同杆上计量箱及其固件研制

蔡祖安 ,任弄潮 ,雷军

摘要:在低压公变台区中，当现场缺少建筑物主体时，杆上计量箱是最常见的安装形式。这类计量箱安装环境通常较为恶劣，传统上采用抱箍加支架、横担固定的计量箱安装方式在安装时工序过于繁琐、费时费力，且不便于日后维护。因此，研制一款便于安装，节约材料，同时利于后期维护的杆上计量箱及其固件能有效提高基层业务人员工作效率，减轻低压配网日常运维压力。

关键词：杆上计量箱；计量箱安装；低压配电运维

1.1 同杆上计量箱安装现状

随着国家乡村振兴战略推进和人民生活水平的不断提高，各行各业和居民的用电需求逐年增加，当低压业扩新装没有合适的建筑物主体时，如在农业生产、路灯照明、通信设备、监控设备等用电场所，低压电能计量箱只能安装在配电线路的电杆上。此类低压电能计量箱的安装地点通常临近公路、农田、鱼塘等场所，安装环境较为恶劣，低压电能计量箱容易遭到锈蚀和损坏。同时由于传统的低压杆上计量箱安装方式较为繁琐，当遇到安装不便、安装的备品备件不足时，低压业扩安装人员存在的偷工减料等问题，使得现阶段的低压杆上计量箱不仅安装效率不高，同时安装水平参差不齐，无统一标准，存在一定的安全隐患。

1.2 传统同杆上计量箱安装的局限性

传统杆上计量箱的安装，通常情况下，单相表计量箱采用单抱箍穿过计量箱背挂支架固定的安装方式，三相表计量箱则采用上、下两个抱箍，横担穿过抱箍，然后将三相表计量箱通过螺栓固定在横担上的安装方式。单相表计量箱与三相表计量箱安装均采用了抱箍，因此业扩人员在安装时，针对不同型号的电杆，需要常备不同类型的抱箍。同时，抱箍与电杆、抱箍与横担、横担与计量箱之间均采用螺栓进行固定，安装时需要携带活动扳手，且安装较为费力，造成了安装工序的繁琐。此外，用于固定的螺栓与螺母之间由于锈蚀等原因，使得低压计量箱在安装后难以进行拆除，不便于低压计量箱的运维。为了提高杆上计量箱的安装效率，降低材料成本，同时方便低压公变台区的日常运维，让杆上计量箱看来整齐、美观，现对杆上计量箱及其固件的原有结构进行分析，设计一种新型的杆上计量箱及其固件。

2 同杆上计量箱及其固件设计

2.1 杆上固定部分设计

采用传统的杆上计量箱安装方式，单相表计量箱与三相表计量箱均采用抱箍固定在电杆上，因此针对不同的电杆，低压业扩人员在安装时需要常备不同型号的抱箍。此外，抱箍的固定采用螺栓，安装时需要随时携带活动扳手，安装费时费力，而且在安装后因为固定的螺栓与螺母之间存在锈蚀等问题使得抱箍难以进行拆除以及重复使用。因此，从兼顾多种电杆型号和利于安装与拆除这两个方面出发，在杆上固定部分我们设计了一款不锈钢扎带。不锈钢扎带因其可伸缩的结构，用以兼顾不同类型的电杆，同时其特殊的锁扣设计可以方便对计量箱进行装拆。

不锈钢扎带的带状本体部分选取农网台区常见的7.5m、9m、10m、12m电杆，在计量箱通常安装高度下其对应电杆的横截面周长为参考，确定不锈钢扎带的长度为120cm，使不锈钢扎带满足常见电杆的需要。为了方便装拆，根据上述常见的电杆型号，我们最终确定带状本体的齿槽从10cm延伸到100cm，使其同时满足安装需求和实用性。

