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国网广东省供电公司便携式接地线电动操作枪的研制与应用变电运维联合小组2018年8月31日QC成果报告主要内容030102040506小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析确定要因0907081011制定对策对策实施效果检查巩固措施总结与打算QC成果报告主要内容广东省供电公司401小组简介小组情况小组名称变电运维联合小组课题名称便携式接地线电动操作枪的研制与应用课题类型问题解决型成立时间2014.01注册时间2014.01注册登记号小组类型现场型小组人数8参加率100%活动时间2014.01-2014.12活动次数15次广东省供电公司501小组简介小组成员姓名文化程度年龄职称组内分工何先生大学40高级工程师组长何先生大学41工程师组员何先生大学42工程师组员何先生大学37高级工程师组员何先生大学36工程师组员何先生大学30工程师组员何先生研究生40工程师组员何先生大学42工程师组员广东省供电公司601小组简介活动记录序号时间活动主题参加人数12014.5.10讨论装置整体结构和操作原理，绘制草图小组全体成员22014.5.18CAD绘制套筒结构图，确定各部件尺寸，设计紧固件小组全体成员32014.5.24套筒部分零件采购、组装小组全体成员42014.5.21底部接口设计和制作小组全体成员52014.6.3采购基础电动工具，接口设计和制作小组全体成员62014.6.19设计和加装力矩脱口装置小组全体成员72014.9.10实物组装、性能测试与改进小组全体成员广东省供电公司702选择课题所以，如果能有效控制挂设接地线的时间，对缩短整个操作时间、有效完成计划刚性执行、乃至提升安全管理水平都是有好处的。本团队立足于以上理由，希望通过深入查找并解决接地线挂设中的难点，缩短接地线挂设的时间。《安规》规定，在变电站的设备运维工作中，每当设备或线路需要停电检修时，为保证人身和设备的安全，都需要在停役设备上加挂接地线或合上接地闸刀后方可工作。根据目前计划刚性执行的要求，从操作人员接令到操作结束原则上应在一定的时间限制内完成，以满足“三个零时差”的要求。实际倒闸操作过程中，挂设接地线是值班员公认的所需操作时间最长也是最累的步骤，接地线挂设的时间长短、顺利与否直接影响到整个操作能否在预定时间内完成。123广东省供电公司803现状调查目前我局所辖的35个变电站中所使用的操作和工作接地线，几乎全部采用鸭嘴形导体端，类似扳手的原理，用鸭嘴形口“咬”住矩形的铜排或管型引线，通过转动绝缘杆逐步收紧鸭嘴口达到固定导体端的目的。拆除接地线时也是同样原理。装拆接地线的操作看似并不复杂，在操作票上通常只有一步，却往往需要花费整张操作票一半甚至更多的时间。以室外110kV主变10kV母线桥为例，熟练的值班员装设一副主变10kV侧接地线一般至少需要10-15分钟左右时间，220kV的接地线装设则通常需要20-30分钟。广东省供电公司903现状调查接地线的装拆不仅是“技术活”，也是“体力活”，电压等级越高的接地线重量就越大，220kV的接地线重达数十斤，用几米长的操作杆举起后体力消耗巨大，且受体力限制，操作时间越长，失败几率越大，操作结束后，操作人往往满头大汗，手臂酸胀。据不完全统计，自10年提出“三个零时差”后，变电运行专业超过或险些超过零时差考核时间的操作中，原因除少数为设备因素外，装拆接地线步骤执行时间过长至少占八成以上。