批量设表485端子连接器的设计与应用

韩启银

【摘 要】在检定三相智能电能表、三相多功能电能表、三相多费率电能表等电子式电能表的过程中，对电能表的参数进行设置是必不可少的过程。传统的设表方法费时费力，文章设计了批量设表485端子连接器对电子式电能表进行参数的批量设置，实现了批量设表，既方便设表又省时省力。

【关键词】批量设表;485端子连接器;检定

【中图分类号】TM503.5 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）09-0044-02

0 前言

CL3000三相电能表检定装置可以检定各种电子式三相智能电能表、电子式三相电能表、三相多费率电能表和多种无功电能表，功能强大、环境适应性强，装拆表方便，是进行智能电能表检定的主流设备。但生产厂家未考虑到不同的电能表需通过485通信端口设置不同的参数，未设置外接485端子，在用手提电脑进行设表时连接485端子相当不方便，费时费力。

电能表检定是供电服务中心一项日常任务，随着电能表使用需求不断增加，现阶段，每年的电能表检定数量达到20万只，其中三相多功能表有3万只。按每年工作260 d算，每天必须检定完3批表（24只×3=72只），才能完成全年的检定任务。目前，每检定一批多功能三相电能表需要200 min，而每天的上班时间只有450 min，若要在正常工作时间内完成检定任务，必须保证每批表的检定时间控制在150 min内才能实现，否则只能每天加班工作。

采用传统的方法对电能表进行参数设置时需要将在检定装置上做好各项试验的电能表卸下，重新装到已经将检定装置的接线盒内的485信号引出到接线盒外进行设表，电能表参数设置好后又重新卸下并搬走，这样不但工作量大，而且效率极低。为了设表而进行的搬运、装表、卸表的工作属于重复性的工作。经细化分析，这部分工作所花的时间占检定总时间的15%左右，若能将这部分的时间省掉，则可大大缩短检定总时间，因此有必要对设表过程进行改进和优化。

1 485端子连接器的工作原理

RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下及电子噪声大的环境下有效传输信号。

在工业控制场合，RS-485总线因其接口简单，利用逻辑“1”和逻辑“0”两根线就可以实现远程数据通信，组网方便;数据传输速率高，可达10 Mbps;采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好;传输距离远，最大传输距离标准值约1 200 m，实际上可达3 000 m。

由RS-485接口组成的半双工网络，一般是两线制，多采用屏蔽双绞线传输。这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个结点。这种特点为设计批量设表485端子连接器提供了可能。

计量检定装置的接线盒因厂家未配置设表专用的外接485端子，无法在检表的同时连接手提电脑对电能表的参数进行设置。如果将接线盒内电路板上的485接点信号通过专门的连线引至壳外，则可实现在检表的同时进行设表，大大缩短检表的总时间。同时，将多个接线盒内的485信号通过一条485总线连接起来，便可实现批量设表。

2 485端子连接器的设计制作

2.1 改造前电能表485信号的获取

图1为三相电能表检定装置接线压表架的整体结构图。由图1可以看出，接线盒内有许多的金属针，这些针有些用于传输电流、电压等模拟信号，有些用于传输数字信号。

电能表在检定时必须施加电压，此时用于接通电压的金属针必须和电能表的电压端子接触良好，接线盒必须紧压在电能表上（如图2所示）。当接线盒压紧在电能表上时，电能表上排的通信端子也全部被压紧在接线盒和电能表之间。安装在压表架上的485通信接线又在接线盒里面，因此想要获得电能表的485信号，必须另想办法。

傳统的做法是在接线盒的两根485针上分别连接金属线，将485信号从压紧的电能表和接线盒之间的缝隙引出，再通过鳄鱼夹将485信号引入手提电脑（如图3所示）。这样虽然能将485信号从接线盒的针上引出，但是操作复杂，且容易出错。

2.2 接线盒的改造

为了解决485信号引出线的问题，我们决定从接线盒上下功夫，考虑到改造后的接线盒既要兼顾其实用性、可靠性，又考虑对原接线盒操作的便利性和外观的影响尽量少，因此我们首先将接线盒内电路板上的485信号通过焊接外加接线的方式将485信号引至盒盖（如图4所示）。然后在盒盖上开孔，装上插座（针孔），并将插座与电路板上的485接点用外加的连线连接起来。最后设计对应的插头（针）与插座配合（如图5所示）。这样就成功地将盒内的485信号引至盒外了。

2.3 485端子连接器的设计

在成功地将盒内的485信号引出盒外后，虽然比改造前方便多了，但是依然不够完善。基于485总线可以同时挂接32个接点，我们利用屏蔽的双绞线将12个或24个连接插头连接起来，便构成一个批量设表485总线端子连接器。利用一个485总线连接器将与整板电能表（12块表或24块表）连接的接线盒内引出的485引出信号牢固、可靠地连接起来并接入手提电脑的485接口，其连接情况如图6所示。有了这个485端子连接器之后，我们便可将手提电脑相对固定地放置在一个方便操作的位置，对正在检定的整板电能表进行批量的设表，既方便操作，又省时省力。

3 485端子连接器的应用效果

在三相电能表检定装置进行批量设表485端子连接器的设计改造后，省去了重复性的搬运和再装表接电、拆表的步骤。这样不仅节省了这两步所占用的时间，减少了工作量，而且在检定电能表的过程中能同时进行电能表参数的设置，大大减少了整个检定工作的消耗时间。整个过程不需要人工再次进行接线，使人为接线错误次数降为0次。

该连接器的设计和成功的应用，使电能表的检定时间从原来的200 min缩短到140 min。按每天完成3批检定任务计算，140 min×3=420 min，不但每天能够顺利完成3批表的检定任务，还大大减少了我们的工作量。我们部门现阶段每年需完成三相多功能电能表检定数量达到3万只，平均每批次检定24只表，较加装485端子连接器前节检定缩短了60 min。按每天3批，每年工作260 d计算，一年就可节省75 000 min，即1 250 h（约157 d），大大提高了工作效率。加装前和加装后的时间分配见表1。

4 结语

利用485总线的通信原理，设计了批量设表485端子连接器，提高了电子式电能表的检定效率，缩短了检定时间，减少了工作量，同时也杜绝了设表过程中因人为连接外加引出线引起错误的出现。该设计可以推广至整个广东电网的其他兄弟单位，提高整个电网检定班组的多功能电能表检定的工作效率，既节省时间又减少员工的工作量，产生了巨大的社会效益。

参 考 文 献

[1]周玉.用电信息采集系统运维故障解析——低压采集分册[M].北京：中国电力出版社，2016.

[2]孟凡娟.盲插连接器在发射组件设计中的应用[J].无线电工程，2016（7）：80-83.

[3]谢旻.电连接器及其在雷达和电子设备中的应用[J].应用科技，2011（3）：20-23.