电能表自动化检定压接端子应力应变测试分析

刘 建,黄奇峰,王忠东,蔡奇新

（江苏省电力公司电力科学研究院,江苏南京,211103)

0 背景

通过电能表自动化检定流水线的推广应用，消除人为和地域因素引起的检定质量差异，有效提高检定和配送工作质量效率和计量管理水平，提高检定的工作效率、可靠性、稳定性。压接技术的可靠性是确保智能电能表自动化检定的关键，端子在压接过程中由于接触会产生一定的接触应力，接触应力的大小关系到材料的破坏、结构的屈曲以及接触电阻的大小，需要一套可靠的测试系统对其应力变化进行监测。

1 测试系统

本系统由数据采集装置包括进行数据接收和命令输出的上位机；位移采集模装置包括与端子连接的直杆位移传感器，监测弹簧的压缩位移，固定直杆位移传感器与端子的套筒，保证两者相连并绝缘；所述的电压采集模块包括电压采集传感器，电压采集传感器将采集的电压数据传输至上位机；电源模块包括为直杆位移传感器和电压采集传感器提供输入电源；计算测量模块包括根据采集的位移计算弹簧正压力，根据正压力计算端子应力，根据应力计算端子应变，计算测量模块在上位机上计算显示。本系统可适用于多路压接端子的同时测试工作，位移传感器可以自由拆卸，可以同时或分别对不同压接端子进行测试试验，可以获得监测工作状态下压接端子的弹簧正压力、端子最大应力以及应变大小，为判断压接端子工作状态提供帮助。装置采用的带串口输入的电压采集系统，利用Labview软件编写应力应变测试系统界面，可以实现对弹簧正压力、端子应力水平和应变大小进行监测，图1显示了本系统的主要组成模块。

图1 系统结构图

采用直线位移传感器获取压接过程中弹簧的形变，直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号。为了达到这一效果，通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值。传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。将传感器用作分压器可最大限度降低对滑轨总阻值精确性的要求，因为由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。位移采集装置主要由开关电源和电压采集卡组成，主要为直线位移传感器提供电源以及通过串口把电压信号传输到上位机中，可以提供8路同时测量，与上位机相连进行串口通信，实现数据处理与显示。图2显示了测试系统的界面，在压接过程中可以实时得到位移、压接力、最大应力以及最大应变信号数据。

2 测试结果

针对搭建的测试系统，将其安装在电表检定线上进行测试操作，位移传感器与电表底部端子相连，随端子的运动而运动，图3显示了压接过程中端子的位移行程曲线，可以看出通过这套装置可以实、时对端子压接过程进行监测，图4显示了压接力、应力和应变的历程曲线，可以进一步判断压接中端子受到的应力水平、工作状态。

3 总结

通过上述测试，针对用于智能电能表自动化检定装置压接端子的应力应变测试系统具有以下优势：（1）结构简单易安装，结构可进一步扩展，对测试端子的数量可以自由增加；（2）操作简便，在安装位移传感器时时，只需要与端子接触，避免安装带来的误差；（3）本系统通过程序界面可以实现对端子压接过程中的位移、弹簧力、应力和应变进行监测，数据实时采集保存并能显示在程序界面中；（4）适用于大电流工作环境以及不适用于直接黏贴应变片的情况，通过对应力应变的监测增加了压接过程中的可靠性。

图2 应力应变测试系统界面

图3 位移曲线

图4 测试结果曲线

孙方汉.电能计量及其管理.北京：中国水得水电出版社，2005

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