氣動夾持臺與低壓電流互感器檢定裝置一體化的設(shè)計和應(yīng)用

顧杲，沈惠芳

（紹興電力局計量中心，浙江紹興312000）

氣動夾持臺與低壓電流互感器檢定裝置一體化的設(shè)計和應(yīng)用

顧杲，沈惠芳

（紹興電力局計量中心，浙江紹興312000）

為進一步提高了低壓電流互感器自動化檢定水平，設(shè)計了低壓電流互感器校驗氣動夾持臺，研究了采用低噪聲小型空壓機多氣缸啟動壓緊方式進行低壓電流互感器一次檢定接線的方法，對現(xiàn)有互感器檢定裝置進行一體化設(shè)計，以實現(xiàn)低壓電流互感器一、二次自動檢定接線。

電流互感器；檢定；壓接接線；一體化

隨著電能計量檢定機構(gòu)集中檢定模式的推廣實施，低壓電流互感器檢定量成倍增加。目前，低壓電流互感器（以下簡稱互感器）檢定雖已實現(xiàn)基本誤差檢定項目的自動化，但整個檢定作業(yè)過程仍有大量重復性、機械性的工作，檢定人員費時、費力，勞動強度大，工作效率低。

因此，應(yīng)用先進的機械、電子自動化控制技術(shù)，研制出1套互感器校驗氣動夾持臺，與現(xiàn)有的智能化程控式互感器檢定裝置相結(jié)合，可進一步提高互感器檢定過程的自動化水平，提高檢定的工作效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。

1 總體設(shè)計思路

1.1 設(shè)計要求

為解決互感器檢定工作中大量重復性、機械性的人工作業(yè)，機械設(shè)計應(yīng)與計算機自動化控制技術(shù)、互感器自動檢定技術(shù)相結(jié)合，互感器校驗氣動夾持臺應(yīng)充分考慮后擋和右擋定位、夾持器之間互相絕緣、安全防護等方面的問題，并應(yīng)具有優(yōu)良的擴展性能，便于日常維護。

1.2 總體結(jié)構(gòu)

氣動夾持臺硬件可分為主控電腦、自動夾持系統(tǒng)和自動檢定系統(tǒng)三部分，見圖1。自動夾持系統(tǒng)主要由安全防護裝置、氣動夾持裝置和靜音空壓機等組成。其中安全防護裝置主要包括門節(jié)點、安全防護罩、警燈等；氣動夾持裝置分為觸針定位裝置和氣動拆接線裝置，觸針定位裝置由觸針組件、定位板、過渡板、壓塊組成。自動檢定系統(tǒng)由多套程控式互感器檢定裝置組成。

軟件架構(gòu)主要由管理軟件、控制軟件、檢定軟件、門控開關(guān)軟件四部分組成，各軟件的功能見圖2。

圖1 自動夾持系統(tǒng)硬件軟件構(gòu)架

圖2 互感器自動檢定系統(tǒng)軟件構(gòu)架

1.3 應(yīng)用氣動夾持臺檢定互感器的工作流程

管理軟件從電力營銷信息系統(tǒng)獲取互感器檢定任務(wù)后，待檢互感器由檢定人員按檢定規(guī)程先進行外觀檢查、絕緣電阻測定和工頻耐壓試驗，完成上述試驗后將合格的被檢品放入氣動拆接線裝置的各表位上，掃描互感器條碼編號，檢驗員核對信息后操作控制軟件，啟動靜音空壓機多個氣缸，使安全防護罩閉合，氣動拆接線裝置、二次觸針定位裝置進行自動接線。

通過互感器檢定裝置完成檢定規(guī)程中其他檢定項目的自動檢定后，啟動空壓機，氣動夾持裝置將互感器與氣動拆接線裝置、二次觸針定位裝置等分離，并將檢定結(jié)果上傳營銷信息系統(tǒng)，根據(jù)營銷信息系統(tǒng)下發(fā)的裝箱信息由檢驗員完成分門別類的裝箱，不合格互感器放入設(shè)備缺陷區(qū)。

2 啟動夾持臺各模塊的設(shè)計和功能實現(xiàn)

