國(guó)網(wǎng)福建省供電有限公司石獅市供電公司一種低壓線路故障指示裝置的研制創(chuàng)新型

第-第--頁(yè)一種低壓線路故障指示裝置國(guó)網(wǎng)福建電力有限公司石獅市供電公司創(chuàng)客QC小組一、小組概況表1創(chuàng)客QC小組簡(jiǎn)介表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年4月15日小組名稱國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司石獅市供電公司創(chuàng)客QC小組成立日期2017年4月15日課題名稱一種低壓線路故障指示裝置的研制課題類型創(chuàng)新型組長(zhǎng)洪心愿活動(dòng)日期2018年4月16日至2018年12月31日注冊(cè)日期2018年4月16日小組人數(shù)9人注冊(cè)編號(hào)閩電質(zhì)[2018]924號(hào)活動(dòng)次數(shù)18次QC教育時(shí)間20小時(shí)以上姓名性別文化程度職稱組內(nèi)職務(wù)組內(nèi)分工洪心愿男大專助理工程師組長(zhǎng)全面負(fù)責(zé)，提出方案，制定對(duì)策表林世民男本科高級(jí)工程師組員選擇課題，選擇方案并確定最佳方案蔡劍福男本科工程師組員QC教育，技術(shù)指導(dǎo)，標(biāo)準(zhǔn)化蔡凌琳男本科助理工程師組員目標(biāo)值設(shè)定和目標(biāo)可行性分析蔡金堆男專科助理工程師組員對(duì)策實(shí)施，總結(jié)及今后打算賴曉瓊男本科助理工程師組員對(duì)策實(shí)施，效果檢查確認(rèn)張家陽(yáng)男本科助理工程師組員專利查新，效果檢查確認(rèn)張梅仙女本科工程師組員對(duì)策實(shí)施，QC發(fā)布葛建偉男碩士工程師組員對(duì)策實(shí)施，PPT制作表2創(chuàng)客QC小組成員表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年4月16日二、課題選擇1.問(wèn)題提出2017年11月15日12:41分,厝仔村多位客戶致電95598反映多戶沒(méi)電，搶修人員現(xiàn)場(chǎng)檢查為新投運(yùn)的厝仔村#9公用變0.4kV422空氣開(kāi)關(guān)跳閘，搶修人員對(duì)臺(tái)區(qū)低壓線路巡視無(wú)異常后對(duì)422開(kāi)關(guān)進(jìn)行試送電,線路恢復(fù)正常供電；11月30日10：01分客戶再次致電95598反映多戶沒(méi)電，搶修人員現(xiàn)場(chǎng)檢查仍為厝仔村#9公用變0.4kV422空氣開(kāi)關(guān)跳閘對(duì)臺(tái)區(qū)低壓線路巡視無(wú)異常后試送422開(kāi)關(guān)恢復(fù)正常供電，供電所分析可能是新埋設(shè)的地埋電纜故障，2017年12月6日辦理工作票對(duì)422開(kāi)關(guān)至6609-B01桿段低壓電纜做電纜預(yù)防性試驗(yàn)（停電時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)50分），經(jīng)檢測(cè)電纜正常；2018年1月30日再次停電更換厝仔村#9公用變0.4kV422開(kāi)關(guān)故障才最終排除(故障原因?yàn)殚_(kāi)關(guān)本體故障),期間2018年1月18日9:28分厝仔村#9公用變0.4kV422開(kāi)關(guān)又跳閘一次。同樣的問(wèn)題也發(fā)生在古宅村#2公用變,2018年01月27日、2018年01月30日二次開(kāi)關(guān)跳閘，直至2018年2月2才停電更換古宅村#2公用變422開(kāi)關(guān)并對(duì)所接的電纜進(jìn)行絕緣搖測(cè)才排除故障。未能及時(shí)判斷是開(kāi)關(guān)故障還是低壓線路或電纜故障，導(dǎo)致公用配變頻繁停電及停電時(shí)間偏長(zhǎng)的問(wèn)題多次發(fā)生影響供電可靠性，進(jìn)而造成客戶的頻繁停電投訴。福建省電力系統(tǒng)內(nèi)兄弟單位也發(fā)生類似問(wèn)題,為此國(guó)網(wǎng)福建電力有限公司技術(shù)監(jiān)督領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室和國(guó)網(wǎng)福建電力有限公司電力科學(xué)研究院聯(lián)合發(fā)出一期的技術(shù)監(jiān)督簡(jiǎn)報(bào)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析。圖1技術(shù)監(jiān)督簡(jiǎn)報(bào)截圖拍攝人：洪心愿拍攝日期：2018年11月20日2.問(wèn)題分析對(duì)于普通低壓空氣開(kāi)關(guān)的跳閘問(wèn)題目前常用的處理方法為排除法。第一步是在開(kāi)關(guān)跳閘后對(duì)開(kāi)關(guān)后段線路巡視，巡視無(wú)異常后對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行試送電，如送電成功則進(jìn)一步檢查開(kāi)關(guān)的電流電壓等參數(shù)判斷是否為過(guò)負(fù)荷或其他原因；如開(kāi)關(guān)無(wú)法合閘或合閘后馬上跳閘則進(jìn)行第二步：開(kāi)工作票斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后的線路，對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行試送，若開(kāi)關(guān)無(wú)法合閘則判斷為開(kāi)關(guān)故障，如開(kāi)關(guān)可以合閘但帶負(fù)荷后又出現(xiàn)跳閘的情況則判斷為開(kāi)關(guān)后段線路故障。第三步：若開(kāi)關(guān)故障則更換開(kāi)關(guān)，如是開(kāi)關(guān)后段線路故障則須重新辦理工作票對(duì)后段的線路作進(jìn)一步的故障查找。