近年来,随着内蒙古电网配电网改造及村镇改造等电网技改工程的大力实施,对低压电流互感器的需求量迅速增长,互感器校验量急剧增加[1]。目前,内蒙古电网低压电流互感器均由盟(市)局电能计量中心进行统一检定。传统检定方式有2种:一是直接采用鱼嘴夹子接线方式;二是手工旋松接线端子再连接U形端子方式[2-3]。前者与电流互感器接触面积小,使得二次负荷增加,极易造成检定误差不合格;后者劳动强度大,工序时间长。此外,由于低压电流互感器一般成批量检定,一次校验10台(或12台),传统检定方式容易引起二次电流线相互缠绕,影响接线速度,甚至错接,工作效率低下。
为解决低压电流互感器检定时频繁更换一次线的问题,文献[4]针对LFZID型电流互感器提出了可调整式一次母排自动接线装置,该装置虽简化了一次接线,但批量检定时二次线更多,更费时费力。文献[5-6]研究的全自动低压电流互感器误差校验装置,实现了一次、二次测试线自动连接和拆除,但该装置涉及元件多,故障率高,成本昂贵,若电流互感器在压紧过程中产生位移则会严重影响检定结果。针对上述问题,巴彦淖尔电业局设计了一种简易的弹片式二次线连接装置。该装置简化了二次电流线连接工序,极大降低了劳动强度,提高了工作效率。
1 设计要求为解决低压电流互感器批量检定时多次重复旋动二次接线螺栓导致的工作强度大、效率低的问题,设计了一种弹片式二次线连接装置,该装置设计要求如下。
(1)将低压电流互感器放入连接装置即可实现自动压紧二次端子螺栓,同时具有防止低压电流互感器横向移动的功能,保证连接装置能够顺利放入和取出低压电流互感器。
(2)电流互感器接入负荷过多,将使二次电流精度下降,因此要求接线电阻不能过大,应满足电流互感器二次额定负荷的要求。
(3)低压电流互感器主要有母排式和穿心式2种,连接装置应能够适当调节以满足不同电流互感器外形尺寸要求。
(4)连接装置应能够满足批量检定要求,且不改变自动检定次数,保证检定台的检定效率。
2 装置设计 2.1 总体结构设计弹片式二次线连接装置每个检定单元包括前挡板、后挡板、前挡板附属压紧弹片、二次电流引出线及垫块。其中后挡板应稳定牢固,高度与低压电流互感器的后平面平齐,能为低压电流互感器提供可靠的压紧力;前挡板固定在基板上,高度80 mm;基板、后挡板和前挡板均为尼龙材料,保证设计装置绝缘性能良好。压紧弹片位于前挡板内侧,由内侧锰钢弹片和外侧铜弹片组成。压紧弹片与后挡板的间距为电流互感器基座的宽度,且在电流互感器正下方采用垫块做支撑,保证将低压电流互感器放入接线装置后二次端子螺栓正好紧贴压紧弹片。弹片式二次线连接装置检定单元如图 1所示。连接装置实物图如图 2所示。
|
图 1 弹片式二次线连接装置检定单元 |
|
图 2 弹片式二次线连接装置实物图 |
穿心式低压电流互感器检定时需将二次电流引出,要求二次电流正、负极之间绝缘良好,引出元件与二次端子螺栓接触良好,导电性能优良。弹片式二次线连接装置的压紧弹片作为主要电流引出元件,除了要满足二次电流引出要求外,还要为电流互感器提供强有力的压紧力。压紧弹片设计为弓形,弹片顶点距前挡板高10 mm,分内、外两层,内层衬厚为0.4 mm的锰钢片,既可以提供较大弹性,又可吸收二次端子螺栓高度不一致的误差;紧贴内层的是外层厚0.3 mm的磷青铜片,它具有一定的弹性和较强的耐磨性。引出二次电流的圆孔插头接于弹片底部,圆孔插头与电流互感器校验台二次线相接,形成二次电流回路。
