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提高穿管电缆故障定位精度淄博供电公司 张店供电部配电班QC小组一、小组概况：小组名称配电班QC小组成立日期2005.01发布人卞瑞涛所在部门张店供电部课题类型攻关型组长王新孚注册号ZQ2005-028登记日期2005.01成员人数9 人TQC教育学习情况48小时活动次数18活动时间2005.01-2005.09小组成员姓名性别年龄文化程度职务及职称小组职务组内分工王新孚男35大专经理组长组织领导郭东升男37大专副经理组员技术指导李庆民男38大专主任组员技术顾问李国成男28大专副班长副组长方案设计韩永男35大专班长副组长组织协调孙波男32大专资料员组员活动实施卞瑞涛男32大专班员组员组织落实刘鹏男27大专班员组员活动实施李小龙男29大专班员组员活动实施制表：李国成 制表日期：2005.1专业知识与术语声测法：是用高压直流试验设备向电容充电（充电电压高于击穿电压）。再通过球间隙向故障线芯放电，利用故障点放电时产生的机械振动听测故障点的具体位置。穿管电缆：是在电缆的敷设过程中在电缆外层用大于电缆直径的直管进行保护，其主要材质有PVC管、钢管等。本课题限于PVC管的范围。首先我们看一下电缆故障查找流程图：发现故障用时：0.5小时巡线用时：0.5小时判断故障线段用时：0.5小时故障测距用时：1小时故障定点挖掘根据现场环境否确定故障点用时：0.5小时是用时：2小时制作中间头恢复供电用时：1小时制图：韩勇 日期：2005年1月 通过流程图可以看出，如果电缆故障定位误差过大将延长故障线路的停电时间公 司 要 求二、选题理由：2005年公司供电可靠性指标要求城区99.995%理由公司对社会承诺“市区电网故障5小时恢复供电”随着经济的发展，用户对供电质量的要求越来越高，而由于电缆故障定位精度低，延长了故障线路的停电时间。用 户 需 要理由现 状理由穿管电缆故障定位误差平均在4米以上，同时穿管故障探测时间长也影响了班组的正常工作。提高穿管电缆定位精度确定课题三、现状调查：现状调查一：我们分别对2002年、2003年、2004年中发生的76次电缆故障定位误差按照敷设方式分类进行了统计。2002年10kv穿管电缆故障统计表序号故障线路故障定位误差（m）1城建线32市开线63学院线44九级线55淄学线36政开线67文化线38华光线2.59北工线6.510东配线211东城线5.512人东线613开元II线5.514柳泉线415三厂线116健康线417兴学线518文化线319建安线420区委线5.521冶金I线522理工线623石化线5.5平均误差4.39 m/次2003年10kv穿管电缆故障统计表序号故障线路故障定位误差（m）1城建线32市开线5.53学院线84九级线6.55淄学线56政开线37文化线5.58华光线59北工线410东配线211东城线6.512人东线413开元II线514柳泉线615三厂线2平均误差4.73 m/次2004年10kv穿管电缆故障统计表序号故障线路故障定位误差（m）1湖田线42东干线33昌盛线44罗井线65北工线26马农线5.57卫固线68中埠线59农机线410祥和线311白家线312大徐线613天华线5.514南配线615市府II线616市东线217凤凰线318人大线6.519健康线3平均误差4.39 m/次2003年10kv直埋电缆故障统计表序号故障线路故障定位误差（m）1昌国线1.32南配线1.43食品线1.54西干线1.85石化线0.9平均误差1.38m/次2002年10kv直埋电缆故障统计表序号故障线路故障定位误差（m）1开元II线22淄学线2.53理工线24华光线1.55张房线2平均误差2 