氣動夾持臺主要由觸針定位位置、氣動拆接線裝置、靜音空壓機、安全防護裝置等組成，如圖3所示。

2.1 觸針定位裝置

觸針定位裝置用于被試互感器二次接線回路的自動接線，該裝置由觸針組件、定位板、過渡板、壓塊組成，如圖4所示。為確保觸針位置的準確，使觸針與被試互感器二次接線端子可靠連接，必須定位準確、不變形，因此被試互感器采用后擋和右擋鉗位，并且二次觸針的位置、距離在一定范圍內(nèi)可調(diào)。

圖3 氣動夾持臺結(jié)構(gòu)

圖4 觸針定位裝置

（1）二次觸針機構(gòu)用于被試互感器二次回路自動接線，由銅質(zhì)觸針、彈簧、環(huán)氧樹脂塑料片等組成，觸針上部中空連接互感器檢定裝置接線臺的二次連接線，二次觸針中間用螺母固定于定位板上，觸針尾部的凹面與互感器二次螺母凸面緊密接觸，觸針設(shè)計壓力35 N。

（2）定位板固定觸針組件，采用長為90 mm、寬為77 mm、厚度2 mm的酸洗熱扎板制作，在長度53 mm與33 mm之間折成直角用于固定觸針組件，支撐觸針組件工作，承受二次觸針與互感器二次螺母凸面緊密接觸時產(chǎn)生的沖力，為了便于二次觸針位置調(diào)整，圖4中2根觸針之間應(yīng)留有調(diào)整裕度。

（3）過渡板固定定位板以及所載觸針組件，采用長為70 mm、寬為70 mm、厚度為2 mm酸洗熱扎板制作，過渡板下方有5 mm×60 mm橢圓形孔，此孔有連接壓塊作用，也通過壓塊固定位置變化起到調(diào)整二次觸針位置的作用。

（4）壓塊用于被試互感器一次通流回路的接線，最大設(shè)計通過通流能力為1 200 A，可連續(xù)運行15 min，采用長為60 mm、寬為60 mm、厚度為15 mm的ST12冷扎鋼板制作，表面需經(jīng)過電鍍鋅處理。

2.2 氣動拆接線裝置

氣動拆接線裝置用于被試互感器一次通流回路的自動接線，由底板及互感器定位夾具、固定件、夾持器、氣缸、電磁閥及觸針組件等組成，氣動夾持臺兩端的夾持器各裝設(shè)有一次接線銅排，尾端聯(lián)有有效截面足夠的軟編織導線，可直接固定在互感器檢定裝置接線臺的一次端子中。

被試互感器一次回路接線采用氣動壓緊，設(shè)計最大壓緊力為1 500 N（氣壓0．8 MPa時），且使用的空壓機輸出壓力可以調(diào)整。當各表位的被試互感器就位后，利用氣缸壓力推動，快速完成12表位互感器的一次性連接；檢定完畢拆線時，利用氣缸反向推力，快速完成12表位互感器的一次性分離。

夾持支架采用4 mm ST12冷軋鋼板制作，表面電鍍鋅處理；各夾持器之間互相絕緣，防止一次電流被旁路。

為了避免空壓機帶來噪聲污染，應(yīng)采用小型靜音空壓機，噪聲不大于53 dB；其輸出氣壓應(yīng)可在0．1～0．8 MPa可調(diào)，儲氣罐容量一般不小于12 L，其中氣缸使用壽命應(yīng)不少于100 000次。

2.3 檢定裝置的自動控制系統(tǒng)

檢定裝置主要由信號源、功率放大器、隔離變壓器、標準設(shè)備、誤差處理器等組成。檢定軟件接收到管理系統(tǒng)下達開始檢定指令后，在數(shù)據(jù)庫中讀取互感器編號和表位號對應(yīng)關(guān)系及互感器參數(shù)，按預(yù)先設(shè)置檢定方案，自動進行氣動拆接線裝置接線可靠性檢查、互感器相關(guān)參數(shù)校核、項目檢定，氣動夾持裝置上聲控、警燈進行動作提示。

