穿刺线夹的防篡改功能的实现方法

刘煦1 ,黎海生1 ,彭津林1 ,克启贤1 ,曾红漆2

（1.广东电网有限责任公司汕尾供电局，广东汕尾  516600；2.广州金普特电力科技有限公司，广东广州  510000)

摘要：传统上电网公司采用剥皮绕接方式实现电缆分支，作为经互感器接入式低压电能计量点的电压引线[1]。传统实现方式不易篡改但存在工艺复杂、安装成本高的弊病，近年来逐渐转向使用绝缘穿刺线夹实现。使用绝缘穿刺线夹实现电缆分支安装成本低但容易被不法分支篡改[2]。本文提出电缆分支接入点的防篡改功能的一种实现方法，应用于电力计量接线等采用绝缘穿刺线夹实现电缆分支的场景中。

关键词：绝缘穿刺线夹  防篡改  电能计量封印

电能是人们应用最广泛的清洁二次能源，电能供应直接影响着人们的生产和生活。在工业生产领域，电能作为一种生产资料，在加工生产行业的企业用电为了保证供电质量和安全性，一般采用三相380V供电。高压电费相比于民用电价格略高，由于高压电的使用涉及到企业的生产成本，因而很多不良企业受经济利益的驱动，将窃电当成降低生产成本的一种手段。高压用电的窃电行为，不仅更难以查处，而且其对电网影响也更大。随着城市化进程的不断推进，高压用电反窃电已经成为电力企业重点防范的问题[3]，如何杜绝不法分子利用电能计量装置安装缺陷进行高压窃电，更是成为电力供应企业在日常工作中的重点内容[4][5][6]。近年来，高压客户计量装置的反窃电技术不断发展，这极大的提高了高压用户窃电的防范质量，但在反窃电技术应用过程中仍然存在一些问题，如何在高压客户计量装置安装和维护中应用好反窃电技术，显然已经成为电力企业亟需解决的问题之一。

不法分子常用的一种窃电手法是断开计量装置的电压引线。经互感器接入式低压电能计量点的电压引线传统上采用主线/支线剥皮缠绕绑接方式实现。由于传统方式存在安装工艺复杂、人工成本较高等缺点，近年来电力企业逐渐使用绝缘穿刺线夹制作计量电缆分支。本文提出一种基于绝缘穿刺线夹的电缆分支的防篡改功能的实现方法，应用于电力计量接线等采用绝缘穿刺线夹实现电缆分支的场景中。

1 电压引线传统接线工艺简介

按中国南方电网公司《汕尾供电局专公变改造安装工艺规范补充说明》要求[1]，二次回路导线应采用单芯绝缘铜质线；电流线截面不少于4mm2，电压线截面不少于2.5mm2；电压、电流互感器从输出端子引出的导线直接接至试验接线盒，中间不得有任何辅助接点、接头或其他连接端子。接线模块电压接线与一次导线采用直接饶接时，对于主线为50及以下的需将模块电压线穿过一次导线内部后绕接再用模块配套铜线压紧的方法（方式一），对于线径较大模块电压线难以穿过主线内部的，绕接时需用模块配套铜线压紧且自锁的方法确保接触牢固可靠（方式二）。接线模块电压及电流接线一般无需剪裁，保留末端搪锡，确需剪除调整长度的接线末端须重新搪锡处理或有防止散尾的措施。其中方式一需经6道工艺步骤。

（1）主线中段剥皮开缝；（2）支线末端剥皮穿过主线；（3）支线绕接；（4）铜线绕扎；（5）铜线自锁；（6）绝缘包扎。

方式二也需要类似的6个步骤才能完成电压接线操作。

（1）主线中段剥皮开缝；（2）支线末端剥皮绕接主线；（3）配套铜线绕扎；（4）铜线绕扎；（5）铜线自锁；（6）绝缘包扎。

经互感器接入式低压电能计量点的电压引线的传统接线工艺步骤繁多，安装耗时耗力，工艺复杂，对安装人员技术水平要求较高，安装不规范时容易导致计量失准甚至引发火灾等安全事故。

2 绝缘穿刺线夹简介

穿刺线夹是我国近几年来引进和开发的，适用于小容量动力与照明供电系统的新型电缆T接产品。穿刺线夹的使用是继电缆分线箱、预分支电缆后的又一电缆T接方式。它具有配电更安全可靠、安装简单、防水、环境要求低、免维修、更经济等特点。在高层建筑、民用住宅、路灯配电、户外架空线等低压动力和照明配电线路中均可应用，竖井内、露天均可实施安装[7]。

