電能表現場作業智能工具的設計及應用

張健 張琦 宋錫強 楊草田 汪萍萍 王冬梅

摘 要：智能電能表的安裝位置主要會對電能表的穩固性造成影響，通過對近幾年智能電能表在安裝布線過程中所面臨的問題的分析，設計了表箱安裝模板、裝表布線模板、計量專用多功能工具箱等針對電能表安裝的現場作業智能工具，實現了表箱安裝布線工藝水平的標準化和規范化，提高了現場作業的效率和質量。

關鍵詞：電能表；安裝模板；裝表布線模板；智能工具

中圖分類號：TM933 文獻標志碼：A

0 引言

電能表的現場安裝是供電公司裝表接電業務中的一項重要工作。目前，安裝計量表箱，是由施工人員目測或間接測量再經多次調整后確定的，而在電表箱裝表布線時，是通過施工人員目測以及手工折線的方式確定施工工藝，兩者都不能滿足高效、高質量的作業要求，同時表箱安裝后可能存在水平垂直傾斜情況，導致走線不規范，更換電表時存在接錯線的可能，降低了美觀性、規范化、標準化程度。如何將傳統的安裝布線技術加以改良，在縮短施工人員單位工作時間的同時又保證施工質量，達到快速、高效、規范、標準化的要求是面臨的實際問題，所以必須針對計量表箱的安裝布線部分，設阿計出一套電能表現場作業智能工具，提高現場作業的效率和質量。

1 電能表多功能安裝模板

1.1 現行傳統電能表安裝技術分析

目前，具體的表箱安裝流程圖如圖1所示。

由流程圖分析可知，在安裝計量表箱時，需要對墻面進行打孔，孔位是由施工人員目測或間接測量再經多次調整后確定的，不能滿足高效、高質量的作業要求，同時表箱安裝后存在水平垂直傾斜情況，美觀性、規范化、標準化程度較低。

（1）表箱安裝耗時統計

通過對新裝的40只表箱隨意選取10只進行安裝耗時統計，統計結果發現：

①工作量大，10 只表箱安裝抽樣耗時統計，平均每只安裝時間為 25 分鐘。按近幾年表箱安裝數量調查平均每年大概2519個，供電所平均每年表箱安裝耗時2519×25=62975分鐘，需運維班人員（兩人一組）工作62975/60/8=132個工作日，大量占據了運維班的人手和時間，影響運維工作的開展和搶修，也不利于優質服務工作開展。

②在各工序耗時比率中，表箱定位階段時間（測量表箱需安裝的高度+左右上下移動目測表箱水平+用記號筆標記表箱的孔位+確定管卡位置并用記號筆標記孔位）所占比例最大，平均時間為8.07分鐘。如果最后發現偏差太大，就要重新確定孔位，需要耗費更多的時間。

統計發現，表箱定位階段工作的影響最大，是影響整個表箱安裝耗時的主要根源。

（2）表箱安裝不規范性統計

對新裝的表箱進行檢查，從表箱安裝高度、是否傾斜、固定情況、損壞程度4個方面進行不規范情況統計，見表1。

分析不規范率占比達32.35%，其中表箱傾斜占了一半比重。

1.2 多功能安裝模板設計方案

設計智能安裝模板主要包括模板的模式、制作材料、表面加工方式等3個方面。

（1）選擇模板的模式

我們提出了單一功能分散式裝表打孔模板、多功能集中式裝表打孔模板和相對集中式裝表打孔模板這3種方案。從可操作性、攜帶便捷性、時效性、成本4個方面對3種方案進行了評估，由于易攜帶、不易丟失、不需要根據現場施工更換模板及材料使用少等優點選擇多功能集中式安裝模板。