m/次2004年10kv直埋电缆故障统计表序号故障线路故障定位误差（m）1煤井I线0.92冶金II线0.83泗河线0.74新华线1.15卫固线0.86南路线1.27棉纺线0.88调度线19城西线0.9平均误差0.91 m/次统计：韩勇 制表：李小龙 日期：2005年1月现状调查二：我们对上述数据进行了统计，绘制下表：2002年-2004年穿管电缆故障误差统计表年份2002年2003年2004年平均误差（m/次）4.394.734.392002年-2004年穿管敷设电缆故障平均误差4.5 m/次制表：卞瑞涛 日期：2005年1月 2002年-2004年直埋电缆故障误差统计表年份2002年2003年2004年平均误差（m/次）21.380.912002年-2004年直埋敷设电缆故障平均误差1.43（m/次）制表：李小龙 日期：2005年1月 根据统计表，我们绘制了柱状图：制图：韩勇 日期：2005年1月结论：穿管敷设电缆故障查找平均误差4.5m/次，直埋敷设电缆故障查找平均误差1.43m/次。现状调查三：我们对2002年-2004年间发生的57次穿管电缆故障定位误差的原因进行了深入分析：见下表：时间因素2002年2003年2004年次数定点设备测量误差18121545测距误差2114现场环境2013操作失误1102其他0123合计23151957制表：李国成 日期：2005年2月 根据统计表我们绘制了频次表，如下表：序号因素频数累计频数频率累计频率1定点设备测量误差454578.9%78.9%2测距误差4497%85.9%3现场环境3525%91.2%4操作失误2544%94.7%5其他3575%100%制表：李国成 日期：2005年2月 100020406080100定点设备测量误差现场环境测距误差操作失误其它78.985.991.294.7制图：李国成 日期：2005年2月结论：造成穿管电缆定位精度低的主要原因是定点设备测量误差大四、活动目标及可行性分析：1、活动目标：我们的目标是解决定点设备测量误差大的问题，将穿管电缆故障定位误差由4.5米/次降低到1.5米/次目 标 31活 动 目 标4.5米1.5米现 状将穿管故障定位误差降低为1.5米/次 5制图：李国成 日期：2005年2月2、可行性分析：分析一：小组使用的故障测试仪1999年购进的，经过多年使用能够熟练对仪器进行操作。分析二：通过统计直埋敷设的电缆定位精度可以达到1.43米/次。分析三：通过现状调查得出在2002年三厂线故障定位误差可以做到1米以内，鉴于电缆故障测试具有巧合性，所以我们将目标值定为1.5米/次。定点设备存在盲区人 员设 备方 法环 境没有电缆台帐业务不熟悉工作人员判断失误恶劣天气影响邻近各种管线敷设环境复杂噪音干扰定点方法单一接线方法不正确无电缆走经图定点仪持续使用时间短外部接线复杂技术水平参差不齐五、原因分析：减少故障定位误差制图：卞瑞涛 日期：2005年3月六、要因确认：要因确认一：人员判断失误经调查，小组成员能够熟练掌握试验设备的使用，2002年至2004年发生的76次穿管电缆故障中因判断失误而延误送电的情况仅有1例。非要因2005年，车间分两次组织全班人员到电缆故障测试仪生产厂家学习电缆测试技术，学习合格后进行了考试。考试成绩全部合格。考试成绩见下表：要因确认二：仪器使用不当非要因2005年度电缆故障测试培训班考试成绩表序号姓名成绩序号姓名成绩1李庆民937李小龙942郭东升958卞瑞涛933李波909谭启旺924刘亚林9210韩勇905刘鹏8911王世明916李国成9012孙波89制表：卞瑞涛 日期：2005年3月 非要因班组各种基础资料健全，配电线路台帐、电缆台帐一直随时更新，可以为电缆故障测试提供准确的技术资料。