und die Rotationen der Zählerscheibe werden mit Hilfe einer konventionellen mechanischen, oder in neuerer Zeit auch elektronischen, Zählvorrichtung gezählt, so daß sich ein Ablesewert für die Gesamtmenge des zugeführten Stromes ergibt. Wenn jedoch die Rotation der Zählerscheibe gestoppt oder verlangsamt wird, dann zählt der Zähler viel weniger als er sollte, und daher zahlt der Verbraucher weniger.
Daher weist bei einer weiteren Ausgestaltung das zweite Signalgenerierungsmittel ein Mittel zur Erzeugung eines Signals auf, das bei der Rotation einer Stromzählerscheibe variiert, deren Drehgeschwindigkeit für die Rate repräsentativ ist, mit der der Zähler die Menge an zugeführtem Strom aufzeichnet.
Auf diese Weise überprüft unter korrekten Betriebsbedingungen die Vorrichtung auf wirksame Weise, ob die Drehgeschwindigkeit der Zählerscheibe für die Menge an in den Zähler fließenden Strom korrekt ist, und wenn gefunden wird, daß sie inkorrekt ist, dann wird das Eingriffsanzeigemittel durch das Betätigungsmittel betätigt.
Bei einer Ausgestaltung ist die Zählerscheibe perforiert und das zweite Signalgenerierungsmittel weist eine Lichtquelle auf einer Seite der perforierten Zählerscheibe und ein fotoempfindliches Element auf der anderen Seite der perforierten Zählerscheibe auf. Auf diese Weise wird ein pulsiertes Signal erzeugt, dessen Impulsfrequenz dadurch mit der Drehgeschwindigkeit der Zählerscheibe variiert.
Bei einer anderen Ausgestaltung weist die Zählerscheibe reflektierende und nichtreflektierende Abschnitte und das zweite Signalgenerierungsmittel weist eine Lichtquelle auf, und ein fotoempfindliches Element empfängt Licht von der Lichtquelle, das von den reflektierenden Zählerscheibenabschnitten reflektiert wird, so daß ein pulsiertes Signal erzeugt wird, dessen Impulsfrequenz mit der Drehgeschwindigkeit der Scheibe variiert.
Die Zählerscheibe umfaßt vorzugsweise einen Kondensator zum Steuern der Betätigung einer Umschaltvorrichtung, die den Betrieb einer Anzeigevorrichtung steuert und die eine Betätigung der genannten Anzeigevorrichtung zuläßt, wenn die Ladung oder Spannung an dem Kondensator einen vorbestimmten Wert erreicht.
Das Betätigungsmittel weist vorzugsweise einen Kondensator auf, wobei die ersten oder die zweiten Signale eine Aufladung des Kondensators und die jeweils anderen (ersten bzw. zweiten) Signale eine Entladung des Kondensators bewirken.
Die Vorrichtung kann weiterhin ein visuelles Eingriffsanzeigemittel aufweisen, das durch das Betätigungssignal gesteuert wird. So kann beispielsweise das visuelle Eingriffsanzeigemittel die Beleuchtung einer normalerweise unbeleuchteten Lichtquelle umfassen oder umgekehrt. Alternativ kann das visuelle Eingriffsanzeigemittel einen Zusatzzähler aufweisen, der die Zeitspanne anzeigt, während der Strom inkorrekt zugeführt wurde.
Die Vorrichtung kann weiterhin ein Umschaltmittel aufweisen, das durch das dritte Signal der Betätigungsvorrichtung betätigt wird, um die Stromversorgung zu unterbrechen.
Bei einer Ausgestaltung weist das erste Signalgenerierungsmittel eine erste Spule auf , die bei Gebrauch in bezug auf eines der Netzeingangskabel so angeordnet ist, daß darin nach dem Fließen von Strom durch das Kabel ein erstes elektrisches Signal induziert wird;
das zweite Signalgenerierungsmittel weist eine zweite Spule auf, die bei Gebrauch in bezug auf eines der Netzeingangskabel so angeordnet ist, daß beim Fließen von Strom durch das Kabel ein zweites elektrisches Signal induziert wird;
das Überwachungsmittel weist ein Vergleichsmittel zum Vergleichen des ersten und des zweiten elektrischen Signals auf; und
es ist außerdem ein Anzeigemittel vorhanden, das durch eine Differenz zwischen den ersten und den zweiten Signalen betätigt werden kann.
Die vorliegende Erfindung sieht weiterhin eine Vorrichtung zur Erfassung eines Eingriffs in eine Wechselstromversorgung der Art mit Kabeln vor, die an eine Zählervorrichtung mit einer Zählerscheibe angeschlossen sind, deren Drehgeschwindigkeit mit dem in die Zählervorrichtung gespeisten Strom variiert, umfassend:
eine Detektorspule, die bei Gebrauch außerhalb der Zählervorrichtung dieser vorgeschaltet und in bezug auf eines der genannten Eingangskabel so angeordnet ist, daß darin ein Signal induziert wird, das mit dem Fluß von Strom durch das Kabel variiert,
ein Erfassungsmittel, das sich bei Gebrauch in der Zählervorrichtung befindet und ein Signal erzeugt, das aus der Rotation der Scheibe entsteht und das mit der Drehgeschwindigkeit der Scheibe variiert;
ein Eingriffsanzeigemittel; und
ein Betätigungsmittel zum Betätigen des Eingriffsanzeigemittels,
wobei die Signale von der Spule und von dem Erfassungsmittel dahingehend auf das Betätigungsmittel einwirken, daß dieses unter korrekten Betriebsbedingungen unwirksam ist, daß es aber wirksam ist und das Eingriffsanzeigemittel betätigt wird, wenn das Signal von dem Erfassungsmittel nicht ausreicht, um der Wirkung des Signals von der Spule auf das Betätigungsmittel entgegenzuwirken.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch einen Stromzähler, der eine Vorrichtung nach einem der vohergehenden Ansprüche aufweist.
Spezifische Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, jedoch nur beispielhaft, unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht einer Ausgestaltung der Vorrichtung, die in eine Haushalts-Netzstromversorgung eingebaut, aber nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 einen Schaltplan, der den Aufbau der Vorrichtung von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 einen Abschnitt eines Schaltplans, der eine Modifikation der Schaltung von Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 einen Schaltplan, der den Aufbau einer Ausgestaltung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 und 6 Draufsichten alternativer Zählerscheiben zur Verwendung mit den Ausgestaltungen der Figuren 4, 7, 8 und 9;
Fig. 7 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausgestaltung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 einen Schaltplan der Ausgestaltung von Fig. 7; und
Fig. 9 einen Abschnitt eines Schaltplans, der eine Modifikation der Schaltung von Fig. 8 zeigt.
