一种无损换表装置及换表方法与流程

1.本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种无损换表装置及换表方法。


背景技术：

2.所谓多功能电能表是指除计量有功(无功)外还具有分时、测量需量等两种以上的功能，并能显示、存储和输出数据的电能表。对于多功能电能表的更换，传统的更换方式是通过操作联合接线盒，将电流互感器的二次回路短路，断开电压互感器的二次回路，拆除运行旧表，更换新表，然后进行现场测试。整个更换的过程，熟练操作的工作人员大概需要30分钟，非熟练操作的工作人员需要更长时间。在更换过程中，由于电流互感器的二次回路短路、电压互感器的二次回路在电能表处断开，使电能表无法计量，考核计量点时会导致网损和线损增大、失真，从而影响线损的考核和分析，结算计量点的电量时会给供电企业造成不可忽视的损失。
3.为此，中国专利《电能表无损更换装置及其更换方法》（cn110542772a）公开了一种电能表无损更换装置及其更换方法，以解决现有多功能电能表更换时无法计量电量，导致供电企业损失的问题。该发明所述更换方法将运行电能表回路进行二次电流的分流，第一电能表安装插件和第二电能表安装插件并联安装在二次电流回路中，两个电能表安装插件分别用于安装待换电能表和被换电能表，更换电能表过程中，通过两个电能表安装插件交替安装待换电能表和被换电能表，断开其中一个电能表的二次电流运行回路，另一个电能表的二次运行回路与运行电能表回路连接，实现不间断计量，从而实现无损更换。
4.然而，该电能表无损更换装置仅是一个外挂的设备，换表操作时需要先装一个新表在这个装置上的第一表位，再把这个设备的引线接到原来的联合接线盒，之后把旧表拆除插到第二表位，然后再将新表从装置上拆下安装到配电柜里，之后将旧表从装置上拆除，最后把装置引线从原联合接线盒上拆下。在此操作过程中，接拆引线是带电操作，需要带电拧螺丝，有一定的危险性。并且在实际操作中，依然存在操作不便，费时费力的问题。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题在于提供一种无损换表装置，以克服现有的联合接线盒或无损换表装置操作不方便、无法防止误操作的缺陷。
6.一种无损换表装置，包括：底座，其上并排设有两排表计插接柱，所述两排表计插接柱内分别设有两组插套，所述两组插套中位置相对应的插套通过导电连接件相互连接，所述底座上还设有用于连接二次回路的接线部；以及第一插头和第二插头，所述第一插头和第二插头各自包括插头壳体和设于插头壳体内的插芯，所述插芯上设有一组对应所述插套的插针，所述插头壳体上设有用于连接表计的进线部；所述底座上还设有互锁机构，所述互锁机构于仅有第一插头或第二插头插接于底
座上时限制插头拔出，并于第一插头和第二插头同时插接于底座上时解除该限制。
7.进一步的，所述底座上还设有与所述两排表计插接柱并排的第三排终端插接柱，所述终端插接柱内设有与所述表计插接柱内插套位置对应的第三组插套，所述第三组插套中的至少部分插套通过短接弹片短接；还包括第三插头，所述第三插头包括插头壳体和设于插头壳体内的终端插芯，所述终端插芯上设有一组对应所述第三组插套的插针，还设有用于在插接状态下隔开所述短接弹片与插套的绝缘隔板；所述插头壳体上设有用于连接智能终端的进线部。
8.进一步的，所述底座包括底座壳体和底盖板，各排插接柱并排设置于底座壳体的正面，所述底座壳体背面设有对应插接柱的安装部，所述插套安装于插接柱内，并由螺丝固定于所述安装部处。
9.进一步的，所述接线部设于底座侧部，包括设于底座侧面且对应所述插接柱的多个接线孔及设于接线孔内的接线头，所述底座上对应所述接线孔设有多个凹槽，凹槽内设有用于固定线头的螺钉。
10.进一步的，所述底座壳体背面还设有连通所述安装部及接线部的走线槽，所述走线槽内设有连接位置相对应的插套以及接线头的导电连接件。
11.进一步的，所述走线槽内及整个底座壳体背面填充有绝缘填充物，所述底盖板覆盖所述绝缘填充物，并通过螺钉与底座壳体固定连接。
