一种接触式表计电压取电夹的设计与讨论

刘光界

摘要：在电能表计校验过程中要获取表计电压，不同厂家研发生产的电能表有多种类型、多个型号，取电通常用的鳄鱼夹也不能适应所有的电能表，给电能表现场校验带来操作难度。以新的工艺路线进行新装置的设计：装置卡夹固定→调整伸缩导杆位置→伸缩触头进行取电。新设计的接触式取电夹具有通用性，在现场校验中，能够适应不同规格不同型号的表计，极大降低了表计校验工作中的取电难度，提高了现场对电能表获取电压的操作安全。

关键词：表计校验;装置设计;电压取电

分类号：TM933.4

0前言

按照目前已有的标准和规程，对电能表技术性能的检定和测试，都要在实验室标准条件下进行，因此，安装使用的电能表是准确度等技术性能合格的电能表。但是，在实际工作状态下，电能表在谐波、间谐波、电压骤降、衰减直流、随机尖峰脉冲骚扰、非线性负载随机接入电网等多种现场条件下运行，其计量准确性能可能会收到干扰和影响。因此，对电能表的实际运行性能开展现场校验非常重要。鉴于此，我国已出台了相关规程[1]，其明确要求： （1）新投运或改造后的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类高压电能计量装置，应在一个月内进行首次现场校验;（2）Ⅰ类电能表每6个月至少应现场校验一次，Ⅱ类电能表每12个月至少要现场校验一次，Ⅲ类电能表每两年至少应现场校验一次。调研文献注意到，国外也有类似的规定。例如欧盟规定[2]： 计量器具必须保证在实际运行环境中也能实现所设计的功能，因此，需对其技术性能进行现场校验。经过几十年的发展、进步和演变，电能表现场校验技术已较为成熟。对电能表的校验需要将电能表内的电压取出， 然而，目前在国内，由于工作原理和使用场合上的差异，不同厂家研发生产的电能表有多种类型、多个型号，取电通常用的鳄鱼夹也不能适应所有的电能表，给电能表现场校验带来操作难度[3-4]。本文对上述问题进行了阐述，并针对问题提出了新的取电技术方式，利用新的取电技术进行了现场实践。

1表计校验取电问题

对电能表进行现场校验，在校验过程中要获取表计电压。由于从表计取电压通常使用鳄鱼夹夹到电压螺丝上，在取电压时会存在无法咬合过紧的螺丝情况，必须把螺丝松动出一些余量才能让夹子加紧，带电松动螺丝的过程中存在一定的安全风险（图1所示），特别是地方电厂和自备电厂客户表计大部分都不是规范的表计，如进口红相表计电压螺丝特别小，还嵌入到塑料保护孔内，导致无法在表上直接获取电压，只能从其他设备上或其他带电端子上获取电压（图2所示），这些过程中容易出现电压获取异常导致校验不准确的情况[5]。

2接触式电压取电夹的设计

2.1设计思路

针对电能表计的结构特征及取电孔的位置特点，本装置的设计思路要点为：1、为保证取电的通用性，將取电方式设计为伸缩触头的取电方式，2、为方便伸缩操作的灵活性并保证触点精度，将安装支座设计为可以在电能表上进行加持固定的结构，3为适应取电点位的位置，装置上触头需能进行位置调整。具体实现工艺路线为：装置卡夹固定→调整伸缩导杆位置→伸缩触头进行取电[6-7]。

2.2设计结构

装置设计结构由安装座、夹持部两部分组成，夹持部与安装座（1）进行固定连接，安装座（1）上设置夹槽（11），夹槽（11）内夹持绝缘导管（7）;接触器（6）由绝缘手柄（61）、导向段（62）、触头（63）和输出端（64）四个部分组成，触头（63）、导向段（62）、和输出端（64）在同一轴线上、且电性联通，导向段（62）和输出端（64）之间为绝缘手柄（61）;导向段（62）与绝缘导管（7）伸缩导向配合。夹持部由连接座（2）、复位弹簧（3）、夹持螺钉（4）和伸缩手柄（5）组成，连接座（2）包括基板（21）、底板（22）和夹板（23），底板（22）和夹板（23）平行，基板（21）垂直连接底板（22）和夹板（23），底板（22）上设置通孔，通孔与夹持螺钉（4）的导柱（42）部分导向配合;导柱（42）两端分别为夹持冒（41）和螺钉头（43），夹持冒（41）与夹板（23）平行且相对夹持配合，螺钉头（43）下端连接伸缩手柄（5），导柱（42）上围绕设置复位弹簧（3），复位弹簧（3）两端分别与夹持冒（41）和底板（22）挤压配合。具体结构如图3所示。

