輸電線路新型防振錘的研制

1、山西電力 QC成果發(fā)表材料臨汾輸電 輸電線路新型防振錘的研制發(fā)表人：武愛民 師秋平山西省電力公司臨汾供電分公司輸電工區(qū)科技廠QC小組二OO四年十二月一、小組簡(jiǎn)介 （表1）小組名稱山西省電力公司臨汾供電分公司輸電工區(qū)科技廠QC小組課題類型創(chuàng)新型注冊(cè)日期2004年6月26日注冊(cè)號(hào)0414成立時(shí)間1996年2月活動(dòng)時(shí)間2004年7月12月組 長(zhǎng)吳萬軍出勤率100%課題指導(dǎo)李國(guó)光活動(dòng)課題輸電線路新型防振錘的研制序號(hào)姓 名年齡文化程度小組分工1吳萬軍39研究生組 長(zhǎng)2盧 鋼47大 專技術(shù)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)3裴 毅38大 本技術(shù)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)4李 勇41大 專研制、分析實(shí)施5李 霞42大 專研制、分析實(shí)施6武愛民36

2、大 本研制、分析實(shí)施7李三虎34大 專研制、分析實(shí)施8師秋平36大 專資料整理、記錄9李 濤31大 專實(shí) 施 記 錄二、 設(shè)備簡(jiǎn)介山西省臨汾輸電工區(qū)擔(dān)負(fù)著臨汾全區(qū)110kV500kV高壓輸電線路的運(yùn)行維護(hù)和檢修工作。管轄66條1500km輸電線路，4654基桿塔，防振錘的數(shù)量為54300個(gè)。防振錘主要適用于35kV500kV輸電線路導(dǎo)線和架空地線上，它的作用是當(dāng)導(dǎo)線或架空地線振動(dòng)時(shí)，懸掛在導(dǎo)線或架空地線上的防振錘相對(duì)運(yùn)動(dòng)吸收了導(dǎo)線的振動(dòng)能量，從而保護(hù)導(dǎo)線不會(huì)因外力振動(dòng)而發(fā)生故障。由此可見，防振錘是保障輸電線路安全運(yùn)行的一種重要金具。（見圖1）錘 體鋼絞線與錘體連接面導(dǎo)線或架空地線漏水孔鋼絞線（

3、圖1）導(dǎo)線或架空地線防振錘外觀簡(jiǎn)圖 三、 選題理由（一）問題的提出目前輸電線路上使用的鑄鐵式防振錘在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于各區(qū)域環(huán)境污染因素以及工農(nóng)業(yè)遺留物件等原因，使防振錘的氧化速度加快，從而產(chǎn)生銹蝕、掉頭、掛異物等缺陷（見圖2、3、4），導(dǎo)致防振錘作用消失，檢修率和故障率上升。（圖2）銹蝕（圖3）掉頭 （圖4）掛異物（二）鑄鐵式防振錘缺陷情況的調(diào)查分析2004年7月35日，我小組抽查了6條輸電線路（5月3日-6月30日）的缺陷報(bào)告記錄并調(diào)查分類匯總： 輸電線路缺陷調(diào)查統(tǒng)計(jì)表 （表2）線路名稱桿塔數(shù)防振錘數(shù)缺陷類型銹蝕掉頭掛異物辛村I支線68680181379劉北線37370672214霍洪線13

4、913902533516劉臺(tái)線1091090272422維焦線58580170-8九王線8383014414-合計(jì)49449401087150491286百分比22%3%1%缺陷率26%完好率74%依據(jù)統(tǒng)計(jì)表畫出餅分圖：（圖5）從餅分圖看出，輸電線路防振錘完好率僅為74%，缺陷率高達(dá)26%；提高防振錘的完好率刻不容緩。完好率 四、 設(shè)定課題目標(biāo)（一） 目標(biāo)值的確定防振錘的完好率由74% 提高到98%由柱圖顯示：（圖6）（二）目標(biāo)值分析1、公司要求輸電線路防振錘完好率98%；2、如果能研制出一種表面光滑且不生銹的防振錘，即可解決防振錘的銹蝕、掉頭、掛異物缺陷，使防振錘完好率98%。五、提出方案并

