一种新型试验用接线盒

2022-07-20李金成

电子测试 2022年13期

李金成

（云南电网有限责任公司瑞丽供电局，云南瑞丽，678600）

0 引言

计量装置是电网使用最为广泛的设备，其计量性能不仅关系到供电企业经济利益，同时也与用户利益息息相关，因此按照国家和行业相关规定定期开展计量装置检定是必须的。当前，计量装置通常采用联合接线盒的接线方式,操作方便,节约成本,便于测试校验。试验接线盒在电测计量线路中将互感器引出的二次线经试验接线盒的接线端子串并联后再接到电能表的接线端子起了枢纽的作用，适用于各种电压等级的电能计量联合接线，在计量装置的现场试验、带电更换及用电检查等方面得到了广泛的应用。

然后，现有的试验接线盒使用中还存在诸多问题，具体包括：1）试验接线盒不能准确区分电压电流连接组的相序，对于新员工、业务技能水平低的现场人员亦接线错误，给客户用电造成影响、容易造成电量损失和电量电费差错，特别如果将电压（电流）误接入电流（电压）时可能烧坏电能表，甚至引发事故；2）在带电校表、用电检查时，鳄鱼夹经常出现夹不稳习惯性掉落现象，不仅影响校验和检查效率，同时存在较多安全隐患；3）在带电更换电能表时，容易触碰到其他带电部位，存在触电风险。

基于以上问题，业内对试验接线盒技术做较多尝试，并取得一定成效。其中文献[1]研制了一种模块化插接式计量联合接线盒,由插接式电能表接线模块、插接式采集终端接线模块、带快插模块电缆三部分组成,主要用于计量二次设备电气配线施工过程中,为其提供一种新型电能计量快速接线解决方案。该模块化插接式计量联合接线盒零部件少、结构简单,现场装配省工省时,更换方便,连接强度好,且不需要停电安装，但依然没有解决如何有效、简单区分接线问题。文献[2]考虑了中低压电能计量设备中,由于不同厂家设计、生产出不同规格、型号的计量装置,使得用户在应用时容易出现接线时间长、接线不规范、接线错误等现象。针对该问题,提出一种新型的接线方式,通过设计出标准化、兼容式接线模块,使得接线模块能够兼容不同厂家的计量装置接线,规范了计量装置的接线安装标准。在装接工作完成后,能够在无负荷不通电状态下迅速实施验证现场接线正确与否,确保在通电前装接工作的准确性,并利用遗传算法和BP 神经网络算法实现数据的处理和计算,实现数据的精确筛选，但该方案较为复杂且成本高难以大批量推广。文献[3]总结了目前计量装表接电工作主要存在安装工艺复杂、连接导线不紧固、容易遭受外力破坏等问题并提出了使用模块化插接式计量联合接线盒的设计方案对计量表箱内的接线方式进行改造,以达到简化计量装表接电作业过程,提高作业安全性和效率的目的，然而并未考虑带电更换工况中存在的问题。文献[4]针对电能表一般采用电子式电能表,电子元器件耐压能力一般较弱,使用过程中经常遇到因雷击过电压而造成损毁,需要对其进行合理防护，提出了具体处理方法，其根本目的在于保护电能表本体，并未解决检定过程中存在的各种问题。文献[5]总结了接线盒的应用关键为：高压计量电能表下面有一个接线盒,接线盒里有3 个竖向电压连片,每相电流有3 个接线柱2 个横向电流连片,使用它们能够把仪表或仪器接入运行中的二次回路里,达到测试或检验目的而不致于对供电单元停电,还能带电更换电能表。这些内容想必每个计量人员都能理解,但长时间不用就会忘记,有的在安装电能表时接线盒不按标准接法,也有的把电流连片不该连的连上、该连的却没连，虽然对现场作业具有一定的指导价值，但难以从根本上解决现场问题。

本文基于实际存在的问题，并借鉴已有的成果，设计了一种新型接线盒子，可使用两种技术方案完成，该接线盒子有效缓解当前应用中存在的问题。

1 设计方案

本文所设计的试验用接线盒，包括盒体，具体的盒体内设有多个颜色不同的识别区；识别区包括电压部和电流部，电流部与电压部相间设置；电流部内设有多个电流接线端子；电压部内设有多个电压接线端子；电流接线端子间通过电流短接片连接；电压接线端子通过电压连接片连接；电流短接片与电压连接片上均设有多个齿牙，具体如图1 所示；基于以上技术，本文所设计的接线盒具有结构简单、操作简单、省力、安全性高等优点，可用于对计量装置现场实验的快速施工，对于动手能力弱、工具操作不熟练的操作人员能快速熟悉操作，并快速掌握操作要点，大大降低了安全风险，提高了工作效率。

