CN112881766A - 一种不断电更换电表的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不断电更换电表的方法及装置，包括以下步骤：打开电表箱，将需要更换的电表的底座上的封盖打开，断开所述通讯接头与所述采集器的连接；与后台服务器进行换表施工确认；将进表火线插接柱与出表火线插接柱短接，进表零线插接柱与出表零线插接柱短接；验证短接情况，若短接完全，则将旧电表拔下进行更换；将进表火线插接柱与出表火线插接柱之间的短接取消，进表零线插接柱与出表零线插接柱之间的短接取消，将封盖以及通讯接头复原。本发明解决了现有技术存在的换表过程繁琐、影响用户用电且存在安全隐患的技术问题。

Description

一种不断电更换电表的方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统检修技术领域，尤其是指一种不断电更换电表的方法及装置。

背景技术

由于网络的发展，现在每户的用电量，都是使用远程抄表系统来采集，老式的电表已经不能满足新时代的要求了。更换智能电表也是一个必然趋势，新的智能电表完善了各种功能，不仅可以扣费，还有电量记忆和超额报警，为电力部门节省了许多人力物力，提高了工作效率，非常人性化。

出于用电安全方面的考虑，根据《供电营业规则》第七十九条规定，高压计量三相表轮换周期一般3～4年，低压计量的三相表轮换周期为4～6年，低压单相电能表轮换周期为6～10年。当电表达到轮换周期或者出现故障后，即需要电力部门工作人员上门换表，现有技术由于电表串联在用户入户火线中，在换表时需要先将用户侧供电断开，在更换电表完成后再恢复用户供电存在换表过程繁琐且影响用户用电的技术问题。现有技术中还存在容易被窃电的技术问题。

为了解决上述技术问题，公开号CN205861739U公开了了一种不断电电表，包括有上壳体和下壳体，在所述第一壳体上连接有一翻盖，所述翻盖一端通过转轴固定在第一壳体上，另一端能够绕所述转轴转动，在所述上壳体和下壳体之间形成有台阶面，在所述台阶面上设置有若干接线端子，在所述台阶面上还设置有防窃电盖板，所述防窃电盖板一端开设有第一通孔，在所述下壳体上开设有与所述第一通孔正对的第二通孔，在所述第一通孔和第二通孔中穿设有转动杆，所述防窃电盖板能绕所述转动杆转动，还包括有不断电插件，所述不断电插件包括有支架，所述支架的底面上设置有与所述接线端子数量相同的接线柱，并且每一个接线端子均对应一个接线柱。该不断电电表的优点在于：采用一块可转动的防窃电盖板，该防窃电盖板通过插槽与插杆相配合的方式连接在壳体上，并且通过设置在壳体上的锁扣件进行密封，这样一方面实现了防窃电功能，将接线端子密封在盖板中，另一方面，可以通过打开和闭合锁扣件，方便的控制防窃电面板的开合，便于维修和拆装；在需要更换电表时，为了防止在更换过程中发生断电现象，当将电线从接线端子中拔出后，由操作人员将不断电插件上的接线柱插入接线端子，从而保持线路的畅通，同时进行更换电表，实现不断电换表。但该不断电电表接线柱插入接线端子后，电力部门工作人员无法判断电表是否完全被短接，一旦短接不完全就拔下电表，不仅会影响用户用电，更会引发人员触电等安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有电表存在的换表过程繁琐、影响用户用电且存在安全隐患的技术问题。

为解决上述技术问题，实现电表完全短接后在不影响用户用电的情况下进行电表更换，本发明提供一种不断电更换电表的方法，包括以下步骤：

BZ1.打开电表箱，将需要更换的电表的底座上的封盖打开，断开所述通讯接头与所述采集器的连接；

BZ2.与后台服务器进行换表施工确认；

BZ3.将进表火线插接柱与出表火线插接柱短接，进表零线插接柱与出表零线插接柱短接；

BZ4.验证短接情况，若短接完全，则将旧电表拔下进行更换，若短接不完全则重复BZ3；

BZ5.将进表火线插接柱与出表火线插接柱之间的短接取消，进表零线插接柱与出表零线插接柱之间的短接取消，将封盖以及通讯接头复原。所述通讯接头与电表通过长度裕量很小的数据线连接，当封盖打开后，所述通讯接头位置随之改变，所述数据线由于长度不足以继续连接电表而断开，后台服务器收到电表断开信号，若一段时间内没有收到电力部门工人的换表施工确认，则认定电表故障或有人窃电，向相关人员发出警报。

