一种新型计量装置预安装模块的研发和应用

引言

我国经济发展迅猛,供电用户迫切要求压缩业扩流程时间,加上施工人员素质参差不齐,造成计量设备施工工艺往往不合规范,现场危险点繁复而难以识别齐全,给计量运维工作带来了诸多不便和不安全因素。鉴于此,我们提出了一种能够加强现场作业安全性,提高作业效率的计量装置预安装模块,作为目前部分非标计量设备的替代方案,既避免了重新按标严格施工造成轮换作业时间过长的弊端,又保证了作业人员施工和现场设备运营的安全稳定。

1现状描述

在电能计量装置轮换作业中,部分用户计量装置由于无接线盒需要停电加装,但当前不少客户的计量设备存在相当多的问题,主要包括:

(1）二次接线走线混乱,工艺不达标。根据《南方电网公司计量装置典型设计规范》(以下简称"典设"）,"电压、电流回路A、B、C各相导线应分别采用黄、绿、红色线,中性线应采用黑或蓝色线,接地线应采用黄绿双色线"。而现场施工人员经常为求方便,采用同色线接入二次回路,全套计量装置的二次接线往往同色或者与典设南辕北辙,违反典设要求的同时更造成了运维人员的作业困难。

(2）根据典设规定,"经电流互感器接入的低压三相四线电能表,其电压引入线应单独接入,不得与电流线共用",但是部分施工人员为求省料及方便,采取了电压回路串入电流回路的方式,把低压互感器二次接线端接入同相电压回路。这种做法既不符合典设要求,更造成了不停电更换计量装置的触电风险,严重影响设备和作业人员的安全。

(3）计量装置由于现场环境不满足新装计量柜而被迫安装在旧式计量柜或配电柜内,与带电设施的距离较短,不少计量装置与带电母排仅一指之隔:尤其部分计量装置由于位置不足而安装在配电屏后,作业环境复杂而危险,对计量运维的安全造成了威胁。

(4）二次线组合成圆柱状,难以检查接线是否正确。出于美观和防止二次线掉落考虑,施工人员习惯把二次接线用扎带捆扎起来,对查线工作其实并不友好。特别是逆相序、单相欠压和电流不平衡时,查线需要剪开扎带再重新扎上,不仅有二次线掉落造成相间放电的风险,也不利于安全作业。

由于以上种种问题复杂而不可控,计量运维人员需要耗费大量的作业时间来处理,加上现场调试终端上线,整个作业往往需耗时1h甚至更久,出错概率也呈几何级大幅度增加,不利于安全生产和企业健康经营。因此,计量运维人员亟需一种保证作业安全和运维效率的计量装置安装方案,既不会造成额外的作业负担,又能提升运维水平。

2解决方案

基于上述问题,本案研发了一款计量装置预安装模块,在作业前先把接线盒及轮换计量装置安装在一块绝缘板上并接好各装置之间的二次连接线,在用户停电后一方面直接拆除旧有设备,另一方面把绝缘板固定在原计量装置所在处,最后把电流互感器二次回路正确地接在接线盒进线端,即可复电完成整个轮换作业。其技术特点主要如下:

(1）本案由一块绝缘底板为主要安装媒介,正面参照典设要求,以穿透全板的内牙螺栓定置了板上各元器件(计量表计、接线盒）的位置。这个设计的目的在于一方面利用底板的绝缘性能,把高压带电设备和计量设备隔离开来,解决安全距离不足的问题,加强作业人员和计量表计的安全防护;另一方面加强了计量设备的整体性,方便对整套设备进行轮换。此外,绝缘板的物理特性不利于多次装拆计量装置固定螺丝,所以参考台式机电脑主机箱的设计,在固定位置嵌入金属的内牙螺栓,作业人员使用普通螺丝即可进行表计的固定作业,不必用电钻在绝缘板上打孔,省去了在配电房内进行打孔作业装拆表计的风险。

(2）本案的底板四个角内侧以内表光滑的金属螺栓穿透,方便穿过螺丝固定底板;同时底板四个角采用圆角处理,并在底板四周用热熔胶封边,避免运输过程中碰伤作业人员和设备:底板两侧为携带方便各开一个提手位置,单手即可携带。

(3）尽管典设中已经规定了接线盒具有防止连片错位的功能,但是当二次接线不当时(如进线与出线均在同一螺柱上）,接线盒仍无法满足防止误接线的要求。对此,本案的接线盒盖板采用正确连片和接线位置带涂色的透明胶纸覆盖,当接线盒连片和二次接线位置不正确时将被清晰地标识出来,方便施工人员和监督人及时发现并予以纠正,最大程度上防止了施工人员误接线和不当复位连片。

(4）传统意义上的计量二次接线采用捆扎的方式固定,虽然解决了美观的问题,但给查线工作带来了诸多不便,运维人员经常需要剪开扎带来检查二次接线是否正确,检查完毕后再重新扎上扎带,效率相对低下。本案的二次接线在典设的基础上进行升级,采用了分线色、分类型的接法,把电压线与电流线分开在不同水平面上,不同相二次线杜绝同线色,故查线时可分开电压和电流回路进行,避免了靠经验手捏来判断是电压线还是电流线的尴尬情况,效率成倍提高;同时,二次线采用专用线夹固定在底板上,兼顾美观度和查线速度,更对部分因为一次线路改造导致的二次回路逆相序提供了更正的便利性。

(5）为方便运维人员识别,用户信息通常采用黄色标签纸打印并粘贴在表计或计量柜上,而标签纸容易损坏或日久掉落,且信息不够详细,不方便用户自查:同时简单化的纸质标签容易使运维人员对一户多表的装置产生混淆。对此,本案在底板正面空白处粘贴可供移动终端或专用装置读写的NFC标签,在标签内记录用电用户基本信息及设备标识,用以核对用电用户及设备,并用密码保护内容防止篡改。NFC标签采用888字节容量,足以记录用户的可查看数据,兼顾了经济性和扩展性。

3实际应用

本案已初步应用在本区的高供低计专变及公用配变等计量装置上,取得了一定成效,主要如下:

(1）通过集成模块化的方式把计量设备安装在一块绝缘板上,大大增加了作业的安全性,也便于日后进行维护或轮换。

(2）负控终端或配变终端在安装到模块上时已经调试好抄表上线功能,故不必在轮换作业现场重复此项工序,大大缩短了作业时间。

(3）由于所有计量装置均与接线盒可靠正确连接,因此工作人员只需在工作前后检查原互感器二次接线的极性及相序,便可准确无误地完成轮换作业:对互感器侧进行借压接线的计量设备,则需根据用户现场条件决定是否短暂停电进行标准化处理,通常需时在10min左右。

(4）针对不同场景下计量设施数量的多寡,本案采用宽板和窄板两种排布方式,可满足绝大部分计量装置的轮换需求。

(5）在根据本案参与的多次轮换中得出统计结果(样本数约50套）,使用本案的预安装模块前,平均轮换计量装置的耗时约为45min:而在本案的现场实际应用中,平均耗时缩短至6min,节约时间87%。

4结语

通过仔细分析电能计量装置轮换作业的痛点和难点,结合新型材料和技术,我们研发出一款新型的计量装置预安装模块,并成功应用在轮换作业现场,大大提升了作业效率,同时最大程度上保障了人员和设备安全。在新型材料和技术逐渐推广的今天,利用先进的技术和经验改进传统作业是大势所趋,也是电力公司改善经营、增强竞争力的必要手段。