許 玥 王紅梅 黃 林

（云南電網(wǎng)有限責任公司昆明供電局）

0 引言

電壓合格率是反映供電質量的重要指標，直接影響企業(yè)生產(chǎn)、居民生活，因此國家能源局對電力公司供電電壓合格率進行監(jiān)督、考核。為滿足考核要求，電網(wǎng)公司根據(jù)布點要求，在關鍵線路上安裝電壓監(jiān)測儀統(tǒng)計供電線路電壓合格率［1-2］。

近年來隨著電網(wǎng)公司供電容量和用戶增加，所安裝使用的電壓監(jiān)測儀數(shù)量也不斷增加，以云南電網(wǎng)公司為例，截至2019年全公司電壓監(jiān)測儀超過25000臺，受電壓監(jiān)測儀軟硬件性能和運行環(huán)境影響，運行一定年限后，其精度有所下降，甚至不能滿足要求，因此DL/T500—2009《電壓監(jiān)測儀使用技術條件》規(guī)定：“監(jiān)測儀作為工作計量器件，必須進行周期檢測。檢查周期一般為：重要監(jiān)測點1年，一般電壓監(jiān)測點1～3年。”

隨著通訊技術和控制技術的發(fā)展，各電網(wǎng)公司迫切希望搭建可自動化和智能化完成電壓監(jiān)測儀精度檢測的檢測系統(tǒng)［3-4］。為實現(xiàn)該目標，國內(nèi)已開展相關研究，文獻［5］ 介紹一種電壓監(jiān)測儀的全自動測試系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，文獻［6］ 從電壓監(jiān)測系統(tǒng)的構成、工作原理、實現(xiàn)功能、性能指標及檢測流程等方面，對電壓監(jiān)測儀的檢測裝置系統(tǒng)結構進行了闡述，文獻 ［7］ 設計了一種具有智能化，準確性，輔助決策功能于一體的PS6750電壓監(jiān)測儀一鍵檢定裝置，依托一體化全省電壓監(jiān)測主站系統(tǒng)，可實現(xiàn)對電壓監(jiān)測儀的定制化、任務化的在線檢測。以上研究均聚焦于如何實現(xiàn)檢測源自動加量和檢測數(shù)據(jù)如何讀取，忽略了電壓監(jiān)測儀檢測時需人工拆接輸入源和電壓監(jiān)測儀電源線，一方面人工拆接線效率低，另一方面因人工錯誤拆接線影響檢測結果，甚至損害電壓監(jiān)測儀。

為解決以上問題，本文總結了現(xiàn)有電壓監(jiān)測系統(tǒng)的功能特點，并分析了人工拆接線是影響檢測效率和安全的關鍵因素，提出了一種利用檢測工裝實現(xiàn)電壓監(jiān)測儀全自動檢定的系統(tǒng)。試驗數(shù)據(jù)證明所提方案可明顯提高檢測效率。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)

現(xiàn)有的電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)主要由檢定源、上位機、檢定臺及電壓監(jiān)測儀構成［8-11］，如圖1所示，各部分功能如下：

1）上位機中安裝自動檢定控制軟件，該軟件可控制檢定源輸出電壓，同時從電壓監(jiān)測儀中讀取檢測數(shù)據(jù)，并最終生成檢定報告。

2）檢定源即標準源，為待檢測電壓監(jiān)測儀提供標準輸入，通?？赏瑫r帶3～4臺電壓監(jiān)測儀。

3）檢定臺用于擺放待檢測電壓監(jiān)測儀，同時提供裝置電源。

4）待檢測電壓監(jiān)測儀需從檢測臺獲取電源，接受檢定源輸入，同時基于電壓監(jiān)測儀通訊規(guī)約上送數(shù)據(jù)給上位機軟件。

1.2 現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀精度檢定過程及瓶頸分析

根據(jù)DL/T500—2009《電壓監(jiān)測儀使用技術條件》規(guī)定，精度檢測項目包括基本誤差、靈敏度、綜合誤差等，現(xiàn)有檢定系統(tǒng)通過以下步驟完成檢測［12-13］，如圖2所示。

步驟1：人工完成電壓監(jiān)測儀接線，包括電源接線、輸入電壓信號線及通訊線；

步驟2：上位機設置，設置待檢測的規(guī)約信息，包括可唯一識別電壓監(jiān)測儀的終端地址等；

步驟3：上位機軟件同步裝置時間，通信方式為以太網(wǎng)，通常使用SNTP校時；

步驟4：上位機軟件按預檢測項，驅動檢定源輸出電壓給電壓監(jiān)測儀，并分別從電壓監(jiān)測儀讀取測量數(shù)據(jù)；

步驟5：上位機軟件停止檢定源，并生成檢定報告；

步驟6：人工拆除電源線、輸入電壓信號線及通訊線。

根據(jù)檢測過程分析，檢測周期使用的時間為T，可將其拆分為三個階段，即人工接線階段T1、上位機自動檢測階段T2、人工拆線階段T3，其滿足式（1）。

由于上位機軟件檢測過程是一個預設過程，在不考慮通訊影響的情況可以認為T2為固定值，而T1和T3受檢測人員自身素質影響，是可變的時間過程。因而T1和T3是現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)主要瓶頸。

