低压电流互感器自动化检定系统的探讨

低压电流互感器自动化检定系统的探讨

摘要：近几年，低压电流互感器自动化检定系统在省级电力公司计量中心得到

了广泛的应用。本文对低压电流互感器的抽检、复检等检定量小的工况，解决了

采用自动化检定系统试验的效率低下，传统测试台接拆线工作繁琐的问题，设计

了一种新型的检定系统，可实现一次电流3000A/5A 及以下电流互感器的自动化，智能化检定，大大减轻了体力工作，提高了检定效率。

关键词：低压电流互感器；检定系统；自动化

计量检定是国家强制管理的重要工作，其社会性强，法制化要求高，各级政

府管理监督严。计量器具准确与否，关系着广大电力客户的切身利益和电网企业

的经济利益，影响着电网的优质服务水平和社会履责形象。互感器是电能计量装

置的重要组成部分，研制互感器自动化检定系统将最大限度地消减人为因素，提

高检定结果的一致性，进一步提升电能计量的准确性、可靠性，保障供售用电各

方的合法权益，有利于促进企业、行业和社会的和谐发展。

1自动化检定系统总体设计

按照自动化、组件化模式设计思想，系统以额定电流为75A～1500A 的LMZ

型互感器以及具有相同外型尺寸的最大电流为3000A 的电流互感器为检测对象，

根据国网检定规程，进行绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次绕组匝间绝缘强度

试验、基本误差测量、磁饱和裕度测量。针对互感器外形尺寸不同，检定所需电

流能力不同的特点，分为小电流互感器试验柜和大电流互感器试验柜。两个试验

柜可同时进行检定试验，既节省能源又提高效率。操作面板和测量仪器居中对称

嵌入操控台斜面，便于操作，易于观察。采用标准化、模块化设计，应用自动化

技术，智能化技术，检测测量技术，综合考虑电气安全性、人机工程学、方便检

修等因素，设计了由一个操控台、二个试验柜的多功能综合检测系统。

2低压电流互感器系统结构设计

2.1系统拓扑结构设计

自动化检定管理软件平台是自动化检定输送系统的灵魂和大脑。检定任务的

实现依赖软件平台与检定系统的有效配合，因此设计需严谨，安全可靠性高，在

设计时遵循标准化、开放性、先进性、管理维护方便、信息安全等原则。检定系

统设计为管理层、控制层、设备层组成。管理层为检定系统管理平台，接受生产

调度平台下达的检测计划，对整个检定系统进行管理和控制，并将检定结果和绑

定后信息上报生产调度平台。控制层为输送单元，完成互感器在检定过程中的输

送和定位。设备层由若干功能子系统构成，执行检定系统管理平台指令，实现对

互感器除上下料和贴标外的全自动检定。

2.2系统机械结构设计

整个检测系统结构由信息识别装置、物料输送装置、自动接拆线装置组成。

信息识别装置可实现对多只互感器的条码进行步进式扫描，扫描结果与任务单进

行比对验证。物料输送装置可实现多点位的精确定位，按照工作流程将互感器输

送到相应工位。

自动接拆线装置由一次接拆线机构、二次接拆线机构、穿排穿杆机构和接地

机构组成。实现各项试验中的互感器的一次、二次端自动化接线和拆线，以及在

耐压试验时的二次对地自动化接线。一次接拆线机构的设计需综合考虑四种穿心

式互感器的尺寸和结构形式，穿心机构设计要考虑互感器的孔型铜杆和铜排在穿

心运动时的弯曲变形及穿心铜排、铜杆两端大电流的承受能力等几方面因素。互

感器二次接线机构需考虑四种在高度方向存在差异，最大的偏差为30mm，由于

互感器的试验是在同一工位上进行，就要求设计一种通用的二次接线机构，满足

互感器高度的偏差。

2.3系统测量方法设计

系统所用新型校验仪，在传统校验仪的基础上通过改进，增加了工频耐压测

试功能，即将自动化检定系统中的校验仪和耐压仪合二为一。新型校验仪集DSP

技术、电子技术、网络通讯技术于一体，通过网络通讯，将检定试验所需的校验仪、负荷箱、绝缘电阻测试仪等织在一张网内，可实现自动测试、试验类型自动

切换、自动采集测试结论。设计中采用高压真空继电器来切换试验线路，简化接线。其中，绝缘电阻试验与工频耐压试验两个试验都是针对互感器一次与二次端

子之间或二次端子与地之间的绝缘水平，两个试验能共用大部分线路；基本误差

测量、磁饱和误差测量和二次绕组匝间绝缘强度测量三个试验的测量原理基本相似，都是通过控制升流装置升流至某一百分表时，采集互感器二次侧的误差信号

或开路电压信号，也可共用大部分线路。

3系统控制方法设计

（1）自动接拆线机构

研制自动接拆线装置、自动穿心导向组件和自动二次压针接线组件等自动机构，实现一次接线自动穿排、穿心导向和二次接线自动压接。

① 采用圆形铜杆、矩形铜排、同步电缸、气爪、导电块等研制自动穿排机构，实现圆孔型和方孔型穿心式互感器自动一次接线，最大通流为2400 A、最大接触

压力为3 MPa。

② 采用活动导电块、夹爪、驱动气缸等研制母排式互感器接线机构，最大通流为90 A、最大接触压力为0.5 MPa。

③ 采用底部绝缘支撑滚轮、侧翼绝缘导向滚轮、导杆式气缸等研制自动穿心导向组件，保证穿排行程平稳直线。

④ 采用导杆式气缸、二次引线端子、弹簧、导电杆、触头等研制自动二次压针接线组件，最大通流为90 A，压接

可靠无发热，可按规程自动检定不同规格的互感器。

（2）多层级组态式自动控制。研发电控子系统和信息管理子系统，实现工作站、人机界面、功能单元、传感器以及PLC 之间的顺畅通信。对接计量一体化生

产调度平台和智能仓储系统，支持远程或本地控制机械手、传输流水线、拆码垛机、自动接拆线、自动检定等装置。应用三维仿真技术，集中、实时显示控制出库、上料、检定、下料、入库以及异常处理等环节与流程。有序管理信息、参数

和数据，检定数据准确、完整、可追溯。

（3）智能信息识别。集成应用射频识别和条码扫描技术，自动采集、绑定周转箱和互感器的信息；应用视觉识别和图像匹配技术，实现对互感器的外观检查

和摆放位置的验证、纠错；应用自动贴标技术，实现已检互感器的自动分拣贴标。

（4）完备的抗干扰与安全监控。系统采用强弱信号隔离布线、供电滤波、高频控制信号屏蔽、接触器加装灭弧器、多层巴特沃兹滤波电路、高压瓷片电容、

瞬态电压抑制二极管TVS抑制电路、软件滤波等技术，防止自动传输、检定试验、电气控制等设备带来的复杂干扰。采用红外测温技术定点监控潜在发热源，采用

安全光幕技术防护试验区域，采用视频监控技术实时监视系统运行、自动定位故

障点。定点诊断电源、气源、信息源以及设备等的异常与故障，实现分级分类控制。