一桿聯(lián)動式透明電能計(jì)量聯(lián)合接線盒的研制

田 權(quán) 楊橋橋 鄧益民

（1.國網(wǎng)泰順縣供電公司，浙江溫州325500；2.國網(wǎng)浙江省電力有限公司培訓(xùn)中心，浙江杭州310015）

0 引言

電能計(jì)量聯(lián)合接線盒也就是《電能計(jì)量裝置檢驗(yàn)規(guī)程》中所指的試驗(yàn)端子，電能計(jì)量聯(lián)合接線盒可以減少TA（電流互感器）、TV（電壓互感器）的數(shù)量，便于帶電校驗(yàn)測量儀表，并可在帶電情況下調(diào)換所接儀表而不影響其他儀表的正常工作。聯(lián)合接線盒在電測計(jì)量線路中起了樞紐的作用，還能有效防止接線差錯(cuò)，提高測量的準(zhǔn)確性，具有多種功能，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

1 傳統(tǒng)電能計(jì)量聯(lián)合接線盒

傳統(tǒng)電能計(jì)量聯(lián)合接線盒為黑色不透明材質(zhì)（圖1），內(nèi)部虛接、接觸不良、內(nèi)部銅條斷裂較難用肉眼進(jìn)行故障點(diǎn)準(zhǔn)確判斷，影響電能表或終端準(zhǔn)確率，較難發(fā)現(xiàn)接線盒內(nèi)部串接電子產(chǎn)品偷、漏電的行為；電壓、電流回路短接片（20顆螺栓）操作繁瑣，接點(diǎn)太多，導(dǎo)致虛接、接觸不良的概率增大，且裝、拆連接片擰螺絲需耗費(fèi)較長時(shí)間；如安裝時(shí)忘記斷開連接片，將導(dǎo)致終端電量不計(jì)或嚴(yán)重少計(jì)；接線盒處人為疏忽容易導(dǎo)致電壓、電流缺相或操作不到位，造成虛接、嚴(yán)重接觸不良；擰螺絲時(shí)，螺絲刀等金屬物件可能引起相間短路、與表箱外殼對地導(dǎo)電，發(fā)生電弧灼傷或觸電，存在安全隱患。

圖1 傳統(tǒng)電能計(jì)量聯(lián)合接線盒

2 一桿聯(lián)動式透明電能計(jì)量聯(lián)合接線盒的設(shè)計(jì)與制作

考慮研制新型電能計(jì)量聯(lián)合接線盒，在保留接線盒原有各接線方式的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)接線盒的材質(zhì)更換，以解決現(xiàn)場操作人員故障識別困難的問題，實(shí)現(xiàn)接線盒操作機(jī)構(gòu)和操作工序的改進(jìn)，以解決運(yùn)維繁瑣、存在安全風(fēng)險(xiǎn)的問題。

2.1 總目標(biāo)設(shè)定

更換電能計(jì)量聯(lián)合接線盒的材質(zhì)，改進(jìn)操作機(jī)構(gòu)和操作工序，減少偷、漏電的發(fā)生，縮短檢修時(shí)間，杜絕因接線盒操作導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

2.2 確定目標(biāo)值

新型電能計(jì)量聯(lián)合接線盒采用透明材質(zhì)，當(dāng)出現(xiàn)偷、漏電現(xiàn)象時(shí)，能快速、準(zhǔn)確地找出問題，當(dāng)進(jìn)行表計(jì)更換或帶電校驗(yàn)測量儀表時(shí)，可將接線盒操作時(shí)間降至10 min以內(nèi)，且操作過程無安全隱患。

2.3 目標(biāo)可行性分析

不透明材質(zhì)電能計(jì)量聯(lián)合接線盒內(nèi)部虛接、接觸不良、內(nèi)部銅條斷裂較難肉眼進(jìn)行故障點(diǎn)準(zhǔn)確判斷，造成了用戶停電時(shí)間延長。如果對接線盒材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，使其透明，任一內(nèi)部故障出現(xiàn)時(shí)，即可肉眼直接準(zhǔn)確判斷故障，有效縮短檢修時(shí)間和用戶停電時(shí)間。

