國網(wǎng)福建省供電有限公司石獅市供電公司一種低壓線路故障指示裝置的研制創(chuàng)新型

第-第--頁一種低壓線路故障指示裝置國網(wǎng)福建電力有限公司石獅市供電公司創(chuàng)客QC小組一、小組概況表1創(chuàng)客QC小組簡介表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年4月15日小組名稱國網(wǎng)福建省電力有限公司石獅市供電公司創(chuàng)客QC小組成立日期2017年4月15日課題名稱一種低壓線路故障指示裝置的研制課題類型創(chuàng)新型組長洪心愿活動日期2018年4月16日至2018年12月31日注冊日期2018年4月16日小組人數(shù)9人注冊編號閩電質[2018]924號活動次數(shù)18次QC教育時間20小時以上姓名性別文化程度職稱組內(nèi)職務組內(nèi)分工洪心愿男大專助理工程師組長全面負責，提出方案，制定對策表林世民男本科高級工程師組員選擇課題，選擇方案并確定最佳方案蔡劍福男本科工程師組員QC教育，技術指導，標準化蔡凌琳男本科助理工程師組員目標值設定和目標可行性分析蔡金堆男?？浦砉こ處熃M員對策實施，總結及今后打算賴曉瓊男本科助理工程師組員對策實施，效果檢查確認張家陽男本科助理工程師組員專利查新，效果檢查確認張梅仙女本科工程師組員對策實施，QC發(fā)布葛建偉男碩士工程師組員對策實施，PPT制作表2創(chuàng)客QC小組成員表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年4月16日二、課題選擇1.問題提出2017年11月15日12:41分,厝仔村多位客戶致電95598反映多戶沒電，搶修人員現(xiàn)場檢查為新投運的厝仔村#9公用變0.4kV422空氣開關跳閘，搶修人員對臺區(qū)低壓線路巡視無異常后對422開關進行試送電,線路恢復正常供電；11月30日10：01分客戶再次致電95598反映多戶沒電，搶修人員現(xiàn)場檢查仍為厝仔村#9公用變0.4kV422空氣開關跳閘對臺區(qū)低壓線路巡視無異常后試送422開關恢復正常供電，供電所分析可能是新埋設的地埋電纜故障，2017年12月6日辦理工作票對422開關至6609-B01桿段低壓電纜做電纜預防性試驗（停電時長2小時50分），經(jīng)檢測電纜正常；2018年1月30日再次停電更換厝仔村#9公用變0.4kV422開關故障才最終排除(故障原因為開關本體故障),期間2018年1月18日9:28分厝仔村#9公用變0.4kV422開關又跳閘一次。同樣的問題也發(fā)生在古宅村#2公用變,2018年01月27日、2018年01月30日二次開關跳閘，直至2018年2月2才停電更換古宅村#2公用變422開關并對所接的電纜進行絕緣搖測才排除故障。未能及時判斷是開關故障還是低壓線路或電纜故障，導致公用配變頻繁停電及停電時間偏長的問題多次發(fā)生影響供電可靠性，進而造成客戶的頻繁停電投訴。福建省電力系統(tǒng)內(nèi)兄弟單位也發(fā)生類似問題,為此國網(wǎng)福建電力有限公司技術監(jiān)督領導小組辦公室和國網(wǎng)福建電力有限公司電力科學研究院聯(lián)合發(fā)出一期的技術監(jiān)督簡報對該問題進行分析。圖1技術監(jiān)督簡報截圖拍攝人：洪心愿拍攝日期：2018年11月20日2.問題分析對于普通低壓空氣開關的跳閘問題目前常用的處理方法為排除法。第一步是在開關跳閘后對開關后段線路巡視，巡視無異常后對開關進行試送電，如送電成功則進一步檢查開關的電流電壓等參數(shù)判斷是否為過負荷或其他原因；如開關無法合閘或合閘后馬上跳閘則進行第二步：開工作票斷開開關后的線路，對開關進行試送，若開關無法合閘則判斷為開關故障，如開關可以合閘但帶負荷后又出現(xiàn)跳閘的情況則判斷為開關后段線路故障。第三步：若開關故障則更換開關，如是開關后段線路故障則須重新辦理工作票對后段的線路作進一步的故障查找。但以上方法對于偶發(fā)性故障無法判斷，且如要判斷開關或開關后段是否發(fā)生故障需停電且耗時較長。表3石獅公司2017年低壓故障查找時長統(tǒng)計表制表人：洪心愿制表日期：2018年4月16日3.