Электроэнергия является важной составляющей жизни современного общества. Без неё не будет функционировать ни один электронный прибор, который находится в доме. Вместе с этим она весьма дорогая и за её показаниями необходимо осуществлять постоянный контроль, чтобы не переплачивать больше положенного. Для этого технические специалисты разработали и изготовили ряд профильных приборов. Подключение однофазного электросчётчика — дело ответственное и непростое, но для желающих ознакомиться с азами процесса существует множество инструкций и схем.

Виды конструкций электросчётчиков

По конструкционному типу счётчики электроэнергии подразделяются на две категории.

Индукционные (механические) электросчётчики

Представляют собой группу хорошо известных счётчиков электроэнергии, оснащённых вращающимся колесиком, которое установлено внутри корпуса электроприбора. Чем быстрее оно вращается тем больше увеличивается расход энергии. Для вывода информации о показаниях счётчика используются специальные барабаны с цифрами.

Индукционный (механический) однофазный счетчик
Однофазный счетчик индукционного типа

Конструктивно индукционные счётчики состоят из следующих элементов:

  • Катушки напряжений, служащей для ограничения уровня переменного тока. Защищает электронное устройство от негативных воздействий помех, создаваемых сторонними источниками, а также образует магнитный поток соразмерный напряжению;
  • Токовой катушки, создающей уровень переменного магнитного потока, соразмерного току;
  • Счётного механизма в виде червячной передачи;
  • Алюминиевого диска;
  • Постоянного магнита, создающего плавность хода диска.

Принцип работы индукционного энергомера

При подключении к сети катушки тока и напряжения создают магнитные потоки, которые проходят сквозь поверхность алюминиевого диска. Стоит отметить, что поток, создаваемый токовой катушкой, отличается от потока, который исходит от катушки напряжений своей U-образной формой за счёт чего пронизывает диск несколько раз. В результате воздействия потоков образуются силы электромеханического характера, приводящие в движение диск.

Схема индукционного счетчика
Д — диск, М — магнит, 2 — ось диска, верхняя катушка (напряжений), а нижняя токовая

Затем осевая сторона диска вступает во взаимодействие со счётным механизмом, изготовленным по червячному (зубчато-винтовому) принципу передачи, которая обеспечивает передачу необходимых информационных сигналов на цифровые барабаны.

Принцип червячной передачи сигналов
Кольцо с зубчатым венцом сверху , которого надет «червяк», оснащенный крутящими элементами

Со временем уровень мощности сигнала снижается и в этот момент начинает работать постоянный магнит торможения, выравнивающий частотные колебания вращения диска. Это происходит в результате взаимодействия с потоками вихревого типа. В процессе своей работы магнит создаёт электромеханическую силу, являющуюся обратной кручению диска, что способствует снижению скорости диска или полной его остановки.

Представители этой группы устройств контроля и учёта электроэнергии широко применялись во времена Советского Союза, однако, и сейчас в большинстве квартир установлены подобные аппараты. Такая популярность и востребованность определяется простой конструкцией и невысокой стоимостью приборов.

Преимущества и недостатки счётчиков индукционного типа

Преимущества:

  • Высокая надёжность;
  • Большой эксплуатационный срок (около 20 лет);
  • Высокая стабильность работы (отсутствие зависимости от перепада напряжения в сети);
  • Невысокая стоимость.

Недостатки:

  • Низкий класс точности (в пределах от 2 до 2,5 единиц);
  • Высокий уровень потребления тока для самообеспечения;
  • Возрастание погрешности показаний при малой нагрузке;
  • Невозможность одновременного учёта активного и реактивного типа электроэнергии;
  • Однонаправленный энергетический учёт;
  • Большие габариты.

В процессе сбора информации о работоспособности и анализа недостатков индукционных счётчиков инженерами-конструкторами (энергетиками) был разработан более совершенный и надёжный вид приборов учёта электроэнергии, который получил название электронный.

Электронные электросчётчики

Представляют собой группу современных устройств учёта и сбора данных о потреблении и расходе электроэнергии. Эти приборы оснащены более сложной компонентной базой, которая позволяет осуществлять вычислительные операции с достаточным уровнем точности.

Электронные электросчётчики
Электронные электросчётчики

Основная задача электронных электросчётчиков заключается в круглосуточном сборе информации о показаниях мощности, потребляемой частью электрической схемы, за которой осуществляется контроль, и по следующим предоставлении данных в привычном для человека виде.

Эти приборы создаются для взаимодействия с двумя типами цепей тока:

  • Постоянной величины (приборы, взаимодействующие с данным типом цепей, используются исключительно на крупных предприятиях, где эксплуатируется мощная аппаратура и оборудование).
  • Синусоидальной гармонической формы.

Счётчик, взаимодействующие с цепями переменного тока, изготавливаются для использования в бытовых целях и применяются для подключения в однофазные и трехфазные системы подачи напряжения (электричества).

Конструктивно электронные счётчики изготавливаются из следующих элементов:

  • Клеммной колодки, предназначенной для соединения с электрическими проводами.
  • Панели ЖКИ дисплея, служащей для вывода данных.
  • Органов управления.
  • Измерительных трансформаторов.
  • Печатной платой с электронными компонентами.
  • Защитного кожуха (корпуса).