但以上方法對(duì)于偶發(fā)性故障無(wú)法判斷，且如要判斷開(kāi)關(guān)或開(kāi)關(guān)后段是否發(fā)生故障需停電且耗時(shí)較長(zhǎng)。表3石獅公司2017年低壓故障查找時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)表制表人：洪心愿制表日期：2018年4月16日3.查新并確定課題從以上問(wèn)題分析可知，如能研制一種低壓線路的故障指示裝置，迅速確定并判斷故障區(qū)段，找出故障點(diǎn)將極大的縮短故障的查找時(shí)間，提升搶修速度，縮短故障的停電時(shí)間，提升電力客戶的用電滿意度。為確保不會(huì)重復(fù)制作，小組成員在中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站查詢了專利，并未查詢到低壓線路故障指示裝置的相關(guān)專利。圖2專利查詢結(jié)果載圖截圖人：張家陽(yáng)截圖日期：2018年4月16日因此小組確定此次QC活動(dòng)課題為：一種低壓線路故障指示裝置的研制一種低壓線路故障指示裝置的研制活動(dòng)計(jì)劃課題選擇確定后，課題小組討論編制了活動(dòng)計(jì)劃表如下表4活動(dòng)計(jì)劃和實(shí)際進(jìn)度表制表人：蔡劍福制表日期：2018年4月16日階段項(xiàng)目進(jìn)度月份2018年4月2018年5月2018年6月2018年7月2018年8月2018年9月2018年10月2018年11月2018年12月P選擇課題設(shè)定目標(biāo)提出方案方案選擇制定對(duì)策D對(duì)策實(shí)施C效果檢查A標(biāo)準(zhǔn)化總結(jié)打算計(jì)劃進(jìn)度:實(shí)際進(jìn)度:四、目標(biāo)設(shè)定及可行性分析1、目標(biāo)設(shè)定：經(jīng)過(guò)小組成員共同討論我們確定本次活動(dòng)目標(biāo)：目標(biāo)1：短路故障正確指示率100%；目標(biāo)2：故障查找時(shí)間由原來(lái)170分鐘降低為85分鐘。要求在2018年9月下旬完成低壓線路故障指示裝置的研制，且在11月底完成效果確認(rèn)。圖3活動(dòng)目標(biāo)圖制圖人：張梅仙制圖日期：2018年5月10日2、可行性分析：（1）目標(biāo)值分析:目前10kV線路已有各種類型的線路故障指示裝置且故障指示器的正確動(dòng)作率均較高；參照類似原理研制0.4kV低壓線路故障指示裝置成功的可能性較高；其次故障指示裝置正確指示故障區(qū)段，查找故障的范圍將縮小一半以上，因此查找故障的時(shí)間降低一半是有可能的實(shí)現(xiàn)的。（2）技術(shù)條件分析，元器件的網(wǎng)絡(luò)交易平臺(tái)發(fā)達(dá)，所需的元器件采購(gòu)方便，供電所加工元件及組裝設(shè)備所需的各種工具齊全，石獅供電公司有配電實(shí)訓(xùn)基地具備試驗(yàn)的條件。圖4網(wǎng)絡(luò)采購(gòu)平臺(tái)截圖截圖人：張梅仙截圖日期：2018年5月10日（3）人員能力分析，本小組常年開(kāi)展QC活動(dòng)，有豐富的經(jīng)驗(yàn)，小組成員既有現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的技師，又有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)工程師，在人員配備及專業(yè)技術(shù)知識(shí)上都有實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的條件，先后有新型接戶管、低壓斷路器防誤操作裝置、變壓器線夾超溫報(bào)警裝置和單梯防滑裝置的研制成功案例，完成以上目標(biāo)是有可能的。通過(guò)以上分析小組成員認(rèn)為目標(biāo)具有可行性。圖5小組成果獲獎(jiǎng)截圖制圖人：洪心愿截圖日期：2018年5月10日五、提出方案并確定最佳方案(一)設(shè)計(jì)需求課題經(jīng)過(guò)目標(biāo)設(shè)定及可行性論證，小組認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，低壓線路故障指示裝置至少具備三個(gè)功能，一是能夠?qū)崿F(xiàn)短路故障報(bào)警；二是能夠?qū)崿F(xiàn)線路過(guò)載停電報(bào)警；三是故障排除后指示器自動(dòng)復(fù)歸功能為下次指示做準(zhǔn)備。為此，小組進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的需求分析，如表5所示表5低壓線路故障指示裝置功能需求分析表制表人：張家陽(yáng)制圖日期：2018年6月7日序號(hào)實(shí)現(xiàn)功能效果1裝置能正確識(shí)別短路故障，在合閘勵(lì)磁涌流及其他系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)不誤動(dòng)2裝置能正確識(shí)別線路過(guò)載，大負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)不誤動(dòng)3裝置動(dòng)作后能在設(shè)定的時(shí)間完成自動(dòng)4裝置就地指示方式具有全方位進(jìn)行觀察的功能5根據(jù)不同過(guò)載電流能發(fā)出不同的指示信號(hào)6裝置應(yīng)具備能在線路不停電的情況安裝7裝置發(fā)出的故障指示應(yīng)直觀、易判斷8裝置具有可靠、實(shí)用、安全性好等優(yōu)點(diǎn)（二）提出總體方案為了研制出一種低壓線路故障指示裝置,小組成員運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”,充分發(fā)揮全體成員的創(chuàng)新思維，針對(duì)研制什么類型的低壓線路故障指示裝置提三種方案，并用親和圖歸納整理。