广东省供电公司1004设定目标结合以上现状的调查小组希望将装拆设接地线的时间减少至少三分之一广东省供电公司1105原因分析人员因素未掌握操作要领业务技能不熟操作杆太长，重心不稳力气小操作时间太长绝缘手套太大，影响操作绝缘杆手握部分短纯手动操作，体力消耗大周围有瓷瓶易打碎，需小心操作接地线太重挂设地点高或狭窄，操作难度大天气因素，炎热或寒冷影响操作操作时间通常凌晨或半夜，人员状态不佳操作任务重影响体力夹头螺纹毛刺影响转动没有合适的导体端位置胶质绝缘手套接触绝缘杆摩擦很大工具因素设备因素客观因素广东省供电公司1206确认要因从上图可见，在操作原理和过程并不复杂的前提下，除去人员熟练程度等素质因素外，现有的操作设施不好用是导致装拆接地线的时间难以缩短的主要因素工具因素相关规范要求改善可能结论接地线太重《安规》规定，操作接地线的软铜线直径不得小于25mm2，数米长的三相铜线必然重达几十斤无法改变非要因操作杆太长，重心不稳绝《安规》对人体与带电部位的安全距离作了明确规定，10kV为0.7米，220kV达3米无法改变非要因纯手动操作，体力消耗大无明文规定，但目前无更好的工具可以改变要因缘杆手握部分短《安规》规定，使用绝缘杆时，手握部分必须与带电部位保持足够的安全距离，不得超过护环无法改变非要因绝缘手套太大，影响操作《安规》规定，装拆接地线必须戴绝缘手套无法改变非要因夹头螺纹毛刺影响转动夹头制作工艺问题，或使用年份较长转动不灵活难以改变非要因胶质绝缘手套接触绝缘杆摩擦力很大无明文规定，但目前无更好的办法可以改变要因下面对工具因素进行进一步分析：广东省供电公司1306确认要因通过我们发现，大部分影响操作的因素目前而言均为“硬杠杠”，难以改变或无法改变，只有操作工具和操作方式上存在一定的改进空间，故设定要因为纯手动操作，体力消耗大胶质绝缘手套接触绝缘杆，摩擦很大广东省供电公司1407制定对策针对要因，小组成员通过讨论并汇总各种可能的对策要因可行思路实施方案评价结论纯手动操作体力消耗大改进手动操作方法加装套筒、滑轮和手柄，用“钓鱼竿”的操作原理，增大力矩成本低，结构复杂，难以缩小体积，考虑到接地线的重量、绝缘杆的长度，一手持杆一手摇手柄的操作仍耗体力，且操作中难以保持平衡不采用改为电动操作制作带套筒的电动操作工具，用电机带动绝缘杆旋转成本略高，但易实现，加装工具也可辅助平衡，能从根本上解决体力问题的难题采用胶质绝缘手套接触绝缘杆，摩擦力很大改善接触环境减小摩擦力涂滑石粉或其他减小摩擦力的介质可能影响手套绝缘性能，且应考虑其他介质对手套和绝缘杆的腐蚀情况，问题复杂化不采用减少接触甚至不接触绝缘杆底部护环内加装套筒，用其他工具带动绝缘杆旋转，消除手套和绝缘杆的接触面易实现，可有效解决摩擦力问题，但应考虑其他工具均应在戴手套的情况下仍易操作采用广东省供电公司1507制定对策因此小组决定采用在绝缘杆底部护环内加装套筒，并利用电动工具驱动绝缘杆旋转的方案并进一步制定实施计划实施步骤实施人完成日期讨论装置整体结构和操作原理，绘制草图小组全体成员2014.5.10CAD绘制套筒结构图，确定各部件尺寸，设计紧固件何颋、李伟、洪靓2014.5.18套筒部分零件采购、组装陆建东、XXX峰2014.5.24底部接口设计和制作高宇峰、金辰立2014.5.21采购基础电动工具，接口设计和制作顾凌云、XXX峰2014.6.3设计和加装力矩脱口装置XXX峰、洪靓2014.6.19实物组装、性能测试与改进金辰立、洪靓2014.9.10广东省供电公司1608对策实施制作完成后的成品分为两个部分：上部为套筒和手持部分；下部为电动操作工具。为避免给操作人员增加负担，套筒部分采用轻便的铝合金材料。套筒部分顶部为一拉杆式套箍（类似自行车座椅调节装置），长8CM，用于连接接地线操作杆下部的橡胶把手以固定操作杆，套箍内衬橡胶以增加与绝缘杆底部橡胶质手握部分的摩擦。套筒下部与手持部分相连接，考虑到手掌宽度，手持部分长度为8CM，内装轴承，当手握住下部时，套筒部分可以左右旋转。手持部分底部为十字形凹槽，与电动部分的十字形凸起部件相对应。1套筒部分广东省供电公司1708对策实施2电动操作部分本部分以常用手枪式电钻为基础，以干电池为电源。拆除原钻头夹件，加装十字形凸起部件与套筒部分底部咬合，两部分相连接，动力（电机）将会带动套筒和操作杆旋转来固定或拆除接地线。