Welche Tests sind für einen qualifizierten Smart Meter erforderlich?

In der heutigen Welt ist es nicht ungewöhnlich, keine Uhr zu tragen, aber ohne einen Stromzähler zu sein, ist ein ernstes Problem. Als Messinstrument, das für den täglichen Lebensunterhalt der Menschen von entscheidender Bedeutung ist, ist der Stromzähler ein wesentliches Werkzeug zur Messung und Abrechnung des Energieverbrauchs in jedem Haushalt. Gemäß den aktuellen nationalen strategischen Anforderungen an die Entwicklung intelligenter Netze wurden intelligente Stromzähler weit verbreitet und fördern völlig neue und umfangreiche Marktchancen in der Messindustrie.

In den frühen 1990er Jahren verwendeten Haushalte häufig traditionelle mechanische Zähler. Wenn diese mechanischen Zähler in einem Schaltkreis verbunden waren, führten sie zwei Wechselströme durch Spulen, was wechselnde magnetische Flussdichten in ihren Eisenkernen erzeugte. Diese wechselnden magnetischen Flussdichten gingen durch eine Aluminiumscheibe, wodurch Wirbelströme in dieser induziert wurden. Die Wechselwirkung dieser Wirbelströme mit dem Magnetfeld erzeugte ein Drehmoment, das die Aluminiumscheibe rotieren ließ. Je größer die Lastleistung, desto stärker war der Strom durch die Spule, was zu stärkeren Wirbelströmen und einem größeren Drehmoment auf der Scheibe führte. Der von der Last verbrauchte Strom war proportional zur Anzahl der Umdrehungen der Aluminiumscheibe. Im Gegensatz dazu bestehen intelligente Stromzähler vollständig aus elektronischen Komponenten. Sie messen zunächst die Spannung und den Strom des Benutzers, verarbeiten dann die gesammelten Spannungs- und Stromdaten mit speziellen integrierten Schaltkreisen, um sie in Pulse umzuwandeln, die proportional zur elektrischen Energie sind. Schließlich verarbeitet ein Mikrocontroller diese Pulse und zeigt sie als gemessenen Energieverbrauch an.

Die Prüfmethoden für diese beiden Arten von Zählern unterscheiden sich ebenfalls. Traditionelle mechanische Zähler messen den Energieverbrauch, indem sie mechanische Arbeit detektieren – das bedeutet, dass der Zähler nur rotiert und den Verbrauch aufzeichnet, wenn elektrische Geräte in Betrieb sind. Außerhalb der aktiven Nutzung akkumuliert der mechanische Zähler keine Werte. Im Vergleich zu traditionellen mechanischen Zählern bieten intelligente Zähler nicht nur Energiemessung, sondern auch intelligente Verwaltungsfunktionen wie Datenaufzeichnung, Überwachung des Stromverbrauchs und Informationsübertragung.

Es darf jedoch nicht übersehen werden, dass intelligente Zähler letztendlich elektronische Geräte sind, die anfällig für Störungen durch Wetter, elektromagnetische Felder und andere externe Umweltfaktoren sind. Ihre Messgenauigkeit ist nicht nur entscheidend für die wirtschaftlichen Vorteile der Energieversorgungsunternehmen, sondern beeinflusst auch direkt die finanziellen Interessen der Verbraucher. Daher ist es unerlässlich, notwendige Tests durchzuführen, um die Qualität intelligenter Stromzähler besser zu verbessern.

Prüfverfahren umfassen in der Regel allgemeine mechanische und elektrische Anforderungen und Prüfbedingungen, Anforderungen an funktionale Kennzeichnung, Anforderungen und Prüfbedingungen im Zusammenhang mit klimatischen und elektromagnetischen Umgebungen, Prüfungen zur Beständigkeit gegen äußere Einflüsse, Anforderungen an eingebettete Software sowie Hilfs-Eingabe- und -Ausgabeschaltungen, Betriebsanzeigen und Prüfausgänge für Energiemessgeräte.

Typischerweise wird die elektromagnetische Störfestigkeit intelligenter Zähler durch Tests ihrer Leistung unter verschiedenen elektromagnetischen Störungen bewertet. Die Norm GB/T 17215.211, "Elektrische Messgeräte für Wechselstrom – Allgemeine Anforderungen, Prüfungen und Prüfbedingungen – Teil 11: Messgeräte", legt verschiedene Immunitätstests für intelligente Stromzähler fest.

Derzeit wird diese Norm weiter überarbeitet, wobei die aktualisierte Version zusätzliche Störquellen hinzufügt. Ein wichtiger neuer Prüfungspunkt wurde für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Immuntests für intelligente Stromzähler eingeführt: Kurzzeit-Überstromprüfungen. Die Norm legt einen Spitzenimpulsstrom von 6000 A als maximalen Strom fest, speziell entwickelt, um Schäden und Leistungsänderungen in intelligenten Stromzählern durch momentane Hochleistungsstrompulse zu bewerten.