組合式線路故障指示裝置每相架空導(dǎo)線安裝一個(gè)電流互感器每相互感器通過(guò)導(dǎo)線與桿上故障指示器連組合式線路故障指示裝置每相架空導(dǎo)線安裝一個(gè)電流互感器每相互感器通過(guò)導(dǎo)線與桿上故障指示器連接桿上安裝一個(gè)故障指示器集中顯示各相故障每相架空導(dǎo)線安裝一個(gè)無(wú)線故障報(bào)警裝置無(wú)線報(bào)警裝置將故障信息傳送至桿上集中器集中器通過(guò)無(wú)線通訊將故障信息傳送至主站遠(yuǎn)程報(bào)警式故障指示裝置低壓線路故障指示裝置類型線路故障指示裝置的實(shí)用性在實(shí)踐中得到體現(xiàn)要多做試驗(yàn)積極與外界進(jìn)行溝通交流和推廣。多進(jìn)行改進(jìn)，要使用其實(shí)用又安全。研制低壓線路故障指示裝置，提升低壓線路故障查找的效率，迅速隔離故障，讓燈先亮起來(lái)提供技術(shù)支持。爭(zhēng)取能申請(qǐng)為我們的專利產(chǎn)品獨(dú)立式線路故障指示裝置獨(dú)立式線路故障指示裝置每相架空導(dǎo)線安裝一個(gè)故障指示裝置各相故障指示裝置獨(dú)立指示本相線路故障就地指示故障點(diǎn)至電源側(cè)的故障情況圖6低壓線路故障指示裝置類型親和圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年6月7日（三）方案對(duì)比選擇根據(jù)對(duì)三種研發(fā)方案，從可行性、經(jīng)濟(jì)性、有效性、研發(fā)周期、實(shí)施難點(diǎn)等進(jìn)行論證分析，如表6所示：表6低壓線路故障指示裝置初選方案對(duì)比分析表制表人：張家陽(yáng)制圖日期：2018年7月16日方案方案一：組合式線路故障指示裝置方案二：遠(yuǎn)程報(bào)警故障指示裝置方案三：獨(dú)立式低壓線路故障指示裝置差異化描述每相架空導(dǎo)線上安裝一只電流互感器，電流互感器通過(guò)導(dǎo)線與安裝于桿上配電箱內(nèi)的故障指示器連接,故障指示器根據(jù)判斷是否故障,并發(fā)出相應(yīng)的就地故障指示。每相架空導(dǎo)線安裝-個(gè)無(wú)線故障報(bào)警裝置,無(wú)線報(bào)警裝置將每相故障信息傳送至桿上集中器,集中器通過(guò)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)將故障信息傳送至主站。每相架空導(dǎo)線安裝一個(gè)故障指示裝置，各相故障指示裝置獨(dú)立指示本相線路故障，線路發(fā)生故障時(shí)故障點(diǎn)至電源側(cè)故障指示裝置發(fā)出相應(yīng)故障指示?？尚行酝ㄟ^(guò)測(cè)量各相的電壓電流及突變時(shí)間判斷故障類型通過(guò)測(cè)量各相的電壓電流及突變時(shí)間判斷故障類型通過(guò)測(cè)量各相的電壓電流及突變時(shí)間判斷故障類型經(jīng)濟(jì)性每套價(jià)格1800元成本高每套價(jià)格5000元,且每月需交納通訊費(fèi)每套價(jià)格160元有效性可實(shí)現(xiàn)故障就地指示可實(shí)現(xiàn)故障就地指示及遠(yuǎn)程故障信息上報(bào)可實(shí)現(xiàn)故障就地指示實(shí)施難點(diǎn)適用性差，報(bào)警電源為交流220V,故障越級(jí)跳閘時(shí)自身電源被斷開(kāi)無(wú)法指示，需與開(kāi)關(guān)箱配合使用,不便于推廣需另外建專用的業(yè)務(wù)主站,且每月需交納通訊費(fèi)用不適用于低壓配網(wǎng)點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，不便于推廣無(wú)需對(duì)線路進(jìn)行改造,適用于低壓配網(wǎng)點(diǎn)多面廣,目前市面上無(wú)銷售應(yīng)自行制作并完成相關(guān)測(cè)試工作?？偨Y(jié)裝置的研制方案要求性能穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)、安裝使用方便、便于實(shí)施推廣應(yīng)用，因此選擇方案三為最佳的研制方案。結(jié)論不采用不采用采用（四）方案逐級(jí)分解1.方案Ⅰ級(jí)分解通過(guò)對(duì)低壓線路故障指示裝置所要實(shí)現(xiàn)功能的分析，對(duì)方案進(jìn)行了Ⅰ級(jí)分解，分為三大部分：裝置機(jī)構(gòu)、檢測(cè)控制單元、故障指示部分。低壓故障指示裝置系統(tǒng)圖如下：圖7方案I級(jí)分解系統(tǒng)圖制圖人：張梅仙日期：2018年7月25日2.方案Ⅱ級(jí)分解及方案Ⅲ分解通過(guò)對(duì)各功能模塊進(jìn)行分析，得出了設(shè)計(jì)的第Ⅱ級(jí)分解及第Ⅲ級(jí)分解，見(jiàn)圖8所示，并對(duì)各功能模塊進(jìn)行優(yōu)選。圖8方案Ⅱ級(jí)分解和Ⅲ級(jí)分解圖制圖人：張梅仙日期：2018年7月25日1.1裝置機(jī)構(gòu)部分1.1.1裝置固定形式線路故障指示裝置通過(guò)卡線裝置，將故障指示裝置固定在導(dǎo)線上，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了三種方案加以比較，如表7所示。表7故障指示裝置的固定形式細(xì)化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年8月3日裝置固定方式三種備選方案方案一：卡線式方案二：壓簧式方案三：螺栓式圖示結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,有固定鐵芯,卡位凳,限位登,活動(dòng)鐵芯,支撐彈簧,限位片,拉簧,手柄等構(gòu)成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只有固定鐵芯和壓簧組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,由U型鐵,固定螺栓、調(diào)節(jié)螺栓及保護(hù)塹組成適用線徑35~400mm16~400mm25~400mm安裝方便性安裝方便，不用借助工具，先拉出活動(dòng)鐵芯，將導(dǎo)線套入指示器的卡位登，下壓支撐彈簧到位后，松開(kāi)活動(dòng)鐵芯，利用支撐彈簧固定好導(dǎo)線。