电磁推杆式电能校验信号采集装置

李 博 / 江苏省计量科学研究院

电磁推杆式电能校验信号采集装置

李 博 / 江苏省计量科学研究院

0　引言

电能校验信号采集装置是校验装置与被测电能表脉冲信号输出口的连接部件，两者的连接紧密度将影响到校验信号的传输。目前市场上0.05级及以下校验装置的信号采集口多为鳄鱼夹，而被测电能表（0.2S级及以下）信号输出口均为金属螺丝，采集口与输出口的连接就是用鳄鱼夹夹住螺丝。对于有些耗时较长的校验项目，比如电能表温度影响试验，校验持续时间长达8 h，如果鳄鱼夹没有夹牢，或因为长期使用夹力降低，在校验过程中则会出现鳄鱼夹从螺丝上脱落的现象；如果被测表输出口的螺丝经过运输震动等原因出现松动，则又会出现输出口螺丝被鳄鱼夹拔出而从输出口脱落的现象，这些都会造成校验信号传输的中断，影响校验工作的顺利进行。事实表明，这种传统的连接方式发生失效的情况是难以避免的，一旦发生则使自动校验程序被迫停止，对校验工作的效率影响较大。此外，校验装置上的强电线路较多，如果脱落的鳄鱼夹不慎与强电线路相接触，还可能会引起线路短路、装置报警等恶劣后果。因此，采用何种方法来减少上述连接的失效概率，是一个亟待解决的问题。

1　设计

设计一种新型校验信号采集口，它的特征是具有一个可伸缩的电磁推杆，进行信号采集时电磁推杆带动采集接头伸出与被测表输出口紧密接合；信号采集完毕后电磁推杆带动采集接头缩回而与被测表输出口分离。该采集口由磁芯、电磁线圈、推杆、直线密封管、弹簧和采集接头等组成，在通电时电磁线圈会产生一个向左的推力，压缩弹簧推动推杆向左缩回，断电时电磁推力消失，被压缩的弹簧会产生一个向右的推力，把推杆推出。因为始终有推力的作用，而且接触面积较大，因此可以保证采集接头与信号输出口长时间紧密结合，从而彻底解决上述问题。

2　结构

如图1和图2所示，被测电能表1中的信号输出口2是金属螺丝，信号采集口6包括磁芯、电磁线圈、直线密封管3、带弹簧的电磁推杆4、信号采集接头5等部分，信号采集接头5连接在电磁推杆4的端部。电磁推杆4的伸出与缩回的行程为10 ～40 mm，其推力大小为0.5～ 3 kgf，它可以采用推拉式电磁铁结构，通电时由电磁铁产生一个向左的推力，压缩弹簧带动采集接头向左缩回与信号输出口2分离，断电时电磁推力消失被压缩的弹簧产生一个向右的回复力，把采集接头推出与信号输出口2连接。推拉式电磁铁的驱动电压可以根据实际情况灵活选择，直流电压5 V至36 V和交流电压220 V均可。

如图3所示，移动装置包括用于X向移动的横向滑动结构、用于Y向移动的前推结构和用于Z向移动的纵向活动结构，信号采集口6设于纵向活动结构的端部。这种移动装置结构能够实现信号采集口的X向、Y向和Z向的移动，便于信号采集接头与被测电能表1的信号输出口2准确相接，实现对不同位置被测电能表的信号采集。

1-被测电能表，2-信号输出口（为金属螺丝），3-直线密封管，4-带弹簧的电磁推杆，5-信号采集接头（为圆柱形金属棒）图1　新型信号采集口（分离状态）的结构示意图

图2　新型信号采集口（连接状态）的结构示意图

6-信号采集口，7-纵向杆，8-环套，9-旋转手轮，10-气缸，11-移动座，12-定位滑轨图3　新型信号采集口的移动装置示意图

纵向活动结构包括纵向杆7、环套8和旋转手轮9，一端设有所述信号采集口6，另一端活动穿过环套8，环套8设有用于固定所述纵向杆7的旋转手轮9。前推结构包括汽缸10，其活塞端连接纵向活动结构的环套8，汽缸10的底座固定在横向滑动结构上。横向滑动结构包括定位滑轨12和移动座11，定位滑轨12设有用于移动座11移动的凹槽。

3　结语

传统的鳄鱼夹会产生一个把信号输出口螺丝往外拉的力，容易使螺丝松动甚至脱落而造成信号传输中断，而使用这种带电磁推杆的信号采集口，依靠向内的推力将采集口紧紧地压在信号输出口的螺丝上，可以有效防止螺丝松动和增加连接紧密度，从而降低连接失效的发生概率，提高电能表校验的效率。此外，这种连接方式接触面积大于鳄鱼夹方式，可进一步降低连接的接触电阻。

该新型采集接口具有结构简单、改装方便、低功耗长寿命的特点，可广泛运用于0.05级及以下电能表校验装置中，开展对0.2S级、0.5S级、1级和2级等多种电能表的校验工作，具有较大的市场推广价值。

［1］ 全国电磁计量技术委员会. JJF 1245.3-2010 ［S］. 北京：中国计量出版社，2010.

［2］ 全国电磁计量技术委员会. JJF 1245.5-2010 ［S］. 北京：中国计量出版社，2010.

［3］ 全国电磁计量技术委员会. JJF 1245.2-2010［S］. 北京：中国计量出版社，2010.

［4］ 全国电磁计量技术委员会. JJF 1245.1-2010［S］. 北京：中国计量出版社，2010.

［5］ 全国电磁计量技术委员会. JJF 1245.4-2010［S］. 北京：中国计量出版社，2010.