可调角度操作式接地线的研制(常州溧阳)[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）1 4 9 5 17 9 25 72 12 10 6 18 10 26 123 8 11 9 19 13 27 94 5 12 8 20 8 28 85 10 13 11 21 9 29 156 4 14 13 22 10 30 97 7 15 7 23 58 12 16 9 24 10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。

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：母排距离柜体过近母排柜体或墙体操作杆过长，需探出柜体，无法正常装设这样安装，造成运行人员的操作难度较大，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27 17 10 37%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0.7 0.5 0.6 1.1 2.1 4.0 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2.11.1 0.60.5 0.74取接地线开五防和柜门装接地端取垫高物装导体端反复重新装设制图人：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）0.3 3.2 1.2 2.0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) 7.8 8.9 5.2电阻率(10-8Ω*m) 0.097 0.0172 0.015 价格(元/副) 18 40 42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0.29 0.078 0.5 0.97铜接头0.32 0.436 0.23 0.99铝镍铁合金接头0.5 0.5 0.22 1.22 √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（操作杆）可连接处的连接角度可以调节，以适应1.可调节操作杆与夹口的角度以适应各种操作杆单独存放容易丢失取下、可调角度式连接各种操作环境；操作完毕后操作杆可以取下。

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。