在不锈钢扎带的锁扣部分，我们采用了外表面切有螺旋槽的圆柱螺杆设计，当螺杆沿着带状本体上的齿槽，转动到合适位置，即可进行固定。另一方面，考虑到防外人装拆，也要兼顾重复多次使用的特性，锁扣内部的螺杆，我们采用了特制螺杆头。其螺杆头只能搭配特制的螺丝刀或电动工具使用。

2.2 计量箱固件可装拆设计与新的悬挂方式

由于传统低压计量箱内部空间结构已较为合理，同时也考虑到成本和泛用性，计量箱部分我们依旧采用原有的设计。但计量箱与固件的连接，我们采用了可装拆结构，使计量箱搭配相应的固件即可满足计量箱在杆上或墙面安装的需求。计量箱与固件之间的连接均采用同等规格的两个螺栓进行固定，当计量箱安装在不同的条件下时，即可在合适的安装面安装相应的计量箱固件，满足当前条件下的安装需要。

由于采用了新的可装拆的固件搭配低压计量箱，因此不同于传统杆上计量箱的背装方式，在充分考虑了减少材料成本、方便计量箱门开闭、计量装置的美观性等方面后，最终选定计量箱的左侧侧面为新的杆上计量箱安装的安装面。在计量箱的左侧侧面进行开孔，然后将可装拆的悬挂固件通过双螺栓固定在开孔处，即可将原有计量箱改装为适应于杆上悬挂的杆上计量箱。

2.3 杆上悬挂部分设计

针对单相表计量箱和三相表计量箱的两种不同型号，考虑到其重量、尺寸的较大差异以及材料成本，杆上悬挂部分我们设计了两种不同的挂杆支架。

2.3.1 单相表计量箱挂杆支架设计

单相表计量箱的尺寸较小，重量相对较轻，在杆上的固定部分，我们采用一根不锈钢扎带进行固定。而在另一侧，不锈钢扎带穿过挂杆支架，挂杆支架与单相表计量箱左侧侧面通过上下两个固定螺栓进行连接。单相表计量箱挂杆支架的尺寸，一方面考虑到单相表计量箱左侧安装面面积的限制，另一方面需要留出登杆作业时脚扣的活动空间。我们最终确定单相表计量箱挂杆支架，长200mm、宽75mm、厚34.5mm，内侧为圆弧设计，用以增加支架与电杆的接触面积，外侧为长方体结构，紧密与单相表计量箱左侧贴合。单相表杆上计量箱及其固件如图所示。

图2.3.1 单相表杆上计量箱及其固件

2.3.2 三相表计量箱挂杆支架设计

三相表计量箱相对较重，且对稳定性的需求更高，因此三相表计量箱挂杆支架在设计时分为上下两个部分，分别对应两个不锈钢扎带进行固定。为了方便三相表计量箱的安装，同时简化三相表计量箱的安装工序，三相表计量箱挂杆支架上部分采用插槽式设计，插销部分通过横向的两个螺栓固定在三相表计量箱的左侧安装面，插槽部分则通过不锈钢扎带绑定在电杆上。三相表计量箱挂杆支架的下部分与单相表计量箱挂杆支架的结构类似，但尺寸相对小一点，为长135mm、宽60mm、厚47.5mm的内侧为圆弧设计的长方体结构。三相表计量箱挂杆支架的下部分内侧通过不锈钢扎带固定在电杆上，外侧则由横向的两个固定螺栓与三相表计量箱安装面连接。三相表杆上计量箱及其固件如图所示。

图2.3.2 三相表杆上计量箱及其固件

3 杆上计量箱及其固件的安装

3.1 单相表杆上计量箱及其固件安装

单相表杆上计量箱的安装，首先从单相表杆上计量箱挂杆支架内侧将上、下两个固定螺栓拧入单相表计量箱左侧安装面，完成挂杆支架的安装。然后将不锈钢扎带从挂杆支架内部的开孔处穿过，将单相表计量箱托举到合适的安装高度，根据现场实际电杆的直径，调整不锈钢扎带到合适长度，不锈钢扎带上的锁扣会自动进行锁死，完成单相表杆上计量箱的安装。

