研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置

QC成果發(fā)布會材料·創(chuàng)新型QC成果發(fā)布會材料·創(chuàng)新型研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置——500千伏博羅站QC小組廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局二零一七年目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 1一、小組簡介 3二、選擇課題 4（一）選題背景 4（二）提出課題 6（三）查新借鑒 6三、確定目標(biāo) 8（一）設(shè)定目標(biāo) 8（二）目標(biāo)可行性分析 8四、提出各種方案并確定最佳方案 12（一）方案需求 12（二）方案分析和論證 13（三）確定最佳方案 18五、制定對策 19六、按對策實(shí)施 20（一）制作氣體傳感模塊 20（二）制作信號處理模塊 25（三）制作現(xiàn)場控制模塊 28（四）制作遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊 31（五）裝置整體安裝及運(yùn)行聯(lián)調(diào) 33七、效果確認(rèn) 34（一）目標(biāo)值確認(rèn) 35（二）效益分析 37八、標(biāo)準(zhǔn)化 39（一）持續(xù)跟蹤檢查 39（二）編制標(biāo)準(zhǔn)化文件 40（三）定期維護(hù) 41（四）推廣培訓(xùn) 41九、活動總結(jié)及下一步打算 42附錄 43附表1：信號處理時間試驗(yàn) 43附表2：現(xiàn)場控制處理試驗(yàn) 44附表3：遠(yuǎn)程監(jiān)控收發(fā)信試驗(yàn) 45附圖1：成果應(yīng)用證明 46前言斷路器是變電站內(nèi)開斷正常運(yùn)行電流及短路故障電流的關(guān)鍵一次設(shè)備。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，需要斷路器快速地對故障點(diǎn)進(jìn)行切除，防止進(jìn)一步擴(kuò)大故障范圍。因此，斷路器的可靠動作對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。變電站斷路器廣泛運(yùn)用液壓機(jī)構(gòu)作為儲能機(jī)構(gòu)，當(dāng)斷路器液壓油發(fā)生滲漏時，將引起機(jī)構(gòu)頻繁打壓，不僅會加快設(shè)備磨損，減少機(jī)構(gòu)使用壽命，而且可能導(dǎo)致斷路器慢分合，影響事故情況下斷路器可靠動作性能，嚴(yán)重時斷路器將拉弧進(jìn)而引起爆炸事故。因此在變電運(yùn)行工作中，準(zhǔn)確、有效、快速地發(fā)現(xiàn)斷路器液壓油滲漏情況，對及時消除斷路器液壓油滲漏故障，保障電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行具有重要的意義。據(jù)相關(guān)資料顯示，斷路器液壓油滲漏位置隱蔽，現(xiàn)場工作中普遍存在液壓油滲漏發(fā)現(xiàn)慢問題，目前的管控措施難以滿足及時發(fā)現(xiàn)斷路器液壓油滲漏情況的需求。

名稱解釋（1）斷路器液壓機(jī)構(gòu)：一種斷路器儲能機(jī)構(gòu)，內(nèi)含高壓油路、低壓油路、工作活塞和分合閘電磁閥等器件。分合閘原理如下圖1所示：合閘過程：合閘電磁閥導(dǎo)通時，工作活塞下方油腔與高壓油路導(dǎo)通，并且通過換向閥切斷了低壓油路，工作活塞因下方油壓力高而推動活塞連桿向上運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)斷路器合閘。分閘過程：分閘電磁閥導(dǎo)通時，工作活塞下方油腔與低壓油路導(dǎo)通，并且通過換向閥切斷了高壓油路，工作活塞下方油壓降低，且因受上方高壓油作用而推動活塞帶動連桿向下運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)斷路器分閘。圖1斷路器液壓機(jī)構(gòu)分合閘原理圖（2）液壓油滲漏：斷路器液壓油滲漏分為內(nèi)部滲漏和外部滲漏兩種。連接管接頭、閥門、箱體等出現(xiàn)問題時，可能會引起斷路器液壓油滲漏。液壓油滲漏會使液壓部分頻繁打壓；液壓油滲漏嚴(yán)重時，會導(dǎo)致斷路器慢合、慢分，影響分?jǐn)嘈阅埽踔烈饠嗦菲鞅?。?）ppm：氣體體積濃度，單位為百萬分之一，亦常表示傳感器靈敏度的量綱。（4）光離子化檢測器（PhotoionizationDetector，PID）：一種通用性兼選擇性的檢測器，對大多數(shù)有機(jī)物都有相應(yīng)信號。一、小組簡介小組簡介小組名稱500千伏博羅站QC小組注冊編號HZBY2017-01課題名稱研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置課題類型創(chuàng)新型活動時間2016年01月~2017年01月培訓(xùn)情況小組成員全部受過TQM知識教育48小時以上序號姓名性別文化程度職務(wù)職稱組內(nèi)分工1羅斐男碩士值班長技師全面組織協(xié)調(diào)2卓定明男本科副值班長及時實(shí)施、檢驗(yàn)3李柯睿男本科值班員高級工設(shè)計、實(shí)施4葉歡歡男本科值班員高級工設(shè)計、實(shí)施5賴昱光男碩士值班員高級工設(shè)計、實(shí)施6晏結(jié)鈺女本科值班員高級工設(shè)計、實(shí)施7王博男本科值班員高級工實(shí)施、檢驗(yàn)8陳柏恒男本科值班員高級工資料整理9郭佳才男碩士值班員高級工資料整理10張揚(yáng)男本科值班員高級工資料整理

二、選擇課題（一）選題背景1、情況描述2015年至今，惠州供電局變電管理一所所管轄的液壓機(jī)構(gòu)斷路器中有9臺斷路器的液壓機(jī)構(gòu)被值班人員在巡視、檢修過程中發(fā)現(xiàn)了液壓油滲漏。圖2-1斷路器液壓油滲漏現(xiàn)場圖通過對發(fā)生滲漏油的液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，統(tǒng)計得到9臺斷路器液壓油滲漏發(fā)現(xiàn)途徑及原因如表2-1所示：表2-19臺斷路器液壓油滲漏發(fā)現(xiàn)途徑及原因統(tǒng)計表斷路器編號發(fā)現(xiàn)途徑成因#1設(shè)備檢修連接管密封不良#2設(shè)備檢修螺栓松動油密封破壞#3巡視檢查安全閥彈簧疲勞老化#4設(shè)備檢修連接管密封不良#5設(shè)備檢修螺栓松動油密封破壞#6設(shè)備檢修閥門變形#7設(shè)備檢修螺栓密封墊圈損壞，#8設(shè)備檢修機(jī)構(gòu)內(nèi)部密封面密封不嚴(yán)#9巡視檢查閥門密封不良制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年3月2日從表2-1可知，導(dǎo)致液壓油滲漏的原因各不相同，可排除設(shè)備的家族性缺陷。