液壓斷路器微動開關安裝底座研制

國網湖南省電力有限公司岳陽供電分公司 朱永強 陳 兵 周 攀 岳陽職業技術學院 歐陽霞

在日常檢修、搶修工作中，因為液壓斷路器液壓頂桿長時間頂著微動開關，導致其很容易損壞。為查找分析當前液壓機構微動開關安裝底座研制存在的主要問題，本QC 小組多次就該問題開展討論，通過現場調查及查閱文獻等手段，開展了認真分析及討論，從勞動強度、工作效率、安全風險及作業效果四個方面對傳統拆裝方式進行綜合性評估，找到傳統方法所存在問題的根本要因，從問題本源出發，找到合適的解決方案。

液壓操作機構是目前220kV 斷路器中最常見的機構，部分110kV 斷路器也是液壓機構。長期運行之后常出現儲能電機、微動開關、油泵等損壞現象，導致機構頻繁打壓或壓力不足，斷路器不能正常分合，嚴重威脅電網運行的穩定性。同時，液壓斷路器一般應用于高電壓等級電網中，若因微動開關故障對設備進行停電，相應產生的負荷損失不可估量，液壓斷路器微動開關整體結構。

傳統的液壓斷路器儲能微動開關主要由兩個長度適宜的穿芯螺栓固定，如要更換微動開關，需拆卸其固定螺栓。但因同一排微動開關均通過相同穿芯螺栓固定，當對穿芯螺栓進行拆除時，同一排無故障的微動開關也將釋放復歸，這就意味著其相應節點在控制回路中的作用將失效，存在斷路器誤動或線路故障時斷路器拒動的巨大安全風險，實際搶修時需先將檢修間隔停電才能對微動開關進行更換。

1 設定目標及目標實現

1.1 目標值確定

在本次QC 活動中，對液壓斷路器開展深入調查分析。根據調查結果，當前的液壓斷路器在工作效率、作業強度、安全風險、操作性、耐用性及可靠性等方面都具有提升改進的空間。液壓斷路器微動開關更換便捷性，大幅降低作業人員的勞動強度，降低電網運檢綜合成本，在提升檢修作業效率同時也能取得良好的經濟效益。

所以本次QC 活動的目標設定為：提升工作效率，將工作人員人數由6人減少至2人，工作時長由2h 減少至30min 以內；降低檢修人員勞動強度，省時幅度至少達到80%；節約人工成本，降低因停電造成的經濟損失，綜合經濟效益至少提升90%；研制一種新型液壓斷路器儲能微動開關安裝底座，可實現設備不停電狀態下故障微動開關的快速更換及調試，且對其它無故障微動開關無任何影響。

1.2 目標值可行性分析

能否實現上述目標，關鍵在于是否能夠找到一種可大大減少檢修人員更換微動開關時間的方法，進而能夠提升工作效率和經濟效益。經分析后發現：雖然斷路器較為寬敞，但不同型號液壓斷路器內部微動開關形狀及尺寸是固定的，微動開關頂桿縱橫方向間距及頂桿直徑是固定的，具有通用性，有利于設計[1]；在斷路器內部有合適固定微動開關底座的螺孔，且不同型號液壓斷路器螺孔孔距是相同的，完全可根據需求調整微動開關數量；小組學歷層次高，技術力量雄厚，有豐富的QC 知識和現場實踐能力，有過多次成功的課題公關經驗，能夠聯系到長期合作且具備制作專用工具能力的加工廠。

1.3 對策實施

小組成員針對課題召開討論會，圍繞活動目標的實現，采用頭腦風暴法提出各種方案，并用親和圖歸納整理（圖1），針對確定的方案，制定對策。

圖1 液壓機構微動開關安裝底座研制設計方案

1.3.1 安裝底座底部結構及尺寸設計

小組成員測量微動開關底部觸點到側面邊沿的實測長度為8mm、總長度49mm、總寬度為17mm，觸點到微動開關正面邊沿距離是2mm，考慮到觸點是個圓形，測量半徑為6mm，圓弧半徑尺寸設計為6mm。主要考慮觸點靠右邊垂直正面方向有邊沿，其可有效保證微動開關不往下落，觸點靠左邊垂直正面方向有邊沿、弧形，可以更好地契合觸點的外形，最里面一層由于是緊固層，考慮到螺帽的厚度為4mm，因此最里層比其他層要寬4mm，突出邊沿比其他層邊沿也要寬4mm[2]。

表1 方案實施對策表

對微動開關正面長度進行測量（圖2）,實測一個微動開關長度為49mm，設計微動開關底座正面尺寸設計為114mm，一是考慮底座的整體強度，二是考慮到二個不是完全挨著，其中間還有4mm 的距離，因此底座板厚設計為4mm。微動開關正面有2個圓孔，之前是用來穿穿心螺桿，通過穿心螺桿將微動開關固定在液壓斷路器機構箱內固定的背板上。因此安裝底座在最里邊一層打2個圓孔，通過同樣尺寸的螺桿固定在背板上。

