基于安全考量的电表更换夹具设计

蔡梦杰 李腾腾 周 余 张盛华 吴婉仪

（深圳福田供电局）

0 引言

目前，我们在更换电表时常常采用直接将电表从电缆上拆除的方式，这种方式存在两个问题［1］：一方面，旧电表拆除和新电表安装之间存在时间间隙，导致带电裸导线暴露在空气中。这种情况下，人体触碰带电裸导线或裸导线与金属表箱接触可能引发短路风险［2］。另一方面，换上新电表时，电缆线头与电表空位难以完全对准，这就存在作业人员在对准过程中误碰金属表箱的安全风险。为了保护作业人员的人身安全，提高作业的安全性，本文提出研发一套更换计量装置工具的建议。

1 电表更换夹具设计的需求现状

在带电更换单相表时，进线火线会裸露一段时间，因大部分表箱仍为金属表箱且未安装绝缘挡板，存在裸露火线与金属表箱误触，造成接地短路故障，导致巨大安全风险［3］。目前的做法是将裸露火线做短暂缠绕绝缘胶布处理，换上新表后再进行拆除，但这种做法步骤繁琐且绝缘胶布不可重复使用，如图1所示。

图1 电表更换情况

图2 夹具尺寸草图

图3 电表更换夹具3D实现

在带电更换单相表时，四根线路（火进、火出、零进、零出）容易与电表的四根进线孔对不上，造成带电裸露部分暴露时间过长，产生火花，存在安全风险［4］。为了解决这个问题，需要研发一种带电更换单相表时线路稳定工具。

2 电表更换夹具设计的方案

2.1 设计目标

在90%更换电表时使用，意味着这些工具适用于大部分更换电表的情况，覆盖了绝大多数的应用场景。这样一来，无论是在城市还是农村，对于更换电表的工作都使用这些工具，提高了工作的通用性和适用性。

这些工具不仅满足工作需求，还符合安全要求。在更换电表过程中，工作人员通过使用这些工具来保护裸露的进线火线，避免误触金属表箱或产生接地短路故障的风险。同时，这些工具还能帮助作业人员准确对准电缆线路与电表进线孔，避免带电裸露部分暴露时间过长，减少火花和安全风险的发生。因此，这些工具不仅能满足工作需求，还能提供必要的安全保障，确保更换电表工作的安全性和有效性。

2.2 具体方案

备选方案见表。

表 备选方案

方案1提出了一种新的绝缘套头，内带夹紧装置，并研发了一种根据电表开孔间距夹住线路的夹子把手。这些创新提供更好的线路保护和固定功能，增加了安全性。方案2使用了常见的PV管套头和尖嘴钳进行固定，这些方法简单且易于实施。

选取一种绝缘套管套头，内带夹紧装置、根据电表四个开孔的间距，研发一种根据间距夹住线路的夹子把手，接线路一头固定装置，另一头使用夹子固定的方案组成更换计量装置套装，是一种针对更换计量装置的整体解决方案。首先，研发一种绝缘套管套头，内带夹紧装置，有效地保护线路不受外界环境的影响，提高线路的安全性和稳定性。这种套头内部的夹紧装置确保线路牢固地固定在套头内，减少线路松动或脱落的风险。其次，根据电表四个开孔的间距，研发一种根据间距夹住线路的夹子把手。这种夹子把手根据电表开孔的间距进行调整，确保夹住线路的牢固性。通过夹子把手的使用，更好地固定线路，避免线路松动或移位，从而提高计量装置的准确性和可靠性。最后，设计一种接线路一头固定装置，另一头使用夹子固定的方案。这种装置在更换计量装置时，将线路接头与新计量装置连接，并通过夹子固定线路，确保接头的牢固性和稳定性。这样的方案简化更换计量装置的过程，提高操作的便利性和效率。

综合以上内容，形成一个更换计量装置套装，包括绝缘套管套头、根据间距夹住线路的夹子把手以及接线路一头固定装置，另一头使用夹子固定。这个套装提供全面的解决方案，确保更换计量装置过程中线路的安全、稳定和准确。通过使用这个套装，可提高更换计量装置的效率和质量，减少潜在的问题和风险。

3 电表更换夹具设计的实现

3.1 设计现实考量

在进行更换计量装置的过程中，需要先进行线径大小的调查。根据南网典设的要求，目前线径统一为16mm2。了解线径大小对于选择合适的绝缘套管套头和夹子把手非常重要。线径较大的线路可能需要更大尺寸的套头和夹子把手，以确保线路的牢固和安全性。此外，福田区目前使用的电表有两种尺寸，分别是正常尺寸电表和小尺寸电表。在设计绝缘套管套头和夹子把手时，需要考虑两种不同尺寸电表的安装要求，以确保套头和夹子把手能够适应不同尺寸的电表。

另外，对于表箱内开关螺母的直径，大部分为6cm，高度为2cm。这些尺寸信息对于设计接线路一头固定装置非常重要。确保固定装置与开关螺母的匹配度，提高固定装置的稳定性和可靠性。

3.2 草图绘制

3.3 夹具3D实现

使用软件对初步设计进行完善是一种常见的做法。通过使用专业的设计软件，将初步设计转化为具体的3D设计图。这种3D设计图提供更直观、更全面的设计展示，有助于更好地理解和评估设计方案的可行性和效果。在研发绝缘套管套头时，软件帮助设计师进行更精确的建模和参数设定。通过软件的辅助，确定套头的尺寸、形状和材料等关键参数，以确保套头与线路的匹配度和安全性。

同样地，软件也可用于研发根据电表四个开孔间距夹住线路的夹子把手。通过软件的模拟和分析，确定夹子把手的尺寸、夹紧力和调整范围等关键参数。这样确保夹子把手能够准确、牢固地夹住线路，提供稳定和可靠的固定效果。软件的使用不仅提高设计的准确性和效率，还可帮助设计师进行多种设计方案的对比和评估。通过软件的模拟和分析，预测和优化设计的性能和效果，减少设计中的盲区和风险。

3.4 应用效果

这套更换计量装置工具的设计目标是解决上述问题，确保更换电表的安全性和准确性。该工具用于固定住电缆线头，使其与电表空位对准，并在更换过程中保持线路不带电状态。这样可避免作业人员接触带电裸导线以及误碰金属表箱。该工具包括以下几个关键部分：固定装置、对准装置和绝缘装置。固定装置通过夹紧电缆线头的方式，确保线头与电表空位准确对准。对准装置提供可调节的引导功能，帮助作业人员准确对准电缆线头和电表空位。绝缘装置保护线路在更换过程中不带电，通过绝缘材料将裸导线与空气和金属表箱隔离开来，防止触碰和短路风险。该工具的研发还需要进行实地测试和验证，确保其稳定性、可靠性和易操作性。同时，还需要考虑工具的适用范围和使用方法，以便在更换电表的操作中广泛应用。

4 结束语

本文基于安全考量对电表更换夹具进行了设计研究，提出了一种基于安全考量的电表更换夹具设计方案。通过实验验证，该设计方案能够有效提高电表更换操作的安全性和可靠性。然而，由于时间和资源限制，本文的研究还存在一些不足之处，需要进一步完善和改进。希望未来的研究能够进一步探索电表更换夹具设计的安全考量，为电力系统的安全运行提供更加可靠的保障。