一种新型电能计量封印检测设备的研发及使用

2022-09-10

电能计量装置是供电企业与发电企业、电力用户之间进行贸易结算的重要器具, 在国家强制检定范围内, 只有检定合格的产品才能安装使用[1]。计量封印则用来封锁电能计量装置[2], 避免非授权人员私自调整、更改计量装置, 也是对电能计量装置有效管控、降低线损的重要措施[3]。为此, 供电企业要对封印质量进行检测, 以确保封印效果的可靠性。但在封印检测过程中, 发现封印供货厂家较多, 产品质量参差不齐, 部分厂家产品质量未达到技术规范的要求, 无法充分保障封印的规范性、使用便捷性、防撬安全性, 因此本文研制了一种新型电能计量封印检测设备, 用以解决封印检测中的问题。

一、电能计量封印检测设备组成与工作流程

(一) 封印检测设备组成

电能计量封印检测设备由卡扣式封印耐冲击测试专机、拉应力测试仪、二维码扫描枪、二次元投影仪、标准光源箱和计算机组成, 3D效果如图1所示。

(二) 封印检测工作流程

电能计量封印检测工作流程如图2所示。 (1) 产品编码识读测试, 使用二维码扫描枪判读, 外壳激光打印编码与标签编码内容完全相符为合格。只要有1只不合格, 则判整批不合格。 (2) 颜色对比检测, 在标准光源箱内对比到货产品与保留颜色样品的颜色差别。对于穿线式封印对比自锁插件颜色, 而对于卡扣式封印对比产品整体颜色。只要有1只不合格, 则判整批不合格。 (3) 施封力和抗拉力检测。测试施封力时, 将产品另一端的封线插入穿线孔, 并放入施封力专用夹具, 采用平压头施压, 测试结果≤100N为合格。测试抗拉力时, 将已加封好的产品放入抗拉力专用夹具, 拉勾将封线拉出或拉断, 测试结果≥100N为合格。只要有1只不合格, 则判整批不合格。 (4) 耐疲劳测试时, 耐冲击试验次数达到1000次, 产品卡脚无断裂为合格, 只要有1只不合格, 则判整批不合格。

二、电能计量封印检测设备硬件设计

(一) 封印检测设备选型

封印检测设备及材料的选择直接影响检测质量和效率。本文对卡扣式封印耐冲击测试专机、拉应力测试仪、二维码扫描枪、二次元投影仪、标准光源箱的选择进行分析, 并确定了最佳方案。二维码扫描枪、二次元投影仪和标准光源箱采用直接外购方案, 要求前两种设备能与计算机相连和交互, 标准光源箱采用六光源对色灯箱。研制重点是卡扣式封印耐冲击测试专机和拉应力测试仪。耐冲击测试专机用于检验卡扣式封印与电表加封螺丝配合无破裂性, 测试加封次数要达到1000次, 应利用自动化技术保证测试效率, 同时也减轻工作人员劳动强度。拉应力测试仪测试穿线式封印施封力和抗拉力, 其中施封力要求小于100N, 抗拉力要求100~300N, 考虑实际产品性能的离散性, 采用50kg (490N) 的高精度传感器。两种测试都要求专用夹具, 需要专门设计。为了减少更换、调整夹具所占有的时间, 需要设计二维方向调节平台。

(二) 封印检测设备硬件方案确定

图3是卡扣式封印耐冲击测试专机的确定方案。为安全起见, 封印冲击机构采用2020铝型材和PC透明板设置了一个外罩。在设备正面配置了人机操作界面, 通过PLC实现了自动控制。在操作界面旁边配置电源开启、急停按钮和指示灯。

三、电能计量封印检测设备软件设计

(一) 卡扣式封印耐冲击测试专机

采用VB 6.0开发PLC控制界面, 实现工作监控、参数设置、时间显示与校准、气缸状态显示、气缸动作次数设置、气缸复位上升时间保持、气缸动作下降保持时间设置、自动运行、设备暂停、手动操作等功能。还能实现与上位机的通信。

(二) 拉应力测试仪

采用通用试验机测控软件Test Master, 该软件在上位机Windows系统中安装, 通过上位机对拉应力测试仪进行操控, 试验结果可以生成Word报表, 并直接打印出来。

(三) 计量封印进货检验系统

开发计量封印进货检验系统用于记录产品的试验数据。该系统具有新建、保存、打印、删除、查询等功能。打开检验单后自动生成检验编号, 二维码扫描枪扫描二维码后自动输入到检验单上。

检验单填写完成后, 可自动打印出来, 并预留人员签名位置。

四、电能计量封印检测设备使用效果

新型电能计量封印检测设备的研制, 申请实用新型专利1项, 形成了5个试验项目的作业指导书。研发费用总计10万元, 解决了长期以来计量封印产品进货检测手段不足、检测方式不规范、监管环节缺失的问题, 不仅弥补了计量封印检测的空白, 而且实现了检测记录的可追溯性, 实现了计量封印检测标准化、规范化和高效化目标。