Fig. 1, zunächst, zeigt eine Vorrichtung, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist und bei der eine Haushalts-Netzstromversorgung ein Eingangsnetzkabel 10 aufweist, das Strom über eine Hauptsicherung 12 (gewöhnlich mit einer Leistung von 60 A oder 100 A) in einen Stromzähler 14 speist. Ausgangsleitungen 16, 18 speisen den gezählten Strom über einen Sicherungskasten oder einen Kontaktunterbrecher 20 in das Gebäude. Die Vorrichtung 22 gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung befindet sich bei Gebrauch zwischen der Hauptsicherung 12 und dem Zähler 14. Äußerlich umfaßt sie einen quaderförmigen Kasten 24 mit zwei Öffnungen, durch die zwei Leuchtdioden LED1, LED2 in der Vorrichtung sichtbar sind. In der Stirnwand des Kastens neben der Hauptsicherung 12 und in der Stirnwand des Kastens neben dem Zähler 14 befindet sich je eine Öffnung, durch die jeweils ein elektrisches Kabel in den Kasten und aus diesem heraus führt. Die Höhe h des Kastens ist so gewählt, daß er genau zwischen die Hauptsicherung 12 und den Zähler 14 paßt und beim Gebrauch an diese anstößt, so daß ein Zugang zu der Stromversorgung zwischen der Hauptsicherung 12 und dem Zähler 14 unmöglich ist. Der Kasten 24 befindet sich in einem Gehäuse aus robustem transparentem Harz, wie z.B. Epoxyharz, und die Öffnungen für die LEDs werden durch dieses Gehäuse verschlossen, aber die LEDs sind durch den Harz weiterhin sichtbar.
Die beiden LEDs sind vorgesehen, um den Zustand des Systems auf sehr einfache Weise beurteilen zu können, wie nachfolgend erläutert wird. LED1 soll dauernd beleuchtet sein, um anzuzeigen, daß die Vorrichtung 22 korrekt arbeitet. LED2 leuchtet normalerweise, erlischt jedoch, wenn in dem System ein Fehler auftritt, beispielsweise dann, wenn in die Versorgung eingegriffen wird oder wenn eine echte Störung in der Versorgung vorliegt.
Der Aufbau der Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Das Netzeingangskabel 10 umfaßt einen isolierten Leiter L und einen Nichtleiter N, die jeweils einen Querschnittsbereich von 16 mm² aufweisen. Jedes dieser Kabel ist in eine entsprechende Spule 26, 28 mit einer einzigen Umdrehung jeweils um einen elektromagnetischen Kern 30 in der Form eines länglichen, zylindrischen Weicheisenstabes eingeformt. Eine dritte Erfassungsspule 32 mit 200 Umdrehungen aus isoliertem 18 SWG Draht ist ebenfalls auf dem Kern 30 vorgesehen.
Die Primärspule P eines Eisenkerntransformators 34 ist über eine 1A flinke Sicherung F&sub1; über den Leiter und den Nichtleiter L, N des Eingangskabels der Netzversorgung angeschlossen. Der Strom, der in dem an die Sekundärspule des Transformators 34 angeschlossenen Kreislauf induziert wird, wird mit zwei Dioden D&sub1;, D&sub2; des Typs BY 126 im wesentlichen halbwellengleichgerichtet, und der Strom wird mit einem 2 kΩ, 0,5 W Widerstand 36, der über die Sekundärspule S angeschlossen ist, in Reihe geschaltet zu einer 1,4 V Leuchtdiode LED&sub1; gespeist. Die LED&sub1; leuchtet somit immer dann, wenn Strom in dem Eingangskabel der Netzversorgung fließt. Es sind auch Kondensatoren C&sub1; und C&sub2;, jeweils mit einer Leistung von 470 µF, 40 V, über die Sekundärspule angeschlossen, um das gleichgerichtete Signal zu glätten.
Eine zweite Leuchtdiode LED&sub2; ist ebenfalls über die Sekundärspule 5 angeschlossen, wobei die LED&sub2; in Reihe mit einem 2 kΩ, 0,5 W Widerstand 38 und einer 100 mA flinken Sicherung F&sub2; geschaltet ist. Somit leuchtet LED2 immer dann, wenn Strom in dem Eingangskabel der Netzversorgung fließt und die Sicherung F&sub2; nicht durchgebrannt ist.
Ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor FET&sub1; mit Verarmungsschicht ist ebenfalls über die Sekundärspule 5 des Transformators 34 zwischen die Sicherung F&sub2; und die zweite LED2 geschaltet. Dieser wird gewöhnlich durch das Gate G offengehalten, an dem keine oder eine zum Schließen unzureichende Spannung anliegt, wie nachfolgend erläutert wird.
Es ist ein Fairchild-operationsverstärker OA&sub1; des Typs 741 vorgesehen, und ein Ausgang X von der Erfassungsspule 32 ist an dessen nicht invertierenden Eingang angeschlossen. Der andere Ausgang X der Erfassungsspule 32 ist entlang einer Rückführungsleitung 40 an die Sekundärspule S angeschlossen. Die tatsächliche Anschlußposition des Rückführungskabels 40 an der Sekundärspule wird während des Baus des Schaltkreises bestimmt, und es ist die Position, an der der Ausgang des Verstärkers für einen Null-Eingang Null beträgt. Der Strom für den Operationsverstärker wird durch Anschluß an die Anschlüsse V+ und V- zugeführt, die über die Sekundärspule S angeschlossen sind.
Der Ausgang des Verstärkers OA&sub1; ist über einen 0,01 µf, 100 V Kondensator C&sub3;, eine IN 1418 Diode 44 und einen 1 MΩ, 0,5 W Widerstand 46 an einen 47 µF, 25 V Tantalkondensator C&sub4; angeschlossen, die andere Seite des Kondensators ist an die Diode D&sub2; angeschlossen. Das Gate G des FET&sub1; ist zwischen den Widerstand 46 und den Kondensator 48 geschaltet.
Der Ausgang des Verstärkers OA ist ebenfalls mit Hilfe der Rückführungsleitung 40 über einen 100 kΩ, 0,5 W Widerstand 50 und einen 1 kΩ, 0,5 W Widerstand 52 an die Sekundärspule 5 angeschlossen. Eine Rückführungsschleife 53 führt von einem Punkt zwischen den beiden Widerständen 50 und 52 in den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OA&sub1;. Die Rückführungsleitung 40 ist auch an den Ausgang des Verstärkers an einem Punkt zwischen dem Kondensator 42 und der Diode 44 über eine IN 1418 Diode 54 angeschlossen.
