QC案例：关口表防脱落电压线搭头的研发

◆黄 菲 沈 捷 钱 颖 卢霄依 / 文

一、选择课题

1．关口表电压线的重要性

随着用电信息采集系统的不断建设与完善，其深化应用也逐渐成熟。利用采集系统平台的供电侧与售电侧数据，可以计算出台区（在电力系统中，台区指一台变压器的供电范围或区域）的具体线损率。通过对线损率进行深入分析可进一步助推台区线损的精益化管理，及时发现故障电表和窃电用户，提高企业服务水平和客户服务感受，但是这些都是以稳定的电压线搭头为前提。然而搭头脱落所有数据无法采集。

2．问题和现状

目前，杆变台区的平均负线损比例为，与公司要求的以内有一定差距。

关口表是采集台区供电侧数据的计量终端（俗称总表），采集成功的关键是其稳定和可靠的特性。然而在用电采集系统的监控平台中，关口表有时召测到电压为零的情况绝大多数为电压线搭头脱落。

鳄鱼夹脱落需要运维人员到现场进行关口表消缺作业，额外增加运维人员现场操作次数，同时增加物资、车辆等成本支出。以每年脱落240次，每次消缺综合成本250元计算，市北供电公司每年需要额外承担65万元的运维成本支出。运维人员在进行鳄鱼夹脱落消缺处理时，也存在着安全风险。

小组针对当前的现状，决定打破鳄鱼夹连接的传统思路，展开了头脑风暴式的讨论，重新设计一种防脱落的关口表电压线搭头。

二、确定目标

1．确定目标

设计的关口表防脱落电压线搭头，主要目标是：实现防脱落搭头的脱落次数从240次/年达到0次/年。

2．目标可行性分析

小组成员在具体的环境和现有的条件下，检验上述目标是否可行。

实验一：车辆经过测震力。小组成员对经过的主要震动来源车辆和外力进行测震，选取了小型轿车、客车和大型货车经过100次时的测试值，并计算其平均值。

实验二：外力破坏测拉力。小组成员又对鳄鱼夹做了100次外力破外的测试。外力破坏是指：经过的车辆或者人员不慎勾住接户线使鳄鱼夹脱落。

然后，再把上述100组数据用Minitab软件做正态分布图，数据值都分布在95%的置信区间内。震力和拉力主要在19kg以下。因此，小组成员一致认为只要关口表电压线搭头能够承受的拉力≥19kg,脱落次数就可为零，目标是可以达到的。

可行性结论：通过技术革新可以实现目标。

三、提出各种方案并确定最佳方案

查新1：小组成员于2016年3月起对电压线搭头进行网上查询，发现所有产品结构都是与鳄鱼夹类似的夹式搭头。

查新2：小组成员在网上查询现有的螺帽结构，没有能够满足小组安装要求。小组需要定制一款螺帽满足以下条件：1）螺帽既要与低压桩头很好连接又要与电压线很好连接；2）螺帽上能够有电压线穿入的孔洞。

1．关口表防脱落搭头总体方案的选择

小组成员首先确定防脱落搭头的形式。从承受拉力、成本、折旧三方面进行评估分析。最终选择螺帽作为防脱落电压线搭头。从安装便利性和检修的安全性角度考虑，小组成员决定采用组合式螺帽。接着，小组成员制作亲和图，从材质、形状、配件三方面进行选择。

2．关口表防脱落螺帽材质的选择

1）材质的选择：小组成员首先对防脱落螺帽材质提出三种选择：不锈钢、铁、黄铜。从稳定性、经济性、耐用性和简便性四方面采用层次分析法试验，不锈钢材质综合评分最高。

2）抗氧化和抗腐蚀实验：关口表的令克箱（户外低压配变熔丝箱）通常安装在室外，雾霾、酸雨、暴雨天气比较容易潮湿，PH值较小，呈弱酸性。小组成员把不锈钢、铁、黄铜放入水和弱盐酸中100天，只有不锈钢表面没有腐蚀变色。