檢定完畢，由管理系統(tǒng)向營銷信息系統(tǒng)上傳檢定數(shù)據(jù)并獲取合格互感器箱號，動夾持裝置的氣動拆接線裝置分離互感器接線。

2.4 安全防護裝置

為了使檢測過程連續(xù)無干擾，避免因誤碰、誤操作、誤動作而發(fā)生安全事故，確保人員和設(shè)備的安全，在氣動夾持裝置上設(shè)置安全防護罩；在檢測區(qū)域外的圍欄處、氣動夾持裝置上安裝門節(jié)點安全裝置。

檢定人員將被試品放入氣動拆接線裝置各表位后離開檢測區(qū)，關(guān)閉安全圍欄，啟動門控開關(guān)使氣動夾持裝置、安全圍欄門接點閉合，操作控制軟件氣動夾持裝置上裝設(shè)的安全防護罩閉合，經(jīng)語音、警燈提示后，氣動夾持裝置、檢定裝置才能開始工作。

檢定完畢，控制軟件啟動靜音空壓機，氣動拆接線裝置完成12表位互感器一次性分離，安全防護罩打開，語音、警燈提示后斷開氣動夾持裝置、安全圍欄上門接點（氣動夾持臺處于無電源狀態(tài)），檢定人員進入檢測區(qū)進行下一步操作。

3 檢定模式優(yōu)化后的效果

通過對檢定裝置的改進，采用氣動拆接線檢定模式，使原來的人工作業(yè)方式提升為自動化作業(yè)方式，檢定人員的日檢定量有了大幅提高。以紹興電力局計量中心為例，在傳統(tǒng)檢定模式下，1天的檢定量僅為60只，而在新檢定模式下，檢定量提高到了120只，是原來的2倍，效果相當明顯。

同時，新檢定模式的運行無需人工干預(yù)，消除了檢定過程中的重復環(huán)節(jié)，檢定人員的工作時間得到了充分有效利用，工作效率大大提高。作業(yè)過程程序化設(shè)計，實現(xiàn)標準化作業(yè)，避免了人工違章和差錯，工作質(zhì)量得到保證。表1為一體化檢定與傳統(tǒng)檢定2種不同模式下，互感器檢定工作效率對比分析。

表1 2種模式下互感器檢定時間對比

4 結(jié)語

低壓電流互感器校驗氣動夾持臺的研制成功，實現(xiàn)了傳統(tǒng)互感器檢定裝置作業(yè)的接拆線、壓接、誤差檢定過程自動化，大大提高了檢定的工作效率，降低了檢定人員的勞動強度和生產(chǎn)成本，為發(fā)揮低壓電流互感器集約化管理的規(guī)模效應(yīng)，全面提升規(guī)范化、精益化管理水平，將發(fā)揮積極作用。

[1]王立乾．觸摸屏、PLC在空壓機檢測試驗中的應(yīng)用[J]．機械與電子，2008（8）∶50－51．

[2]張還．空壓機組電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計[J]．自動化儀表，2010（4）∶34－36．

[3]鄭輝，梁彥．MCGS與PLC在空壓機聯(lián)機控制中的應(yīng)用[J]．機電工程技術(shù)，2008（11）∶76－78．

[4]崔學深，張建華．DSP技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和硬件實現(xiàn)方式[J]．現(xiàn)代電力，2002（6）∶45－47．

[5]劉峰屹，劉洋，史皆鵬．淺析互感器檢驗儀的使用技術(shù)要點[J]．價值工程，2010（29）∶36．

[6]宋健康．基于互感器校驗儀全自動整體檢定的研究[J]質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督研究，2010（3）∶36－38．

（本文編輯：楊勇）

The Design and Application of Pneumatic Clamping Board and Low-voltage TA Calibrating Apparatus Integration

GU Gao，SHEN Hui-fang
（Metering Center of Shaoxing Electric Power Bureau，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

In order to further improve the automatic calibration of low-voltage current transformer，the paper introduces design idea of pneumatic clamping board for low-voltage TA calibration and investigates primary calibration wiring of low-voltage TA by means of clamping of multiple cylinders of low-noise small air compressors，and it designs integration of present TA calibration apparatus to implement primary and secondary automatic calibration wiring oflow-voltage TA.

TA；calibration；crimp connection；integration

TM406

：B

：1007-1881（2013）03-0029-04

2012-05-29

顧杲（1969-），男，浙江寧波人，高級技師，從事電力計量技術(shù)管理工作。