電纜耐壓設(shè)備吊裝警示工具的研發(fā)

◆朱雋辰　葉　孫婕韻 / 文

電纜耐壓設(shè)備吊裝警示工具的研發(fā)

國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司的WISDOM QC小組，是一支由電纜維試現(xiàn)場(chǎng)施工人員和專業(yè)技術(shù)人員組成，以解決電纜維試作業(yè)中遇到的生產(chǎn)技術(shù)難題為根本目的的QC小組。

隨著近年的超高壓交聯(lián)聚乙烯電纜的大規(guī)模應(yīng)用，公司引入了用于交流耐壓的新型設(shè)備，極大地改進(jìn)了原有試驗(yàn)流程，減少了試驗(yàn)作業(yè)的整體時(shí)間，加快了工程進(jìn)度。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于上海地區(qū)的變電站空間狹小，新型設(shè)備體積過(guò)于龐大等原因，可能導(dǎo)致在吊裝該類設(shè)備時(shí)存在一定的碰撞隱患。2014年3月4日，在上海某變電站內(nèi)，吊裝工人使用最大承重50噸的吊車進(jìn)行新型設(shè)備吊裝作業(yè)時(shí)，與立柱發(fā)生碰撞，結(jié)果試驗(yàn)套管扭曲變形，高壓套管整體與主設(shè)備脫落分離?，F(xiàn)場(chǎng)隱患最終發(fā)展成了一次事故，給公司造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失，更影響到日后電纜工程項(xiàng)目試驗(yàn)驗(yàn)收工作。按照公司要求，我們立即成立QC小組，根據(jù)實(shí)際情況加以分析、討論研究一種有效的方法和措施，以杜絕此類事件案的再次發(fā)生。

一、課題選擇及目標(biāo)設(shè)定

1.公司要求：徹底杜絕此類安全事故。

2.問(wèn)題提出。問(wèn)題一，吊裝作業(yè)存在碰撞隱患。存在的隱患：現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)存在盲區(qū)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的調(diào)查得出下述情況下存在盲區(qū)：其一，變電站通道小，設(shè)備體積過(guò)大且數(shù)量多造成盲區(qū)；其二，工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜盲區(qū)大；其三，GIS設(shè)備室內(nèi)吊裝時(shí)吊裝工為盲操作；其四，地下變電站作業(yè)時(shí)，負(fù)高空作業(yè)盲區(qū)。

現(xiàn)場(chǎng)隱患可能造成的危害：1）現(xiàn)場(chǎng)吊裝一次成功率低，增加了吊車租用時(shí)間，租用費(fèi)用也同樣增加；2）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)需耗費(fèi)大量人工配合，帶來(lái)大量的人工成本和附帶的工程出車費(fèi)用。

問(wèn)題二，設(shè)備損壞后修復(fù)成本高，修復(fù)周期長(zhǎng)。

3.課題確定。依靠目前的各項(xiàng)措施、輔助設(shè)備手段都無(wú)法有效及時(shí)地警示吊裝作業(yè)人員，以避免吊裝盲區(qū)引起的試驗(yàn)設(shè)備安全問(wèn)題。因此，當(dāng)下急需要開發(fā)一種新型吊裝用警示工具，來(lái)減少甚至消除盲區(qū)的存在，杜絕吊裝作業(yè)中的安全事故。

因此小組將本次活動(dòng)課題定為：“電纜耐壓設(shè)備吊裝警示工具的研發(fā)”。

目標(biāo)確定：吊裝作業(yè)隱患率0%。

目標(biāo)可行性分析之一，按公司相關(guān)起重機(jī)吊裝作業(yè)要求，在一般變電站內(nèi)吊裝重物時(shí)，其吊臂移動(dòng)速度不大于0.5m/s，在此限速下，吊裝物的慣性移動(dòng)幾乎為零。而一個(gè)正常人從視覺(jué)或聽覺(jué)接收到相關(guān)行動(dòng)信號(hào)或指令，到完成整個(gè)行為的過(guò)程需要的時(shí)間為0.3s至0.4s。

如此計(jì)算在移動(dòng)速度為0.5m/s的情況下，從發(fā)出停止信號(hào)到最終停止所移動(dòng)的最大距離為：

即移動(dòng)最大距離為20厘米。

為保險(xiǎn)起見(jiàn)，余留50%的裕度，后設(shè)為設(shè)備吊裝過(guò)程中的最小預(yù)警距離，其值為：

即最小預(yù)警距離設(shè)定為30厘米。

因此，在設(shè)計(jì)制作過(guò)程只要將最小預(yù)警距離設(shè)定為不小于30厘米，就可完成有效預(yù)警。

目標(biāo)可行性分析之二，一般吊裝作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境噪音較大，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控預(yù)警人員的聲音容易被環(huán)境噪音給掩蓋，因此在設(shè)計(jì)該工具時(shí)可將其預(yù)警聲音分貝數(shù)提高，超越環(huán)境噪聲，如此便可以發(fā)出有效預(yù)警信號(hào)。