3.2 三相表杆上计量箱及其固件安装

安装三相表计量箱时，与单相表杆上计量箱的安装类似，首先安装三相表杆上计量箱挂杆支架，将三相表计量箱挂杆支架的上部分插销通过两个横向的螺栓安装在三相表计量箱左侧安装面上部，将三相表计量箱挂杆支架的下部分安装在三相表计量箱左侧安装面下部。然后在合适的计量箱安装高度，将不锈钢扎带穿过三相表计量箱挂杆支架上部分插槽的开孔，调整不锈钢扎带到合适的长度，将三相表计量箱挂杆支架上部分插槽固定在电杆上。随后，托举三相表计量箱到挂杆支架上部分插槽的相应位置，将插销插入，把三相表计量箱悬挂在电杆上，进行三相表计量箱的初步固定。最后，将另一根不锈钢扎带从三相表计量箱挂杆支架下部分的开孔处穿过，同样调整不锈钢扎带到合适的长度，完成三相表杆上计量箱的安装。

4 杆上计量箱及其固件的经济成效

4.1 提高安装效率

   新型的杆上计量箱及其固件的安装方式因对计量箱结构的合理优化和固件的研制，确定了统一的安装流程，大幅减少了安装时间。按照传统的安装方式，需要安装抱箍、横担、支架等，费时费力。将计量箱安装到电杆上的时间（不包含装表、搭火、安装接地的时间），单相表计量箱用时通常需要8-10mim，三相表通常需要15-20min。而采用上述安装方式，大幅简化了安装工序，单相表计量箱仅需3-5min，三相表计量箱仅需6-8min。采用新型杆上计量箱及其固件的安装方式可以有效提高低压业扩工作的效率。

4.2 规范安装流程

    传统杆上计量箱的安装方式，并未针对电杆上这种安装场合做出专门的规范，甚至没有严格区分单相表计量箱与三相表计量箱的安装程序，作业流程较为模糊，使得现场的安装水平参差不齐，无统一标准。新型杆上计量箱及其固件的安装方式，根据现场杆上计量箱安装的实际情况，定制了统一的安装固件，并且针对单相表杆上计量箱和三相表杆上计量箱分别确定了相应的安装流程，使得杆上计量箱的作业流程更加规范，安装更加美观、统一。

4.3 降低材料成本

    新型杆上计量箱及其固件的安装方式，由于专门针对杆上计量箱进行设计，去除了原版中横担、抱箍、支架等结构，采用了更加简洁的不锈钢扎带、悬挂支架的结构，材料成本也大幅减低。相较于原本的安装方式，采用新型的杆上计量箱及其固件，经过对现场材料安装成本的计算，单相表杆上计量箱的材料成本可以节省7%，三相表杆上计量箱的材料成本可以节省12%。

4.4 方便日常运维

杆上计量箱的安装环境通常较为恶劣，低压配网运维中经常需要对其进行维护，而传统安装方式安装时，抱箍与支架、支架与横担之间均采用螺栓连接，由于长期暴露于自然环境中，由于锈蚀、螺栓磨损等原因，当杆上计量箱需要进行拆除、迁移、维护时，非常不方便。采用新型的杆上计量箱及其固件，杆上计量箱通过不锈钢扎带固定在电杆上，采用特制的装拆工具，可以轻松对杆上计量箱进行装拆。

5 结束语:
杆上计量箱是低压配网中计量箱安装的常见形式，本文从杆上计量箱在低压业扩以及运维中的实际需求出发，设计了一款既安装便捷、经济实用，又方便运维、美观大方的杆上计量箱及其固件。如果得到推广，可以显著降低材料成本，提高基层工作人员业扩工作效率，减轻日常运维压力。

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