图1 整体结构图

2 设计详情

2.1 设计方案1

如图2 所示，本文设计的试验用接线盒，包括：

盒体100，盒体100 内设有多个颜色不同的识别区110；识别区110 包括电压部120 和电流部130，电流部130 与电压部120 相间设置；电流部130 内设有多个电流接线端子131；电压部120 内设有多个电压接线端子121；电流接线端子131 间通过电流短接片132 连接；电压接线端子121 通过电压连接片122 连接；电流短接片132 与电压连接片122 上均设有多个齿牙140；相邻齿牙140 之间的齿沟深度应≥鳄鱼夹的齿的高度，增大鳄鱼夹与电流短接片132 或电压连接片122 的连接面积，以使鳄鱼夹可稳固的固定在该电流短接片132 或电压连接片122 上，通过齿牙140 的设计可以提高常规的鳄鱼夹与电流短接片132 或电压连接片122 的连接稳固性，使鳄鱼夹不容易脱落，降低操作难度，且无需反复进行连接，进一步的降低因误操作发生触电事故的风险。

盒盖设计如图2 所示，盒盖200 可拆卸设于盒体上；该盒盖可通过螺栓实现与盒体的可拆卸连接，也可通过卡扣实现与盒体的可拆卸连接，在此不做具体限定。盒盖上设有多个与电流接线端子和/或电压接线端子和/或电流短接片和/或电压连接片对应设置的定位通孔210，以有效防止工作人员在实际操作过程中误碰其他带电部位，提高操作的安全性。实际使用时，无需进行开盖操作，直接将进线穿过定位通孔210 与电流接线端子或电压接线端子连接即可，简化了实际操作流程，提升了工作效率，且有效防止了工作人员的误操作，降低了安全风险。

图2 盒盖设计图

具体的，盒盖的侧壁上设有至少一个插槽220；所述插槽的宽度≥定位通孔210 与插槽220 的开口方向平行一侧的侧边的宽度；插槽上活动设有与插槽相适配的插片230，以防止在不进行接线操作时，灰尘或雨水等杂物进入到接线盒中，影响接线盒的使用寿命，甚至发生火灾等事故。优选的，插片靠近插槽开口一侧端部伸出该插槽，以便于操作人员对插片的抽取。

当插槽数量为1 时，该插槽的开口方向可沿接线盒的长度方向或宽度方向设置；当插槽数量为2 个或2 个以上，且识别区为多个时，可根据需要对接线盒进行分区，以便于对于无需进行接线的位置起到保护的作用，同时进一步降低因操作失误或误碰发生安全事故的风险。

进一步地，插槽的数量与识别区的数量相适配，以便于可依次或按需对接线盒中的线路进行连接，防治误碰到接线盒的其他带电部位，提高接线盒的安全性。同时，位于不同识别区的插片的颜色与其所在的识别区的颜色保持一致，以便于区分且保持整体的美观。同时，盒盖的材质为绝缘材质。盒体的材质为绝缘材质。盒体的侧壁上设有多个进线孔，该进线孔的位置与电流接线端子或电压接线端子的位置相对应，以便于接线的操作。

而不同识别区110 的颜色与相序的颜色相一致，以便于操作人员的记忆与识别，有效降低了误操作的风险，避免了量费差错，提高了工作效能。

2.2 设计方案2

如图1 及图3 所示，电流接线端子和电压接线端子为接线螺丝、接线柱中的一种。该电流接线端子和电压接线端子可以均为接线螺丝，也可以均为接线柱，还可以根据需要设定为接线柱和接线螺丝1 的组合，不做具体限定。但采用接线柱与接线螺丝1 组合的方式，可以更加便于操作人员对安装位置的识别，比如电流部采用接线柱，而电压部采用接线螺丝。

进一步地，如图3 所示，所述接线柱160 包括与盒体100底部连接且设有外螺纹的螺杆161，以及设于螺杆顶部且用于与进线连接的连接件162；该盒体底部设有多个与螺杆的外螺纹相适配的内螺纹的螺孔；连接件包括设于螺杆顶部且中部中空的连接管1621，至少一个设于连接管上的L 型固定槽1622，以及设于进线端部且设有与L型固定槽1622 相适配的凸起1624 的进线端头1623。该L 型固定槽贯通设于该连接管的管壁上。优选的，该进线端头为中部中空的U 型管，该U 型管的外壁上对应设有与L 型固定槽相适配的凸起，且该U 型管的一侧端部设有与导线连接的鳄鱼夹；该U 型管的的外径与该连接管的内径相适配；使用时，将凸起对准L 型固定槽后，再将U 型管插入该连接管内，当凸起移动至L 型固定槽的底部时，旋转U 型管，使凸起卡入L 型固定槽的底部的横向槽内，进而实现固定，当需要接触连接时，先旋转U 型管，待凸起运行至L 型固定槽的竖直槽后，向上拔出U 型管，即可；无线反复松开或拧紧接线螺丝，即可实现固定，操作简单、便捷，且提高了接线效率。