安裝方便，不用借助工具，將兩個(gè)壓簧向外拉開(kāi)，套入導(dǎo)線，松開(kāi)壓簧，指示器即固定好。安裝步驟復(fù)雜，安裝前要將U型鐵先從指示器上拆除，將導(dǎo)線卡入指示器和U型鐵之間，接著將U型鐵固定在指示器上，最后使用螺絲刀旋緊調(diào)節(jié)螺栓將緊線器固定牢固。牢固性螺旋彈簧彈性較小,牢固性一般壓簧彈性大,安裝牢固性高安裝牢固適中,安裝牢固性適中安全性構(gòu)件多，部分構(gòu)件易損壞后易造成指示器掉落構(gòu)件少，安裝牢固不易滑動(dòng)或脫落螺母易掉落，且調(diào)節(jié)螺栓力道調(diào)節(jié)不好易損傷導(dǎo)線價(jià)格5.7元2.2元4.8元總結(jié)故障指示裝置固定形式主要考慮安全性、牢固性、通用性、及安裝方便性等方面，壓簧式固定方式的綜合指標(biāo)最高。經(jīng)評(píng)估，小組決定采用方案二中的壓簧式。選定方案不采用采用不采用1.1.2裝置機(jī)殼類型線路故障指示裝置的機(jī)殼，是故障指示故障指示裝置的重要部分，用于安置故障指示裝置的檢測(cè)控制單元及故障指示部分，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了兩種方案加以比較，如表8所示。表8故障指示裝置的機(jī)殼類型細(xì)化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年8月3日裝置機(jī)殼類型兩種備選方案方案一：PVC長(zhǎng)方體形方案二：PVC圓柱球形圖示風(fēng)動(dòng)性有棱角,風(fēng)的受力面大,在架空線路上安裝易被風(fēng)吹動(dòng),接觸點(diǎn)與導(dǎo)線的磨擦大外形圓滑,風(fēng)的受力面小,在架空線路上安裝不易被吹動(dòng),接觸點(diǎn)與導(dǎo)線摩擦小排污性能有棱角,易沾染灰塵,自潔力差,灰塵不易掉落,較易被沾污,無(wú)法保持潔凈圓滑,不易沾染灰塵,自潔力好,在雨水的幫助下灰塵易被沖洗,保持潔凈適用性長(zhǎng)方體只適用于光電顯示的報(bào)警方式圓柱體機(jī)械翻牌報(bào)警及光電顯示均可適用透光性好好價(jià)格3元/個(gè)4元/個(gè)總結(jié)通過(guò)對(duì)兩個(gè)方案的分析比較，PVC圓柱球形,因外形圓滑,不易積灰塵自潔力好,適用性廣能同時(shí)滿足機(jī)械翻牌及光電報(bào)警顯示方式，故小組決定采用方案二PVC圓柱球形。選定方案不采用采用2.2檢測(cè)控制單元2.2.1電路主板模塊檢測(cè)控制單元的電路主板模塊包括交流鐵芯線圈、檢測(cè)控制電器、直流鐵芯線圈，信號(hào)檢測(cè)、模數(shù)轉(zhuǎn)換、微控制器、驅(qū)動(dòng)電路等是線路故障指示裝置的核心部件，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了兩種方案加以比較，如表9所示。表9故障指示裝置電路主板模塊細(xì)化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2017年8月8日電路主板模塊兩種備選方案方案一：全破纖綠油板方案二：印刷電路板圖示差異化分析按照標(biāo)準(zhǔn)IC間距（2.54mm）布滿焊盤(pán)、可按自己的意愿插裝元器件及連線的印制電路板。設(shè)計(jì)主要是版圖設(shè)計(jì)，板的尺寸根據(jù)所選元器件布局后總面積及最大管腳尺寸而定。價(jià)格15元55元實(shí)施難度(1)初步確定電源、地線的布局(2)考慮利用元器件的引腳(3)考慮利用排針(4)考慮充分利用板上的空間總結(jié)：實(shí)施效果復(fù)雜(1)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，易互換(2)繪制原理圖(3)利用protelDXP布置PCB總結(jié)：實(shí)施效果良好安全性電路容易氧化電路不易氧化調(diào)試方便性發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后需設(shè)置跳線前期設(shè)計(jì)原理圖需檢查美觀性(1)體積較大(2)焊接氧化后焊盤(pán)易失去光澤總結(jié)：焊接不美觀(1)設(shè)計(jì)上可以標(biāo)準(zhǔn)化，利于互換(2)布線密度高，體積小，重量輕(3)利于電子設(shè)備的小型化總結(jié)：焊接美觀總結(jié)由于電路板的安全性、實(shí)施效果、美觀性均要求嚴(yán)格，方案二雖然價(jià)格較貴，但滿足核心要求，選為最佳。選定方案不采用采用2.2.2裝置工作電源工作電源是故障指示裝置檢測(cè)及發(fā)生故障指示的基礎(chǔ)保證，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了四種方案加以比較，如表10所示。