帶電更換單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒的研發(fā)

彭晶晶 胡綺文 許艷芳

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門(mén)供電局，廣東 江門(mén) 529000）

0 引言

電力系統(tǒng)居民用戶的計(jì)量裝置單相直過(guò)式電能表發(fā)生故障或輪換時(shí)一般都在帶電或停電狀態(tài)下更換，更換前需要斷開(kāi)負(fù)荷開(kāi)關(guān)（直過(guò)式電能表位于低壓負(fù)荷總開(kāi)關(guān)前）。斷開(kāi)負(fù)荷開(kāi)關(guān)后帶電更換單相直過(guò)式電能表時(shí)，需根據(jù)導(dǎo)線線徑粗細(xì)進(jìn)行絕緣膠布纏繞包扎；更換后需根據(jù)電能表接線端子孔徑、長(zhǎng)度進(jìn)行導(dǎo)線截面裁剪、剝皮，再拆出和接入電能表接線端子。因此，這個(gè)過(guò)程存在觸電等安全隱患，運(yùn)維人員多數(shù)選擇全停電狀態(tài)下進(jìn)行更換。

1 技術(shù)背景

目前，現(xiàn)場(chǎng)換表采用先斷開(kāi)計(jì)量箱進(jìn)線開(kāi)關(guān)，再更換單相直過(guò)式電能表的工作模式，斷電時(shí)間長(zhǎng)，因此會(huì)產(chǎn)生一系列的停電問(wèn)題。全停電更換處理的難點(diǎn)、痛點(diǎn)有：（1）斷電時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致同一計(jì)量箱內(nèi)沒(méi)有換表的用戶停電；（2）停電期間用戶無(wú)法正常用電，影響居民的正常生活，易引發(fā)用戶投訴；（3）傳統(tǒng)的電能表更換步驟繁多，導(dǎo)致耗時(shí)較長(zhǎng)；（4）全停電操作流程復(fù)雜、煩瑣，老舊設(shè)備易引發(fā)電氣設(shè)備損壞。

帶電拆接時(shí)，拉開(kāi)用戶低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)后，進(jìn)行進(jìn)表線的拆除，在無(wú)負(fù)荷、帶電狀態(tài)下更換單相直過(guò)式電能表。帶電更換處理的難點(diǎn)、痛點(diǎn)：（1）在拆除進(jìn)表線時(shí)，根據(jù)導(dǎo)線線徑、纏繞方向、開(kāi)皮導(dǎo)線長(zhǎng)度和螺栓壓接情況等因素，需要進(jìn)行臨時(shí)的絕緣包扎[1]；（2）如果由于導(dǎo)線截面的原因無(wú)法插入直過(guò)式電能表端子，那么需要剪斷部分導(dǎo)線以解決問(wèn)題；（3）直過(guò)式電能表接線端子相間距離12 mm，與地距離8 mm，相間距離短[2]，易發(fā)生誤觸碰。在電能表帶電更換過(guò)程中，常發(fā)生上述現(xiàn)象，接線時(shí)容易誤觸碰金屬部位，存在接地或觸電的風(fēng)險(xiǎn)。

電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3]對(duì)電能表的結(jié)構(gòu)、尺寸尤其是電能表表尾接線柱的孔徑、孔間距等尺寸參數(shù)做了詳細(xì)規(guī)定，為電能表實(shí)現(xiàn)插拔式接線提供了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。單相費(fèi)控智能電能表尺寸簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 單相費(fèi)控智能電能表尺寸簡(jiǎn)圖

2 帶電更換單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒的研制

為解決停電或帶電更換單相直過(guò)式電能表存在的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種專用的帶電更換單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒，能夠在用電客戶不停電的情況下更換單相直過(guò)式電能表，避免用電客戶因停電而無(wú)法正常用電。帶電更換單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒能有效避免帶電更換過(guò)程中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，并實(shí)現(xiàn)故障或輪換單相直過(guò)式電能表快速安全更換。

