计量用低压电流互感器自动化检定系统的研究

2015-06-09黄洪

计量技术 2015年2期

关键词：拆线互感器接线

黄洪

(福建省计量科学研究院，福州 350003)

计量用低压电流互感器自动化检定系统的研究

黄洪

(福建省计量科学研究院，福州 350003)

国内电流互感器的自动化流水线检定系统的研制工作起步较晚，目前还存在一系列问题，本文在介绍低压电流互感器自动化检定系统基本工作原理的基础上，分析了该系统的误差来源，探讨性地提出了整检方案。

电流互感器；自动化检定系统；误差

0 引言

一直以来，低压电流互感器都是采用传统的手工方式进行检定，由于其工作效率较低，运营成本较高，难以满足电力部门用电信息采集系统建设和智能电能表快速推广应用的更高要求。为了消除人为和地域因素引起的检定质量差异，有效提高检定工作质量效率和计量管理水平，提高计量的透明度、公信力，确保准确公正计量，目前国内大力发展和推广低压电流互感器自动化流水线检定系统。低压电流互感器自动化检定系统能够实现电流互感器的自动传送、自动接线、自动实验、自动判定和不合格表自动分拣等全自动检定工作，减少了人工作业环节，实现了无人化操作，给电力部门电流互感器的检定工作带来极大的方便，但由于国内电流互感器的自动化流水线检定系统发展较晚，目前还存在一系列问题，鉴于此，本文以武汉南瑞有限公司生产低压电流互感器自动化检定系统为例，在介绍其基本工作原理的基础上，对其误差来源进行分析，并探讨性地提出了整体检定方法。

1 低压电流互感器自动化检定系统的基本组成及原理[1-2]

低压电流互感器自动化检定系统集仓储、物流、校验和管理于一体。主要由仓库接驳与输送、自动上下料、自动识别分拣、自动接拆线、互感器自动化检定、分拣贴标和自动控制与信息管理等单元组成。计量用低压电流互感器自动化检定系统组成示意图如图1所示。限于篇幅，以下仅对仓库接驳单元、自动识别单元、互感器检定单元以及自动控制与信息管理单元进行介绍。

仓库接驳单元是自动检定系统与智能仓储系统的“中间桥梁”，实现自动检定系统与仓储系统的无缝对接，输送单元将皮带、辊筒、链板传输技术和电气控制技术有机结合，将互感器稳定、准确的输送到指定工位，有效利用试验场地，保证检定通道顺畅。

图1 计量用低压电流互感器自动化检定系统组成示意图

自动识别单元分为图像匹配识别和信息自动识别。图像匹配识别是通过顶置的图像匹配视觉识别系统，对互感器进行外观检查；信息自动识别由RFID扫描仪和条码扫描仪形成的双保险信息自动识别系统。

互感器检定单元由绝缘耐压试验台和误差试验台组成，可自动完成绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次绕组匝间绝缘试验、基本误差试验和磁饱和裕度试验。检定单元具有手动和自动模式切换功能，一二次压接异常报警保护功能。

自动控制与信息管理单元可以实现工作站、人机界面、功能单元、传感器以及PLC之间的通讯，对接计量一体化生产调度平台和智能仓储系统，集中或本地控制机械手、传输线、拆码垛机、自动接拆线和自动检定等装置；应用三维仿真技术，集中、实时的显示控制出库、上料、检定、下料、入库以及异常处理等环节与流程；有序管理信息、参数和数据，检定数据准确、完整、可追溯。低压电流互感器自动化检定系统上位机软件界面如图2所示。

2 低压电流互感器自动化检定系统的误差来源分析

JJG 313—2010《测量用电流互感器检定规程》中对环境条件、电源及调节设备、标准器、误差测量装置等作了明确的规定，计量用低压电流互感器自动化检定系统可根据这些技术要求分析并计算其在实际使用中的测量误差。由低压电流互感器自动化检定系统的组成及基本原理可知，其误差除了表1传统电流互感器检定装置的来源外，主要由二次接拆线机构和一次接拆线机构组成。以下将主要针对这两个误差来源进行分析：

