提高穿管電纜故障定位精度(示例)

1、提高穿管電纜故障定位精度一、小組概況：小組名稱配電班QC小組成立日期2005.01發(fā)布人卞瑞濤所在部門張店供電部課題類型攻關(guān)型組長(zhǎng)王新孚注冊(cè)號(hào)ZQ2005-028登記日期2005.01成員人數(shù)9 人TQC教育學(xué)習(xí)情況48小時(shí)活動(dòng)次數(shù)18活動(dòng)時(shí)間2005.01-2005.09小組成員姓名性別年齡文化程度職務(wù)及職稱小組職務(wù)組內(nèi)分工王新孚男35大專經(jīng)理組長(zhǎng)組織領(lǐng)導(dǎo)郭東升男37大專副經(jīng)理組員技術(shù)指導(dǎo)李慶民男38大專主任組員技術(shù)顧問(wèn)李國(guó)成男28大專副班長(zhǎng)副組長(zhǎng)方案設(shè)計(jì)韓永男35大專班長(zhǎng)副組長(zhǎng)組織協(xié)調(diào)孫波男32大專資料員組員活動(dòng)實(shí)施卞瑞濤男32大專班員組員組織落實(shí)劉鵬男27大專班員組員活動(dòng)實(shí)施李小龍男29

2、大專班員組員活動(dòng)實(shí)施制表：李國(guó)成 制表日期：2005.1專業(yè)知識(shí)與術(shù)語(yǔ)聲測(cè)法：是用高壓直流試驗(yàn)設(shè)備向電容充電（充電電壓高于擊穿電壓）。再通過(guò)球間隙向故障線芯放電，利用故障點(diǎn)放電時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)聽(tīng)測(cè)故障點(diǎn)的具體位置。穿管電纜：是在電纜的敷設(shè)過(guò)程中在電纜外層用大于電纜直徑的直管進(jìn)行保護(hù)，其主要材質(zhì)有PVC管、鋼管等。本課題限于PVC管的范圍。首先我們看一下電纜故障查找流程圖：發(fā)現(xiàn)故障用時(shí)：0.5小時(shí)巡線用時(shí)：0.5小時(shí)判斷故障線段用時(shí)：0.5小時(shí)故障測(cè)距用時(shí)：1小時(shí)故障定點(diǎn)挖掘根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境否確定故障點(diǎn)用時(shí)：0.5小時(shí)是用時(shí)：2小時(shí)制作中間頭恢復(fù)供電用時(shí)：1小時(shí)制圖：韓勇 日期：2005年1月 通過(guò)

3、流程圖可以看出，如果電纜故障定位誤差過(guò)大將延長(zhǎng)故障線路的停電時(shí)間公 司 要 求二、選題理由：2005年公司供電可靠性指標(biāo)要求城區(qū)99.995%理由公司對(duì)社會(huì)承諾“市區(qū)電網(wǎng)故障5小時(shí)恢復(fù)供電”隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求越來(lái)越高，而由于電纜故障定位精度低，延長(zhǎng)了故障線路的停電時(shí)間。用 戶 需 要理由現(xiàn) 狀理由穿管電纜故障定位誤差平均在4米以上，同時(shí)穿管故障探測(cè)時(shí)間長(zhǎng)也影響了班組的正常工作。提高穿管電纜定位精度確定課題三、現(xiàn)狀調(diào)查：現(xiàn)狀調(diào)查一：我們分別對(duì)2002年、2003年、2004年中發(fā)生的76次電纜故障定位誤差按照敷設(shè)方式分類進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。2002年10kv穿管電纜故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)故障線

