1. 引言
电能表、配变监测计量终端(TTU)、负荷管理终端、集中器、采集器等设备，在业扩新装或运行维护故障处置前如果没有上电调试，可能会各种原因导致设备出现故障，如无法上电、上电后通讯异常和上电后采集异常等，在安装或故障处置前未提前发现计量设备异常，待现场安装完毕、系统归档后才发现计量设备有故障，而不能上线或不能自动抄表等，又会返回供电所进行设备更换，直至处置正常。2020年电能表、计量终端故障一次性发现及时率62%，一次性处理及时率78%。2021年1月到3月一次性发现及时率68%，一次性处理及时率82%。导致影响营销核心业务指标计量终端综合自动抄表率和考核表电子化结算率，且效率低下，浪费资源，增加劳动力及工作量。
研制一种便携式多功能终端调试装置，可以在室内有电或者户外无电的情况下为待安装作业的设备提供AC 57.7 V、AC 100 V或AC 220 V的电能。终端设备上电后经过配置录入相关参数后，电能表通过模块即可与终端或者集中器进行数据交互，实现计量终端自动抄表的功能(主要是负控终端采集电能表、集中器采集电能表的数据)，确保现场上线和自动抄表成功率100%，避免上杆安装后才发现设备故障或通讯故障导致的资源浪费和核心业务指标不达标[1]。
2. 功能介绍
2.1. 工作原理
终端、电表只需要一个单相电源(AC 57.7 V、100 V或220 V，一零一火)就能实现终端、电表调试上线的原理。本项目研制一种便携式多功能终端调试装置，内置了锂电池、逆变模块、电压切换模块、控制模块。该装置可以提供一个表计、终端、集中器所需的单相电源(AC 57.7 V/100 V/220 V)，但只能同时提供一个电压等级的电源，不同电源等级的电源通过旋钮式电压切换模块切换不同的电压，实现电压选择，来满足不同电压规格的表计、终端和集中器等设备用能需求。设备上电后，在终端内录入相关参数及电表档案信息，就能实现自动调试及抄表等功能[2] [3]。
箱式便携式多功能终端调试装置，主要为一个充电器和一个手持式电源箱组成，手持式电源箱内置两位检表位，可以同时检测一台电表和一台终端；手持式电源箱可以提供AC 57.7 V、AC 100 V和AC 220 V三种不同的电压，通过电压切换开关选择不同的电压输出。具有稳定可靠、安全轻便、经济性好、即插即用等系列优点等系列优点，适用于户外检表作业。便携式多功能终端调试装置系统原理如图1所示[4] [5]。
Figure 1. System schematic diagram of multifunctional terminal debugging device
图1. 多功能终端调试装置系统原理图
2.2. 功能
箱式便携式多功能终端调试装置内置两位检表位，可以同时检测一台电表和一台终端；手持式电源箱可以提供AC 57.7 V、AC 100 V和AC 220 V三种不同的电压，通过电压切换开关选择不同的电压输出，为负载提供电能。
箱式便携式多功能终端调试装置在户外作业时，先根据待测设备的电压等级，通过旋钮式电压切换模块切换不同的电压，如AC 57.7 V、AC 100 V或者AC 220 V，来满足不同电压规格的表计、终端和集中器等设备用能需求。选择合适的工作电压，然后打开电源开关，再将表计和终端倾斜插入到箱式便携式多功能终端调试装置孔位上即可。孔位挡板上有安装压力控制开关，该开关受到电表或者终端的重力后复位并供电，确保安全；孔位挡板底部有铜质顶针，其顶针位置可调，适用于不同尺寸和规格的表计和终端设备。
设备上电后终端经过配置录入相关参数后，电能表通过模块即可与终端或者集中器进行数据交互，实现计量终端自动抄表的功能(主要是负控终端采集电能表、集中器采集电能表的数据)，确保现场上线和自动抄表成功率100%，避免上杆安装后才发现设备故障或通讯故障导致的资源浪费和核心业务指标不达标。
2.3. 装置特点
箱式便携式多功能终端调试装置的功能特点如下：
1) 电表放上即上电，电表取下则自动断电，使用安全；
2) 采用模块化结构，一个台体可以适应各种不同的电表
3) 电表免接线自动接入和上电，免去接线麻烦，提高效率；
4) 在不接市电的情况下，内置电源最长供24小时连续检表作业[6]；
5) 支持三相四线、三相三线等接线方式以及各种电压等级电表；
6) 支持每个表位独立上电、断电测试；
7) 采用单相电源供电，低功率消耗，可以连续使用；
8) 箱体绝缘性/防水性好，便携轻便；
9) 可以室内作业，也可以户外作业。
2.4. 装置外观图
箱式便携式多功能终端调试装置在打开状态时的外观如图2所示。
Figure 2. Appearance diagram of the box-type portable multifunctional terminal debugging device in open state