查新并確定課題從以上問題分析可知，如能研制一種低壓線路的故障指示裝置，迅速確定并判斷故障區(qū)段，找出故障點將極大的縮短故障的查找時間，提升搶修速度，縮短故障的停電時間，提升電力客戶的用電滿意度。為確保不會重復制作，小組成員在中華人民共和國國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)站查詢了專利，并未查詢到低壓線路故障指示裝置的相關專利。圖2專利查詢結果載圖截圖人：張家陽截圖日期：2018年4月16日因此小組確定此次QC活動課題為：一種低壓線路故障指示裝置的研制一種低壓線路故障指示裝置的研制活動計劃課題選擇確定后，課題小組討論編制了活動計劃表如下表4活動計劃和實際進度表制表人：蔡劍福制表日期：2018年4月16日階段項目進度月份2018年4月2018年5月2018年6月2018年7月2018年8月2018年9月2018年10月2018年11月2018年12月P選擇課題設定目標提出方案方案選擇制定對策D對策實施C效果檢查A標準化總結打算計劃進度:實際進度:四、目標設定及可行性分析1、目標設定：經(jīng)過小組成員共同討論我們確定本次活動目標：目標1：短路故障正確指示率100%；目標2：故障查找時間由原來170分鐘降低為85分鐘。要求在2018年9月下旬完成低壓線路故障指示裝置的研制，且在11月底完成效果確認。圖3活動目標圖制圖人：張梅仙制圖日期：2018年5月10日2、可行性分析：（1）目標值分析:目前10kV線路已有各種類型的線路故障指示裝置且故障指示器的正確動作率均較高；參照類似原理研制0.4kV低壓線路故障指示裝置成功的可能性較高；其次故障指示裝置正確指示故障區(qū)段，查找故障的范圍將縮小一半以上，因此查找故障的時間降低一半是有可能的實現(xiàn)的。（2）技術條件分析，元器件的網(wǎng)絡交易平臺發(fā)達，所需的元器件采購方便，供電所加工元件及組裝設備所需的各種工具齊全，石獅供電公司有配電實訓基地具備試驗的條件。圖4網(wǎng)絡采購平臺截圖截圖人：張梅仙截圖日期：2018年5月10日（3）人員能力分析，本小組常年開展QC活動，有豐富的經(jīng)驗，小組成員既有現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的技師，又有設計經(jīng)驗豐富的高級工程師，在人員配備及專業(yè)技術知識上都有實現(xiàn)目標的條件，先后有新型接戶管、低壓斷路器防誤操作裝置、變壓器線夾超溫報警裝置和單梯防滑裝置的研制成功案例，完成以上目標是有可能的。通過以上分析小組成員認為目標具有可行性。圖5小組成果獲獎截圖制圖人：洪心愿截圖日期：2018年5月10日五、提出方案并確定最佳方案(一)設計需求課題經(jīng)過目標設定及可行性論證，小組認為，要實現(xiàn)目標，低壓線路故障指示裝置至少具備三個功能，一是能夠實現(xiàn)短路故障報警；二是能夠實現(xiàn)線路過載停電報警；三是故障排除后指示器自動復歸功能為下次指示做準備。為此，小組進行了對應的需求分析，如表5所示表5低壓線路故障指示裝置功能需求分析表制表人：張家陽制圖日期：2018年6月7日序號實現(xiàn)功能效果1裝置能正確識別短路故障，在合閘勵磁涌流及其他系統(tǒng)波動時不誤動2裝置能正確識別線路過載，大負荷啟動時不誤動3裝置動作后能在設定的時間完成自動4裝置就地指示方式具有全方位進行觀察的功能5根據(jù)不同過載電流能發(fā)出不同的指示信號6裝置應具備能在線路不停電的情況安裝7裝置發(fā)出的故障指示應直觀、易判斷8裝置具有可靠、實用、安全性好等優(yōu)點（二）提出總體方案為了研制出一種低壓線路故障指示裝置,小組成員運用“頭腦風暴法”,充分發(fā)揮全體成員的創(chuàng)新思維，針對研制什么類型的低壓線路故障指示裝置提三種方案，并用親和圖歸納整理。組合式線路故障指示裝置每相架空導線安裝一個電流互感器每相互感器通過導線與桿上故障指示器連組合式線路故障指示裝置每相架空導線安裝一個電流互感器每相互感器通過導線與桿上故障指示器連接桿上安裝一個故障指示器集中顯示各相故障每相架空導線安裝一個無線故障報警裝置無線報警裝置將故障信息傳送至桿上集中器集中器通過無線通訊將故障信息傳送至主站遠程報警式故障指示裝置低壓線路故障指示裝置類型線路故障指示裝置的實用性在實踐中得到體現(xiàn)要多做試驗積極與外界進行溝通交流和推廣。