结果：小组成员最终选用不锈钢材质。

3．关口表防脱落螺帽形状的选择

小组成员对防脱落螺帽的形状提出三种选择：长方体、六棱柱、圆柱。

1）前部：从令克箱内低压桩头图片来看，固定式的螺帽只能安装在桩头柱上。小组成员根据安装的便利性和使用的稳固性，分别从长方体、六棱柱、圆柱的形状中进行比较。六棱柱符合人体操作偏好，平均安装时间较短且容易安装。

继续从通用的套筒连接口的内六棱柱形状来综合判断，小组成员从使用稳固性、与低压桩头柱原配件协调、便于套筒和套筒柄的安装、安装时间四方面进行评价和评分。最终，前部选择六棱柱。

2）后部：后部与导线连接，要考虑到导线连接的稳固性和安装的方便性。后部顶端要开一个圆孔以便固定导线，同时兼顾套筒安装的方便性。套筒安装时1/3处连接前部六棱柱及所有后部。小组成员从便于用套筒和套筒柄的安装、与电压线连接稳固性两方面进行评价和评分。最终，后部选择圆柱。

3）螺纹磨损实验：小组成员对螺纹的磨损情况和是否会滑牙进行了100次拉力实验，实验结果发现螺纹没有磨损，没有滑牙。螺纹加固了螺帽的连接拉力，证实了螺帽搭头内切螺纹的优越性。

结果：确定六棱柱与圆柱相结合的形状。前部为六棱柱作为低压桩头的搭头的连接，后部为圆柱作为导线的连接，内切面为螺纹。

4．关口表防脱落螺帽配件的选择

考虑到安装和检修方便，不选择一次性使用的膨胀螺丝，而是选用有螺纹的普通螺丝。

结果：确定为普通的、不锈钢、有螺纹的、开口为十字形的螺丝。

由此，小组成员确定了关口表防脱落搭头的最佳方案：前部为六棱柱，后部为圆柱相结合的不锈钢螺帽，再以普通螺丝为配件，具体尺寸如图1所示：

四、制定对策并实施

根据选定的最佳方案，小组成员作出表1所示的对策实施表。

由专人负责，按对策实施表在规定时间节点内完成实施及检测。

在发布招标信息后，小组从投标者中选择了上海地区有较丰富代工经验的工厂作为不锈钢螺帽生产工厂。工厂按照小组给出的设计图纸制作了样品，小组将样品送至消保委下属的质量鉴定检测机构，对样品牢固性和安全性进行检测，检测结果为合格。

同时，小组对样品进行组装试验，产品组装过程简便流畅，产品契合度好，使用流畅，拉力大于19kg，检测结果为合格。

图1 关口表防脱落搭头最佳方案系统图

五、效果检查

1．活动前后拉力对比

活动前鳄鱼夹的搭头拉力只有9.585kg,而活动后的防脱落搭头的拉力可以达到49.55kg，效果显著。

2016年12月10日小组全体成员又在柳营路实训基地和洛川北宝兴台区对螺帽进行拉力试验，现场的拉力值超出一个成年人的拉力，达到49.55kg，达到目标效果。

2．巩固期

小组成员选择6月1日至8月31日，完整的三个月时间作为QC巩固期，经过每日监测与记录没有发生脱落事例，等比实现目标脱落次数由60次/季度降低为零脱落，验证了新搭头的稳定状态。台区线损合格率从现在的39.5%提高至市电力公司要求的80%。

表1 对策制定表

3．应用效益

经济效益上，在所有杆变台区推广防脱落电压线搭头后，市北公司每年将减少约65万元的搭头脱落运维成本。

安全效益上，减少了由于消缺引发安全事故的发生概率。

4.标准化

小组为了固化所取得的成果，特别对这个新产品制作了安装手册。

此次QC活动的成果，申请了实用性新型专利。班组成员的质量管理意识也在活动中得到明显提高，既学习了先进的质量控制理念，也提高业务水平。