2.1 設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)單相直過(guò)式電能表現(xiàn)場(chǎng)方便、快捷安裝，因此，在設(shè)計(jì)電能表插拔式端子時(shí)，重點(diǎn)要考慮以下幾點(diǎn)：（1）接線盒的端子尺寸應(yīng)符合單相智能電能表型式規(guī)范的規(guī)定，適用于單相直過(guò)式電能表。（2）在電能表運(yùn)行情況下，接線端子的端子頭應(yīng)能夠自由插入和退出，無(wú)須拆接線，實(shí)現(xiàn)插拔式連通的效果[4]。（3）確保外部無(wú)裸露帶電端子。（4）電能表更換過(guò)程中無(wú)須用戶側(cè)停電，能實(shí)現(xiàn)帶電更換。

2.2 設(shè)計(jì)原理

經(jīng)互感器接入式電能計(jì)量裝置通過(guò)試驗(yàn)接線盒將電流回路短接、電壓回路斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)不停電換表。借鑒此原理，本文提出了一種可插接式計(jì)量接線盒的設(shè)計(jì)，針對(duì)直接接入式單相電能表可將待換電能表的進(jìn)出線短接，再進(jìn)行換表作業(yè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不停電換表。

2.3 接線盒的尺寸設(shè)計(jì)

根據(jù)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3]的要求，本文設(shè)計(jì)的帶電更換單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒接線柱間距、端子孔徑大小等與規(guī)范要求相對(duì)應(yīng)。接線盒接線端子分為三個(gè)連接部分，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 接線盒示意圖

第一部分上部是接線端子圓柱頭，材質(zhì)為電阻率小的實(shí)芯銅，直徑為6.5 mm。第二部分中部是接線端子橢圓柱體，采用直徑11 mm銅材料，中上端鉆有直徑為6.5 mm圓柱孔，孔上插入圓柱孔柱。中下端螺栓孔位有一塊并聯(lián)連接片，連接片參數(shù)為32 mm×8 mm×3 mm，一邊叉口型開(kāi)孔，另一邊開(kāi)孔，孔徑為6 mm。第三部分下部由接線端子橢圓柱體組成，直徑11 mm銅材料鉆有深度為25 mm、直徑為8 mm的孔，為導(dǎo)線插入端，上方鉆有兩直徑5 mm圓柱螺孔，用于緊固導(dǎo)線。

2.4 接線盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

接線端子圓柱頭下端裝有彈簧，并在彈簧上部套上絕緣膠管，這樣可以起到絕緣保護(hù)作用。接線盒內(nèi)部由整體接線端子、彈簧和膠管組成，并且接線盒上端的兩側(cè)設(shè)置了卡扣。

在拔出電能表時(shí)，接線端子圓柱頭頂部的絕緣膠管會(huì)因?yàn)閺椈傻睦於鴱棾?，并包裹住接線端子的上部。此外，接線盒的兩邊上下各有安裝螺絲孔，而中間則是接線盒蓋的螺絲孔位置。

通過(guò)以上設(shè)計(jì)，接線端子的絕緣膠管能夠提供絕緣保護(hù)層，確保接線的安全性和可靠性。同時(shí)，卡扣的設(shè)置和安裝螺絲孔的設(shè)計(jì)也方便了接線盒的安裝和拆卸。這些優(yōu)化措施提高了接線設(shè)備使用的便捷性和可靠性。

3 具體實(shí)施方式

計(jì)量運(yùn)維人員使用該工具進(jìn)行帶電更換單相直過(guò)式電能表操作時(shí)，按照以下步驟進(jìn)行：（1）打開(kāi)接線盒蓋，找到接線盒中部的接線端子并聯(lián)連接片。（2）將進(jìn)線與并聯(lián)連接片相連，或?qū)⒚肯鄨A柱孔插入短接線，這樣負(fù)荷電流將通過(guò)最短路徑流經(jīng)并聯(lián)連接片或短接線，而不會(huì)經(jīng)過(guò)單相直過(guò)式電能表。（3）松開(kāi)直過(guò)式電能表接線端子并緊固電能表螺絲，完成更換直過(guò)式電能表的操作。（4）更換完成后，斷開(kāi)進(jìn)線與并聯(lián)連接片的連接，或拔出每相圓柱孔插入的短接線。

通過(guò)以上簡(jiǎn)潔明了的步驟，可以順利進(jìn)行帶電更換單相直過(guò)式電能表的操作。

在進(jìn)行任何操作前，應(yīng)確保計(jì)量運(yùn)維人員已接受相關(guān)安全培訓(xùn)，并佩戴適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)裝備，以確保人身安全。

