История развития и совершенствования приборов учета электроэнергии
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!
Девятнадцатый век принёс множество величайших изобретений и открытий в области электричества и электроснабжения. Как говорил английский математик и философ Альфред Норд Вайтхэд, главным открытием века было изобретение метода изобретений. Вырабатывать электроэнергию в больших количествах стало возможным с созданием динамо-машины. Одной из первых областей использования электричества стало освещение. С началом массовых продаж такого нового продукта, как электроэнергия, появилась необходимость определения его цены.
Первый счетчик электроэнергии, основанный на измерении часов работы лампы, изобрел Самюэль Гардинер. Принцип работы данного счетчика заключался в том, что электроэнергия, подававшаяся в точку нагрузки и лампы, подключенные к счетчику, контролировались одним выключателем. Со временем, с появлением лампы Эдисона и разветвленных цепей освещения, счетчик перестали применять.
Томас Эдисон утверждал, что электроэнергию нужно продавать как газ, широко используемый в те времена для освещения. Счетчик Эдисона основан на электрохимическом эффекте тока. В счетчике установлена электролитическая ячейка, в нее непосредственно перед началом измерений помещалась точно взвешенная пластинка меди. Проходящий через электролит ток вызывал осаждение меди, что и отражало количество электричества прошедшего через медную пластинку. Использование такого счетчика позволяло выставлять счета на оплату в кубических футах газа.
Другой принцип конструкции счетчиков был основан на создании движения (колебания или вращения) соразмерного энергии, запускающей счетный механизм для отображения измерений. Принцип работы маятникового считка описали американцы Вильям Эдвард и Джон Пери еще в 1881 году. В счетчике к источнику напряжения подключались два маятника с катушками. Токовые катушки с противоположными обмотками размешались под маятниками. В результате взаимодействия катушек маятник с электрической нагрузкой двигался медленнее, чем маятник без нагрузки. Получаемая таким образом разность хода передавалась счетному механизму. Каждую минуту маятники менялись ролями для компенсации разницы в исходной частоте колебаний. Существенным недостатком маятникового счетчика являлось то, что его можно было применять исключительно в сетях постоянного тока.
С развитием систем переменного тока и созданием Люсьеном Голаром и Джоном Диксоном «вторичного генератора», предшественника современного трансформатора, мыслителям девятнадцатого века пришлось решить принципиально новую задачу – измерение электроэнергии переменного тока.
Так, в 1885 году итальянский ученый Галилео Феррарис сделал немаловажное открытие, заключающееся в том, что два разных по фазе поля переменного тока могут вращать сплошной ротор, к примеру, диск или цилиндр. Через три года Шелленбергер, также открывший эффект вращающихся полей, создал прибор учета электроэнергии переменного тока. В его счетчике не было элемента напряжения, для учета коэффициента мощности, поэтому он не годился для работы с электродвигателями. Однако данные открытия стали основой в создании индукционных двигателей и счетчиков. В 1889 году электрический счётчик для переменных токов был запатентован венгром Отто Титуц Блати.
В последующие годы индукционный счетчик претерпел множество изменений и усовершенствований, а к двадцатому столетию и вовсе были разработаны трехфазные индукционные счетчики с двумя или тремя системами измерения. Такие счетчики до сих пор производятся и добросовестно выполняют свою работу по учету электроэнергии.
С появлением в 70-х годах двадцатого века первых аналоговых и цифровых интегральных микросхем толчок в развитии получили и счетчики электрической энергии. Тогда использовались стационарные счетчики, основанные на принципе времяимпульсного умножения. В данное время в электросчетчиках применяются новейшие электронные технологии с цифровой обработкой сигналов и встроенным программным обеспечением. Развитие приборов учета электроэнергии не прекращается, вместе с чем меняются принципы и правила проведения электромонтажных работ по их установке, а также методы электроизмерений для обеспечения надежной и качественной работы электрооборудования.