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        基于智能電網(wǎng)中不停電換表裝置的研發(fā)設(shè)計

        2022-07-01 00:55:26楊志宇章妍會
        東北電力技術(shù) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:插針電能表端子

        朱 亮,周 雷,楊志宇,章妍會,魏 鑫

        (1.國網(wǎng)錦州供電公司,遼寧 錦州 121000;2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司管理培訓(xùn)中心大連分中心,遼寧 大連 116000;3.遼寧云電科技有限公司,遼寧 錦州 121000)

        目前,我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,各行各業(yè)對用電需求也越來越大。隨著國網(wǎng)公司用電信息采集系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展,智能電能表的推廣和應(yīng)用也在加速進(jìn)行。電能表是用來測量電能的高精度儀表,也是智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要組成部分,能夠?qū)崿F(xiàn)對電力客戶電能質(zhì)量的“全采集”和“全監(jiān)控”[1]。因此,電能表的準(zhǔn)確計量和穩(wěn)定運(yùn)行,對用戶的“安全用電、有限用電”具有重要意義。國網(wǎng)公司每年有大批電能表出現(xiàn)故障需要及時更換,按照《供用電營業(yè)規(guī)則》的規(guī)定,更換故障電能表需要提前7天通知用戶。因此,故障電能表需要在現(xiàn)場繼續(xù)運(yùn)行7天后才能進(jìn)行更換,這就會影響用電計量的準(zhǔn)確性,造成供電企業(yè)和用戶之間的計量糾紛。而且換表需要停電后進(jìn)行操作,這又會影響電力客戶的正常用電,降低客戶滿意度[2]。

        基于上述原因,國網(wǎng)錦州供電公司計量中心創(chuàng)新團(tuán)隊研制了不停電換表裝置[3],能夠?qū)崿F(xiàn)在不停電情況下對電能表的更換。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,在保證操作人員安全的同時,有效提高換表工作效率,降低電能表更換成本,有利于提升供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量[4]。

        1 傳統(tǒng)換表方式的弊端

        目前,國網(wǎng)錦州供電公司負(fù)責(zé)運(yùn)維的電能表共有130余萬塊,平均每年達(dá)到周期輪換年限的電能表有13余萬塊,隨機(jī)發(fā)生故障需要更換的電能表有2萬余塊。如果采用先通知后更換的傳統(tǒng)換表方式將有如下弊端:第一,降低運(yùn)維人員的工作效率,影響工作進(jìn)度,進(jìn)而影響智能電網(wǎng)的建設(shè)步伐[5]。第二,故障電能表持續(xù)運(yùn)行得不到及時解決,影響計量的準(zhǔn)確性,造成計量糾紛[6]。第三,下發(fā)停電通知的方式有多種,例如電話通知、短信微信通知以及人工下發(fā)停電通知單等,但不論哪一種方式都無法保證通知到每一個用戶,可能造成用戶不理解甚至投訴,從而影響供電企業(yè)服務(wù)滿意度,而且下發(fā)停電通知需要供電企業(yè)投入大量的人力和物力,增加了企業(yè)的經(jīng)營成本。

        2 不停電換表裝置的材料選用

        不停電換表裝置由裝置本體和專用連接插針2部分組成,裝置本體外殼采用防火級ABS材料制成,表面耐腐蝕、抗老化,有足夠的硬度,緊固螺絲釘后不變形;其阻燃性能符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對電器元件阻燃性能的要求;電氣間隙和爬電距離為6 mm,完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定[7];耐過電壓強(qiáng)度滿足技術(shù)規(guī)范要求,常溫狀態(tài)下插針與外殼之間的絕緣阻值≥1000 MΩ,絕緣電阻符合國家標(biāo)準(zhǔn)[7]低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合要求。接線端子的電壓電流端子組裝在殼體中,端子采用導(dǎo)電性能良好的HP59-1銅材料制成,端子表面進(jìn)行鈍化、鍍鉻或鍍鎳處理,金屬表面無擦傷、腐蝕痕跡,接線端子具有足夠的導(dǎo)電截面積,在1.2倍最大電流長期使用而溫升不超過限定值。在常溫、常濕的環(huán)境中,端子與外殼之間承受2000 V、50 Hz正弦電壓,在泄漏電流不超過1 mA的條件下,歷時1 min無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。

        專用連接插針采用導(dǎo)電性能良好的HP59-1圓形銅柱和ABS絕緣連接片組成,電氣間隙、爬電距離及絕緣強(qiáng)度滿足相關(guān)技術(shù)要求,連接插針強(qiáng)度滿足要求,在擰緊固定螺絲釘?shù)那闆r下,連接插針不發(fā)生形變。