要因确认三：没有电缆台帐要因确认四：定点仪持续使用时间短经过测试，现有的定点仪在不开背光的情况下，可持续使用时间为1个小时，如果夜间测试，持续使用时间为35分钟。不能满足电缆测试的需要。要因要因确认五：定点设备存在盲区定点仪测试直埋电缆示意图图中红色圈为故障点，故障点放电声波呈放射状，可以被地面的仪器接收。结论：可以准确定位地面定点设备电缆定点仪测试穿管电缆示意图图中红色圈为故障点，蓝色线条为声波折射信号，由于电缆护管的的存在声波呈不规则折线传播，声音信号无法接受。结论：不能准确定位地面定点设备电缆护管电缆要因现有的电缆定位设备对于直埋电缆效果较好，但对于穿管电缆无法精准定位。要因确认六：定点方法单一现有的定点方法是声测法，方法单一也直接导致了定点误差过大。要因要因确认七：外部接线复杂非要因小组经过统计发现，没有因外部接线复杂而造成延误故障查找。要因确认八：恶劣天气影响天气因素具有突发性和不可控的特点。非要因要因确认九：噪音干扰非要因由于配电线路的电缆多敷设在城区道路附近，所以外界噪音较大，给电缆的定点造成一定困难。但由于电缆故障点放电声音具有较强的穿透力，如果测试人员采用头戴式耳机分辨，是可以准确定位的。要因确认十：相邻各种管线城区地下各种管线错综复杂，给故障电缆的挖掘工作带来很大困难，但是此因素不是小组成员能够解决的。非要因通过要因确认我们可以得出，造成故障定位误差的主要原因有以下几点：1、定点仪持续使用时间短3、定点方法单一2、定点设备存在盲区七：制定对策：（一）、对策的评价选定 为了制定出最经济、最有效的对策，小组成员召开了头脑风暴会议，针对每条要因都提出了多种对策，并对每种都进行了评价选择，如下：序号要因对策方案评价内容评价得分是否采用难易度0.1经济性0.2需用时间0.2预计效果0.51定点仪持续使用时间短1、更换定点仪3.82、更换电池4.42定点设备存在盲区1、更换进口设备3.62、改进定点设备4.23定点方法单一1、购置新型设备2.62、探索一种新方法4.4（5分） （3分） （1分） 制表：李国成 日期：2005年3月4日 （二）、制定对策表 对策选定后，小组成员又运用各自的技术、知识和经验，经过反复讨论制定了对策表如下：对 策 表序号要 因对策目标措施实施人完成日期1定点仪持续使用时间短更换电池持续使用3小时1、 查看电池容量2、 更换新电池王新孚李庆民李国成韩永孙波2005/6/302定点设备存在盲区改进定点设备定点时间缩短到3小时研制一种基于磁场变化定点的新型设备。郭东升刘鹏李小龙2005/6/303定点方法单一探索新方法定点误差1.5米以内发明一种新的定点方法郭东升韩永卞瑞涛2005/6/30制表：韩勇 制表时间：2005.3.20八：对策实施：对策实施一：定点仪持续使用时间短现有的T-504型定点仪购置于1999年，由于长时间使用内部电池老化，造成持续使用时间短，小组成员核对了电池型号后与厂家进行了联系，重新购买了新电池并进行了更换，经过实地测试，更换电池后的定点仪持续使用时间达到三小时，可以满足测试的需要。老化的电池组新更换的电池组对策实施二：定点设备存在盲区通过要因确认可以看出对于穿管电缆的故障声测法已经不能满足故障电缆定位的需要，在小组成员的测试过程中，发现声音信号无法穿透PVC护管，但磁场信号是可以传到地面上的，由于原有定点设备只能对磁场信号进行初步判断，无法对磁场信号精准分析。我们采用示波器对故障点附近的磁场信号进行放大，如下图：故障点前的波形故障点后的波形通过示波器我们发现，故障点前后磁场的极性是相反的，如果用一种磁场信号探测装置，对故障电缆沿线进行磁场信号极性及信号幅值进行测量，通过检测磁场信号极性和幅值的变化，就可以确定故障点的方向和具体位置。这种方法我们称为“同步磁场定向定位法”。依据这种方法，小组成员与厂家联合研究制作了一种新型的以磁场变化为主要判断依据的定点设备DLD-201。