5、確定最佳方案（一）選擇新型防振錘材料1、我小組在圖書館、網(wǎng)上查詢和市場(chǎng)調(diào)查，沒有新型防振錘可借鑒的資料。2、經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查，選擇出不銹鋼材、鋁材、瓷材、塑鋼、玻璃鋼5種材料，為研制新型防振錘的材料。3、經(jīng)對(duì)以上5種材料的試驗(yàn)分析（表面光滑、不生銹、價(jià)格比）初步選定研制新型防振錘材料為不銹鋼材、鋁材和瓷材。（二）新型防振錘材料選擇試驗(yàn)分析（圖7）新型防振錘方案研制不銹鋼材料防振錘研制純鋁材料防振錘研制瓷質(zhì)材料防振錘1、 研制不銹鋼材料防振錘的試驗(yàn)分析 （表3）試驗(yàn)測(cè)算特 點(diǎn)分析結(jié)論1、制作不銹鋼錘體，并進(jìn)行試驗(yàn)；2、按三種型號(hào)防振錘單個(gè)重量與不銹鋼材質(zhì)的價(jià)格比計(jì)算25元/kgFG-35 1.8 kg

6、×2545元；FD-3 4.5 kg×25112.5元；FD-4 5.6 kg×25140元。優(yōu)點(diǎn)：1、能從根本上解決問題;2、 不生銹,外部光滑.缺點(diǎn)：1、 制作難度大，需鑄件技術(shù)人員協(xié)作；2、 需車床技術(shù)人員協(xié)作；3、 外委費(fèi)開支大。造價(jià)高、制作難度大，不適合批量生產(chǎn)試驗(yàn)時(shí)間：2004年7月2021日 試驗(yàn)地點(diǎn)：臨汾鑄造廠 責(zé)任人：李勇2、 研制純鋁材料防振錘的試驗(yàn)分析 （表4）試驗(yàn)測(cè)算特 點(diǎn)分析結(jié)論1、制作鋁材錘體，并進(jìn)行試驗(yàn)；2、按三種型號(hào)防振錘的重量與純鋁材質(zhì)的價(jià)格比計(jì)算18元/kgFG-35 1.8 kg×1832.4元；FD-3 4.5 k

7、g×1881元；FD-4 5.6 kg×18100.8元。優(yōu)點(diǎn)：1、能從根本上解決問題;2、不生銹,外部光滑.缺點(diǎn)：1、 制作難度大；2、 需鑄件和車床技術(shù)人員協(xié)作；3、 外委費(fèi)開支大。造價(jià)高、制作難度大，不適合批量生產(chǎn)。試驗(yàn)時(shí)間：2004年7月2223日 試驗(yàn)地點(diǎn)：臨汾鋁制品廠 責(zé)任人：李霞3、 研制瓷質(zhì)材料防振錘的試驗(yàn)分析 （表5）試驗(yàn)測(cè)算特 點(diǎn)分析結(jié)論1、制作瓷質(zhì)錘體，并進(jìn)行試驗(yàn)；2、從絕緣子（懸瓶）受到啟發(fā)，并按三種型號(hào)的重量與瓷材質(zhì)的價(jià)格比計(jì)算1.2元/kgFG-35 1.8 kg×1.22.16元；FD-3 4.5 kg×1.25.4元；FD

8、-4 5.6 kg×1.26.72元。優(yōu)點(diǎn)：1、能從根本上解決問題；2、不生銹，外部光滑。缺點(diǎn)：1、需燒瓷技術(shù)人員協(xié)作；2、重量輕需采取新措施；1、 外委費(fèi)開支大。造價(jià)低廉生產(chǎn)周期短，易批量生產(chǎn)，更具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)；試驗(yàn)時(shí)間：2004年7月2425日 試驗(yàn)地點(diǎn)：臨汾電瓷廠 責(zé)任人：李三虎通過對(duì)防振錘的不同材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析后，瓷質(zhì)防振錘在制作和價(jià)格上更具有優(yōu)勢(shì)，為此我們把此案做為可行方案。（三）新型瓷質(zhì)防振錘方案選擇試驗(yàn)分析 （圖8）新型瓷質(zhì)防振錘方案錘體外殼錘體內(nèi)部錘體為單一色彩錘體為彩釉三色空心并用填充物填充（表6）試驗(yàn)時(shí)間：2004年7月27日-30日 試驗(yàn)地點(diǎn)：臨汾電瓷廠 負(fù)責(zé)

