一種縮短電能表報(bào)廢處置時(shí)間的裝置研制分析

滿憶　周蔚　王?！≈熠S　梁義文

關(guān)鍵詞：報(bào)廢處置；表計(jì)銷毀；供電服務(wù)

中圖分類號：TM933.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

電能表作為與日常生活密切相關(guān)的計(jì)量器具，是保證計(jì)量公平公正的基礎(chǔ)，需對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格管控。根據(jù)《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》（DL/T 448—2016），對不具備運(yùn)行條件的電能表應(yīng)進(jìn)行報(bào)廢處置。

報(bào)廢處置作為電能表全壽命管理的末端環(huán)節(jié)，承擔(dān)著避免報(bào)廢電能表回流市場、保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要責(zé)任。但是，目前的業(yè)務(wù)模式依賴人工，工作效率低。基層表庫人員平均每天需要報(bào)廢的表計(jì)數(shù)量約為1100只，工作強(qiáng)度大。

嘉興供電公司為響應(yīng)國家電網(wǎng)有限公司計(jì)量資產(chǎn)全壽命管理報(bào)廢處置要求，保證智能表庫電能表報(bào)廢及時(shí)率，提出報(bào)廢處置工作每箱表需在5min內(nèi)完成，即每箱報(bào)廢平均用時(shí)300s。

1現(xiàn)狀調(diào)查

通過調(diào)查研究，對嘉興供電公司2021年第四季度電能表報(bào)廢處置工作各環(huán)節(jié)及用時(shí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，調(diào)查研究結(jié)果如下。

1.1電能表報(bào)廢處置用時(shí)分析

電能表報(bào)廢處置業(yè)務(wù)主要由報(bào)廢申請、報(bào)廢審核、生成清單、報(bào)廢審批和報(bào)廢出庫等環(huán)節(jié)組成，如圖1所示。

通過調(diào)查得知：電能表報(bào)廢處置工作總用時(shí)為917s，其中報(bào)廢出庫環(huán)節(jié)每箱平均用時(shí)最長，為869s，占總用時(shí)的比重為94.8%，將其作為重點(diǎn)關(guān)注對象，做進(jìn)一步調(diào)查。

1.2報(bào)廢出庫工作環(huán)節(jié)用時(shí)分析

對報(bào)廢出庫的各個(gè)環(huán)節(jié)（圖2）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

通過調(diào)查得知：電能表報(bào)廢處置工作中實(shí)物報(bào)廢每箱平均用時(shí)最長，為800 s，占總用時(shí)的比重為92.1%，將其作為重點(diǎn)關(guān)注對象，做進(jìn)一步調(diào)查。

1.3實(shí)物報(bào)廢環(huán)節(jié)用時(shí)分析

進(jìn)一步對實(shí)物報(bào)廢環(huán)節(jié)（圖3）每箱平均用時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

通過調(diào)查得知：實(shí)物報(bào)廢工作中，表計(jì)銷毀工作每箱平均用時(shí)最長，為738 s，占總用時(shí)的比重為92.2%。

因此，電能表報(bào)廢處置業(yè)務(wù)用時(shí)長的癥結(jié)是表計(jì)銷毀用時(shí)長。

2方案制定

2.1目標(biāo)值設(shè)定

經(jīng)過對上述3個(gè)方面的調(diào)查分析，針對表計(jì)銷毀用時(shí)長這一癥結(jié)設(shè)定目標(biāo)并進(jìn)行可行性論證。

（1）統(tǒng)計(jì)2017—2021年各年課題最終解決課題癥結(jié)的百分比為：86%～90%，本課題預(yù)計(jì)可解決85%的癥結(jié)，電能表報(bào)廢處置總用時(shí)為917s，癥結(jié)表計(jì)銷毀用時(shí)為738 s，則電能表報(bào)廢處置的時(shí)間將縮短到：917-738×85%≈289.7（s）。

（2）嘉興供電公司對電能表報(bào)廢處置平均每箱用時(shí)要求為300 s。

因此，設(shè)定電能表報(bào)廢處置工作每箱平均用時(shí)目標(biāo)值為290 s。

2.2原因分析

通過展開頭腦風(fēng)暴，分析造成表計(jì)銷毀時(shí)間長這一癥結(jié)的原因，并通過繪制系統(tǒng)圖分析末端原因，如圖4所示。

經(jīng)使用系統(tǒng)圖分析，共找出影響表計(jì)銷毀時(shí)長的10個(gè)末端因素。為找到要因，對所有末端因素展開分析，如表1所示。

2.3確定對策

針對表計(jì)單次破壞數(shù)量少、破壞力度小和破壞定位精準(zhǔn)度低3個(gè)主要原因，制定對策方案并進(jìn)行對策評測。

（1）單次破壞數(shù)量少：抱夾固定整箱表計(jì)，使用鉆頭群批量打孔破壞。在電動(dòng)鉆床上配置鉆頭群打孔裝置，將電能表與鉆頭群位置對應(yīng)后固定，并進(jìn)行穿透破壞。

（2）破壞力度?。菏褂霉潭ㄖЪ芄潭ū碛?jì)后鉆孔破壞。表計(jì)固定在支架上，通過杠桿控制槍鉆行程，破壞表計(jì)。

（3）破壞定位精準(zhǔn)度低：使用圖像識別儀，編程識別定位表計(jì)待破壞位置?；贠penCV（跨平臺計(jì)算機(jī)視覺庫和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件庫），提取表計(jì)標(biāo)定特征，定位表計(jì)待破壞位置。

