三相直接式电能表在不停电连续计量换表中的安全措施研究

陕西能源研究院有限公司 冯建宇 文小珲 李文波

用于贸易结算的电能表属强制检定仪表之一。根据国家质量技术监督局对强制检定仪表需要周期更换的要求，在用的三相直接式电能表在更换新表时，传统上必须短时停电实施。当前我们创新推出的三相直接式电能表不停电连续计量的装置，就是在不影响用户正常用电的状态下进行电能表更换，且在更换过程中可实现不停电、不中断计量，不影响用户的正常用电。

1 不停电连续计量换表工作原理

三相直接式电能表不停电连续计量换表装置的工作原理（图1）：先将装置的进线电源输入侧用专用的穿刺线夹，按相色及顺序逐一将旧表进出线和中性线接入三相电能表不停电连续计量专用装置内，装置具有安全检测电路，当检测信号正常后，在装置表位1上安装好新表，同时合上开关K1。此时，新、旧表并联运行，用户电量分别被新表、旧表同时计量，其总电量为新表与旧表计量电量之和。

图1 不停电连续计量换表装置工作原理

此时，在原始表位按安全措施和安全程序带电拆下旧表，并将旧表转移安装到装置上的迭代表位2，此时，新表在装置上承担了全负荷独立计量运行。操作装置表位2对应的控制开关K2，又一次实现了新、旧表在三相电能表不停电连续计量专用装置上的带负荷并联运行。通过装置上的控制开关切除新表电源，从而使旧表在装置上再次承担了全负荷独立计量运行。将从装置上拆下的新表，按带电操作安全程序和安全操作要求安装到原永久表位，此时新旧二表又进行了最后一次并联运行。此时，新表已经安装到位，操作装置K2控制开关，切除旧表电源，此时新表进入全负荷独立计量状态。拆除装置与穿刺线夹的连线，宣告电能表不停电连续计量换表结束。

2 不停电连续计量换表的安全分析

穿刺线夹的原理和安全要求。穿刺线夹是一个以绝缘材料包覆的、内部为“U”形铜质导电体，在导体上有两颗锥体螺丝和一个带螺纹的接插件（图2）。将其卡夹在带绝缘层的带电导线上，分别旋下两个锥体螺丝，使之刺破导线绝缘层与金属导线可靠接触，达到该穿刺线夹铜块与导线导体等电位，实现带电取电的目的。由于是带电安装，操作人员必须按低压带电安全操作规程做好安全防范措施，同时要求操作穿刺线夹的专用六角工具必须具备绝缘手柄、操作六角金属杆必须有绝缘热缩管包覆，其前方裸露金属部分不得大于10mm。安装穿刺线夹时用专用工具分别旋紧穿刺螺丝，安装完毕后，用专用的电压/通断测量仪器进行测量，确认其穿刺连接成功。

图2 穿刺线夹

带电穿刺驳接的安全措施。不停电连续计量装置与穿刺线夹的驳接端子，是一个带有绝缘安全帽的特殊螺纹接插件，它的特殊结构是这个安全绝缘帽有两个作用，一是保护插件本身的接头导体；二是为带电拆下电能表对应的进/出线时及时将裸露的导体套住，并旋接在相应穿刺线夹上。这样就有效解决了在带电操作中的安全绝缘问题。

不停电换表连续计量装置错接线报警及控制开关闭锁电路。（图4），是在控制开关未闭合时，准备接通电能表各相进出线时呈开路状态。由于运行中的电能表各相进出线趋于等电位状态，它们之间电位差很小（毫伏级）。一旦发生错误接线，装置测得的电压很高（线电压或相电压），于是马上动作，闭锁控制开关合闸脱扣机构，致使控制开关不能闭合，同时发出声光报警信号。提醒现场操作人员排除错误接线，直至声光报警信号自动解除及控制开关闭锁解除后，方能进入正常的工作状态。从而保障了因为错误接线引起的短路故障。