穿刺线夹由两块上下分开的两块绝缘支撑通过一拧有力矩螺丝的螺杆连接。绝缘支撑内暗藏两片采用特殊合金制成的可与导线多点接触的导体。穿刺线夹具有力矩螺母和穿刺结构,力矩螺母用于保证恒定的接触压力,确保良好的电气接触,并同穿刺结构一起使安装简便可靠,安装时只需要目测力矩螺母是否拧断,导线位置是否合适就可以保证可靠的质量,经测试,接触电阻阻值及线路绝缘电阻符合施工规范要求,加负荷通电试运行接头部位温升正常.所从穿刺线夹的使用对干线的机械性能和电气性能影响小。

按传统的电缆敷设方式将主干电缆和支路电缆（电线）敷设到位，电缆基本固定以后即可安装穿刺线夹。一般的穿刺夹的安装位置没有特别的要求，只要方便施工、不影响其它电缆的排列和日后扩容即可。在分支处剥去20-50厘米的护套，在指定线芯上用穿刺线夹分支，若是铠装电缆在将外皮钢铠切断安装穿刺夹后再将两端铠装做等电位连接并密封。整个安装过程不需要专用工具,不需要对导线和线夹做特殊处理,操做简单、快捷,与常规接线方式相比,少了剥除绝缘层、涮锡或压接（除铠装电缆焊接接地外）、绝缘包扎等工序；需要的安装空间很小,可以大大提高安装效率,节省人工和安装费用。一个普通工人每八小时可压接50个穿刺夹。穿刺线夹虽刚在我国应用几年，但是它已在国外成熟使用30年，且已通过CQC质量认证。只要是合格的产品在力矩螺帽被拧掉即表示导线芯已与穿刺连接片可靠连接。绝缘穿刺线夹结构图1所示。

图1 绝缘穿刺线夹结构

中华人民共和国电力行业标准《额定电压10kV及以下绝缘穿刺线夹》对绝缘穿刺线夹的技术要求[8]如下。

2.1 材料与结构

（1）线夹的一般技术条件应符合GB/T 2314的规定，并按规定程序批准的图样制造，其结构型式和材质选用均应符合节约能源和防止金属电化学腐蚀的原则。（2）线夹中用黑色金属制造的元件，其表面均应进行热镀锌防腐处理。对镀锌层的质量及厚度应符合DL/T 768.7要求。也可采用供需双方同意的其他方法获得等效的防腐能力，但不得采用电镀法镀锌。（3）线夹中的齿片应不易生锈腐蚀，且具有良好的导电性。齿片的硬度值(60HBW)宜不小于45。（4）绝缘外壳应具有足够的机械强度、电气强度、良好的抗老化性和阻燃性能，能经受工作温度而不发生性能劣化。（5）线夹内的绝缘脂应有良好的绝缘和密封性能，并在150℃高温下保持1h不熔化，在-15℃低温中保持1h不龟裂。（6）线夹的连接部件应有锁紧装置，应保证在运行中不致松脱。（7）线夹的结构应使安装方便、简单。（7）线夹应能承受安装、维修及运行中可能出现的有关机械载荷，并能经受设计的工作电流、工作温度及环境条件等的各种考验，其结构应能有效避免积水。

2.2 性能

（1）线夹的握力应不小于所夹持电缆支线的计算拉断力的10%，电缆运行拉断力应不小于线夹所夹持电缆主线计算拉断力的95%。（2）线夹应使用扭剪型螺栓(或螺母)紧固，为方便安装人员操作并防止施加扭矩过程中电缆偏转，其剪切扭力矩大小规定如：额定电压1kv及以下的线夹，其剪切扭力矩为(6～40)N·m。额定电压lOkv的线夹，其剪切扭力矩为(11～40)N·m。（3）线夹在电缆接续处两端点之间的直流电阻应不大于等长支线电缆电阻值的l.5倍，线夹间电阻的最大偏差的绝对值不应超过平均值的30%。（4）通过电流时，线夹的温升应不高于支线电缆的温升。（5）线夹的热循环性能应满足GB/T 2317.3的规定。（6）线夹允许的载流量应不小于支线电缆的载流量。（7）线夹的交流耐压强度应不低于被接续电缆的交流耐压强度标称值。

3 电能计量封印简介

按中华人民共和国电力行业标准《电能计量封印技术规范》，电能计量封印是指具有自锁、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体，以下简称封印[9]。

根据封印的型式，可分为卡扣式封印和穿线式封印，其中穿线式封印试用于电能表、采集终端、互感器二次端子盒、计量箱（柜）等设备的现场封。穿线式封印结构应符合以下要求[9]。

（1）穿线孔内部光滑无障碍。（2）锁扣按压部位应微凹、平滑、面积最大化。（3）封印结构可靠，完成自锁紧操作后，除非破坏封体，否则无法取出插件。（4）封印遭破坏后，无法复原且易于观察。

