提高微机变接地刀闸合闸成功率

大庆油田有限责任公司第四采油厂电力维修大队开关检修维护QC小组

（黑龙江 大庆 163511）

1 小组概况

大庆油田有限责任公司第四采油厂共有35/ 6kV微机保护变电所12座，变电所中346组接地刀闸都封闭在开关柜内。它主要由弹簧操作机构、上静触头座、三相共体的动触头绝缘底座、三相共体的传动主轴组成。作用是检修时，为确保一次设备可靠接地，隔离主设备开关，保护人身和设备的安全，检修时如果接地刀闸合闸不成功，易发生人身触电和烧毁设备的事故。

大庆油田采油四厂开关检修维护QC小组成立于2006年2月，2010年度活动课题是《提高微机变接地刀闸合闸成功率》，课题由11部分组成，课题类型现场型，注册编号DQCY4100901号，小组共有10名成员，小组成员情况见表1。

表1 小组成员情况

2 选题理由

第四采油厂电力部门要求，微机变接地刀闸合闸成功率应达90%以上，而目前微机变接地刀闸合闸成功率仅为79.2%，低于上级部门的要求，所以，我们选择《提高微机变接地刀闸合闸成功率》作为活动课题。

3 设定目标

2009年微机变接地刀闸合闸成功率为79.2%，而厂电力部门接地刀闸合闸成功率达90%以上的要求必须达到，所以，小组把接地刀闸合闸成功率提高到90%以上作为本次活动的目标值。

4 目标可行性分析

我们以2009年2～12月份微机变接地刀闸合闸记录为基础，结合变电所接地刀闸合闸的实际情况，进行了目标可行性分析(表2)。

表2 2009年接地刀闸合闸不成功统计表

2009年接地刀闸合闸不成功共102次，因弹簧机构损坏导致接地刀闸合闸不成功为84次，占不成功总数的82.3%，只要有效解决了该问题，接地刀闸合闸不成功的问题就能得到很好的控制。小组成员经过讨论，根据以往的工作经验，有能力解决这个问题的70%，假设合闸次数保持不变，则接地刀闸合闸成功率可提高到：（389+84×70%）÷491=91.2%。因此，从理论上是能够实现的。

5 原因分析

为了实现目标，我们小组集思广益，针对弹簧机构损坏导致接地刀闸合闸不成功这个主要问题进行了分析，共找到了6项末端因素，分别是“实际操作培训不够”、“轴销锈蚀”、“底座抗拉强度低于标准”、“观察窗被遮挡”、“没有安装弹簧专用工具”、“照明不足”。

6 确定主要原因

6.1 验证“实际操作培训不够”

队里每周利用周五不检修，组织操作人员在模拟变进行实际操作培训，每次培训时间为3h，每月培训时间为12h，符合公司要求。2010年2月23日我们对操作人员进行接地刀闸合闸实际操作的测试考核，成绩全部合格。所以，确定为非要因（表3）。

6.2 验证“轴销锈蚀”

查阅2009年接地刀闸操作记录，因轴销锈蚀导致接地刀闸合闸不成功为2次，此问题占1.96%。

小组又对12座变电所1 350个接地刀轴销进行调查，发现有4个轴销出现锈蚀情况。接地刀闸轴销采用45号钢镀锌处理，由于轴销不密封、使用黄油作为润滑，随着运行时间的延长和操作次数增加，润滑脂干燥或流失，轴销锈蚀和磨损，造成转动部件卡滞、传运特性改变。

每年检修都对轴销进行擦拭、加注润滑脂或更换，2009年发生的2起因轴销锈蚀导致接地刀合闸不成功问题已在检修中得到解决。小组成员认为，只要加强检修责任心，该问题不会再出现。因此，确定为非要因。

表3 操作工培训情况表

6.3 验证“底座抗拉强度低于标准”

查阅2009年接地刀闸操作记录，因硬塑底座抗拉强度差导致接地刀闸合闸不成功为92次，此问题占90.2%。

2010年3月2日我们抽取12个硬塑弹簧底座为样本进行测试，测得样本平均值X=31kg/cm2；样本标准差S=1.7kg/cm2；由于弹簧底座抗拉强度的要求不得少于32kg/cm2，求得过程能力指数。

