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Title:
DEVICE FOR INDICATING MANIPULATIONS OF ELECTRICITY METER CONNECTIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/041012
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for indicating manipulations of electricity meter (2) connections. Said device comprises a live conductor (P) and a neutral conductor (N), one ammeter (3) for measuring the current that flows through the live conductor (P) and an additional ammeter (5) for measuring the current that flows through the neutral conductor (N) and in addition, a memory for the measured current values. The measured values of both ammeters (3, 5) are supplied to a quotient generator and changes in said quotient are supplied to a display device.

Inventors:
FORSYTH RICHARD (AT)
FRITZ GERHARD (AT)
Application Number:
PCT/AT2001/000358
Publication Date:
May 23, 2002
Filing Date:
November 14, 2001
Export Citation:
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Assignee:
AUSTRIAMICROSYSTEMS AG (AT)
FORSYTH RICHARD (AT)
FRITZ GERHARD (AT)
International Classes:
B62D15/02; G01D5/04; G01D5/14; (IPC1-7): G01R11/24
Domestic Patent References:
WO1999031519A11999-06-24
Foreign References:
US4331915A1982-05-25
GB2183348A1987-06-03
GB2347225A2000-08-30
US5124624A1992-06-23
EP0372937A21990-06-13
Attorney, Agent or Firm:
Haffner, Thomas M. (Schottengasse 3a Wien, AT)
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Claims:
Ansprüche :
1. Vorrichtung zur Signalisierung von Manipulationen an den An schüssen von Elektrizitätszählern (2) mit einem stromführenden Leiter (P) und einem Nulleiter (N), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Strommesser (3) für die Messung des durch den stromführenden Leiter (P) fließenden Stromes und einen weiteren Strommesser (5) für die Messung des durch den Nulleiter (N) fließenden Stromes aufweist und dass ein Speicher für die gemessenen Stromwerte vorgesehen ist, wobei die Messwerte der beiden Strommesser (3,5)'einem Quotientenbildner und Änderungen dieses Quotienten einer Anzeigevorrichtung zugeführt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strommesser (3) unter Verwendung eines niedrigohmigen Serien widerstandes zur Last (1) und der weitere Strommesser (5) als Hallsonde ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffe des niedrigohmigen Serienwiderstandes an An schlüsse eines Chips bzw. eines integrierten Schaltkreises zur Digitalisierung und/oder analogen Auswertung des ersten Strom messwertes geführt sind und dass der Hallsensor (5) am gleichen Chip bzw. integrierten Schaltkreis ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der integrierte Schaltkreis innerhalb des Elektrizitätszählergehäuses angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Messwerte für die Quotientenbildung in defi nierten Zeitabständen erfasst werden und einem Speicher zuge führt sind.
6. Elektronischer Leistungszähler (2) mit integrierter Erfassung von Manipulationen an seinen Anschlüssen, umfassend einen inte grierten Schaltkreis mit einem Strommesser (3) für die Messung des durch den stromführenden Leiter (P) fließenden Stromes und einen Spannungsmesser (4), dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis einen weiteren als Hallsensor ausgebildeten Strommesser (5) für die Messung des durch den Nulleiter (N) fließenden Stromes sowie einen Speicher für die gemessenen Stromwerte aufweist.
7. Elektronischer Leistungszähler nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis einen Quotienten bildner umfasst, welchem die Messwerte der beiden Strommesser zugeführt sind.
8. Elektronischer Leistungszähler nach Anspruch 6 oder 7, da durch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis einen Speicher für die von Quotientenbildner errechneten Werte auf weist.
Description:
Vorrichtung zur Signalisierung von Manipulationen an Anschlüssen von Elektrizitätszählern Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Signai- sierung von Manipulationen an den Anschlüssen von Elektrizitäts- zählern mit einem stromführenden Leiter und einem Nulleiter.

Elektrizitätszähler sind häufig als elektronische Leistungsmess- geräte ausgebildet, wobei zwischen 1-, 2-und 3-Phasen-Zählern unterschieden wird. Elektronische Leistungsmessgeräte enthalten meist einen integrierten Schaltkreis (Chip), in welchem eine Strommessung sowie eine Spannungsmessung zusammengefasst sind.

Durch geeignete Multiplikation der Messwerte kann unmittelbar auf die verbrauchte Leistung geschlossen werden, wobei auch ver- schiedene davon abgeleitete Größen erfasst werden können.

Wesentlich für die korrekte Erfassung der Leistung ist, dass die Strommessung an dem an Phase liegenden Leiter vorgenommen wird.

