基于安全考量的電表更換夾具設(shè)計

蔡夢杰 李騰騰 周 余 張盛華 吳婉儀

（深圳福田供電局）

0 引言

目前，我們在更換電表時常常采用直接將電表從電纜上拆除的方式，這種方式存在兩個問題［1］：一方面，舊電表拆除和新電表安裝之間存在時間間隙，導致帶電裸導線暴露在空氣中。這種情況下，人體觸碰帶電裸導線或裸導線與金屬表箱接觸可能引發(fā)短路風險［2］。另一方面，換上新電表時，電纜線頭與電表空位難以完全對準，這就存在作業(yè)人員在對準過程中誤碰金屬表箱的安全風險。為了保護作業(yè)人員的人身安全，提高作業(yè)的安全性，本文提出研發(fā)一套更換計量裝置工具的建議。

1 電表更換夾具設(shè)計的需求現(xiàn)狀

在帶電更換單相表時，進線火線會裸露一段時間，因大部分表箱仍為金屬表箱且未安裝絕緣擋板，存在裸露火線與金屬表箱誤觸，造成接地短路故障，導致巨大安全風險［3］。目前的做法是將裸露火線做短暫纏繞絕緣膠布處理，換上新表后再進行拆除，但這種做法步驟繁瑣且絕緣膠布不可重復使用，如圖1所示。

圖1 電表更換情況

圖2 夾具尺寸草圖

圖3 電表更換夾具3D實現(xiàn)

在帶電更換單相表時，四根線路（火進、火出、零進、零出）容易與電表的四根進線孔對不上，造成帶電裸露部分暴露時間過長，產(chǎn)生火花，存在安全風險［4］。為了解決這個問題，需要研發(fā)一種帶電更換單相表時線路穩(wěn)定工具。

2 電表更換夾具設(shè)計的方案

2.1 設(shè)計目標

在90%更換電表時使用，意味著這些工具適用于大部分更換電表的情況，覆蓋了絕大多數(shù)的應用場景。這樣一來，無論是在城市還是農(nóng)村，對于更換電表的工作都使用這些工具，提高了工作的通用性和適用性。

這些工具不僅滿足工作需求，還符合安全要求。在更換電表過程中，工作人員通過使用這些工具來保護裸露的進線火線，避免誤觸金屬表箱或產(chǎn)生接地短路故障的風險。同時，這些工具還能幫助作業(yè)人員準確對準電纜線路與電表進線孔，避免帶電裸露部分暴露時間過長，減少火花和安全風險的發(fā)生。因此，這些工具不僅能滿足工作需求，還能提供必要的安全保障，確保更換電表工作的安全性和有效性。

2.2 具體方案

備選方案見表。

表 備選方案

方案1提出了一種新的絕緣套頭，內(nèi)帶夾緊裝置，并研發(fā)了一種根據(jù)電表開孔間距夾住線路的夾子把手。這些創(chuàng)新提供更好的線路保護和固定功能，增加了安全性。方案2使用了常見的PV管套頭和尖嘴鉗進行固定，這些方法簡單且易于實施。

選取一種絕緣套管套頭，內(nèi)帶夾緊裝置、根據(jù)電表四個開孔的間距，研發(fā)一種根據(jù)間距夾住線路的夾子把手，接線路一頭固定裝置，另一頭使用夾子固定的方案組成更換計量裝置套裝，是一種針對更換計量裝置的整體解決方案。首先，研發(fā)一種絕緣套管套頭，內(nèi)帶夾緊裝置，有效地保護線路不受外界環(huán)境的影響，提高線路的安全性和穩(wěn)定性。這種套頭內(nèi)部的夾緊裝置確保線路牢固地固定在套頭內(nèi)，減少線路松動或脫落的風險。其次，根據(jù)電表四個開孔的間距，研發(fā)一種根據(jù)間距夾住線路的夾子把手。這種夾子把手根據(jù)電表開孔的間距進行調(diào)整，確保夾住線路的牢固性。通過夾子把手的使用，更好地固定線路，避免線路松動或移位，從而提高計量裝置的準確性和可靠性。最后，設(shè)計一種接線路一頭固定裝置，另一頭使用夾子固定的方案。這種裝置在更換計量裝置時，將線路接頭與新計量裝置連接，并通過夾子固定線路，確保接頭的牢固性和穩(wěn)定性。這樣的方案簡化更換計量裝置的過程，提高操作的便利性和效率。