其中X—样本平均值；

TL—目标平均值；

S—样本标值差。

发现样本平均值31kg/cm2＜目标平均值32kg/ cm2，硬塑弹簧底座过程能力指数只有-0.19，根据过程能力等级评定表，判断为过程能力严重不足，需要更换新材质弹簧底座，减少标准偏差，提高弹簧底座抗拉强度。因此，确定为要因。

6.4 验证“观察窗被遮挡”

查阅2009年接地刀闸操作记录，因观察窗被遮挡导致接地刀闸合闸不成功为6次，此问题占5.88%。

现场调查中有19个观察窗被固定电流互感器的挡板遮挡，《电业安全工作规程》规定：观察窗应能100%看到刀闸合分工况，而目前观察窗看到刀闸合闸后的工况仅为81.6%，低于规程8.4%。因此，确定为要因。

6.5 验证“没有安装弹簧专用工具”

查阅2009年接地刀闸操作记录，因硬塑底座损坏导致接地刀闸合闸不成功为92次，由于没有专用工具进行更换，92组接地刀一直无法实现合闸。

由于微机保护变电所接地刀闸安装位置偏下，作业空间狭窄，硬塑底座需套在大小两个弹簧底部进行安装，安装需要4个人配合，并且需要极大的力量去按压弹簧，而开关柜内只能容纳一人进行操作，就使弹簧和底座的安装因空间限制无法实现 （表4）。

表4 底座安装情况调查表

我们在模拟变采用分层法将小组成员按性别、身高、体重及年龄段划分后，选取4人，对损坏的底座进行10次安装测试，成功率为零。因此，确定为要因。

6.6 验证“照明不足”

查阅2009年接地刀闸操作记录，因照明不足导致接地刀闸合闸不成功为2次，此问题占1.96%。

变电所检修场所照度以人肉眼可清晰看到周围一切，且不感到疲劳为适宜。我们对12座变电所的照明情况进行调查，12座变电所照明符合变电所检修规程规定。因此，确定为非要因。

7 制定对策

对确定的3个要因，我们分别制定了对策。一是改用抗拉强度高的铁质弹簧底座，使抗拉强度不得少于32kg/cm2，结合变电所检修进行更换。二是针对观察窗被遮挡,将固定电流互感器的挡板向两侧调整，使挡板让开观察窗。三是设计组合式弹簧安装专用工具，使弹簧能快速准确安装上。

8 对策实施

8.1 设计抗拉强度高的铁质弹簧底座

针对硬塑底座易损坏导致接地刀合闸不成功的问题，小组设计出抗拉强度高的铁质底座。

首先，按硬塑底座的尺寸，绘制出铁质底座图纸（见图1），并按图纸委托生产准备大队加工了150个铁质弹簧底座。

2010年4月16日我们抽取12个铁质弹簧底座为样本进行测试，测得样本平均值X=38kg/cm2；样本标准差S=1.5kg/cm2；过程能力指数CPL=（XTL）/3S=（38-32）/（3×1.5）≈1.33，过程能力指数提高了1.52，标准偏差由1.7kg/cm2降到1.5kg/cm2，可见，铁质弹簧底座的抗拉强度远大于硬塑弹簧底座的抗拉强度，满足生产需要。

2010年结合检修，我们对弹簧底座进行了更换，更换后的113个铁质弹簧底座至今未出现损坏的现象，该措施有效。

8.2 调整观察窗内挡板

我们测得开关柜内挡板遮挡观察窗为5cm,那么要将挡板向左右两侧各调整多少？才能既保证电流互感器与柜内其它设备正常的安全距离，又能使操作人员透过观察窗清楚地看到接地刀合闸时的工况呢？小组成员将从原挡板固定处向左侧10cm减掉4cm处，即5～10cm处试验，共进行6次试验，试验结果证明，将挡板向左右两侧各调整7cm，能观察到刀闸工况，电流互感器与柜内设备能保持安全距离，且固定方便。