液壓油滲漏導(dǎo)致液壓機(jī)構(gòu)頻繁打壓、卡澀和油液污染，機(jī)構(gòu)零部件磨損嚴(yán)重，危及斷路器正常分合功能。2、現(xiàn)有措施分析目前，變電站運(yùn)行人員對于斷路器液壓油滲漏情況的主要發(fā)現(xiàn)手段為日常巡視中對斷路器液壓機(jī)構(gòu)的油位計進(jìn)行檢查和開箱檢查。然而，由表2-1可知，9例滲漏案例中，有7例是通過設(shè)備檢修發(fā)現(xiàn)的，僅有2例是通過巡視檢查，人工巡視未能及時有效發(fā)現(xiàn)液壓油滲漏問題。圖2-2斷路器液壓機(jī)構(gòu)觀察油位計及開箱檢查為了分析變電站值班人員對液壓油滲漏檢查發(fā)現(xiàn)的效果，小組開展液壓油滲漏發(fā)現(xiàn)的有效性、時效性分析。表2-29臺斷路器液壓油發(fā)生滲漏情況統(tǒng)計表斷路器編號油滴位置觀察死角滲漏油量油漏速度滲漏發(fā)現(xiàn)天數(shù)#1罩體內(nèi)有83ml2.6ml/天32天#2罩體外有39ml0.7ml/天56天#3罩體外無127ml3.5ml/天36天#4罩體內(nèi)有74ml0.4ml/天185天#5罩體外有26ml0.5ml/天52天#6罩體內(nèi)有88ml0.4ml/天220天#7罩體內(nèi)有102ml1.1ml/天93天#8罩體內(nèi)有131ml4.1ml/天32天#9罩體外無38ml7.5ml/天5天注：液壓油油漏速度的測量方法：停止油泵終止油壓供應(yīng)并保持一段時間，檢查油壓表及現(xiàn)場溫度計，通過試驗(yàn)前后的壓力和溫度，根據(jù)廠家提供的方程式計算得出。制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年3月2日由表2-2可知液壓油滲漏發(fā)生位置具有隨機(jī)性，有7臺因存在觀察死角問題而無法當(dāng)場發(fā)現(xiàn)。因此開箱檢查發(fā)現(xiàn)液壓油滲漏的方法存在不確定性。而斷路器液壓油滲漏速度慢，因滲漏慢導(dǎo)致油位指示變化非常小。因此當(dāng)液壓油發(fā)生慢速滲漏時，僅靠人工肉眼難以發(fā)現(xiàn)油位計的微小油位變化。綜上分析可知，斷路器液壓油滲漏存在不確定性、油位微小變化較難觀察等特點(diǎn)，現(xiàn)有措施難以及時發(fā)現(xiàn)滲漏情況。（二）提出課題斷路器液壓油滲漏的有效發(fā)現(xiàn)與滲漏位置、滲漏油量以及人員巡視檢查時機(jī)密切相關(guān)，不確定因素多。對此小組成員經(jīng)討論分析認(rèn)為，必須研制一種能夠?qū)嗦菲饕簤河蜐B漏進(jìn)行監(jiān)測的裝置，全時刻監(jiān)測斷路器液壓油滲漏情況，并在發(fā)現(xiàn)油滲漏情況后立即告警反饋，才能滿足及時發(fā)現(xiàn)斷路器液壓油滲漏的需求。因此，小組成員確定此次QC活動的課題為：研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置（三）查新借鑒1、課題查新小組成員對本次QC課題進(jìn)行了委托查新，發(fā)現(xiàn)目前還沒有斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置。課題查新報告如下：表2-3課題查新報告表查新項(xiàng)目名稱研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置查新單位廣東省科學(xué)技術(shù)情報研究所查新方式委托查新查新時間2016年3月07日查新范圍中國科技成果數(shù)據(jù)庫、國家科技成果庫、中國專利、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫、中國學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫、中國學(xué)術(shù)會議論文數(shù)據(jù)庫查新點(diǎn)與查新要求研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置，及時發(fā)現(xiàn)斷路器液壓油滲漏情況，提高斷路器運(yùn)行的可靠性。查新結(jié)果查新結(jié)論經(jīng)查新表明，國內(nèi)未見斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置的文獻(xiàn)。制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年3月9日2、查新啟示為滿足全時刻監(jiān)測斷路器液壓油滲漏的要求，小組查閱了大量的文獻(xiàn)。通過查新借鑒，得到多種可參考的技術(shù)點(diǎn)，部分資料如表2-4所示。表2-4查新借鑒啟示序號論文/專利啟發(fā)項(xiàng)1《油罐漏油檢測方法與技術(shù)》油罐泄露檢測方法中，提到一種基于油氣濃度的滲漏檢測方法。該方法的基本思想就是通過在油罐基礎(chǔ)上鉆孔，利用相關(guān)檢測技術(shù)和設(shè)備對油氣濃度進(jìn)行不同時段的監(jiān)測。通過對結(jié)果分析，得知儲油罐是否發(fā)生泄漏。2《電力變壓器安全運(yùn)行的在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究》變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的診斷流程圖如圖所示：診斷結(jié)果診斷結(jié)果變壓器油氣分離單元判斷控制單元上位機(jī)氣體檢測單元3《揮發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)速率的影響因素》在環(huán)境水體中，風(fēng)速對揮發(fā)速度有較大影響。4CN205510002U《一種專用電信號的放大濾波電路》弱信號處理案例。制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年3月10日根據(jù)查新借鑒，小組總結(jié)出：1、可通過對液壓油滲漏后揮發(fā)出的特征氣體的濃度進(jìn)行監(jiān)測，來判斷斷路器液壓油是否出現(xiàn)滲漏。2、裝置應(yīng)包含氣體傳感、信號處理、現(xiàn)場控制和遠(yuǎn)端監(jiān)控等模塊。3、為及時監(jiān)測液壓油滲漏揮發(fā)出的特征氣體量，快速發(fā)現(xiàn)液壓油滲漏，可采取措施，提高斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的氣體內(nèi)循環(huán)速度。三、確定目標(biāo)（一）設(shè)定目標(biāo)小組成員經(jīng)過討論，一致認(rèn)為裝置應(yīng)滿足及時發(fā)現(xiàn)斷路器液壓油滲漏的需求，即斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置應(yīng)能對液壓油滲漏情況準(zhǔn)確快速地進(jìn)行響應(yīng)。