电能表现场作业智能工具的设计及应用

张健 张琦 宋锡强 杨草田 汪萍萍 王冬梅

摘 要：智能电能表的安装位置主要会对电能表的稳固性造成影响，通过对近几年智能电能表在安装布线过程中所面临的问题的分析，设计了表箱安装模板、装表布线模板、计量专用多功能工具箱等针对电能表安装的现场作业智能工具，实现了表箱安装布线工艺水平的标准化和规范化，提高了现场作业的效率和质量。

关键词：电能表；安装模板；装表布线模板；智能工具

中图分类号：TM933 文献标志码：A

0 引言

电能表的现场安装是供电公司装表接电业务中的一项重要工作。目前，安装计量表箱，是由施工人员目测或间接测量再经多次调整后确定的，而在电表箱装表布线时，是通过施工人员目测以及手工折线的方式确定施工工艺，两者都不能满足高效、高质量的作业要求，同时表箱安装后可能存在水平垂直倾斜情况，导致走线不规范，更换电表时存在接错线的可能，降低了美观性、规范化、标准化程度。如何将传统的安装布线技术加以改良，在缩短施工人员单位工作时间的同时又保证施工质量，达到快速、高效、规范、标准化的要求是面临的实际问题，所以必须针对计量表箱的安装布线部分，设阿计出一套电能表现场作业智能工具，提高现场作业的效率和质量。

1 电能表多功能安装模板

1.1 现行传统电能表安装技术分析

目前，具体的表箱安装流程图如图1所示。

由流程图分析可知，在安装计量表箱时，需要对墙面进行打孔，孔位是由施工人员目测或间接测量再经多次调整后确定的，不能满足高效、高质量的作业要求，同时表箱安装后存在水平垂直倾斜情况，美观性、规范化、标准化程度较低。

（1）表箱安装耗时统计

通过对新装的40只表箱随意选取10只进行安装耗时统计，统计结果发现：

①工作量大，10 只表箱安装抽样耗时统计，平均每只安装时间为 25 分钟。按近几年表箱安装数量调查平均每年大概2519个，供电所平均每年表箱安装耗时2519×25=62975分钟，需运维班人员（两人一组）工作62975/60/8=132个工作日，大量占据了运维班的人手和时间，影响运维工作的开展和抢修，也不利于优质服务工作开展。

②在各工序耗时比率中，表箱定位阶段时间（测量表箱需安装的高度+左右上下移动目测表箱水平+用记号笔标记表箱的孔位+确定管卡位置并用记号笔标记孔位）所占比例最大，平均时间为8.07分钟。如果最后发现偏差太大，就要重新确定孔位，需要耗费更多的时间。

统计发现，表箱定位阶段工作的影响最大，是影响整个表箱安装耗时的主要根源。

（2）表箱安装不规范性统计

对新装的表箱进行检查，从表箱安装高度、是否倾斜、固定情况、损坏程度4个方面进行不规范情况统计，见表1。

分析不规范率占比达32.35%，其中表箱倾斜占了一半比重。

1.2 多功能安装模板设计方案

设计智能安装模板主要包括模板的模式、制作材料、表面加工方式等3个方面。

（1）选择模板的模式

我们提出了单一功能分散式装表打孔模板、多功能集中式装表打孔模板和相对集中式装表打孔模板这3种方案。从可操作性、携带便捷性、时效性、成本4个方面对3种方案进行了评估，由于易携带、不易丢失、不需要根据现场施工更换模板及材料使用少等优点选择多功能集中式安装模板。