Bei normalem Betrieb heben sich die durch die Spulen 26, 28 erzeugten Magnetflüsse gegenseitig auf, da die Ströme in den beiden Spulen gegenphasig sind. Somit ist der in der Spule 32, die auf denselben Kern gewickelt ist wie die Spulen 26, 28, induzierte Strom Null oder vernachlässigbar. Somit ist der Eingang in den Operationsverstärker OA&sub1; Null oder vernachlässigbar. Die Folge ist, daß der Ausgang des Operationsverstärkers ebenfalls Null oder vernachlässigbar ist, aber mit Sicherheit keine Spannung an den Kondensator C&sub4; anlegt, die groß genug wäre, um den Feldeffekttransistor FET&sub1; leitend zu machen. Somit leuchten beide Leuchtdioden LED&sub1;, LED&sub2; während des normalen Betriebs.
Wird versucht, Strom illegal durch Eingreifen in die Versorgungskabel L, N abzuleiten, dann ist der Fluß, der durch die an den Leiter und den Nichtleiter L, N angeschlossenen Leitungen 26, 28 in dem Kern 30 erzeugt wird, im Hinblick auf seine Amplitude nicht genau gleich, und somit wird ein Nettofluß erzeugt. Der Nettofluß wird durch die Erfassungsspule 32 erfaßt, in der ein Strom induziert wird. Der induzierte Strom wird durch den Operationsverstärker OA&sub1; verstärkt, dessen Ausgang den Kondensator C&sub4; auflädt, der das Gate des Feldeffekttransistors FET steuert. Wenn der Kondensator C&sub4; eine bestimmte Spannung (etwa 4 V) erreicht hat, dann wird das Gate des Feldeffekttransistors betätigt, so daß der Feldeffekttransistor in einen leitenden Zustand übergeht. Es fließt somit ein großer Strom durch den Transistor, so daß die Sicherung F2 durchbrennt und somit die zweite Leuchtdiode LED&sub2; erlischt. Somit leuchtet nach einem Eingriff in die Versorgung nur die erste Leuchtdiode LED&sub1;, die andere Leuchtdiode LED&sub2; ist erloschen und zeigt so an, daß in die Versorgung eingegriffen wurde.
Die Werte des Kondensators C&sub4; und des Widerstandes 46 werden so gewählt, daß der Kondensator erst nach Ablauf von mehreren Sekunden (etwa 7 oder 8 Sekunden) ausreichend aufgeladen wird, um das Gate G des Feldeffekttransistors FET zu laden. Dadurch wird gewährleistet, daß sehr kurzlebige Änderungen der Stromversorgung (z.B. eine Spitze in der Wellenform oder eine versehentliche Erdung durch einen Verbraucher) kein Leiten des FET und somit ein Erlöschen der zweiten Leuchtdiode LED&sub2; verursachen. Die zweite Leuchtdiode LED&sub2; erlischt nur im Falle einer relativ langen oder dauerhaften Interferenz. Die Werte des Kondensators C&sub4; und des Widerstandes 46 können variiert werden, um die für die Betätigung des Gate erforderliche Zeit zu verstellen. Diese Zeitspanne kann bis zu beispielsweise einer Minute beliebig gewählt werden.
Die Vorrichtung hat auch den Vorteil, daß im Falle eines relativ großen und versehentlichen Leckstroms zu Erde, der ein Ungleichgewicht des Stromes im Leiter und im Nichtleiter verursacht, ein Erlöschen der zweiten Leuchtdiode LED&sub2; bewirkt wird, da das Ungleichgewicht durch die Erfassungsspule 32 erfaßt wird. Dadurch wird ein Verbraucher oder ein Bediensteter des Stromversorgungsunternehmens darauf aufmerksam gemacht, daß eine potentiell gefährliche Störung vorliegt, und kann Maßnahmen zu deren Behebung ergreifen.
Eine Modifikation dieser Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Die modifizierte Vorrichtung ist nahezu identisch mit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten, und es ist nur der modifizierte Teil dargestellt, wobei identische Komponenten mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wurden wie in Fig. 2. Die Modifikation beinhaltet das Verbinden der Betätigungsspule 55 einer konventionellen Magnetauslösevorrichtung mit 56 in der Leitung, die von dem FET&sub1; zur Sekundärspule 5 des Transformators führt, wobei die Auslöseeinheit 56 an den Leiter L des Eingangskabels der Stromversorgung angeschlossen ist.
Der Betrieb der Anordnung von Fig. 3 ist nahezu identisch mit dem der ersten Anordnung. Bei korrekten Betriebsbedingungen erfaßt die Erfassungsspule 32 keinen oder einen vernachlässigbaren Magnetfluß, und somit ist das Ausgangssignal von dem Verstärker OA1 Null oder vernachlässigbar, wie auch die Ladung des Kondensators C&sub4;. Somit ist der FET1 normalerweise offen und ist daher nicht leitend. Die LED&sub2; leuchtet somit weiterhin, aber es fließt kein Strom durch die Betätigungsspule der Magnetauslösevorrichtung 56.
Bei inkorrekten Betriebsbedingungen wird der Kondensator C&sub4; aufgeladen, so daß schließlich der FET1 wie in der ersten Ausgestaltung leitend wird. Der durch den FET fließende Strom fließt auch durch die Spule 55 und betätigt so die Magnetauslösevorrichtung 56, wodurch die Stromversorgung unterbrochen wird. Der große Strom durch den FET1 bewirkt auch ein Durchbrennen der Sicherung F&sub2;, so daß die LED2 erlischt und eine visuelle Anzeige dafür gibt, daß die Versorgung inkorrekt ist, selbst wenn kein Strom aus der Versorgungsleitung abgezogen wird.
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sie nicht nur einen elektrischen Eingriff erfaßt, sondern auch einen sogenannten mechanischen Eingriff, d.h. einen Eingriff in den Zähler selbst, um dessen Rotation zu stoppen oder zu reduzieren, so daß sich ein geringerer Ablesewert ergibt, als dies der Fall sein sollte. Die beiden Arten des Eingriffs in die Versorgung werden nachfolgend als "elektrischer Eingriff" bzw. "mechanischer Eingriff" bezeichnet.
