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Tipps für die Entwicklung: Smart Meter: Stromkreisschutz, Sensorik, Leistungssteuerung

Fortsetzung des Artikels von Teil 4.

Manipulationen verhindern

Es wird immer Kunden geben, die Zähler manipulieren wollen, um die Messwerte und damit den zu zahlenden Betrag zu reduzieren. Um dies zu verhindern, sind intelligente Zähler typischerweise mit einer Vielzahl von Maßnahmen zur Manipulationserkennung ausgestattet. 

Die am häufigsten verwendete Manipulationsmethode besteht darin, die Abdeckung des Messgeräts zu öffnen und die Schaltung zu beschädigen. Durch die Integration eines Reedschalters wie der Littelfuse 59166- oder MDSM-4-Serie mit einem Magneten oder Mikroschalter kann das Messgerät jedoch erkennen, dass die Abdeckung geöffnet ist, und sendet einen Auslösersignal an den Mikrocontroller. Batteriebetriebene Messgeräte verwenden typischerweise Reedschalter zur Verhinderung von Sabotage, da sie keine Batteriespannung verbrauchen.

Wärmeschutz Bildquelle: © Littelfuse

Abbildung 7: Intelligente Zähler benötigen einen robusten Wärmeschutz, der über Jahrzehnte hält. Dazu dienen moderne Temperaturanzeiger

Eine weitere Manipulationsmethode ist das Anbringen eines starken Elektromagneten in der Nähe des Messgeräts. Dies kann dazu führen, dass der magnetische Transformator gesättigt wird oder andere Komponenten beeinflusst werden. Durch den Einsatz eines Hall-Effekt-Sensors wie dem IXYS MX887D kann das Messgerät jedoch das Magnetfeld erkennen und einen Auslösersignal an den Mikrocontroller senden.  Bei beiden Manipulationsmethoden benachrichtigt der Mikrocontroller das Überwachungspersonal des Energieversorgers. Dieses kann den Manipulationsversuch vor Ort prüfen und dem Kunden bei Bedarf eine Strafzahlung auferlegen. 

Auch überhöhte Temperaturen können die Genauigkeit eines intelligenten Zählers beeinträchtigen und seine Lebensdauer verkürzen. Daher verwenden Entwickler häufig NTC (negativer Temperaturkoeffizient)-Chips und Unterbaugruppen zur Temperaturmessung und Übertemperaturerkennung. Zusätzlich kann die Leistungsdrift in temperaturempfindlichen Bereichen wie der Steckdose, dem Stromsensor, dem Oszillator und den HF-Modulen des Messgeräts durch den Einsatz einer neuen Generation von thermischen Indikatoren reduziert werden (Abbildung 7).