一種供電所表庫電能表快捷加電器研制

胡以傳，孫志超

（國網(wǎng)江蘇省電力公司新沂市供電公司，江蘇 新沂 221400）

該文針對供電所表庫工作人員在對電能表的加電、去電過程中存在的異常情況和步驟復(fù)雜展開研究。目前傳統(tǒng)加電方式采用手持鱷魚夾手動加電和去電，過程中無安全保障且效率不高。目前，表庫的工作人員需求一種安全快捷的裝置來對電能表進行加電和去電。該文通過光電感應(yīng)電路原理，結(jié)合電能表的工況，利用電能表放置（移除）過程，觸發(fā)回路對電能表進行加（去）電，以此加強安全防護措施以及提高工作效率。

1 現(xiàn)狀

通過調(diào)查詢問表庫的工作人員，他們結(jié)合各自的工作經(jīng)驗，得出了以下3個主要現(xiàn)狀。

1.1 步驟煩瑣

加電和去電過程中需要通過9 個動作來完成。如圖1所示。

圖1 電能表加（去）電流程圖

1.2 安全隱患多

2019年表庫共發(fā)生加電異常情況91起，其中接錯線16起，短路11起，誤操作23起，觸電4起，夾持樁頭不牢脫落45起。如圖2所示。

圖2 安全隱患圖

當(dāng)前的現(xiàn)狀滿足不了表庫日常工作需求，需要一種專用工具來對電能表加（去）電，以此來保障安全和提高工作效率。

1.3 借鑒思路及確定課題

現(xiàn)實中，自動感應(yīng)玻璃門能夠?qū)τ秒娫O(shè)備自動加電。如果通過借鑒自動感應(yīng)玻璃門的工作原理，創(chuàng)新出一種供電所表庫電能表快捷加電器，利用光路控制電路，對供電回路自動加電和去電，以減少工作中的操作步驟，提高電能表加電工作效率，有效保障工作安全，應(yīng)該能滿足表庫的需求。研制構(gòu)想如3 圖所示。因此，確定課題為一種供電所表庫電能表快捷加電器研制。

2 設(shè)定目標(biāo)及量化分析

2.1 借鑒及確定課題

定性目標(biāo)：成功研制一種供電所表庫電能表快捷加電器，具備安全防護功能。

定量目標(biāo)：加（去）電步驟由傳統(tǒng)的9 步縮短為3步。

2.2 目標(biāo)可行性分析

理論可行性分析：通過圖3 的工作原理分析，預(yù)期可以實現(xiàn)定量值。

圖3 研制構(gòu)想原理圖

技術(shù)及制作可行性分析：外殼部分可以用亞克力板手工制作，技術(shù)上不復(fù)雜。

風(fēng)險與挑戰(zhàn)：材料成本低，無資金風(fēng)險。

3 方案制定

3.1 提出方案

針對如何研制表庫電能表快捷加電器這一課題，其重點在于電能表在放置的過程中能否觸發(fā)加電回路。為此提出了多種技術(shù)方案，并用親和圖歸納整理，如圖4所示。

圖4 親和圖

3.2 方案比選

對歸納整理出的3種方案分析，如表1所示。

表1 方案分析表

3.3 三種方案綜合評比

對歸納整理出的3 種方案進行綜合評比，如表2所示。

表2 方案綜合評比表

3.4 確定最佳方案

通過分析和比較，方案一和方案二都有一個彈性作用力作用于電能表，會造成電能表的樁頭與帶電部位接觸不良，方案三對電能表無彈性作用力，而且費用較低等優(yōu)點，因此采用方案三光電感應(yīng)式快捷加電器的設(shè)計方案較合理。如圖5所示。

圖5 設(shè)計方案圖

4 制定對策

根據(jù)確定的最佳方案，編制對策表，如表3所示。

表3 對策表

5 方案實施

5.1 實施一：制作絕緣外殼

根據(jù)電能表的工況，設(shè)計外殼的CAD結(jié)構(gòu)圖和原件位置圖，依據(jù)原件的選型手工制作絕緣外殼。如圖6所示。

圖6 絕緣外殼CAD設(shè)計圖

5.1.1 制作絕緣外殼

在絕緣外殼的選材上，選用絕緣性能強、容易切割和拼裝的亞克力板材，在顏色上選用接近國網(wǎng)綠。如圖7所示。

圖7 絕緣外殼圖

5.1.2 絕緣測試

絕緣外殼做好后，采用電子式絕緣電阻表進行了測試，其絕緣電阻值大于2500 MΩ，符合設(shè)計要求。如圖8所示。

圖8 絕緣測試

測試記錄如表4所示。

表4 絕緣電阻測試表

5.2 實施二：安裝調(diào)試漏電開關(guān)

