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    摘要：本文介紹了一種利用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)母排式電流互感器誤差校驗(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。

    關(guān)鍵詞：母排式電流互感器；自動(dòng)接拆線裝置；西門(mén)子PLC

    Abstract: This article describes an automatic wiring and stitches device to achievethe error checking of busbar current transformer by use of automation technology,presents its working principle, and introduces the structural design and controlsystem design scheme.

    Key words: Busbar current transformer; Automatic wiring and stitches device;Siemens PLC

    1 引言

    在電力領(lǐng)域中，電能計(jì)量的重要的裝置之一的計(jì)量用互感器在投入使用前，需要專(zhuān)門(mén)的檢定機(jī)構(gòu)檢定合格后方能投入使用。早期，檢定采取的方式純?nèi)斯ぁ㈦姽な剑慈斯z定所需儀器設(shè)備接線，人工調(diào)節(jié)源輸出，按規(guī)程點(diǎn)一只一只的進(jìn)行檢定。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)普及后，檢定裝置也實(shí)現(xiàn)了電子式，特別是針對(duì)計(jì)量用電流互感器，發(fā)展到一套檢定裝置實(shí)現(xiàn)多達(dá)十二只互感器誤差的同時(shí)檢定。檢定時(shí)，將十二只互感器放置到檢定臺(tái)面上，人工接上二次線及一次線后，即可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)校驗(yàn)，不需人工干預(yù)。

    但是，電流互感器檢定裝置的二次及一次接拆線均由人工完成，特別煩瑣的是二次線得一只一只的接線，一次回路接線較簡(jiǎn)單，但也靠人的手感將銅排壓緊，若壓接不牢靠，則測(cè)試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

    為了進(jìn)一步提高勞動(dòng)效率，避免人為誤差，我們引入自動(dòng)化技術(shù)，研發(fā)一種新型的母排式電流互感器檢定裝置，自動(dòng)進(jìn)行一次及二次接拆線。PLC作為接拆線的核心控制部件，控制作為執(zhí)行部件的氣缸進(jìn)行接拆線，位置傳感器則采集氣缸到位信號(hào)，判斷接線或拆線完成否，PLC將此信息交互給檢定裝置，自動(dòng)進(jìn)行互感器全自動(dòng)校驗(yàn)。

    2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

                
                             圖1 自動(dòng)接拆線臺(tái)面主視、俯視圖

    2.1 系統(tǒng)組成

    該裝置能實(shí)現(xiàn)母排式互感器的自動(dòng)接拆線。

    裝置臺(tái)體上一側(cè)安裝二次氣缸，一次氣缸位于另一側(cè)。一次氣缸先固定在一次撐架上，一次撐架再固定在臺(tái)面上。一次壓接頭固定在一次氣缸的氣桿上。導(dǎo)向定位條固定在臺(tái)面上，二次撐架安裝在導(dǎo)向定位條上，二次氣缸則固定在二次撐架上。二次壓接頭活動(dòng)連接在二次氣缸氣桿上，不使用固定結(jié)構(gòu)是為了保證兩個(gè)二次端子都能壓緊。二次氣桿底部裝有一個(gè)滑塊，滑塊固定在導(dǎo)槽上，導(dǎo)槽則固定在導(dǎo)向定位條上，這個(gè)結(jié)構(gòu)防止了二次氣桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證二次壓接頭的對(duì)位。母排擋塊則安裝在一次氣缸的前端。并且，一次壓緊頭和二次壓緊頭都設(shè)計(jì)與氣桿絕緣

    2.2 工作過(guò)程

    接線：首先，利用互感器的底座下的凹槽，互感器放置在定位導(dǎo)條上，保證二次氣缸與互感器的相對(duì)位置固定。前后兩只互感器錯(cuò)位放置，即第一只的母排在前，第二只的母排在后，第三只的母排又在前，第四只的母排又在后，依此類(lèi)推。互感器的二次端子一側(cè)朝向二次氣缸一側(cè)。然后，同時(shí)驅(qū)動(dòng)一次氣缸，一次氣桿推動(dòng)一次壓緊頭壓向互感器母排，至母排擋塊處被阻擋，一次接線完成。最后，同時(shí)驅(qū)動(dòng)二次氣缸，二次氣桿推動(dòng)二次壓接頭壓向二次接線端子，壓緊后，二次接線完成，如圖2所示。
  
                 
                            圖2 自動(dòng)接拆線臺(tái)面左視圖

    拆線則先復(fù)位二次氣缸，實(shí)現(xiàn)二次壓接頭與二次接線端子的分離；再?gòu)?fù)位一次氣缸，實(shí)現(xiàn)一次壓接頭和一次接線端子的分離。

    3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

     3.1 控制系統(tǒng)硬件選型

    電流互感器校驗(yàn)裝置工作時(shí)，最高時(shí)一次電流高達(dá)2000Ａ，有強(qiáng)烈的磁場(chǎng)干擾，因此，接拆線的控制系統(tǒng)沒(méi)有選擇一般的單片機(jī)控制系統(tǒng)，而是選用了技術(shù)成熟、抗干擾能力強(qiáng)的西門(mén)子的PLC。而此控制系統(tǒng)本身較簡(jiǎn)單，主要進(jìn)行簡(jiǎn)單的接拆線，只涉及數(shù)字量輸入輸出，因此選用西門(mén)子PLC中性?xún)r(jià)比較高的200系列PLC。

    3.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    CPU選擇了200系列中性?xún)r(jià)比較高的226，它自帶輸入和輸出點(diǎn)，且輸出為帶有繼電器的輸出點(diǎn)，免去了外接繼電器的不便。為了擴(kuò)展I/O點(diǎn)，另選了輸入輸出模塊223，此模塊也選用了輸出帶有繼電器的輸出點(diǎn)。硬件配置圖如圖3所示。
        
                 
                                 圖3 硬件配置圖

    3.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

    軟件采寫(xiě)采用西門(mén)子公司的STEP 7 MicroWin SP6，使用梯形圖語(yǔ)言編寫(xiě)。控制軟件流程圖如圖4所示。
        
                       
                                     圖4 控制軟件流程圖

    4結(jié)語(yǔ)

    本裝置實(shí)現(xiàn)了母排式電流互感器的自動(dòng)接拆線，但是隨著《計(jì)量用低壓電流互感器技術(shù)規(guī)范》的推行，母排式互感器為一次額定電流為60A以下的小電流互感器，使用量遠(yuǎn)不及穿心式互感器大，因此，穿心式互感器的自動(dòng)接拆線技術(shù)的攻克是必然的趨式。下階段的工作重點(diǎn)應(yīng)放在母排式和穿心式互感器結(jié)合的自動(dòng)接拆線技術(shù)的研究。

    隨著《低壓電流互感器自動(dòng)檢定化檢定線技術(shù)規(guī)范》的出臺(tái)，對(duì)自動(dòng)接拆線技術(shù)的攻克提出了更為迫切的要求。

    參考文獻(xiàn)：

    [1] 張運(yùn)剛, 宋小春. PLC職業(yè)技能培訓(xùn)及視頻精講西門(mén)子S7-200系列[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2010.

    [2] 袁任光. 可編程序控制器選用與系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2010.

    王曼（1976-）

    女，湖北漢陽(yáng)人，本科，工程師，現(xiàn)就職于國(guó)網(wǎng)電科院武漢南瑞，主要從事電力系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)及電磁兼容技術(shù)方面的研究。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第八期