1、可调角度操作式接地线的研制溧阳供电公司 旧县操作班QC小组前言在电力系统中，接地线是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时，将电流引入大地，保证工作人员安全的重要工具。装设接地线是一项重要的电气安全技术措施。目前公司使用的接地线，按其各部分作用可以分为接地端接头、接地引线、设备端夹口和操作手柄。该种接地线设的备端夹口与电气设备的连接是通过旋转操作手柄进行施力，使接地线的设备端夹口与电气设备（如母排、导线等）夹紧。由于该接地线的操作手柄与接地线设备端夹口是固定的（角度不可调节），同时操作手柄较长，导致在某些特定的环境下装设接地线比较麻烦，浪费较长的时间，而且由于每一相接地线设备端接头都固定连
2、接操作手柄，增加了接地线的重量，操作起来很不方便。为解决现有接地线操作角度不可调节、手柄较重，装设不方便的问题，操作班组织相关技术人员成立QC小组。小组将2010年的课题主攻目标选定为 “可调角度操作式接地线的研制”主动开展科技攻关，力争解决当前接地线装设不方便的问题。一、小组概况表1-1 小组概况表小组名称旧县操作班QC小组组长叶亚琼课题名称可调角度操作式接地线的研制课题类型创新型注册时间2010年3月注册号2010-LY-02小组接受TQC教育80小时/人成立时间2000年2月活动参加率100%小 组 成 员序号姓名性别文化程度技术职称小组分工1叶亚琼男本科技师全面负责2胡俊涛男本科高级工
3、指导协调3华志东男本科高级工记录整理4赵欣男本科高级工数据分析5朱鹏男本科高级工具体实施6陈涛男本科高级工具体实施7宗凯男本科高级工资料搜集 制表人：赵欣 制表时间：2010-3-2二、活动计划表2-1 活动计划表计划内容时间负责人3月4月5月6月7月8月9月10月P选择课题叶亚琼设定目标胡俊涛提出方案并确定最佳方案宗 凯制定对策胡俊涛D对策实施朱 鹏C效果检查华志东A标准化及推广赵 欣总结胡俊涛 计划进度 实际进度 制表人：宗凯 制表时间：2010-3-8三、选择课题（一）问题的提出当设备由运行状态转检修状态，在待检修设备两侧挂接地线是必经的一个步骤。小组成员于2009年10-12月份选取操
4、作班所辖的竹箦变、新昌变、南渡变，随机抽取30次挂接地线的时间进行了统计，统计结果如表3-1所示：表3-1 接地线装设时间统计表序号时间（分）序号时间（分）序号时间（分）序号时间（分）14951792572121061810261238119191327945128208288510131121929156414132210309771572358121692410 制表人：赵欣 制表时间：2010-3-18统计结果显示，随机抽取的30次挂接地线操作，平均操作时间达到了8.9分钟/次，所需时间较长。（二）对现有接地线以及操作方式的调查分析目前，公司所使用的接地线为如下图所示的接地线：经过小组的
5、反复使用并分析发现，该种接地线的缺点主要表现为两个方面：1、操作角度不可以调节此种接地线，通过旋转操作杆对F形夹口施力，使其夹紧待检修设备（如母排、导线等），如下图所示：由于操作杆与F形夹口之间为固定死连接，这就导致当接地线的F形夹口夹紧母排或导线后，操作杆必然垂直于被夹母排表面，这就容易导致两种不利于操作的情况：（1）设备端夹口不能完全夹紧母排如下图所示，原接地线操作杆过长，距离柜体过近，需探出柜体，无法正常装设接地线。柜体或墙体母排距离柜体过近母排操作杆过长，需探出柜体，无法正常装设接地线此种情况下，装设过程中必然需要使接地线操作杆斜对母排进行装设，如下图所示：这样安装，造成运行人员的操作