（2）确定制作材料

①模板材料选择

对于模板材料选择问题，选取4种材料，分析及评估见表2。

通过4种材料的优缺点分析，由于環氧聚酯板具有成本低、抗磨损、易加工的优点，最终选定环氧聚酯板为制作模板原材料的最佳材料。

②安装模板的大小和规格确定

模板的大小首先要满足将所有安装表箱时需要的孔位全部包含其中，其次考虑水平仪、垂直定位标尺的安装，模板具体的尺寸设计图见表3。

由表3可以看出，设计制作的是单相表箱安装模板，由于表箱外观安装尺寸为39cm×28cm，所以最终模板尺寸为51cm×18.5cm×0.5cm。

③孔位形状的选择

从易加工，现场易施工出发，选取圆孔位形状，将所需孔位一次标出，省去调整的时间。

④水平仪的确定

水平仪表价格高、与模板设计不符（突出在模板上），相对于水平仪表，选择水准泡作为水平测量工具。

⑤垂直定位标尺的选择

按规定安装表箱时，表箱底部离地高度为1.8m。垂直定位标尺方案进行了分析，列举了3种方案各自的优缺点，见表4。

综合安装简单、使用方便省时、携带方便等优点，选择安装小锤+垂线法。

⑥确定模板表面加工方案

模板表面加工方案可行性分析及评估见表5。

根据表5看出，选择板材表面贴打印好喷绘。

最终，选择以环氧聚酯板为制作材料，水准泡作为水准仪，安装小锤+垂线法作为垂直定位标尺，以多功能集中式装表打孔模板为模板模式，经过板材表面贴打印好喷绘，完成的电能表多功能安装模板实物图如图2所示。从图2可以看出，表箱安装模板具有表箱定位孔、管卡孔、水准仪、垂线孔等。由于受工具箱尺寸限制，安装模板采用卡扣式设计，方便携带。

1.3 多功能安装模板应用效果

施工人员利用安装模板进行现场作业如图3所示。现场施工人员利用模板在墙体描点确定表箱的位置，再进行墙体钻洞，降低表箱现场作业人员的工作负荷。并且模板上安装了水平仪和线垂来保证表箱安装横平竖直，避免倾斜，安装效果更加简洁、规范。

对新装表箱进行抽样检查，选取其中10只表箱进行耗时统计与未使用模板时进行对比，结果见表6。

施工人员未使用模板安装表箱平均用时为25分钟，使用模板安装表箱后平均用时为15分钟，相比缩短用时40%，超过了预期目标。

2 三相电能表安装布线模板

2.1 电能表装表布线现状

在电表箱装表布线时，都是通过施工人员目测以及手工折线的方式确定施工工艺，该方法会导致走线不规范，更换电表时存在接错线的可能。

（1）装表布线耗时统计

针对装表布线耗时的情况，共选取100组数据进行统计分析，表7为其平均值。

通过对装表布线耗时情况进行的调查统计可以发现，布线工作是影响整个表箱安装耗时的主要根源，且工艺影响也较大。

（2）装表布线不规范性统计

针对装表布线中不规范的行为，选取100组数据进行统计分析，见表8。

通过统计可以发现，接线工艺差是影响整个表箱安装不规范的主要根源，嚴重影响了美观性。

2.2 装表布线模板设计方案

根据现场施工空间进行接线盒和智能表固定，可以对导线用模板进行弯折，工艺美观、省时，对此方案的可行性分析评估见表9。

由表9分析可知，本设计方案成本低，制作工艺简单，便于现场应用，模板结构图如图4所示。

方案采用傻瓜式规矩走线，整个模板由接线盒侧布线槽+中间走线布线槽+表端侧布线槽构成，和接线盒配套使用。可左右上下布线、可裁剪、留出了现场检表端电流位置、标示出了A、B、C三相颜色、增加加强筋防止断裂、把线架空、增加散热效果、带线卡可以固定不同直径的导线。

2.3 装表布线模板应用效果

设计能表通用安装布线模板，采用材质较轻，可根据需要截断，使用时可以根据现场施工空间进行接线盒和智能表固定，方便使用。

3 多功能工具箱

目前，现场施工人员在外出施工时还须携带较多的其他工具，如：电钻、螺丝刀等。考虑到现场人员携带工具的便利性，设计多功能工具箱，如图5所示。

设计使用拉杆式工具箱，通过在箱体内使用海绵来固定各种工具，使各种工具在箱内规范放置。工具箱结构稳定可靠，在施工高度较高时可当做凳子或者梯子进行攀爬使用。

结语

本文设计了一套适合于现场作业的智能工具，表箱安装模板省去了多次人工目测的步骤；三相电能表通用安装布线模板摒弃了手工折线的方式；多功能工具箱可放置多种工具，采用拉杆式设计，具有便携性。电能计量现场作业智能工具的应用能提高现场作业的效率和质量，促进智能电能表的安装工作的规范化、智能化开展。

参考文献

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