9、人：吳萬軍方案選擇試驗(yàn)分析特 點(diǎn)結(jié)論錘體為單一色彩我小組去臨汾電瓷廠實(shí)地試驗(yàn)：1、一套模具5000元；2、白瓷釉2元/件；3、制作材料4元/件；4、 燒瓷協(xié)作費(fèi)0.5元/件。優(yōu)點(diǎn)：1、 表面光滑；2、 制作程序簡(jiǎn)單；3、 便于組裝；4、 價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：巡視或檢修人員不易觀察。功能單一巡視或檢修人員不易觀察。錘體為彩釉三色征求生產(chǎn)人員意見，受導(dǎo)線相序的啟發(fā)，錘體為黃綠紅三色；1、一套模具5000元；2、彩瓷釉5元/件；3、制作材料4元/件；4、燒瓷協(xié)作費(fèi)0.5元/件。優(yōu)點(diǎn)：1、 表面光滑；2、 制作程序簡(jiǎn)單；3、 便于組裝；4、 價(jià)格相對(duì)便宜。缺點(diǎn)：制作程序相對(duì)復(fù)雜。巡視或檢修人員可直觀察看并

10、能分清導(dǎo)線相序。經(jīng)試驗(yàn)分析，我們確定新型瓷質(zhì)防振錘錘體為彩色，并對(duì)填充物進(jìn)行選擇。（四）瓷質(zhì)防振錘內(nèi)部填充物方案試驗(yàn)選擇 在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上小組成員對(duì)內(nèi)部填充物提出了以下方案：（圖9）瓷質(zhì)防振錘內(nèi)部填充物選擇1、采用強(qiáng)化水泥作填充物2、采用鐵粉作填充物3、采用強(qiáng)化水泥與鐵粉混合填充1、第一方案的試驗(yàn)分析（圖10、圖11）強(qiáng)化水泥錘體導(dǎo)線鋼絞線陰影部分是鋼絞線的連接面圖10 強(qiáng)化水泥填充剖面圖圖11 防振錘在導(dǎo)線上的振動(dòng)過程試驗(yàn)驗(yàn)證： （表7）試驗(yàn)時(shí)間：2004年8月2日4日 地點(diǎn)：科技工房 檢查人：裴毅試驗(yàn)分析特點(diǎn)結(jié)論1、單個(gè)錘體內(nèi)裝強(qiáng)化水泥（略）、強(qiáng)化水泥0.4元/ kg；2、 工人組裝時(shí)間

11、2分鐘/個(gè)，務(wù)工費(fèi)0.2元/人，技術(shù)人員協(xié)作費(fèi)0.5元/個(gè)；3、 人為對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行擺動(dòng)或振動(dòng)5次，防振錘也隨之吸收導(dǎo)線的振動(dòng)力；4、 防振的吸收作用時(shí)間為30；5、 破壞性拉力試驗(yàn)480kg時(shí)2次，500kg時(shí)2次，鋼絞線2次脫出。優(yōu)點(diǎn)：填充容易；費(fèi)用低。缺點(diǎn)：防振效果不明顯。1、 重量輕；2、 錘體容易脫出。2、第二方案的試驗(yàn)分析（圖12、圖13）鐵粉用強(qiáng)化水泥封口圖12 鐵粉填充剖面圖錘體自水泥口脫出圖13 試驗(yàn)后該錘體效果圖試驗(yàn)驗(yàn)證： （表8）試驗(yàn)時(shí)間：2004年8月6日9日 地點(diǎn)：科技工房 檢查人：盧鋼試驗(yàn)分析特點(diǎn)結(jié)論1、在防振錘瓷外殼內(nèi)填裝鐵粉，用強(qiáng)化水泥封口2、單個(gè)錘體內(nèi)裝鐵粉（略）

12、、鐵粉1.8元/kg；3、工人組裝時(shí)間2分鐘/個(gè)，務(wù)工費(fèi)0.2元/人，技術(shù)人員協(xié)作費(fèi)0.5元/個(gè)；4、人為對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行5次擺動(dòng)或振動(dòng)時(shí)，防振錘也隨之吸收導(dǎo)線的振動(dòng)力；5、 防振的吸收作用時(shí)間為25；6、 破壞性拉力試驗(yàn)150kg時(shí)2次，165kg時(shí)2次鋼絞線脫出。優(yōu)點(diǎn)：1、 防振效果明顯；2、 費(fèi)用低。缺點(diǎn)：錘體容易脫出。1、 重量能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；2、 錘體易脫出。3、第三方案的試驗(yàn)分析（圖14）光滑面強(qiáng)化水泥與鐵粉圖14 強(qiáng)化水泥和鐵粉填充剖面圖試驗(yàn)驗(yàn)證 （表9）試驗(yàn)時(shí)間：2004年8月1014日 地點(diǎn)：科技工房 檢查人：李勇試驗(yàn)分析特點(diǎn)結(jié)論1、 在防振錘瓷外殼內(nèi)填裝強(qiáng)化水泥和鐵粉；2、 強(qiáng)化