不停電換表作業(yè)顛覆了傳統(tǒng)的停電換表作業(yè)模式，但工作過(guò)程中也存在觸電、電弧灼傷等新的風(fēng)險(xiǎn)，因此本文編制了一套不停電更換單相智能電能表的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，為運(yùn)維人員操作提供規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保運(yùn)維人員的人身安全：（1）檢查電流是否正常，封印是否破損，確認(rèn)無(wú)竊電。（2）記錄待換電能表讀數(shù)，松開(kāi)接線螺絲，拔出待換電能表。（3）安裝新電能表，插入插拔式接線端子，擰緊接線螺絲，記錄新電能表讀數(shù)，觀察新電能表電流，確認(rèn)新電能表運(yùn)行正常。（4）清理工作現(xiàn)場(chǎng)，辦理書(shū)面布置記錄票終結(jié)手續(xù)。

本文設(shè)計(jì)的接線盒免去了拆接線的流程，接線原理如圖3所示，可以實(shí)現(xiàn)快速安全更換單相直過(guò)式電能表的目的。

圖3 接線原理圖

（1）接線盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與單相直過(guò)式電能表尺寸規(guī)范相適應(yīng)，接線盒上部端子與電能表接線端子距離及插入深度相匹配，使端子面良好接觸，有效實(shí)現(xiàn)快速插拔功能。

（2）帶電更換單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒兩邊卡位避免誤插入其他不相符表計(jì)。拔出電能表時(shí)絕緣膠管受彈簧的拉伸作用，包裹住帶電接線端子圓柱頭，實(shí)現(xiàn)絕緣安全。

（3）插入電能表時(shí)，通過(guò)彈簧的作用將絕緣膠套管往下壓，接線端子圓柱頭連通電能表。

（4）運(yùn)維人員緊固單相直過(guò)式電能表接線端子螺絲，斷開(kāi)單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒進(jìn)線并聯(lián)連接片或拔出接線盒圓柱孔短接線，實(shí)現(xiàn)快速、安全更換直過(guò)式電能表。

（5）拆裝過(guò)程中不需駁接進(jìn)線端導(dǎo)線，也不需對(duì)帶電導(dǎo)線進(jìn)行絕緣包裹，只需松、緊相應(yīng)的表計(jì)接線端子螺絲，即可完成拔出和插入進(jìn)行拆裝，縮短了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間，提高了作業(yè)效率。

（6）應(yīng)用該產(chǎn)品后，工作人員現(xiàn)場(chǎng)更換電能表時(shí)無(wú)須用戶停電，只需將待更換的電能表拆下后，通過(guò)端子的插接安裝新的表計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速更換，工作步驟縮減為抄錄電能表底讀數(shù)和拆裝表計(jì)兩個(gè)步驟，作業(yè)時(shí)間由原來(lái)的10～15 min縮減為現(xiàn)在的3 min，工作效率大大提高。實(shí)踐證明，帶電更換單相直過(guò)式電能表計(jì)量接線盒完全滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，達(dá)到了設(shè)計(jì)效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的計(jì)量接線盒有效實(shí)現(xiàn)了單相直過(guò)式電能表的帶電更換作業(yè)，優(yōu)化了單相直過(guò)表?yè)Q裝的作業(yè)流程，提供了一種安裝維護(hù)更為安全的插拔式電氣連接方式。其利用接線盒的并聯(lián)連接片將接入電能表的負(fù)荷轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)的不停電，為單相直過(guò)式電能表的安裝接線提供了一個(gè)新的方向。

為了不影響單相直過(guò)式電能表用電客戶的正常供電需求，本文設(shè)計(jì)的接線盒實(shí)現(xiàn)了以不停電換裝方式進(jìn)行更換操作。這種操作方法確保了客戶的生產(chǎn)和生活不受停電影響，同時(shí)提升了供電可靠性，滿足了客戶持續(xù)用電的需求。這一服務(wù)舉措，體現(xiàn)了服務(wù)型企業(yè)的價(jià)值觀，即始終以滿足客戶需求為中心，努力為客戶創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的用電環(huán)境。