經(jīng)過充分討論和研究后，制訂出本次活動的目標(biāo)：研制一套研制一套斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置，使其對液壓油滲漏的監(jiān)測告警響應(yīng)時間小于30s。目標(biāo)設(shè)定依據(jù)：根據(jù)《GB12358-2006作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術(shù)要求》規(guī)定，可燃?xì)怏w檢測儀響應(yīng)時間應(yīng)在30s以內(nèi)。因液壓油揮發(fā)的氣體主要為可燃性的烴類特征氣體，故將目標(biāo)定為響應(yīng)時間小于30s。（二）目標(biāo)可行性分析1、理論分析斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置氣體傳感模塊現(xiàn)場控制模塊遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊信號處理模塊圖3-1斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置構(gòu)成設(shè)想從圖3-1可知，理論上裝置應(yīng)由氣體傳感模塊、信號處理模塊、現(xiàn)場控制模塊、遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊這四大模塊組成?，F(xiàn)場控制現(xiàn)場控制時間t3氣體傳感時間t1信號處理時間t2遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)信時間t4圖3-2總響應(yīng)時間構(gòu)成圖故有：T（總響應(yīng)時間）=t1（氣體傳感時間）+t2（信號處理時間）+t3（現(xiàn)場控制時間）+t4（遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)信時間）。以氣體傳感時間t1分析為例，氣體傳感時間t1的時間偏差主要有位置偏差η1、溫度差異η2、感應(yīng)元件誤差η3、等效阻抗誤差η4。即氣體傳感響應(yīng)時間為t1（η1，η2，η3，η4）的函數(shù)。η1，η2，η3，η4均為隨機(jī)誤差，滿足正態(tài)分布，所以氣體傳感響應(yīng)時間t1滿足正態(tài)分布N（μ，σ2），因此能確定出氣體傳感時間的期望值T1exp，并得到偏差范圍。圖3-3氣體傳感時間t1正態(tài)分布圖根據(jù)查閱相關(guān)資料可知，當(dāng)事件發(fā)生概率為99.7%時，做有限次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果大概率為既定情況。發(fā)生概率為99.7%的區(qū)間為[-3σ1,3σ1]，故可得在發(fā)生概率99.7%情況下，總響應(yīng)時間t1范圍為t1∈[T1exp-3σ1,T1exp+3σ1]。同理，信號處理時間t2、現(xiàn)場控制時間t3、遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)信時間t4，誤差滿足正態(tài)分布，因此t2、t3和t4同理滿足正態(tài)分布N（μ，σ2），在大概率99.7%情況下，有：t2≤T2exp+3σ2=N2，t3≤T3exp+3σ3=N3，t4≤T4exp+3σ4=N4，通過試驗(yàn)結(jié)果可確定得到氣體傳感響應(yīng)時間t1≤N1，信號處理時間t2≤N2，現(xiàn)場控制處理時間t3≤N3，遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)信時間t4≤N4。故有：T≤N1+N2+N3+N4=Nx只要在裝置運(yùn)行過程中，確保元件運(yùn)行穩(wěn)定，使各模塊運(yùn)作時間誤差滿足正態(tài)分布N（μ，σ2），即可得到較穩(wěn)定的裝置響應(yīng)總時間，控制各時間滿足N1+N2+N3+N4＜30s，則監(jiān)測響應(yīng)時間小于30秒的目標(biāo)可行。2、模擬試驗(yàn)為試驗(yàn)裝置內(nèi)各模塊運(yùn)作時間能滿足目標(biāo)要求。小組成員簡易制作一套液壓機(jī)構(gòu)滲漏油監(jiān)測裝置，測試裝置各模塊響應(yīng)或處理時間。根據(jù)查詢設(shè)備說明書并咨詢產(chǎn)家，當(dāng)滲漏超過20毫升時可能導(dǎo)致液壓機(jī)構(gòu)頻繁打壓。現(xiàn)場統(tǒng)計導(dǎo)致液壓機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問題的最低滲漏值為26ml。為使裝置能在設(shè)備出現(xiàn)安全問題前進(jìn)行告警，考慮嚴(yán)重情況并留取1倍程度的裕度，最終小組成員認(rèn)為裝置應(yīng)能對超過10毫升的滲漏進(jìn)行告警，故采用10ml液壓油作為裝置的響應(yīng)測試油量。表3-1目標(biāo)可行性分析模擬試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)可行性分析——模擬試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)構(gòu)成裝置監(jiān)測響應(yīng)時間的各模塊運(yùn)作時間值能滿足目標(biāo)要求。試驗(yàn)方式簡易制作一套液壓機(jī)構(gòu)滲漏油監(jiān)測裝置，測試裝置各模塊響應(yīng)或處理時間。試驗(yàn)過程1、簡易的液壓油滲漏監(jiān)測裝置的制作；2、依次單獨(dú)開展各模塊的響應(yīng)時間測試，每個模塊共開展30次試驗(yàn)，記錄單次響應(yīng)或處理時間。數(shù)據(jù)分析方法說明1、采用散點(diǎn)圖、直方圖對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2、從試驗(yàn)結(jié)果時間最小值開始，分成8組，根據(jù)最大值確定組距，并對測試所得時間進(jìn)行8個分組的頻數(shù)統(tǒng)計。3、對上述8個分組的頻數(shù)統(tǒng)計進(jìn)行正態(tài)分布曲線回歸。4、對上述8個分組的頻數(shù)統(tǒng)計用直方圖表示，橫坐標(biāo)為組數(shù)編號，縱坐標(biāo)為頻數(shù)；在同一坐標(biāo)軸上標(biāo)示上述正態(tài)分布曲線回歸結(jié)果。