考虑到绝缘杆转动对操作人员手的冲击，微调了枪钻线路使其转速降低；考虑到电机旋转转矩过大使接地线夹得过紧而导致接地线夹头损坏的问题，在电机头部加装脱扣装置，当转动力矩达到一定程度时（可以使接地线夹头夹紧导体端），电机开始空转，从而保护了接地线夹头。广东省供电公司1808对策实施3操作说明使用时，将接地线操作杆底部橡胶手握部分放入套筒套箍内，扣上螺栓紧固把手，将套箍锁住，固定住操作杆。接地线的接地端装设好后用操作杆将接地线导体端鸭嘴口置于需接地的，将电动工具旋转头十字形凸起插入手持部分的底部凹槽，一手握住手持部分，一手按动枪钻电源，电机将会带动套筒和操作杆旋转来固定或拆除接地线。广东省供电公司1909效果检查1、完成目标检查实物组装完成后，本小组除了在实验室内测试外，还结合实际工作进行了多次测试。序号测试日期测试操作电压等级常规方式挂设时间电动工具挂设时间时间减少率目标减少率目标完成情况12014.7.10实验室装设10kV接地线10kV8450%33%达成22014.7.10实验室拆除10kV接地线10kV5340%33%达成32014.7.12实验室装设110kV接地线110kV14657%33%达成42014.7.12实验室拆除110kV接地线110kV8362.5%33%达成52014.7.19万市变变龙羊3608线装设35kV接地线35kV12466%33%达成62014.7.20万市变变龙羊3608线拆除35kV接地线35kV9456%33%达成72014.7.27实验室装设220kV接地线220kV21671%33%达成82014.7.27实验室拆除220kV接地线220kV14564%33%达成广东省供电公司2009效果检查1、完成目标检查可见，新工具的引入能有效减少接地线装拆的时间，且基本可以减少50%以上，而且接地线电压等级越高、原先操作难度越大，效果越明显，超额完成减少三分之一的目标。85129148211443446365051015202510kV10kV35kV35kV110kV110kV220kV220kV新老方法操作时间对照图常规方式操作时间电动工具操作时间广东省供电公司2109效果检查1、完成目标检查0%10%20%30%40%50%60%70%80%10kV10kV35kV35kV110kV110kV220kV220kV50%40%57%63%66%56%71%64%33%33%33%33%33%33%33%33%新老方法时间缩短参照图时间减少率目标减少率广东省供电公司2209效果检查2、装置优势分析01该装置与绝缘杆接口部分用外套件紧固原理，接触部分为橡胶—橡胶接触，不会破坏或改变接地线操作杆的外观，也不影响绝缘性能，且不需担心接触摩擦太小的问题。02套筒部分与绝缘杆的接触部分采用拉杆式紧固件，类似自行车座椅调节装置，只需扣下拉手即可紧固，即使在戴绝缘手套的情况下也不影响操作。03底部采用十字形凹凸纹连接件完成传动，插拔方便，且可满足正反转操作。04电动部分采用干电池为电源，是一种“便携式”工具。广东省供电公司2309效果检查2、装置优势分析操作中改变了原先操作人员双手带着庞大的绝缘手套还要交替旋转绝缘杆，累的满头大汗的情况，采用电动工具传动，将几分钟的旋转过程缩减至几秒钟，极大的提升了效率。0506降低电机转速至合适值，减少了对手的冲击，也使接地线导体端的鸭嘴头处螺栓旋转更为顺畅。07电机头部加装脱扣装置，当转动力矩达到一定程度时（可以使接地线夹头夹紧导体端），电机开始空转，从而保护了接地线夹头。工具的使用全过程满足安规对安全距离和工器具使用规范的各项要求。08广东省供电公司2409效果检查3、经济成本和价值本接地线电动操作工具单个成本为：套筒部分材料80元+电动工具原型240元+加工费700元=1020元01本工具不受电压等级限制，且为“便携式”工具，故无需配置到各变电所，只需操作人员随身携带即可，若能得到推广一个操作中心一般配2台左右即可。02装拆接地线引入电动工具后，大大缩短操作时间，一定程度上减轻了“三个零时差”考核风险。03装拆接地线引入电动工具后，极大地减少了操作人员的体力消耗，对避免疲劳操作而引起注