钻井现场3C 低压配电箱生产体系研究

陈和平，毛建伟，冉 建，徐洪光

（川西钻探公司机电工程公司，四川遂宁 629000）

0 引言

钻井现场需要大量符合国家强制性标准要求的3C 认证低压配电箱。市场采购周期较长，产品质量参差不齐，难以满足钻井现场实际需求。为钻井现场安全临时用电提供符合国家标准的低压电器产品，保障钻井生产安全平稳运行，建立3C 低压配电箱生产体系与应用势在必行。

1 钻井现场低压配电箱使用现状

（1）分类。目前，钻井、试油井场大量使用成套的低压配电箱型号规格、品种数目繁多。按安装方式可分为固定式和移动式两大类；按额定电流可分为225 A、160 A、100 A、63 A、32 A；按功能可分为配电箱和开关箱；按防护方式分为户外和户内；按壳体材料分为普通热轧钢和不锈钢箱体。

（2）标准问题。现场所使用的配电箱、开关箱均由外部采购，生产厂家、规格型号不同，相同类别的产品尺寸大小不一，产品质量良莠不齐，现场使用安装的标准规范难以实现统一。

（3）外部采购时效性。市场采购进货申报审批环节较多，招标选商周期长，商家制造时间延迟，产品到货时间严重滞后。若无储备货品，根本无法满足现场安装使用需求。

（5）配电箱自然更换率。户外配电箱电气寿命一般10 年，加之石油行业特殊性，野外作业搬安频繁，其实际电寿命约为8年。每年按自然更换率为12.5%计算，川庆钻探公司低压配电箱每年需更换1000 余台套，市场价值约为400 余万元。

随着钻井市场的不断拓展，钻井业务不断增加，钻井设备数量近年呈两位数增长。按川庆钻探公司（下文简称为“公司”）近5 年钻机设备数量平均增长约10%计算，低压配电箱每年需新增870余台套，市场价值约为300 余万元。通过自制配电箱与市场外购价格对比分析，自制配电箱平均利润约占成套外购价值的23.8%。

2 3C 低压配电箱认证资质的获取及质量技术体系建立

根据中国质量认证中心颁布的CQC-C0301—2016《强制性认证产品实施细则 低压电器 低压成套开关设备》相关规定和要求，结合公司实际情况，决定采取模式2：型式试验+初始工厂检查+获证后监督。

2.1 认证程序

（1）向中国质量认证中心提出CQC 自愿性产品认证申请。首先应明确申请范围及认证单元划分，提交申请资料（包括申请书、企业相关资质证明材料、工厂检查表等相关符合性资料）。

（2）技术资料提交。产品结构、参数、性能、关键元器件、电气原理图、系统图等技术性描述。试验样品合格证、出厂检验报告、样品真实性承诺、关键元器件和材料的合格证明。

（3）试制试验样品。样品送交专业试验检测机构试验，不合格进行整改，检测机构试验合格出具检测报告。

（4）CQC 现场确认试验样品的真实性及符合性，同时对生产场地（工厂车间）的规范性及是否具备生产相关产品能力进行检查，对生产过程质量控制及质量保证、企业的组织构架等进行严格审核，并出具工厂检查报告。

（5）CQC 对提交的资料进行审核，审核通过后发放3C 证书。

3)刚度和屈服极限随贮藏时间的延长呈逐渐下降趋势，变形能则随贮藏时间延长呈逐渐上升趋势。破裂极限和破坏能在贮藏最后3天达到最大值。

2.2 质量保证体系的建立

国家质量技术监督局对3C 成套配电箱的生产制造过程实施了严格的监管，确保强制性产品生产质量。因此，质量保证体系的建立是贯穿生产制造各个环节，产品的一致性、符合性是核心要点。

（1）质量文件和制度。文件规定与产品质量保证相关人员的权限和责任，质量负责人、技术负责人、检验员、认证联络员等相关人员的权责分明，有机统一。对所有人员进行动态管理，以制度的形式规范相关人员的产品质量行为。质量负责人由公司领导层兼任，对产品质量负主要领导责任，并负责组织各个部门在质量体系内的协调和安排工作。制定成文的质量手册和程序文件，订立配套的质量管理制度，规范化体系文件。由公司主要领导签字下发宣贯执行。

（2）质量记录。对元器件、关键材料进行严格的监督控制。原材料的计划、申报、检验、领用、装配、试验检验，出厂形成闭环控制，每个环节由相关责任人进行记录、随时查验，杜绝不合格品质量事故的发生。

（3）关键器件材料的进货和采购。通过标准和程序对相应供货商进行动态监管，依据进货检验规程对关键器件材料严格验货。对符合标准和相关检测并执行产品质量保证要求的予以通过，否则纳入供货商黑名单，以确保原材料和元器件的质量。

（4）生产过程的质量控制。根据产品质量要求和型式试验报告技术参数，制定相应的工艺流程和操作规程、检测检验校验规范。同时保证操作人员对生产装配流程熟悉和掌握，通过培训考核上岗操作，操作人员依照生产工艺卡和工序规范作业。质检人员全程跟踪产品检验检测，实施首件确认检验、例行检验、出厂检验和确认检验程序，并通过记录存档保证产品质量的可追溯。

