182022. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus Wattmérő
182.022 A találmány tárgya elektronikus wattmérő villamos elosztör hálózatok részére, amely a villamos elosztóhálózatba betáplált' azon áramot méri, amelyet az ezen elosztóhálózathoz csatlakozó fogyasztó használ fel. A találmány tárgyát képező elektronikus wattmérő különösen, de nem kizárólagosan háztartási wattmérő céljára szolgál. A szokásos háztartási villamos elosztóhálózat két- vagy többvezetékes. Az egyik vezetéket referenciavezetéknek nevezzük. Szokásosan a vezetékek közötti feszültség, azaz az egyik vezeték és a referenciavezeték közötti feszültség különbség legalább 100 V váltakozó feszültség. Igen gyakran, de nem szükségszerűen a referenciavezeték vagy közvetlenül földelve van,vagy pedig annak a földpotenciálhoz képest igen kis, + 5 V, vagy + 10 V feszültségeltérése van. Ez utóbbi esetben a referenciavezetéket az úgynevezett ’’semleges" vezetéknek /nulla fázis/, a másik vezetéket pedig fázisvezetéknek nevezzük. Függetlenül attólj hogv a referenciavezeték feszültsége 0, vagy kismértékben eltér a 0 feszültségtől, a két vezeték között a földpotenciálhoz képest legalább 100 V váltakozó feszültség van jelen. Háztartási wattmérők céljára már számos elektronikus wattmérő szerkezetet javasoltak elosztóhálózatok részére a háztartási villamos fogyasztó fogyasztott energiájának mérésére. Az első, az egyszerűbb esetben, amikor kétvezetékes elosztóhálózatról van szó, a referenciavezeték és a fázisvezeték közötti feszültség különbséget és a fázisvezetékben folyó áram értékét mérték megfelelő mérőeszközzel, majd a mért áram és a mért feszültség hányadosát képezve időegységre vonatkoztatva elektronikus áramkörrel mérték a fogyasztott teljesitményt. Ha egyik vezeték feszültsége sem volt a földpotenciálon, vagy közel nulla V feszültségértékü volt, akkor közömbös volt, hogy a folyó áramot melyik vezetéken mérték. Ha azonban a két vezeték közül az egyik vezeték feszültsége nulla, vagy közel nulla értékű volt, akkor a folyó áramot a másik vezetékben kellett mérni, hogy ezáltal a véletlen, vagy a szándékos földelési hibák okozta mérési hibákat a fogyasztónál ki lehessen küszöbölni. Mindkét esetben azonban annak a vezetéknek a feszültsége, amelyben az áramot mérték, a földhöz képest lényegesen nagy kellett hegy legyen, azaz nem kevesebb, mint 100 V váltakozó feszültség. A technika állásához tartozó megoldások esetében általános gyakorlat volt, hogy a villamos mérőáramkört leföldelték, vagy közel földpotenciálra helyezték /azaz a villamos áramkör egyik táp-sinjét leföldelték, vagy a földpotenciálhoz közeli potenciálra kapcsolták/. Ezt az intézkedést általában úgynevezett szigetelőtranszformátorral végezték, amelynek primer tekercse a két vezeték közé volt iktatva, mig a szekunder tekercs földelve volt, illetve a földdel közeli potenciálra volt kötve, hogy ezáltal tápfeszültséget, illetőleg a villamos áramkör rérészére megfelelő feszültséget hozzanak létre. Ez a gyakorlat azt igényelte, hogy az árammérő szervet - amely legalább 100 V váltakozó feszültség alatt volt - egy szigetelőtranszformátor-' ral lássák el. A feszültségérzékelő szerv ugyancsak szigetelőtranszformátorral rendelkezett. Ezek a szigetelőtranszformátorok nemcsak azért voltak hátrányosak, mert növelték a wattmérő árát, hanem azért is, mert jelentős volt a primer-szekunder kapacitásuk. Ez a kapacitás viszonylag kis impedanciát jelent a nagy tranziens feszültségek szempontjából, amelyeknek értéke gyakran több kV nagyságú. Ilyan tranziens feszültségek jelennek az einlitett teljesitményelosztó hálózatok vezetékei között,úgy»2