Was die Anordnung von Fig. 1 betrifft, so erfolgt die Versorgung über den Leiter und den Nichtleiter L, N. Zunächst unter Bezugnahme auf einen elektrischen Eingriff, jede Eingangsleitung L, N ist einmal um einen ersten gemeinsamen Ferritkern L&sub2; gewickelt, so daß sich die durch die beiden Spulen erzeugten Magnetflüsse unter normalen Betriebsbedingungen gegenseitig aufheben. Wie in der ersten Anordnung, wird eine Erfassungsspule 60, die durch 150 Umdrehungen eines isolierten SWG 18 Drahtes gebildet wird, um den Ferritkern L&sub2; hergestellt. Der Ausgang von der Erfassungsspule 60 wird in einen Operationsverstärker OA&sub2; des Typs 741 gespeist, wobei der invertierende Eingang des Operationsverstärkers auch zu Erde geschaltet ist. Der Eingang zu dem nicht invertierenden Eingang wird durch einen 100 kΩ Widerstand 62 gespeist, und eine Rückführungsschleife verläuft zwischen dem Ausgang und dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers über einen 1 MΩ Widerstand 64. Ein 0,01 µF Kondensator 66 ist über den Ausgang der Erfassungsschleife 60 angeschlossen, um eventuelle Auswirkungen von Funkstörungen zu beseitigen, die andernfalls unerwünschte Signale erzeugen könnten. Der Operationsverstärker wird mit einem 10 V Eingang gespeist, der mit Anschlußleitungen 68, 70 erhalten wird, die über die Eingangsleitungen L, N zu einem Transformator T und einem Brückengleichrichter 72 führen. Zwei 470 µF, 25 V Kondensatoren 74, 76 verlaufen zwischen dem negativen Ausgang und Erde und dem positiven Ausgang und Erde zum Glätten des gleichgerichteten Signals.
Der Ausgang des Verstärkers OA&sub2; ist über einen 1,5 µF Tantalkondensator 78, eine IN 1418 Diode 80 und einen 100 kΩ Widerstand 82 zum Gate G eines N-Kanal- Metalloxidhalbleiter-Feldeffektleistungstransistors (MOSFET) FET&sub2; angeschlossen. Eine weitere IN 1418 Diode 84 und ein 47 µF Tantalkondensator 86 sind von einem Punkt zwischen dem Kondensator 78 und der Diode 80 bzw. von einem Punkt zwischen dem Widerstand 82 und dem Gate 8 jeweils zu Erde geschaltet.
Bei normalem Gebrauch beträgt der in dem Kern L&sub2; durch die Spulen des Leiters L und des Nichtleiters N erzeugte Fluß Null, da die beiden Spulen gleiche und entgegengesetzte Flüsse erzeugen. Daher wird in der Erfassungsspule 60 kein Strom induziert und demzufolge beträgt der Ausgang des Verstärkers OA&sub2; Null und das Gate G des Feldeffekttransistors FET&sub2; wird nicht betätigt. Selbst wenn sich die durch den gespulten Leiter L und den gespulten Nichtleiter N erzeugten Flüsse nicht exakt gegenseitig aufheben, was zu einem geringen induzierten Strom in der Erfassungsspule 60 führt, ist der Ausgang des Verstärkers OA&sub2; nicht groß genug, um das Gate G zu betätigen.
Wenn jedoch Strom illegal abgeleitet wird, dann befinden sich die durch die Spulen des Leiters L und des Nichtleiters N erzeugten Flüsse in dem Kern L&sub2; nicht mehr im Gleichgewicht, und es wird ein Strom in der Erfassungsspule 60 induziert. Der induzierte Strom wird verstärkt und lädt den Kondensator 86 auf. Wenn eine ausreichende Spannung (4 V) am Kondensator anliegt, dann wird das Gate G des Feldeffekttransistors FET betätigt und macht den Transistor leitend. (Wie zuvor, werden die Werte des Widerstandes 82 und des Kondensators 86 so gewählt, daß der Kondensator etwa 9 oder 10 Sekunden benötigt, um die zum Betätigen des Gate G erforderliche Spannung zu erreichen, wodurch eine Betätigung des Gate G infolge kurzzeitiger Spitzen oder sonstiger vorübergehender Abweichungen der Versorgung verhindert wird). Wie zuvor, können die Werte des Kondensators 86 und des Widerstandes 82 so variiert werden, daß sich die Zeitspanne zur Betätigung des Gate ändert.
Wenn der Feldeffekttransistor FET&sub2; leitend gemacht wird, dann schließt ein Relais 88, das normalerweise geöffnet ist, und überträgt ein 20 V Signal zu einer Magnetauslösevorrichtung 90, die sich in dem Leiter L des Versorgungskabels befindet, wodurch die normale Versorgung zum Zähler M unterbrochen wird. Gleichzeitig verbindet das Relais die +10 V Versorgung über eine BY126 Diode 92 und eine 9 V, 1 W Zenner-Diode 94 mit einer elektronischen Zählvorrichtung 96, die bereits an eine -10 V Versorgung angeschlossen ist. Die 20 V Versorgung aktiviert somit die Zählvorrichtung 96, die von konventioneller Bauart ist und alle 36 Sekunden um eine Einheit weiterschaltet. Die Zähivorrichtung 96 gibt somit eine Anzeige dafür, wie lange eine illegale Ableitung von Strom aufgetreten ist. Da der Leiter L des Kabels jetzt wirksam von dem Zähler M abgetrennt ist, gibt es stets einen durch die Nichtleiterspule in der Spule L&sub2; induzierten Nettofluß, und demzufolge sendet die Erfassungsspule 60 kontinuierlich ein Signal an den Verstärker OA&sub2;, wodurch das Gate G kontinuierlich betätigt wird. Somit wird nach Betätigung der Magnetauslösevorrichtung 90 jeder Verbrauch von Strom auf der elektronischen Zählvorrichtung 96 angezeigt.
Nun zum mechanischen Eingriff. Um einen solchen zu entdecken, sind ein Mittel zur Erfassung der Rotation der Zählerscheibe und ein Mittel zur Erfassung des Eingangs von Strom erforderlich. Das Eingangsmittel umfaßt eine einzelne Umdrehung des Leiters L des Eingangskabels um einen weiteren Ferritkern L&sub3;. Eine Erfassungsspule 98 von 100 Umdrehungen eines isolierten SWG 18 Drahtes ist ebenfalls auf den Kern L&sub3; gewickelt und an die Eingänge eines Operationsverstärkers OA&sub3; des Typs 741 angeschlossen. Der invertierende Eingang des Verstärkers ist auch zu Erde geschaltet, und es befindet sich ein 100 kΩ Widerstand 100 zwischen der Erfassungsspule 98 und dem nicht invertierenden Eingang. Es ist ein 1 MΩ Widerstand 102 in einer Rückführungsschleife zu dem nicht invertierenden Eingang vorgesehen, um einen Verstärkungsfaktor 10 in dem Verstärker zu erzeugen. Der Strom für den Verstärker stammt von dem Brückengleichrichter 72.
