缩短航空插头式断路器试验用时

小组简介小组名称xx公司”超越“QC小组活动课题名称减少航空插头式断路器试验时长注册时间2022年03月课题类型问题解决型活动次数15次出勤率100%小组成员情况姓名性别学历职务组内分工xx男本科组长总体策划xx男本科组员资料整理xx男专科督导（指导）技术指导xx男本科副组长调查分析xx男专科组员现场实施xx男专科组员现场实施xx男专科组员现场实施xx男专科组员现场实施xx男专科组员现场实施xx女专科组员活动指导小组获奖情况《脉冲发生器点极性装置的研制》QC成果获得省公司2017年度优秀QC小组成果二等奖，2018年度xx省质量管理小组一等质量科技成果，2018年度电力建设优秀质量管理QC成果奖一等奖。《新型远动对点装置的研制》QC成果，获得省公司2018年度优秀QC小组成果优秀奖，2019年度电力建设优秀质量管理QC成果奖一等成果。-1-目录17594一．选择课题 220726二．现状调查 222508三．设定目标 514432四．原因分析 612158五．确定主要原因 7要因确认计划表 7逐项确认 821674六．制定对策 1521677七．对策实施 16449八．效果检查 1922105（一）目标值检查 19128316286（二）取得的效益 215302九．制定巩固措施 2130583十．总结和下一步打算 22