（2）確定制作材料

①模板材料選擇

對于模板材料選擇問題，選取4種材料，分析及評估見表2。

通過4種材料的優缺點分析，由于環氧聚酯板具有成本低、抗磨損、易加工的優點，最終選定環氧聚酯板為制作模板原材料的最佳材料。

②安裝模板的大小和規格確定

模板的大小首先要滿足將所有安裝表箱時需要的孔位全部包含其中，其次考慮水平儀、垂直定位標尺的安裝，模板具體的尺寸設計圖見表3。

由表3可以看出，設計制作的是單相表箱安裝模板，由于表箱外觀安裝尺寸為39cm×28cm，所以最終模板尺寸為51cm×18.5cm×0.5cm。

③孔位形狀的選擇

從易加工，現場易施工出發，選取圓孔位形狀，將所需孔位一次標出，省去調整的時間。

④水平儀的確定

水平儀表價格高、與模板設計不符（突出在模板上），相對于水平儀表，選擇水準泡作為水平測量工具。

⑤垂直定位標尺的選擇

按規定安裝表箱時，表箱底部離地高度為1.8m。垂直定位標尺方案進行了分析，列舉了3種方案各自的優缺點，見表4。

綜合安裝簡單、使用方便省時、攜帶方便等優點，選擇安裝小錘+垂線法。

⑥確定模板表面加工方案

模板表面加工方案可行性分析及評估見表5。

根據表5看出，選擇板材表面貼打印好噴繪。

最終，選擇以環氧聚酯板為制作材料，水準泡作為水準儀，安裝小錘+垂線法作為垂直定位標尺，以多功能集中式裝表打孔模板為模板模式，經過板材表面貼打印好噴繪，完成的電能表多功能安裝模板實物圖如圖2所示。從圖2可以看出，表箱安裝模板具有表箱定位孔、管卡孔、水準儀、垂線孔等。由于受工具箱尺寸限制，安裝模板采用卡扣式設計，方便攜帶。

1.3 多功能安裝模板應用效果

施工人員利用安裝模板進行現場作業如圖3所示。現場施工人員利用模板在墻體描點確定表箱的位置，再進行墻體鉆洞，降低表箱現場作業人員的工作負荷。并且模板上安裝了水平儀和線垂來保證表箱安裝橫平豎直，避免傾斜，安裝效果更加簡潔、規范。

對新裝表箱進行抽樣檢查，選取其中10只表箱進行耗時統計與未使用模板時進行對比，結果見表6。

施工人員未使用模板安裝表箱平均用時為25分鐘，使用模板安裝表箱后平均用時為15分鐘，相比縮短用時40%，超過了預期目標。

2 三相電能表安裝布線模板

2.1 電能表裝表布線現狀

在電表箱裝表布線時，都是通過施工人員目測以及手工折線的方式確定施工工藝，該方法會導致走線不規范，更換電表時存在接錯線的可能。

（1）裝表布線耗時統計

針對裝表布線耗時的情況，共選取100組數據進行統計分析，表7為其平均值。

通過對裝表布線耗時情況進行的調查統計可以發現，布線工作是影響整個表箱安裝耗時的主要根源，且工藝影響也較大。

（2）裝表布線不規范性統計

針對裝表布線中不規范的行為，選取100組數據進行統計分析，見表8。

通過統計可以發現，接線工藝差是影響整個表箱安裝不規范的主要根源，嚴重影響了美觀性。

2.2 裝表布線模板設計方案

根據現場施工空間進行接線盒和智能表固定，可以對導線用模板進行彎折，工藝美觀、省時，對此方案的可行性分析評估見表9。

由表9分析可知，本設計方案成本低，制作工藝簡單，便于現場應用，模板結構圖如圖4所示。

方案采用傻瓜式規矩走線，整個模板由接線盒側布線槽+中間走線布線槽+表端側布線槽構成，和接線盒配套使用。可左右上下布線、可裁剪、留出了現場檢表端電流位置、標示出了A、B、C三相顏色、增加加強筋防止斷裂、把線架空、增加散熱效果、帶線卡可以固定不同直徑的導線。

2.3 裝表布線模板應用效果

設計能表通用安裝布線模板，采用材質較輕，可根據需要截斷，使用時可以根據現場施工空間進行接線盒和智能表固定，方便使用。

3 多功能工具箱

目前，現場施工人員在外出施工時還須攜帶較多的其他工具，如：電鉆、螺絲刀等。考慮到現場人員攜帶工具的便利性，設計多功能工具箱，如圖5所示。

設計使用拉桿式工具箱，通過在箱體內使用海綿來固定各種工具，使各種工具在箱內規范放置。工具箱結構穩定可靠，在施工高度較高時可當做凳子或者梯子進行攀爬使用。

結語

本文設計了一套適合于現場作業的智能工具，表箱安裝模板省去了多次人工目測的步驟；三相電能表通用安裝布線模板摒棄了手工折線的方式；多功能工具箱可放置多種工具，采用拉桿式設計，具有便攜性。電能計量現場作業智能工具的應用能提高現場作業的效率和質量，促進智能電能表的安裝工作的規范化、智能化開展。

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