作为优选，所述BZ4包括以下步骤：

BZ41.计算距离导线轴线距离为R1的圆周上的N个点的磁场强度并取平均值B1，；

BZ42.设置距离导线轴线距离为R2的补偿环，计算补偿环上的磁场强度B2，根据B2滤除B1中非待测导线产生的磁场强度，得到待测导线在R1处产生的磁场强度B；

BZ43.测定进表火线上的电流I1，根据计算式

式中R为测定点与待测导线轴线之间的距离，B为R处待测导线中电流产生的磁场的磁场强度，μ₀为真空磁导率；

BZ44.测定出表火线与进表零线之间的电压U2，将U2与进表火线电压U1(220V)进行对比，若U1与U2差值小于阈值Z1，则说明火线短接完全；若U1与U2差值大于阈值Z1，则说明火线短接不完全，需重复BZ3；

B45.测定进表零线与出表零线短接处通过的电流I2，将I2与测得的I1进行对比，若I1与I2差值小于阈值Z2，则说明零线短接完全；若I1与I2差值大于阈值Z2，则说明零线短接不完全，需重复BZ3。当火线或者零线短接不完全时拔下电表，会导致用户侧电压骤降，造成用电器损坏等问题，因此采用本方法更换电表必须在拔下电表之前确认火线以及零线短接完全。根据磁场强度计算导线中的电流属于现有技术，但现有技术中对导线中电流的检测是在周围没有其他导线影响的情况下进行的，而更换电表时，这一情况显然不成立，空间中某一点处的磁场强度是由多条导线中的电流共同作用产生的，为了排除其他导线对于待测导线(进表火线)电流检测的影响，设置补偿环，根据空间中磁场强度与坐标的关系的理论值和实际值，利用数学方法将其余导线整合为一条虚拟导线，排除虚拟导线对待测导线的影响后得到待测导线产生的磁场强度B，从而计算得到待测导线中的电流I。进表零线中的电流I2则通过本方法对应的换表装置中的电流表测定，出表火线与进表零线之间的电压U2明显小于220V时，则说明回路某处存在大电阻，即接触不良，使得电表短路不完全。

本发明还提供一种不断电更换电表的装置，包括固定件以及插接件，所述固定件包括底座、若干接线端子、电表插接柱以及封盖，所述底座背面与电表箱固定连接，所述底座正面与电表卡接，所述接线端子安装在所述底座上，所述接线端子包括进线端、出线端、以及紧固螺丝，所述进线端与电线连接，所述出线端与所述电表插接柱连接，所述紧固螺丝使所述电线与所述进线端连接紧密，所述进线端与所述出线端电连接，所述插接件包括把手、连接板、指示灯以及若干卡接头，所述连接板内设有空腔，所述空腔内设有导体，所述卡接头安装在所述连接板下方，所述指示灯安装在所述连接板上方，所述把手与所述连接板卡接，所述卡接头的数量以及间距与所述电表插接柱的数量以及间距互相匹配，所述卡接头每相邻两个为一组，同组的两个卡接头通过所述空腔内的导体互相电连接，在所述空腔之内不同组的卡接头之间没有导体，所述封盖与所述底座连接并封印若干所述接线端子。所述卡接头的数量与电表相、线数有关，与一般的民用单相四线电表匹配的卡接头数量为四，两两一组。所述封盖一方面阻止灰尘雨水等进入接线端子，另一方面封印所有接线端子可以防止用户自行短接电表窃电。所述卡接头带有弹性，打开所述封盖后，将所述卡接头与对应的电表插接柱接触即可将电表短接，此时将电表从所述电表插接柱上拔下，并不会影响用户用电，将新电表插到所述电表插接柱上，再将所述插接件与所述固定件分离，所述新电表即可正常工作，最后再将封盖封好防止窃电。