表10故障指示裝置電路主板模塊細(xì)化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2017年8月11日工作電源四種備選方案方案一：太陽(yáng)能及電池復(fù)合供電方案二：風(fēng)力發(fā)電機(jī)電池復(fù)合供電方案三：線路感應(yīng)及電池復(fù)合供電方案四：鋰電池供電圖示體積160×90mm158×100mm40×40mm25×25mm安全性同等發(fā)電容量時(shí)體積大,在架空線路上受風(fēng)面積大導(dǎo)致故障指示裝置安裝在安裝點(diǎn)受力大易發(fā)生松脫或造成導(dǎo)線斷線靠風(fēng)力發(fā)電,故障指示裝置與導(dǎo)線固定點(diǎn)受力大,特別是大風(fēng)天氣會(huì)加大導(dǎo)線的振動(dòng),易導(dǎo)致導(dǎo)線斷線事故發(fā)生電磁振蕩回路的鐵芯和感應(yīng)線圈及采樣線圈,并聯(lián)接由電容和穩(wěn)壓管組成的整流電路及儲(chǔ)存電路,直接從所在線路感應(yīng)取電鋰電池直接供電,電壓穩(wěn)定,安全性高穩(wěn)定性穩(wěn)定性差,易受環(huán)境及天氣影響,在平整多塵環(huán)境及太陽(yáng)日照不好時(shí)發(fā)電效率低穩(wěn)定性差,易天氣影響,微風(fēng)或無(wú)風(fēng)天氣時(shí)發(fā)電效率低穩(wěn)定性好,不受環(huán)境及天氣影響,只要線路有電流經(jīng)過(guò)就能提供穩(wěn)定電壓穩(wěn)定性好,不受環(huán)境及天氣影響壽命8年6年10年2.5年價(jià)格50元32元28元5元實(shí)施難度難度系數(shù)3：根據(jù)所需的電壓及電流設(shè)計(jì)選擇太陽(yáng)能電池板的面積組裝,焊接并整流穩(wěn)壓及充放電路的制作難度系數(shù)2：安裝發(fā)電機(jī)及風(fēng)葉,配合整流穩(wěn)壓及充放電電路制作難度系數(shù)4：根據(jù)線路的電壓設(shè)計(jì)及裝置電路的工作電流設(shè)計(jì)電磁振蕩電路、穩(wěn)定及整流及儲(chǔ)存電路制作難度系數(shù)1：實(shí)施簡(jiǎn)單：根據(jù)裝置的工作電壓及電流直接選購(gòu)及組裝電池總結(jié)可靠的工作電源模塊是裝置工作的前提，綜合考慮體積、安全性、穩(wěn)定性和壽命等方面要求。經(jīng)評(píng)估，小組決定采用方案三中的線路感應(yīng)及電池復(fù)合供電。選定方案不采用不采用采用不采用2.3故障指示部分2.3.1故障指示方式線路故障發(fā)生后，故障指示裝置應(yīng)及時(shí)正確的發(fā)出故障指示，故障指示信號(hào)應(yīng)簡(jiǎn)單明了便于巡視人員做出正確的判斷，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了三種方案加以比較，如表11所示。表11故障指示裝置故障指示部分細(xì)化方案比較表制表人：張梅仙制表日期：2017年8月15日故障指示部分三種備選方案方案一：光電顯示方式方案二：機(jī)械翻牌指示方案三：機(jī)械光電復(fù)合圖示實(shí)施難度結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只有控制啟動(dòng)電路及發(fā)光指示燈結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,有控制啟動(dòng)電路及翻牌驅(qū)動(dòng)線圈,翻牌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,除了控制啟動(dòng)電路及翻牌驅(qū)動(dòng)線圈,翻牌機(jī)構(gòu)還有發(fā)光指示燈體積5×5×18mm65×65×30mm65×65×48mm白天效果在室外架空線路上指示不明顯,不易發(fā)現(xiàn)在室外架空線路上指示明顯,易發(fā)現(xiàn)室外架空線路上翻牌指示明顯,易發(fā)現(xiàn)夜晚效果光電指示明顯,易發(fā)現(xiàn)不易發(fā)現(xiàn),應(yīng)借肋手電才能發(fā)現(xiàn)翻牌指示光電指示明顯,易發(fā)現(xiàn)壽命2萬(wàn)小時(shí)3萬(wàn)次3萬(wàn)次+2萬(wàn)小時(shí)能效0.36W0.10W0.25W價(jià)格0.2元2.2元2.4元總結(jié)故障指示裝置故障指示主要考慮指示效果、穩(wěn)定性、使用壽命、及能效等方面，機(jī)械光電復(fù)合式的綜合指標(biāo)最高。經(jīng)評(píng)估，小組決定采用方案三中的機(jī)械光電復(fù)合。選定方案不采用不采用采用3.方案Ⅳ級(jí)分解對(duì)方案Ⅳ級(jí)分解如圖9所示。圖9方案Ⅳ級(jí)分解圖制圖人：張梅仙制圖日期：2018年8月15日3.1機(jī)械光電復(fù)合指示的指示燈選擇小組根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)出了普通發(fā)光二極管與LED發(fā)光指示燈，分別對(duì)其穩(wěn)定性和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表12。表12裝置故障光電指示燈細(xì)化方案比較表制表人：張梅仙制表日期：2018年8月15日指示燈兩種備選方案方案一：普通發(fā)光二極管方案二：LED發(fā)光指示燈圖示發(fā)光角度≥120?！?50。色差單個(gè)亮度小，易出現(xiàn)色差純色亮度高，無(wú)色差體積5×18mm5×12mm光亮度≥5cd/m2≥80cd/m2價(jià)格0.1元/個(gè)1.5元/個(gè)壽命2萬(wàn)小時(shí)10萬(wàn)小時(shí)散熱能力通過(guò)光腳散熱，散熱面積小，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成光衰減現(xiàn)象散熱面積大，冷性發(fā)光，穩(wěn)定性強(qiáng)焊接5秒內(nèi)焊接完成5秒內(nèi)焊接完成總結(jié)通過(guò)對(duì)兩個(gè)方案的分析比較，貼片式LED發(fā)光亮度更大，壽命更長(zhǎng)，更易于施工，故小組決定采用方案二中的LED指示燈。選定方案不采用采用（五）確定最佳方案小組經(jīng)過(guò)逐步試驗(yàn)與分析，小組確定了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最佳方案，如圖10所示。圖10最佳方案圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年8月15日制定對(duì)策表確定完最佳方案后，小組將研發(fā)方案提交本單位營(yíng)銷部專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人及安全監(jiān)察部技術(shù)負(fù)責(zé)人審核，得到了審核通過(guò)，如圖11所示。