减少航空插头式断路器试验时长xx公司”超越“QC小组一、选择课题目前，xx新区配网电力建设正在进行中，有大量的10kV/35kV开关柜断路器。小组对2021-2022年现场航空插头式断路器用时进行了统计，如表1所示。现场航空插头式断路器试验平均用时23.5min，用时较长，为了保证开关站能按时投运，QC小组希望找到一种提高试验效率，缩短试验用工时间的方法，因此小组确定本次活动课题为：缩短航空插头式断路器试验用时。表12021-2022年现场航空插头式断路器用时调查表序号变电站试验日期开关数量（台）平均用时（min）1xx2021年12月44242xx2021年12月26253xx2022年1月1214xx2022年2月3624平均耗时23.5表为2021年-2022年期间进行航空插头式断路器试验的平均用时调查表。图为耗时情况折线图，图中可知航空插头式断路器试验时间可改善空间大，减少试验用时可提高生产效率。二、现状调查（一）调查一：航空插头式断路器试验用时调查小组运用分层法，对航空插头式断路器试验工序进行了调查。图2试验流程图表2各变电站试验步骤用时统计表变电站安全交底（min）布置安全措施（min）机械特性试验时长（min）接触电阻试验时长（min）绝缘电阻试验时长（min）交流耐压试验时长（min）检查并清理现场（min）例行试验总平均时间（min）xx1.11.315.91.41.121.224xx1.3116.21.61.22.31.425xx10.813.61.21.22.11.121xx1.20.916.11.31.32.50.724xx1.51.314.11.51.52.6123.5xx1.81.515.51.41.62.31.325.5xx1.60.913.71.21.62.30.722xx1.41.1151.41.32.3123.5表3各试验步骤平均用时统计表序号试验项目频次（min）累计频数（min）累计（%）1机械特性151563.82%2交流耐压试验2.317.373.62%3安全交底1.418.779.57%4接触电阻试验1.420.185.53%5绝缘电阻试验1.321.491.06%6布置安全措施1.122.595.74%7检查并清理123.5100%图3试验步骤用时时长统计图小组将近年试验变电站中有关航空插头式断路器的试验报告进行整理绘制出表2观察各个步骤试验所用时长，将表2中数据进行进一步处理后得到平均试验用时如表3所示，小组成员将表3数据绘制成数据统计图3，并由图3分析出机械特性用时15min，占比达63.82%是主要影响因素。（二）调查二：机械特性试验各环节用时情况调查小组深入现场，又对机械特性试验各环节用时接线了调查。图4试验各环节分析图小组成员抽取xx110kV变电站中10台断路器进行用时统计，得到结果如表4所示。表4xx110kV变电站断路器试验用时统计表开关编号接线合闸试验换线分闸试验储能换线低电压合闸储能换线低电压分闸合计52013.20.53.10.81.23.10.81.12.80.717.352022.80.73.20.60.92.91.11.23.00.817.252032.50.82.90.51.12.50.70.82.40.714.952042.70.62.60.80.82.60.60.92.30.914.852052.80.72.70.713.30.91.32.50.616.552063.10.53.10.41.22.40.512.60.515.352073.30.62.50.50.830.60.72.51.115.652082.31.13.40.90.72.70.80.82.70.716.152092.50.93.1112.90.70.92.30.816.152102.10.62.70.71.13.50.60.72.60.615.3平均时间2.730.72.930.690.982.890.730.942.570.7415.9由表中可得出机械特性试验需接线1次，换线3次，平均接换线消耗时间为2.73+2.93+2.89+2.57=11.12min。小组成员根据统计断路器用时制作出断路器机械特性试验各步骤耗时百分比统计表如表5所示，并制作出统计图如图5所示。表5断路器机械特性试验各步骤耗时百分比统计表序号试验项目平均用时（min）耗时占总百分比（%）累计百分比（%）1接换线时间11.1269.94%69.94%2储能1.9212.08%82.01%3低压分闸试验0.744.65%86.67%4低压合闸试验0.734.59%91.26%5合闸试验0.74.40%95.66%6分闸试验0.694.34%100% 图5断路器机械特性试验各步骤耗时统计图由上排列图可以看出，接换线时间是影响航空插头式断路器试验用时长的主要症结，占比69.94%（换算至总试验时间为63.82%X69.94%=44.64%）。小组设定为18分钟以内完成试验，23.5×（1-44.64%×？）<18min。可求得？>52.5%，所以至少应将换线时间缩短至52.5%以内。经小组团队成员结合现场试验并运用综合能力进行分析后，认为有把握将换换线消耗时间缩短至45%以下，试验总时间降至：23.5X（1-44.64%X55%）=17.73min三、设定目标根据小组现状调查分析，小组将本次活动目标设定为：航空插头式断路器试验平均时间18min以内，如图6所示。1823.51823.5四、原因分析小组成员运用“头脑风暴”法，对接换线用时长从人、机、料、法、环等方面进行了原因分析，并绘制了原因分析因果图，如图7所示。航空插头控制触点多接换线频繁航空插头控制触点多接换线频繁接、换线时间长环人员操作不熟练接线操作繁琐换接线用时长人法机试验接线时间长作业人员少料试验线易缠绕试验环境不利于试验进行现场环境光线昏暗天气炎热、潮湿开关分合试验时震动导致线夹晃动控制接线易脱落、误触线夹与触头不匹配五、确认主要原因（一）要因确认计划表小组成员收集因果图中的末端因素，针对每个末端因素逐条确认，识别并排除小组能力范围以外的原因，以末端原因对课题影响程度判断是否主要原因。表6要因确认表序号末端原因确认内容确认标准确认地点负责人完成日期1接线操作繁琐确认现场试验过程中因试验线、试验夹对试验的影响每台设备的平均试验时间随操作台数增多不断减少，但差值不超过10%现场试验xx2022.6.122作业人员少通过改变试验接、换线人数观察人员变化对耗时的影响根据电气试验工作标准规定，电气试验接换线人数不少于2人现场试验xx2022.6.143试验线易缠绕统计测量断路器机械特性的设备整理控制线时间控制线长度满足断路器试验现场要求，无缠绕打结，合格率100%现场试验xx2022.6.164航空插头控制触点多手动更换航空插头触点接线对开关机械特性试验时间的影响程度更换插头触点时间占分合闸试验时间比例不大于5%现场试验xx2022.6.185线夹与触头不匹配试验接线是否牢靠，开关动作时是否会因震动相碰或脱落试验接线应牢固可靠，两线短路和接线脱落次数为0现场试验xx2022.6.226现场环境光线昏暗统计昏暗、光亮条件对试验时长的影响，并对比符合光照要求情况下，光照是否对试验时长有明显影响试验现场光照强度满足满足《供配电设计规范

