張 宏，高小剛，劉立剛，劉 悅，姜 伊

（國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司，河北 秦皇島 066000）

1 選擇課題

絕緣繩索廣泛應(yīng)用于帶電作業(yè)，可作為運(yùn)載攀登工具、連接套和保安繩。絕緣繩的絕緣耐壓性能決定了帶電作業(yè)人員的生命安全。因此定期對絕緣繩按照規(guī)程和使用要求進(jìn)行耐壓試驗(yàn)是十分重要的。當(dāng)前規(guī)程對絕緣繩耐壓試驗(yàn)要求是每500 mm 施加105 kV 持續(xù)時(shí)間1 min 的工頻耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)過程無閃絡(luò)、擊穿，試驗(yàn)后無放電、灼傷痕跡及明顯發(fā)熱。規(guī)程中沒有推薦專門的絕緣繩耐壓試驗(yàn)工器具和具體操作要求。

當(dāng)前，絕緣繩耐壓試驗(yàn)現(xiàn)狀現(xiàn)場如圖1 所示，將絕緣繩按照約500 mm 長掛在固定與試驗(yàn)變壓器的導(dǎo)體上，上端為加壓端，下端將每股絕緣繩利用接地線接地。

圖1 當(dāng)前絕緣繩耐壓試驗(yàn)方式

現(xiàn)有絕緣繩工頻耐壓試驗(yàn)方式和工器具簡陋，現(xiàn)場操作煩瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并存在一定安全隱患。QC小組統(tǒng)計(jì)分析了不同長度絕緣繩耐壓時(shí)間，如表1 所示，發(fā)現(xiàn)隨著被試絕緣繩長度增加，纏繞絕緣繩和操作接線時(shí)間明顯增加，工作總試驗(yàn)時(shí)間大幅增加。如何更加方便安全地開展絕緣繩耐壓試驗(yàn)非常有必要，因此QC 小組將研制一種絕緣繩耐壓試驗(yàn)裝置作為課題。

2 確定目標(biāo)

為了找到課題突破口，小組成員對絕緣繩耐壓試驗(yàn)過程及現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析。目前，絕緣繩耐壓試驗(yàn)過程由4 個(gè)工序組成：前期準(zhǔn)備，繩索纏繞，操作接線和加壓過程。第一工序前期準(zhǔn)備主要是絕緣繩信息記錄和耐壓試驗(yàn)儀器接線準(zhǔn)備，該工序?yàn)楸貍溥^程，與絕緣繩長度沒有關(guān)聯(lián)；第二工序當(dāng)前試驗(yàn)方式采用手纏繞絕緣繩，長度不易準(zhǔn)確把握，人工多次纏繞后人員易疲憊耗時(shí)長；第三工序當(dāng)前試驗(yàn)方式采用銅導(dǎo)線對試品進(jìn)行連接，不宜接線，容易出現(xiàn)未連接；第四工序?yàn)榧訅哼^程，耐壓試驗(yàn)時(shí)間由規(guī)程決定不能縮減。

綜上分析，QC 小組以提高第2 工序繩索纏繞、第3 工序操作接線試驗(yàn)效率，及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和降低整個(gè)試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)為選題突破口和出發(fā)點(diǎn)。并依此，確定了縮短纏繞絕緣繩時(shí)間50%，縮短試驗(yàn)接線時(shí)間50%，提高安全和準(zhǔn)確性的課題目標(biāo)。

3 確定方案和實(shí)施對策

QC小組成員依據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有各類試驗(yàn)工器具和試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，針對裝置應(yīng)滿足的功能，繪制了裝置親和圖，如圖3 所示。親和圖從纏繞絕緣設(shè)計(jì)、試驗(yàn)接線設(shè)計(jì)、安全性能、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 個(gè)方面分析所要研制裝置應(yīng)具備的功能要求。

圖3 裝置親和圖

小組成員應(yīng)用“頭腦風(fēng)暴法”充分發(fā)表意見，創(chuàng)造性提出根據(jù)紡車原理進(jìn)行纏繞絕緣繩。并充分討論各種方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性，最終決定利用廢棄的高壓試驗(yàn)球隙裝置作為裝置的底座和主體支架。既提高了廢舊設(shè)備利用率“變廢為寶”，又降低了制作裝置的時(shí)間成本和資金成本。為實(shí)現(xiàn)裝置預(yù)期效果，小組成員設(shè)計(jì)并繪制了結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示。