6、难度较大，需要耗费较长时间，而且设备端夹口不能完全夹紧母排，造成设备不能可靠接地，如下图所示：操作杆斜对母排 不能完全夹紧母排，母排未可靠接地小组选取了4月份操作班27次装设接地线装设的操作效果进行了统计，统计结果如下表所示：表3-2 装设效果统计表装设次数可靠接地次数未可靠接地次数未可靠接地率27171037% 制表人：朱鹏 制表时间：2010-3-22在随机抽取的27次装设接地线操作中，设备端夹口不能完全夹紧母排的次数达到了10次，未可靠接地率达到了37%，存在较大的安全隐患，而且容易损坏母排。（2）延误操作时间下图为采用原有接地线的装设流程图：小组对30次装设接地线平均每次操作的各个步骤
7、的时间进行了统计：表3-3 各步骤所需时间统计表项目取 接地 线开柜门和五 防 锁装接地 端取 垫高 物装导体 端由于未夹紧而反复重新装设耗时0.70.50.61.12.14.0根据装设接地线各步骤时间统计表，绘制饼分图4-2如下： 图4-2 装设接地线各步骤所需时间比例图 制图人：朱鹏 制图时间：2010-3-24 从饼分图可以看出，装设接地线时，很多时间都是浪费在取垫高物或者是由于F形夹口未夹紧而反复重新装设上的，所占比例达到了63%，而这两个步骤时间的延误均是由于原有接地线的操作角度不可以调节造成。2、接地线质量较重，操作不方便现有接地线各部分的质量如下表5-1所示：表3-4 接地线各部
8、件重量表部件接地端接头接地引线设备端接头操作杆重量（千克）0.33.21.22.0所占百分数4.5%47.8%17.9%29.9% 制表人：赵欣 制表时间：2010-3-25 每副接地线的质量达到了6.7千克，质量较重，造成运行人员操作起来很不方便，延误操作时间。（三）确定课题 如果能研制一种设备端夹口与操作杆之间的连接部位为可调角度的接地线操作装置，便能使接地线在任何环境下能方便快捷地操作，因此，我们小组将本次QC活动课题选定为“可调角度操作式接地线的研制”。四、设定目标经过充分的调查和分析，我们小组设定如下活动目标：1、研制可调角度操作式接地线，实现接地线装设时操作角度可以调节，使接地线的
9、装设不再受限于操作环境；2、通过可调角度操作式接地线的使用，使接地线的装设时间由活动前的8.9分钟/次缩短至4.5分钟/次。图4-1 目标设定图 制图人：朱鹏 制图时间：2010-4-20五、提出方案并确定最佳方案为了研制新型接地线和相应的操作方式，小组成员运用“头脑风暴法”，对现有接地线在装设过程中出现的问题进行了总结，并提出了各种应对策略，运用亲和图法进行了总结。图5-1 出现问题应对策略亲和图制图人：朱鹏 制图时间：2010-4-29（一）选择设备端夹口导电材料小组成员对目前所采用的电气设备导电材料进行了摸底，目前电气设备导电材料主要有铁质材料、铜质材料、铝镍铁合金材料，小组通过分析，对
10、这三种材料进行了比较和分析，如下表5-1所示：表5-1 方案比较表（一）方案方案名称方案简述优点缺点方案一选用铁质材料用铁质材料锻造设备端接头铁较便宜，制造成本较低1.容易锈蚀，影响正常使用2.电阻率高，导电性能差方案二选用铜质材料用铜质材料锻造设备端接头1.不易锈蚀2.导电性能较好1.铜密度大，质量重，影响搬运使用2.成本较高方案三选用铝镍铁合金材料用铝铁合金材料锻造设备端接头1.不易锈蚀2.导电性能好3.相对铁和铜，密度小，重量轻锻造成本稍高综合评定通过对三种材质的优缺点比较，决定从重量指标、导电性能、价格指标这三方面对着三种材质进行比较。材质铁质接头铜质接头铝镍铁合金接头密度(g/cm3