4、路故障定位誤差（m）1城建線32市開(kāi)線63學(xué)院線44九級(jí)線55淄學(xué)線36政開(kāi)線67文化線38華光線2.59北工線6.510東配線211東城線5.512人東線613開(kāi)元II線5.514柳泉線415三廠線116健康線417興學(xué)線518文化線319建安線420區(qū)委線5.521冶金I線522理工線623石化線5.5平均誤差4.39 m/次2003年10kv穿管電纜故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)故障線路故障定位誤差（m）1城建線32市開(kāi)線5.53學(xué)院線84九級(jí)線6.55淄學(xué)線56政開(kāi)線37文化線5.58華光線59北工線410東配線211東城線6.512人東線413開(kāi)元II線514柳泉線615三廠線2平均誤差4.73 m

5、/次2004年10kv穿管電纜故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)故障線路故障定位誤差（m）1湖田線42東干線33昌盛線44羅井線65北工線26馬農(nóng)線5.57衛(wèi)固線68中埠線59農(nóng)機(jī)線410祥和線311白家線312大徐線613天華線5.514南配線615市府II線616市東線217鳳凰線318人大線6.519健康線3平均誤差4.39 m/次2003年10kv直埋電纜故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)故障線路故障定位誤差（m）1昌國(guó)線1.32南配線1.43食品線1.54西干線1.85石化線0.9平均誤差1.38m/次2002年10kv直埋電纜故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)故障線路故障定位誤差（m）1開(kāi)元II線22淄學(xué)線2.53理工線24華光線1.55張

6、房線2平均誤差2 m/次2004年10kv直埋電纜故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)故障線路故障定位誤差（m）1煤井I線0.92冶金II線0.83泗河線0.74新華線1.15衛(wèi)固線0.86南路線1.27棉紡線0.88調(diào)度線19城西線0.9平均誤差0.91 m/次統(tǒng)計(jì)：韓勇 制表：李小龍 日期：2005年1月現(xiàn)狀調(diào)查二：我們對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，繪制下表：2002年-2004年穿管電纜故障誤差統(tǒng)計(jì)表年份2002年2003年2004年平均誤差（m/次）4.394.734.392002年-2004年穿管敷設(shè)電纜故障平均誤差4.5 m/次制表：卞瑞濤 日期：2005年1月 2002年-2004年直埋電纜故障誤差統(tǒng)計(jì)表年份

7、2002年2003年2004年平均誤差（m/次）21.380.912002年-2004年直埋敷設(shè)電纜故障平均誤差1.43（m/次）制表：李小龍 日期：2005年1月 根據(jù)統(tǒng)計(jì)表，我們繪制了柱狀圖：制圖：韓勇 日期：2005年1月結(jié)論：穿管敷設(shè)電纜故障查找平均誤差4.5m/次，直埋敷設(shè)電纜故障查找平均誤差1.43m/次。現(xiàn)狀調(diào)查三：我們對(duì)2002年-2004年間發(fā)生的57次穿管電纜故障定位誤差的原因進(jìn)行了深入分析：見(jiàn)下表：時(shí)間因素2002年2003年2004年次數(shù)定點(diǎn)設(shè)備測(cè)量誤差18121545測(cè)距誤差2114現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境2013操作失誤1102其他0123合計(jì)23151957制表：李國(guó)成 日期：2

8、005年2月 根據(jù)統(tǒng)計(jì)表我們繪制了頻次表，如下表：序號(hào)因素頻數(shù)累計(jì)頻數(shù)頻率累計(jì)頻率1定點(diǎn)設(shè)備測(cè)量誤差454578.9%78.9%2測(cè)距誤差4497%85.9%3現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境3525%91.2%4操作失誤2544%94.7%5其他3575%100%制表：李國(guó)成 日期：2005年2月 100020406080100定點(diǎn)設(shè)備測(cè)量誤差現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境測(cè)距誤差操作失誤其它78.985.991.294.7制圖：李國(guó)成 日期：2005年2月結(jié)論：造成穿管電纜定位精度低的主要原因是定點(diǎn)設(shè)備測(cè)量誤差大四、活動(dòng)目標(biāo)及可行性分析：1、活動(dòng)目標(biāo)：我們的目標(biāo)是解決定點(diǎn)設(shè)備測(cè)量誤差大的問(wèn)題，將穿管電纜故障定位誤差由4.5米/次降低到