二、提出方案并確定最佳方案

小組經(jīng)過(guò)頭腦風(fēng)暴，總結(jié)出吊裝警示工具必須有以下四點(diǎn)特性：

1）必須準(zhǔn)確地發(fā)出警示信號(hào)；2）具有通用性；3）拆卸、固定方式便捷、可靠；4）操作簡(jiǎn)便，易于使用。

根據(jù)上述吊裝警示工具特性，小組決定將該設(shè)備初步分為四個(gè)模塊：測(cè)距模塊、警示模塊、信號(hào)收發(fā)模塊、外殼固定模塊，分別進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。本文僅圍繞測(cè)距模塊研發(fā)方案的提出及最佳方案的確立展開論述。

1.第一層方案設(shè)計(jì)。測(cè)距模塊是為吊裝警示工具提供精確預(yù)警的基本保障，如今數(shù)字化測(cè)量方式繁多，不同的測(cè)量方式其測(cè)試范圍、測(cè)試距離和測(cè)試分辨率差異很大。

在初步研究后提出四種不同類型的測(cè)距模塊工作方案，分別是：紅外線測(cè)距模塊、激光測(cè)距模塊、超聲波測(cè)距模塊、組合式測(cè)距模塊。

從范圍和角度測(cè)試結(jié)論中可以發(fā)現(xiàn)：紅外線測(cè)距模塊適應(yīng)于1米以內(nèi)的短距離測(cè)距，無(wú)法適應(yīng)3米的大范圍測(cè)試。激光測(cè)距模塊無(wú)法提供1米以內(nèi)的測(cè)距和廣角測(cè)試，只能完成單點(diǎn)的長(zhǎng)距離精確測(cè)試，而超聲波測(cè)距方式雖然可以滿足廣角測(cè)試和3米大范圍的需求，但在1米以內(nèi)的小范圍測(cè)距結(jié)果并不理想。

2.第二層方案設(shè)計(jì)。組合式測(cè)距方式，是小組提出的一種新的測(cè)距模塊，它是將市場(chǎng)上通用的多種測(cè)距模塊通過(guò)不同組合，“取長(zhǎng)補(bǔ)短”以適應(yīng)公司現(xiàn)場(chǎng)的特殊需求。根據(jù)選擇，共有“紅外線+激光”測(cè)距模塊、“紅外線+超聲波”測(cè)距模塊、“紅外線+超聲波+激光”測(cè)距模塊，通過(guò)同樣的范圍和角度測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，“紅外線+超聲波”的組合模塊可以完成良好的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，因此小組選取“紅外線+超聲波”組合測(cè)距模塊，作為本次設(shè)計(jì)使用的方案。

三、制定對(duì)策并實(shí)施

根據(jù)選定的最佳方案，小組作出對(duì)策實(shí)施表（見(jiàn)表1）。由專人負(fù)責(zé)，按對(duì)策實(shí)施表在規(guī)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成實(shí)施及測(cè)試。

表1　對(duì)策實(shí)施表

四、效果檢查

（一）目標(biāo)完成情況

小組通過(guò)2014年6月實(shí)施期，7月到11月鞏固期，吊裝作業(yè)隱患率降為0，達(dá)到了活動(dòng)目標(biāo)。

（二）經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益可觀。由于采用了新工具，每次耐壓試驗(yàn)使用的預(yù)警監(jiān)控和控制設(shè)備方面人工數(shù)量得以減少，相應(yīng)的用于搭載人工的工程車輛出車次數(shù)也得以減少；同時(shí)減少了吊車反復(fù)吊裝的時(shí)間之后，其租用時(shí)間也得以減少。按一個(gè)月平均需要進(jìn)行20次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)單次節(jié)省費(fèi)用，實(shí)際統(tǒng)計(jì)了三個(gè)月減少成本約79459.2元。

（三）無(wú)形效益

（1）公司形象提升。由于在現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)人員減少，使得作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的整潔度大大提升，協(xié)調(diào)性更好。

（2）班組成員使用新工具的能力提升。經(jīng)過(guò)本次QC活動(dòng)，班組成員不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)，鍛煉了團(tuán)隊(duì)精神，增加了互相協(xié)作、討論的能力，同時(shí)也為將來(lái)工作中可能發(fā)生的問(wèn)題的解決提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

（3）推廣應(yīng)用。目前已經(jīng)在公司電纜中心得以推廣，并爭(zhēng)取早日向全上海的電纜試驗(yàn)班組進(jìn)行推廣。

五、標(biāo)準(zhǔn)化

小組對(duì)工具信息進(jìn)行資料規(guī)整、文件標(biāo)準(zhǔn)化及圖紙歸檔工作，進(jìn)一步規(guī)范相關(guān)制度流程，使現(xiàn)場(chǎng)操作標(biāo)準(zhǔn)化、工具保管規(guī)范化。

（作者單位：國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司）