配电室》设计要求，照度不小于200

lx现场试验xx2022.6.247天气炎热、潮湿统计温、湿度对试验时长的影响试验天气为湿度不大于80%，气温不低于-5℃，在满足试验要求情况下温度、湿度对试验速度影响不应过大现场试验xx2022.6.25逐项确认1.要因确认一：接线操作繁琐确认标准每台设备的平均试验时间随操作台数增多不断减少，但差值不超过10%确认方法调查分析、模拟实验确认内容小组成员进行50次模拟试验，并统计平均试验时间，绘制折线图，如图8所示，可以得出总试验时长最长为25.5min，最短为24min，操作人员熟练度影响试验时间，对症结的影响程度为（25.5-24）/25.5X100%=5.9%，影响程度小，说明该末端因素对症结的影响不显著，为非主要因素。图8模拟试验平均试验时间折线图确认结论非要因确认人xx确认时间2022.6.122.要因确认二：作业人员少确认标准根据电气试验工作标准规定，电气试验接换线人数不少于2人确认方法调查分析、模拟实验确认内容小组成员在现场进行对比试验。按5台开关为一组进行接、换线模拟试验统计不同试验人数对接线时间的影响，得到结果如下表7所示表7模拟试验时间、人数统计表1人2人3人4人5人编号122.7min11.4min11min10.9min11.6min编号223.1min10.9min11.4min11.3min11.1min编号324.2min11.3min11.6min10.9min11.3min编号423.1min10.8min10.6min11.3min10.6min编号521.9min11.1min11.2min11.1min10.1min平均时间24.0min11.1min11.16min11.1min10.94min小组通过模拟实验考察后，发现超过2人的情况下每增加一人对结果影响不大。从表7中得到，超过2人后最大极差值计算出对问题症结的影响程度为（11.12-10.94）/11.12X100%=1.6%，影响程度小，为非主要因素。确认结论非要因确认人xx确认时间2022.6.143.要因确认三：试验线易缠绕确认标准控制线长度满足断路器试验现场要求，无缠绕打结，合格率100%确认方法调查分析、模拟实验确认内容小组成员在试验现场对10kV航空插头式断路器进行机械特性模拟实验共20次，统计出试验过程中试验线打结情况，并统计出了整理时间如表8所示。表8机械特性模拟试验时间统计序号整理试验线时间（min）试验总时长（min）序号整理试验线时间（min）试验总时长（min）11.127111.32421.324121.12331.523130.92541.323141.22451.224151.32461.324161.22371.626171.12381.223181.32691.523191.425101.124201.126平均时间1.2524.2根据表8数据统计绘制饼状图图9观察出整理试验线时间对总时长的影响程度为5%，说明该末端因素影响程度不显著。图9时间统计饼状图确认结论非要因确认人xx确认时间2022.6.164.要因确认四：航空插头控制触点多确认标准更换插头触点时间占分合闸试验时间比例不大于5%确认方法调查分析、模拟实验确认内容小组成员对单台断路器进行不同试验时同一航空插头所接触点数量不同导致出现错误的情况进行统计，错误率如下图10。图10模拟试验折线图图10中可知触点数量对接线错误率影响较大，进而导致试验时间增长，对症结影响大。确认结论要因确认人xx确认时间2022.6.185.要因确认五：线夹与触头不匹配确认标准试验接线应牢固可靠，两线短路和接线脱落次数为0确认方法调查分析、模拟试验确认内容根据现场航空插头式断路器进行20次模拟试验，统计出试验过程中试验线、试验夹出现的问题如表9所示，制作出饼状图统计各情况概率如图11所示。表9试验错误情况统计表模拟实验序号鳄鱼夹相碰误触插针短路试验线夹脱落失败次数试验时长（min）1110228211133032114314102330511243261012277210330802132990011251011132811121432122013291311132814112430151102271620132817110225182014321921143120121433合计/平均2417192.75（平均）29.25（平均）图11错误分布率饼状图计算可得（29.25-23.5）/23.5X100%=24.5%,可知末端因素对问题症结影响程度显著。