帶電更換單相直過式電能表計量接線盒的研發

彭晶晶 胡綺文 許艷芳

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

0 引言

電力系統居民用戶的計量裝置單相直過式電能表發生故障或輪換時一般都在帶電或停電狀態下更換，更換前需要斷開負荷開關（直過式電能表位于低壓負荷總開關前）。斷開負荷開關后帶電更換單相直過式電能表時，需根據導線線徑粗細進行絕緣膠布纏繞包扎；更換后需根據電能表接線端子孔徑、長度進行導線截面裁剪、剝皮，再拆出和接入電能表接線端子。因此，這個過程存在觸電等安全隱患，運維人員多數選擇全停電狀態下進行更換。

1 技術背景

目前，現場換表采用先斷開計量箱進線開關，再更換單相直過式電能表的工作模式，斷電時間長，因此會產生一系列的停電問題。全停電更換處理的難點、痛點有：（1）斷電時間長，會導致同一計量箱內沒有換表的用戶停電；（2）停電期間用戶無法正常用電，影響居民的正常生活，易引發用戶投訴；（3）傳統的電能表更換步驟繁多，導致耗時較長；（4）全停電操作流程復雜、煩瑣，老舊設備易引發電氣設備損壞。

帶電拆接時，拉開用戶低壓負荷開關后，進行進表線的拆除，在無負荷、帶電狀態下更換單相直過式電能表。帶電更換處理的難點、痛點：（1）在拆除進表線時，根據導線線徑、纏繞方向、開皮導線長度和螺栓壓接情況等因素，需要進行臨時的絕緣包扎[1]；（2）如果由于導線截面的原因無法插入直過式電能表端子，那么需要剪斷部分導線以解決問題；（3）直過式電能表接線端子相間距離12 mm，與地距離8 mm，相間距離短[2]，易發生誤觸碰。在電能表帶電更換過程中，常發生上述現象，接線時容易誤觸碰金屬部位，存在接地或觸電的風險。

電力行業標準[3]對電能表的結構、尺寸尤其是電能表表尾接線柱的孔徑、孔間距等尺寸參數做了詳細規定，為電能表實現插拔式接線提供了技術標準。單相費控智能電能表尺寸簡圖如圖1所示。

圖1 單相費控智能電能表尺寸簡圖

2 帶電更換單相直過式電能表計量接線盒的研制

為解決停電或帶電更換單相直過式電能表存在的問題，本文設計了一種專用的帶電更換單相直過式電能表計量接線盒，能夠在用電客戶不停電的情況下更換單相直過式電能表，避免用電客戶因停電而無法正常用電。帶電更換單相直過式電能表計量接線盒能有效避免帶電更換過程中出現的風險，并實現故障或輪換單相直過式電能表快速安全更換。

2.1 設計要求

設計目的是實現單相直過式電能表現場方便、快捷安裝，因此，在設計電能表插拔式端子時，重點要考慮以下幾點：（1）接線盒的端子尺寸應符合單相智能電能表型式規范的規定，適用于單相直過式電能表。（2）在電能表運行情況下，接線端子的端子頭應能夠自由插入和退出，無須拆接線，實現插拔式連通的效果[4]。（3）確保外部無裸露帶電端子。（4）電能表更換過程中無須用戶側停電，能實現帶電更換。

2.2 設計原理

經互感器接入式電能計量裝置通過試驗接線盒將電流回路短接、電壓回路斷開，實現不停電換表。借鑒此原理，本文提出了一種可插接式計量接線盒的設計，針對直接接入式單相電能表可將待換電能表的進出線短接，再進行換表作業，進而實現不停電換表。

2.3 接線盒的尺寸設計

根據電力行業標準[3]的要求，本文設計的帶電更換單相直過式電能表計量接線盒接線柱間距、端子孔徑大小等與規范要求相對應。接線盒接線端子分為三個連接部分，具體結構如圖2所示。

圖2 接線盒示意圖

第一部分上部是接線端子圓柱頭，材質為電阻率小的實芯銅，直徑為6.5 mm。第二部分中部是接線端子橢圓柱體，采用直徑11 mm銅材料，中上端鉆有直徑為6.5 mm圓柱孔，孔上插入圓柱孔柱。中下端螺栓孔位有一塊并聯連接片，連接片參數為32 mm×8 mm×3 mm，一邊叉口型開孔，另一邊開孔，孔徑為6 mm。第三部分下部由接線端子橢圓柱體組成，直徑11 mm銅材料鉆有深度為25 mm、直徑為8 mm的孔，為導線插入端，上方鉆有兩直徑5 mm圓柱螺孔，用于緊固導線。

