新型電力系統(tǒng)背景下的不停電換表作業(yè)現(xiàn)狀分析與技術研究

0 概述

新型電力系統(tǒng)是指以“3060”雙碳目標為指導的新型產業(yè)模式，是伴隨能源行業(yè)革新與生產組織關系變化背景下的新型組織模式，是包含有源網荷儲用及其互動、管理及協(xié)同的新型生產模式，對數(shù)據的及時性、真實性、廣域性和互聯(lián)性要求不斷提高，傳感基礎設施將作為新型電力系統(tǒng)中信息采集和邊緣處理的核心支撐底座，更是碳足跡、電足跡追蹤的基礎

。與此同時，用電客戶對可靠供電、電能質量與多維度電力數(shù)據應用等方面需求也日益增長。

智能電能表在運行過程中具有適當?shù)睦碚搲勖湍茉聪?/p>

，此類異常、到期電表應換盡換與用電客戶持續(xù)用電需求之間的矛盾愈發(fā)凸顯。由于現(xiàn)有直接接入式電能表（以下簡稱“直接表”）的更換方式需斷開用戶供電線路，不可避免地造成用戶內部短時停電，導致用戶體驗感差，引發(fā)訴求風險

。同時，作業(yè)質量完全依賴于工作人員業(yè)務能力，存在錯接線、效率低下、誤操作引發(fā)觸電等風險。此外，提前通知用戶、與用戶溝通約時、準備停電作業(yè)、送電檢查等步驟，也大大增加了成本投入，且收益甚小。

不停電作業(yè)可有效避免換表過程中用戶側用電中斷，減少用電設備受電力沖擊概率，也可創(chuàng)造良好的企業(yè)效益和社會效益

。目前，學術界與行業(yè)內正基于新型智能電表工作原理，不斷創(chuàng)新新技術研究與新產品開發(fā)。

1 不停電換表工作研究現(xiàn)狀

配電線路不停電作業(yè)已較為規(guī)范，其指在保證用戶不停電的情況下，對配電線路及其附屬設備進行建設、維護和搶修，主要有兩種方式，直接在帶電熱線上運行，即帶電作業(yè)；或是通過旁路或外接臨時電源等方式向設備供電，然后斷開當前線路或設備運行的電源，即全面無停電運行

。

借鑒上述方式，根據不同電能表類型、換表工作實際需求，工作人員開展相關研究與現(xiàn)場實踐。

1.1 技術原理與可行性說明

經互感器接入式的電能計量裝置通過聯(lián)合接線盒將電流回路短接、電壓回路斷開，實現(xiàn)不停電換表。借鑒此原理，直接接入式的單相電能表可將待換電能表的進出線短接，再進行換表作業(yè)，進而實現(xiàn)不停電換表，原理如圖1所示。

研究中納入對象為我院2007年1月-20110年12月接收的足月妊娠臨產胎兒窘迫孕婦80例,納入孕婦病情均經臨床病理學證實,排除了合并重大疾病及過敏體質、凝血障礙與經產婦,將其根據入院單雙順序均分組為:對照組中孕婦年齡為23-38歲、均值為(28.59±2.18)歲,妊娠時間為38-42周、均值為(40.17±0.52)周;觀察組中孕婦年齡為24-40歲、均值為(28.70±2.03)歲,妊娠時間為38-41周、均值為(40.04±0.17)周。兩組孕婦各項基礎數(shù)據比較不存在差異,P>0.05。本次研究內容均經,孕婦及其家屬均對本次研究內容知曉,并簽署了知情同意書。

1.2 需求分析與研究現(xiàn)狀

綜上，在不停電換表作業(yè)的研究已較為全面，實現(xiàn)不停電換表的主要技術難點有安全取電、實現(xiàn)無電量損失以及絕緣破壞修復等幾方面，但上述研究對于用戶不同用電需求的探索仍較欠缺，導致上述裝置在實際推廣應用上仍有一定距離。

李明遠等

提出了一種通用型單、三相電能表不停電更換裝置，通過在表箱內預裝設備、短接相線與零線（針對單相系統(tǒng)）或短接三相進出線（針對三相系統(tǒng)）實現(xiàn)換裝新、舊電表不停電，并通過開發(fā)電表接線端的轉接裝置優(yōu)化了短接工作。

三相直接表不停電更換相比單相復雜，但主要原理一致。三相表直接表用戶多為通信基站、商鋪、政府相關部門、小型醫(yī)院等二類及以上用戶，對持續(xù)、可靠供電需求相較單相表用戶更高。但該通用型輔助裝置仍無法很好解決未經改造的電能表實現(xiàn)不停電更換可能性。

理論研究表明，從信息經濟的發(fā)展過程來看，基礎層、傳輸層、融合層、新生層及福利層的信息經濟遵循時間上的不斷遞進、空間上的不斷擴散及程度上的不斷深化的關系，下層是上層的基礎，而上層又反過來促進下層的進一步發(fā)展。本文測算了基于西部各省區(qū)信息經濟發(fā)展層次指數(shù)的相關系數(shù)矩陣，結果表明，信息經濟各層次之間存在顯著的正相關關系。

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經互感器接入式的電能計量裝置更換電能表時，已經能夠實現(xiàn)用戶處不停電，但由于此類用戶平均用電量高，換表過程中存在電量損失，現(xiàn)有做法為通過記錄換表時間、用電負荷計算換表期間的用電量。但該方法計算的用電量準確率低，較難得到用戶認可