圖11生產(chǎn)工具技術(shù)方案審查圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年8月20日接下來(lái)，小組制定了詳細(xì)的對(duì)策實(shí)施表，明確各個(gè)對(duì)策的目標(biāo)和措施，并確定了負(fù)責(zé)人及完成時(shí)間。如表13所示。表13對(duì)策實(shí)施計(jì)劃表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年8月20日課題方案一種低壓線路故障指示裝置的研制序號(hào)對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)完成時(shí)間負(fù)責(zé)人1原理設(shè)計(jì)及實(shí)物布局功能結(jié)構(gòu)及方案原理合理、操作流程清晰1.設(shè)計(jì)故障指示裝置的功能結(jié)構(gòu)圖2.及原理設(shè)計(jì)圖；3.設(shè)計(jì)原理流程圖4.繪制外觀結(jié)構(gòu)圖。永寧所辦公室2018.9洪心愿蔡劍福2購(gòu)置元器件1.所購(gòu)各元件參數(shù)符合要求；2.元器件的購(gòu)置完成率達(dá)100%1.制定購(gòu)置計(jì)劃，采用網(wǎng)購(gòu)或聯(lián)系廠家方式進(jìn)行采購(gòu)。2.核準(zhǔn)元器件數(shù)量、型號(hào)及參數(shù)。永寧所2018.9蔡金堆葛建偉3電路焊接、編程及功能電路檢測(cè)1.完成元器件的焊接和CPU編程;2.虛焊點(diǎn)個(gè)數(shù)為0；3.調(diào)試正確率100%1.繪制電路圖并仿真；2.制作PCB電路板；3.采用C語(yǔ)言編程；4.驗(yàn)證并調(diào)試電路功能。永寧所創(chuàng)新工作室2018.9林世民賴曉瓊4整體組裝與調(diào)試1.內(nèi)部元器件布置緊湊,功能齊全，滿足設(shè)計(jì)需求；2.短路故障停電指示正確率100%；3.過(guò)載停電指示正確率100%1.按圖組裝各元器件；2.進(jìn)行故障指示裝置各項(xiàng)功能測(cè)試。永寧所創(chuàng)新工作室2018.9-11張家陽(yáng)蔡凌琳對(duì)策實(shí)施（一）對(duì)策實(shí)施一：原理設(shè)計(jì)及實(shí)物布局1.設(shè)計(jì)低壓線路故障指示裝置的功能結(jié)構(gòu)圖及原理設(shè)計(jì)圖（1）根據(jù)本次活動(dòng)要實(shí)現(xiàn)的線路故障指示裝置短路及過(guò)載報(bào)警功能，小組首先繪制了工作原理邏輯圖，如圖12。圖12故障指示裝置工作原理邏輯圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年9月1日（2）對(duì)線路故障指示裝置的工作原理進(jìn)行分析，小組得出了線路故障指示裝置的功能結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行制圖描述，得出功能結(jié)構(gòu)圖，如圖13所示。圖13故障指示裝置功能結(jié)構(gòu)圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年9月3日（3）小組對(duì)線路故障指示裝置的功能進(jìn)行分析、解刨，提出了實(shí)現(xiàn)該功能的總體及各部分設(shè)計(jì)，用Visio繪制出原理設(shè)計(jì)圖，如圖14所示。圖14故障指示裝置原理設(shè)計(jì)圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年9月5日(4)小組根據(jù)Visio繪制的方案原理。細(xì)分軟件編程步驟，如圖15所示。圖15單片機(jī)流程圖制圖人：蔡劍福制圖日期：2018年9月9日2.繪制外觀結(jié)構(gòu)圖小組繪制出低壓線路故障指示器的外觀結(jié)構(gòu)圖,如圖16所示：編號(hào)名稱1主體2卡凳3壓簧4指示體5立柱6LED發(fā)光燈圖16故障指示器的外觀圖制圖人：蔡劍福制圖日期：2018年9月10日3.效果檢查實(shí)施效果：經(jīng)小組多人復(fù)核后，原理設(shè)計(jì)清晰明朗，工作步驟清楚，符合本次課題的需求；檢測(cè)電路原理清晰，功能明確，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)短路及過(guò)載停電的指示。（二）對(duì)策實(shí)施二：購(gòu)置元器件1.制定元器件采購(gòu)清單小組成員根據(jù)選定的方案討論并制定出了元器件采購(gòu)清單，如表14所示。序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)單位需量?jī)r(jià)格(元)采購(gòu)人員備注1單片機(jī)STM32F103VEH6個(gè)3042.00蔡金堆聯(lián)系供貨單位2PCB板38×45mm單面板塊3032.003LED發(fā)電管3V,5mm只1202.4葛建偉購(gòu)買(mǎi)地點(diǎn)：電子城4電阻、電容-個(gè)若干11.005鋰電池CR2450-3V個(gè)305.006翻牌驅(qū)動(dòng)線圈3V,Ф1.5×24mm個(gè)302.507短路傳感器感應(yīng)線圈3V,Ф0.8×35mm個(gè)302.008取電電感線圈3V,Ф20×34mm個(gè)308.009頂針底座Ф2.0×3mm個(gè)300.35張家陽(yáng)網(wǎng)上采購(gòu)10頂針調(diào)節(jié)旋鈕Ф2.7×5mm個(gè)300.7511翻牌頂針Ф2.7×19mm個(gè)301.0012永久磁鐵Ф2.8,4×14mm個(gè)300.8013壓簧插銷Ф4.3×40mm個(gè)601.5014壓簧Ф60，44×42mm個(gè)602.0015立柱Ф50，19×61×12mm個(gè)603.0016紅白半球翻牌Ф65×45mm套301.2017U型底座Ф69×65mm個(gè)302.9018馬鞍卡凳13×43×12mm個(gè)300.8019透明PVC殼體Ф74×95mm個(gè)303.5020密封防水膠千克1025.00表14元器件采購(gòu)清單制表人：張家陽(yáng)制表日期：2018年9月11日2.