QC案例：關(guān)口表防脫落電壓線搭頭的研發(fā)

◆黃 菲 沈 捷 錢 穎 盧霄依 / 文

一、選擇課題

1．關(guān)口表電壓線的重要性

隨著用電信息采集系統(tǒng)的不斷建設(shè)與完善，其深化應(yīng)用也逐漸成熟。利用采集系統(tǒng)平臺的供電側(cè)與售電側(cè)數(shù)據(jù)，可以計算出臺區(qū)（在電力系統(tǒng)中，臺區(qū)指一臺變壓器的供電范圍或區(qū)域）的具體線損率。通過對線損率進(jìn)行深入分析可進(jìn)一步助推臺區(qū)線損的精益化管理，及時發(fā)現(xiàn)故障電表和竊電用戶，提高企業(yè)服務(wù)水平和客戶服務(wù)感受，但是這些都是以穩(wěn)定的電壓線搭頭為前提。然而搭頭脫落所有數(shù)據(jù)無法采集。

2．問題和現(xiàn)狀

目前，桿變臺區(qū)的平均負(fù)線損比例為，與公司要求的以內(nèi)有一定差距。

關(guān)口表是采集臺區(qū)供電側(cè)數(shù)據(jù)的計量終端（俗稱總表），采集成功的關(guān)鍵是其穩(wěn)定和可靠的特性。然而在用電采集系統(tǒng)的監(jiān)控平臺中，關(guān)口表有時召測到電壓為零的情況絕大多數(shù)為電壓線搭頭脫落。

鱷魚夾脫落需要運維人員到現(xiàn)場進(jìn)行關(guān)口表消缺作業(yè)，額外增加運維人員現(xiàn)場操作次數(shù)，同時增加物資、車輛等成本支出。以每年脫落240次，每次消缺綜合成本250元計算，市北供電公司每年需要額外承擔(dān)65萬元的運維成本支出。運維人員在進(jìn)行鱷魚夾脫落消缺處理時，也存在著安全風(fēng)險。

小組針對當(dāng)前的現(xiàn)狀，決定打破鱷魚夾連接的傳統(tǒng)思路，展開了頭腦風(fēng)暴式的討論，重新設(shè)計一種防脫落的關(guān)口表電壓線搭頭。

二、確定目標(biāo)

1．確定目標(biāo)

設(shè)計的關(guān)口表防脫落電壓線搭頭，主要目標(biāo)是：實現(xiàn)防脫落搭頭的脫落次數(shù)從240次/年達(dá)到0次/年。

2．目標(biāo)可行性分析

小組成員在具體的環(huán)境和現(xiàn)有的條件下，檢驗上述目標(biāo)是否可行。

實驗一：車輛經(jīng)過測震力。小組成員對經(jīng)過的主要震動來源車輛和外力進(jìn)行測震，選取了小型轎車、客車和大型貨車經(jīng)過100次時的測試值，并計算其平均值。

實驗二：外力破壞測拉力。小組成員又對鱷魚夾做了100次外力破外的測試。外力破壞是指：經(jīng)過的車輛或者人員不慎勾住接戶線使鱷魚夾脫落。

然后，再把上述100組數(shù)據(jù)用Minitab軟件做正態(tài)分布圖，數(shù)據(jù)值都分布在95%的置信區(qū)間內(nèi)。震力和拉力主要在19kg以下。因此，小組成員一致認(rèn)為只要關(guān)口表電壓線搭頭能夠承受的拉力≥19kg,脫落次數(shù)就可為零，目標(biāo)是可以達(dá)到的。

可行性結(jié)論：通過技術(shù)革新可以實現(xiàn)目標(biāo)。

三、提出各種方案并確定最佳方案

查新1：小組成員于2016年3月起對電壓線搭頭進(jìn)行網(wǎng)上查詢，發(fā)現(xiàn)所有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都是與鱷魚夾類似的夾式搭頭。

查新2：小組成員在網(wǎng)上查詢現(xiàn)有的螺帽結(jié)構(gòu)，沒有能夠滿足小組安裝要求。小組需要定制一款螺帽滿足以下條件：1）螺帽既要與低壓樁頭很好連接又要與電壓線很好連接；2）螺帽上能夠有電壓線穿入的孔洞。

1．關(guān)口表防脫落搭頭總體方案的選擇

小組成員首先確定防脫落搭頭的形式。從承受拉力、成本、折舊三方面進(jìn)行評估分析。最終選擇螺帽作為防脫落電壓線搭頭。從安裝便利性和檢修的安全性角度考慮，小組成員決定采用組合式螺帽。接著，小組成員制作親和圖，從材質(zhì)、形狀、配件三方面進(jìn)行選擇。

2．關(guān)口表防脫落螺帽材質(zhì)的選擇

1）材質(zhì)的選擇：小組成員首先對防脫落螺帽材質(zhì)提出三種選擇：不銹鋼、鐵、黃銅。從穩(wěn)定性、經(jīng)濟性、耐用性和簡便性四方面采用層次分析法試驗，不銹鋼材質(zhì)綜合評分最高。

2）抗氧化和抗腐蝕實驗：關(guān)口表的令克箱（戶外低壓配變?nèi)劢z箱）通常安裝在室外，霧霾、酸雨、暴雨天氣比較容易潮濕，PH值較小，呈弱酸性。小組成員把不銹鋼、鐵、黃銅放入水和弱鹽酸中100天，只有不銹鋼表面沒有腐蝕變色。

