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摘要：电能表作为重要的电能量计量设备，担负着供电方与用电方的电费结算任务，需要在按照检定规程检定合格后施加封印，以保障供用双方的利益。汕头供电局建设了一条仓储、检定一体化单相电子式电能表自动检定流水线，实现自动加封，是对这条检定线的一个重点要求。作为加封的核心，封印与自动加封装置的配套适用的重要性不言而喻，本文通过对适用于自动加封装置的封印的研究，探索了提升自动加封实用性的方向。
关键词：封印；自动检定；探索
前言
电能表作为重要的电能量计量设备，担负着供电方与用电方的电费结算任务，需要在按照检定规程检定合格后施加封印，以保障供用双方的利益。按照《广东电网有限责任公司穿线式计量封印技术规范》要求，目前广东电网的封印（包括人工加封及自动加封）采用穿线式。因此，本文主要在穿线式封印的基础上展开研究。
一、关于现有封印的基本情况
所谓封印，是指具有自锁、防撬、防伪等功能，用来防止未授权的人员非法开启电能计量装置及相关设备，或确保电能计量装置不被随意开启，且具有法定效力的一次性使用的专用标识物。
穿线式封印指使用与封印封体配套的绑缚线，连续穿过电能表相应位置及封体实现封印功能。目前，广东电网已经全部采用塑料外壳加塑钢组合件内芯作为封体。这种封印的好处是加封简便，不需要使用专用封钳。封体上标志二维码或内置RFID芯片，具有较强的安全性。
二、自动化检定装置现状：
随着自动化控制技术的发展，能实现对电能表进行自动检定的检定标准装置已经在国内很多地区开始广泛使用并取得实际成效。
汕头供电局目前建设有一条仓储、检定一体化单相电子式电能表自动检定流水线，设计年检定量39.6万只单相电子式电能表。实现自动加封，是保证这条检定线检定效率的重点要求。这不仅涉及设计制造出自动加封的装置，还要配套适合自动加封的封印，才能实现自动加封。否则，加封工作将成为最大的瓶颈。
三、针对现状开展研究
针对这一实际情况，对封印的适用性进行探索，并提出以下几个方案。
方案一，跳过自动加封环节，采用人工加封方式进行加封。
本自动化检定装置的设计核心在于全自动完成检定工作的全过程，节省人力，提高工作效率。加封作为重要环节，如果采用人工方式，费时费力，完全违背了装置的设计思路，该方案不具有可行性。
方案二，直接采用现有封印进行自动化加封。
汕头供电局使用中的穿线式封印，按照《广东电网公司穿线式计量封印技术规范》采购，封线采用不锈钢-铜混合绞线，线体直径超过1mm，封体穿线孔直径1.5mm。这种结构，如采用人工进行加封，穿封成功率高，封印安全性也高。但如果直接应用于自动加封装置，则出现以下问题：
1、封线较软且直径较大，在自动装置的穿线导孔内能保持直线，但当离开导孔进入封体时封线的弹性会导致其变回原来的微弯状态，同时，这种线在切断后容易开衩，导致线头部分直径增大。
2、每个封体有两个穿线孔，每个穿线孔的孔径仅有1.5mm，且封体由外壳和内芯组成，两者之间存在空隙，所以封线一共需要通过三个孔洞才能完成一个穿线孔的穿线动作。结合以上两点，当封线在穿孔过程中出现极细微偏差，封线就无法穿过封体，直接卡在封体里导致穿封失败。
这对自动化装置的精确度要求极高且由于存在封线变形这一不可控因素，因此直接使用现有封印的方案也不具有可行性。
方案三，对现有封印进行适应性修改，在基本外观不变的情况下满足自动加封的要求。
根据方案二试验的结果，现有封印存在以下主要问题：
1、封线较软且直径较大。
2、封体穿线孔孔径过小。
针对存在问题，对现有封印进行修改，措施如下：
1、采用更硬材质的封线并缩小线径。选用塑包不锈钢丝绞线，外径0.6mm。这种线的优点在于硬度较大，拉直后不易变形，切断后不易开衩。避免了原来线材存在的问题。