2005年8月该设备研制成功并申请了国家专利，下面是一次查找故障点实例：2005年9月22日，马尚变10Kv华光线电缆故障，该电缆为穿管电缆全长350米，故障测距为140米，采用老式定点设备，现场无法定点，采用同步磁场测量装置进行定点，在电缆始端施加一个高压脉冲信号，用DLD-210测量装置沿电缆路径查找，在142米处，有一明显的方向变化，如图所示，开挖后发现故障点在142.8米处。故障定点一次成功，查找故障用时2小时，定位误差0.8米。故障定位示意图活动后：通过新设备的应用，故障查找时间缩短到2小时。对策实施三：定点方法单一当出现电缆故障时，故障点放电，放电声沿电缆护管传播，定点仪在地面是无法监听的，但是电缆在敷设过程中每隔50-80米预留一个观察井，在观察井内的电缆护管出口处是可以听到放电声的，小组成员利用这一点，研究了一套计算公式：1#井2#井t1t2L1L2定点仪定点仪tLt1/t2=L1/L2L= L1+L2说明：图中红色点为故障点。t为声波从1#井穿到2#井的时间L为1#井到2#井的总长t1为故障点放电声传到1#井口的时间。t2为故障点放电声传到2#井口的时间。L1为故障点距1#井口的距离。L2为故障点距2#井口的距离我们只要求出L1或L2的值就可以知道故障点距井口的距离。 公式中L、t1、t2都可以通过测量得知，所以通过这个方法可以准确的查出故障点的具体位置。下面请看一个故障实例：2005年9月8日，马尚变电站10Kv世瑞线电缆故障，该电缆为穿管电缆全长643米，故障测距结果为141米，现场查找，在130米和180米处，有两个电缆井，打开进入后，能够听到电缆放电，将定点仪放置电缆上，如图所示，在130米处井，测试到的声音波形距离零点7*0.2毫秒，在180处井测试，声音波形距离零点17*0.2毫秒，实际测量两井之间的距离为47米，按照7：17=x:(47-x)，计算得出x=13.7米。在143.7米处开挖，发现故障点在143.2米处，故障定位误差0.5米。活动后：通过采用新方法，故障定位精度可以控制在1.5米以内。九：效果对比及效益分析：（一）、检查效果：我们对2005年7-9月间发生的10kv穿管电缆故障定位误差进行了统计，见下表：2005年7-9月10kv穿管电缆故障统计表序号故障线路电缆全长(m)故障定位距离(m)实际故障点距离(m)故障点误差(m)1华光线350142142.80.82理工线765342343.21.23世瑞线643143.7143.20.54张房线86026626515文化线536211211.60.6平均误差0.82米/次统计：李小龙 制表：韩勇 日期：2005.9通过对策实施提高了穿管电缆故障定位精度，故障定位误差由原4.5米/次缩短为0.82米/次，实现了预期目标。（二）、效益分析1、经济效益：2005年7-9月共发生10kv电缆故障5起，平均每起故障缩短停电时间4小时，按每条线路平均负荷4800kw计算，得出以下结果：序号经济效益分析1同时期减少损失电量5起故障4800kw4小时=96000KWh2每千瓦时电量电价收入按0.52元计算，避免因停电造成的经济损失为96000KWh0.52元/KWh=49920元3本次活动的费用为：4000元（材料费）+ 1000元（人工费） = 5000元4同时期减少经济损失合计49920元5000元 = 44920元核算李国成复核郭东升审批王新孚时间2005-102、无形效益分析（1）提高了供电可靠性，增强了网络供电能力，保证了用户的正常用电，有利于我供电公司在社会中树立良好的企业形象。（2）本课题具有推广价值，已经在淄博供电公司推广应用。并通过电缆故障测试仪的生产厂家在全国进行推广，取得了较好的反响。（3）小组与厂家研制的“同步磁场定向