作为优选，所述进线端设于所述接线端子下端，所述出线端设于所述出线端子上端，所述紧固螺丝设于所述接线端子正面。根据现有电表箱以及电表的结构，该优选方案便于电表的安装。

作为优选，所述连接板空腔内设有电压互感器、电流互感器以及电流表，所述指示灯包括电压指示灯以及负载电流指示灯，所述电压互感器感应所述导体上的电压并为所述电压指示灯供电，所述电流互感器感应所述导体上的电流并为所述负载电流指示灯以及电流表供电，所述电流表检测I2。所述电压互感器并联在所述导体两端，所述电流互感器与所述导体串联。当卡接头与对应的电表插接柱接触后，所述电压指示灯在所述导体对地电势大于设定值N1时亮起，所述负载电流指示灯在所述导体上电流超过设定值N2时亮起。当电压指示灯亮而负载电流指示灯不亮时，说明可能存在电表短接不完全的情况。当检测到的I2明显小于I1时，说明电表所在回路仍有分流，电表短接不完全。

作为优选，本无感更换电表的设备还包括采集器、485线接头以及通讯模块，所述485线接头安装在所述封盖上，所述采集器采集电能表读数，所述采集器通过所述485接头与所述通讯模块连接，所述通讯模块与后台服务器进行数据交互。所述485接头共有两个接线端，所述封盖设有凸起的两个安装部，所述485接头安装在其中一个安装部上且通过长度刚好的数据线与所述通讯模块以及所述电表连接，因此当所述封盖打开时，所述电表与后台服务器的通讯会断开，后台服务器会接收到电表封盖打开的信号。

作为优选，所述插接件还包括开关以及开关复位弹簧，所述把手包括两个纵臂以及连接臂，两个所述纵臂通过所述连接臂连接，所述纵臂设有凸杆，所述开关串联在所述卡接头与所述空腔内的导体之间，所述开关的触片的上表面与所述凸杆连接，所述开关的触片的下表面与所述开关复位弹簧连接，所述开关复位弹簧与所述连接板固定连接。所述插接件的外壳为绝缘树脂，内部设有空腔用于装设其余传动以及电气部分。所述凸杆为绝缘体，所述把手安装在所述连接板上时，连接板内的开关被所述凸杆顶至断开位置，即只有当把手取下后才会将电表短路。

作为优选，所述电表插接柱的形状以及数量与电表进/出线孔互相匹配。

作为优选，所述电压指示灯串联一个保护电阻R1，所述负载电流指示灯并联一个保护电阻R2。保护电阻的存在可以使指示灯不易过载烧毁，使本发明对于电压及电流检测的结果更可信。

作为优选，还包括导线电流检测模块，所述导线电流检测模块包括检测环、补偿环、计算单元以及显示器，所述检测环、补偿环以及显示器均与所述计算单元连接，所述检测环以及补偿环均包括两个半环，所述两个半环一端通过弹簧以及转轴转动连接，另一端相互抵接，所述检测环检测磁场强度B1，所述补偿环检测磁场强度B2，所述计算单元根据B1以及B2计算待测导线中的电流大小并输出到所述显示器上。所述弹簧使所述两个半环抵接紧密并在使两个半环张开的外力消失后使两个半环复位。

本发明的实质性效果是：1)通过连接火线与零线的接线柱将电表短接，可以在不影响用户用电的前提下更换电表；2)引入封盖和通讯模块，可以从后台服务器查询电表信息，防止窃电；3)准确检测各节点的电压以及电流，在确认电表被短接后再进行换表，安全可靠。解决了现有技术存在的换表过程繁琐、影响用户用电且存在安全隐患的技术问题。