續(xù)表氣體傳感響應(yīng)時間試驗(yàn)數(shù)據(jù)（其它試驗(yàn)數(shù)據(jù)見附表）數(shù)據(jù)分析概況最大響應(yīng)時間Tmax（數(shù)據(jù)分析概況最大響應(yīng)時間Tmax（s）24.4最小響應(yīng)時間Tmin（s）21.2平均響應(yīng)時間Texp（s）22.8標(biāo)準(zhǔn)方差σ20.644214極差3.2分組數(shù)8分組間距0.526319正態(tài)分布趨勢分析組數(shù)數(shù)據(jù)下限值數(shù)據(jù)上限值頻數(shù)正太分布曲線121.0021.5200.01045221.5222.0410.07529322.0422.5530.28400422.5523.0750.56104523.0723.59100.58045623.5924.1170.31450724.1124.6330.08924824.63∞10.01326試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)次數(shù)氣體揮發(fā)用時（s）傳感反應(yīng)時間（s）總響應(yīng)時間（s）120.91.722.6221.51.723.2320.21.621.9421.61.823.3521.01.822.8620.01.721.7722.81.624.4821.51.723.3920.61.722.31021.21.622.81121.21.722.91221.11.722.71321.61.823.41420.81.622.41521.01.622.61620.91.722.61720.41.622.11820.91.722.61921.61.723.32022.01.823.72120.21.721.92221.61.623.32319.81.521.22420.81.722.52521.31.723.12622.21.723.92720.81.722.42822.21.623.82921.41.723.03021.61.723.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析由上述數(shù)值計算可知，標(biāo)準(zhǔn)差σ≈0.8026，在發(fā)生概率99.7%情況下，t1范圍為t1∈[T1exp-3σ1,T1exp+3σ1]=[20.4，25.2]，因此t1≤T1exp+3σ1=25.2s。結(jié)論結(jié)合其它模塊試驗(yàn)數(shù)據(jù)（詳見附錄中的附表1、附表2、附表3），滿足N1+N2+N3+N4=26.8＜30s，說明論證目標(biāo)可行?？紤]實(shí)際應(yīng)用時系統(tǒng)完善后誤差率會小于實(shí)驗(yàn)誤差，因此裝置的監(jiān)測響應(yīng)時間小于30秒目標(biāo)是可行的。制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年4月2日四、提出各種方案并確定最佳方案（一）方案需求針對本次活動的課題目標(biāo)，小組成員借鑒查新技術(shù)，同時運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”對液壓油滲漏監(jiān)測裝置的研制提出了各種方案，對監(jiān)測裝置的研制設(shè)計分解如下：圖4-1監(jiān)測裝置設(shè)計分解圖通過歸納整理可得以下親和圖：斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置前級RC濾波設(shè)計前級主放大設(shè)計信號放大濾波方案催化燃燒方式紅外吸收方式光離子化方式氣體傳感方案過流動作控制突變量動作控制定時限動作控制處理器判斷控制方案無線傳輸控制總線傳輸控制傳輸控制方案圖4-2親和圖同時，小組成員通過調(diào)研分析，確定監(jiān)測裝置性能應(yīng)滿足表4-1所述。表4-1監(jiān)測裝置性能要求表性能要求說明依據(jù)有效性監(jiān)測告警響應(yīng)時間小于30s。課題目標(biāo)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)費(fèi)預(yù)算≤1萬元?？蒲薪?jīng)費(fèi)安全性裝置在安裝及運(yùn)行過程中不對人身和電網(wǎng)設(shè)備造成傷害和影響。現(xiàn)場調(diào)研可靠性裝置應(yīng)該能在機(jī)構(gòu)箱振動等既定干擾環(huán)境下自主、在線持續(xù)運(yùn)行?，F(xiàn)場調(diào)研時效性要求在7月前完成研制工作，即周期≤90天?？蒲杏媱澞芎姆治鰸M足變電站節(jié)能環(huán)保需求，全天運(yùn)行能耗應(yīng)≤1kWh。現(xiàn)場調(diào)研安裝要求不改變機(jī)構(gòu)箱結(jié)構(gòu)，檢測裝置體積≤0.004m3。現(xiàn)場調(diào)研維護(hù)要求應(yīng)支持熱插拔，各模塊元件檢修維護(hù)工作量少?，F(xiàn)場調(diào)研制表人：賴昱光制表時間：2016年4月15日（二）方案分析和論證根據(jù)親和圖和裝置性能要求，以下對各方案進(jìn)行分析確定。表4-2氣體傳感方案分析表氣體傳感方案可選方案氣體傳感方案氣體傳感方案催化燃燒方式紅外吸收方式光離子化方式選擇依據(jù)1、滿足裝置功能有效性需求；2、傳感測量過程不對人身和設(shè)備造成傷害和影響。3、能耗低于0.8kWh；4、可方便檢修更換，維護(hù)量少；5、耗材制作費(fèi)用低0.8萬元。方案簡介方案一方案二方案三催化燃燒方式紅外吸收方式光離子化方式續(xù)表方案簡介方案一方案二方案三催化燃燒方式紅外吸收方式光離子化方式將傳感器與匹配電阻構(gòu)成恒溫控制電路（惠斯通電橋電路），檢測到可燃?xì)怏w時電阻變化導(dǎo)致電橋平衡狀態(tài)破壞，從而輸出電壓信號。由光源發(fā)出相應(yīng)的輻射，經(jīng)過氣室被氣體吸收后，經(jīng)濾波片選擇吸收波長和參考波長，光電探測器接收被吸收后的輻射，轉(zhuǎn)換成電信號。氣體被紫外燈照射發(fā)生離子化過程，帶電離子由PID電離室內(nèi)的的電極板所收集，以相應(yīng)的微弱電流信號代替被測物質(zhì)的濃度。調(diào)研論證探測有效性滿足探測有效性√滿足探測有效性√滿足探測有效性√測量對外影響1）氣體探測產(chǎn)生過熱高溫，加速機(jī)構(gòu)箱設(shè)備老化。2）探測氣體元件雖然為無焰燃燒，但對可燃?xì)怏w仍有引燃風(fēng)險。3）燃燒后斷路器機(jī)構(gòu)箱密閉空間易存留有毒氣體，巡視時對人體有害?！?）人體不會因裝置原因造成觸電。2）紅外光對人體無害，裝置運(yùn)行噪音低，可確保裝置不會對人體和變電日常運(yùn)維工作造成影響?！?）PID燈源及電離室相互之間有屏蔽隔離；2）待測氣體離子化后會恢復(fù)，對外界沒影響?！棠芎拇笮⊙b置探測元件燃燒氣體需加熱，在線運(yùn)行一天總耗能2kWh>0.8kWh?！猎诰€運(yùn)行一天總耗能4.5kWh>0.8kWh?！梁哪苤饕樽贤夤庠春头€(wěn)壓器電源，在線全天總耗能0.6kWh<0.8kWh?！虣z修便捷性探測元件加熱所用鉑絲容易熔斷，壽命短，需要頻繁檢修更換?！敛恢С譄岚尾澹瑲怏w檢測部件更換麻煩。×支持熱拔插，紫外光源穩(wěn)定，維護(hù)量少?！讨谱髻M(fèi)用探測元件費(fèi)用0.4萬元＜0.8萬元。