Der Ausgang des Verstärkers wird zu einem Gleichstromblock in der Form eines 1,5 µF Tantalkondensators 104 und von dort zu einem Brückengleichrichter in der Form zweier IN 1418 Dioden 106, 108 gespeist, wobei die Diode 106 in Reihe mit dem Kondensator 104 und die andere Diode 108 zu Erde geschaltet ist. Ein 5 kΩ Widerstand 110 ist in Reihe mit dem Kondensator 104 geschaltet und führt zu dem Gate G eines Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistors FET&sub3;. Der Widerstand ist auch an einen 22 µF Tantalkondensator 112 angeschlossen.
Da nur der Leiter L des Eingangskabels um den Kern L&sub3; gewickelt ist, erzeugt also die Erfassungsspule kontinuierlich einen Strom, der verstärkt, gleichgerichtet und zu dem Kondensator 112 gespeist wird. In Abwesenheit einer anderen Vorrichtung würde der Kondensator 112 rasch eine Spannung erreichen, bei der das Gate G eines Feldeffekttransistors FET&sub3; betätigt würde, wodurch der Transistor leitend gemacht würde. In diesem Zustand wird ein +10 V Eingang zu der elektronischen Zähivorrichtung 96 gespeist, die bereits an eine -10 V Versorgung angeschlossen ist, und die Zählvorrichtung wird somit wie zuvor alle 36 Sekunden um eine Einheit weitergeschaltet. Der Kondensator 112 kann jedoch normalerweise die Betätigungsspannung nicht erreichen, wie nachfolgend erläutert wird (dies würde normalerweise etwa 9 bis 10 Sekunden erfordern, und die Werte des Widerstandes 110 und des Kondensators werden demgemäß gewählt).
Der konventionelle Stromzähler M umfaßt eine rotierbar montierte Scheibe 114, die auf normale Weise auf Grund der Tatsache angetrieben wird, daß ein Eingangsstrom durch eine Induktionsspule 116 des Leiters L fließt. Die Scheibe 114 ist mit einer Mehrzahl von im gleichmäßigen Winkelabstand voneinander angeordneten Öffnungen 117 (siehe Fig. 5) versehen und es ist eine optoelektronische Kupplungsvorrichtung vorgesehen, die eine Leuchtdiode 118 auf einer Seite der Scheibe und einen Fototransistor 120 auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe aufweist. Unter normalen Umständen gibt, da die Zählerscheibe 114 rotiert und der Lichtweg zwischen der Leuchtdiode und dem Fototransistor abwechselnd blockiert und geöffnet wird, der Fototransistor 120 ein pulsiertes Flip-Flop-Signal aus, das mit einem 10 Mikrofarad Tantalkondensator 122 verbunden ist. (Die 10 Volt Versorgung von dem Brückengleichrichter 72 dient zum Speisen der LED 118 und ist auch jeweils über einen entsprechenden 1,5 kΩ Widerstand 124, 126 an den Fototransistor 120 angeschlossen).
Der Kondensator 122 ist mit der Basis eines BC 171 npn Transistors 128 verbunden. Die Basis B und der Kollektor C sind jeweils mit Hilfe eines 100 kΩ Widerstandes 130 und eines 5,6 kΩ Widerstandes 132 zu Erde geschaltet, wobei der Emitter E an eine -10 V Versorgung von dem Brückengleichrichter 72 angeschlossen ist. Der Kollektor C des Transistors 128 ist ebenfalls über einen 100 kΩ Widerstand 134 an die Basis B eines zweiten BC 171 npn Transistors 136 angeschlossen. Der Kollektor C des Transistors 136 ist an eine Seite des oben genannten Mikrofarad Kondensators 112 angeschlossen, und die andere Seite des Kondensators 112, und der Emitter E des Transistors 136, sind an die -10 Volt Versorgung angeschlossen.
Das pulsierte Flip-Flop-Signal, das von dem Fototransistor 120 in den Kondensator 122 gespeist wird, beseitigt kurzzeitig die Vorspannung von der Basis des ersten Transistors 128, wenn der Fototransistor 120 Licht von der Leuchtdiode 118 erfaßt. Der Transistor 128 schaltet dann ab und seine Kollektorspannung steigt scharf auf 10 Volt an. Kurz danach, wenn der Fototransistor 120 die Leuchtdiode 118 nicht mehr erfaßt, wird kein Signal mehr zu dem Kondensator 112 gespeist und der Kondensator entlädt sich somit über den Widerstand 130, was zu einem Abschalten des Transistors 128 und zu einem Abfallen der Kollektorspannung auf Null führt. Das Ansteigen und das Abfallen der Kollektorspannung hängt von der Drehgeschwindigkeit der Zählerscheibe 114 ab. Die am Kollektor C des Transistors 128 gebildeten 10 V Impulse werden über den Strombegrenzungswiderstand 134 zu der Basis B des zweiten Transistors 136 gespeist, und daher ist während der Impulse der Transistor 136 eingeschaltet. Wenn der Transistor 136 eingeschaltet ist, dann fällt die Kollektorspannung auf Null ab und der Kondensator, der zuvor auf Grund der Spule 98 um den Kern L3 leicht aufgeladen wurde, entlädt sich und hat nicht genügend Zeit, um sich auf den zum Betätigen des Feldeffekttransistors FET&sub3; erforderlichen Wert aufzuladen. Somit wird durch den von der Zählerscheibe kommenden Schaltkreis, wenn die Spule 98 versucht, den Kondensator 112 aufzuladen, der Kondensator 112 periodisch entladen, unter der Voraussetzung, daß die Zählerscheibe rotiert. Somit kann sich während des normalen Betriebs der Kondensator 112 nicht auf einen Wert aufladen, der ausreicht, um den Feldeffekttransistor FET&sub3; zu betätigen.
Wenn die Scheibe in dem Zähler durch einen externen Eingriff gestoppt wird, dann verstärkt der Verstärker OA&sub3; das Signal von der Spule 98 und lädt den Kondensator 112 wie zuvor beschrieben auf. Rotiert der Zähler jedoch nicht mehr oder rotiert zu langsam, dann werden keine oder unzureichende Impulse in den Transistor 128 und von dort zu dem Transistor 136 gespeist, und der Kondensator 112 kann dadurch auf einen Wert (etwa 4 V) aufgeladen werden, worauf der Feldeffekttransistor FET&sub3; einschaltet und Spannung an die elektronische Zählvorrichtung 96 anlegt, die wie zuvor alle 36 Sekunden um eine Einheit weitergeschaltet wird. Dadurch ergibt sich eine visuelle Anzeige darüber, wie lange ein Eingriff in die Versorgung stattfand.