表1 传统电流互感器检定装置的误差来源及影响量

2.1 二次接线结构引入的误差

二次接拆线机构往往引入负荷误差，由低压电流互感器自动化检定系统的工作原理可知，二次负荷引入的误差主要由二次接线机构和电流互感器负荷箱组成。二次接拆线机构由导杆式气缸、二次引线端、导电杆、接触端头和弹簧等组成。导杆式气缸驱动导电杆从上向下压紧互感器二次端子；导电杆内置弹簧，利用弹簧压缩产生的张力保证接触端头与互感器二次端子的良好接触，且适应不同规格互感器的高度。二次接拆线机构接线示意图如图3所示[3]。

图3 互感器二次自动接线示意图

由图3可知，二次负荷引入的误差主要由导电杆内部的弹簧张力构成，故为了避免二次负荷引入的误差，在计量用低压电流互感器自动化检定系统运行之前，应对导电杆弹簧的状态进行检查，获取接触点状态信息，确保导电杆末端与互感器二次端子的可靠接触。

2.2 一次接拆线机构引入的误差

一次接拆线结构包含一次自动穿排机构和一次自动接拆线机构组成。一次自动穿排机构由同步电缸、移动平台、支撑架、铜杆和铜排组成，根据互感器类型自动切换穿心铜杆或铜排，完成一次穿心动作。一次自动接拆线机构由气爪、夹爪、导电块和活动方块等组成。

为了减小一次接拆线机构引入的误差，在计量用低压电流互感器自动化检定系统运行之前，应对系统进行检查，以确保穿心铜杆(排)、气爪和互感器三者中心同平面，气爪上下受力均匀，尽力避免母排位置、相邻互感器干扰等引入的误差。

3 低压电流互感器自动化检定系统的整体检定方案[4～7]

为确保低压电流互感器自动化检定系统的稳定性和量值的准确性，应定期对其进行检定，以下将结合JJG 313—2010《测量用电流互感器检定规程》、Q/GDW 573—2010《计量用低压电流互感器自动化检定系统技术规范》和DL/T668《测量用互感器检验装置》等技术规范，探讨性地提出低压电流互感器自动化检定系统的整体检定方案。

3.1 功能单元

从仓库取出不少于2箱盛满互感器(其中包含若干只不合格品)的周转箱，设置流水线速率、互感器取放的速度及其他必要参数，启动检定系统流程；检定完毕，检查检定系统能否将互感器从主输送线上放入空周转箱中，且合格品与不合格品分别放入各自对应的周转箱中。检查检定系统能否将单层周转箱叠放成多层。重复试验不少3次，不能有一次失误发生。

3.2 绝缘电阻测量单元

在一组物料正确定位接线的状态下，启动绝缘电阻测量流程，自动装置应在规定时间内完成测量并在工控机屏幕上显示。检定自动装置退出定位接线流程，松开一次导体和二次端子电极压接点，用绝缘电阻表检定仪(额定电压500V、准确度优于1级)对计量用低压电流互感器自动化检定系统内置绝缘电阻测量仪的500MΩ点进行校准，相对误差应不超过±5%。

3.3 耐压试验单元

在一组物料正确定位接线的状态下，启动工频耐压试验流程，自动装置应在规定时间内完成试验并在工控机屏幕上显示试验电压值和试验时间。试验后，在一次导体回路与接地系统之间接入准确度不低于1级的交流高压表(或电压互感器+数字万用表)，量程置5kV或者10kV。再次启动工频耐压试验流程，读出2kV(交流输出电压)和5mA(击穿报警电流)的实际值。相对误差均应不超过±5%。

3.4 基本误差测量单元

在一组物料正确定位接线的状态下，启动基本误差测量流程，自动装置应在规定时间内完成测量并在工控机屏幕上显示误差测量结果。在磁饱和裕度试验流程完成后，启动自动装置退出定位接线状态，执行分选与贴标流程以及下料流程，试验中的一组物料放置到周转箱后，移送到检定实验室，当作0.1级电流互感器按JJG 1021—2007规定进行误差测量。测得的误差与自动化检定系统的测量结果相比，偏差应不超过±0.025%(比值差)和±0.5′(相位差)。结果超出此值的数据比例不得超过总数的20%，且最大不超过±0.03%(比值差)和±0.6′(相位差)。

3.5 系统测量重复性

按计量用低压电流互感器自动化检定系统数量的50%随机抽测。检测方法和判定依据参照JJG 313—2010《测量用电流互感器检定规程》、JJG 1021—2007《电力互感器检定规程》以及DL/T668《测量用互感器检验装置》的要求进行。