圖4 裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

現(xiàn)存廢舊球隙底座裝有輪子方便移動(dòng)，支架機(jī)械強(qiáng)度高，滿足絕緣繩承重需求。在廢舊球隙支架一側(cè)設(shè)計(jì)類似于紡車的手搖把，模仿紡線車?yán)p繞繩索，并在兩側(cè)支架處設(shè)計(jì)安裝邊長約0.7 m正方形絕緣板。兩側(cè)絕緣板用四根絕緣棒支撐連接，每根絕緣棒內(nèi)嵌套一支金屬導(dǎo)體，4根絕緣棒組成正方形，該正方形中心與絕緣板中心重合，每2 根相鄰絕緣棒相距0.5 m。金屬導(dǎo)體穿出絕緣板并引出作為試驗(yàn)電極，試驗(yàn)時(shí)，對角位置的電極電位相同，相鄰電極之間電壓為105 kV。

4 對策實(shí)施

小組清潔檢查廢舊試驗(yàn)球隙裝置，其外觀良好滿足承重需求，并拆除2個(gè)球隙。保留底座和支架。根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸制作加工兩側(cè)絕緣板和4 根支持絕緣棒。通過細(xì)絕緣棒打磨制作出來的絕緣螺絲將絕緣板和主體支架、絕緣棒連接。在絕緣棒上打磨出凹槽，將4根細(xì)銅棒分別嵌入在4根絕緣棒凹槽內(nèi)并穿出絕緣板用于試驗(yàn)電極接線。裝置成品如圖5、圖6所示。

圖5 “紡車”手搖把側(cè)側(cè)視圖

圖6 裝置正視圖

5 效果和目標(biāo)檢查

制作成型后，對照設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，各部件尺寸、結(jié)構(gòu)與圖紙相符，絕緣板與主體支架、絕緣棒連接緊密牢固，絕緣棒與銅導(dǎo)體棒嵌入緊密結(jié)實(shí)，滿足試驗(yàn)要求，“紡車”手搖把纏繞絕緣繩操作便捷。為了驗(yàn)證裝置效果和課題目標(biāo)，小組成員進(jìn)行了不同長度的絕緣繩耐壓試驗(yàn)，并統(tǒng)計(jì)總試驗(yàn)時(shí)間，如圖7所示。

圖7 新裝置絕緣繩耐壓試驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)

對比圖1原有試驗(yàn)方式時(shí)間統(tǒng)計(jì)和圖2新裝置下時(shí)間統(tǒng)計(jì)，可看出第2 工序和第3 工序時(shí)間明顯縮短，并且不同長度絕緣繩總試驗(yàn)時(shí)間均大幅縮短，繩子越長節(jié)省時(shí)間越明顯，具體如表1 所示，新舊兩種方式總試驗(yàn)時(shí)間對比。以最長60 m 繩子為例：第2工序繩索纏繞時(shí)間由17 min縮短至8 min，縮短了53%；總試驗(yàn)時(shí)間由25 min縮短至9.5 min，縮短了62%。第3 工序操作接線時(shí)間由原來隨著繩子長度增加而增加，變?yōu)楣潭ǖ?.5 min，繩子越長第3工序節(jié)省時(shí)間越明顯。

圖2 原有絕緣繩耐壓試驗(yàn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)

表1 新舊兩種方式總試驗(yàn)時(shí)間對比

6 效益分析

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有絕緣繩長度如表1 所示，每種長度各兩套。各長度絕緣繩耐壓總試驗(yàn)節(jié)省時(shí)間和當(dāng)前絕緣繩數(shù)量，計(jì)算可得，每次絕緣繩耐壓時(shí)間可共節(jié)省145 min，按照周期每半年一次，絕緣繩耐壓試驗(yàn)每年節(jié)約290 min。原有試驗(yàn)方式需要三人配合，新的裝置耐壓試驗(yàn)只需要兩人，更加省力，大大節(jié)約了人工成本。與此同時(shí)，絕緣繩耐壓試驗(yàn)準(zhǔn)確性、可靠性和安全性都得到極大提高。

7 結(jié)束語

通過此次課題活動(dòng)，小組成員團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和動(dòng)手能力得到很大提高，圓滿完成既定的縮短纏繞絕緣繩時(shí)間50%，縮短試驗(yàn)接線時(shí)間50%的節(jié)省時(shí)間目標(biāo)。并在研制過程中，將廢舊設(shè)備變廢為寶，大大降低了經(jīng)濟(jì)成本，提高了工作效率。新裝置可靠穩(wěn)定，承載力強(qiáng)，大大提高了試驗(yàn)工作安全性能，獲得了很好的實(shí)用價(jià)值。