12.进一步的，所述表计插接柱和终端插接柱内的位置相对应的插套分别通过导电连接部连接，构成至少多组电流电压回路和一组接地回路，其中电压回路中各插套及与之对应的接线部的接线头通过同一导电连接件连接，电流流入回路中接线头通过导电连接件直接连接表计插接柱内的两个插套，电流流出回路中短接弹片短接终端插接柱内相邻的两个插套，被短接的两个插套分别通过导电连接件连接表计插接柱内的两个插套和对应的接线头。
13.进一步的，所述底座壳体的正面设有围绕所述两排表计插接柱的第一环形围挡和围绕所述终端插接柱的第二环形围挡，所述第一环形围挡的至少部分设置为与所述第一插头和第二插头的插头壳体的外形相适配，所述第二环形围挡的至少部分设置为与所述第三插头的外形相适配。
14.进一步的，所述第一环形围挡上设有至少一个外凸部，所述第一插头和第二插头的插头壳体上设有位置和形状与所述外凸部相匹配的凸部。
15.进一步的，所述互锁机构设置于第一插头和第二插头之间，包括至少一组弹性卡接机构；所述弹性卡接机构包括活动安装于底座上并分别配有弹性元件的第一卡接件和第二卡接件，所述第一插头和第二插头的插头壳体上分别设有卡接部；当仅有第一插头/第二插头插接时，所述第一卡接件/第二卡接件在弹性元件作用下与第一插头/第二插头上的卡接部卡接，且当第二插头/第一插头插入时，插头壳体推动第一卡接件/第二卡接件克服弹性元件的弹力产生位移，使第一卡接件/第二卡接件与第一插头/第二插头上的卡接部脱离。
16.进一步的，所述卡接部为设于所述第一插头和第二插头的插头壳体上的卡接槽，所述第一卡接件和第二卡接件的一端设有与所述卡接槽匹配的卡接头，另一端设有倾斜的受力面；所述第一插头或第二插头插入时，插头壳体与该受力面接触并推动第二卡接件或
第一卡接件发生位移。
17.进一步的，所述底座上还设有一对通信插接头，该对通信插接头内对应位置的通信插接件相互连接。
18.进一步的，还包括外壳体，所述外壳体罩设于底座上，用于遮盖所述第一插头、第二插头和/或第三插头；所述外壳体与底座通过连接部处螺丝固定连接，并于连接部设有铅封防拆结构。
19.进一步的，所述第一插头、第二插头和/或第三插头的插头壳体顶部设有纵贯整个壳体的平面脊部，所述外壳体的内部设有对应所述平面脊部的凸梁。
20.本发明还提供了一种无损换表方法，使用如上所述的无损换表装置，具体包括：初始安装时，将底座通过接线部接入二次回路，同时将第一插头或第二插头与当前使用表计连接，并插入底座；更换表计时，将新表与第二插头或第一插头连接，并插入底座，之后拔出原先插接的第一插头或第二插头，即可完成更换。
21.本发明的有益效果如下：本发明的无损换表装置，通过设置独立的底座和插头，可分别与二次回路及待更换、替换表计连接，从而在更换表计时既能防止多功能电能表更换时无法计量电量，导致供电企业损失的问题，又大大提高了操作方便度，便于操作人员进行更换操作。进一步的，还可以方便地连接智能终端，对二次回路中的电流电压参数进行测量。同时，还具有防误插和防拆功能，有效提高了安全性。
附图说明
22.图1为本发明的无损换表装置实施例的组装示意图。
23.图2为本发明的无损换表装置实施例的底座正面示意图。
24.图3为本发明的无损换表装置实施例的底座侧面示意图。
25.图4为本发明的无损换表装置实施例的底座背面示意图。
26.图5为本发明的无损换表装置实施例的底座背面去除底盖后的示意图。
27.图6为图5中实施例的斜侧视角示意图。
28.图7为本发明的无损换表装置实施例的底座内线路连接示意图。
29.图8为本发明的无损换表装置实施例的第一插头结构示意图。
30.图9为本发明的无损换表装置实施例的第三插头结构示意图。
31.图10为本发明的无损换表装置实施例的底座在互锁机构处的截面示意图。
32.图11为本发明的无损换表装置实施例安装了插头的底座在互锁机构处的截面示意图。
33.图12为本发明的无损换表装置实施例安装了外壳体的外型示意图。
具体实施方式
34.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