Anstatt Löchern in der Zählerscheibe könnten auch abwechselnd schwarze und weiße Abschnitte B, W (Fig. 6) auf die Scheibe aufgedruckt und ein reflektierender Optokoppler benutzt werden, wobei das Licht von der LED 118 auf die schwarzen und weißen Abschnitte projiziert und der Fotometer 120 so ausgerichtet würde, daß er von den weißen Abschnitten W reflektiertes Licht aufnimmt. Dies würde ebenfalls zu einem Flip-Flop-Signal führen, dessen Frequenz von der Drehgeschwindigkeit der Scheibe abhangig ist. Alternativ kann der Ausgang vom FET&sub3; benutzt werden, um eine Magnetauslösevorrichtung anzusteuern, die die Versorgung zum Verbraucher unterbricht, wenn versucht wird, Strom illegal abzuleiten.
Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 7 und 8 der Begleitzeichnungen dargestellt.
Wie in der ersten Ausgestaltung, umfaßt die Eingangsnetzversorgung Leiter und Nichtleiter L, N. Der Leiter führt über eine Hauptsicherung 142 zu einer Spule 144, die eine drehbar montierte Scheibe 146 eines Zählers M antreibt. Dies ist in Fig. 7 schematisch dargestellt. Die Eingangsnetzversorgungskabel werden angezapft und der Strom zu einem Abspanntransformator 148 mit Mittelanzapfung gespeist. Gegenüberliegende Seiten der Sekundärspule S sind an Gleichrichterdioden 150, 152 angeschlossen, um eine Niederspannungsstromversorgung für die nachfolgend beschriebenen Komponenten zu liefern. Wie in Fig. 8 gezeigt, sind die beiden Dioden 150, 152 über einen 470 µF, 25 V Gleichstrom-Glättungskondensator 153 zu Erde geschaltet.
Eine erste Erfassungsspule 154 weist zweihundert Umdrehungen an isoliertem SWG 18 Draht auf, die um einen vor der Hauptsicherung 142 befindlichen Ferritkern gewickelt sind. Eine zweite Erfassungsspule 156 befindet sich in dem Zählergehäuse und ist genau wie die erste Erfassungsspule 154 aufgebaut. Der elektrische Aufbau dieser Ausgestaltung ist in Fig. 8 dargestellt. Über jede Erfassungsspule sind ein 0,33 µF Tantalkondensator 158 und zwei 0,25 W Widerstände 160, 162 von 100 kΩ bzw. 220 kΩ angeschlossen. Die beiden Spulen 154, 156 sind ebenfalls in Reihe miteinander geschaltet und zwei IN 4148 Gleichrichterdioden 164, 166 sind an jede der Erfassungsspulen 154, 156 in den Leitungen entfernt von der gemeinsamen Leitung 168 angeschlossen, die an jede der Spulen 154, 156 angeschlossen sind. Die vollständige über jede der Erfassungsspulen 154, 156 erzeugte Spannung wird in den nicht invertierenden Eingang eines entsprechenden Komparators 170, 172 einer integrierten Schaltung 174 des Typs LM 339 gespeist. Die Spannung zwischen jedem Paar Widerstände 160, 162 wird in den invertierenden Eingang des Komparators im Zusammenhang mit der entgegengesetzten Erfassungsspule gespeist. Unter normalen Umständen ist die Spannung an jedem nicht invertierenden Eingang größer als die an dem zugehörigen invertierenden Eingang, so daß der Ausgang des Komparators ebenfalls hoch wäre. Der Ausgang der Komparatoren 170, 172 ist jedoch durch eine entsprechende IN 4148 Sperrdiode 174, 176 gesperrt.
Wenn die Netzversorgung über eine der Spulen 154, 156 umgangen oder die die beiden Spulen verbindenden Drähte unterbrochen oder kurzgeschlossen werden, dann wird die Spannung an dem invertierenden Eingang größer als die an dem nicht invertierenden Eingang. Strom wird durch Stift 1 der Komparatoreinheit 174 gezogen, wenn die erste Spule 154 überbrückt wird, und wird durch die andere Diode 176 gezogen, wenn die zweite Spule 156 überbrückt wird. Somit wird ein Ungleichgewicht erzeugt, das bewirkt, daß eine LED (über einen 0,5 W, 1,5 kΩ Widerstand 182 an die Spannungsversorgung angeschlossen) aufleuchtet. Außerdem wird eine abgelaufene Zeitzählvorrichtung 184 betätigt, wobei die Zählvorrichtung mit der in der ersten Ausgestaltung identisch ist und alle sechsunddreißig Sekunden um eine Einheit weitergeschaltet wird. Wenn also versucht wird, Strom illegal durch Überbrücken der Versorgung abzuleiten, dann wird die abgelaufene Zeitzählvorrichtung 184 betätigt und auch die LED 180 leuchtet auf und zeigt dem Verbraucher so an, daß der Eingriff entdeckt wurde.
Nunmehr im Hinblick auf einen mechanischen Eingriff in den Zähler, wie in der ersten Ausgestaltung, ist auf einer Seite der Zählerscheibe 146 eine Leuchtdiode 186 in Reihe mit einem 0,5 W, 1,5 kΩ Widerstand 188 geschaltet, wobei die LED 186 in Reihe mit einem 0,25 W, 27 kΩ Resistor 190 und einem Fototransistor 192 geschaltet ist. Wie in der zweiten Ausgestaltung, so ist eine Zählerscheibe 146 mit einer Mehrzahl von Öffnungen vorgesehen, so daß ein pulsiertes Signal am Kollektor C des Fototransistors 192 erzeugt wird. Die Zählerscheibe ist mit der Zählerscheibe 114 von Fig. 5 identisch. Die Anordnung muß auch durch die reflektierende Anordnung wie oben beschrieben und in Fig. 6 illustriert ersetzt werden.
Der Kollektor des Fototransistors 192 ist über einen 0,68 µF Tantalkondensator 196 an den invertierenden Eingang eines weiteren Komparators 198 in der integrierten Schaltung 174 angeschlossen. Eine Bezugsspannung, die durch einen Potentialteiler erzeugt wird, der durch einen 0,25 W, 32 kΩ Widerstand 200 und einen über die Spannungsversorgung geschalteten 0,25 W, 10 kΩ Widerstand 202 gebildet wird, wird in den nicht invertierenden Eingang des nicht invertierenden Eingangs des Komparators 198 gespeist. Somit wird an Stift 13 der Komparatoreinheit 174 eine Klemmungswirkung erzeugt.