附图说明

图1是实施例一固定件的结构示意图。

图2是实施例一封盖结构示意图。

图3是实施例一插接件的结构原理示意图。

图4是实施例一的电气原理示意图。

图5是实施例一导线电流检测模块示意图。

图中：1.底座、2.接线端子、3.电表插接柱、4.封盖、5.485线接头、6.凸杆、7.把手、8.连接板、9.开关复位弹簧、10.电压指示灯、11.负载电流指示灯、12.触片、13.进表火线卡接头、14.出表火线卡接头、15.出表零线卡接头、16.进表零线卡接头、17.检测环、18补偿环、19.转轴、20.计算单元、21.显示器、22.电流表、23待测导线。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一如图1所示，无感换表装置的固定件，固定件包括底座1、若干接线端子2以及电表插接柱3，底座1背面与电表箱固定连接，底座1正面与电表卡接，接线端子2安装在底座1上，接线端子2包括进线端、出线端、以及紧固螺丝，进线端与电线连接，出线端与电表插接柱3连接，紧固螺丝使电线与进线端连接紧密，进线端与出线端电连接。进线端设于所述接线端子2下端，所述出线端设于所述出线端子上端，所述紧固螺丝设于所述接线端子2正面。实施例一配合执行以下步骤：

BZ1.打开电表箱，将需要更换的电表的底座1上的封盖4打开，断开所述通讯接头与所述采集器的连接；

BZ2.与后台服务器进行换表施工确认；

BZ3.将进表火线插接柱与出表火线插接柱短接，进表零线插接柱与出表零线插接柱短接；

BZ4.验证短接情况，若短接完全，则将旧电表拔下进行更换，若短接不完全则重复步骤B3；

BZ5.将进表火线插接柱与出表火线插接柱之间的短接取消，进表零线插接柱与出表零线插接柱之间的短接取消，将封盖4以及通讯接头复原。所述通讯接头与电表通过长度裕量很小的数据线连接，当封盖4打开后，所述通讯接头位置随之改变，所述数据线由于长度不足以继续连接电表而断开，后台服务器收到电表断开信号，若一段时间内没有收到电力部门工人的换表施工确认，则认定电表故障或有人窃电，向相关人员发出警报。

如图2所示，固定件还包括封盖4以及485线接头5，封盖4与所述底座1连接并封印若干所述接线端子2。电表箱内设有通过485接头连接的通讯模块以及采集器，485线接头5安装在所述封盖4上，所述采集器采集电能表读数，所述采集器通过所述485接头与所述通讯模块连接，所述通讯模块与后台服务器进行数据交互。所述485接头共有两个接线端，所述封盖4设有凸起的两个安装部，所述485接头安装在其中一个安装部上且通过长度刚好的数据线与所述通讯模块以及所述电表连接，因此当所述封盖4打开时，所述电表与后台服务器的通讯会断开，后台服务器会接收到电表封盖4打开的信号。

如图3所示，实施例一的插接件包括把手7、连接板8、指示灯以及若干卡接头，插接件的外壳由绝缘材料制成，所述连接板8内设有空腔，所述空腔内设有导体，所述卡接头安装在所述连接板8下方，所述指示灯安装在所述连接板8上方，所述把手7与所述连接板8卡接。卡接头共有四个，分别对应连接进表火线、出表火线、进表零线、出表零线。进表火线卡接头13与出表火线卡接头14之间通过空腔内的开关以及导体连接，进表零线卡接头16与进表火线卡接头13之间通过空腔内的开关以及导体连接，把手7包括两个纵臂以及一个连接臂，两个纵臂通过连接臂连接，纵臂设有绝缘树脂制成的凸杆6，开关串联在卡接头与空腔内的导体之间，开关的触片12的上表面与凸杆6连接，开关的触片12的下表面与开关复位弹簧9连接，开关复位弹簧9与连接板8固定连接。所述把手7安装在所述连接板8上时，连接板8内的开关被所述凸杆6顶至断开位置，即只有当把手7取下后才会将电表短路。电压指示灯10以及负载电流指示灯11设于所述连接板8上。连接板8空腔内设有电压互感器以及电流互感器，所述电压互感器检测所述导体上的电压并为所述电压指示灯10供电，所述电流互感器检测所述导体上的电流并为所述负载电流指示灯11供电。

