一种新型变电站音频配线施工工具王辉，金瑶，于文星，徐海鹏，朱毅 （国网山东省电力公司经济技术研究院，山东 济南 250021） 1 选题理由经过现场音频配线卡接作业调查发现，传统音频配线施工方式下存在以下问题。 现场施工时，一次只能卡接1根芯线。 音频卡接完成后，现场不能对卡接质量进行检测，平均每个变电站至少出现返工1次。 10名班组成员针对100回线进行了传统卡接操作实验，每个人均进行了3次试验，试验结论分析： 施工人员卡接1根芯线耗时并不多，但是一旦卡接多根芯线时，就存在单一动作连续重复劳动，胳膊酸痛导致卡接速度变慢、卡接质量下降，需要时间休息的问题。所以卡接100回线耗时会大于“卡接1回线的时间乘以100的数值”。 根据卡接100回线耗时30～50 min时间计，一个变电站音频卡接时间至少耗时3～5 h，现场施工时由于现场施工条件比实验场地复杂等原因耗时会更长一些。 传统卡接方式下，卡接操作的质量合格率达不到100%，没有现场专用检测装置，存在返工而耗费人力、财力及工时。 为了提高变电站音频配线卡接操作工作效率，减少作业时间，同时提高卡接质量，减少施工及检修人员的操作工时，保障电网安全可靠运行，需要研制一种新型音频配线施工工具。 2 设定目标研制一种新型音频配线施工工具，实现卡接100回线用时由原来的30～50 min 减少至25 min及以下。 3 技术方案论证根据研制方案思路进行分析，充分发挥聪明才智，集思广益，提出3种方案：总配线架告警、包裹式音频配线施工工具和嵌套式音频配线施工工具。 认真分析方案的技术细节和难点，从研制成本、实现功能、使用效果等方面对3种方案进行对比分析， 决定采用方案二，研制包裹式多功能音频卡接装置。 QC小组对方案进行分解，切断功能和监测功能一体化设计制作，包裹式多功能音频卡接装置分解为如图1的几个模块。  图1 方案分解图 卡接方案选择。新型音频配线施工工具不但要实现卡接功能，并且要提高工作效率，缩短作业时间，增强卡接工具的机械性能，实现一次多卡，进行了3种方案的设计：方案一，单侧卡钳单侧卡接；方案二，双侧卡钳单侧卡接；方案三，双侧卡钳双侧卡接。 经过比较分析， 3种方案均能大致实现预定目标要求，而方案三比方案一和方案二工作效率更高，节省工时更多，操控性更强，因此选择方案三双侧卡钳双侧卡接。 主体材料选择。要求卡接装置具备良好的耐电弧性、绝缘性和较高的机械性，轻便灵活、抗摔打性好，抗噪耐用。根据通信音频配线的招投标技术要求，主体材料应能承受45～60 Hz，波形近似正弦波，有效值为1000 V的交流电压，历时5S应无击穿和飞弧现象，耐电弧时间越长越好。 目前市场上常见的各种绝缘工程塑料的性能差别极大，QC小组在选择时要注意扬长避短，针对不同的具体要求，选择综合性能最佳、成本较低的材料和产品质量最好的加工方法，这样才能充分发挥工程塑料的优越潜力。小组对目前市场上常见的聚氯乙烯树脂、ABS树脂和热可塑性聚酯3种工程塑料在强度、耐温性、耐腐蚀性、绝缘性能、重量、价格等6个方面进行比较和选择， 经过比较分析，QC小组选定聚氯乙烯树脂（PVC）作为新型卡接装置的主体材料。 检测方案选择。QC小组成员确定检测功能除了实现应用导通原理检测卡接质量外，还应该和切断功能的金属刀片一体化设计，隐藏在卡接主体装置内，设计精巧便于携带及操作，同时要求检测方式简单便捷有效，提高工作效率，QC小组设计了2种方案：外接引线式检测和隐藏探针式检测。 表1 对策表  经过QC小组成员的对比分析， 2种方案均能实现相应功能，方案二操作更便捷，作业工时更少，在保证操作安全第一的条件下，选择方案二 。 检测材料选择。QC小组要求检测部分材质设计除了具有导电性能好外，还应具有一定的硬度以切断芯线，同时可以冷加工定型以便隐藏于装置主体内。针对铁氧体钢、马氏体钢和奥氏体钢3种不锈钢进行了比较，经过上述比较分析，认为便于加工及定型使用的检测部分材料应选用马氏体钢金属。 4 制订对策并实施根据方案分解的最终结果，经过反复讨论制订了对策表如表1所示。 实施一：卡接方案设计。 第一步：设计音频卡接装置包裹主体结构尺寸图纸。 第二步：设计联动卡接装置结构尺寸图纸。 包裹式装置主体结构凹凸造型完全和现有音频模块主体能够恰好契合，钳孔直径控制在1±0.2 mm，满足目标要求。 实施二：制作卡接主体装置。 第一步：根据设计图纸三维建模。 第二步：联系卡接结构厂家加工，QC小组成员联合注塑加工厂家，按照联动卡接装置设计尺寸加工成品，并用精度为0.02 mm的千分尺对钳形夹持孔进行精确度尺寸检查。 QC小组成员又进行了实际安装操作使用，测得轴形紧固件承受应力为28 N。 卡接装置夹持器由联动杆和滑轨控制夹持线缆功能，卡接主体的尺寸精度完全符合要求，承受应力能力也符合要求。 实施三：检测装置设计。 绘制检测装置结构设计尺寸图纸。 该检测方案和切断刀片一体化设计，隐藏安装在卡接主体装置内部，利用导通原理检测卡接质量。满足目标要求。 实施四：制作硬质不锈钢检测装置。 第一步：根据检测装置设计图纸三维建模。 第二步：检测装置结构厂家加工，QC小组成员联合加工厂家，按照检测装置设计尺寸加工成品，并用精度为0.02 mm的千分尺对钳形夹持孔进行精确度尺寸检查。 用游标卡尺测量制作好的检测装置，并用万用表测量检测装置的导通情况，导通连接良好，尺寸精度也满足要求。 5 效果验证经过现场多人操作测试，后发现本工具操作简单，方便工作人员上手，且效率高，卡接质量成功率高，并可现场测试卡接质量，使用本工具可实现卡接质量达到100%，而且大大节约了时间，完全满足作业要求。 10名班组成员针对100回线进行了传统卡接操作实验，每个人均进行了3次试验，新型音频配线施工工具卡接时间为23.1min。 经过多功能音频卡接装置现场使用检验，该工具效率高，重量轻，操作简便，调节范围大。小组成员从“安全性、实用性、经济性”等方面对装置进行综合分析、论证，认为该装置的研制是成功的，超额完成了课题的预期目标。 （责任编辑：贺大亮） |
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