多進行改進，要使用其實用又安全。研制低壓線路故障指示裝置，提升低壓線路故障查找的效率，迅速隔離故障，讓燈先亮起來提供技術支持。爭取能申請為我們的專利產(chǎn)品獨立式線路故障指示裝置獨立式線路故障指示裝置每相架空導線安裝一個故障指示裝置各相故障指示裝置獨立指示本相線路故障就地指示故障點至電源側的故障情況圖6低壓線路故障指示裝置類型親和圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年6月7日（三）方案對比選擇根據(jù)對三種研發(fā)方案，從可行性、經(jīng)濟性、有效性、研發(fā)周期、實施難點等進行論證分析，如表6所示：表6低壓線路故障指示裝置初選方案對比分析表制表人：張家陽制圖日期：2018年7月16日方案方案一：組合式線路故障指示裝置方案二：遠程報警故障指示裝置方案三：獨立式低壓線路故障指示裝置差異化描述每相架空導線上安裝一只電流互感器，電流互感器通過導線與安裝于桿上配電箱內(nèi)的故障指示器連接,故障指示器根據(jù)判斷是否故障,并發(fā)出相應的就地故障指示。每相架空導線安裝-個無線故障報警裝置,無線報警裝置將每相故障信息傳送至桿上集中器,集中器通過無線通訊網(wǎng)絡將故障信息傳送至主站。每相架空導線安裝一個故障指示裝置，各相故障指示裝置獨立指示本相線路故障，線路發(fā)生故障時故障點至電源側故障指示裝置發(fā)出相應故障指示?？尚行酝ㄟ^測量各相的電壓電流及突變時間判斷故障類型通過測量各相的電壓電流及突變時間判斷故障類型通過測量各相的電壓電流及突變時間判斷故障類型經(jīng)濟性每套價格1800元成本高每套價格5000元,且每月需交納通訊費每套價格160元有效性可實現(xiàn)故障就地指示可實現(xiàn)故障就地指示及遠程故障信息上報可實現(xiàn)故障就地指示實施難點適用性差，報警電源為交流220V,故障越級跳閘時自身電源被斷開無法指示，需與開關箱配合使用,不便于推廣需另外建專用的業(yè)務主站,且每月需交納通訊費用不適用于低壓配網(wǎng)點多面廣的特點，不便于推廣無需對線路進行改造,適用于低壓配網(wǎng)點多面廣,目前市面上無銷售應自行制作并完成相關測試工作?？偨Y裝置的研制方案要求性能穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟、安裝使用方便、便于實施推廣應用，因此選擇方案三為最佳的研制方案。結論不采用不采用采用（四）方案逐級分解1.方案Ⅰ級分解通過對低壓線路故障指示裝置所要實現(xiàn)功能的分析，對方案進行了Ⅰ級分解，分為三大部分：裝置機構、檢測控制單元、故障指示部分。低壓故障指示裝置系統(tǒng)圖如下：圖7方案I級分解系統(tǒng)圖制圖人：張梅仙日期：2018年7月25日2.方案Ⅱ級分解及方案Ⅲ分解通過對各功能模塊進行分析，得出了設計的第Ⅱ級分解及第Ⅲ級分解，見圖8所示，并對各功能模塊進行優(yōu)選。圖8方案Ⅱ級分解和Ⅲ級分解圖制圖人：張梅仙日期：2018年7月25日1.1裝置機構部分1.1.1裝置固定形式線路故障指示裝置通過卡線裝置，將故障指示裝置固定在導線上，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了三種方案加以比較，如表7所示。表7故障指示裝置的固定形式細化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年8月3日裝置固定方式三種備選方案方案一：卡線式方案二：壓簧式方案三：螺栓式圖示結構結構復雜,有固定鐵芯,卡位凳,限位登,活動鐵芯,支撐彈簧,限位片,拉簧,手柄等構成結構簡單,只有固定鐵芯和壓簧組成結構簡單,由U型鐵,固定螺栓、調節(jié)螺栓及保護塹組成適用線徑35~400mm16~400mm25~400mm安裝方便性安裝方便，不用借助工具，先拉出活動鐵芯，將導線套入指示器的卡位登，下壓支撐彈簧到位后，松開活動鐵芯，利用支撐彈簧固定好導線。安裝方便，不用借助工具，將兩個壓簧向外拉開，套入導線，松開壓簧，指示器即固定好。