多顆螺絲的電能計(jì)量聯(lián)合接線盒安裝、更換表計(jì)時(shí)，需擰12顆以上的螺絲，操作繁瑣，耗時(shí)長，且接點(diǎn)太多導(dǎo)致虛接、接觸不良的概率增大；如安裝時(shí)忘記斷開連接片，將導(dǎo)致終端電量不計(jì)或嚴(yán)重少計(jì)；接線盒處人為疏忽容易導(dǎo)致電壓、電流缺相或操作不到位，造成虛接、嚴(yán)重接觸不良。如果成功研發(fā)新型電能計(jì)量聯(lián)合接線盒，實(shí)現(xiàn)無螺絲、一鍵式操作，則操作更快速、故障率更低，可有效縮短操作時(shí)間，同時(shí)避免擰螺絲時(shí)螺絲刀等金屬物件引起相間短路等不安全操作。

根據(jù)上述分析，當(dāng)出現(xiàn)偷、漏電現(xiàn)象或內(nèi)部虛接、接觸不良、內(nèi)部銅條斷裂故障時(shí)，能快速、準(zhǔn)確地找出問題，從而縮短檢修時(shí)間和停電時(shí)間；當(dāng)進(jìn)行表計(jì)更換或帶電校驗(yàn)測量儀表時(shí)，可將接線盒檢修時(shí)間降至10 min以內(nèi)，且操作過程無安全隱患，目標(biāo)值能夠?qū)崿F(xiàn)。

2.4 盒體材料的選取與設(shè)計(jì)

整個(gè)盒體的研制，通過采用高分子聚碳酸酯材料（透明）加ABS阻燃塑料（透明）使盒體透明阻燃。該盒體（圖2）具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）高強(qiáng)度及彈性系數(shù)、高沖擊強(qiáng)度，使用溫度范圍廣；（2）高度透明性及自由染色性；（3）成型收縮率低，尺寸安定性良好；（4）耐疲勞性佳；（5）電氣特性優(yōu)。

圖2 新型盒體

2.5 聯(lián)動桿的設(shè)計(jì)

聯(lián)動桿（圖3）位于接線盒的最下層位置，貫穿整個(gè)接線盒，主桿分布有七個(gè)圓柱用來固定連接片，分別為電壓連接片、電流連接片、中性線連接片。聯(lián)動桿與盒體組裝完成后，只需在盒體右側(cè)向左推動聯(lián)動桿，即可實(shí)現(xiàn)電壓斷路、電流短接操作。

2.6 連接片的設(shè)計(jì)

連接片分為電壓型連接片和電流型連接片，分別如圖4中（a）和（b）所示。

圖3 聯(lián)動桿

圖4 連接片

2.7 接線盒工作模式

上述設(shè)計(jì)完成之后，使用3D打印技術(shù)分別打印盒體各部件，并進(jìn)行整體組裝。

工作狀態(tài)如圖5所示，源側(cè)電壓1與互感器側(cè)電壓V1通過電壓連接片連通；源側(cè)電流2與互感器I1相連，再經(jīng)過源側(cè)電流3構(gòu)成完整的電流回路。同理，其他相的電壓、電流以及中性線均為連通狀態(tài)。

圖5 工作狀態(tài)示意圖

斷開狀態(tài)如圖6所示，底層聯(lián)動桿向左移動，帶動各連接片向左移，源側(cè)電壓1與互感器側(cè)電壓V1斷開，源側(cè)電流2與互感器斷開，且源側(cè)電流直接經(jīng)過2和3構(gòu)成短路狀態(tài)，達(dá)到了聯(lián)合接線盒在斷開工作狀態(tài)時(shí)需要電壓斷路、電流短路的效果。

圖6 斷開狀態(tài)示意圖

3 結(jié)語

該接線盒采用一桿聯(lián)動式設(shè)計(jì)，只需推動聯(lián)動桿即可實(shí)現(xiàn)電源側(cè)的電流短接和電壓斷開操作，盒體采用新型透明材料制作，易檢測偷、漏電等行為以及實(shí)現(xiàn)故障判斷，不僅操作更迅速、故障率更低，而且可有效縮短操作時(shí)間。當(dāng)出現(xiàn)偷、漏電現(xiàn)象時(shí)，能快速、準(zhǔn)確地找出問題，當(dāng)進(jìn)行表計(jì)更換或帶電校驗(yàn)測量儀表時(shí)，可將接線盒操作時(shí)間降至10 min以內(nèi)，且操作過程無安全隱患。

[1]電能計(jì)量裝置安裝接線規(guī)則：DL/T 825—2002[S].

[2]電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程：DL/T 448—2016[S].