效果檢查元器件購(gòu)置完成后，為保證所購(gòu)元器件規(guī)格型號(hào)、參數(shù)、數(shù)量均正確無(wú)誤，特安排專人進(jìn)行核準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)如表15所示。表15元器件檢查統(tǒng)計(jì)表制表人：張家陽(yáng)制表日期：2018年9月17日序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)是否正確參數(shù)是否滿足數(shù)量是否滿足元器件采購(gòu)?fù)瓿陕蕶z查人員1單片機(jī)√√√完成率100%洪心愿2PCB板√√√3LED發(fā)電管√√√完成率100%賴曉瓊4電阻、電容√√√5鋰電池√√√6翻牌驅(qū)動(dòng)線圈√√√7短路傳感器感應(yīng)線圈√√√8取電電感線圈√√√9頂針底座√√√完成率100%張家陽(yáng)10頂針調(diào)節(jié)旋鈕√√√11翻牌頂針√√√12永久磁鐵√√√13壓簧插銷√√√14壓簧√√√15立柱√√√16紅白半球翻牌√√√17U型底座√√√18馬鞍卡凳√√√19透明PVC殼體√√√20密封防水膠√√√實(shí)施效果：小組完成了所有元器件的購(gòu)置，元器件參數(shù)均滿足要求。（三）對(duì)策實(shí)施三：電路焊接、編程及功能電路檢測(cè)1.小組根據(jù)原理圖繪制了電路的PCB圖，并完成了電路板的制作，如圖17所示：圖17電路板制作制圖人：蔡凌琳制圖日期：2018年9月20日2.小組采用IAR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行程序源代碼的編寫(xiě)和編譯，并通過(guò)JTAG接口實(shí)現(xiàn)成型下裝、調(diào)試等功能。C語(yǔ)言程序編寫(xiě)如圖18所示：C語(yǔ)言程序C語(yǔ)言程序圖18編程語(yǔ)句制圖人：蔡凌琳制圖日期：2018年9月21日3.效果檢查（1）焊接完成后，小組對(duì)檢測(cè)回路進(jìn)行測(cè)試。圖19檢測(cè)輸出電平信號(hào)制圖人：張家陽(yáng)制圖日期：2018年9月22日在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，通過(guò)有無(wú)輸入電源兩種情景進(jìn)行50次模擬測(cè)試，得出檢測(cè)回路的輸出電平信號(hào)。表16輸出穩(wěn)定率測(cè)試表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年9月22日通過(guò)測(cè)試，可知電路板輸出穩(wěn)定率已可達(dá)100%。實(shí)施效果：經(jīng)小組多人復(fù)核，元器件無(wú)任何虛焊點(diǎn)，檢測(cè)回路輸出穩(wěn)定率達(dá)100%，實(shí)驗(yàn)電路可靠。（四）對(duì)策實(shí)施四：整體組裝與調(diào)試1、小組開(kāi)始按圖組裝各元器件。根據(jù)安裝圖依次安裝了先進(jìn)行了機(jī)械翻牌的組裝（紅白半球翻牌、翻牌頂針、頂針底座和頂針調(diào)節(jié)旋鈕），接著將翻牌部分與U型底座組裝在一起，然后將翻牌驅(qū)動(dòng)線圈放入U(xiǎn)型底座安裝孔內(nèi)，接著將電路板和電池放于驅(qū)動(dòng)線圈上方；將短路傳感器感應(yīng)線圈穿入鐵芯與兩根立柱安裝在一起；接頭將兩根立柱及線圈固定于U型底座上。最后將馬鞍卡凳安裝在立柱間，完成指示部分及電路板與底座的安裝。圖20故障指示裝置組裝圖制圖人：張家陽(yáng)制圖日期：2018年9月22日將指示部分、電路板及底座套入透明PVC殼體內(nèi)；接著對(duì)透明PVC殼體內(nèi)進(jìn)行密封防水膠的填充，密封膠填充后應(yīng)讓故障指示裝置整體自然風(fēng)干48小時(shí)。密封膠完全風(fēng)干后，將壓簧安裝于故障指示裝置的立柱上，低壓線路故障指示裝置全部組裝完畢。如圖21所示：圖21故障指示裝置成品圖制圖人：張家陽(yáng)制圖日期：2018年9月23日3、試驗(yàn)檢測(cè)，完成低壓線路故障指示裝置研制后，參照《配電線路故障指示器技術(shù)條件》進(jìn)行了6組模擬試驗(yàn)。圖22故障指示裝置模擬試驗(yàn)圖制圖人：張家陽(yáng)制圖日期：2018年9月25日（1）小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬相間短路試驗(yàn)，正常負(fù)荷電流為I1，相間短路故障使得負(fù)荷電流由I1突增為△I躍變至I2，經(jīng)過(guò)時(shí)間△t斷路器動(dòng)作跳閘使得電流降為零，指示器動(dòng)作，負(fù)荷電流變化過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖23所示。圖23相間短路故障負(fù)荷電流示意圖及試驗(yàn)數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過(guò)相間短路試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)低壓故障指示裝置對(duì)短路故障的正確動(dòng)作率100%，性能穩(wěn)定。（2）小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬線路突合負(fù)載涌流試驗(yàn)，電流從零突然增加至I1經(jīng)過(guò)△t后電流恢復(fù)為I2，指示器應(yīng)不動(dòng)作，電流變化過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖24所示。