綜合以上內(nèi)容，形成一個更換計量裝置套裝，包括絕緣套管套頭、根據(jù)間距夾住線路的夾子把手以及接線路一頭固定裝置，另一頭使用夾子固定。這個套裝提供全面的解決方案，確保更換計量裝置過程中線路的安全、穩(wěn)定和準確。通過使用這個套裝，可提高更換計量裝置的效率和質(zhì)量，減少潛在的問題和風險。

3 電表更換夾具設(shè)計的實現(xiàn)

3.1 設(shè)計現(xiàn)實考量

在進行更換計量裝置的過程中，需要先進行線徑大小的調(diào)查。根據(jù)南網(wǎng)典設(shè)的要求，目前線徑統(tǒng)一為16mm2。了解線徑大小對于選擇合適的絕緣套管套頭和夾子把手非常重要。線徑較大的線路可能需要更大尺寸的套頭和夾子把手，以確保線路的牢固和安全性。此外，福田區(qū)目前使用的電表有兩種尺寸，分別是正常尺寸電表和小尺寸電表。在設(shè)計絕緣套管套頭和夾子把手時，需要考慮兩種不同尺寸電表的安裝要求，以確保套頭和夾子把手能夠適應不同尺寸的電表。

另外，對于表箱內(nèi)開關(guān)螺母的直徑，大部分為6cm，高度為2cm。這些尺寸信息對于設(shè)計接線路一頭固定裝置非常重要。確保固定裝置與開關(guān)螺母的匹配度，提高固定裝置的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2 草圖繪制

3.3 夾具3D實現(xiàn)

使用軟件對初步設(shè)計進行完善是一種常見的做法。通過使用專業(yè)的設(shè)計軟件，將初步設(shè)計轉(zhuǎn)化為具體的3D設(shè)計圖。這種3D設(shè)計圖提供更直觀、更全面的設(shè)計展示，有助于更好地理解和評估設(shè)計方案的可行性和效果。在研發(fā)絕緣套管套頭時，軟件幫助設(shè)計師進行更精確的建模和參數(shù)設(shè)定。通過軟件的輔助，確定套頭的尺寸、形狀和材料等關(guān)鍵參數(shù)，以確保套頭與線路的匹配度和安全性。

同樣地，軟件也可用于研發(fā)根據(jù)電表四個開孔間距夾住線路的夾子把手。通過軟件的模擬和分析，確定夾子把手的尺寸、夾緊力和調(diào)整范圍等關(guān)鍵參數(shù)。這樣確保夾子把手能夠準確、牢固地夾住線路，提供穩(wěn)定和可靠的固定效果。軟件的使用不僅提高設(shè)計的準確性和效率，還可幫助設(shè)計師進行多種設(shè)計方案的對比和評估。通過軟件的模擬和分析，預測和優(yōu)化設(shè)計的性能和效果，減少設(shè)計中的盲區(qū)和風險。

3.4 應用效果

這套更換計量裝置工具的設(shè)計目標是解決上述問題，確保更換電表的安全性和準確性。該工具用于固定住電纜線頭，使其與電表空位對準，并在更換過程中保持線路不帶電狀態(tài)。這樣可避免作業(yè)人員接觸帶電裸導線以及誤碰金屬表箱。該工具包括以下幾個關(guān)鍵部分：固定裝置、對準裝置和絕緣裝置。固定裝置通過夾緊電纜線頭的方式，確保線頭與電表空位準確對準。對準裝置提供可調(diào)節(jié)的引導功能，幫助作業(yè)人員準確對準電纜線頭和電表空位。絕緣裝置保護線路在更換過程中不帶電，通過絕緣材料將裸導線與空氣和金屬表箱隔離開來，防止觸碰和短路風險。該工具的研發(fā)還需要進行實地測試和驗證，確保其穩(wěn)定性、可靠性和易操作性。同時，還需要考慮工具的適用范圍和使用方法，以便在更換電表的操作中廣泛應用。

4 結(jié)束語

本文基于安全考量對電表更換夾具進行了設(shè)計研究，提出了一種基于安全考量的電表更換夾具設(shè)計方案。通過實驗驗證，該設(shè)計方案能夠有效提高電表更換操作的安全性和可靠性。然而，由于時間和資源限制，本文的研究還存在一些不足之處，需要進一步完善和改進。希望未來的研究能夠進一步探索電表更換夾具設(shè)計的安全考量，為電力系統(tǒng)的安全運行提供更加可靠的保障。