2.3操作方法

装置的具体操作过程为：用手将伸缩手柄（5）向下拉开，带动夹持冒（41）向下运动，复位弹簧（3）受到挤压，使夹板（23）与夹持冒（41）之间留出空隙，将空隙对准电能表上能够夹持的某部位后放开伸缩手柄（5），复位弹簧（3）伸张开挤压夹持冒（41）与夹板（23）配合对电能表上的固定部位夹持，从而对装置进行固定;用手调节绝缘导管（7），使其在夹槽（11）内滑动到所需位置（即接触器（6）上的触头（63）正对电能表电压螺丝的位置），在输出端（64）上连接输出线，然后拧动绝缘手柄（61），使触头（63）向前推进至接触到电压螺丝，开始检测电能表电压，检测完成后，拧动绝缘手柄（61），使触头（63）退出，并拉开伸缩手柄（5），将本装置取下，工作完成。

3现场运用验证

为了进一步验证设计方案取电效果，结合前面取电夹的理论设计方案，制作实物并在电能表计上进行现场实验。为完全模拟实际的取电方式，验证采用在线校验，即到被检电能表装设运行的现场，将本装置夹持到电能表上，从在线运行的被检电能表的电压接线端口获得电压信号。对多组电能表计进行实际的取电操作，并对比了本设计与鳄鱼夹取电方式的各项参数指标，具体如下表。

对比两种取电方式可以看出，在操作方便性、和取电准确性上，鳄鱼夹和接触式取电夹都具有很好的特性，在操作时间上接触式取电夹会比鳄鱼夹时间稍长，而在适应范围上，接触式取电夹具有完全的优势，有的电能表计利用鳄鱼夹完全不能实现取电功能，而接触式取电夹具有通用性，在现场校验中，能够适应不同规格不同型号的表计，无论电压螺丝何种设计都能用同样的方法轻松可靠的获取表计电压，也不需要多余的操作，极大降低了工作人员在表计校验工作中的难度，提高了现场对电能表获取电压的操作安全。

4结论

本文对现有电能表计的校验取电的问题进行了分析，存在因为电能表计多样化而导致取电夹不能通用的问题，并针对问题进行了新型接触式取电夹的设计，进行了设计思路明确、装置结构设计和实物制作，并在现场进行了实际应用验证，发现本设计装置在操作时间上比鳄鱼夹方式的长，但在通用性上具有巨大的优势，降低了工作人员在表计校验工作中的难度，提高了现场对电能表获取电压的操作安全，具有极大的推广价值。同时，本装置的设计思路对于电能表计的校验方式的新技术的拓展具有推进作用。

参考文献

[1]DL /T 448-2000，电能计量装置技术管理规程[S].

[2]Directive M I. Directive 2004 /22 /EC[J]. European Council，2004.

[3]刘水，黄洋界，李斌. 数字化电能计量检测技术方案研究[J]. 电测与仪表，2011，48（ 4） ： 66-71.

[4]陆祖良. 关于电能表现场检定的讨论[J]. 电测与仪表，2011，48（ 1） ： 1-5.Lu Zuliang. Discussion for on-site Verification of Electrical Energy Meter[J]. Electrical Measurement & Instrumentation，2011，48 （ 1） ：1-5.

[5]林伟斌，陈垒，肖勇，电测与仪表[J]. Electrical Measurement & Instrumentation，1001-1390（ 2016） 12-0001-06.

[6]张翠琴.电能计量.中国电力出版社出版，2011.

[7]孙方汉.电能计量装置及其正误接线.2004.