圖24線路突合負(fù)載涌電流示意圖及試驗(yàn)數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過(guò)模擬線路突合負(fù)載涌流試驗(yàn)，重復(fù)十次，故障指示裝置不誤動(dòng)，正確動(dòng)作率100%，性能穩(wěn)定。（3）小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬負(fù)荷瞬時(shí)突變?cè)囼?yàn)，電流從I1持續(xù)15s，然后突增到I2,持續(xù)△t后恢復(fù)為I1，指示器應(yīng)不動(dòng)作，電流變化過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖25所示。圖25負(fù)荷瞬時(shí)突變示意圖及試驗(yàn)數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過(guò)模擬負(fù)荷瞬時(shí)突變?cè)囼?yàn)，重復(fù)十次，故障指示裝置不誤動(dòng)，正確動(dòng)作率100%，性能穩(wěn)定。(4）小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬人工投切大負(fù)荷試驗(yàn)，線路電流I1持續(xù)15s，突增為I2后持續(xù)3s，然后下降為0，指示器應(yīng)不動(dòng)作，電流變化過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖26所示。圖26人工投切大負(fù)荷電流示意圖及試驗(yàn)數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過(guò)模擬人工投切大負(fù)荷試驗(yàn)，重復(fù)十次，故障指示裝置不誤動(dòng)，正確動(dòng)作率100%，性能穩(wěn)定。（5）小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬空載合閘勵(lì)磁涌流試驗(yàn)，線路電流從0突增為I1后持續(xù)0.2s，然后下降為O，指示器應(yīng)不動(dòng)作，電流變化過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖27所示。圖27空載合閘勱磁涌流電流示意圖及試驗(yàn)數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過(guò)模擬空載合閘勵(lì)磁涌流試驗(yàn)，重復(fù)十次，故障指示裝置不誤動(dòng)，正確動(dòng)作率100%，性能穩(wěn)定。（6）小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬最小不動(dòng)作電流試驗(yàn)，線路電流為I1持續(xù)15s，然后突增為I2經(jīng)過(guò)△t后降為O，指示器應(yīng)不動(dòng)作，電流變化過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖28所示。圖28小負(fù)荷突變電流示意圖制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過(guò)模擬小負(fù)荷突變電流試驗(yàn)，重復(fù)十次，故障指示裝置不誤動(dòng)，正確動(dòng)作率100%，性能穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)6組模擬試驗(yàn)，該低壓線路故障指示裝置在發(fā)生相間短路時(shí)正確動(dòng)作率100%，在線路突合負(fù)載、負(fù)荷突變、大負(fù)荷投切、空載合閘及最小不動(dòng)作電流均未發(fā)生誤動(dòng)，故障指示裝置動(dòng)作指示符合設(shè)計(jì)要求。效果檢查（一）QC活動(dòng)成果前后對(duì)比低壓線路故障指示裝置研制成功后，經(jīng)報(bào)營(yíng)銷部批準(zhǔn)后在永寧鎮(zhèn)供電所的10個(gè)高故障的公用變臺(tái)區(qū)，的低壓分支線加裝低壓線路故障指示裝置，8處發(fā)生故障臺(tái)區(qū)的故障指示裝置均正確指示故障區(qū)段,未發(fā)生故障臺(tái)區(qū),故障指示裝置未發(fā)生誤動(dòng),故障指示正確率100%。表17低壓線路故障指示裝置安裝臺(tái)帳表制表人：張家陽(yáng)制表日期：2018年11月15日?qǐng)D29低壓線路故障指示裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝細(xì)節(jié)圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年11月18日表18低壓線路故障指示裝置正確動(dòng)作率統(tǒng)計(jì)表制表人：張家陽(yáng)制表日期：2018年11月15日低壓線路故障指示裝置的故障正確指示率100%，達(dá)到了之前設(shè)定活動(dòng)目標(biāo)。圖30故障正確指示率活動(dòng)前后對(duì)比制圖人：蔡凌琳2018年11月15日小組調(diào)查統(tǒng)計(jì)了10加裝低壓低壓線路故障指示裝置臺(tái)區(qū)，其中8個(gè)發(fā)生故障的臺(tái)區(qū)，開(kāi)關(guān)跳閘后搶修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障查找，平均故障的查找時(shí)間如表19。表19低壓線路故障指示裝置故障查找時(shí)間統(tǒng)計(jì)表制表人：張家陽(yáng)制表日期:2018年11月15日平均故障查找時(shí)間由原來(lái)的170分鐘下降至39分鐘。圖31故障查找時(shí)間活動(dòng)前后對(duì)比制圖人：蔡凌琳2018年11月15日經(jīng)過(guò)QC活動(dòng)，小組圓滿完成設(shè)立