（5）检验规范。制定检验规范和制度文件，确认检验内容、范围、检验措施方法和检验程序，赋予检验人员的职责和权限。产品在生产过程中进行例行检验并记录，不合格的半成品不进入下一道工序，检验范围100%。每年进行1 次确认检验，同一规格型号的产品抽检1 台次。

（6）检验试验仪器及加工设备。检验仪器及加工设备定期进行试验和检验，在使用前应确保设备功能的完整性，仪器测试的精度。制定仪器仪表和加工设备的操作规程、日常和定期维护保养制度，仪器仪表定期鉴定计划。

（7）不合格品处理。建立不合格品处理制度，对不合格的元器件、材料及成品进行标识集中存放、隔离，禁止不合格品进入流通领域。

（8）质量体系内部审核。通过内部审核文件规定，每年1 次内部质量审核，涵盖生产、物料采购、工艺技术、安全质量各个部门，以程序文件规定的职责范围，检查各部门履职情况、存在的问题和缺陷，记录并提出改进的措施和方案，在规定的期限内完成整改。

（9）产品一致性保证措施。在产品的生产制造过程中，若存在与型式试验不一致的情况，可通过技术负责人职能的变更权限实施变更程序，技术负责人确认变更即可。在技术负责人权限之外的变更，则通过认证中心申请变更程序，送样进行型式验证后，认证中心出具变更许可确保产品的一致性。

（10）包装、搬运和贮存。产品的包装搬运和贮存是出厂的最后一道环节。包装标识应明确产品的类别、搬运方式和贮存注意事项，确保产品的完整性。

2.3 技术资源储备

根据国家强行性产品要求及GB/T 7251.3—2017《低压成套开关设备和控制设备第3 部分：由一般人员操作的配电板》，按照钻井安装现场配电实际需要对各类型号、参数性能的配电箱进行技术验证，使产品符合一致性要求。

建立关键元器件模型库。该元件库包含配电箱壳体、各规格型号开关断路器及铜排、绝缘子等，按1∶1 绘制，精确度0.01 mm。可根据实际需要设计不同回路数、电流等级的配电箱，模拟装配后总误差小于0.1 mm。所有壳体设计防护等级IP55，操作面IP30。最小电气间隙≥1.5 mm，爬电距离≥1.5 mm。设计配电箱系统图、原理图及安装图。经型式试验检测验证符合技术要求。制定配电箱装配工艺技术标准、操作规程规范及工艺流程。

3 生产场地（车间）及硬件设施建设

3.1 必备的生产、检验、储存环境

场地总面积约80 m2，划分为库房和生产装配车间两大功能区块。库房划分为原材料：壳体、断路器、线材、铜排、绝缘子等堆放区，材料发放区。货架托架分类标识，物归其位，物料标识清晰，数量规格型号账实相符。生产车间划分为：临时堆放区、工具设备存放区、装配区、待检区、检验检测区、合格品堆放区、不合格品堆放区等。各功能区划线标识，在相应区域墙上张贴制度、规范及操作程规程。生产场地按照三标一规范、5S 标准要求。

3.2 配备必须的生产、检验设备

生产设备：铜排加工设备1 台套，导线折弯器1 台套，铜排钻孔机1 台套。检验试验仪器：接地电阻测试仪1 台，绝缘试验仪1 台，标准电源1 台。

3.3 具备必要能力的人员和设置相关负责管理部门

经过专门培训，具备电工操作证人员均能掌握配电箱装配技术。电工装配作业人员达20 余人，质量负责人1 人，技术负责人1 人，联络员1 人，质检人员3 人，物料采购人员2 人，库管人员1 人。设质量技术部、生产计划部、物质采购部、销售客服部等管理部门。

4 3C 低压配电箱生产体系实际应用

根据国家法律法规（外部文件）、质量手册和控制文件，发布实施3C 低压配电箱生产管理办法，制定装配工艺技术标准及工艺流程。

生产部门提供生产计划：产品的规格型号和数量。技术部门提供相关的技术参数要求，并以技术合同的形式保证原材料和关键件的质量。市场部门根据技术要求和合同进行招标选商，确定商家后纳入统一商家目录系统实施动态管理，对提供不合格原材料和关键件的商家取消供货资格。采购部门对原材料和关键元器件申请报料，到货后质量检测部门对原材料和关键件实施进货检验，对不合格品按要求退货或换货，直至检测合格为止。所有的合格原材料和关键件进入库存归类存放和发放。技术部门提供技术工艺要求及装配图，装配人员依据生产工艺卡进行生产装配。由质检部门专人负责生产过程中的质量检测和控制，对影响产品质量的行为进行监督管理。

第一次产品装配完成后，经过首件试验检验确认符合技术标准要求。随后开始批量生产制造，现已生产5 种型号的产品50 余台套，通过例行检验和确认检验合格后准予出厂。通过一年的建立和逐步完善，低压配电箱生产体系稳定运行，能够保证生产装配批量合格的3C 认证产品质量。

5 结论

按照目前的生产能力，机电公司每年可生产钻井现场用户外低压配电箱100 余台套，能基本满足川西公司内部需求。通过建立3C 低压配电箱生产体系，填补了企业低压配电箱产品的空白，意义重大。低压配电箱采购周期大大缩短，原采购成套产品周期约为半年，现仅需采购配电箱壳体、断路器开关、铜排导线等元器件，周期可缩短至15 d。可根据现场实际需求，随时调整生产数量和规格型号，大大减少成套配电箱库存数量市场前景广阔，经济效益可观。