2、增大封体穿线孔孔径。将封体穿线孔（包括外壳及内芯）由原来的1.5mm增大至3mm，提高容差率。
通过以上修改，穿封成功率大幅提升，在试验原型机上试验结果由原来的不到10%提高到接近99%。
如下图：
对以上修改后的封印，进行样品试验：
1、施封力试验，由于封线的硬度较大及封体的结构设计原因，施封需要的力度过大，难以卡紧。
2、可靠性及抗拉力试验，由于采用包塑线，人工大力拉扯封线的情况下，钢丝线从包塑中滑出，封印与封线分离，封印未受到损坏。
试验结果并不理想，需要继续完善，完善措施包括：
1、对封体结构进行修改，穿线孔增加线槽，内芯增加卡扣并对穿线孔位置进行微调，同时根据内芯的修改，适应性对外壳进行修改。保证封体压紧后内芯与外壳齐平。
2、改用无包塑的不锈钢丝绞线作为封线。
同时，提出进一步修改意见：
1、整体增大封体，提高机械手抓取的成功率和稳定性。
2、在现有封体侧面已经雕刻唯一编码的基础上，对其他两个组成部分即在顶部和底部均采用激光蚀刻方式进行统一编码蚀刻，保证每一封体的每一部件均不能分离使用。
如下图：
修改完成后，重新进行试验：1、施封力试验，施封力度仍然较大，但可以卡紧，比较稳固。2、可靠性及抗拉力试验，人工无法拉出封线，需要进行破坏性拆解。
修改后的封印基本满足技术要求。
解决了存在的最大问题后，继续进行对现有封印的修改。包括以下几方面：
1、现有封印采用一封一线，一个封印上直接配套一条封线，并已经固定在封体的一侧穿线孔内，人工穿线时仅需将封线穿过电能表加封位置然后穿过另一侧的封体穿线孔，然后压紧内芯即可完成加封。但对于自动加封装置，实现以上动作难度极大，因此将封线与封体分离，封体保留两个穿线孔。封线采用绕线筒缠绕，通过自动加封装置的输送装置进行送线，完成穿线动作。
如下图：
2、现有封印的包装采用10个一盒，封印平放的方式包装。为满足自动加封的数量需求和便于机械手抓取，采用160个一盒，封印竖放的方式包装。
如下图：
经过以上修改，方案三基本成型。
按照方案三的设计，制作出一批封印样品，开始在自动加封装置上进行试运行。试运行情况如下：
1、设计穿线成功率应大于99.5%，实际穿线成功率约92%。
2、每个电能表只能加左上角一颗封印，如果是具有编程功能的电能表，其表身中部还需要施加一颗封印，保证编程按钮的安全，无法实现自动封印的话，仍然需要采用手工方式加封。
3、封印加封完后封体离电能表的距离较远，从防止窃电的角度来看也存在隐患。
4、电能表需要进行穿线的螺丝孔并不一定处于对齐位置，每只电能表在穿线前要逐一检查调整。
5、封线硬度较大，加封完成后机械手抓取时偶尔出现卡住的情况。
6、加封速度较慢，对整条检定线的检定速度有所影响。
通过对以上三个方案的分析、试验、改进和试运行，可以得出结论：
1、经过方案三的修改，该穿线式封印依然可以满足作为封印的基本技术要求。修改比较成功。
2、现有穿线式自动加封装置暂时无法满足汕头局检定线运行技术要求。
四、结论
经过实际验证，穿线式封印并不适用于实现汕头局自动检定线自动加封功能。采用卡扣式封印才能较好满足自动加封装置的实用化需求。随着最新版《中国南方电网有限责任公司单相电子式电能表外形结构规范》的发布，卡扣式封印应用于电子式电能表加封的基础已经具备。研究方向将向卡扣式封印转变。
参考文献：
[1]中国南方电网公司单相电子式电能表订货及验收技术标准
[2]中国南方电网有限责任公司单相电子式电能表外形结构规范
[3]广东电网有限责任公司穿线式计量封印技术规范
论文作者:王思嘉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/4
标签：封印论文; 装置论文; 电能表论文; 方案论文; 单相论文; 汕头论文; 广东论文; 《基层建设》2017年第28期论文;