        3 不停電換表裝置的優(yōu)勢

        國內(nèi)之前也有過類似的換表裝置,但是都沒有推廣起來,主要原因在于這些換表裝置的設(shè)計存在缺陷,例如:①更換電能表所需時間過長,達(dá)不到提高工作效率的目的;②更換過程中會造成電量的丟失,給供電企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失;③裝置體積占用表箱空間過大,表箱內(nèi)電能表安裝數(shù)量就會減少,降低表箱空間利用率,不適用于已安裝表箱改造工程。

        本文所闡述的不停電換表裝置實物如圖1所示,可以很好地解決上述問題,具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下3個方面。

        a.不停電換表裝置采用交接滾動旋轉(zhuǎn)方式進(jìn)行電能表更換,能保證用戶正常用電的同時,還能實現(xiàn)電量的不丟失。

        b.本裝置的更換時間僅為3~5 s,較其他同類產(chǎn)品能夠節(jié)省約2 min的換表時間,較傳統(tǒng)停電換表方式可節(jié)約5 min的操作時間,這樣可以為供電企業(yè)帶來更多的電費營收。

        c.本裝置外形小巧、安裝方便,如圖1所示。長、寬、高尺寸分別為12 cm、3.3 cm、2.8 cm,完全符合現(xiàn)有表箱空間尺寸要求,不用對現(xiàn)有表箱進(jìn)行任何改造,為公司節(jié)省投資成本。

        圖1 不停電換表裝置實物

        4 不停電換表裝置結(jié)構(gòu)原理及實際應(yīng)用

        不停電換表裝置分為裝置本體和專用連接插針2部分。在計量裝置改造過程中,將不停電換表裝置本體固定在電表箱背板上,上方安裝電能表,導(dǎo)線連接到裝置本體端子插孔內(nèi)。不停電換表裝置操作演示步驟如下。

        a.擰下鉛封螺絲,打開裝置前蓋板,擰松舊電能表固定螺絲。

        b.如圖2所示,將待更換的新電能表②上的4根插針?biāo)讲迦氩煌k姄Q表裝置導(dǎo)軌插孔內(nèi),新電能表開始通電計量。將舊電能表③和與之相連接的4根插針從裝置上方導(dǎo)軌插孔中拔出。

        圖2 操作演示步驟

        c.如圖3所示,將新電能表②后仰旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)入之前舊電能表所在位置,向下用力將電能表4根插針完全插入到裝置導(dǎo)軌插孔內(nèi),擰緊端子上的固定螺絲。

        圖3 操作演示步驟

        d.將裝置蓋板復(fù)位,上好封印即可。

        不停電換表裝置的應(yīng)用,可在不斷電的情況下完成電能表的更換,整個過程一人操作,用時僅需5 s,既提高了換表工作效率,又不影響用戶正常用電。同時也解決了其他換表裝置在換表期間不能正確計量的弊端,避免因換表停電造成用戶投訴事件的發(fā)生,提高了供電企業(yè)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。另外,由于不停電換表裝置可在不停電狀態(tài)下更換電能表,因此可以將表箱內(nèi)原有的2個小型斷路器移除,節(jié)省了箱體空間,降低了計量箱體投入成本。

        此項成果已經(jīng)獲得了國家級實用新型專利(專利號:ZL 2017 2 1143006.X)如圖4所示,外觀設(shè)計專利(專利號:ZL 2018 3 0119088.8)如圖5所示。

        圖4 實用新型專利

        圖5 外觀設(shè)計專利

        2018年6月,在遼寧省錦州市科技家園小區(qū)和新世界國際家園小區(qū)內(nèi)分別安裝了270余套不停電換表裝置。作為試點工程,該裝置運(yùn)行非常穩(wěn)定,沒有發(fā)生任何故障,受到工作人員及小區(qū)業(yè)主的一致好評[8]。

        5 結(jié)語

        目前,不停電換表裝置已在國網(wǎng)錦州供電公司智能電網(wǎng)建設(shè)中全面推廣使用,并取得了良好的效果[9]。不停電換表裝置的出現(xiàn),改變了傳統(tǒng)換表需要在停電狀態(tài)下才能進(jìn)行操作的固有模式,既提高了工作效率,又不影響用戶正常用電,還為供電企業(yè)增加了電費營收,同時也避免因換表停電造成用戶投訴事件的發(fā)生,優(yōu)化了供用電營商環(huán)境,提高了供電企業(yè)的服務(wù)水平[10]。

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