图2. 箱式便携式多功能终端调试装置在打开状态时的外观图
箱式便携式多功能终端调试装置的尺寸为490 × 220 × 260 mm，重量约为4.5 kg，防水等级高达IP54。该装置闭合状态时的外观如图3所示。
Figure 3. Appearance diagram of device in closed state
图3. 装置闭合状态时的外观图
便携式多功能终端调试装置现场工作时的上电、上线、采集调试流程如图4所示。
2.5. 装置现场工作调试流程框图
Figure 4. Block diagram of power-on, on-line, acquisition and debugging process for on-site operation of device
图4. 装置现场工作时的上电、上线、采集调试流程框图
2.6. 装置接入方式图
便携式多功能终端调试装置的接入方式如图5所示。
Figure 5. Access mode diagram of portable multifunctional terminal debugging device
图5. 便携式多功能终端调试装置的接入方式图
2.7. 装置接线端子示意图
1) 便携式多功能终端调试装置连接3 × 100 V负控、采集3 × 100 V电能表接线端子示意图如图6所示。
2) 便携式多功能终端调试装置连接3 × 220 V或57.7 V负控、采集3 × 220 V或57.7 V电能表接线端子示意图如图7所示。
3)便携式多功能终端调试装置连接3 × 220 V集中器，采集220 V单相电能表接线端子示意图如图8所示。
4) 便携式多功能终端调试装置连接3 × 220 V配电监测计量终端接线端子示意图如图9所示。
Figure 6. Schematic diagram of device connecting terminal of 100 V negative control and electric energy meter
图6. 装置连接100 V负控、电能表接线端子示意图
Figure 7. Schematic diagram of device connecting terminal of 220 V negative control and electric energy meter
图7. 装置连接220 V负控、电能表接线端子示意图
Figure 8. Schematic diagram of device connecting terminal of 220 V concentrator and electric energy meter
图8. 装置连接220 V集中器、电能表接线端子示意图
Figure 9. Schematic diagram of device connection terminal of 220 V distribution monitoring and metering terminal
图9. 装置连接220 V配电监测计量终端接线端子示意图
Figure 10. Monthly measurement terminal one-time discovery and one-time processing timeliness rate chart
图10. 月份计量终端一次性发现及时率和一次性处理及时率图
3. 应用效果与前景推广
1) 高效率、高质量开展营销现场工作。
2) 优服务，践行“为客户创造价值”的南网服务理念，缩短现场停送电的时间，减少客户平均停电时间，推动“增供扩销”工作。2020年1~7月95598工单107单，2021年同期工单55单，较去年同期1~7月减少52单，降幅48.6%。减少客户投诉率，促使客户服务水平稳步提升。
3) 增效益，采用2020年本局电能表和计量终端发生故障共1683次，出工4314人次，一次性故障处理率78%。2021年1月到6月发生故障共696次，出工1550人次，一次性故障处理率82%。较以前一次性故障处理率提升20%，如图10所示。预计全年减少出工519人次，减少工作时间1038小时，节省成本10.35万元，其中人工成本3.54万元，车辆成本1.04万元，增加电量10.4万kWh，电费5.77万元。
4) 高效率，现场、杆上均可操作，达到“一次检测、一次安装、一次成功”的效果。避免员工现场重复作业，减少人力资源浪费，效率显著提升，增强企业精益化管理水平。
5) 易使用，携带轻便，操作简单，自备电池，满足各类计量终端带电调试。
6) 装置防水性好，压接接线，避免原来移动取电源，随意性大，无保护措施，存在严重安全隐患。调试工具装置化后，使用安全可靠。
7) 使线损指标趋于真实值，敏感反映线损管理问题，提升线损精益管理水平。