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(jìn)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(jìn)行加（去）電，以此加強(qiáng)安全防護(hù)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(yàn)，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(shí)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(hù)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(shí)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(diǎn)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(jìn)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(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)施

5.1 實(shí)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(qiáng)、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(jìn)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(shí)施二：安裝調(diào)試漏電開關(guān)

根據(jù)對策表，在漏電保護(hù)器的選擇上，選擇NXBLE-40 家用漏電保護(hù)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(dá)到30 mA 時能夠正常動作，達(dá)到設(shè)計要求。如表5所示。

表5 漏電保護(hù)器測試記錄表

5.3 實(shí)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(shí)際感應(yīng)距離為0～100 mm。如表6所示。

表6 漏電保護(hù)器測試調(diào)整記錄表

5.4 實(shí)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(jìn)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(fù)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(yàn)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(hù)對比圖

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

6.1.2 定量目標(biāo)驗(yàn)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(yàn)證，后者能夠在3 個步驟完成加（去）電的工作流程，實(shí)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(shí)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(jìn)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(jì)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。