√光源選擇德國PerkinElmer公司的IRL715，探測器同為該公司生產(chǎn)的TPS2534。費(fèi)用達(dá)1.8萬元＞0.8萬元?！林饕M(fèi)用集中在紫外燈源、PID電離室制作，費(fèi)用達(dá)0.6萬元＜0.8萬元?！探Y(jié)論不采用不采用采用備注：“√”表示符合要求或性能更優(yōu)，“×”表示不符合要求或性能較差，以下方案選擇中表示相同。制表人：葉歡歡制表時間：2016年4月19日表4-3信號放大濾波方案分析表信號放大濾波方案可選方案信號放大濾波方案信號放大濾波方案前級RC濾波設(shè)計前級主放大設(shè)計選擇依據(jù)1、對輸入信號放大效果好；2、抗干擾能力強(qiáng)；3、穩(wěn)壓電源要求低。方案簡介方案一方案二前級RC濾波設(shè)計前級主放大設(shè)計對信號進(jìn)行濾波處理后再實(shí)行運(yùn)放針對微弱信號先運(yùn)放處理，后續(xù)設(shè)計電路進(jìn)行濾波去噪調(diào)研論證放大增益滿足要求√滿足要求√抗干擾能力適用于大電流信號去噪功能×適用于小電流信號去噪功能√穩(wěn)壓要求可無源穩(wěn)壓√普遍采用有源穩(wěn)壓×結(jié)論兩種方案各有優(yōu)缺，一定程度上皆能滿足功能需求，尚無法確定優(yōu)選方案。優(yōu)化改進(jìn)考慮氣體傳感方案對信號放大濾波的電路要求高，小組成員借鑒查新了解到的專利CN205510002U《一種專用電信號的放大濾波電路》，結(jié)合兩種方案技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行改進(jìn)，最終設(shè)計出前級主放大+后級放大濾波的回路方案，以滿足精確放大濾波的方案需求。制表人：陳柏恒制表時間：2016年4月22日表4-4處理器判斷控制方案分析表處理器判斷控制方案可選方案處理器判斷控制方案處理器判斷控制方案過流動作控制突變量動作控制定時限動作控制選擇依據(jù)1、處理器能正確動作，動作正確率≥95%；2、具有自檢判定功能。3、響應(yīng)迅速，決策判斷耗時＜1s。方案簡介方案一方案二方案三過流動作控制突變量動作控制定時限動作控制調(diào)研論證動作正確率95%√92%×97%√自檢判定功能無誤動判定功能×有誤動判定功能√有誤動判定功能√響應(yīng)速率代碼211行試驗(yàn)統(tǒng)計耗時0.5s√代碼356行試驗(yàn)統(tǒng)計耗時1.5s×代碼256行，過時設(shè)定1s試驗(yàn)統(tǒng)計耗時1.6s×結(jié)論方案一和三各有優(yōu)缺，但方案三耗時長，方案一易誤動，尚難以明確優(yōu)選方案。優(yōu)化改進(jìn)改進(jìn)方案一的不足，結(jié)合方案二的判定優(yōu)勢，小組成員最終設(shè)計采用過流啟動+突變量判定的處理器控制方案。制表人：葉歡歡制表時間：2016年4月24日表4-5傳輸控制方案分析表傳輸控制方案可選方案傳輸控制方案傳輸控制方案無線傳輸控制總線傳輸控制選擇依據(jù)保證整組誤差響應(yīng)率高于99.5%；誤碼率不大于1*10-10；保證響應(yīng)時間不大于10ms。方案簡介方案一方案二無線傳輸控制總線傳輸控制無線wifi協(xié)議傳輸基于CAN總線控制調(diào)研論證整組誤差響應(yīng)率≥99.9%√≥99.9%√誤碼率≤3*10-5×≤3*10-11√響應(yīng)時間≤20ms×≤10ms√結(jié)論不采用采用制表人：陳柏恒制表時間：2016年4月27日（三）確定最佳方案根據(jù)上述試驗(yàn)分析和對比選擇，最終確定了斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置的最佳方案：前級主放大前級主放大+后級放大濾波信號放大濾波方案信號處理設(shè)計總線傳輸控制傳輸控制方案遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)計斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置過流啟動+突變量判定處理器判斷控制方案智能決策設(shè)計傳感測量設(shè)計氣體傳感方案光離子化傳感圖4-3斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置最佳方案完成方案設(shè)計后，惠州供電局設(shè)備管理部組織專家對“斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置研制方案”進(jìn)行了評審，經(jīng)專家討論審查，確認(rèn)此方案有效可行。

五、制定對策根據(jù)確定的最佳方案后，小組成員運(yùn)用5W1H法制定了以下對策實(shí)施表： 表5-1最佳方案對策實(shí)施表序號方案對策目標(biāo)措施負(fù)責(zé)人地點(diǎn)實(shí)施時間1光離子化傳感制作氣體傳感模塊有效檢測氣體濃度低于15ppm，檢測誤差在±5%以內(nèi)。1、設(shè)計并采用PCB制版工藝制作電離化室；葉歡歡檢修間5月18日2、制作放射燈源和吸氣單元；葉歡歡檢修間5月21日3、采用AltiumDesigner14繪制驅(qū)動電路圖；葉歡歡檢修間5月27日4、組裝并測試氣體傳感模塊能正常啟動。晏結(jié)鈺檢修間5月30日2前級主放大+后級放大濾波制作信號處理模塊信號誤差率≤5%1、設(shè)計前置調(diào)理電路，繪制回路圖；李柯睿檢修間6月10日2、制作信號放大電路并組接氣體傳感模塊；李柯睿檢修間6月14日3、用Multisim10軟件對前置調(diào)理電路進(jìn)行了仿真，對比實(shí)測結(jié)果，檢驗(yàn)信號采集和放大功能。李柯睿檢修間6月18日3過流啟動+突變量判定制作現(xiàn)場控制模塊決策處理速度≤0.1s；現(xiàn)場告警反饋100%正確。1、根據(jù)現(xiàn)場控制模塊功能要求，繪制電路圖；賴昱光檢修間6月21日2、制作控制模塊電路板；王博檢修間6月24日3、采用C語言編寫控制算法；王博檢修間6月26日4、加載程序到微處理器，調(diào)試并檢驗(yàn)控制器處理功能。王博檢修間6月28日4總線傳輸控制制作遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊通訊誤碼率≤2.5*10-111、根據(jù)遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊功能，繪制總線連接圖；葉歡歡檢修間6月30日2、編寫CAN控制器信號規(guī)約，調(diào)試通信傳輸；卓定明檢修間7月05日3、檢驗(yàn)遠(yuǎn)端監(jiān)控功能正常。卓定明檢修間7月10日5整體封裝測試裝置整體安裝及運(yùn)行聯(lián)調(diào)10ml及以上液壓油滲漏監(jiān)測響應(yīng)時間小于30秒。1、繪制裝置各部件聯(lián)絡(luò)安裝圖卓定明檢修間7月15日2、現(xiàn)場傳感及控制裝置完整封裝；卓定明檢修間7月18日3、對博羅站退運(yùn)斷路器液壓機(jī)構(gòu)安裝人為注油孔，并安裝監(jiān)測裝置；卓定明退運(yùn)設(shè)備現(xiàn)場7月20日4、開展完整試驗(yàn)，對遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊進(jìn)行效果檢查。羅斐檢修間7月24日制表人：羅斐制表時間：2016年04月29日

