便携式直流信号发生器研制(发布)

1、发布人：何洁湖北金格实业发展有限公司动力分公司供电车间QC小组2012年7月便携式电流信号发生器的研制便携式电流信号发生器的研制责任忠诚责任忠诚学习进取学习进取小组名称小组名称湖北金格实业动力分公司供电车间湖北金格实业动力分公司供电车间QCQC小组小组课题名称课题名称便携式电流信号发生器的研制课题类型课题类型创新型课题编号课题编号XCGD20110301活动时间活动时间2011年3月8月姓姓 名名性别性别年龄年龄学历学历岗位岗位职称职称组内分工组内分工朱刚男41高中站长高级技师高级技师组长、全面组织李建斌男34本科车间主任工程师顾问杨斌男35本科车间副主任工程师技术指导陈志荣男36高中值班长高

2、级配电工现场实施，采集数据涂勇军男35大专配电工高级现场实施，采集数据何洁女33大专配电工高级现场实施，采集数据汤永红女36中技配电工高级现场实施，采集数据田超男28本科配电工高级现场实施，资料整理 动力分公司供电车间现有2个总降压站和10余个二级配电站，主要为集团公司冶化生产系统提供电力保障。2个总降压站各有2台40000kVA主变压器，将外供110kV电压降至10kV,通过各配电站的高压开关柜供往各个用电设备。连接总降压站和二级配电站及各高压用电设备的是高压电缆和低压控制电缆，从而构成一个完整的企业供电系统。总降压站总降压站配电站配电站配电站配电站配电站配电站负荷负荷负荷负荷负荷负荷负荷负

3、荷负荷负荷负荷负荷1-1#1-2#2-1#2-2#电电解解负负荷荷制制酸酸负负荷荷粗粗炼炼负负荷荷精精炼炼负负荷荷熔熔炼炼负负荷荷国家电网国家电网制制酸酸负负荷荷制制氧氧负负荷荷电电解解负负荷荷动力分公司供电系统动力分公司供电系统总降压站总降压站配电站配电站负荷负荷动力分公司供电车间总降压站动力分公司供电车间总降压站 供电系统中，低压控制电缆与高压电缆相比看起来微不足道，但是一旦系统局部发生过流、过压、雷电、接地等故障时就要通过低压控制电缆传递信号使连接的保护系统动作，即时切断故障源以降低事故范围和影响，直到故障排除再恢复供电。 所以，如果说高压电缆是组织的主动脉的话，那么控制电缆就相当于组织

4、的神经系统。低压控制电缆高压输电电缆 低压控制电缆绝缘损坏造成接地是供电运行中常见的一种故障，排除此类故障首先要寻找到电缆接地故障点再进行处理。 低压控制电缆通常与高压供电电缆一起敷设在电缆沟中，如果控制电缆发生接地故障，一般处理过程是： 这样，实际处理过程时间长、劳动强度大、效率低，车间一直希望解决电缆接地故障处理过程中费时费力的问题。电缆故障电缆故障揭沟盖揭沟盖查找故障点查找故障点处理故障处理故障恢复供电恢复供电恢复沟盖恢复沟盖根据对2010年车间供电系统控制电缆接地故障处理情况的统计，我们共采集了5组数据列表如下： 从表中可以看到在电缆接地故障发生后，查找接地故障点时间相对较长,接地故障

5、点找到后的实际处理时间较短。 那有没有更好的办法能快速查找那有没有更好的办法能快速查找低压控制电缆故障呢？低压控制电缆故障呢？ 控制电缆发生接地故障后，如果能缩短故障点查找时间，那么就可减少故障影响时间。为此，小组运用“头脑风暴法”，提出3个可供选择的突破口。1、增加电缆故障点查找人数。2、配备先进的查找工具。3、研制查找电缆故障点的实用工具。 于是，小组对这3个可供选择的突破口进行分析、评估，并选定了其中1个，见下表通过对三个突破口的分析、评估最终选定突破口如下表确定课题确定课题研制查找控制电缆接地故障点的实用工具研制查找控制电缆接地故障点的实用工具 便携式电流信号发生器的研制便携式电流信号

6、发生器的研制课题选定后，小组根据目前控制电缆接地故障查找所需时间课题选定后，小组根据目前控制电缆接地故障查找所需时间5小时，决定小时，决定将目标定在将目标定在3小时内。小时内。5小时小时3小时小时 由于没有使用也没有见过用于查找电缆接地故障点的工具，只是根据自己的想象可以研制一个此类工具。因此，小组召开会议，再次运用“头脑风暴法”针对“快速查找控制电缆接地故障点”这个主题，提出三种可选择的实施方案，整理成树图如下小组针对三种可选择方案分别进行了可行性分析为更好地体现小组活动“广泛的民主性”，由每个成员都对三个方案进行评估打分。结果见下表。表中：4分 3分 2分 1分表中：4分 3分 2分 1分

7、表中：4分 3分 2分 1分根据以上方案评价，最终确定方案三进行实施 对策选定后，小组很快就制定了对策表对策选定后，小组很快就制定了对策表1、设计实用整流电路图。 2011年6月20日，由组长朱刚、组员田超按照查找控制电缆故障现场基本特点，而设计了一个直流信号发生器的整流稳压电路图如下，其输出直流电压范围为036V可调；控制电缆截面积(mm)2直流信号通过电缆的长度mRx(欧姆）接地电阻(欧姆）信号电流（A）信号输出电压（V）2.56004.21315.6100.07133.250.035133.11.560071324100.12133.3650.06133.18 根据供电系统中使用的控制电