2 基于工裝的電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)

2.1 工裝

工裝即工藝裝備：指制造過程中所用的各種工具的總稱。包括刀具/夾具/模具/量具/檢具/輔具/鉗工工具/工位器具等，工裝為其通用簡稱。工裝已在各生產(chǎn)領域廣泛使用，可提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。

本文將工裝技術應用于電壓監(jiān)測儀檢定可克服人工拆接線存在的安全隱患，提高檢定效率，真正實現(xiàn)電壓監(jiān)測儀自動檢定。

2.2 電壓監(jiān)測儀接線

為了適應配電復雜環(huán)境，電壓監(jiān)測儀通常設計為壁掛式，因其只監(jiān)測線路一組線電壓（除監(jiān)測220V時為相電壓），因此其監(jiān)測信號只有2個端子；電壓監(jiān)測儀電源通常為100V，220V，380V自適應，檢定時通常給220V電源，其端子也是兩個。

檢定時，其接線情況如圖3所示，監(jiān)測端子與檢定源相連，可接收100V、220V及380V的輸出信號，電源端子通常與檢定臺的固定電源連接，通常為220V交流電壓。

2.3 電壓監(jiān)測儀工裝設計

圖4 為典型的電壓監(jiān)測儀外觀結構圖，本文2.2已闡述其接線要求，以此型號的電壓監(jiān)測儀工裝設計為例闡述實現(xiàn)過程。

圖5 是基于圖4電壓監(jiān)測儀所設計的工裝置，檢定時只需將待檢電壓監(jiān)測放入工裝中，再將工裝中預留的測試輸入電壓信號線端子和電源端子插入電壓監(jiān)測儀端子即可完成接線，工裝輸入電壓信號線端子和電源端子已分別與檢測源和檢測臺電源連接，為了保證測試安全，中間分別加裝電壓空開。拆線時，先分別斷開電壓空開，再將工裝測試線拔出即可。

在電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)中加入工裝可有效減少人工拆接線，同時保證接線正確，在提高檢定效率的同時避免人為錯誤操作引發(fā)的風險。

3 驗證

3.1 驗證思路

為驗證本文所提方法的可行性，選取9臺電壓監(jiān)測儀作為被試品，抽調不熟練、基本熟練、熟練的檢定人員各3人、共9人，熟練程度相同的3人為一組，編號a、b、c，每人分配3臺電壓監(jiān)測儀同時開始操作，分別使用現(xiàn)有檢定系統(tǒng)和本文所提檢定系統(tǒng)進行檢定，最終統(tǒng)計各分組檢定耗時開展驗證，如表1～表3所示。

表1 測試裝置

表2 本組測試裝置時間

表3 測試裝置所需時間

3.2 不熟練檢定人員檢定

抽調檢測人員無監(jiān)測電壓監(jiān)測儀經(jīng)驗，即未使用現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)和本文所設計系統(tǒng)。

3.3 基本熟練檢定人員檢定

抽調檢測人員近半年內(nèi)開展過電壓監(jiān)測儀檢定，即基本掌握電壓監(jiān)測儀接線，較為熟練現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)。

3.4 熟練檢定人員檢定

本抽調檢測人員近一周內(nèi)開展過電壓監(jiān)測儀檢定，即熟練掌握電壓監(jiān)測儀接線和使用現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)。

3.5 試驗結果分析

從以上實驗結果得出以下結論：

1）因檢測人員經(jīng)驗不同，使用現(xiàn)有檢測系統(tǒng)耗時差異較大，不熟練檢定人員耗時明顯高于另外兩個對照組。

2）使用本文提出的設計系統(tǒng)進行檢定時，三組人員耗時差異較小，可以證實此工裝系統(tǒng)對檢測人員接線熟練度要求低，容易操作。

3）驗證實驗僅設置單人檢定3臺電壓監(jiān)測儀的檢定任務，在不熟練、基本熟練、熟練3個分組中平均檢定耗時分別縮短7.3min、5.7min、3.3min，由此可以推知，當被試品數(shù)量顯著增長時，本文所設計電壓監(jiān)測儀檢測系統(tǒng)亦將顯著縮短檢測總時間，尤為適用于大批量檢定任務。

4 結束語

分析現(xiàn)有電壓監(jiān)測儀檢定系統(tǒng)存在問題，針對人工拆接線環(huán)節(jié)進行改善，提出將工裝技術應用于電壓監(jiān)測儀檢定中，并給出其設計和實現(xiàn)過程，最終實驗驗證本文所提方案的有效性。