2.3 适用性设计目前,内蒙古电网低压电流互感器主要有穿心式LMZJ1-0.6和母排式LMZ1-0.66A2种,其中穿心式电流互感器基座宽度约34 mm,母排式电流互感器基座宽度约46 mm。为使连接装置能够适应上述2种规格的电流互感器,将该装置基板与后挡板的固定螺孔做成长度为18 mm的槽形。当待检定电流互感器基座宽度为34 mm时,将后挡板调整至槽形最左侧;当待检定电流互感器基座较宽时,则向右调整后挡板以适应不同电流互感器的基座宽度。该设计方式提高了弹片式二次线连接装置的适用范围。
3 与传统检定方式比较分析 3.1 误差比较选取2个厂家各5台穿心式低压电流互感器,参数见表 1所示。在湿度为24%、温度为25°的检定环境下,将10台低压电流互感器功率因数调整为0.8,采用同1台HEWJ-03A型互感器自动接线测试台对传统检定方式(采用U形端子接线)与改进检定方式(采用弹片式二次线连接装置)进行比对试验。按照JJG 313—2010 《测量用电流互感检定规程》,分别在额定负荷5 VA时取额定电流1%、5%、20%、100%、120%及下限负荷3.75 VA时取额定电流5%、20%、100%进行误差检定[5]。2种检定方式比值误差见表 2,相位误差见表 3。从表 2、表 3可以看出,改进检定方式与传统检定方式的检定结果非常接近,2种检定方式下误差值均不大于误差限值的1/2,符合相关规程要求[7]。表明改进检定方式完全可以保证检定结果的准确性,该连接装置满足低压电流互感器误差检定的要求。
| 表 1 穿心式低压电流互感器参数 |
| 表 2 2种检定方式比值误差比较 |
| 表 3 2种检定方式相位误差比较 |
巴彦淖尔电业局电能计量中心原低压穿心式电流互感器校验台体采用10工位检定设备,一次侧接线采用铜柱或者铜排直接穿过待校设备,二次接线采取手动旋松二次端子螺栓、接入U形端子的方式对电流互感器进行逐个接线;检定完毕后,再次逐个手动旋松二次端子螺栓,取出U形端子。采用弹片式二次线连接装置后,操作人员只需将电流互感器直接装入该装置,即完成二次电流接线(如图 2)。待检定完成后,直接取出电流互感器即可。经多次操作试验,2种检定方式接线(放入)用时和拆线(取出)用时见表 4所示。由表 4可知,利用弹片式二次线连接装置检定电流互感器,省去了逐个旋松二次端子螺栓的工序,只需放入和取出2个步骤,大幅降低了检定用时。
| 表 4 2种检定方式用时比较 |
针对传统检定方式存在的问题,巴彦淖尔电业局设计了弹片式二次线连接装置,解决了低压电流互感器检定时多次旋松二次端子螺栓导致工作量大、工作效率低下的问题,实现了放入即检、检完即取的检定工序,缩减了操作步骤,降低了劳动强度,大幅提高了检定工作效率。
| [1] | 易斌, 潘峰, 林国营, 等. 电子式互感器校验技术综述[J]. 广东电力, 2016, 29(2): 1–8. |
| [2] | 王建国, 李豫. 一种低压电流互感器二次接线装置: CN205263130U[P]. 2016-05-25. |
| [3] | 陈雪松, 刘延泽. 穿心式电流互感器检定方法介绍[J]. 内蒙古电力技术, 2003, 21(2): 41–42. |
| [4] | 姚胜红, 张蒙, 祝福, 等. LFZ1D型互感器一次母排自动接线装置的研制[J]. 自动化与仪器仪表, 2017(1): 202–203. |
| [5] | 李荷, 江玮, 周莉纱, 等. 全自动低压电流互感器误差校验装置的研究与应用[J]. 工业计量, 2015, 25(1): 29–31. |
| [6] | 顾杲, 沈惠芳. 气动夹持台与低压电流互感器检定装置一体化的设计和应用[J]. 浙江电力, 2013, 32(3): 29–32. |
| [7] | 全国电磁计量技术委员会. 测量用电流互感器检定规程: JJG 313-2010[S]. 北京: 中国标准出版社, 2010. |
2018, Vol. 36 