13、水泥與鐵粉進(jìn)行5次混合比填充試驗(yàn)，選用最佳方案對(duì)錘體內(nèi)部進(jìn)行填充；3、 單個(gè)錘體內(nèi)裝填充物數(shù)量（略）（圖14）；4、 工人組裝時(shí)間3.5分鐘/個(gè)，務(wù)工費(fèi)0.3元/人，技術(shù)人員協(xié)作費(fèi)0.6元/個(gè)；5、 人為對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行5次擺動(dòng)或振動(dòng)時(shí)，防振錘也隨之吸收導(dǎo)線的振動(dòng)力；6、 防振的吸收作用時(shí)間為27；7、 破壞拉力試驗(yàn)500kg時(shí)2次，錘體內(nèi)壁與填充物均有松動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：防振效果明顯。缺點(diǎn)：1、粘合劑選型不易掌握；2、填充物與錘體內(nèi)壁粘合有松動(dòng)。1、配比重量符合要求；2、填充物與錘體內(nèi)壁粘結(jié)不牢固。經(jīng)以上方案選擇分析試驗(yàn)表明：1、采用瓷質(zhì)彩色外殼防振錘方案經(jīng)濟(jì)可行，適于批量生產(chǎn)；2、內(nèi)部填充強(qiáng)化水泥與鐵粉

14、混合，可滿足重量要求；3、試驗(yàn)表明，填充物與錘體內(nèi)壁粘結(jié)不牢固。為此小組人員運(yùn)行“頭腦風(fēng)暴法”進(jìn)行分析，導(dǎo)致填充物松動(dòng)的主要問題是：錘體內(nèi)部結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步改進(jìn)，選用粘合劑還需作進(jìn)一步試驗(yàn)。首先在科技工房?jī)?nèi)對(duì)粘合劑選擇配比進(jìn)行試驗(yàn)，我們先后選擇粘合劑5種，進(jìn)行了26次配比試驗(yàn)，從而選擇出適宜錘體內(nèi)部填充物的粘合劑，試驗(yàn)中達(dá)到了金具拉力標(biāo)準(zhǔn)要求。（五）接著提出錘體內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案，并對(duì)方案進(jìn)行試驗(yàn)分析選擇（圖15）錘體內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部為螺旋槽狀內(nèi)部為凹凸?fàn)睿ū?0）試驗(yàn)時(shí)間：2004年8月16-22日 地點(diǎn)：科技工房 檢查人：吳萬軍方案試驗(yàn)分析特點(diǎn)結(jié)論內(nèi)部為螺旋狀1、 制作內(nèi)部為螺旋狀錘體；2、 將強(qiáng)化

15、水泥和鐵粉用試驗(yàn)合格的粘合劑按配比填充；3、 進(jìn)行3次破壞性拉力試驗(yàn)。優(yōu)點(diǎn)：1、錘體重量達(dá)到要求；2、錘體制作相對(duì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：3次破壞性拉力試驗(yàn)，填充物與內(nèi)壁結(jié)合面仍有輕微松動(dòng)。填充物與內(nèi)壁結(jié)合面有輕微松動(dòng)。內(nèi)部為凹凸?fàn)?、 制作內(nèi)部為凹凸?fàn)铄N體；2、 將強(qiáng)化水泥和鐵粉用試驗(yàn)合格的粘合劑按配比填充；3、 進(jìn)行4次破壞性拉力試驗(yàn)。優(yōu)點(diǎn)：錘體重量達(dá)到要求；填充物與錘體粘結(jié)牢固并成為一體。缺點(diǎn)：對(duì)模具要求精度高。填充物與錘體粘結(jié)牢固（六）確定最佳方案 （圖16）新型瓷質(zhì)防振錘瓷質(zhì)錘外殼為三色（黃、綠、紅）錘體內(nèi)壁為凹凸防滑槽填充物為強(qiáng)化水泥與鐵粉混合物六、制定對(duì)策 （表11）方案對(duì)策目標(biāo)措施地點(diǎn)責(zé)任人完成時(shí)間研制新型瓷質(zhì)防振錘錘體