Ältere Elektrizitätszähler sind auch noch als Induktionsmess- werke ausgebildet, wobei die auf einem hufeisenförmigen Joch bzw. Stromeisen befindliche Spule den Strom des Leistungskreises führen soll. Der auf diese Weise entstehende magnetische Fluss durchsetzt eine Aluminiumscheibe und induziert in dieser Wirbel- ströme. An einer weiteren hochohmigen Spule wird zu diesem Zweck Spannung angelegt, wobei diese hochohmig Spule zwischen Nulleiter und dem Phase führenden Leiter geschaltet ist. Im Luftspalt entsteht hierbei eine magnetische Induktion, wobei das magnetische Feld auf die in der rotierbar gelagerten Aluminium- scheibe Wirbelströme eine mechanische Kraft verursacht.

Wesentlich für die korrekte Funktion von Elektrizitätszählern bzw. elektronischen Leistungsmessgeräten ist es aber, dass der an Phase liegende Leiter und der Nulleiter korrekt an den Zähler angeschlossen sind. Manipulationen an den Anschlüssen können da- her zu einer wesentlichen Verringerung der angezeigten Ver- braucherleistung führen, wobei derartige betrügerische Manipu- lationen nicht ohne weiteres und rasch erkannt werden können.

Das Vertauschen der Leiter am Eingang des Elektrizitätszählers stellt eine der am weitesten verbreiteten betrügerischen Manipu- lationen dar, wobei ein Vertauschen der Leiter an der Eingangs- seite des Elektrizitätszählers und ein Abtrennen des Nulleiters von der Last zur Folge hätte, dass der Strom von der Phase über die Last zur Erde fließt, sodass am Nulleiter kein Strom gemessen werden kann.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine besonders einfache Vor- richtung zu schaffen, mit welcher derartige Manipulationen . sicher erkannt werden können und entsprechend signalisiert werden können. Die Vorrichtung soll in einfacher Weise in be- stehende Elektrizitätszähler bzw. elektronische Leistungszähler eingebaut werden können, wobei im Falle von elektronischer Leistungsmessung auch eine vollständige Integration in den inte- grierten Schaltkreis gelingen soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Vorricht- ung im wesentlichen darin, dass die Vorrichtung einen Strom- messer für die Messung des durch den stromführenden Leiter fließenden Stromes und einen weiteren Strommesser für die Messung des durch den Nulleiter fließenden Stromes aufweist und dass ein Speicher für die gemessenen Stromwerte vorgesehen ist.

Dadurch, dass zwei gesonderte Strommessungen vorgenommen werden und die beiden Messungen miteinander verglichen werden, wird es unmittelbar möglich rasch und sicher Manipulationen an den Anschlüssen von Elektrizitätszählern zu erkennen. Für die Strom- messung können beliebige Stromsensoren eingesetzt werden, wobei die Strommessung in einem an Phase liegenden Leiter gemeinsam mit einem entsprechenden Spannungsmesswert zur Berechnung der verbrauchten Leistung herangezogen werden kann. Durch die am Nulleiter vorgenommene zusätzliche Messung, welche bevorzugt mittels eines integrierten Hallelementes erfolgt, kann in der Folge ein Quotient gebildet werden, wobei eine Änderung dieses Quotienten darauf hindeuten würde, dass Manipulationen vorgenommen wurden. Die Vorrichtung ist daher so ausgebildet, dass die Messwerte der beiden Strommesser einem

Quotientenbildner und Änderungen dieses Quotienten einer Anzeigevorrichtung zugeführt sind. Ein Quotientenbildner ist schaltungstechnisch einfach zu realisieren und kann ohne weiteres in einem integrierten Schaltkreis ausgebildet sein. Der Quotient ist ein zuverlässiger Parameter für die Erkennung von Manipulationen an den Anschlüssen des Elektrizitätszählers, auch wenn die einzelnen Strommessungen mit geringerer Genauigkeit vorgenommen werden.

Die Strommessung erfolgt üblicherweise unter Verwendung von Shunt-Widerständen. Um korrekte Messwerte zu erzielen, muss diese Messung in der an Phase liegenden Leitung vorgenommen werden. Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung so getroffen, dass ein Strommesser unter Verwendung eines niedrigohmigen Serienwiderstandes zur Last und der weitere Strommesser als Hallsonde ausgebildet ist. Bei entsprechend betrügerischer Manipulation erfasst die Hallsonde den durch die an Phase liegende Leitung fließenden Strom, sodass mittels des weiteren Strommessers bzw. der Hallsonde an dieser Leitung mehr oder minder korrekte Strommesswerte gewonnen werden können. Die Genauigkeit der Messung am zweiten Leiter ist aber genaugenommen nicht kritisch, da ja in der Folge ein Quotient gebildet ist und nur das Verhältnis der beiden Messwerte von besonderer Relevanz ist. Solange das Verhältnis der beiden Strommesswerte, wie sie von dem Hallelement bzw. dem Stromsensor abgeleitet werden, sich innerhalb eines zu erwartenden Bereiches bewegt, darf davon aus- gegangen werden, dass eine Manipulation nicht vorgenommen wurde und sich die Schwankungen im Rahmen der zulässigen von der Netz- belastung abhängigen Schwankungen bewegen.

