穿心式電流互感器誤差檢定的自動(dòng)接拆線裝置
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冀蘭風(fēng)
（山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030009）
摘要：介紹了一種利用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)穿心式互感器誤差校驗(yàn)的自動(dòng)接拆線裝置，闡述了其工作原理，介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，說明了檢定的步驟，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞：穿心式電流互感器；誤差檢定；自動(dòng)接拆線；自動(dòng)控制
中圖分類號(hào)：TM452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
0 引言
作為電能計(jì)量重要裝置之一的電流互感器，需要通過專門的檢定機(jī)構(gòu)檢測合格后方能投入使用。目前，已實(shí)現(xiàn)了多只（例如12只）互感器誤差的同時(shí)檢定，檢定時(shí)，將12只互感器放到校驗(yàn)臺(tái)面上，接上二次線及一次線后即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校驗(yàn)，而不再需要人工干預(yù)。
由于檢定穿心式電流互感器時(shí)，一次線及二次線的接拆均由人工完成。盡管一次線路接線比較簡單，但需要靠人工將銅排壓緊，一旦壓緊不牢靠，測試數(shù)據(jù)就不準(zhǔn)確。特別要說明的是，檢定時(shí)二次線需要逐個(gè)接線，完成檢定后也要逐個(gè)拆線，由實(shí)際操作統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，每檢測12只互感器需要操作一次線兩端各1次，接拆二次線各24次，完成一個(gè)工作流程需要人工用改錐、搬手等工具接拆共計(jì)52次。勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，是目前困繞我們的一大難題。為了解決這一難題，提高生產(chǎn)效率，避免人為誤差，我們通過反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)合機(jī)械制造和自動(dòng)化技術(shù)，研發(fā)出一整套新型的穿心式電流互感器檢定裝置，利用它可自動(dòng)完成檢定穿心式電流互感器的一次及二次線的接拆。
1 穿心式電流互感器檢定裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
新型穿心式電流互感器檢定裝置自動(dòng)接拆線臺(tái)面示意圖見圖1。
1.1 系統(tǒng)組成
該裝置由3個(gè)獨(dú)立部分組成，每個(gè)部分均由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、底板、電機(jī)固定板、活動(dòng)板、調(diào)整板、彈簧、一次線、二次線、接近開關(guān)、墊板、導(dǎo)軌、連接線等組成。底板、固定板及加強(qiáng)板均采用優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼板制做加工而成，能夠保證整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，且穩(wěn)定性好。
調(diào)整板的設(shè)計(jì)充分考慮了互感器在生產(chǎn)制造中外形尺寸的誤差，材料采用不銹鋼，使其功能性增強(qiáng)且外形美觀。
一次線接線是技術(shù)的突破點(diǎn)，通過上百次的試驗(yàn)，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一套化整為零的方案，將一次線分成若干段，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下使各段的結(jié)點(diǎn)充分地接觸，形成一個(gè)完整的一次回路。一次線的材料使用了導(dǎo)電性最好的紫銅，加工完成后，進(jìn)行表面鍍鎳處理，使其在長期的生產(chǎn)工作中不受氣候、環(huán)境條件的影響，保證穩(wěn)定的導(dǎo)電性。
對(duì)二次線接線在原理上進(jìn)行了革新，將接線改成了接觸，并充分壓緊使其在檢定互感器時(shí)能夠形成一個(gè)完整回路，且電流穩(wěn)定，在結(jié)構(gòu)上采用了可變量設(shè)計(jì)，材料也采用了表面鍍鎳處理的紫銅，壓緊的動(dòng)力都取之于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
在固定板及活動(dòng)板材料的選擇上進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新，采用了重量輕、絕緣性好的棒尼龍66，該設(shè)計(jì)在以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很少使用，屬于技術(shù)上的又一突破點(diǎn)，如果在長期使用中得到驗(yàn)證，該技術(shù)將得到進(jìn)一步推廣。
采用精度較高的導(dǎo)軌，使活動(dòng)板上的一次線與固定板上的一次線能更準(zhǔn)確地接觸，給檢定互感器提供了更好的保障。
1.2 檢定步驟
檢定分以下5個(gè)步驟進(jìn)行：
(1)將穿心式電流互感器相背安放到墊板的凹槽處，使一次線穿過互感器，同時(shí)放6對(duì)共12只。
(2)按前進(jìn)（或接線）按鈕，驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒條使活動(dòng)板前進(jìn)，活動(dòng)板中一次線與固定板上一次線充分接觸時(shí)，接近開關(guān)采集信號(hào)返回控制單元，電機(jī)停止，此時(shí)，一次線各結(jié)點(diǎn)都充分連接形成一個(gè)回路，二次線也充分連接。
(3)開始檢定12只互感器，采集數(shù)據(jù)并打印。
(4)按下后退按鈕（或拆線按鈕），電機(jī)啟動(dòng)，齒條帶動(dòng)活動(dòng)板向后運(yùn)動(dòng)，接近開關(guān)采集到信號(hào)，返回控制單元，電機(jī)停止，拆線過程完成。
(5)人工取走互感器，完成一次12只互感器的檢定流程。
其中，步驟(2)和(4)用手動(dòng)或上位機(jī)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。
2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用廣的優(yōu)點(diǎn)，本控制系統(tǒng)比較簡單，只涉及數(shù)字量的輸入、輸出，因此選擇了一般的單片機(jī)控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)硬件配置如圖2所示。
整個(gè)測試過程是在大電流或高電壓等強(qiáng)烈干擾環(huán)境中進(jìn)行的，在這種強(qiáng)干擾環(huán)境中，控制單元CPU容易死機(jī)、程序跑飛或進(jìn)入死循環(huán)；在系統(tǒng)上電或欠壓條件下時(shí)，CPU等部件還容易出現(xiàn)不確定狀態(tài)，造成意外動(dòng)作。為此我們采用了看門狗X25045，很好地解決了干擾問題，并且驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)用了固態(tài)繼電器，避免了電弧的干擾。
3 結(jié)束語
穿心式電流互感器誤差檢定的自動(dòng)化接拆線裝置的實(shí)現(xiàn)，大大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，減少了由于人工接線時(shí)的不穩(wěn)定性而產(chǎn)生的檢定誤差，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。由于穿心式互感器在實(shí)踐中用量大，檢定任務(wù)重，因此穿心式電流互感器誤差檢定自動(dòng)化接拆線裝置是電力部門及互感器生產(chǎn)廠家進(jìn)行大量電流互感器測試的必備設(shè)備。
A Kind of Automatic Connecting and Disconnecting Device to Check Feedthrough Current Transformer
JI Lan-feng
(Shanxi Design and Research Institute of Mechanical and Electrical Engineering, Taiyuan 030009, China)
Abstract: This paper introduces a kind of automatic connecting and disconnecting device to achieve feedthrough transformer error checking by use of automation technology, expounds its working principle, introduces the design scheme of the hardware structure and control system, explains the steps of verification. The experimental data verify the feasibility of the device.
Key words: feedthrough current transformer; error detection; automatic connecting and disconnecting; automatic control