图12鳄鱼夹相碰情况图13误触插针短路情况小组成员继续研究，在模拟试验过程中截取正常试验图像与受影响试验图像进行对比如表10所示，并统计出试验中图像受影响次数进行分析，从而进一步确认线夹与触头不匹配对试验时间的影响。表10试验图像对比正常试验图像受影响试验图像试验图像对比图14正常试验图像图15受影响试验图像试验小组对已确认合格的断路器进行模拟试验，小组将每10台断路器作为一组进行模拟，直至得出理想波形，并统计出每组试验中出现波形不理想的次数如表11所示，绘制统计图图16进行分析。表11试验情况统计表组别受影响次数合格次数总试验次数图像合格率1组3101376.92%2组2101283.33%3组5101566.67%4组01010100%5组2101283.33%总计12506280.65%图16统计折线图结合前期统计，包括储能，合闸试验，分闸试验在内的平均消耗时间为2.73+0.7+2.93+0.69=7.05，因重复试验消耗时间为7.05X（1-80.65%）=0.64min，平均每台断路器因图像导致试验时间增加1.36min，影响较为显著。结合之前对试验线、试验夹出现问题的统计，得出末端因素对问题症结影响程度显著。确认结论要因确认人xx确认时间2022.6.226.要因确认六：现场光线昏暗确认标准试验现场光照强度满足满足《供配电设计规范配电室》设计要求，照度不小于2001ux确认方法调查分析、模拟实验确认内容使用JD-3型数字照度计对模拟试验现场进行了三种照度设置，分别是模拟自然光100lux、正常照度250lux、正常照度370lux，模拟十组试验，并对试验时间进行统计，绘制出表12与统计折线图17。表12不同光照情况下用时统计序号100lux250lux370lux133.423.522.1235.224.623.6336.326.324.5437.224.322.6533.624.523.5635.624.424.3734.522.525.2833.623.322.6935.723.723.51036.824.524.7平均时间35.1924.1623.66图17试验时间统计折线图根据小组调查，在昏暗条件下试验时间会显著增长，但在满足正常光照照度要求的情况下，试验时长受光照照度影响不明显因此得出结论：符合光照照度的情况下对试验时间影响小。确认结论非要因确认人xx确认时间2022.6.247.要因确认七：天气炎热、潮湿确认标准试验天气为湿度不大于80%，气温不低于-5℃，在满足试验要求情况下温度、湿度对试验速度影响不应过大。确认方法调查分析确认内容根据查询作业票对近年来进行试验的开关站进行有关温、湿度及试验时长的统计得到数据如表13所示，并制作出相关性系数图如图18、图19所示。表13变电站试验温度统计表序号时间变电站温度（℃）湿度（%）平均试验时间（min）12020年10月x10月x10月xx16372642021年12月xx5282452021年12月xx7232562022年5月xx26512472022年6月xx284823图18温度与平均时间相关系数散布图数据整理计算得到温度与平均试验时间的相关系数r=-0.452,0.3<IrI<0.5,呈弱相关性。图19湿度与平均试验时间相关系散步图整理计算得到湿度与平均试验时间的相关系数r=-0.466,0.3<IrI<0.5,呈弱相关性。确认结论非要因确认人xx确认时间2022.6.25综合以上确认，确定影响症结的主要原因为“航空插头控制触点多”及“线夹与触头不匹配”。六、制定对策小组全体按照“5W1H”的原则制定了对策表，如表14所示。表14对策表要因细分对策目标措施地点时间负责人航空插头控制触点多操作人员需熟悉现场被试品接线位置简化接线方法接线准确率达到100%标注接线位置，采用不同颜色接头，接线时只更换试验线，不更换试验插头。活动室2022.07.31-08.02xx线夹与触头不匹配鳄鱼夹互碰短路定制的新型插头短路、误触问题出现降至率0%（1）缩小接线插头体积。（2）将接线插头相互独立。（3）插头尺寸与被试品贴合。活动室2022.08.03-08.10xx误触插针短路接线不稳脱落新型插头脱落次数为0，图像准确率≥90%活动室2022.08.11-08.13xx震动影响图像准确率七、对策实施（一）对策一：简化接线方法首先，小组成员在航空接线插板上标注接线位置，采用不同颜色接头，可以接线时只更换试验线、不更换试验插头。