六、按對策實(shí)施根據(jù)對策實(shí)施表，小組成員進(jìn)行了分步實(shí)施。（一）制作氣體傳感模塊實(shí)施過程1、設(shè)計并制作電離化室設(shè)計電離化室過程時，小組成員有以下兩種結(jié)構(gòu)方案：表6-1電離化室結(jié)構(gòu)方案比較待選方案方案一方案二2-D結(jié)構(gòu)AxialFlow結(jié)構(gòu)選擇依據(jù)材料購置費(fèi)用低于200元；維護(hù)方便；在小組成員制作能力范圍內(nèi)。調(diào)研論證耗材費(fèi)用耗材總費(fèi)用：350元?！梁牟目傎M(fèi)用：189元√使用維護(hù)檢測氣體不與紫外燈口接觸，燈表面不易形成污染物，清潔少?！虤怏w和污染物直接與燈具接觸，需要定期清洗維護(hù)×制作難度氣體采用二維流動通道，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制作難度大?！翚怏w的流動方向與紫外燈的照射方向在一條直線上，結(jié)構(gòu)直觀簡易。√制表人：葉歡歡制表時間：2016年05月29日AxialFlow結(jié)構(gòu)相對于方案一更為直觀簡易，故采用方案二。隨后小組成員采用PCB制版工藝實(shí)現(xiàn)電離室微型加工。PCBPCB制版繪制數(shù)控微鉆孔網(wǎng)印負(fù)性圖形圖形電鍍電鍍抗蝕金圖6-1電離室制作流程圖6-2電離化室裝配橫截面圖圖6-3電離化室安裝結(jié)構(gòu)圖表6-2電離化室設(shè)計要點(diǎn)設(shè)計目的技術(shù)措施電離化室微型化，響應(yīng)速度快電離化室的陰極和陽極采用1mm極短間距，分別粘貼在耐腐蝕、抗氧化的兩塊聚四氟乙烯片的上下表面。隔絕濕度電流兩極板之間加入接地電極。信號的良好線性度極板之間的微孔直徑0.6mm，孔間距0.1mm，均勻?qū)ΨQ地分布在紫外燈直射面上，形成氣體離化腔。制表人：葉歡歡制表時間：2016年05月30日2、設(shè)計并制作放射燈源放射燈源制作過程中有兩種直流電極激發(fā)和真空無極激發(fā)兩種方式，考慮使用壽命及驅(qū)動穩(wěn)定，最終采用方案二。表6-3放射燈源激發(fā)方式比較待選方案方案一方案二直流電極激發(fā)真空無極激發(fā)選擇依據(jù)燈源使用效率高達(dá)95%；平均使用壽命大于2年；驅(qū)動方式容易實(shí)現(xiàn)。調(diào)研論證使用效率通過毛細(xì)管減弱電極濺射效應(yīng)，平均使用效率有96.2%?！虣M截面上的照射強(qiáng)度是均勻的，排除樣品中死體積存在的可能性，平均使用效率高達(dá)98.1%?！淌褂脡勖姌O受到氣體的侵蝕而產(chǎn)生沉淀物散落在燈罩，減少燈的壽命，平均僅能使用9個月?！敛淮嬖陉帢O壓降問題，燈的壽命平均長達(dá)27個月?！舔?qū)動難度激勵電壓非常高，需要配備大容量的電池，在供電過程中會產(chǎn)生高頻干擾信號?！良ぐl(fā)和維持的整個過程中所需的驅(qū)動電源為幅頻特性穩(wěn)定不變的交流電源?！讨票砣耍喝~歡歡制表時間：2016年05月31日3、吸氣單元選擇為了提高氣體傳感效率，小組成員設(shè)計出吸氣單元與電離室銜接，其方案選擇如下：表6-4吸氣單元方案比較待選方案方案一方案二方案三R385KLP04NMP05M選擇依據(jù)1、氣密性能好；2、耗能低于3W；3、吸氣流速控制低于0.5L/min。調(diào)研論證氣密性普通塑料材質(zhì)，氣密性要求較低?！粮裟げ捎肊PDM材質(zhì)，氣密性有保障?！填^部加裝密封圈，氣密性良好。√耗能大小2.8W√4.8W×1W√吸速控制1.9L/min×0.32L/min√0.4L/min√制表人：葉歡歡制表時間：2016年06月01日NMP05M型號的微型吸氣泵氣密性良好，耗能及吸速皆滿足要求，最終采用該型號元件作為吸氣單元。4、采用AltiumDesigner14軟件繪制驅(qū)動電路圖，焊制電路板圖6-4紫外光源驅(qū)動電路圖圖6-5吸氣單元驅(qū)動電路圖表6-5驅(qū)動電路設(shè)計要點(diǎn)驅(qū)動回路驅(qū)動方式設(shè)計原理紫外光源推挽自激振蕩利用兩只晶體管和輸出變壓器構(gòu)成自激振蕩電路，產(chǎn)生峰-峰值為500V，頻率為50kHz的高壓交流電信號，以此激發(fā)燈內(nèi)填充的惰性氣體Kr形成離子體。吸氣單元恒穩(wěn)供壓采用W7805固定式三端穩(wěn)壓器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，輸出的5V直流電源。制表人：葉歡歡制表時間：2016年06月03日5、調(diào)試、組裝氣體傳感模塊各單元圖6-6電離室、燈源組裝效果圖（2）分目標(biāo)效果檢查氣體傳感模塊組裝完成后，小組成員研究統(tǒng)計出10ml液壓油揮發(fā)特征氣體在斷路器機(jī)構(gòu)箱中平衡濃度為26.8ppm，對氣體傳感模塊輸入不同濃度的試驗(yàn)氣體異丁烯（大連光明特種氣體公司生產(chǎn)），記錄不同氣體濃度下的電流輸出結(jié)果：表6-6氣體檢測信號測量結(jié)果氣體濃度(ppm)0.0005.00010.00011.00012.000實(shí)測（mA）100.1100.1100.1100.1174.1仿真（mA）150.1153.8157.8162.2167.0誤差（%）————4.252氣體濃度(ppm)13.00014.00015.00016.00017.000實(shí)測（mA）179.1184.6189.6196.0202.0仿真（mA）172.2177.9184.2191.0198.6誤差（%）4.0043.7702.9712.5901.685制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年06月05日圖6-7氣體檢測測量信號對比示意圖檢查結(jié)果：氣體傳感模塊能有效傳感并檢測濃度低于15ppm氣體，有效滿足10ml液壓油氣體傳感監(jiān)測需求，并且檢測誤差在±5%以內(nèi)。分目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?。ǘ┲谱餍盘柼幚砟K（1）實(shí)施過程設(shè)計前置調(diào)理電路，繪制回路圖前置調(diào)理回路的核心部件是信號放大芯片，對此小組成員通過市場調(diào)研，得出有以下三種選擇方案：表6-7信號放大芯片方案比較待選方案方案一方案二方案三LMC6082LTC6240HVICL7650選擇依據(jù)抑制噪聲信號，共模抑制比不低于80dB；有效檢測微弱電流，輸入偏置電流應(yīng)低于10-9A；反饋放大增益大于等于108。