8、缆均为铜芯、截面大小为根据供电系统中使用的控制电缆均为铜芯、截面大小为2.52.5和和1.51.5(mm)2按按电缆最大长度为电缆最大长度为600600米和测试最短距离为米和测试最短距离为5 5米，分别计算出线电阻值和信号电流米，分别计算出线电阻值和信号电流为为3 3A A时所对应信号输出电压值。所设计的输出电压时所对应信号输出电压值。所设计的输出电压0-360-36V V能满足要求。能满足要求。2、按设计的整流电路图收集相关元器件； 2011年6月30日，经车间同意，由组员何洁和汤永红将车间仓库一台闲置的单相调压器领出，接着把一台旧电气设备上的单相变压器拆下，经检查测试单相调压器和单相变压器

9、正常。 其中:单相调压器调压范围在0250V 单相变压器 变比220V/36V并购买：4只整流二极管（型号IN5399）、1只电解电容器（220uF/50V）单相可调变压器单相变压器整流二极管电解电容3、按整流电路图组装调试。 2011年7月5日，由组员涂勇军、何洁将收集到的电气元件进行连接组装，并安放在一台已淘汰的旧电气仪器空壳内，经过调试，输出直流电压范围036V、最大电流达15A，使用范围在接地电阻10欧姆以下。 为了验证研制的效果，2011年7月15日，组员在一配电站对直流信号发生装置进行检验测试。图为一配电站的一个负荷柜测试现场。直流信号发生器直流信号发生器 检验条件： 控制电缆长6

10、00米，沿电缆沟敷设，电缆沟盖为500 mm 400 mm 50 mm 的水泥板，共计1400余块，每揭一块盖板平均耗时3分钟，全部按顺序揭开得6人轮流作业需要8小时。 检验原理： 通过通过便携式直流信号发生器输出一端接地，另一端向接地故障电缆输入一定大小的直流电流信号，利用接地故障电缆与大地构成回路，当用钳形电流表掐接地故障电缆时，电缆接地故障点两侧分别有感应电流显示和无感应电流显示，以此来判定电缆接地故障点位置。 直流信直流信号发生号发生器器序号检验分工责任人作业对象1揭电缆沟盖板，定点揭沟盖3-5块；陈志荣、涂勇军2用电流钳形表对已揭盖处的电缆进行检测；汤永红3对电流信号发生器的调控。何

11、洁试验步骤： 1、将直流信号发生器输出的一端接地，另一端与接地故障电缆连接。 2、根据检测点位置与直流信号发生器距离远近，调节直流信号发生器信号的大小。 3、在接地故障电缆线路两端AB两点的中间1/2处C点揭盖检测，如果钳形电流表有感应电流显示，表示AC段电缆正常，电缆接地故障在CB段，则向故障电缆CB段1/2处D点揭盖检测，以此类推，直至找到故障点。 直流信直流信号发生号发生器器ABCDEF G测试结果：故障查找分析实际耗用时间90分钟，1.5小时。检测点距离 mCDEFGHIJAB300450525563582592597599600揭盖数3333333526耗时（分钟）101010101

12、010102090ABCDEF G电缆接地故障在CB段时，检测数据如下表检测数据如下表4、在故障电缆线路两端AB两点的中间1/2处C点揭盖检测，如果钳形电流表无感应电流显示，表示电缆接地故障在AC段，则向接地故障电缆AC段1/2处D1点揭盖检测，以此类推，直至找到故障点。直流信直流信号发生号发生器器ABCD1E11F1G测试结果：故障查找分析实际耗用时间90分钟，1.5小时。检测点距离 mCD1E1F1G1H1I1J1AB3001507538191052600揭盖数3333333526耗时（分钟）101010101010102090ABCD1E1F1G1电缆接地故障在AC段时，检测数据如下表检

13、测数据如下表活动前后操作时间对比图无论电缆接地故障点是在电缆中点的哪一侧，查找的所需时间大致相等无论电缆接地故障点是在电缆中点的哪一侧，查找的所需时间大致相等这样，我们研制的直流信号发生器设定的目标达到了这样，我们研制的直流信号发生器设定的目标达到了5小时小时3小时小时1.5小时小时1、直接效益 使用直流信号发生器查找控制电缆接地故障点时间由5小时降至1.5小时，能减少故障电路停电时间，给分公司增加供电量；同时，故障处理过程中需用人力减少6人/次，降低故障处理成本，在2011年8至12月已多次得到应用验证。 如一配电站600kW环保风机发生的一次控制电缆接地故障，其查找时间缩短3.5小时，增加

14、供电量600kW 3.5时=2100kWh； 减少人工费6120元/人.日=720元,减少工时费43.5120/8=210元； 按车间供电系统控制电缆类似接地故障停电每年平均10次计，使用直流信号发生器查找故障点全年可创造效益： （600 kW3.5h0.6元/ kWh+6120元/人.日+210）10次=21900元2 2、间接效益：、间接效益： 环境效益：使用电流信号发生器快速查找控制电缆接地故障点，能降低电缆沟盖板翻揭的盲目性，减少了电缆沟盖的翻揭数量，使生产现场环境较好地保持干净、整洁状态。顾客满意：使用电流信号发生器快速查找控制电缆接地故障点，大大缩短了用电设备的故障停机时间，减少生产单位故障损失，赢得了生产单位高度评价，从而提高了顾客满意度。1、对直流信号发生器外壳进行了装饰，增加提手便于携带，使其成为便携式查找控制电缆接地故障的工具。2、制定了便携式直流信号发生器操作规程，并对职工进行操作培训，确保其正确使用；3、将便携式直流信号发生器操作规程纳入质量管理体系文件，编号为DQJS动