9、1.5米/次目 標(biāo) 31活 動(dòng) 目 標(biāo)4.5米1.5米現(xiàn) 狀將穿管故障定位誤差降低為1.5米/次 5制圖：李國(guó)成 日期：2005年2月2、可行性分析：分析一：小組使用的故障測(cè)試儀1999年購(gòu)進(jìn)的，經(jīng)過(guò)多年使用能夠熟練對(duì)儀器進(jìn)行操作。分析二：通過(guò)統(tǒng)計(jì)直埋敷設(shè)的電纜定位精度可以達(dá)到1.43米/次。分析三：通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)查得出在2002年三廠線故障定位誤差可以做到1米以內(nèi)，鑒于電纜故障測(cè)試具有巧合性，所以我們將目標(biāo)值定為1.5米/次。定點(diǎn)設(shè)備存在盲區(qū)人 員設(shè) 備方 法環(huán) 境沒(méi)有電纜臺(tái)帳業(yè)務(wù)不熟悉工作人員判斷失誤惡劣天氣影響鄰近各種管線敷設(shè)環(huán)境復(fù)雜噪音干擾定點(diǎn)方法單一接線方法不正確無(wú)電纜走經(jīng)圖定點(diǎn)儀持續(xù)使

10、用時(shí)間短外部接線復(fù)雜技術(shù)水平參差不齊五、原因分析：減少故障定位誤差制圖：卞瑞濤 日期：2005年3月六、要因確認(rèn)：要因確認(rèn)一：人員判斷失誤經(jīng)調(diào)查，小組成員能夠熟練掌握試驗(yàn)設(shè)備的使用，2002年至2004年發(fā)生的76次穿管電纜故障中因判斷失誤而延誤送電的情況僅有1例。非要因2005年，車間分兩次組織全班人員到電纜故障測(cè)試儀生產(chǎn)廠家學(xué)習(xí)電纜測(cè)試技術(shù)，學(xué)習(xí)合格后進(jìn)行了考試?？荚嚦煽?jī)?nèi)亢细?。考試成?jī)見(jiàn)下表：要因確認(rèn)二：儀器使用不當(dāng)非要因2005年度電纜故障測(cè)試培訓(xùn)班考試成績(jī)表序號(hào)姓名成績(jī)序號(hào)姓名成績(jī)1李慶民937李小龍942郭東升958卞瑞濤933李波909譚啟旺924劉亞林9210韓勇905劉鵬8

11、911王世明916李國(guó)成9012孫波89制表：卞瑞濤 日期：2005年3月 非要因班組各種基礎(chǔ)資料健全，配電線路臺(tái)帳、電纜臺(tái)帳一直隨時(shí)更新，可以為電纜故障測(cè)試提供準(zhǔn)確的技術(shù)資料。要因確認(rèn)三：沒(méi)有電纜臺(tái)帳要因確認(rèn)四：定點(diǎn)儀持續(xù)使用時(shí)間短經(jīng)過(guò)測(cè)試，現(xiàn)有的定點(diǎn)儀在不開(kāi)背光的情況下，可持續(xù)使用時(shí)間為1個(gè)小時(shí)，如果夜間測(cè)試，持續(xù)使用時(shí)間為35分鐘。不能滿足電纜測(cè)試的需要。要因要因確認(rèn)五：定點(diǎn)設(shè)備存在盲區(qū)定點(diǎn)儀測(cè)試直埋電纜示意圖圖中紅色圈為故障點(diǎn)，故障點(diǎn)放電聲波呈放射狀，可以被地面的儀器接收。結(jié)論：可以準(zhǔn)確定位地面定點(diǎn)設(shè)備電纜定點(diǎn)儀測(cè)試穿管電纜示意圖圖中紅色圈為故障點(diǎn)，藍(lán)色線條為聲波折射信號(hào)，由于電纜護(hù)管