不停电换表连续计量装置的迭代表位的安全防护。不停电换表连续计量装置上具备两组相同的迭代表位，控制开关1和控制开关2分别控制表位1和表位2的电源。在表位1和表位2上，分别设置传感器1和传感器2，它们主要功能是检测表位上是否有表，如果没有表安装在触头上，传感器信号会闭锁相应的控制开关脱扣机构，控制开关是无法合闸的。从而保证了裸露的迭代表位触头不带电，有效避免现场操作人员误操作发生的触电及短路事故，形成可靠的安全屏障（图4）。

图3 穿刺线夹的连接

图4 错误接线及表位检测报警控制示意图（三相电能表其中一相）

不停电换表连续计量装置安全工作参数分析。不停电换表连续计量装置在正常工作中的指示仪表参数，反映了装置在正常工作时的各相相电压、相电流的具体数值，可以通过显示仪表判断各相电压、电流是否缺相或非正常显示。若发现异常，则不能进行下一步的旧表带电拆除工作，必须找出原因，排除故障才能进行下一步的工作。通常问题是穿刺线夹穿刺没有完全到位（接触不良）或驳接电缆接插件接触不良引起。

3 安全操作程序的重要性

不停电换表连续计量装置在现场带电操作中，操作程序至关重要，由于我们是不停电连线计量换表，操作过程是一个新旧电能表相互交集的连续过程。所以，在操作程序上是严格按其并联迭代法则的。如果不按程序操作，可能会发生短时停电问题，影响到用户用电。更重要的是，如果不按操作程序，很有可能会造成触电、短路等事故，这是必须要杜绝的。操作程序如下：

检查现场安全环境，判断电能表的接线、间距是否可以适应穿刺线夹的规格范围和空间；按安全要求安装穿刺线夹；用专用“电压/通断”仪器检测穿刺线夹是否全部安装到位；检查不停电换表连续计量装置上的控制开关均在断开（OFF）位置。检查无误后连接装置电缆到穿刺线夹上逐一驳接，要先接零线（中性线），再按顺序逐相对应驳接；检查不停电换表连续计量装置的工作状态指示，应在正常工作状态；将新表安装在装置迭代表位1，合上（ON）控制开关K1，此时对应表位1的显示仪表显示表位1的各相电压、电流参数，应在正常范围之内。

从电能表左侧开始逐相进出线逐一带电拆除，拆下一根必须用对应的驳接头上卸下来的绝缘套旋套在裸露的导线上，使其良好绝缘。这样拆一根、套一根，直至将旧表拆除。此时拆下的线头均有专用绝缘旋套保护，不会造成短路或接地；将拆下的旧表安装至不停电换表连续计量装置的表位2，合上（ON）控制开关2，对应表位2的电压电流参数显示正常后，断开（OFF）装置表位1控制开关，取下新表；将新表固定在正式表位，先接零线（中线），然后从右到左逐一按各相的进出线安装接线，须打开一个绝缘帽安装一个。为防止接错，在接线和准备插入的电能表接线孔间用一低内阻电压表测量两者间电压，应低于100V（寄生回路分压）方可接入。若测得220V 或380V 则说明接线有误，坚决不能接入从而保障概率极低的错接线引起的安全隐患。

切断（OFF）控制开关2电源，取下旧表，拆除不停电换表连续计量装置与穿刺线夹的驳接头，同样要拆下一根将绝缘安全帽旋包一根，防止寄生回路引起的接地、触电等安全事故发生。直至全部拆除；保留已安装好的穿刺线夹，盖上三相电能表的端子大罩盖，穿刺线夹也被罩在罩盖之内，打上封印，不停电连续计量换表宣告结束。

结论：不停电换表连续计量装置，是最新研发的新产品。它开辟了不停电、连续计量的先河。由于是不停电带负荷的工作状态，操作的安全可靠是我们要研究的核心问题。只要严格按照操作程序和操作要求操作，三相直接式电能表不停电连续计量换表是安全可靠的。