05.12.2007
Zur Eichung von Elektrizitätszählern in den staatlich anerkannten Prüfstellen werden seit geraumer Zeit Trennstromwandler (ICT) als Bestandteil einer Zählerprüfstation eingesetzt. Eine Zählerprüfstation ist derart aufgebaut, dass gleichzeitig zehn oder mehr Zähler geprüft werden. Daher wird eine galvanische Entkopplung notwendig, weil moderne Elektrizitätszähler eine Verbindung zwischen dem Strom- und dem Spannungspfad aufweisen, die nicht getrennt werden kann. Die Entkopplung jeweils eines Zählers wird mit Hilfe von jeweils einem dreiphasigen elektronisch fehlerkompensierten Stromwandler mit dem Übersetzungsverhältnis 1:1 erreicht.
Gemäß den PTB Prüfregeln müssen ICT’s den Fehlergrenzen von 0,05 % für den Stromwandlerfehler
εi und 0,09 crad für den Phasenfehlwinkel δi für Stromstärken oberhalb von 150 mA genügen. Für den Strombereich 20 mA bis 150 mA gelten erweiterte Fehlergrenzen. Die Messeinrichtung für die Vor-Ort Prüfung sollte daher Messunsicherheiten von unter 0,01 % (εi) bzw. 0,02 crad (δi) aufweisen. Dieses transportable Messsystem besteht, wie im Bild 1 dargestellt, aus zwei Leistungskomparatoren und einem Notebook, das samt Steuersoftware verschickt wird.
Bild 1:
Links: Messanordnung zur Bestimmung der Messabweichungen des ICT.
Rechts: Zeigerdiagramm (Phasenwinkel sind übertrieben dargestellt) mit den zu bestimmenden Messgrößen. Der Einfachheit halber ist nur eine der drei Phasen gezeichnet.
Die in den Prüfstellen vorhandene Leistungsquelle stellt sowohl den Prüfstrom ITest, als auch eine Spannung UTest mit einem Phasenwinkel von etwa 0° zur Verfügung. Diese Spannung dient als gemeinsame Referenz für beide Komparatoren, da über den Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung der Phasenfehlwinkel δi bestimmt wird. Weiterhin gestattet der von beiden Komparatoren gemessene Effektivwert des Primär- und Sekundärstromes des ICT die Berechnung des Stromwandlerfehlers gemäß der Definition εi = I s / I p − 1.
Bei einer ersten Vor-Ort Überprüfung konnten bereits positive Erfahrungen gesammelt werden. Der zeitliche Umfang der Messung lag bei etwa 10 Stunden bei einem Prüfumfang von 30 ICTs (entspricht 90 Stromwandlern). Dies stellt einen sehr großen zeitlichen Vorteil für die Prüfstellen dar, da allein der Ausbau der ICTs aus den fest verdrahteten Zählerprüfeinrichtungen mehr Zeit in Anspruch nimmt.