安裝步驟復雜，安裝前要將U型鐵先從指示器上拆除，將導線卡入指示器和U型鐵之間，接著將U型鐵固定在指示器上，最后使用螺絲刀旋緊調節(jié)螺栓將緊線器固定牢固。牢固性螺旋彈簧彈性較小,牢固性一般壓簧彈性大,安裝牢固性高安裝牢固適中,安裝牢固性適中安全性構件多，部分構件易損壞后易造成指示器掉落構件少，安裝牢固不易滑動或脫落螺母易掉落，且調節(jié)螺栓力道調節(jié)不好易損傷導線價格5.7元2.2元4.8元總結故障指示裝置固定形式主要考慮安全性、牢固性、通用性、及安裝方便性等方面，壓簧式固定方式的綜合指標最高。經(jīng)評估，小組決定采用方案二中的壓簧式。選定方案不采用采用不采用1.1.2裝置機殼類型線路故障指示裝置的機殼，是故障指示故障指示裝置的重要部分，用于安置故障指示裝置的檢測控制單元及故障指示部分，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了兩種方案加以比較，如表8所示。表8故障指示裝置的機殼類型細化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年8月3日裝置機殼類型兩種備選方案方案一：PVC長方體形方案二：PVC圓柱球形圖示風動性有棱角,風的受力面大,在架空線路上安裝易被風吹動,接觸點與導線的磨擦大外形圓滑,風的受力面小,在架空線路上安裝不易被吹動,接觸點與導線摩擦小排污性能有棱角,易沾染灰塵,自潔力差,灰塵不易掉落,較易被沾污,無法保持潔凈圓滑,不易沾染灰塵,自潔力好,在雨水的幫助下灰塵易被沖洗,保持潔凈適用性長方體只適用于光電顯示的報警方式圓柱體機械翻牌報警及光電顯示均可適用透光性好好價格3元/個4元/個總結通過對兩個方案的分析比較，PVC圓柱球形,因外形圓滑,不易積灰塵自潔力好,適用性廣能同時滿足機械翻牌及光電報警顯示方式，故小組決定采用方案二PVC圓柱球形。選定方案不采用采用2.2檢測控制單元2.2.1電路主板模塊檢測控制單元的電路主板模塊包括交流鐵芯線圈、檢測控制電器、直流鐵芯線圈，信號檢測、模數(shù)轉換、微控制器、驅動電路等是線路故障指示裝置的核心部件，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了兩種方案加以比較，如表9所示。表9故障指示裝置電路主板模塊細化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2017年8月8日電路主板模塊兩種備選方案方案一：全破纖綠油板方案二：印刷電路板圖示差異化分析按照標準IC間距（2.54mm）布滿焊盤、可按自己的意愿插裝元器件及連線的印制電路板。設計主要是版圖設計，板的尺寸根據(jù)所選元器件布局后總面積及最大管腳尺寸而定。價格15元55元實施難度(1)初步確定電源、地線的布局(2)考慮利用元器件的引腳(3)考慮利用排針(4)考慮充分利用板上的空間總結：實施效果復雜(1)標準化設計，易互換(2)繪制原理圖(3)利用protelDXP布置PCB總結：實施效果良好安全性電路容易氧化電路不易氧化調試方便性發(fā)現(xiàn)錯誤后需設置跳線前期設計原理圖需檢查美觀性(1)體積較大(2)焊接氧化后焊盤易失去光澤總結：焊接不美觀(1)設計上可以標準化，利于互換(2)布線密度高，體積小，重量輕(3)利于電子設備的小型化總結：焊接美觀總結由于電路板的安全性、實施效果、美觀性均要求嚴格，方案二雖然價格較貴，但滿足核心要求，選為最佳。選定方案不采用采用2.2.2裝置工作電源工作電源是故障指示裝置檢測及發(fā)生故障指示的基礎保證，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了四種方案加以比較，如表10所示。