11、)7.88.95.2电阻率(10-8*m)0.0970.01720.015价格(元/副)184042价值系数评定表方案重量指标导电指标成本指标价值系数最优铁接头0.290.0780.50.97铜接头0.320.4360.230.99铝镍铁合金接头0.50.50.221.22通过对重量，导电性能以及成本三方面的比较，三种方案所选用接头材质的价值系数的顺序为：铝镍铁合金接头铜接头铁合金，因此选用铝镍铁合金接头的价值系数最高，此方案最优。结论一设备端接头的材质选用铝镍铁合金。制表人：赵欣 制表时间2010-5-5（二）选择操作杆与设备端的连接方案对连接部分连接方案的选择是本次活动的关键所在，经过小组
12、成员反复研究与讨论，总结出三种方案，现将这三种方案比较如下表：表5-2 方案比较表（二）方案方案名称方案简述优点缺点方案一保持原有连接，缩短操作杆长度保持原有连接不变，通过缩短操作杆的长度，使其能够适应各种操作环境。1.方法较简单，改造方便，成本低1无法适应接地端过高情况的操作2.操作时，操作人员手与设备距离过近，存在安全隐患方案二采用（操作杆）不可取下、可调角度式连接操作杆与设备端接头固定连接，不可取下；连接处的连接角度可以调节，以适应各种操作环境。1.可调节操作杆与夹口的角度以适应各种操作环境2.操作杆与接地线固定连接，方便保管1.三根操作杆与夹口相连，导致接地线过重，不方便拿取方案三采用
13、（操作杆）可取下、可调角度式连接连接处的连接角度可以调节，以适应各种操作环境；操作完毕后操作杆可以取下。1.可调节操作杆与夹口的角度以适应各种操作环境2.所有接地线只需要一根统一的操作杆，节约成本3.操作杆不再与接头固定连接，减轻了接地线的重量操作杆单独存放容易丢失综合评定由于方案一存在安全隐患，故不予考虑。方案二与方案三主要区别在于操作杆能否取下，如果能在装设完成后将操作杆取下，不但能减轻了接地线的质量，而且操作过程只需要一根操作杆，节省了材料，节约成本。因此方案三优于方案二。结论二对连接部位的连接方案采用（操作杆）可取下、可调角度式连接。制表人：赵欣 制表时间：2010-5-7（三）选择操
14、作杆绝缘材料对操作杆绝缘材料的选择，小组共有三种意见，分别是采用木质绝缘材料、环氧复合绝缘材料、玻璃钢环氧树脂绝缘材料，现对这三种绝缘材料分别进行了试验比较： 1、木质绝缘杆的试验分析试验时间：2011年5月9日10日 地点：操作班 试验人：胡俊涛试验分析优缺点分析结论1、称重试验：单根木质绝缘杆重0.2kg/根；2、浸泡耐水试验：将木质绝缘杆在水中浸泡6小时后称重，经水浸泡后绝缘杆重0.28kg/根，增重0.08kg；3、破坏性拉力试验：80N拉力时，绝缘杆折断；4、耐压试验：耐压值为25kV；5、成本分析：木质绝缘杆制造成本：10元/根。优点：1.重量轻；方便拿取；2.成本低。缺点：1.易
15、腐蚀，不耐用；2.机械强度不高。易腐蚀，机械强度低，不适合作为绝缘杆的材料。2、环氧复合绝缘杆的试验分析试验时间：2011年5月11日12日 地点：操作班 试验人：胡俊涛试验分析优缺点分析结论1、称重试验：单根环氧复合绝缘杆重1.2kg/根；2、浸泡耐水试验：将绝缘杆在水中浸泡6小时后称重，经水浸泡后绝缘杆重1.25kg/根，增重0.05kg；3、破坏性拉力试验：350N拉力时，绝缘杆折断；4、耐压试验：耐压值为550kV；5、成本分析：环氧复合绝缘杆制造成本：68元/根。优点：1.机械强度较高；2.耐腐蚀；3.绝缘强度好。缺点：1.质量较大；2.制作成本较高。性能较好，但是制造成本高，不适合
16、批量生产，因此不采用。3、玻璃钢环氧树脂绝缘杆的试验分析试验时间：2011年5月13日14日 地点：操作班 试验人：胡俊涛试验分析优缺点分析结论1、称重试验：单根玻璃钢环氧树脂绝缘杆重0.8kg/根；2、浸泡耐水试验：将绝缘杆在水中浸泡6小时后称重，经水浸泡后绝缘杆重0.82kg/根，增重0.02kg；3、破坏性拉力试验：450N拉力时，绝缘杆折断；4、耐压试验：耐压值为440kV；5、成本分析：玻璃钢环氧树脂绝缘杆制造成本：45元/根。优点：1.机械强度高；2.耐腐蚀；3.绝缘强度很好。缺点：1.质量稍重；2.制作成本较高。性价比较好，同时满足安全生产的要求，因此采用该种材料作为绝缘杆的导电