結(jié)果：小組成員最終選用不銹鋼材質(zhì)。

3．關(guān)口表防脫落螺帽形狀的選擇

小組成員對防脫落螺帽的形狀提出三種選擇：長方體、六棱柱、圓柱。

1）前部：從令克箱內(nèi)低壓樁頭圖片來看，固定式的螺帽只能安裝在樁頭柱上。小組成員根據(jù)安裝的便利性和使用的穩(wěn)固性，分別從長方體、六棱柱、圓柱的形狀中進(jìn)行比較。六棱柱符合人體操作偏好，平均安裝時間較短且容易安裝。

繼續(xù)從通用的套筒連接口的內(nèi)六棱柱形狀來綜合判斷，小組成員從使用穩(wěn)固性、與低壓樁頭柱原配件協(xié)調(diào)、便于套筒和套筒柄的安裝、安裝時間四方面進(jìn)行評價和評分。最終，前部選擇六棱柱。

2）后部：后部與導(dǎo)線連接，要考慮到導(dǎo)線連接的穩(wěn)固性和安裝的方便性。后部頂端要開一個圓孔以便固定導(dǎo)線，同時兼顧套筒安裝的方便性。套筒安裝時1/3處連接前部六棱柱及所有后部。小組成員從便于用套筒和套筒柄的安裝、與電壓線連接穩(wěn)固性兩方面進(jìn)行評價和評分。最終，后部選擇圓柱。

3）螺紋磨損實驗：小組成員對螺紋的磨損情況和是否會滑牙進(jìn)行了100次拉力實驗，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)螺紋沒有磨損，沒有滑牙。螺紋加固了螺帽的連接拉力，證實了螺帽搭頭內(nèi)切螺紋的優(yōu)越性。

結(jié)果：確定六棱柱與圓柱相結(jié)合的形狀。前部為六棱柱作為低壓樁頭的搭頭的連接，后部為圓柱作為導(dǎo)線的連接，內(nèi)切面為螺紋。

4．關(guān)口表防脫落螺帽配件的選擇

考慮到安裝和檢修方便，不選擇一次性使用的膨脹螺絲，而是選用有螺紋的普通螺絲。

結(jié)果：確定為普通的、不銹鋼、有螺紋的、開口為十字形的螺絲。

由此，小組成員確定了關(guān)口表防脫落搭頭的最佳方案：前部為六棱柱，后部為圓柱相結(jié)合的不銹鋼螺帽，再以普通螺絲為配件，具體尺寸如圖1所示：

四、制定對策并實施

根據(jù)選定的最佳方案，小組成員作出表1所示的對策實施表。

由專人負(fù)責(zé)，按對策實施表在規(guī)定時間節(jié)點內(nèi)完成實施及檢測。

在發(fā)布招標(biāo)信息后，小組從投標(biāo)者中選擇了上海地區(qū)有較豐富代工經(jīng)驗的工廠作為不銹鋼螺帽生產(chǎn)工廠。工廠按照小組給出的設(shè)計圖紙制作了樣品，小組將樣品送至消保委下屬的質(zhì)量鑒定檢測機構(gòu)，對樣品牢固性和安全性進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果為合格。

同時，小組對樣品進(jìn)行組裝試驗，產(chǎn)品組裝過程簡便流暢，產(chǎn)品契合度好，使用流暢，拉力大于19kg，檢測結(jié)果為合格。

圖1 關(guān)口表防脫落搭頭最佳方案系統(tǒng)圖

五、效果檢查

1．活動前后拉力對比

活動前鱷魚夾的搭頭拉力只有9.585kg,而活動后的防脫落搭頭的拉力可以達(dá)到49.55kg，效果顯著。

2016年12月10日小組全體成員又在柳營路實訓(xùn)基地和洛川北寶興臺區(qū)對螺帽進(jìn)行拉力試驗，現(xiàn)場的拉力值超出一個成年人的拉力，達(dá)到49.55kg，達(dá)到目標(biāo)效果。

2．鞏固期

小組成員選擇6月1日至8月31日，完整的三個月時間作為QC鞏固期，經(jīng)過每日監(jiān)測與記錄沒有發(fā)生脫落事例，等比實現(xiàn)目標(biāo)脫落次數(shù)由60次/季度降低為零脫落，驗證了新搭頭的穩(wěn)定狀態(tài)。臺區(qū)線損合格率從現(xiàn)在的39.5%提高至市電力公司要求的80%。

表1 對策制定表

3．應(yīng)用效益

經(jīng)濟效益上，在所有桿變臺區(qū)推廣防脫落電壓線搭頭后，市北公司每年將減少約65萬元的搭頭脫落運維成本。

安全效益上，減少了由于消缺引發(fā)安全事故的發(fā)生概率。

4.標(biāo)準(zhǔn)化

小組為了固化所取得的成果，特別對這個新產(chǎn)品制作了安裝手冊。

此次QC活動的成果，申請了實用性新型專利。班組成員的質(zhì)量管理意識也在活動中得到明顯提高，既學(xué)習(xí)了先進(jìn)的質(zhì)量控制理念，也提高業(yè)務(wù)水平。