35.参见附图1和2，本发明实施例提供了一种无损换表装置，至少包括底座1，底座1上并排设有第一排表计插接柱11和第二排表计插接柱12，两排表计插接柱内分别设有两组插套，且两组插套中位置相对应的插套相互导电连接。还至少包括与底座1匹配的第一插头2和第二插头3，两个插头内各自设有插芯，插芯上设有一组对应底座上插接柱内的插套的插针。同时，底座1的侧面设有用于连接二次回路的接线部14，第一插头2和第二插头3各自设有用于连接表计的接线部21、31。
36.另外，底座1上还设有互锁机构16a、16b，该互锁机构用于当仅有第一插头或第二插头插接于底座上时限制插头拔出，而当第一插头和第二插头同时插接于底座上时解除该限制。
37.在一种优选示出实施方案中，参见附图4，底座1包括底座壳体和底盖板5，底盖板5通过螺钉固定安装于底座壳体背面。参见附图5
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7，底座壳体的背面设置有对应表计插接柱的安装部101，各个插套102经该安装部安装于表计插接柱内，并由螺丝固定在安装部处。
38.参见附图1
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3、6
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7，接线部14设于底座1侧部，包括设于底座1侧面的多个接线孔141，每个接线孔的位置均与表计插接柱的位置对应，并在里面安装有接线头143。同时，底座上对应每个接线孔141均设有凹槽142，每个凹槽内设有用于固定线头的螺钉。采用此种结构，接触接线头的螺钉隐藏于凹槽内，可尽量避免意外触电或短路的情况发生。
39.参见附图5
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7，底座壳体的背面设有连通位置对应的安装部及接线部的走线槽103，走线槽103内安装有连接位置相对应的插套以及接线头的导电连接件104。该导电连接件104与插套连接的部分设为与插套底部相适配的圆环形，并由螺钉与插套一体式固定于底座背面的安装部处。
40.当底座1上仅设置两排插接柱时，该两排插接柱内对应的插套通过上述的导电连接件一一对应连接，并连接至接线部14处位置对应的接线头143。
41.作为进一步的优选实施方案，本实施例中，底座壳体背面的各走线槽内及整个底座壳体背面均填充有绝缘填充物，底盖板5安装后覆盖所述绝缘填充物，以达到更好的绝缘和封闭效果，避免各个带电元件被环境侵蚀影响发生打火短路，并降低了意外触电的风险。
42.在一种优选示出实施方案中，参见附图8，第一插头2包括插头壳体22和设于插头壳体内的插芯23，插芯23上设有多个对应底座上表计插接柱内插套的插针24。插芯23内凹式安装于插头壳体22内，插头壳体22的边缘围绕插芯23形成了与底座上的表计插接柱匹配的插接槽。插芯23的背部与插头壳体22之间还有接线空间，当第一插头2与表计连接时，连接线通过接线部21进入插头壳体22内，并分别与插芯23上的各个插针连接。插芯23上因加工制程原因还留有若干偷胶孔231。
43.本实施例中，第二插头3的结构与第一插头2的结构类似，在此不作具体说明。
44.参见附图2和3，作为进一步的优选实施方案，本实施例中，底座壳体的正面设置有围绕两排表计插接柱的第一环形围挡17，该第一环形围挡17的整体外形和第一插头2及第二插头3的插头壳体的外形相适配，从而在第一插头2及第二插头3插入时，该第一环形围挡17包裹围绕插头壳体，既便于在插头插入时对位，又能起到较好的屏蔽遮挡效果。
45.在一种优选示出实施方案中，参见附图2，互锁机构16a、16b位于两排表计插接柱之间。具体的，参见附图10，互锁机构16a包括活动安装于底座1上限位槽内的第一卡接件161和第二卡接件163，两个卡接件形状相同，安装位置相反。其中，第一卡接件161的一端设
置有卡接头164，另一端设有倾斜的受力面165。第二卡接件的结构与之类似。两个卡接件的底部各自设有安装柱，安装柱上套设有弹簧162，两个卡接件上的弹簧各自用于提供方向相反的弹性力。另一组互锁机构16b的结构与互锁机构16a的结构类似，在此不作具体说明。
