由于杆变计量设备造价低廉、运行维护方便,在早期城市电力发展中被大量使用。以安徽省合肥市为例,全市配网有3 000多台杆变,其杆变计量箱大多已受损,严重影响其正常使用。由于老式计量箱有设计缺陷,存在更换困难的现状。主要原因为更换老式计量箱必须对整台配电变压器停电。为此,笔者通过调研,结合多年工作经验,综合考虑新型计量箱功能需求和研制成本,设计出一种使用方便,且再次更换无需停电的新型杆变计量箱。
1 杆变计量箱功能和现状分析
杆变计量箱集合了保护室外关口表、集中器及其他采集通信终端的重要设备,只有确保计量箱的结构功能不受影响,便于及时维护,方便安装和更换,才能保障智能化、数字化、高精准化计量设备的正常运行。
杆变计量箱分为抱杆式和挂式,由于抱杆式计量箱具有距离变压器本体相对较远,安装、维护方便等特点,被普遍使用。杆变计量箱一般由箱体、箱门、悬架构成,箱体内部通常会配备接线端子盒、装表支架,箱体底部有电缆进出线孔,侧面有天线出孔,上端有防雨箱檐等。分析老式计量箱容易受损的主要原因为:箱体材质以铁质为主,常年室外安装易遭受风雪侵袭,易锈蚀;计量箱电缆入口无防水设计,雨水易进入箱体内部;计量箱门锁被破坏后,箱门易自动开启,计量装置直接暴露在外;计量箱遭受其他外力破坏。
2 新型计量箱
新型计量箱实现了计量箱不停电安装和更换,经现场测试使用,达到了很好的预期效果,如图1所示。图1新型杆变计量箱其结构特点如下。
(1)计量箱底部设计可开闭槽口,供接线盒连接电缆情况下无障碍出人计量箱,可以实现计量装置带电状态下的装拆工作,避免因计量箱损坏更换带来的停电问题。
(2)特制过渡防水盒,方便配电互感器与计量装置安装的过渡工作。一次设备及电流互感器的安装属于配电部门,而计量装置安装属于计量部门,配电部门可以在串接电流互感器后把接好线缆的接线盒放人过渡防水盒,供计量部门后续工作时直接使用,有效解决了工作繁忙时两个部门间的工作协调问题,避免因安装计量装置而带来的二次停电。
(3)计量箱门锁锁鼻增加扣锁装置,锁扣由凸出的小圆球和圆孔组成,可以配合实现箱门无锁状态下的稳固关闭。计量部门巡视发现,由于计量箱门锁锈蚀或未携带门锁钥匙,工作人员紧急故障下剪锁后未及时恢复挂锁,或门锁被他人破坏,导致部分计量箱门出现无锁状态下难以临时关闭,成为威胁计量设备安全的一大隐患。设计锁扣装置则可成功解决这一难题。
(4)计量箱门框弧形设计,即使大雨冲击、积水,雨水也会顺着弧形底部流出,将难以越过弧形边端进人计量箱内。
(5)箱门使用可拆卸门轴,便于箱门损坏后更换。
(6)天线出孔位置重新设计在紧靠计量箱箱檐下,避免雨水通过天线出孔进人。
(7)箱门内侧布置密封性更好的防水海绵,计量箱所有线缆进出口均设计绝缘密封圈,起到防止电缆刮伤和防水作用。
3 应用优势
(1)计量箱达到使用寿命后,可以实现不停电更换,保障用户正常生产生活用电。
(2)实现一次设备(包括电流互感器)的安装、送电与二次计量装置的安装非同步作业,减少部门间协作时间,提高工作效率,同时也避免因单独安装计量装置造成的二次停电。
(3)考虑计量箱工作环境和特点,在计量箱门框、天线出孔位置、电缆进出口等处增加、优化防水设计。
(4)增加箱门无锁可稳定关闭的锁扣装置,可拆卸式门轴等,为计量箱后期运维工作提供便利。
(5)计量箱箱体采用老式框架,厂家无需重新更换生产流水线。