。已有項目考慮在短路回路中串入與待換電能表同型號的電能表，準確計量短路期間的電量。

針對這一情況，王葉鋒等

開發(fā)一套便攜式輔助裝置，通過取電線夾與導線將原有電流回路短接，以保障用戶處持續(xù)供電，通過智能輔助箱用于采集用戶回路的實時電能信息，一旦超出預設閾值便發(fā)出聲光告警，甚至觸發(fā)自動切斷保護，此外，通過相位比對進行智能錯接線判斷，進一步保證換表工作準確性。但該裝置由于取電線夾為穿刺取電，線夾與裸導線實際為點接觸，存在易對裸導線造成損壞、供電不穩(wěn)定、安全載流量小等缺點，同時存在絕緣破壞的問題。

張峰毓、劉洪儒等

利用二極管正向低阻、逆向高阻的特性設計出適用于單相電表更換的不停電作業(yè)裝置，且實現(xiàn)30 A負載電流條件下零誤差的測試效果。但該裝置需預先裝設于電表箱內，較適用于新裝用戶。由于單相表用戶體量大但用電容量相對小，對于不間斷持續(xù)供電要求也相對較低，為推廣該不停電換表裝置改造成本較高。儲海峰等

研制出可實現(xiàn)藍牙通信的換表基座，其導電模塊可保證不間斷供電、藍牙裝置則可以有效完成換表的工作記錄，有效解決了錯接線、竊電等風險，同時體積小、更智能，但也同樣存在投資成本高的問題。

2 不停電換表作業(yè)關鍵技術研究

盡管便攜式輔助裝置已在實現(xiàn)三相直接表不停電更換工作中發(fā)揮實際作用，但仍在安全性與可靠性上存在技術難點。

她低著頭站在角落里，劉?；旌现顾畯潖澢刭N在額頭上，偌長的漆黑睫毛蓋過眼睛，她緊抿著嘴唇，飽滿的雙唇似乎過度隱忍著情緒，呈現(xiàn)出神秘的紫色，白大褂被扯破了大半，似一張哭泣的人臉，狼狽不堪。

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根據實際操作經驗，依據“剝開絕緣層-安全取電-不停電換表-熔融恢復絕緣層”流程，提出并研發(fā)了改進裝置。裝置可實現(xiàn)：一是安全電流狀態(tài)下可靠操作用戶側BV 電纜，即盡可能多地剝離電纜PVC絕緣層以獲取電源；二是可在換表作業(yè)完成后熔接恢復電纜絕緣層，以保證用戶回路安全、穩(wěn)定運行。

由于剝線取電線夾與帶電BV電纜接觸面積有限，用戶用電可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。另外，電纜絕緣層被剝開后，工作人員通常采用包裹外護絕緣層等方式進行處理，這種方式在后續(xù)運行過程中存在一定的用電風險。

2.1 安全取電裝置

安全取電裝置主要功能在于剝開BV 電纜的PVC 絕緣層，并在剝口處連通導體，并在不損傷導體的情況下完成取電。裝置結構與操作流程如圖2所示。

為避免取電過程中因夾頭接觸面積小而導致取電電流不足，該裝置通過增加輔助觸點以擴大夾頭與電纜的接觸面積，從而保證取電電流可滿足換表工作要求。根據實際操作情況，該裝置最大取電負荷≤20 A。

2.2 BV電纜熔融修復裝置

為保證用戶用電安全，經安全取電裝置處理后的BV 電纜絕緣層需重新密封后方能正常重新投運。對此，開發(fā)出一種包含加熱組件與溫控模塊的工作鉗用于修復被剝開的BV 電纜。其實物如圖3和圖4所示。

工作鉗（圖4）由①鉗體、②上鉗頭體、③下鉗頭體、④加熱模塊、⑤溫控模塊、⑥指示燈、⑦電源接口、⑧供電電源等八個部分構成。其中，該裝置通過陶瓷加熱片加熱上鉗頭從而熱熔電纜絕緣層，并采用相應溫控開關（KSD9700）控制加熱溫度，避免過度加熱，達到設定溫度即可自動斷電。指示燈的作用主要在于提醒工作人員當前裝置的工作狀態(tài)，加熱過程中指示燈亮，完成達到設定溫度后指示燈滅。

3 結論

在新型電力系統(tǒng)建設逐步完善、電力市場逐漸開放的趨勢下，不停電換表作業(yè)對于保障用戶使用體驗、提高配網作業(yè)效率有著較為重要的作用。在不停電換表作業(yè)逐漸發(fā)展成熟的同時，不停電換表的裝置、方式與流程也在不斷迭代更新。為從煩瑣且作業(yè)要求精細的工作中解放配網工作人員，同時保障作業(yè)人員的安全，采用電表安裝輔助設備，或是開發(fā)自動工作機器臂裝置將是不停電換表作業(yè)的重要發(fā)展方向。隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，電子設備的功能愈發(fā)豐富及完善，開展不停電作業(yè)的方式也逐漸有了更多的備選思路與技術。

不停電換表作業(yè)的研究與實用進程，除了需要技術突破，還需要組織變革與思維的轉變。在新型電力系統(tǒng)對人-人、人-機多元互動有更高效、更深入的要求的情況下，以用戶需求為最終目標，開展優(yōu)化用戶體驗的不停電換表作業(yè)，將是智能電表普及、電力市場成熟、電力系統(tǒng)完善的重要特征與基本要求。

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