12、的的存在聲波呈不規(guī)則折線傳播，聲音信號(hào)無(wú)法接受。結(jié)論：不能準(zhǔn)確定位地面定點(diǎn)設(shè)備電纜護(hù)管電纜要因現(xiàn)有的電纜定位設(shè)備對(duì)于直埋電纜效果較好，但對(duì)于穿管電纜無(wú)法精準(zhǔn)定位。要因確認(rèn)六：定點(diǎn)方法單一現(xiàn)有的定點(diǎn)方法是聲測(cè)法，方法單一也直接導(dǎo)致了定點(diǎn)誤差過(guò)大。要因要因確認(rèn)七：外部接線復(fù)雜非要因小組經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有因外部接線復(fù)雜而造成延誤故障查找。要因確認(rèn)八：惡劣天氣影響天氣因素具有突發(fā)性和不可控的特點(diǎn)。非要因要因確認(rèn)九：噪音干擾非要因由于配電線路的電纜多敷設(shè)在城區(qū)道路附近，所以外界噪音較大，給電纜的定點(diǎn)造成一定困難。但由于電纜故障點(diǎn)放電聲音具有較強(qiáng)的穿透力，如果測(cè)試人員采用頭戴式耳機(jī)分辨，是可以準(zhǔn)確定位的。

13、要因確認(rèn)十：相鄰各種管線城區(qū)地下各種管線錯(cuò)綜復(fù)雜，給故障電纜的挖掘工作帶來(lái)很大困難，但是此因素不是小組成員能夠解決的。非要因通過(guò)要因確認(rèn)我們可以得出，造成故障定位誤差的主要原因有以下幾點(diǎn)：1、定點(diǎn)儀持續(xù)使用時(shí)間短3、定點(diǎn)方法單一2、定點(diǎn)設(shè)備存在盲區(qū)七：制定對(duì)策：（一）、對(duì)策的評(píng)價(jià)選定 為了制定出最經(jīng)濟(jì)、最有效的對(duì)策，小組成員召開(kāi)了頭腦風(fēng)暴會(huì)議，針對(duì)每條要因都提出了多種對(duì)策，并對(duì)每種都進(jìn)行了評(píng)價(jià)選擇，如下：序號(hào)要因?qū)Σ叻桨冈u(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)得分是否采用難易度0.1經(jīng)濟(jì)性0.2需用時(shí)間0.2預(yù)計(jì)效果0.51定點(diǎn)儀持續(xù)使用時(shí)間短1、更換定點(diǎn)儀3.82、更換電池4.42定點(diǎn)設(shè)備存在盲區(qū)1、更換進(jìn)口設(shè)備3.6

14、2、改進(jìn)定點(diǎn)設(shè)備4.23定點(diǎn)方法單一1、購(gòu)置新型設(shè)備2.62、探索一種新方法4.4（5分） （3分） （1分） 制表：李國(guó)成 日期：2005年3月4日 （二）、制定對(duì)策表 對(duì)策選定后，小組成員又運(yùn)用各自的技術(shù)、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)討論制定了對(duì)策表如下：對(duì) 策 表序號(hào)要 因?qū)Σ吣繕?biāo)措施實(shí)施人完成日期1定點(diǎn)儀持續(xù)使用時(shí)間短更換電池持續(xù)使用3小時(shí)1、 查看電池容量2、 更換新電池王新孚李慶民李國(guó)成韓永孫波2005/6/302定點(diǎn)設(shè)備存在盲區(qū)改進(jìn)定點(diǎn)設(shè)備定點(diǎn)時(shí)間縮短到3小時(shí)研制一種基于磁場(chǎng)變化定點(diǎn)的新型設(shè)備。郭東升劉鵬李小龍2005/6/303定點(diǎn)方法單一探索新方法定點(diǎn)誤差1.5米以內(nèi)發(fā)明一種新的定點(diǎn)