46.参见附图8，在第一插头2的插头壳体22上，设置有卡接槽221，且当第一插头2插接于底座上时，该卡接槽221与第一卡接件161上的卡接头164相适配。同样的，第二插头上的插头壳体上也设有类似的卡接槽。
47.参见附图10（为了清楚起见，图中插头仅画出壳体部分），当仅有第一插头或第二插头插接时，第一卡接件或第二卡接件在弹簧的作用下与第一插头或第二插头上的卡接槽卡接，此时，第一插头或第二插头无法单独拔出。而当另一个插头也插入时，插头壳体作用于卡接件一端倾斜的受力面上，从而推动卡接件克服弹性元件的弹力产生位移，使得另一端的卡接头脱离插头壳体上的卡接槽。此时，两个插头中的任何一个均可自由拔出。而当拔出其中一个后，由其推移的卡接件在弹簧弹力的作用下再次回到原位，使之卡接头再次插头壳体上的卡接槽卡接，从而使未拔出的插头不再能够自由拔出。
48.采用上述结构，使得当底座上只有一个插头时无法自由拔出，而当两个插头均插入时任一插头均可自由拔出，有效防止了因插头全部拔出导致的电流二次回路开路。
49.作为进一步的优选实施方案，参见附图1
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3，本实施例中，底座1上还设有与两排表计插接柱并排的第三排终端插接柱13，该终端插接柱内设有与表计插接柱内插套位置对应的第三组插套。另外，参见附图2和7第三组插套中的至少部分插套通过短路结构131短接。具体的，该短路结构131包括自短路弹片132及其支撑保护结构。
50.参见附图5
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7，底座1上表计插接柱和终端插接柱内的位置相对应的插套分别通过导电连接部连接，构成多组电流电压回路和一组接地回路。参见附图7，其中一组电压回路191中各插套及与之对应的接线部的接线头通过同一导电连接件连接，电流流入回路192中接线头通过导电连接件直接连接表计插接柱内的两个插套，电流流出回路193、194中短接弹片132短接终端插接柱内相邻的两个插套，被短接的两个插套分别通过导电连接件连接表计插接柱内的两个插套和对应的接线头。接地回路195与电压回路191类似，各插套及与之对应的接线部的接线头通过同一导电连接件连接。
51.参见附图9，为与上述第三排终端插接柱13对应的第三插头4同样包括插头壳体42及设于插头壳体42内的终端插芯43，终端插芯43上设有多个对应底座上终端插接柱内插套的插针44。终端插芯43内凹式安装于插头壳体42内，插头壳体42的边缘围绕终端插芯43形成了与底座上的终端插接柱匹配的插接槽。终端插芯43的背部与插头壳体42之间还有接线空间，当第三插头4与智能终端连接时，连接线通过接线部41进入插头壳体42内，并分别与终端插芯43上的各个插针连接。另外，终端插芯43上还设有用于在插接状态下隔开终端插接柱之间相接触的短接弹片与插套的绝缘隔板45。在第三插头4未插入时，短接弹片132的两个触脚与两侧的插套接触进而短接终端插接柱内相邻的两个插套；而当第三插头4插入时，绝缘隔板45插入短接弹片132的两个触脚和与之接触的插套之间，进而隔断两者的接触，消除相邻插套的短接状态。当第三插头再次拔出时，短接弹片132自动恢复所述短接状态。
52.作为进一步的优选实施方案，参见附图1
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3，底座1上围绕终端插接柱13还设有第二环形围挡18，该第二环形围挡18的外型设置为与第三插头4的插头壳体42外形相适配。从
而当第三插头4插入底座时，该第二环形围挡18包裹围绕第三插头壳体，既便于在插头插入时对位，又能起到较好的屏蔽遮挡效果。
53.作为进一步的优选实施方案，由于三个插头形状和尺寸接近，为了防止第一插头2或第二插头3误插到终端插接柱上，参见附图2、3，在第一环形围挡17的两侧对应插头两端的位置各设有一个外凸部171，相应的，第一插头2和第二插头3的插头壳体上设有位置和形状与该外凸部171相匹配的凸部223。而第二环形围挡18没有类似设计，从而第一插头2或第二插头3由于凸部223的阻挡而无法插入。另一方面，由于第三插头4的插芯上设有绝缘隔板45，而两排表计插接柱11、12中相邻的插接柱之间均设有有连接挡片112，所以第三插头4也无法误插到两排表计插接柱上，从而最大限度地避免了误插的风险。