Принцип работы электронных энергосчётчиков

На два счётчика — тока и напряжения — от сети поступают сигналы. Далее, эти сигналы с выходов датчиков поступают на усилители, где происходит их усиление. Затем усиленные сигналы подаются на АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и преобразовываются в цифровой вид. После оцифрованные сигналы подводятся к перемножителю.

Далее, производится фильтрация оцифрованного сигнала и вывод на устройства:

  1. Индикации;

  2. Интегрирования;

  3. Передачи измерений;

  4. Дальнейшего преобразования.

Преимущества и недостатки электронных счётчиков

Преимущества:

  • Высокий класс точности измерений (от 1 единицы).
  • Наличие нескольких тарифов (от 2).
  • Возможность учёта реактивной и активной составляющей, используя один аппарат.
  • Двунаправленный энергоучёт.
  • Измерение качественных и количественных показаний мощности.
  • Хранение данных учёта электроэнергии.
  • Доступность данных.
  • фиксация попыток хищения электроэнергии.
  • Дистанционный доступ к показаниям.
  • Компактность.

Недостатки:

  • Повышенная чувствительность к колебаниям напряжений в сети.
  • Относительно высокая стоимость.
  • Сложность ремонта (в силу элементных особенностей).

Набор инструментов и материалов необходимых для монтажа

Для того чтобы приступить к установке счётчика и монтажа соответствующей электрической части необходимо обзавестись следующими материалами и инструментами:

  • Счётчиком электроэнергии т.е самим прибором, который будет монтироваться;
  • Абонентским щитком, который предназначен для хранения, устанавливаемого оборудования;
  • Комплектом инструментов с рукоятками, обладающими изоляционными свойствами;
  • Индикатором (указателем) напряжения;
  • DIN — рейками, использующимися для фиксации (автоматических выключателей);
  • Автоматическими выключателями;
  • Электрическими проводами, которые впоследствии будут служить для соединения элементов системы;
  • набором гаек и винтов;
  • изоляторами.

Подключение однофазного электростчётчика со схемой

Монтаж счётчика электроэнергии по однофазной схеме является самым простым из вариантов подключения, так как максимальное количество проводов, использующихся для установки, составляет 6 штук, не включая нагрузочный. Входная цепь счётчика при подобном методе подключения состоит из следующих проводов: фазного провода (Ф), провода рабочего «нуля» (Н) и если есть провода защитного заземления (РЕ). То же самое получится и в выходной цепи счётчика.

Варианты подключения счетчика
Однофазное подключение счетчика

Следует помнить, что автоматический выключатель, монтируемый перед счётчиком, можно и не устанавливать. Однако для удобства, например, когда необходимо в экстренном порядке полностью обесточить объект или провести профилактические и восстановительные работы внутри щитка его рекомендуется установить.

Пошаговая инструкция

  1. Монтируем счётчик в корпус щитка, используя крепёжные элементы (винты с гайками), которые входят в комплектацию щитка.
  2. Производим фиксацию автоматов, используя специальные защёлки (установлены на них), на поверхности DIN рейки — 35 мм выгнутой пластине-. После этого, полученную, конструкцию монтируем и закрепляем на опорных изоляторах с помощью винтов.
    Схема подключения УЗО и автомата
    Автомат и УЗО, установленные на DIN — рейку
  3. Устанавливаем шины, предназначенные для крепления защитного и заземляющего проводов, на опорные изоляторы, закрепляя их на DIN рейке, с помощью соединительных элементов. Не забываем выдерживать между ними некоторое расстояние для того, чтобы предотвратить возможность возникновения короткого замыкания между проводами.
    Шина
    Шина (заземления и зануления), установленная на изолятор
  4. Производим подключение нагрузок: фазный провод (Ф) соединяем с нижними зажимами автоматов, а провода заземления и рабочего «нуля» с соответствующими шинами.
  5. Осуществляем соединение верхних зажимов с помощью перемычек — можно купить в магазине — или сделать самостоятельно из остатков провода, использующегося при монтаже, предварительно сняв слой изоляции (порядка 1 см.).
    Перемычка
    Самодельная перемычка для соединения зажимов автомата
  6. Осуществляем подключение аппарата к нагрузкам: третью клему прибора — выход «фазы» — присоединяем к верхней линейки зажимов автоматов (либо с одним из них, используя перемычку), четвёртюю клемму счётчика — выход «нуля» — подводим к шине нуля.
  7. Перед включением счётчика в сеть определяем провода по типу (фазный, нулевой, защитный). В том случае, если отсутствует нулевой провод для определения фазного коснёмся их проводом, подключённым к индикатору, и он покажет, где находится фаза. Если присутствует защитное заземление его можно обнаружить по зелёной жиле.
  8. После определения типов проводов производим обесточивание объекта, в сеть которого планируется подключение счётчика.
  9. Затем «фазный» провод соединяем с первой клеммой, а «нулевой» с третьей клеммой счётчика.

Помним, что монтаж проводных соединений осуществляется по принципу «из конца в начало» т. е. изначально осуществляем подключение нагрузок к автоматам, затем автоматы подсоединяем счётчику и только после этого приступаем к самому счётчику!

Видео: схема подключения счётчика электроэнергии на 1 фазу

Современный рынок приборов контроля и учёта электроэнергии предоставляет обширный выбор продукции, который подразделяется на несколько категорий. Каждая, из которых обладает преимуществами и недостатками. Зная эти параметры можно подобрать наиболее подходящий для себя счётчик и без проблем установить его в своём жилище.