一种防止电表计量装置烧损的锁构保护装置的研究

1电表计量保护装置创新的必要性

供电部门的直入式电表安装中,电表的出线直接与用户开关连接在一起,中间没有一个有效的过渡连接设备。用户开关在运行过程中经常会由于用户用其他材料代替保险丝、突然增加负荷、表后线头过细过长、表后导线短路、拒动误动等原因烧损供电部门的电表计量装置,如:

(1)连接电表与用户开关的导线一般都是多支的铝芯线或者多支的铜芯线,而电表的接线端口采用螺丝拧紧的方式压紧导线,用力过小,导线拧不牢固:用力过大,导线会出现断股或散股现象,接触面积小,从而导致接触不好,造成导线过流、发热,烧坏电表脚。

(2)在用户开关那一端,由于用户用电知识欠缺或疏于维护管理,用户开关或连接线经常烧坏,严重时会引起电表烧坏。

上述问题严重影响了电力设备运行质量,严重时甚至会给人们的生命财产安全造成威胁,而对于电表计量装置的检修、更换,也造成了大量不必要的资源浪费。为此,笔者开始对电表计量装置的保护问题进行研究,希望能在一定程度上改善装置性能,延长其使用寿命。

2电表计量保护装置的设计方案

2.1设计原理

研究过程中,笔者对电表计量装置事故进行梳理后发现:过流和过热是造成其烧毁的主要因素。为此,在电表计量保护装置设计时需从以上两部分内容出发对装置进行联锁保护,一旦出现问题,能及时切断过流和过热线路,降低事故发生率。

过热(过流)保护设计时可以借助动作开关、温控仪等对区域温度情况进行分析,出现过热(过流)问题后切断线路,达到保护效果。过热保护动作装置主要工作原理就是采集产品出线端口温度,在由于用户原因造成过温、过热时断开负荷电源,入线端口温度也要采集,这与热继电器的工作原理有所区别。

联锁保护设计时可以采取锁构装置,即将用户的故障关在这个保护装置的下方,也就是说在装置下方锁住用户的故障,防止用户故障越过装置烧坏电表。

2.2设计方案

为达到预期的锁构保护效果,在实际设计过程中笔者将方盒式设计运用到电表计量装置保护中,与电表配套使用,其外部为ABs绝缘盒,使用夹布胶木固定,其整体状况如图1所示。

本次设计中方盒使用ABs绝缘材料,产品运行电压等级仅为0.4kV,无需接地保护。

笔者依照电表内部结构及装置分别形成对应保护方案,具体状况如图2所示。

(1)在锁构保护装置的上端设计有与电表出线连接的可调式接线端口,端口固定有焊铜的铜线与电表出线端口连接,确保不会出现烧损电表及锁构装置的现象。目前单相电表的适用范围一般家庭配置均达到了5~80A,那么两根导线选择25mm2铜芯线即可。本次设计中,为防止接入电表拧螺丝钉时将导线压散股从而减少接触面影响过流,需将导线焊上铜或者使用25mm2的单支铜柱,长度20cm:调节滑槽调节的距离为3.8~5.2cm,以提升防护的可靠性。

(2)在锁构保护装置的中端设计有管状式物理连接的保险装置及过温动作装置,保险装置规格可根据电表载流量配置,过温动作装置负责在产品任一位置温度达到相关规定值时断开电源。锁构保护装置主要通过内部的两个椭圆管状式玻璃管保险起到断电保护作用,由该装置和过热保护线路形成过热保护动作整体。一般玻璃管选择的过程中需保证电流值在65A内,选用市面上的玻璃管保险即可。过热保护动作装置与智能温度仪连接,通过智能温度仪检测电表计量装置是否出现过热问题。

(3)锁构保护装置的下端设计有与用户连接的出线端口,专为与用户过渡接线使用。接线时不需要专门打开盒盖,直接连接即可,并进行绝缘保护。

上述锁构保护装置在进行完电表计量装置烧损保护后需人工复位,否则无法起到相应的保护效果。

3电表计量保护装置的应用效果

在实际运用中,笔者发现该锁构装置过流、过热保护效果显著。

(1)锁构保护装置上端可调式接线端口及焊铜的铜线与电表出线端口连接,确保不会因散股或接触不良而烧损电表及锁构装置:

(2)锁构保护装置中端管状式保险装置及过温动作装置,从过流、过热两方面保护了电表计量装置不被烧损:

(3)锁构保护装置的下端设计有与用户连接的出线端口,专为与用户过渡接线使用,杜绝用户故障出门,烧坏电表计量装置。

在应用该电表计量保护装置的基础上,及时对过流、过热等异常情况进行处理,降低了电表计量装置内部烧损率,大大延长了电表计量装置的使用寿命。

4结语

近年来,我国电力系统故障频发,尤其是电表计量装置烧损引起的供配电问题层出不穷。一种防止电表计量装置烧损的锁构保护装置从过热(流)保护、锁构保护原理出发,借助常用玻璃管保险、智能温度仪、传感器等形成内部联锁保护结构,在上、中、下端分别形成对应保护项,有效提升了对电表计量装置的防护效果,使其能够安全、稳定运行。