組合式多功能計量接線盒的研制

黃澤盛 陳 遷 劉 浩 王達緯（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

1 項目研究背景

電能是目前社會發(fā)展中不可缺少的基礎(chǔ)能源之一，也是關(guān)系國計民生的大事。與此同時，隨著供電企業(yè)向營業(yè)性、服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)變，降低成本、提升客戶服務(wù)質(zhì)量成為其工作重心之一。

在目前使用的電能計量裝置中，電壓互感器二次電壓回路和電流互感器二次電流回路分別經(jīng)過電能計量接線盒接入電能表和負荷管理終端，使接線盒、電能表以及負荷管理終端的電壓回路并聯(lián)，電流回路串聯(lián)[1]。

當(dāng)帶負荷更換電能表或負荷管理終端時，要先通過調(diào)整電能計量接線盒的連接片把二次電壓回路開路，把二次電流回路短路，造成不能正常計量電能，待更換完成后通電才能繼續(xù)計量，導(dǎo)致電能計量不準確，更換過程中損失的電量只能以估算的方式進行追補，而估算的結(jié)果往往與實際有偏差，進而導(dǎo)致供電企業(yè)蒙受損失。

此外，電能計量接線盒工作時連接片和接線端子上帶電，目前的電能計量接線盒絕緣措施不足，在帶負荷維修時人工調(diào)整連接片存在觸電風(fēng)險；同時，維修完成后有可能因人為疏忽未及時把連接片復(fù)位，容易導(dǎo)致線路錯誤，造成安全隱患。

2 項目研究目的及技術(shù)難點

2.1 研制組合式多功能計量接線盒的意義

目前，深圳供電局專變用戶的電能計量裝置由電能表、負荷終端、電壓互感器、電流互感器、二次回路、接線盒等設(shè)備組成。為了保障用電的穩(wěn)定性，確保用戶能夠在更換電能表和負荷管理終端時的正常用電生產(chǎn)生活，就需要用到計量接線盒。

但是，現(xiàn)有的常規(guī)計量接線盒在更換電能表或負荷管理終端時不能及時正確計量電量，造成了供電企業(yè)電量流失。隨著電網(wǎng)企業(yè)對供電可靠率和計量準確率的要求越來越高，通過技術(shù)手段去解決這個問題變得十分必要。

本項目通過研究開發(fā)多功能計量接線盒，消除常規(guī)計量接線盒接線方式存在的弊端，在帶負荷情況下能夠安全進行電能表或者負荷管理終端更換，不但確保了現(xiàn)場施工人員的人身操作安全，提高了現(xiàn)場工作效率，而且用戶電量能被正確計量，減少了供電企業(yè)的電量損失，提高了供電企業(yè)的供電可靠性以及計量準確率。

2.2 研制組合式多功能計量接線盒的技術(shù)難點

近年來，對于計量聯(lián)合接線盒的技術(shù)研究，以防竊電、防錯接以及產(chǎn)品材料性能改進等方面為主[2]。因此，擬開展多功能接線盒產(chǎn)品的研究開發(fā)工作，以解決電能損失及誤接線等問題為設(shè)計目標(biāo)，提高計量設(shè)備運行管理水平。

本項目的技術(shù)關(guān)鍵與難點如下：

（1）改進電壓接線端子結(jié)構(gòu)及布局，將原來每相電壓整體回路改進為每相獨立并聯(lián)回路，從而使每相電壓回路分開為多路獨立輸出，實現(xiàn)獨立控制的目的。

（2）改進電流接線端子結(jié)構(gòu)及布局，增加電流接線端子模塊，將電能表和負控終端的電流回路串聯(lián)，實現(xiàn)獨立運行，同時計費。更換電能表或負控終端時，可通過調(diào)整連接片與電路回路斷開，確保換表施工人員安全和計費準確性。