54.下面详细说明本发明的无损换表装置的使用方式和工作原理：本发明的无损换表装置在使用时，底座固定安装于表计箱或电气柜内，并通过底座上的接线部接入二次回路中。具体的，以三相电为例，其接线方式为三组线路各自连接一相电路，每组线路包括一路电压、一路电流流入和一路电流流出，另外还包括一路电压接地。同时，第一插头（或第二插头）连接当前使用（待更换）表计，并插接于底座上。具体的，第一插头（或第二插头）经接线部连接表计，且内部插针的接线顺序与底座上接线部各接线头的接线顺序一致。从而，当前使用（待更换）表计可经插头
‑
底座连接于二次回路中，实现正常的计量功能。
55.当需要更换表计时，先将新表（替换表计）与第二插头（或第一插头）连接（接线顺序与底座上接线部各接线头的接线顺序一致），然后将第二插头（或第一插头）插接于底座上。此时，由于两排表计插接柱内对应位置的插套相互连接，从而经插头连接底座的新旧两个表计之间为并联关系，此时，新旧两个表计同时对二次回路进行计量，且两者的计量结果相加即可得到整个二次回路的计量数据。
56.当其它工序完成后，拔下连接当前使用（待更换）表计的第一插头（或第二插头），即可由新表（替换表计）对二次回路进行单独正常计量，完成换表操作。
57.可以看出，采用本发明的无损换表装置，既能实现不间断无损计量，避免换表过程中因无法计量或计量不准确导致的供电企业的损失，并且整个操作过程工序简洁、方便快捷，能够大大提高换表效率，降低工人操作难度，避免换表过程中的意外风险。
58.在一些情况下，还需要通过智能终端对二次回路中的电流电压参数进行测量。此时，先将智能终端与本发明的无损换表装置的第三插头连接（接线顺序与底座上接线部各接线头的接线顺序一致），然后将第三插头插到底座上。此时，第三插头插芯上的绝缘隔板插入短接弹片的两个触脚和与之接触的插套之间，进而隔断两者的接触，从而使电流流出回路中的电流经第三插头进入智能终端（电压经电压回路接入），实现对回路中电流电压参数的测量。当测量完成或不需要测量时，拔出第三插头，短接弹片即可自动短接电流流出回路中的两个插套，保持整个电流回路不断开。
59.采用上述方案，可便捷地实现对二次回路中电流电压参数的测量，且不需要额外接线，操作方便，能够有效避免因误操作导致的二次电流回路开路。
60.作为进一步的优选实施方案，参见附图1
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3，底座1上还设有一对通信插接头15，该对通信插接头包括两个通信插接头151、152，且两个通信插接头151、152内对应位置的通信插接件相互连接。
61.安装底座时，可将表计箱或电器柜内的通信线路与其中一个通信插接头连接，当需要连接该通信线路时，直接连接另一个通信插头，即可便捷地实现连接。
62.作为进一步的优选实施方案，参见附图12，本实施例中的无损换表装置，还包括外壳体5，该外壳体罩设于整个底座上，可遮盖底座上的插接柱、插接于底座是上的插头以及所述通信接头。进一步的，外壳体与底座通过连接部51处的螺丝固定连接，并在该连接部上设有铅封防拆结构。
63.采用此种结构，在一开始安装好底座并通过第一插头（第二插头）连接当前使用表计后，盖上外壳体5并设置铅封防拆结构，即可防止不相干人员进行拆装操作。当需要更换表计时，去除该铅封防拆结构并拆下外壳体，即可进行换表或相关测量操作。操作完成后，再次盖上外壳体5并设置铅封防拆结构。
64.作为进一步的优选实施方案，参见附图1，第一插头、第二插头和第三插头的插头壳体顶部设有纵贯整个壳体的平面脊部，相应的外壳体5的内部设有对应该平面脊部的凸梁，从而在外壳体5安装于底座上后，可以压住插头防止其松脱。另外，参见图8和图9，插头壳体上的平面脊部延伸至插头末端并突出形成抓持部222，以便于对插头进行拔插。
65.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。