圖2 微動開關底部尺寸及結構示意圖

然而最里面一層空間極其狹小，不便于直接用工具將螺桿插入擰緊，因此在每一層同樣的高度打兩個圓孔，只是圓孔直徑稍微大點，便于十字起從最外層通過圓孔插入最里層，將螺桿擰緊，通過測量固定背板圓孔直徑為4mm，因此底座最里面一層圓孔直徑設計為4mm，2到4層圓孔直徑均為8mm，孔距測量為25mm，距離上下邊沿距離分別為6mm和14mm，考慮到底座厚度為4mm，相當于微動開關抬高4mm，因此固定螺孔距離上下邊沿距離均為10mm,到兩邊邊沿距離均為12mm，微動開關中間凸起的地方高度為4mm，到兩邊距離均為16mm，本身寬度為17mm,因此底座也設計為相同尺寸，正面設計圖及尺寸[3]。

1.3.2 安裝底座側面結構及尺寸設計

小組成員針對微動開關側面長度進行測量寬度為17mm，微動開關底座側面尺寸設計為17mm，方便微動開關從側面插入，側面擋板設計為可活動式的，側面插入微動開關前，將擋板取出，插入微動開關后，將擋板插入，擋板是從上往下沿著槽插入。活動擋板厚度為4mm，因此需要4mm 寬，2mm 深的槽，槽的外邊沿設計為2mm 寬。1.3.3 安裝底座頂部結構及尺寸設計

小組成員針對微動開關頂部長度進行測量長度為16mm+17mm+16mm，總長度為49mm，因此在設計時設計底座長度為16mm+17mm+16mm。考慮到微動開關上部邊沿靠左、右兩邊的位置都有突出的圓形觸點，直徑小于微動開關底部寬度。在設計時凸起的地方靠左邊垂直正面方向有邊沿，只要沒擋住接線端子即可。測量頂部接線螺絲距離邊沿距離為4mm，故設計頂部上端卡槽的寬度為4mm，凸起的地方頂部垂直正面方向有邊沿，設計長度相同，能進一步強化卡住微動開關。

液壓微動開關底座設計要求每個安裝底座最多要能滿足6個微動開關的安裝，而且安裝各自獨立、不受影響，經討論最終決定采用抽屜式的結構，將微動開關從側面推入，再將密封板從上往下插入，即可將微動開關卡住，安裝極其方便[4]。

2 效果檢查及標準化

2.1 改進前后對比

本次QC 小組基于研制的液壓斷路器微動開關底座，已在培訓用斷路器上進行多次作業，能夠正常工作，并對作業過程涉及的各項關鍵指標進行記錄分析，調試結果顯示該工具在多次試驗中均能高效、可靠、迅速地完成彈簧拆裝作業，同時采用傳統拆裝方式進行作業作為對照開展比對分析。為能更加清晰明了地凸顯出新型專用工具的優勢，從勞動強度、工作效率、安全風險及作業效果四個方面將其與傳統拆裝方式進行比對（表2）。

表2 傳統拆裝方式與新型拆裝方式對比

2.2 經濟效益

采用本次活動研制的新型裝置后，每次檢修至少可縮短停電時間近2小時，既提高了供電可靠性也避免了過多的負荷損失；同時檢修人員可由4～6人減少為2人，降低了人工成本，能夠產生良好的經濟效益。本次QC 活動產生的直接經濟效益估算，相對于傳統方式完成1次作業可產生直接經濟效益47640元，極大節約了綜合成本。

2.3 標準化

將采取以下措施對成果進行鞏固：

液壓斷路器儲能微動開關安裝底座加工工藝、選材等持續改進，確保后續加工制作出來的工具可靠、耐用，同時編制該工具的標準化作業書，并對檢修人員進行培訓指導，嚴格執行以確保檢修人員作業時安全規范；整理小組活動技術資料，注意匯總收集該專用裝置在實際應用過程中出現的問題和不足，并進行針對性的持續完善。根據液壓斷路器儲能微動開關安裝底座的技術參數和調試時相關要求，調整工具的使用范圍，以滿足檢修人員在不同型號液壓斷路器儲能檢修時的實際工作需要；定期學習QC 小組基礎教材，持續改進。在工作中不斷發現新的問題，及時分析，研究對策并解決。

綜上，通過本次QC 活動，對QC 工具在實際工作中的應用取得了經驗，并為企業帶來了一定的安全、經濟和社會效益。QC 活動完成后發現：關于活動項目的全盤思考、人員積極性的調動、活動的深入和討論環節還需要加強。學到了解決實際問題的方法，增強了小組成員的質量意識，提高了團隊協作的能力。活動后期，小組成員從團隊精神、協作意識、創新意識、QC 工具的運用、工作積極性、進取精神等六個方面進行了充分的自我評價，在接下來的工作中，將繼續利用QC 這一工作方法，堅持PDCA 循環，進行質量改進，為我公司變電一次檢修專業安全、有序、高效的開展繼續努力。