（3）設(shè)計可視化連接片，更加直觀，方便操作人員進行更換的接線調(diào)整及施工檢查，避免人為接線錯誤的發(fā)生。

3 組合式多功能計量接線盒的設(shè)計

3.1 組合式多功能計量接線盒整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖1所示，組合式多功能計量接線盒產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計可分為盒體110和蓋體100，蓋體蓋合于盒體上，蓋體內(nèi)側(cè)設(shè)有限位塊，限位塊包括相互連接的橫板102和豎板101，在蓋體蓋合時使連接片位于預(yù)設(shè)的正確位置，減少人為疏忽導(dǎo)致的線路錯接，從而提高安全性。盒體包括安裝層112和分隔層113及隔板111，第一連接器120位于盒體內(nèi)，并設(shè)有若干個位于分隔層內(nèi)的端子塊136，連接片103位于安裝層且滑動搭接于第一連接塊與端子塊136之間；第二連接器130與第一連接器相鄰而設(shè)，第二連接器同樣設(shè)有若干個位于分隔層內(nèi)的端子塊、第二連接塊和連接片，連接片滑動搭接于第二連接塊與端子塊之間，滑動安裝的連接片用于更換設(shè)備時調(diào)整線路。相鄰兩個接線端子之間設(shè)置有豎隔板140，豎隔板具有絕緣分隔的作用。第一連接塊與第二連接塊位于分隔層，有助于人員位于絕緣區(qū)域操作，降低觸電風(fēng)險，且連接片和橫接片106之間設(shè)有撥片104，用于人手動調(diào)節(jié)連接片的位置以調(diào)整線路。

圖1 組合式多功能計量接線盒結(jié)構(gòu)圖

3.2 更換電能表時接線圖設(shè)計

如圖2所示，在電能計量過程中，帶負荷更換電能表時，對電能計量接線盒內(nèi)的線路進行調(diào)整。移動連接片103，使一號上端子132與一號下端子134斷開連接，因而電能表斷開與電壓的連接，而負控終端的電壓連接不變；使三號上端子122與三號下端子126斷開連接，同時四號上端子123與四號下端子127從斷開變?yōu)檫B接，使電流從四號上端子123輸入到負控端子1從而輸入至負控終端，而橫接片106斷開四號上端子123和五號上端子124的連接，使電能表斷開與電流回路的連接，從而實現(xiàn)在負控終端保持與電流互感器和電壓互感器連接的同時斷開電能表的連接，在帶負荷更換電能表期間，負控終端能正常計量。

圖2 帶負荷更換電能表

3.3 更換負控終端時接線圖設(shè)計

如圖3所示，在電能計量過程中，帶負荷更換負控終端時，對電能計量接線盒內(nèi)的線路進行調(diào)整。移動連接片103，使二號上端子133和二號下端子135斷開連接，即斷開負控終端與電壓的連接；使五號上端子124和五號下端子128連接，而六號上端子125和六號下端子129斷開連接，斷開負控終端的電流連接，使電能表的電流經(jīng)由電能端子3傳遞到五號上端子124，進而傳遞到五號下端子128，電流經(jīng)過第二電流端子162回到電流互感器內(nèi)，從而實現(xiàn)在電能表保持與電流互感器和電壓互感器連接的同時斷開負控終端的連接，在帶負荷更換負控終端期間，電能表能正常計量。

圖3 帶負荷更換負控終端

3.4 同時更換電能表和負控終端時接線圖設(shè)計

如圖4所示，參考圖2與圖3，在同時更換電能表和負控終端或更換電能計量接線盒時，對電能計量接線盒內(nèi)的線路進行調(diào)整。移動連接片103，使第二連接器內(nèi)完全斷路，斷開電能表和負控終端與電壓的連接；三號上端子122和三號下端子126斷開連接、六號上端子125和六號下端子129斷開連接，并使四號上端子123和四號下端子127連接、五號上端子124和五號下端子128連接，由于四號上端子123和五號上端子124之間通過橫接片106連接，因此把電能表和負控終端的電流回路短路，使電流不輸入至電能表和負控終端，此時電壓回路和電流回路不帶負載，可對電能表和負控終端或電能計量接線盒進行更換。

圖4 同時更換電能表和負控終端

4 結(jié)語

本項目創(chuàng)新設(shè)計了一種組合式多功能計量接線盒，能保證在更換電能表或負荷管理終端時，更加安全可靠，減少供電企業(yè)的電能損失，做到精細化管理，提高供電企業(yè)的供電可靠性和計量準確率，降低線損率；設(shè)計的可視化連接片更加直觀，方便操作人員進行更換的接線調(diào)整及施工檢查，確?，F(xiàn)場施工人員的人身操作安全，提高現(xiàn)場工作效率。