3方案實(shí)施

3.1制作電能表抱夾系統(tǒng)

（1）根據(jù)實(shí)際比對選擇CXSM10-50雙軸氣缸，氣缸氣壓設(shè)為0.5 MPa。雙軸氣缸的推力值為32 kg。并對氣缸進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)仿真，測試模擬條件下氣缸對電表的定位功能。

（2）完成電氣設(shè)備設(shè)計(jì)及工作原理分析，繪制電氣圖紙。根據(jù)圖紙將雙軸氣缸機(jī)構(gòu)、定位平臺、電氣裝置等進(jìn)行組裝，并進(jìn)行電氣調(diào)試。

（3）為了方便操作人員對伺服氣缸進(jìn)行調(diào)節(jié)，配合可編程邏輯控制器（PLC），編寫伺服氣缸上位機(jī)控制軟件，并對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。

（4）測試電能表抱夾系統(tǒng)參數(shù)。將壓力傳感器置于抱夾與電表之間，獲取單個(gè)抱夾的輸出壓力，測試得出，電能表抱夾系統(tǒng)單個(gè)氣缸平均壓力為31.32 kg，結(jié)果大于理論值30 kg。

3.2制作圖像識別定位機(jī)構(gòu)

（1）使用成熟圖像算法“YOLOv5卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型”進(jìn)行頭像識別。由于模型對圖像有一定的要求，在識別前需要對圖像進(jìn)行預(yù)處理。圖像預(yù)處理主要包含以下兩個(gè)方面：圖像的灰度化處理與圖像的結(jié)構(gòu)分層。

（2）選購步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿，點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用了步進(jìn)電機(jī)控制滾珠絲桿，從而達(dá)到精確定位的目的，并完成拼接。

（3）對組裝完成的完整定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)其性能參數(shù)。分別對4箱電能表進(jìn)行定位測試：要求對電表破壞區(qū)域進(jìn)行定位，識別時(shí)間小于15s。試驗(yàn)得出，電能表破壞區(qū)域定位識別平均用時(shí)為6.75 s，破壞區(qū)域識別時(shí)間小于15 s，通過測量和試驗(yàn)。

3.3制作鉆頭群支架

（1）設(shè)計(jì)制作鉆頭群支架。鉆頭群支架采用7個(gè)一組的分體式設(shè)計(jì)，以減少應(yīng)力的發(fā)生。同時(shí)，委托加工中心對底板進(jìn)行加工，底板采用鋁合金一體化切削工藝，在減輕重量的同時(shí)保證了整體強(qiáng)度。

（2）驗(yàn)證鉆頭群穩(wěn)定性。分別對4箱電能表進(jìn)行鉆孔測試：要求不能有鉆頭滯黏、折斷等情況。鉆頭群支架底板偏移應(yīng)小于2 mm。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)備鉆孔十分順暢，均沒有發(fā)生鉆頭滯黏、折斷等情況，底板偏移值極低。

3.4整機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證

為保證成果安全、可靠投入使用，將裝置送至第三方專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)檢測認(rèn)證，各項(xiàng)數(shù)據(jù)合格率為100%。

該裝置在多處現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，應(yīng)用效果良好，設(shè)備在安全、質(zhì)量、管理、成本等方面均無負(fù)面影響。

4效果檢查

通過統(tǒng)計(jì)2022年8—10月3個(gè)月改進(jìn)后的電能表報(bào)廢處置工作的表計(jì)報(bào)廢平均用時(shí)，發(fā)現(xiàn)方案實(shí)施后表計(jì)報(bào)廢流程在3個(gè)月中，電能表報(bào)廢處置平均用時(shí)降至264 s，低于目標(biāo)值290 s。

5總結(jié)與展望

表計(jì)批量報(bào)廢智能一體化裝置的研制與使用，推動(dòng)了資產(chǎn)管理工作的發(fā)展，有效解決了報(bào)廢處置工作難點(diǎn)，帶來如下效益。

（1）工作效率：表計(jì)報(bào)廢業(yè)務(wù)的改進(jìn)，提高了電能表銷毀破壞的效率。表箱內(nèi)表計(jì)由RFID（電子標(biāo)簽）統(tǒng)一掃描，無須再與報(bào)廢單進(jìn)行二次核對，提升效率的同時(shí)大大減少人工核對差錯(cuò)問題，提升了員工滿意度。

（2）社會(huì)效益：目前，存在在線上二手交易市場售賣國網(wǎng)資產(chǎn)電能表的現(xiàn)象，電力企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)交易的管控難度大，本成果從根本上解決了此問題，通過精準(zhǔn)破壞計(jì)量采樣模塊，使其徹底失去使用價(jià)值，保障了電力計(jì)量的公平公正和市場穩(wěn)定。

（3）環(huán)保效益：實(shí)現(xiàn)綠色回收。該裝置能夠精準(zhǔn)破壞計(jì)量采樣模塊，避免了在破壞表計(jì)過程中液晶屏及電解電容泄漏對環(huán)境造成污染及破壞，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供了綠色清潔的新方案，積極響應(yīng)了“雙碳”目標(biāo)。