低压不停电换表插拔式底座研究

低压不停电换表插拔式底座研究

杨秀彬，王中杰，骆斌，朱慧，徐韵璐

（国网嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000）

摘  要：国家电网有限公司每年都会因电能表质量、采集精度、使用年限等不符要求的情况，对电能表进行更换。文中提出研制一种新型的低压不停电换表插拔式底座，当低压用户表计故障或者需要批量更换时，可以通过工具将表计短接，在非常短的时间内完成表计更换，同时确保用户供电不中断，从而达到提高换表时间和用户满意度。

关键词：不停电换表，插拔式，底座，低压用户

0  引言

每个电能表总有一定的使用寿命，多年运行后也会存在一定隐患，国网公司目前每隔几年就需要更换新的电表。另外，当电能表突然故障时也需要尽快进行更换，从而保证用户正常电量的计量。

在广大电力用户对供电可靠性要求越来越高的大背景下，换表停电已经严重影响了供电服务质量，影响用户良好的用电体验，营商环境“获得电力感”较差，因此，居民家庭实现不停电换表已迫在眉睫。

1 现状分析

针对居民用户，目前换表采用“先断开计量箱进线开关，再更换电能表，再恢复送电”停电作业模式，停电时间较长，且会造成同计量箱内未换表用户的停电。目前部分现场的情况是在更换电表前临时通知乡村居民要停电，让家里做好适当准备，但大部分情况是家里没人在，或者城市小区里是集中表箱，不可能挨家挨户通知即将停电，因此采取突然停电的方式进行换表。多数公用配变的停电问题已通过配电线路之间的联络互倒及双电源供电得以解决，由电能表更换造成的用户末端停电问题尚无有效解决方案。

另一方面，针对计量装接人员，每次更换电表需要用螺丝刀先拆下导线的四颗螺丝和固定螺丝，然后安装新的电表时要再次拧紧四颗螺丝和固定螺丝，加上前期通知用户停电的时间，整个换表时间约10分钟左右。

目前部分供电公司每年轮换的数量约总量的20%，更换数量巨大，因此更换电表所需人力成本也在逐年增加。在其他额外工作任务的有增无减的情况下，计量班组的工作压力也是越来越大，工作质量将会下降，严重影响精益化指标。因此若能实现快速换表，较大程度缩短换表过程所消耗的时间，无疑能减轻员工工作量，增加员工工作效率。

综上所述，若能研制出一种新型的低压换表工具，既能实现不停电换表、又能实现快速换表，必将大大提高居民家庭用电体验，大大降低装接人员的工作量，进一步实现计量电表的精益化管理。

2 制定方案

在低压电能表箱安装一个表计底座，代替传统仅使用导线连接电能表对用户用电量进行计量的方法。当低压用户表计故障或者需要批量更换时，可以通过工具将表计短接，在非常短的时间内完成表计更换，同时确保用户供电不中断。这样在损失电量极小的情况下，完成不停电换表工作，提高低压用户的用电体验。其技术目标需求为：1.更换低压电能表时间小于2分钟，实现不停电换表；2.换表所需工具小于3件；3.能够有效的防止窃电情况的发生。

基于以上功能，通过广泛借鉴，不停电插拔式底座应具备以下几个模块：绝缘底座模块、金属插头模块、短接模块、防护罩模块4大模块。根据各模块的功能需求，确定各模块的模块目标，对每个模块做了多种备选方案，并将各模块方案进行优化组合，整体规划方案设计，以便实现检测时间缩短、提升检测效率的目标。

3 方案设计实施

3.1金属插头模块设计实施

依据金属插头模块目标：1).连接可靠，拔出拉力在100-200牛之间；2).装接时间小于20秒。3）.机械寿命次数不小于1000次。共设计了不切口金属插头、切口金属插头、螺旋式插头三种方案。通过目标性能参数模拟测试比较，选择拔出拉力和装接时间更好的切口金属插头作为最优方案。并绘制相关设计图和进行相关材料选购，完成金属插头的成品制作，再次对成品进行多组人员实地测试，进行电表插拔实验，每星期200次，进行持续五周共计1000次插拔测试，金属插头仍然可用，接触良好，完成预期模块目标。