其次，小组成员运用不同的颜色，黄、绿、红、黑等，标注出合闸、分闸、公共端等位置，进行接线操作时替换拔插接头，并对10台断路器进行每台5轮的接、换线操作，并统计误接、错接次数和平均时长，如表15所示。表15模拟试验统计表序号接、换线次数接、换线失误次数准确率接、换线时长150100%25min250100%27min350100%23min450100%24min550100%26min650100%21min750100%30min850100%22min950100%24min1050100%26min根据表15中统计数据计算可得：采用新接线方法降低接线时间，接线准确率100%，接、换线平均时长经优化后为24.8min，比预期时间11.12X5=55.6缩短了55.4%，对策目标实现，对策实施有效。（二）对策二：定制新型插头1.缩小接线插头体积小组成员集思广益制作新型插头并包裹绝缘层，相比传统鳄鱼夹减少了裸露面积，缩小了插头体积，避免了误触，如图20所示。图20新型插头与鳄鱼夹对比图2.将接线插头相互独立为避免传统接线方式带来的问题，QC小组在现场试验过程中使用了新型插头避免老式鳄鱼夹带来的误触与短路问题。现场试验图如图21所示。图21新型插头试验图3.插头尺寸与被试品贴合现场试验过程中测量线圈直阻，采用新型插头可以减少操作人员接线不稳带来的数据波动，图22与图23分别为现场测量直阻情况接线图。图22直接测量线圈直阻图23采用新型插头测量线圈直阻使用新型插头后进行10组模拟试验，图24中为试验的接线情况图，并在之后统计出改进后对试验结果的影响得到表16与表17。图24模拟试验接线图表16试验结果对比情况专用插头试验图像正常试验合格图像试验图像对比图25专用插头试验图图26正常试验合格图表17模拟试验错误情况统计表序号鳄鱼夹互碰短路误触插针短路接线不稳脱落图像波动合闸直阻（Ω）改进前改进后改进前改进后改进前改进后改进前改进后改进前改进后11次无相碰1次无短路无脱落无脱落无波动无波动22017521次无相碰1次无短路1次无脱落无波动无波动18517032次无相碰1次无短路1次无脱落2次无波动19517241次无相碰无短路无短路2次无脱落无波动无波动18717051次无相碰1次无短路2次无脱落无波动1次19017361次无相碰无短路无短路1次无脱落无波动无波动23018172次无相碰1次无短路无脱落无脱落1次无波动1791658无相碰无相碰2次无短路1次无脱落无波动无波动2101749无相碰无相碰无短路无短路1次无脱落3次无波动211173101次无相碰1次无短路1次无脱落无波动无波动180166图27对比折线图结论：根据表16、表17、图27结果显示可知采取对策后开关速度试验图像更加稳定，模拟试验插头脱落次数为0，图像准确率达到90%，并且短路、误触问题出现降至率0%。实施对策后试验所得合闸直阻数据更加稳定，对策目标实现，对策实施有效。八、效果检查（一）目标值检查对策实施后，小组成功设计出航空插头式断路器专业接头，缩短了平均试验时长，并且大大缩减了试验过程中出现误操作和图像波动的概率。小组对2022年xx变电站现场试验检验成果，并对试验时间进行统计，如表18所示。表18xx站试验时间统计表断路器换线时间（min）机械特性试验时间（min）断路器换线时间（min）机械特性试验时间（min）13

IIA段出线4.5941

III段出线4.68.318

IIB段出线4.89.342

III段出线5.58.919

IIB段出线4.68.943

III段出线4.79.320

IIB段出线5944

III段出线3.88.521

IIB段出线5.28.745

III段出线5.610.322

IIB段出线5.3846

III段出线4.89.123

IIB段出线5.18.547

III段出线4.98.724

IIB段出线4.37.948

III段出线5.911.333

III段出线61150

IIA段出线59.634

III段出线4.58.751

IIA段出线4.68.637

III段出线5.1952

IIA段出线5.19.838

III段出线4.47.953

IIA段出线3.98.739

III段出线4.8854

IIA段出线4.38.540

III段出线4.78.155

IIA段出线4.28.6QC小组根据表格统计数据绘制排列图，如图28所示。图28改进后各步骤耗时统计图小组成员统计xx站机械特性试验时长为8.94min，达到缩短机械特性试验55%以上试验时长的预期，总试验用时17.4min，达到小组活动预