表10故障指示裝置電路主板模塊細化方案比較表制表人：賴曉瓊制表日期：2017年8月11日工作電源四種備選方案方案一：太陽能及電池復合供電方案二：風力發(fā)電機電池復合供電方案三：線路感應及電池復合供電方案四：鋰電池供電圖示體積160×90mm158×100mm40×40mm25×25mm安全性同等發(fā)電容量時體積大,在架空線路上受風面積大導致故障指示裝置安裝在安裝點受力大易發(fā)生松脫或造成導線斷線靠風力發(fā)電,故障指示裝置與導線固定點受力大,特別是大風天氣會加大導線的振動,易導致導線斷線事故發(fā)生電磁振蕩回路的鐵芯和感應線圈及采樣線圈,并聯(lián)接由電容和穩(wěn)壓管組成的整流電路及儲存電路,直接從所在線路感應取電鋰電池直接供電,電壓穩(wěn)定,安全性高穩(wěn)定性穩(wěn)定性差,易受環(huán)境及天氣影響,在平整多塵環(huán)境及太陽日照不好時發(fā)電效率低穩(wěn)定性差,易天氣影響,微風或無風天氣時發(fā)電效率低穩(wěn)定性好,不受環(huán)境及天氣影響,只要線路有電流經(jīng)過就能提供穩(wěn)定電壓穩(wěn)定性好,不受環(huán)境及天氣影響壽命8年6年10年2.5年價格50元32元28元5元實施難度難度系數(shù)3：根據(jù)所需的電壓及電流設計選擇太陽能電池板的面積組裝,焊接并整流穩(wěn)壓及充放電路的制作難度系數(shù)2：安裝發(fā)電機及風葉,配合整流穩(wěn)壓及充放電電路制作難度系數(shù)4：根據(jù)線路的電壓設計及裝置電路的工作電流設計電磁振蕩電路、穩(wěn)定及整流及儲存電路制作難度系數(shù)1：實施簡單：根據(jù)裝置的工作電壓及電流直接選購及組裝電池總結可靠的工作電源模塊是裝置工作的前提，綜合考慮體積、安全性、穩(wěn)定性和壽命等方面要求。經(jīng)評估，小組決定采用方案三中的線路感應及電池復合供電。選定方案不采用不采用采用不采用2.3故障指示部分2.3.1故障指示方式線路故障發(fā)生后，故障指示裝置應及時正確的發(fā)出故障指示，故障指示信號應簡單明了便于巡視人員做出正確的判斷，經(jīng)小組成員研究討論，共提出了三種方案加以比較，如表11所示。表11故障指示裝置故障指示部分細化方案比較表制表人：張梅仙制表日期：2017年8月15日故障指示部分三種備選方案方案一：光電顯示方式方案二：機械翻牌指示方案三：機械光電復合圖示實施難度結構簡單,只有控制啟動電路及發(fā)光指示燈結構相對復雜,有控制啟動電路及翻牌驅動線圈,翻牌機構結構較為復雜,除了控制啟動電路及翻牌驅動線圈,翻牌機構還有發(fā)光指示燈體積5×5×18mm65×65×30mm65×65×48mm白天效果在室外架空線路上指示不明顯,不易發(fā)現(xiàn)在室外架空線路上指示明顯,易發(fā)現(xiàn)室外架空線路上翻牌指示明顯,易發(fā)現(xiàn)夜晚效果光電指示明顯,易發(fā)現(xiàn)不易發(fā)現(xiàn),應借肋手電才能發(fā)現(xiàn)翻牌指示光電指示明顯,易發(fā)現(xiàn)壽命2萬小時3萬次3萬次+2萬小時能效0.36W0.10W0.25W價格0.2元2.2元2.4元總結故障指示裝置故障指示主要考慮指示效果、穩(wěn)定性、使用壽命、及能效等方面，機械光電復合式的綜合指標最高。經(jīng)評估，小組決定采用方案三中的機械光電復合。選定方案不采用不采用采用3.方案Ⅳ級分解對方案Ⅳ級分解如圖9所示。圖9方案Ⅳ級分解圖制圖人：張梅仙制圖日期：2018年8月15日3.1機械光電復合指示的指示燈選擇小組根據(jù)實際需求，設計出了普通發(fā)光二極管與LED發(fā)光指示燈，分別對其穩(wěn)定性和優(yōu)缺點進行現(xiàn)場試驗。試驗結果如表12。表12裝置故障光電指示燈細化方案比較表制表人：張梅仙制表日期：2018年8月15日指示燈兩種備選方案方案一：普通發(fā)光二極管方案二：LED發(fā)光指示燈圖示發(fā)光角度≥120?！?50。色差單個亮度小，易出現(xiàn)色差純色亮度高，無色差體積5×18mm5×12mm光亮度≥5cd/m2≥80cd/m2價格0.1元/個1.5元/個壽命2萬小時10萬小時散熱能力通過光腳散熱，散熱面積小，長時間會造成光衰減現(xiàn)象散熱面積大，冷性發(fā)光，穩(wěn)定性強焊接5秒內(nèi)焊接完成5秒內(nèi)焊接完成總結通過對兩個方案的分析比較，貼片式LED發(fā)光亮度更大，壽命更長，更易于施工，故小組決定采用方案二中的LED指示燈。選定方案不采用采用（五）確定最佳方案小組經(jīng)過逐步試驗與分析，小組確定了實現(xiàn)目標的最佳方案，如圖10所示。