PRACA INDUKCYJNEGO LICZNIKA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W OBECNOŚCI POLA SILNEGO MAGNESU TRWAŁEGO

Transkrypt

1 SYSTEMY POMIAROWE W BADANIACH NAUKOWYCH I W PRZEMYŚLE SP 2010 ŁAGÓW, PRACA INDUKCYJNEGO LICZNIKA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W OBECNOŚCI POLA SILNEGO MAGNESU TRWAŁEGO Eligiusz PAWŁOWSKI Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki

2 Wprowadzenie Licznik energii elektrycznej należy do tej szczególnej grupy przyrządów pomiarowych, na podstawie wskazań których dokonywane są rozliczenia finansowe w ramach zawartych umów kupna sprzedaży. Z tego względu przyrządy te podlegają odpowiednim przepisom i muszą spełniać określone wymagania. W ostatnim czasie nasiliły się doniesienia o próbach kradzieży na szkodę zakładów energetycznych poprzez oddziaływanie polem silnego magnesu trwałego na ustrój indukcyjnego licznika energii elektrycznej. Stało się to możliwe od chwili pojawienia się na rynku łatwo dostępnych magnesów neodymowych o dużych rozmiarach i bardzo silnym polu magnetycznym.

3 Oddziaływanie magnesu na licznik Zafałszowania wskazań licznika w wyniku pojawienia się dodatkowego momentu hamującego Zwiększenia prądu rozruchu poprzez oddziaływanie na hamulec biegu jałowego Rozmagnesowanie magnesu hamującego licznika równoznaczne z trwałym uszkodzeniem jego ustroju pomiarowego

4 Wymagania stawiane licznikom 1.PN-EN : 2006 Urządzenia do pomiarów energii elektrycznej (prądu przemiennego)-wymagania ogólne, badania i warunki badań. Część 11: Urządzenia do pomiarów. 2.PN-EN : 2006 Urządzenia do pomiarów energii elektrycznej (prądu przemiennego)-wymagania szczegółowe. Część 11: Liczniki elektromechaniczne energii czynnej (klas 0,5, 1, 2). 3.PN-EN : 2008 Urządzenia do pomiarów energii elektrycznej (prądu przemiennego) Część 1: Wymagania ogólne, badania i warunki badań-urządzenia do pomiarów (klas A, B, C). 4.Dyrektywa 2004/22/WE parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 31 marca 2004r. w sprawie przyrządów pomiarowych, Załącznik MI-003 Liczniki energii elektrycznej. 5.Instrukcja sprawdzania użytkowych liczników energii elektrycznej prądu przemiennego, Dziennik Urzędowy Miar i Probiernictwa nr5/ Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 18 grudnia 2006r. w sprawie zasadniczych wymagań dla przyrządów pomiarowych, Dz. U. Nr 3, poz Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 7 stycznia 2008r. w sprawie wymagań, którym powinny odpowiadać liczniki energii elektrycznej czynnej prądu przemiennego oraz szczegółowego zakresu sprawdzeń wykonywanych podczas prawnej kontroli metrologicznej tych przyrządów pomiarowych, Dz. U. Nr 11, poz.63.

5 Indukcyjny licznik energii elektrycznej Cewka napięciowa Magnes hamujący Tarcza Cewka prądowa Ustrój licznika indukcyjnego

6 Magnesy hamujące Magnesy hamujące liczników energii elektrycznej

7 Magnesy neodymowe (Nd 2 Fe 14 B) Magnes neodymowy mniejszy : N42, D=45mm, H=15mm Magnes neodymowy większy : N 42, D=70mm, H=30mm

8 Pole neodymowego magnesu stałego Pole magnesu większego : N 42, D=70mm, H=30mm Pole magnesu mniejszego : N42, D=45mm, H=15mm

9 Błąd pomiaru energii Pole magnesu trwałego prostopadłe do płaszczyzny tarczy N42, D=45mm, H=15mm Pole magnesu trwałego równoległe do płaszczyzny tarczy N42, D=45mm, H=15mm

10 Moment hamujący pola zewnętrznego Moment hamujący M x pola magnesu zewnętrznego (N 42, D=70mm, H=30mm) względem momentu magnesu hamującego M h

11 Wpływ na hamulec biegu jałowego Prąd rozruch wzrasta nawet kilkunastokrotnie, osiągając wartości bliskie 10% prądu bazowego i umożliwiając nielegalny pobór mocy rzędu 100W.