15、方法郭東升韓永卞瑞濤2005/6/30制表：韓勇 制表時(shí)間：2005.3.20八：對(duì)策實(shí)施：對(duì)策實(shí)施一：定點(diǎn)儀持續(xù)使用時(shí)間短現(xiàn)有的T-504型定點(diǎn)儀購(gòu)置于1999年，由于長(zhǎng)時(shí)間使用內(nèi)部電池老化，造成持續(xù)使用時(shí)間短，小組成員核對(duì)了電池型號(hào)后與廠家進(jìn)行了聯(lián)系，重新購(gòu)買了新電池并進(jìn)行了更換，經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)試，更換電池后的定點(diǎn)儀持續(xù)使用時(shí)間達(dá)到三小時(shí)，可以滿足測(cè)試的需要。老化的電池組新更換的電池組對(duì)策實(shí)施二：定點(diǎn)設(shè)備存在盲區(qū)通過(guò)要因確認(rèn)可以看出對(duì)于穿管電纜的故障聲測(cè)法已經(jīng)不能滿足故障電纜定位的需要，在小組成員的測(cè)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)聲音信號(hào)無(wú)法穿透PVC護(hù)管，但磁場(chǎng)信號(hào)是可以傳到地面上的，由于原有定點(diǎn)設(shè)備只能對(duì)

16、磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行初步判斷，無(wú)法對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)精準(zhǔn)分析。我們采用示波器對(duì)故障點(diǎn)附近的磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行放大，如下圖：故障點(diǎn)前的波形故障點(diǎn)后的波形通過(guò)示波器我們發(fā)現(xiàn)，故障點(diǎn)前后磁場(chǎng)的極性是相反的，如果用一種磁場(chǎng)信號(hào)探測(cè)裝置，對(duì)故障電纜沿線進(jìn)行磁場(chǎng)信號(hào)極性及信號(hào)幅值進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)極性和幅值的變化，就可以確定故障點(diǎn)的方向和具體位置。這種方法我們稱為“同步磁場(chǎng)定向定位法”。依據(jù)這種方法，小組成員與廠家聯(lián)合研究制作了一種新型的以磁場(chǎng)變化為主要判斷依據(jù)的定點(diǎn)設(shè)備DLD-201。2005年8月該設(shè)備研制成功并申請(qǐng)了國(guó)家專利，下面是一次查找故障點(diǎn)實(shí)例：2005年9月22日，馬尚變10Kv華光線電纜故障，該電纜為穿

17、管電纜全長(zhǎng)350米，故障測(cè)距為140米，采用老式定點(diǎn)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法定點(diǎn)，采用同步磁場(chǎng)測(cè)量裝置進(jìn)行定點(diǎn)，在電纜始端施加一個(gè)高壓脈沖信號(hào)，用DLD-210測(cè)量裝置沿電纜路徑查找，在142米處，有一明顯的方向變化，如圖所示，開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在142.8米處。故障定點(diǎn)一次成功，查找故障用時(shí)2小時(shí)，定位誤差0.8米。故障定位示意圖活動(dòng)后：通過(guò)新設(shè)備的應(yīng)用，故障查找時(shí)間縮短到2小時(shí)。對(duì)策實(shí)施三：定點(diǎn)方法單一當(dāng)出現(xiàn)電纜故障時(shí)，故障點(diǎn)放電，放電聲沿電纜護(hù)管傳播，定點(diǎn)儀在地面是無(wú)法監(jiān)聽(tīng)的，但是電纜在敷設(shè)過(guò)程中每隔50-80米預(yù)留一個(gè)觀察井，在觀察井內(nèi)的電纜護(hù)管出口處是可以聽(tīng)到放電聲的，小組成員利用這一點(diǎn)，研究了