如图4所示，电压互感器PT的一次侧线圈两端并联在进表火线卡接头13以及进表零线卡接头16上，电压互感器PT的二次侧线圈为电压指示灯10供电，电压指示灯10串联有保护电阻R1，电流互感器CT的一次侧线圈串联在进表零线卡接头16以及出表零线卡接头15之间，电流互感器PT的二次侧线圈为负载电流指示灯11以及电流表供电，负载电流指示灯11并联有保护电阻R2。

如图5所示，检测待测导线23中电流产生的磁场的检测环17和补偿环18均与计算单元20连接，组成检测环以及补偿环18的半环之间通过转轴19以及弹簧连接，计算单元20计算待测导线23中的电流大小并输出到显示器21上。

检测环17、补偿环18以及计算单元20配合执行以下步骤

BZ41.计算距离导线轴线距离为R1的圆周上的N个点的磁场强度并取平均值B1，；

BZ42.设置距离导线轴线距离为R2的补偿环18，计算补偿环18上的磁场强度B2，根据B2滤除B1中非待测导线23产生的磁场强度，得到待测导线23在R1处产生的磁场强度B；

BZ43.测定进表火线上的电流I1，根据计算式

式中R为测定点与待测导线23轴线之间的距离，B为R处待测导线23中电流产生的磁场的磁场强度，μ₀为真空磁导率；

BZ44.测定出表火线与进表零线之间的电压U2，将U2与进表火线电压U1(220V)进行对比，若U1与U2差值小于阈值Z1，则说明火线短接完全；若U1与U2差值大于阈值Z1，则说明火线短接不完全，需重复BZ3；

B45.测定进表零线与出表零线短接处通过的电流I2，将I2与测得的I1进行对比，若I1与I2差值小于阈值Z2，则说明零线短接完全；若I1与I2差值大于阈值Z2，则说明零线短接不完全，需重复BZ3。当火线或者零线短接不完全时拔下电表，会导致用户侧电压骤降，造成用电器损坏等问题，因此采用本方法更换电表必须在拔下电表之前确认火线以及零线短接完全。根据磁场强度计算导线中的电流属于现有技术，但现有技术中对导线中电流的检测是在周围没有其他导线影响的情况下进行的，而更换电表时，这一情况显然不成立，空间中某一点处的磁场强度是由多条导线中的电流共同作用产生的，为了排除其他导线对于待测导线23(进表火线)电流检测的影响，设置补偿环18，根据空间中磁场强度与坐标的关系的理论值和实际值，利用数学方法将其余导线整合为一条虚拟导线，排除虚拟导线对待测导线23的影响后得到待测导线23产生的磁场强度B，从而计算得到待测导线23中的电流I。进表零线中的电流I2则通过本方法对应的换表装置中的电流表22测定，出表火线与进表零线之间的电压U2明显小于220V时，则说明回路某处存在大电阻，即接触不良，使得电表短路不完全。

使用本实施例更换电表，打开所述封盖后，将所述卡接头与对应的电表插接柱接触即可将电表短接，将检测环打开后夹入进表火线检测进表火线上的电流I1，从连接板上的电流表22上读取进表零线的电流I2，当电压U1＝220V，I1＝I2时说明电表被完全短接，此时将电表从所述电表插接柱上拔下，并不会影响用户用电，将新电表插到所述电表插接柱上，再将所述插接件与所述固定件分离，所述新电表即可正常工作，最后再将封盖封好防止窃电。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种不断电更换电表的方法，用于在不影响用户用电的前提下更换安装在电表箱内的电能表，所述电能表安装在与火线或零线连接的插接柱上，所述插接柱安装在底座上，所述底座设有能防窃电的封盖，所述封盖封印所述插接柱，所述封盖上设有通讯接头，所述通讯接头连接采集电表信息的采集器以及通讯模块，所述通讯模块与后台服务器进行数据交互，其特征在于，包括以下步骤：