17、材料。结论三：通过试验验证，采用玻璃钢环氧树脂绝缘材料制作绝缘杆的方案最优。通过对新研制接地线设备端接头材料、连接部分改造方案、操作杆绝缘材料三个方面各种不同方案的比较，我们确定最佳方案如下：设备端接口的材质选用铝镍铁合金可调角度式接地线的研制连接部位的改造采用（操作杆）可取下、可调角度式连接采用玻璃钢环氧树脂绝缘材料制作绝缘杆六、对策制定针对以上确定的最佳方案，我们小组成员于2010年5月16日召开小组会议，对三条内容分别进行讨论分析，逐项制定对策，并最后进行操作试验，按照“现场使用”原则制定对策表如下：表6-1 对策计划表方案分解对策目标具体措施地点完成时间责任人选择设备端接头材料选用铝镍
18、铁合金锻造质量较轻，导电性能较好且能可靠夹紧的夹口1.由小组成员设计接头的结构2.联系机械制造厂家按照设计的结构进行锻造旧县操作班；机械厂锻造车间5月25日叶亚琼选择连接部位的连接方案连接部位的连接方案采用（操作杆）可取下、可调角度式连接采用可取下、可调角度式连接，方便各种环境下操作1.由小组成员设计接头的结构2.联系机械制造厂家按照设计的结构进行锻造旧县操作班；机械厂锻造车间6月5日叶亚琼选择操作杆绝缘材料采用玻璃钢环氧树脂绝缘材料制作绝缘杆选用耐腐蚀、绝缘性能好，机械强度高的材料联系厂家，按照小组的需要生产绝缘杆旧县操作班6月8日胡俊涛制表人：赵欣 制表时间：2010-5-18七、对策实施
19、 实施一：设计并制造可调角度操作式铝镍铁合金接头1、小组确定了采用（操作杆）可取下、可调节角度式连接方案后，于5月22-5月24日，在操作班会议室多次召开小组会议，商讨设备端夹口的合理的结构，经缜密考虑和详细的分析后，确定了夹口的合理的结构，并由小组成员宗凯用AUTO CAD作出了结构图。设备端夹口的CAD结构图如下所示：图7-1 设备端夹口CAD结构图 制图人：宗凯 制图时间：2010-6-22、按照小组确定的结构图，小组成员胡俊涛、陈涛经多方联系，找到当地的机械厂，按照结构图，加工出小组所需的设备端夹口。 3、测量接地线直流电阻小组成员胡俊涛于6月2日在操作班对可调角度操作式接地线的直流电
20、阻进行了测量。经测量，接地线的直流电阻值为0.19欧姆标准值0.25欧姆，符合安全要求。【实施效果】经试验，所生产的铝镍铁合金设备端夹口可调节操作角度，且接地电阻符合安全要求，达到小组预期目标。实施二：购买并加工操作杆1、小组成员叶亚琼、华志东于6月5日购买了可旋转施力式操作杆，并在操作班对操作杆的接口处进行了改动和加工，并在嵌套处加装了吸附磁铁，如图所示。将操作杆与铝镍铁合金接头相连接，如图所示：2、绝缘杆耐压试验小组成员胡俊涛于6月10日在操作班对操作杆进行了耐压试验。经测量，操作杆的工频耐压值为440kV，符合安全要求。【实施效果】操作杆与接地接头能牢固连接，相连处能灵活调节角度，且符合
21、安全要求，达到小组预期目标。实施三：进行操作试验可调角度操作式接地线初步研制成功后，小组成员赵欣、华志东于6月28日在220kV旧县变进行了接地线的装设试验。【实施效果】采用新研制的可调角度操作式接地线后，接地线能成功装设。八、确认效果（一）有形效果2010年8月、9月，小组运用研制出的新型接地线及其操作装置进行接地线的装设操作，检查其使用效果。采用新型接地线操作装置后，产生了以下效果：1、接地线操作角度可以调节这是采用可调角度操作式接地线以后装设接地线的照片：从图中可知，装设接地线时，接地线操作杆的操作角度可以调节。经过统计，小组在8、9两个月份所有的45次装设接地线的操作中，接地线操作杆的