圖10最佳方案圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年8月15日制定對策表確定完最佳方案后，小組將研發(fā)方案提交本單位營銷部專業(yè)技術負責人及安全監(jiān)察部技術負責人審核，得到了審核通過，如圖11所示。圖11生產(chǎn)工具技術方案審查圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年8月20日接下來，小組制定了詳細的對策實施表，明確各個對策的目標和措施，并確定了負責人及完成時間。如表13所示。表13對策實施計劃表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年8月20日課題方案一種低壓線路故障指示裝置的研制序號對策目標措施地點完成時間負責人1原理設計及實物布局功能結構及方案原理合理、操作流程清晰1.設計故障指示裝置的功能結構圖2.及原理設計圖；3.設計原理流程圖4.繪制外觀結構圖。永寧所辦公室2018.9洪心愿蔡劍福2購置元器件1.所購各元件參數(shù)符合要求；2.元器件的購置完成率達100%1.制定購置計劃，采用網(wǎng)購或聯(lián)系廠家方式進行采購。2.核準元器件數(shù)量、型號及參數(shù)。永寧所2018.9蔡金堆葛建偉3電路焊接、編程及功能電路檢測1.完成元器件的焊接和CPU編程;2.虛焊點個數(shù)為0；3.調試正確率100%1.繪制電路圖并仿真；2.制作PCB電路板；3.采用C語言編程；4.驗證并調試電路功能。永寧所創(chuàng)新工作室2018.9林世民賴曉瓊4整體組裝與調試1.內(nèi)部元器件布置緊湊,功能齊全，滿足設計需求；2.短路故障停電指示正確率100%；3.過載停電指示正確率100%1.按圖組裝各元器件；2.進行故障指示裝置各項功能測試。永寧所創(chuàng)新工作室2018.9-11張家陽蔡凌琳對策實施（一）對策實施一：原理設計及實物布局1.設計低壓線路故障指示裝置的功能結構圖及原理設計圖（1）根據(jù)本次活動要實現(xiàn)的線路故障指示裝置短路及過載報警功能，小組首先繪制了工作原理邏輯圖，如圖12。圖12故障指示裝置工作原理邏輯圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年9月1日（2）對線路故障指示裝置的工作原理進行分析，小組得出了線路故障指示裝置的功能結構，并進行制圖描述，得出功能結構圖，如圖13所示。圖13故障指示裝置功能結構圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年9月3日（3）小組對線路故障指示裝置的功能進行分析、解刨，提出了實現(xiàn)該功能的總體及各部分設計，用Visio繪制出原理設計圖，如圖14所示。圖14故障指示裝置原理設計圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年9月5日(4)小組根據(jù)Visio繪制的方案原理。細分軟件編程步驟，如圖15所示。圖15單片機流程圖制圖人：蔡劍福制圖日期：2018年9月9日2.繪制外觀結構圖小組繪制出低壓線路故障指示器的外觀結構圖,如圖16所示：編號名稱1主體2卡凳3壓簧4指示體5立柱6LED發(fā)光燈圖16故障指示器的外觀圖制圖人：蔡劍福制圖日期：2018年9月10日3.效果檢查實施效果：經(jīng)小組多人復核后，原理設計清晰明朗，工作步驟清楚，符合本次課題的需求；檢測電路原理清晰，功能明確，可以實現(xiàn)對短路及過載停電的指示。（二）對策實施二：購置元器件1.制定元器件采購清單小組成員根據(jù)選定的方案討論并制定出了元器件采購清單，如表14所示。