調(diào)研論證共模抑制比85dB√70dB×90dB√輸入偏置電流10fA√0.5pA√4pA×反饋放大增益2.2*1013√1*108√1*109√制表人：李柯睿制表時間：2016年06月18日考慮信號量檢測精度高的需求，最終選用LMC6082集成運(yùn)放元件。隨后設(shè)計具有運(yùn)放及濾波功能的信號處理電路。圖6-8I-V轉(zhuǎn)換及主體放大電路圖圖6-9二級放大及濾波回路圖表6-8信號處理電路設(shè)計要點(diǎn)設(shè)計目的技術(shù)措施保護(hù)輸入級，限制差模輸入電壓電路中D1和D2組成了限幅電路。偏置穩(wěn)壓LMC6082的4腳為負(fù)電壓輸入端與負(fù)電源轉(zhuǎn)化器MAX660的5腳輸出端相連以獲取電源電壓，8腳正電壓輸入端與電源穩(wěn)壓器LM117的3腳輸出端相連以獲取穩(wěn)定的正電源電壓。濾波接入7腳輸出端連接分壓電阻后與后續(xù)二級放大及濾波元件AD627的2腳相連。由電阻R9和電容C12所組成的RC低通濾波電路。電壓跟隨用于電流-電壓3金屬膜電阻，電阻R14與R15并聯(lián)。制表人：李柯睿制表時間：2016年06月19日焊接信號處理模塊的電路板圖6-10小組成員焊制信號回路電路板圖（2）分目標(biāo)效果檢查小組成員用multisim10軟件對前置調(diào)理電路進(jìn)行了建模仿真，對比實(shí)測結(jié)果以檢驗(yàn)信號誤差率，具體情況如下：表6-9放大信號測量結(jié)果表輸入Iin(pA)0.000.000.000.100.100.10實(shí)測Vo（mV）10.1949.76210.16414.77015.41715.552仿真Vo1（mV）10.00010.00010.00015.00015.00015.000誤差（%）1.937-2.3761.640-1.5312.7823.678輸入Iin(pA)0.150.150.150.200.200.20實(shí)測Vo（mV）16.88517.22217.19229.97030.19629.883仿真Vo1（mV）17.50017.50017.50030.00030.00030.000誤差（%）-3.515-1.586-1.759-0.0990.653-0.391制表人：李柯睿制表時間：2016年06月20日圖6-11測量信號對比示意圖檢查結(jié)果：信號誤差率≤5%。分目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?。ㄈ┲谱鳜F(xiàn)場控制模塊（1）實(shí)施過程選擇確定處理控制器主芯片結(jié)合處理器控制方案的需求，小組成員確定出以下三種主芯片選擇方案：表6-10處理控制器主芯片比較待選方案方案一方案二方案三MSP430F2618C8051F040STC12C5A60S2選擇依據(jù)保證模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊精度達(dá)10位；測量誤差不大于0.1%；需要內(nèi)置CAN通信模塊。調(diào)研論證模/數(shù)轉(zhuǎn)換精度10位√12位√10位√測量誤差0.15%×0.1%√0.1%√內(nèi)置CAN是×是√否×制表人：王博制表時間：2016年06月25日綜合三項(xiàng)指標(biāo)對比，最終選擇C8051F040型號單片機(jī)來設(shè)計現(xiàn)場控制電路。設(shè)計控制回路圖6-12現(xiàn)場控制器連接圖制作控制模塊電路板圖6-13小組成員制作控制模塊電路板采用C語言編寫控制算法，加載程序到微處理器圖6-14小組成員編寫控制邏輯（2）分目標(biāo)效果檢查通過輸入不同電壓值以反復(fù)試驗(yàn)，統(tǒng)計控制回路的決策處理時間和響應(yīng)情況：表6-11控制模塊響應(yīng)情況表試驗(yàn)次序123456設(shè)定報警值V）1.5001.5001.5001.5001.5001.500輸入值（V）1.1001.2001.3001.4001.5001.502計算處理時間（s）0.0740.0740.0740.0740.0740.074蜂鳴告警結(jié)果××××√√試驗(yàn)次序789101112設(shè)定報警值V）1.5001.5001.5001.5001.5001.500輸入值（V）1.5111.5121.5611.6811.7451.861計算處理時間（s）0.0740.0740.0740.0740.0740.074蜂鳴告警結(jié)果√√√√√√最大處理時間0.074s告警正確率100%制表人：王博制表時間：2016年06月26日圖6-15決策處理時間對比示意圖檢查結(jié)果：決策處理速度≤0.1s；現(xiàn)場告警反饋100%正確。分目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?。ㄋ模┲谱鬟h(yuǎn)端監(jiān)控模塊（1）實(shí)施過程繪制總線通信接口圖圖6-16CAN總線控制串口圖現(xiàn)場測量端現(xiàn)場測量端C8051F040總線收發(fā)機(jī)總線收發(fā)機(jī)人機(jī)監(jiān)控端C8051F040光電隔離光電隔離圖6-17遠(yuǎn)端監(jiān)控示意圖編寫CAN控制器信號規(guī)約，調(diào)試通信傳輸。圖6-18小組成員檢查通信接口（2）分目標(biāo)效果檢查小組成員對遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊聯(lián)合進(jìn)行多次試驗(yàn)，分別測量1、2和8個現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)同時發(fā)信時傳輸信號的誤碼率。情況如下：表6-12遠(yuǎn)端監(jiān)控通信測試結(jié)果表測量次序1234561監(jiān)控點(diǎn)通訊誤碼率1.46E-111.53E-111.66E-111.35E-111.26E-111.33E-11最大誤碼率1.66E-112監(jiān)控點(diǎn)通訊誤碼率1.63E-111.28E-111.64E-111.74E-111.50E-111.53E-11最大誤碼率1.74E-118監(jiān)控點(diǎn)通訊誤碼率1.72E-111.88E-111.85E-111.42E-111.64E-111.69E-11最大誤碼率1.88E-11制表人：卓定明制表時間：2016年07月20日圖6-19通訊誤碼率對比示意圖檢查結(jié)果：通訊誤碼率≤2.5*10-11。分目標(biāo)實(shí)現(xiàn)！