2010年6月21日～7月15日，我们对变电所开关柜内19处挡板，按试验后取得的数据向左右两侧各调整7cm，调整后，经现场操作接地刀闸，都能够在观察窗看到接地刀合闸后的工况，该措施有效。

8.3 设计组合式弹簧安装专用工具

为了解决弹簧底座无法安装的问题，小组成员设计了一个组合式弹簧安装专用工具，它由弹簧承插器、凹型滑块、固定传动座、传动轴摇把组成（见图2）。

小组成员是利用螺栓和螺母可以保持工作位置的原理，将螺栓制成传动轴式摇把，螺母制成可自由滑动的铁块，这样就可通过摇动摇把，驱动铁块向前运动，将弹簧压缩，那么还需要有一个固定弹簧和底座的弹簧承插器，这样就能解决人力无法长时间压缩并保持弹簧的问题。

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根据弹簧和底座的尺寸将弹簧承插器长设计为215mm，宽为22mm，为了减轻工具重量，我们采用5mm厚钢板将其设计成U型带滑道框架。

固定传动座相当于螺母，我们将其设计成长60mm,宽30mm的长方形铁块，在传动座上部开一Φ12mm带螺纹圆孔，使传动轴螺杆与带螺纹圆孔形成螺栓和螺母的关系，当摇动传动轴手柄时，传动轴螺杆进入弹簧承插器固定传动座内，并能保持住工作位置。

为了使大小弹簧在承插器内不窜动，并能自由压缩弹簧，我们设计了一个凹型滑块。那么，怎样才能使凹型滑块在弹簧承插器内自由滑动呢？我们想了很多的办法，最后，小组认为在弹簧承插器内开一个6mm×80mm长方型滑道，将凹型滑块设计成两侧各凸起5mm×20mm铁块嵌在滑道中，这样就解决了凹型滑块自由滑动的问题。

考虑到弹簧底座螺栓在安装过程中易发生偏斜，导致安装失败的问题，我们将滑块设计成半弧凹槽型，凹槽中间开Φ7mm圆孔，使其与固定传动座平行相对，凹型滑块可在U型滑道内自由滑动；滑块凹槽中间开的圆孔与固定传动座圆孔成一条直线。

使用时，摇动传动轴摇把，将螺杆摇到固定传动座螺母内，弹簧放在弹簧承插器内，继续摇传动轴摇把，螺杆穿过固定传动座螺母，使螺杆前方圆柱进入凹型滑块圆孔内，带动凹型滑块向前运动，这样就压缩了弹簧。等弹簧压缩到与动触头座销孔相吻合时，插入铁销，带上螺母，取下专用工具即可（见图3）。

2010年，结合微机保护变电所检修，对92组损坏的弹簧底座、21条需要经常分合接地刀闸的弹簧底座和13组变形的弹簧利用新研制的工具进行更换，弹簧底座均能快速准确地安装上，接地刀合闸满足检修标准，该对策有效。

9 效果检查

12月31日，小组成员调查了2010年5～12月微机变接地刀闸合闸情况，共合接地刀闸524次，成功518次，成功率达98.8%，实现了小组的目标。

活动中，制作工具、铁质弹簧底座投入400元。对策实施后，减少劳务支出35 376元，增油增收89 719元。活动直接创效124 695元。

通过本次活动，降低了工人劳动强度，提高了检修工作的安全性，避免人身伤亡事故的发生。

10 巩固措施

一是将铁质弹簧底座和组合式弹簧安装工具的设计资料图纸整理归档；二是完善了《变电所检修作业指导书》6.9条、8.4条、8.8条。

11 总结和下步打算

通过本次PDCA循环,小组成员成功地解决了微机变接地刀闸合闸成功率低的问题，通过对弹簧底座的设计和组合式弹簧安装工具的研制，提高了小组成员分析问题和解决问题的能力,小组的综合素质得到了提高。

下一步，我们将在“更换直流电机专用工具的研制”方面开展活动。