18、一套計(jì)算公式：1#井2#井t1t2L1L2定點(diǎn)儀定點(diǎn)儀tLt1/t2=L1/L2L= L1+L2說(shuō)明：圖中紅色點(diǎn)為故障點(diǎn)。t為聲波從1#井穿到2#井的時(shí)間L為1#井到2#井的總長(zhǎng)t1為故障點(diǎn)放電聲傳到1#井口的時(shí)間。t2為故障點(diǎn)放電聲傳到2#井口的時(shí)間。L1為故障點(diǎn)距1#井口的距離。L2為故障點(diǎn)距2#井口的距離我們只要求出L1或L2的值就可以知道故障點(diǎn)距井口的距離。 公式中L、t1、t2都可以通過(guò)測(cè)量得知，所以通過(guò)這個(gè)方法可以準(zhǔn)確的查出故障點(diǎn)的具體位置。下面請(qǐng)看一個(gè)故障實(shí)例：2005年9月8日，馬尚變電站10Kv世瑞線電纜故障，該電纜為穿管電纜全長(zhǎng)643米，故障測(cè)距結(jié)果為141米，現(xiàn)場(chǎng)查找，在

19、130米和180米處，有兩個(gè)電纜井，打開(kāi)進(jìn)入后，能夠聽(tīng)到電纜放電，將定點(diǎn)儀放置電纜上，如圖所示，在130米處井，測(cè)試到的聲音波形距離零點(diǎn)7*0.2毫秒，在180處井測(cè)試，聲音波形距離零點(diǎn)17*0.2毫秒，實(shí)際測(cè)量?jī)删g的距離為47米，按照7：17=x:(47-x)，計(jì)算得出x=13.7米。在143.7米處開(kāi)挖，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在143.2米處，故障定位誤差0.5米?；顒?dòng)后：通過(guò)采用新方法，故障定位精度可以控制在1.5米以內(nèi)。九：效果對(duì)比及效益分析：（一）、檢查效果：我們對(duì)2005年7-9月間發(fā)生的10kv穿管電纜故障定位誤差進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)下表：2005年7-9月10kv穿管電纜故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)故障線

20、路電纜全長(zhǎng)(m)故障定位距離(m)實(shí)際故障點(diǎn)距離(m)故障點(diǎn)誤差(m)1華光線350142142.80.82理工線765342343.21.23世瑞線643143.7143.20.54張房線86026626515文化線536211211.60.6平均誤差0.82米/次統(tǒng)計(jì)：李小龍 制表：韓勇 日期：2005.9通過(guò)對(duì)策實(shí)施提高了穿管電纜故障定位精度，故障定位誤差由原4.5米/次縮短為0.82米/次，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。（二）、效益分析1、經(jīng)濟(jì)效益：2005年7-9月共發(fā)生10kv電纜故障5起，平均每起故障縮短停電時(shí)間4小時(shí)，按每條線路平均負(fù)荷4800kw計(jì)算，得出以下結(jié)果：序號(hào)經(jīng)濟(jì)效益分析1同時(shí)期

21、減少損失電量5起故障4800kw4小時(shí)=96000KWh2每千瓦時(shí)電量電價(jià)收入按0.52元計(jì)算，避免因停電造成的經(jīng)濟(jì)損失為96000KWh0.52元/KWh=49920元3本次活動(dòng)的費(fèi)用為：4000元（材料費(fèi)）+ 1000元（人工費(fèi)） = 5000元4同時(shí)期減少經(jīng)濟(jì)損失合計(jì)49920元5000元 = 44920元核算李國(guó)成復(fù)核郭東升審批王新孚時(shí)間2005-102、無(wú)形效益分析（1）提高了供電可靠性，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)供電能力，保證了用戶的正常用電，有利于我供電公司在社會(huì)中樹(shù)立良好的企業(yè)形象。（2）本課題具有推廣價(jià)值，已經(jīng)在淄博供電公司推廣應(yīng)用。并通過(guò)電纜故障測(cè)試儀的生產(chǎn)廠家在全國(guó)進(jìn)行推廣，取得了較好的反響。（3）小組與廠家研制的“