序號名稱規(guī)格型號單位需量價格(元)采購人員備注1單片機STM32F103VEH6個3042.00蔡金堆聯(lián)系供貨單位2PCB板38×45mm單面板塊3032.003LED發(fā)電管3V,5mm只1202.4葛建偉購買地點：電子城4電阻、電容-個若干11.005鋰電池CR2450-3V個305.006翻牌驅動線圈3V,Ф1.5×24mm個302.507短路傳感器感應線圈3V,Ф0.8×35mm個302.008取電電感線圈3V,Ф20×34mm個308.009頂針底座Ф2.0×3mm個300.35張家陽網(wǎng)上采購10頂針調節(jié)旋鈕Ф2.7×5mm個300.7511翻牌頂針Ф2.7×19mm個301.0012永久磁鐵Ф2.8,4×14mm個300.8013壓簧插銷Ф4.3×40mm個601.5014壓簧Ф60，44×42mm個602.0015立柱Ф50，19×61×12mm個603.0016紅白半球翻牌Ф65×45mm套301.2017U型底座Ф69×65mm個302.9018馬鞍卡凳13×43×12mm個300.8019透明PVC殼體Ф74×95mm個303.5020密封防水膠千克1025.00表14元器件采購清單制表人：張家陽制表日期：2018年9月11日2.效果檢查元器件購置完成后，為保證所購元器件規(guī)格型號、參數(shù)、數(shù)量均正確無誤，特安排專人進行核準，統(tǒng)計如表15所示。表15元器件檢查統(tǒng)計表制表人：張家陽制表日期：2018年9月17日序號名稱規(guī)格型號是否正確參數(shù)是否滿足數(shù)量是否滿足元器件采購完成率檢查人員1單片機√√√完成率100%洪心愿2PCB板√√√3LED發(fā)電管√√√完成率100%賴曉瓊4電阻、電容√√√5鋰電池√√√6翻牌驅動線圈√√√7短路傳感器感應線圈√√√8取電電感線圈√√√9頂針底座√√√完成率100%張家陽10頂針調節(jié)旋鈕√√√11翻牌頂針√√√12永久磁鐵√√√13壓簧插銷√√√14壓簧√√√15立柱√√√16紅白半球翻牌√√√17U型底座√√√18馬鞍卡凳√√√19透明PVC殼體√√√20密封防水膠√√√實施效果：小組完成了所有元器件的購置，元器件參數(shù)均滿足要求。（三）對策實施三：電路焊接、編程及功能電路檢測1.小組根據(jù)原理圖繪制了電路的PCB圖，并完成了電路板的制作，如圖17所示：圖17電路板制作制圖人：蔡凌琳制圖日期：2018年9月20日2.小組采用IAR集成開發(fā)環(huán)境中進行程序源代碼的編寫和編譯，并通過JTAG接口實現(xiàn)成型下裝、調試等功能。C語言程序編寫如圖18所示：C語言程序C語言程序圖18編程語句制圖人：蔡凌琳制圖日期：2018年9月21日3.效果檢查（1）焊接完成后，小組對檢測回路進行測試。圖19檢測輸出電平信號制圖人：張家陽制圖日期：2018年9月22日在實驗室環(huán)境下，通過有無輸入電源兩種情景進行50次模擬測試，得出檢測回路的輸出電平信號。表16輸出穩(wěn)定率測試表制表人：賴曉瓊制表日期：2018年9月22日通過測試，可知電路板輸出穩(wěn)定率已可達100%。實施效果：經(jīng)小組多人復核，元器件無任何虛焊點，檢測回路輸出穩(wěn)定率達100%，實驗電路可靠。（四）對策實施四：整體組裝與調試1、小組開始按圖組裝各元器件。根據(jù)安裝圖依次安裝了先進行了機械翻牌的組裝（紅白半球翻牌、翻牌頂針、頂針底座和頂針調節(jié)旋鈕），接著將翻牌部分與U型底座組裝在一起，然后將翻牌驅動線圈放入U型底座安裝孔內(nèi)，接著將電路板和電池放于驅動線圈上方；將短路傳感器感應線圈穿入鐵芯與兩根立柱安裝在一起；接頭將兩根立柱及線圈固定于U型底座上。最后將馬鞍卡凳安裝在立柱間，完成指示部分及電路板與底座的安裝。圖20故障指示裝置組裝圖制圖人：張家陽制圖日期：2018年9月22日將指示部分、電路板及底座套入透明PVC殼體內(nèi)；接著對透明PVC殼體內(nèi)進行密封防水膠的填充，密封膠填充后應讓故障指示裝置整體自然風干48小時。密封膠完全風干后，將壓簧安裝于故障指示裝置的立柱上，低壓線路故障指示裝置全部組裝完畢。如圖21所示：圖21故障指示裝置成品圖制圖人：張家陽制圖日期：2018年9月23日3、試驗檢測，完成低壓線路故障指示裝置研制后，參照《配電線路故障指示器技術條件》進行了6組模擬試驗。圖22故障指示裝置模擬試驗圖制圖人：張家陽制圖日期：2018年9月25日（1）小組在實驗室進行了模擬相間短路試驗，正常負荷電流為I1，相間短路故障使得負荷電流由I1突增為△I躍變至I2，經(jīng)過時間△t斷路器動作跳閘使得電流降為零，指示器動作，負荷電流變化過程及試驗數(shù)據(jù)如圖23所示。