Ein 47 µF Tantalkondensator 204 ist an den Stift 13 (d.h. den Ausgang des Komparators 198) und auch an Stift 12 der Komparatoreinheit 174 angeschlossen. Unter normalen Umständen wird der Kondensator 204 nicht aufgeladen, weil seine positive Platte an Stift 13 angeschlossen ist. Somit wird bei jeder Erzeugung eines positiven Impulses durch den Fototransistor 192 auf Grund der Rotation der Zählerscheibe M die Spannung der positiven Platte des Kondensators 204 auf 0,6 V geklemmt.
Ein Beispiel des Signals von den Erfassungsspulen 154, 156 wird über einen 0,25 W, 10 kΩ Widerstand 208 in den invertierenden Eingang eines operationsverstärkers 206 des Typs C741 gespeist. Eine Bezugsspannung von den Sekundärspulen S des Transformators 148 mit Mittelanzapfung wird in den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers und auch als Stromversorgung zu Stift 4 des Verstärkers gespeist. Ein Stromkabel ist auch an Stift 7 des Verstärkers angeschlossen.
Der Ausgang von Stift 6 wird zu einem 10 µF Tantalkondensator 210 gespeist, und ein 0,25 W, 68 kΩ Widerstand 212 überbrückt den invertierenden Eingang und den Eingang zum Kondensator 210. Der Kondensator 210 ist über eine IN 4148 Diode 214 und einen 0,25 W, 120 kΩ Widerstand 216 an die positive Platte des oben genannten Kondensators 204 und an Stift 13 der Komparatoreinheit 174 angeschlossen. Der Kondensator 210 ist auch über eine IN 4148 Diode 218 an die Stromversorgung von der Sekundärspule S mit Mittelanzapfung angeschlossen.
Die Signalprobe von einer oder von beiden Erfassungsspule(n) 154, 156 wird durch den Operationsverstärker 206 verstärkt und durch die beiden Dioden 214, 218 gleichgerichtet. Der Kondensator 210 sperrt jeden Gleichstrom von dem Ausgang (Stift 6) des Operationsverstärkers 206 im Bereitschaftsmodus.
Der Widerstand 216 und der Kondensator 204 bilden eine lange RC-Zeitkonstante, typischerweise von 7 bis 8 Sekunden. Wie zuvor erwähnt, wird unter normalen Bedingungen der Kondensator 204 nicht geladen, weil seine positive Platte jedesmal dann, wenn die Zählerscheibe einen Impuls produziert, auf die Ausgangsspannung von 0,6 Volt an Stift 13 geklemmt wird. Wenn jedoch die Zählerscheibe auf Grund eines Eingriffs nicht läuft, dann werden keine Klemmungsimpulse an Stift 13 erzeugt. Somit entlädt sich der Kondensator 204 rasch, und seine Spannung wird zu dem invertierenden Eingang eines weiteren Komparators 220 in der Komparatoreinheit 174 gespeist. An den nicht invertierenden Eingang des Komparators 220 wird eine Bezugsspannung angelegt, die durch einen 0,25 W, 220 kΩ Widerstand 222 und einen in Reihe über die Spannungsversorgung geschalteten 0,25 W, 120 kΩ Widerstand 224 erzeugt wird. Wenn die Spannung an der positiven Platte des Kondensators 204 die Bezugsspannung an dem nicht invertierenden Eingang (etwa 4 V) überschreitet, dann wird der Komparator 220 betätigt. Stift 14 der Komparatoreinheit 174 zieht somit Strom durch eine weitere IN 4148 Diode 226, so daß die LED 180 aufleuchtet und auch die elektronische Taktzählvorrichtung 184 wie zuvor beschrieben betätigt.
Somit bewirkt jeder Eingriff, sei er mechanisch oder elektrisch, in die Eingangsnetzversorgung ein Aufleuchten der Leuchtdiode 118 und verursacht auch ein Weiterschalten der elektronischen Taktzählvorrichtung. Daher kann die Gesamtzeit abgeschätzt werden, die bei einem illegalen Ableiten von Strom vergangen ist, und nach einer Inspektion durch einen Bediensteten des Stromversorgungsunternehmens kann die dem Verbraucher vorgelegte Rechnung entsprechend geändert werden.
Eine Modifikation dieser Ausgestaltung ist in Fig. 9 dargestellt. Hier ist die elektronische Taktzählvorrichtung 184 durch eine konventionelle Magnetauslöseeinheit 228 ersetzt, die mit der Magnetauslösevorrichtung 56 von Fig. 3 identisch ist. Dadurch wird bei einer inkorrekten Stromzufuhr nicht die Zeitdauer des inkorrekten Gebrauchs durch die Zählvorrichtung 184 registriert, sondern die Magnetauslösevorrichtung öffnet und unterbricht die gesamte Stromversorgung. Wie gezeigt, ist die Magnetauslösevorrichtung in dem Leiter L angeschlossen, aber der Übersichtlichkeit halber wurde dies in der Zeichnung nur schematisch dargestellt und es ist nicht der eigentliche Anschluß in dem Leiter L gezeigt.