In besonders einfacher Weise kann die Ausbildung hiezu so ge- troffen sein, dass die Abgriffe des niedrigohmigen Serienwider- standes an Anschlüsse eines Chips bzw. eines integrierten Schaltkreises zur Digitalisierung und/oder analogen Auswertung des ersten Strommesswertes geführt sind und dass der Hallsensor am gleichen Chip bzw. integrierten Schaltkreis ausgebildet ist.

Dadurch gelingt eine vollständige Integration der erfindungsge-

mäßen Vorrichtung in einen elektronischen Leistungszähler, da der integrierte Schaltkreis bzw. Chip und die gemessenen Strom- werte zugleich der Ermittlung der verbrauchten Leistung dienen.

Die Erfindung umfasst daher auch einen elektrischen Leistungs- zähler mit integrierter Erfassung von Manipulationen an seinen Anschlüssen, umfassend einen integrierten Schaltkreis mit einem Strommesser für die Messung des durch den stromführenden Leiter fließenden Stromes und einem Spannungsmesser, wobei der inte- grierte Schaltkreis einen weiteren als Hallsensor ausgebildeten Strommesser für die Messung des durch den Nulleiter fließenden Stromes aufweist.

Zum Schutz gegen weitere Manipulationen ist mit Vorteil die Aus- bildung so getroffen, dass der integrierte Schaltkreis innerhalb des Elektrizitätszählergehäuses angeordnet ist. Elektrizitäts- zählergehäuse sind üblicherweise plombiert, sodass der Zugang zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht unbemerkt erfolgen kann.

Dem Verbraucher muss in diesem Fall nicht einmal bekannt sein, ob eine derartige zusätzliche Vorrichtung im Zählergehäuse ein- gebaut ist oder nicht.

Zur besseren Auswertung der Signale der Vorrichtung ist diese mit Vorteil so ausgebildet, dass die Messwerte für die Quotien- tenbildung in definierten Zeitabständen erfasst werden und einem Speicher zugeführt sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In dieser zeigt Fig. 1 einen Stromkreis mit einem Leistungs- zähler nach dem Stand der Technik, Fig. 2 den Stromkreis nach Fig. 1 mit vertauschten Anschlüssen und Fig. 3 einen Stromkreis mit einem erfindungsgemäßen Leistungszähler.

In Fig. 1 ist schematisch ein Stromkreis dargestellt, wobei mit 1 die Last und mit 2 ein Leistungszähler nach dem Stand der Technik bezeichnet ist. Der Leistungszähler gemäß dem Stand der

Technik weist einen Strommesser 3 sowie einen Spannungsmesser 4 auf. Unter normalen Bedingungen ist der Leistungszähler so an den Stromkreis angeschlossen, dass der Strommesser 3 den über die Phase P fließenden Strom misst, sodass korrekte Mess- ergebnisse erhalten werden können.

In Fig. 2 ist nun der Stromkreis gemäß Fig. 1 dargestellt, bei welchem die Anschlüsse an den Leistungszähler vertauscht wurden und bei welchem der Stromkreis manipuliert wurde. Bei der Kon- figuration, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, fließt der Strom über die Phase führende Leitung P durch den Leistungszähler 2 über die Last zur Erde. Dies ist naturgemäß nur dann möglich, wenn, wie dies in vielen Ländern noch der Fall ist, keine Sicherheits- schalter im Stromkreis vorgesehen sind. Da in diesem Fall durch den Strommesser 3 kein Strom fließt, kann hier kein Wert für die verbrauchte Leistung erhalten werden.

In Fig. 3 ist nun ein Stromkreis gemäß Fig. 1 dargestellt, bei welchem ein erfindungsgemäßer Leistungszähler zum Einsatz ge- langt. Der Leistungszähler 2 weist nun zusätzlich einen weiteren Strommesser 5 auf, welcher als Hallelement ausgebildet ist, und welcher bei korrektem Anschluss der Leitungen den über den Nulleiter fließenden Strom erfasst. Sollte nun eine Manipulation des Stromkreises gemäß Fig. 2 erfolgen, wird weiterhin ein Stromwert gemessen, wobei insbesondere aufgrund der Änderung des Quotienten der Strommesswerte der Stromzähler 3 und 5 auf eine entsprechende Manipulation geschlossen werden kann.