22、操作角度均可以调节，操作角度可调率达到了100%。由于操作角度可以调节，接地线操作过程中不再发生未可靠接地的情况，减少了安全隐患。这是采用可调角度操作式接地线以后装设效果的照片：从图中可以看出，设备端夹口能完全夹紧母排，母排能可靠接地。2、装设接地线所需时间减少，供电可靠率提高我们在8、9两个月份同样选取了竹箦变、新昌变、南渡变这三个变电站，随机抽取了其中20次装设接地线操作，统计操作时间如下表所示：表8-1 接地线装设时间统计表序号时间（分）序号时间（分）序号时间（分）序号时间（分）13.663.5114.0163.923.274.4124.0174.133.383.1133.8184.24
23、4.193.6143.0194.654.2103.9153.3204.3平均3.8分钟/次 制表人：宗凯 制表时间：2010-9-28从上表中可以看出，采用新研制的接地线后，平均每次装设接地线的时间为3.8分钟，低于活动的目标值4.5分钟，达到了小组预期的目标。由于接地线的装设时间的缩短，使得每次线路或设备检修的停电时间得以缩短。根据小组的统计可知，平均每次装设接地线操作的停电时间缩短了8.9-3.8=5.1分钟/次。小组进行了进一步的统计，2010年8-10月份由于各种工作旧县操作班装设接地线共计62次，因此，由于采用了新型接地线，在8-10三个月中共计缩短停电时间5.162=316分钟，预
24、计全年共可缩短停电时间为3164=1264分钟。停电时间的缩短提高了供电可靠率，辖区内变电站的供电可靠率由活动前的99.70%提高至活动后的99.88%，供电可靠率的提高为供电生产和优质服务创造了条件。3、接地线质量减轻原接地线重量=0.3（接地端接头）+2.6（接地引线）+1.2（设备端接头）+2.2（三根操作杆）=6.3（公斤）由于采用了新的F形夹口材料，并且操作杆采用可取下，因此由原来的三根减少为一根，接地线的重量有所减轻：新型接地线重量=0.3（接地端接头）+2.6（接地引线）+1.0（新设备端接头）+0.8（单根操作杆）=4.7（公斤）； 新型接地线质量比原接地线质量减轻了6.3-4
25、.7=1.6（公斤），接地线重量的减轻，为运行人员的操作提供了便利，使得操作的难度减小，提高了接地线的装设质量。（二）无形效果1、由于可调角度操作式接地线的操作杆能取下，只需一根操作杆即能完成操作，每个变电站只需配备两根操作杆（一根为备用），这样便能节约大量的操作杆，节约了制造成本；2、缩短了接地线的装设时间，提高了工作效率；3、通过本次QC活动，小组成员的个人技术能力均得到了明显提高。九、标准化及推广1、将小组设计的可调角度操作式接地线的各部分结构图（CAD图纸）以及具体的操作说明和注意事项进行了汇总，编制了可调角度操作式接地线操作使用手册，并且上报公司生技和安监部门，得到了公司生技部和安监
26、部的批准。 2、小组请公司的电气试验班对可调角度操作式接地线进行了相应的电气试验，试验结果表明，该接地线绝缘杆的工频耐压值以及设备端夹口的直流电阻值均符合标准。因此公司决定推广该接地线，目前该接地线已在公司范围内广泛使用。十、总结与今后打算 1、本次QC活动中，小组成员集思广益，齐心协力解决变电运行操作中碰到的实际问题，不但提高了个人综合能力，同时增强了全体成员的团结协作精神，为以后工作中遇到的问题打下坚实基础。2、 我们小组通过本次QC活动，针对原有接地线操作过程中受限于操作角度而导致操作速度慢和接地线装设不牢靠的问题，研制出可调角度操作式接地线，创新了操作方法，解决了原有的问题，提高了工作效率。3、 下一步，小组将对该接地线的结构以及操作方法进行完善，使其更好地在运行工作中得到应用。