In allen illustrierten Ausgestaltungen kann das Signal anstatt zur Betätigung einer elektronischen Taktzählvorrichtung dazu benutzt werden, die Eingangsstromversorgung abzuschalten. So kann beispielsweise dieses Signal an die Basis eines Magnetauslösungs-Triacs oder einer anderen Abschaltvorrichtung angeschlossen werden, die in die Eingangsnetzversorgung eingesetzt wird. Bei Erzeugung eines Stroms an der Basis würde somit der Triac und daraufhin die Netzversorgung abgeschaltet.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben genannten Ausgestaltungen begrenzt.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung eines illegalen Eingriffs in eine Stromversorgung der Art mit Netzeingangskabeln (L, N), die an einen Stromzähler (M) angeschlossen sind, der die Menge an Strom aufzeichnet, die dem Zähler durch die Kabel (L, N) zugeführt wird, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:

ein erstes Signalgenerierungsmittel (154), das bei Gebrauch außerhalb des genannten Zählers (M) diesem vorgeschaltet ist und ein erstes Signal generiert, das für den Strom repräsentativ ist, der durch eines der genannten Kabel (L) an einer Stelle außerhalb des genannten Zählers in der Nähe des ersten Signalgenerierungsmittels fließt;

ein zweites Signalgenerierungsmittel (156, 192), das sich bei Gebrauch in der genannten Zählervorrichtung (M) befindet und ein zweites Signal generiert, das für die Menge an Strom repräsentativ ist, die von dem genannten Zhler aufgezeichnet werden soll; und

ein Überwachungsmittel (174, 206), welches das erste und das zweite Signal überwacht und ein drittes Betätigungssignal erzeugt, wenn sich das erste oder das zweite Signal aufgrund eines Eingriffs von seinem korrekten Wert unterscheidet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das genannte Überwachungsmittel ein Betätigungsmittel (170, 172; 204) zur Erzeugung des dritten Signals aufweist, wobei das genannte erste und das genannte zweite Signal das Betätigungsmittel im entgegengesetzten Sinne dahingehend beeinflussen, daß das Betätigungsmittel unter normalen Bedingungen das dritte Signal nicht erzeugt, aber wenn das erste oder das zweite Signal um einen ausreichenden Betrag größer ist als das andere ersten bzw. zweite Signal, dann wird das dritte Signal erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, umfassend ein Vergleichsmittel (170, 172, 220) zum Vergleichen der ersten und zweiten elektrischen Signale.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Signalgenerierungsmittel eine erste Erfassungsspule (154) aufweist, die bei Gebrauch um eines der Kabel (L) der Stromversorgung herum angeordnet ist, und das erste Signal das elektrische Signal beinhaltet, das in der Spule durch den Fluß des elektrischen Wechselstroms durch das Kabel induziert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das zweite Signalgenerierungsmittel eine zweite Erfassungsspule (156) aufweist, die bei Gebrauch um eines der Kabel (L) der Stromversorgung herum angeordnet ist, und das zweite Signal das elektrische Signal enthält, das in der Spule durch den Fluß des elektrischen Wechselstromes durch das Kabel induziert wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zweite Signalgenerierungsmittel ein Mittel (186, 192) zur Erzeugung eines Signals aufweist, das mit der Rotation einer Stromzählerscheibe (146) variiert, deren Drehgeschwindigkeit für die Rate repräsentativ ist, mit der der Zähler die Menge an zugeführtem Strom aufzeichnet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Zählerscheibe (146) perforiert ist und das zweite Signalgenerierungsmittel eine Lichtquelle (186) an einer Seite der perforierten Zählerscheibe und ein fotoempfindliches Element (192) auf der anderen Seite der perforierten Zählerscheibe aufweist, die ein pulsiertes Signal erzeugt, dessen Impulsfrequenz dadurch mit der Drehgeschwindigkeit der Zählerscheibe variiert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Zählerscheibe reflektierende (W) und nichtreflektierende (B) Abschnitte aufweist und das zweite Signalgenerierungsmittel eine Lichtquelle aufweist, und wobei ein fotoempfindliches Element Licht von der Lichtquelle empfängt, das von den reflektierenden Zählerscheibenabschnitten reflektiert wird, so daß ein pulsiertes Signal erzeugt wird, dessen Impulsfrequenz mit der Drehgeschwindigkeit der Scheibe variiert.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Kondensator (204) zum Steuern der Betätigung einer Umschaltvorrichtung (226), die den Betrieb einer Anzeigevorrichtung (180, 184) steuert und die eine Betätigung der genannten Anzeigevorrichtung zuläßt, wenn die Ladung oder Spannung an dem Kondensator (204) einen vorbestimmten Wert erreicht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei der das Betätigungsmittel einen Kondensator aufweist, wobei die ersten oder die zweiten Signale eine Aufladung des Kondensators bewirken und die jeweils anderen (ersten bzw. zweiten) Signale eine Entladung des Kondensators bewirken.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein visuelles Eingriffsanzeigemittel (180, 184), das durch das Bettigungssignal gesteuert wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das visuelle Eingriffsanzeigemittel die Beleuchtung einer normalerweise unbeleuchteten Lichtquelle (180) umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das visuelle Eingriffsanzeigemittel das Löschen einer normalerweise beleuchteten Lichtquelle umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das visuelle Eingriffsanzeigemittel einen Zusatzzähler (184) aufweist, der die Zeitspanne anzeigt, während der Strom inkorrekt zugeführt wird.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Umschaltmittel (228), das durch das dritte Signal betätigt wird, um die Stromversorgung zu unterbrechen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Signalgenerierungsmittel eine erste Spule (154) aufweist, die bei Gebrauch in bezug auf eines der Netzeingangskabel (L) so angeordnet ist, daß darin nach dem Fließen von Strom durch das Kabel ein erstes elektrisches Signal induziert wird;

das zweite Signalgenerierungsmittel eine zweite Spule (156) aufweist, die bei Gebrauch in bezug auf eines der Netzeingangskabel (L) so angeordnet ist, daß beim Fließen von Strom durch das Kabel ein zweites elektrisches Signal induziert wird;

das Überwachungsmittel ein Vergleichsmittel (170) zum Vergleichen des ersten und des zweiten elektrischen Signals aufweist; und

wobei außerdem ein Anzeigemittel (180, 184) vorhanden ist, das durch eine Differenz zwischen den ersten und den zweiten Signalen betätigt werden kann.

17. Vorrichtung zur Erfassung eines Eingriffs in eine Wechselstromversorgung der Art mit Kabeln (L, N), die an eine Zählervorrichtung (M) mit einer Zählerscheibe (146) angeschlossen sind, deren Drehgeschwindigkeit mit dem in die Zählervorrichtung gespeisten Strom variiert, umfassend:

eine Detektorspule (154), die bei Gebrauch außerhalb der Zählervorrichtung (M) dieser vorgeschaltet und in bezug auf eines der genannten Eingangskabel (L) so angeordnet ist, daß darin ein Signal induziert wird, das mit dem Fluß von Strom durch das Kabel variiert;

ein Erfassungsmittel (186, 192), das sich bei Gebrauch in der Zählervorrichtung befindet und ein Signal erzeugt, das aus der Rotation der Scheibe (146) entsteht und das mit der Drehgeschwindigkeit der Scheibe variiert;

ein Eingriffsanzeigemittel; und

ein Betätigungsmittel zum Betätigen des Eingriffsanzeigemittels,

wobei diese Signale von der Spule und von dem Erfassungsmittel dahingehend auf das Betätigungsmittel einwirken, daß dieses unter korrekten Betriebsbedingungen unwirksam ist, daß es aber wirksam ist und das Eingriffsanzeigemittel betätigt wird, wenn das Signal von dem Erfassungsmittel nicht ausreicht, um der Wirkung des Signals von der Spule auf das Betätigungsmittel entgegenzuwirken.

18. Stromzähler, umfassend eine Zählervorrichtung und eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.