電纜耐壓設備吊裝警示工具的研發

◆朱雋辰　葉　孫婕韻 / 文

電纜耐壓設備吊裝警示工具的研發

國網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場施工人員和專業技術人員組成，以解決電纜維試作業中遇到的生產技術難題為根本目的的QC小組。

隨著近年的超高壓交聯聚乙烯電纜的大規模應用，公司引入了用于交流耐壓的新型設備，極大地改進了原有試驗流程，減少了試驗作業的整體時間，加快了工程進度。但是在實際應用中發現，由于上海地區的變電站空間狹小，新型設備體積過于龐大等原因，可能導致在吊裝該類設備時存在一定的碰撞隱患。2014年3月4日，在上海某變電站內，吊裝工人使用最大承重50噸的吊車進行新型設備吊裝作業時，與立柱發生碰撞，結果試驗套管扭曲變形，高壓套管整體與主設備脫落分離。現場隱患最終發展成了一次事故，給公司造成了巨大的財產損失，更影響到日后電纜工程項目試驗驗收工作。按照公司要求，我們立即成立QC小組，根據實際情況加以分析、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生。

一、課題選擇及目標設定

1.公司要求：徹底杜絕此類安全事故。

2.問題提出。問題一，吊裝作業存在碰撞隱患。存在的隱患：現場吊裝作業存在盲區。通過對現場情況的調查得出下述情況下存在盲區：其一，變電站通道小，設備體積過大且數量多造成盲區；其二，工作現場環境復雜盲區大；其三，GIS設備室內吊裝時吊裝工為盲操作；其四，地下變電站作業時，負高空作業盲區。

現場隱患可能造成的危害：1）現場吊裝一次成功率低，增加了吊車租用時間，租用費用也同樣增加；2）現場作業需耗費大量人工配合，帶來大量的人工成本和附帶的工程出車費用。

問題二，設備損壞后修復成本高，修復周期長。

3.課題確定。依靠目前的各項措施、輔助設備手段都無法有效及時地警示吊裝作業人員，以避免吊裝盲區引起的試驗設備安全問題。因此，當下急需要開發一種新型吊裝用警示工具，來減少甚至消除盲區的存在，杜絕吊裝作業中的安全事故。

因此小組將本次活動課題定為：“電纜耐壓設備吊裝警示工具的研發”。

目標確定：吊裝作業隱患率0%。

目標可行性分析之一，按公司相關起重機吊裝作業要求，在一般變電站內吊裝重物時，其吊臂移動速度不大于0.5m/s，在此限速下，吊裝物的慣性移動幾乎為零。而一個正常人從視覺或聽覺接收到相關行動信號或指令，到完成整個行為的過程需要的時間為0.3s至0.4s。

如此計算在移動速度為0.5m/s的情況下，從發出停止信號到最終停止所移動的最大距離為：

即移動最大距離為20厘米。

為保險起見，余留50%的裕度，后設為設備吊裝過程中的最小預警距離，其值為：

即最小預警距離設定為30厘米。

因此，在設計制作過程只要將最小預警距離設定為不小于30厘米，就可完成有效預警。

目標可行性分析之二，一般吊裝作業現場的環境噪音較大，現場監控預警人員的聲音容易被環境噪音給掩蓋，因此在設計該工具時可將其預警聲音分貝數提高，超越環境噪聲，如此便可以發出有效預警信號。

二、提出方案并確定最佳方案

小組經過頭腦風暴，總結出吊裝警示工具必須有以下四點特性：

1）必須準確地發出警示信號；2）具有通用性；3）拆卸、固定方式便捷、可靠；4）操作簡便，易于使用。

根據上述吊裝警示工具特性，小組決定將該設備初步分為四個模塊：測距模塊、警示模塊、信號收發模塊、外殼固定模塊，分別進行方案設計。本文僅圍繞測距模塊研發方案的提出及最佳方案的確立展開論述。

1.第一層方案設計。測距模塊是為吊裝警示工具提供精確預警的基本保障，如今數字化測量方式繁多，不同的測量方式其測試范圍、測試距離和測試分辨率差異很大。

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

從范圍和角度測試結論中可以發現：紅外線測距模塊適應于1米以內的短距離測距，無法適應3米的大范圍測試。激光測距模塊無法提供1米以內的測距和廣角測試，只能完成單點的長距離精確測試，而超聲波測距方式雖然可以滿足廣角測試和3米大范圍的需求，但在1米以內的小范圍測距結果并不理想。

2.第二層方案設計。組合式測距方式，是小組提出的一種新的測距模塊，它是將市場上通用的多種測距模塊通過不同組合，“取長補短”以適應公司現場的特殊需求。根據選擇，共有“紅外線+激光”測距模塊、“紅外線+超聲波”測距模塊、“紅外線+超聲波+激光”測距模塊，通過同樣的范圍和角度測試后發現，“紅外線+超聲波”的組合模塊可以完成良好的優勢互補，因此小組選取“紅外線+超聲波”組合測距模塊，作為本次設計使用的方案。

三、制定對策并實施

根據選定的最佳方案，小組作出對策實施表（見表1）。由專人負責，按對策實施表在規定時間節點內完成實施及測試。

表1　對策實施表

四、效果檢查

（一）目標完成情況

小組通過2014年6月實施期，7月到11月鞏固期，吊裝作業隱患率降為0，達到了活動目標。

（二）經濟效益

經濟效益可觀。由于采用了新工具，每次耐壓試驗使用的預警監控和控制設備方面人工數量得以減少，相應的用于搭載人工的工程車輛出車次數也得以減少；同時減少了吊車反復吊裝的時間之后，其租用時間也得以減少。按一個月平均需要進行20次實驗，根據單次節省費用，實際統計了三個月減少成本約79459.2元。

（三）無形效益

（1）公司形象提升。由于在現場的作業人員減少，使得作業現場的整潔度大大提升，協調性更好。

（2）班組成員使用新工具的能力提升。經過本次QC活動，班組成員不僅培養了創新意識，鍛煉了團隊精神，增加了互相協作、討論的能力，同時也為將來工作中可能發生的問題的解決提供了豐富的經驗。

（3）推廣應用。目前已經在公司電纜中心得以推廣，并爭取早日向全上海的電纜試驗班組進行推廣。

五、標準化

小組對工具信息進行資料規整、文件標準化及圖紙歸檔工作，進一步規范相關制度流程，使現場操作標準化、工具保管規范化。

（作者單位：國網上海市電力公司檢修公司）