圖23相間短路故障負荷電流示意圖及試驗數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過相間短路試驗，發(fā)現(xiàn)低壓故障指示裝置對短路故障的正確動作率100%，性能穩(wěn)定。（2）小組在實驗室進行了模擬線路突合負載涌流試驗，電流從零突然增加至I1經(jīng)過△t后電流恢復為I2，指示器應不動作，電流變化過程及試驗數(shù)據(jù)如圖24所示。圖24線路突合負載涌電流示意圖及試驗數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過模擬線路突合負載涌流試驗，重復十次，故障指示裝置不誤動，正確動作率100%，性能穩(wěn)定。（3）小組在實驗室進行了模擬負荷瞬時突變試驗，電流從I1持續(xù)15s，然后突增到I2,持續(xù)△t后恢復為I1，指示器應不動作，電流變化過程及試驗數(shù)據(jù)如圖25所示。圖25負荷瞬時突變示意圖及試驗數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過模擬負荷瞬時突變試驗，重復十次，故障指示裝置不誤動，正確動作率100%，性能穩(wěn)定。(4）小組在實驗室進行了模擬人工投切大負荷試驗，線路電流I1持續(xù)15s，突增為I2后持續(xù)3s，然后下降為0，指示器應不動作，電流變化過程及試驗數(shù)據(jù)如圖26所示。圖26人工投切大負荷電流示意圖及試驗數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過模擬人工投切大負荷試驗，重復十次，故障指示裝置不誤動，正確動作率100%，性能穩(wěn)定。（5）小組在實驗室進行了模擬空載合閘勵磁涌流試驗，線路電流從0突增為I1后持續(xù)0.2s，然后下降為O，指示器應不動作，電流變化過程及試驗數(shù)據(jù)如圖27所示。圖27空載合閘勱磁涌流電流示意圖及試驗數(shù)據(jù)制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過模擬空載合閘勵磁涌流試驗，重復十次，故障指示裝置不誤動，正確動作率100%，性能穩(wěn)定。（6）小組在實驗室進行了模擬最小不動作電流試驗，線路電流為I1持續(xù)15s，然后突增為I2經(jīng)過△t后降為O，指示器應不動作，電流變化過程及試驗數(shù)據(jù)如圖28所示。圖28小負荷突變電流示意圖制圖人：賴曉瓊制圖日期：2018年9月25日通過模擬小負荷突變電流試驗，重復十次，故障指示裝置不誤動，正確動作率100%，性能穩(wěn)定。經(jīng)過6組模擬試驗，該低壓線路故障指示裝置在發(fā)生相間短路時正確動作率100%，在線路突合負載、負荷突變、大負荷投切、空載合閘及最小不動作電流均未發(fā)生誤動，故障指示裝置動作指示符合設計要求。效果檢查（一）QC活動成果前后對比低壓線路故障指示裝置研制成功后，經(jīng)報營銷部批準后在永寧鎮(zhèn)供電所的10個高故障的公用變臺區(qū)，的低壓分支線加裝低壓線路故障指示裝置，8處發(fā)生故障臺區(qū)的故障指示裝置均正確指示故障區(qū)段,未發(fā)生故障臺區(qū),故障指示裝置未發(fā)生誤動,故障指示正確率100%。表17低壓線路故障指示裝置安裝臺帳表制表人：張家陽制表日期：2018年11月15日圖29低壓線路故障指示裝置現(xiàn)場安裝細節(jié)圖制圖人：洪心愿制圖日期：2018年11月18日表18低壓線路故障指示裝置正確動作率統(tǒng)計表制表人：張家陽制表日期：2018年11月15日低壓線路故障指示裝置的故障正確指示率100%，達到了之前設定活動目標。圖30故障正確指示率活動前后對比制圖人：蔡凌琳2018年11月15日小組調查統(tǒng)計了10加裝低壓低壓線路故障指示裝置臺區(qū)，其中8個發(fā)生故障的臺區(qū)，開關跳閘后搶修人員到現(xiàn)場進行故障查找，平均故障的查找時間如表19。表19低壓線路故障指示裝置故障查找時間統(tǒng)計表制表人：張家陽制表日期:2018年11月15日平均故障查找時間由原來的170分鐘下降至39分鐘。圖31故障查找時間活動前后對比制圖人：蔡凌琳2018年11月15日經(jīng)過QC活動，小組圓滿完成設立