穿线式封印的外形尺寸不大于25×22×10mm，封印封线净长度100mm，封线线径不大于1.0mm，封线穿孔内孔径1.5mm。

4 使用绝缘穿刺线夹实现经互感器接入式低压电能计量点的电压引线的优劣势

使用绝缘穿刺线夹实现经互感器接入式低压电能计量点的电压引线具有可带电操作，安装工艺简单、人工成本低，安全可靠免维护等优点，但相比传统方式，绝缘穿刺线夹实现的电缆分支较易篡改，不法分子只需要拧松线夹的螺栓，即可使计量电压引线失效。普通绝缘穿刺线夹没有考虑电缆分支的防篡改功能，不能配合使用《电能计量封印技术规范》中规定的穿线式封印或卡扣式封印实现电缆分支的封印，不能满足电力计量接线的特殊要求。

5 实现方案

本方法根据应用场景选用合适规格的绝缘穿刺线夹，经改造后配合南方电网常规使用的穿线式封印，实现防篡改功能。绝缘穿刺线夹的改造方案如下。

（1）使用较长的马车螺杆替换原配马车螺杆，并在马车螺杆的末端合适位置沿螺杆方向开一条宽度1mm的槽(称为封印槽，开槽后的螺杆称为封印螺杆)，封印槽用于配合下述封印螺母的封印孔为穿线式封印提供可靠的封印位置。为不破坏螺杆强度，封印槽长度不宜过长，应不到达力矩螺母的最终锁定位置；为适应不同线径的电缆，封印槽长度也不宜过短，应使绝缘穿刺线夹应用于其所适用的最小线径电缆时，锁紧力矩螺母后，封印螺母的封印孔处于封印槽范围内。为防止螺杆在运输、适用过程中的碰撞、挤压变形，螺杆末端应保留一定长度的原结构。经现场测试，选用较原配螺杆长1cm-1.5cm的马车螺杆，封印槽长度1.5-2.5cm，螺杆末端保留0.5cm时，效果较好。封印螺杆结构如图2所示(侧视)。

图2 封印螺杆结构

（2）选用一颗加厚螺母，并在螺母的六个侧面中央开2mm直径以内的圆孔(称为封印孔)，相对面的孔在同一直线上(经螺母中心点)，开孔后的加厚螺母称为封印螺母。为防止破坏绝缘穿刺线夹原配力矩螺母的结构强度，本文方法不采用直接在绝缘穿刺线夹原配力矩螺母上开封印孔的方法。封印螺母结构如图3所示(正视剖面、侧视)。

图3 封印螺母结构

（3）封印螺杆和封印螺母配合原普通绝缘穿刺线夹的其余部件，构成具备防篡改功能的绝缘穿刺线夹。防篡改绝缘穿刺线夹安装完成并封印后效果如图4所示(侧视)。

图4 防篡改绝缘穿刺线夹安装效果

6 使用方法

使用具备防篡改功能的绝缘穿刺线夹制作电缆分支，制作方法与使用普通绝缘穿刺线夹时一致。把封印螺母拧入封印螺杆，拧紧到合适松紧度并使封印螺母的一组封印孔与封印槽处于同一平面，把穿线式封印的封印线穿过封印槽和封印孔并完成防篡改封印操作。

7 结语

本文提出一种基于绝缘穿刺线夹的电缆分支的防篡改封印功能的实现方法，使用改造后的绝缘穿刺线夹，配合穿线式封印，实现电缆分支的防篡改封印功能。

参考文献

[1]汕尾供电局计量中心.汕尾供电局专公变改造安装工艺规范补充说明[G].汕尾供电局计量中心,2018(1):10-11.

[2]顾捷.电力装表接电的反窃电技术分析[J].集成电路应用,2021(4):118-119.[z1]

[3]黄海涛,徐海洋,肖丽萍.关于用电检查中窃电与反窃电技术分析[J].中国宽带,2022(1):87-88.

[4]王举.电力系统用电检查中反窃电工作的探讨[J].经济技术协作信息,2022(19):42-44.

[5]汤涛.浅谈供电企业反窃电举措[J].农村电工,2021(4):19.

[6]林于暄.电力营销反窃电技术及解决对策[J].电力系统装备,2021(18):131-132.

[7]童天海.浅谈绝缘穿刺线夹技术在建筑中的应用[J].工程与建设,2022(3):744-747.

[8]国家能源局.DL/T1190-2012额定电压10kV及以下绝缘穿刺线夹[S].中国电力出版社，2012(12):1-2.

[9]国家能源局.DL/T1496-2016电能计量封印技术规范[S].中国电力出版社，2018(5):2-4.

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[z1]每条参考文献对应标注文章段落！