根據(jù)對策表，在漏電保護器的選擇上，選擇NXBLE-40 家用漏電保護器，額定漏電動作電流值30 mA。

經(jīng)過對CJ型漏電電流試跳器檢測，漏電電流動作值在10 mA 和20 mA 不動作，當(dāng)達到30 mA 時能夠正常動作，達到設(shè)計要求。如表5所示。

表5 漏電保護器測試記錄表

5.3 實施三：安裝調(diào)試光電開關(guān)

據(jù)對策表，在光電開關(guān)的選擇上，選擇KGS-812-AC 智能非接觸式光電感應(yīng)開關(guān)，該開關(guān)體積小，開閉次數(shù)100000 次，額定功率100 W，感應(yīng)距離0～12000 mm可調(diào)。

經(jīng)過對KGS-812-AC 智能非接觸式光電感應(yīng)開關(guān)的檢測，感應(yīng)距離0～1200 mm時，為防止誤動作感應(yīng)距離為電能表的寬度最為合理，經(jīng)過調(diào)節(jié)后，其實際感應(yīng)距離為0～100 mm。如表6所示。

表6 漏電保護器測試調(diào)整記錄表

5.4 實施四：安裝調(diào)試接觸樁頭

由于拆回的電能表情況復(fù)雜，有的樁頭螺絲生銹無法拆卸，有的樁頭燒毀，有的樁頭帶有電線頭。普通樁頭無法滿足要求，在樁頭的選型上采用中空銅樁頭和銅桿香蕉樁頭進行了測試比較。根據(jù)測試結(jié)果，選用中空樁頭。如表7所示。

表7 接觸良好性測試表

根據(jù)測試結(jié)果，中空樁頭在多種狀況下，都能做到接觸良好，考慮表計在無負荷狀態(tài)下加（去）電，因此，不考慮接觸部位的載流量。

5.5 組裝

組裝后的成品，如圖9所示。

圖9 組裝后成品圖

6 效果檢查

6.1 目標(biāo)值檢查

6.1.1 定性目標(biāo)驗證

傳統(tǒng)的加電方式使用鱷魚夾，兩只鱷魚夾擺動不定、加持不牢，很容易造成觸電等異常情況，使用加電器后，兩只接觸樁頭的距離大于6 cm，不會造成短路，在未放置電能表的情況下，樁頭不帶電，不會造成觸電。如圖10所示。

圖10 安全防護對比圖

經(jīng)過驗證，后者成功杜絕傳統(tǒng)加電方式存在的安全隱患，達到了安全防護的目標(biāo)。

6.1.2 定量目標(biāo)驗證

傳統(tǒng)的鱷魚夾加（去）電方式需要9 個步驟（圖 1），使用加電器后，整個工作流程只要3 個步驟。如圖11所示。

圖11 使用后的工作流程步驟

經(jīng)過驗證，后者能夠在3 個步驟完成加（去）電的工作流程，實現(xiàn)了定量目標(biāo)值。

2020 年7—12 月，將研制的“一種供電所表庫電能表快捷加電器”投入到實際工作中，記錄統(tǒng)計加電步驟和異常情況。如下圖所示。

6.2 效益檢查

安全效益：加電器投入使用后，杜絕了在使用過程中出現(xiàn)的觸電、錯接線、短路等情況，為安全生產(chǎn)提供了有效保障。

時間效益：從2019 年7—12 月，共對14748 只電能表進行了操作，如果按原有的操作流程，需要步驟14748×9=132732（步），使用加電器的步驟為3307×3=44244（步），節(jié)省了88488個步驟，節(jié)省了2/3的時間。

經(jīng)濟效益：節(jié)省一個勞動力，按照每個勞動力每天200 元計算，則一年節(jié)省200×365=73000 元。為鞏固成果，并將供電所表庫電能表快捷加電器向更大范圍推廣使用，特制定了標(biāo)準(zhǔn)化措施。