12 Rozmagnesowanie magnesu hamującego Rozmagnesowanie magnesu hamującego polem równoległym magnesu zewnętrznego (N 42, D=70mm, H=30mm) Rozmagnesowanie magnesu hamującego polem prostopadłym magnesu zewnętrznego (N 42, D=70mm, H=30mm)

13 Rozkład pola po rozmagnesowaniu Pole magnesu hamującego przed (1) i po (2) rozmagnesowaniu lewa szczelina Pole magnesu hamującego przed (1) i po (2) rozmagnesowaniu prawa szczelina

14 Błędy licznika po rozmagnesowaniu Błędy licznika energii przed (1) i po rozmagnesowaniu magnesu hamującego jednokrotne (2) i wielokrotne (3) zbliżenie magnesu neodymowego

15 Podsumowanie Przeprowadzone pomiary wykazały istotny i wieloraki wpływ zewnętrznego pola silnego magnesu trwałego na pracę indukcyjnego licznika energii elektrycznej. Zewnętrzne pole magnetyczne przenikające przez wirującą tarczę licznika spowalnia jej obroty i wprowadza ujemne błędy pomiaru energii (rzędu kilku %). Pole zewnętrznego magnesu oddziałując na elementy hamulca biegu jałowego zwiększają wielokrotnie prąd rozruchu, nawet powyżej 10% prądu bazowego licznika. Silne zewnętrzne pole magnetyczne trwale niszczy ustrój pomiarowy licznika poprzez rozmagnesowanie wewnętrznego magnesu trwałego, co skutkuje pojawieniem się dużych dodatnich błędów pomiaru energii (kilkadziesiąt i więcej %). Trwałe rozmagnesowanie wewnętrznego magnesu trwałego licznika rozpoczyna się już po jednokrotnym zbliżeniu magnesu neodymowego na odległość 30mm od obudowy licznika. Silnie niejednorodny rozkład pola magnetycznego w szczelinie magnesu trwałego licznika pozwala jednoznacznie potwierdzić zastosowanie magnesu neodymowego.

16 Wnioski Z całą pewnością można stwierdzić, że zastosowanie magnesu neodymowego umożliwia wpływanie na parametry metrologiczne indukcyjnego licznika energii elektrycznej i zafałszowanie jego wskazań bez otwierania obudowy i bez naruszenia cech legalizacyjnych. Mając na uwadze obowiązujące w tym zakresie przepisy, stosowanie takich liczników jako przyrządów pomiarowych do rozliczeń finansowych musi budzić duże i uzasadnione wątpliwości. Praktycznie nie jest możliwa skuteczna kradzież energii elektrycznej przy użyciu magnesu neodymowego, gdyż każde jego zbliżenie do obudowy licznika w sposób gwarantujący zafałszowanie wskazań na korzyść odbiorcy jednocześnie uszkadza ustrój pomiarowy w sposób umożliwiający w późniejszym czasie jednoznacznie stwierdzenie takiego faktu. Zgodnie z przepisami nieuczciwy odbiorca płaci stawkę zryczałtowaną, znacznie przekraczającą wartość skradzionej energii, dodatkowo pokrywa koszty wymiany uszkodzonego licznika, płaci wysokie rachunki za okres w którym licznik wskazywał zawyżone zużycie oraz ponosi koszty ewentualnego procesu sądowego.

17 Dziękuję za uwagę