3.2绝缘底座模块设计实施

依据连接模块目标：1）连接可靠，导电良好；

2）.安装方便，安装时间小于20秒，共设计了前后插拔式、上下插拔式两种方案。通过目标性能参数模拟测试比较，上下插拔式的导电性好，连接牢固，无需改动原有表计构造、安装方便，确定采用上下插拔式方案。并绘制相关设计图和进行相关材料选购，完成绝缘底座的成品制作，对成品进行多组人员实地测试，最终得出绝缘底座的平均安装时间10.125秒，安装方便，保持稳定，完成预期目标。

3.3短接模块设计实施

依据短接模块目标：1).操作简单，操作时间时间小于10秒；2).价格低廉，成本小于2元；3).保证检修人员，且操作时不能对计量装置等元件造成损伤。共设计了联合接线盒、短接导线、短接工具三种方案。通过对目标性能参数模拟测试比较，短接工具的成本低，且操作简单，随插随拔，确定采用短接工具方案，并绘制相关设计图和进行相关材料选购，完成短接工具的成品制作。对成品进行实地测试，最终得出短接工具的平均安装时间4.375秒，安装方便，保持稳定，完成预期模块目标。

3.4防护装置设计实施

依据防护装置模块目标：1).操作简单，操作时间不大于5秒；2）.成本小于1元；3）.防窃电效果好，能留下装置被动过的痕迹。共设计了螺丝固定式、卡扣闭锁式两种方案。通过目标性能参数模拟测试比较，卡扣闭锁式的安装时间，本身不会产生机械损伤，可长时间使用，性能最优，确定采用卡扣闭锁式方案。并绘制相关设计图和进行相关材料选购，完成防护装置的成品制作，再次对成品进行多组人员实地测试，得出防护装置的安装时间3.75秒，成本为0.4元，完成预期模块目标。

3.5整体组装

最终完成以下低压不停电插拔式底座装置的整体成品制作，如下图。为保证成果安全、可靠投入使用，小组将装置送至第三方专业检测机构检测认证，对各装置的各项数据进行检测，各项数据合格率100%。

4 效果检查

4.1效果检查

本产品特别适用于刚投运的小区中，在小区表箱的厂内制作过程中，小组成员联系相关设备厂家，要求将此底座进行试验运用，将此底座安装于表箱内部，然后再出厂交付小区现场。在嘉兴滨海6个小区现场试点，记录表计更换时间的情况，最终得出在安装本课题研制的不停电快速换表插拔式底座后，换一块表的平均时间为29.5s，平均时间很短，目标实现。

4.2推广前景

随着用户供电可靠性需求的提升，以及电力系统内部管理的提升，都要求能尽快实现低压不停电换表。本装置能够解决目前换表方式存在的困难点，提高管理工作效率，有着广泛的应用前景。

5 结论

本文通过对传统低压换表流程的分析，研究其可改进创新的地方，创新性提出设计制作一套不停电换表的插拔式底座，可以实现快速换表，圆满完成预期设定的功能目标。该成果技术领先，使用范围广，可以大大提高低压电能表更换效率，降低工作人员的工作强度。

参考文献

[1]储海峰,朱勇,尤锭军,陈祥金,龚成龙．具有不停电换表功能的单相电能表接插件研制[J]．通信电源技术．2020

[2]吴佳,杨玉锐,施文杰,陆佳晨．基于旁路法的不停电换表技术的研究[J]．农村电气化．2022

作者简介：

杨秀彬（1988~），男，浙江嘉兴，大学本科，电气工程师，主要从事配电网工程、客户服务及物资管理方面的工程。