BZ1.打开电表箱，将需要更换的电表的底座上的封盖打开，断开所述通讯接头与所述采集器的连接；

BZ2.与后台服务器进行换表施工确认；

BZ3.将进表火线插接柱与出表火线插接柱短接，进表零线插接柱与出表零线插接柱短接；

BZ4.验证短接情况，若短接完全，则将旧电表拔下进行更换，若短接不完全则重复步骤B3；

BZ5.将进表火线插接柱与出表火线插接柱之间的短接取消，进表零线插接柱与出表零线插接柱之间的短接取消，将封盖以及通讯接头复原。

2.根据权利要求1所述的一种不断电更换电表的方法，其特征在于：所述BZ4包括以下步骤：

BZ41.计算距离导线轴线距离为R₁的圆周上的N个点的磁场强度并取平均值B₁，；

BZ42.设置距离导线轴线距离为R₂的补偿环，计算补偿环上的磁场强度B₂，根据B₂滤除B₁中非待测导线产生的磁场强度，得到待测导线在R₁处产生的磁场强度B；

BZ43.测定进表火线上的电流I₁，根据计算式

式中R为测定点与待测导线轴线之间的距离，B为R处待测导线中电流产生的磁场的磁场强度，μ₀为真空磁导率；

BZ44.测定出表火线与进表零线之间的电压U₂，将U₂与进表火线电压U₁，一般为220V，进行对比，若U₁与U₂差值小于阈值Z₁，则说明火线短接完全；若U₁与U₂差值大于阈值Z₁，则说明火线短接不完全，需重复BZ3；

B45.测定进表零线与出表零线短接处通过的电流I₂，将I₂与测得的I₁进行对比，若I₁与I₂差值小于阈值Z₂，则说明零线短接完全；若I₁与I₂差值大于阈值Z₂，则说明零线短接不完全，需重复BZ3。

3.一种不断电更换电表的装置，用于执行权力要求1或2所述的不断电更换电表的方法，包括固定件以及插接件，其特征在于：所述固定件包括底座、若干接线端子、电表插接柱以及封盖，所述底座背面与电表箱固定连接，所述底座正面与电表卡接，所述接线端子安装在所述底座上，所述接线端子包括进线端、出线端、以及紧固螺丝，所述进线端与电线连接，所述出线端与所述电表插接柱连接，所述紧固螺丝使所述电线与所述进线端连接紧密，所述进线端与所述出线端电连接，所述插接件包括把手、连接板、指示灯以及若干卡接头，所述连接板内设有空腔，所述空腔内设有导体，所述卡接头安装在所述连接板下方，所述指示灯安装在所述连接板上方，所述把手与所述连接板卡接，所述卡接头的数量以及间距与所述电表插接柱的数量以及间距互相匹配，所述卡接头每相邻两个为一组，同组的两个卡接头通过所述空腔内的导体互相电连接，所述封盖与所述底座连接并封印若干所述接线端子。

4.根据权利要求3所述的一种不断电更换电表的装置，其特征在于：所述连接板空腔内设有电压互感器、电流互感器以及电流表，所述指示灯包括电压指示灯以及负载电流指示灯，所述电压互感器感应所述导体上的电压并为所述电压指示灯供电，所述电流互感器感应所述导体上的电流并为所述负载电流指示灯以及电流表供电。

5.根据权利要求3或4所述的一种不断电更换电表的装置，其特征在于：所述插接件还包括开关以及开关复位弹簧，所述把手包括两个纵臂以及一个连接臂，两个所述纵臂通过所述连接臂连接，所述纵臂设有凸杆，所述开关串联在所述卡接头与所述空腔内的导体之间，所述开关的触片的上表面与所述凸杆连接，所述开关的触片的下表面与所述开关复位弹簧连接，所述开关复位弹簧与所述连接板固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种不断电更换电表的装置，其特征在于：所述电压指示灯串联一个保护电阻R1，所述负载电流指示灯并联一个保护电阻R2。

7.根据权利要求3所述的一种不断电更换电表的装置，其特征在于：还包括导线电流检测模块，所述导线电流检测模块包括检测环、补偿环、计算单元以及显示器，所述检测环、补偿环以及显示器均与所述计算单元连接，所述检测环以及补偿环均包括两个半环，所述两个半环一端通过弹簧以及转轴转动连接，另一端相互抵接，所述检测环检测磁场强度B₁，所述补偿环检测磁场强度B₂，所述计算单元根据B₁以及B₂计算待测导线中的电流大小并输出到所述显示器上。

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