2.4 接線盒的結構設計

接線端子圓柱頭下端裝有彈簧，并在彈簧上部套上絕緣膠管，這樣可以起到絕緣保護作用。接線盒內部由整體接線端子、彈簧和膠管組成，并且接線盒上端的兩側設置了卡扣。

在拔出電能表時，接線端子圓柱頭頂部的絕緣膠管會因為彈簧的拉伸而彈出，并包裹住接線端子的上部。此外，接線盒的兩邊上下各有安裝螺絲孔，而中間則是接線盒蓋的螺絲孔位置。

通過以上設計，接線端子的絕緣膠管能夠提供絕緣保護層，確保接線的安全性和可靠性。同時，卡扣的設置和安裝螺絲孔的設計也方便了接線盒的安裝和拆卸。這些優化措施提高了接線設備使用的便捷性和可靠性。

3 具體實施方式

計量運維人員使用該工具進行帶電更換單相直過式電能表操作時，按照以下步驟進行：（1）打開接線盒蓋，找到接線盒中部的接線端子并聯連接片。（2）將進線與并聯連接片相連，或將每相圓柱孔插入短接線，這樣負荷電流將通過最短路徑流經并聯連接片或短接線，而不會經過單相直過式電能表。（3）松開直過式電能表接線端子并緊固電能表螺絲，完成更換直過式電能表的操作。（4）更換完成后，斷開進線與并聯連接片的連接，或拔出每相圓柱孔插入的短接線。

通過以上簡潔明了的步驟，可以順利進行帶電更換單相直過式電能表的操作。

在進行任何操作前，應確保計量運維人員已接受相關安全培訓，并佩戴適當的個人防護裝備，以確保人身安全。

不停電換表作業顛覆了傳統的停電換表作業模式，但工作過程中也存在觸電、電弧灼傷等新的風險，因此本文編制了一套不停電更換單相智能電能表的標準化作業流程，為運維人員操作提供規范標準，確保運維人員的人身安全：（1）檢查電流是否正常，封印是否破損，確認無竊電。（2）記錄待換電能表讀數，松開接線螺絲，拔出待換電能表。（3）安裝新電能表，插入插拔式接線端子，擰緊接線螺絲，記錄新電能表讀數，觀察新電能表電流，確認新電能表運行正常。（4）清理工作現場，辦理書面布置記錄票終結手續。

本文設計的接線盒免去了拆接線的流程，接線原理如圖3所示，可以實現快速安全更換單相直過式電能表的目的。

圖3 接線原理圖

（1）接線盒的結構設計與單相直過式電能表尺寸規范相適應，接線盒上部端子與電能表接線端子距離及插入深度相匹配，使端子面良好接觸，有效實現快速插拔功能。

（2）帶電更換單相直過式電能表計量接線盒兩邊卡位避免誤插入其他不相符表計。拔出電能表時絕緣膠管受彈簧的拉伸作用，包裹住帶電接線端子圓柱頭，實現絕緣安全。

（3）插入電能表時，通過彈簧的作用將絕緣膠套管往下壓，接線端子圓柱頭連通電能表。

（4）運維人員緊固單相直過式電能表接線端子螺絲，斷開單相直過式電能表計量接線盒進線并聯連接片或拔出接線盒圓柱孔短接線，實現快速、安全更換直過式電能表。

（5）拆裝過程中不需駁接進線端導線，也不需對帶電導線進行絕緣包裹，只需松、緊相應的表計接線端子螺絲，即可完成拔出和插入進行拆裝，縮短了現場作業時間，提高了作業效率。

（6）應用該產品后，工作人員現場更換電能表時無須用戶停電，只需將待更換的電能表拆下后，通過端子的插接安裝新的表計，實現快速更換，工作步驟縮減為抄錄電能表底讀數和拆裝表計兩個步驟，作業時間由原來的10～15 min縮減為現在的3 min，工作效率大大提高。實踐證明，帶電更換單相直過式電能表計量接線盒完全滿足設計目標，達到了設計效果。

4 結束語

本文所設計的計量接線盒有效實現了單相直過式電能表的帶電更換作業，優化了單相直過表換裝的作業流程，提供了一種安裝維護更為安全的插拔式電氣連接方式。其利用接線盒的并聯連接片將接入電能表的負荷轉移，從而實現了現場的不停電，為單相直過式電能表的安裝接線提供了一個新的方向。

為了不影響單相直過式電能表用電客戶的正常供電需求，本文設計的接線盒實現了以不停電換裝方式進行更換操作。這種操作方法確保了客戶的生產和生活不受停電影響，同時提升了供電可靠性，滿足了客戶持續用電的需求。這一服務舉措，體現了服務型企業的價值觀，即始終以滿足客戶需求為中心，努力為客戶創造優質穩定的用電環境。