（五）裝置整體安裝及運(yùn)行聯(lián)調(diào)（1）實(shí)施過程繪制裝置各部件聯(lián)絡(luò)安裝圖圖6-20裝置整體聯(lián)絡(luò)安裝圖現(xiàn)場傳感及控制裝置完整封裝圖6-21小組成員組裝現(xiàn)場控制模塊對退運(yùn)斷路器液壓機(jī)構(gòu)安裝人為注油孔，并安裝監(jiān)測裝置圖6-22機(jī)構(gòu)箱安裝裝置圖6-23布線穿管調(diào)通（2）分目標(biāo)效果檢查小組成員開展14組試驗(yàn)，靜壓箱內(nèi)溫度為25℃（加熱器工作情況下），相對濕度60~61%，以1分鐘為最長等待觀察時間，統(tǒng)計結(jié)果如下：表6-13整組裝置試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計表次序注油量（ml）監(jiān)測情況響應(yīng)時間（s）次序注油量（ml）監(jiān)測情況響應(yīng)時間（s）10×—810√2422×—910√2534×—1010√2446√581110√2658√451220√2069√301330√1979√281440√18制表人：羅斐制表時間：2016年07月27日圖6-24裝置響應(yīng)時間示意圖檢查結(jié)果：監(jiān)測裝置能有效監(jiān)測10ml及以上油量的液壓油并發(fā)出告警信號，統(tǒng)計得出監(jiān)測裝置最長反應(yīng)時間為26s，因此整體目標(biāo)實(shí)現(xiàn)！七、效果確認(rèn)斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置安裝調(diào)試完成后，小組成員于2016年8月～11月對其進(jìn)行效果確認(rèn)。確認(rèn)方法：在3臺斷路器機(jī)構(gòu)箱中安裝斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置，每月隨機(jī)抽取5天在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)人工放置含10ml及以上液壓油的試驗(yàn)皿，觀察并記錄斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置響應(yīng)時間是否為30s以內(nèi)。（一）目標(biāo)值確認(rèn)小組成員按照確認(rèn)方法對斷路器液壓機(jī)構(gòu)滲漏油在線監(jiān)測裝置進(jìn)行了測試，具體測試結(jié)果如下表所示：表7-1斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置告警次數(shù)及發(fā)信時間統(tǒng)計表月份斷路器編號注油編號測試油量箱內(nèi)平均溫度相對濕度是否響應(yīng)響應(yīng)時間8月1112ml31℃66%是23.4s213ml33℃64%是21s313ml33℃65%是20.1s413ml32℃66%是20.2s510ml34℃64%是22.1s2110ml31℃66%是23.8s212ml32℃66%是23.2s312ml34℃64%是21.1s414ml34℃64%是21.4s515ml33℃65%是19.9s3111ml33℃63%是21s212ml33℃63%是23.8s313ml32℃63%是21.4s413ml33℃63%是21.7s510ml32℃64%是23.6s統(tǒng)計——10—15ml31-34℃63-66%——19.9-23.8s9月1115ml34℃62%是19.8s213ml33℃62%是20.2s312ml33℃62%是24.3s412ml33℃63%是23s513ml32℃63%是20.2s2110ml33℃63%是24.3s212ml32℃64%是21.4s313ml34℃63%是21.7s414ml33℃64%是20.1s513ml29℃69%是21.4s3114ml33℃65%是18.8s213ml31℃66%是22.1s續(xù)表月份斷路器編號注油編號測試油量箱內(nèi)平均溫度相對濕度是否響應(yīng)響應(yīng)時間9月3310ml33℃64%是24.4s411ml33℃65%是20.8s512ml32℃66%是21.6s統(tǒng)計——10—15ml31-34℃62-69%——18.8-24.4s10月1112ml28℃65%是23s214ml30℃62%是21s313ml32℃64%是19.8s413ml30℃68%是21.7s512ml29℃61%是23.6s2113ml30℃67%是23.8s214ml31℃68%是19s315ml30℃64%是19.8s410ml30℃67%是21s512ml31℃63%是19.8s3114ml30℃67%是21.2s212ml29℃68%是23.4s312ml30℃68%是22.8s412ml31℃65%是22s513ml30℃68%是23.1s統(tǒng)計——10—15ml29-32℃61-68%——19.8-23.8s11月1110ml26℃65%是23s213ml28℃62%是21s313ml24℃64%是23.8s413ml24℃60%是23.7s513ml23℃63%是23.2s2112ml24℃62%是21.1s214ml22℃65%是20.2s315ml21℃66%是22.4s412ml29℃62%是22.6s512ml21℃65%是23.8s3115ml22℃66%是20.2s續(xù)表月份斷路器編號注油編號測試油量箱內(nèi)平均溫度相對濕度是否響應(yīng)響應(yīng)時間11月3213ml21℃64%是23.4s310ml20℃63%是23.6s412ml21℃65%是20.7s512ml20℃66%是24.1s統(tǒng)計——10—15ml16-31℃60-66%——20.2-24.1s制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年11月07日圖7-1監(jiān)測響應(yīng)時間目標(biāo)確認(rèn)通過以上數(shù)據(jù)可知，安裝滲漏油在線監(jiān)測裝置后，對液壓油滲漏量的監(jiān)測響應(yīng)時間最大為24.4秒，小于30秒。目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，QC活動成功！（二）效益分析1、活動成本表7-2活動成本統(tǒng)計表序號滲漏油在線監(jiān)測裝置的構(gòu)成數(shù)量費(fèi)用（元）1氣體傳感器164212信號處理器12983微弱信號放大電路11404處理控制芯片12385傳遞回路配件1606其他配件1233合計————7390制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年11月08日2、經(jīng)濟(jì)效益惠州供電局變電管理一所從2016年11月09日開始，在所轄范圍變電站內(nèi)對斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置進(jìn)行了推廣應(yīng)用。截止至2017年01月26日，裝置共成功監(jiān)測5起斷路器液壓油滲漏缺陷，由于發(fā)現(xiàn)及時，避免了設(shè)備的長期持續(xù)性損耗，推廣期間已有效節(jié)約設(shè)備維護(hù)檢修費(fèi)用共31916元，具體如下表7-3，經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有長遠(yuǎn)的工程應(yīng)用前景。經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)用證明如附錄中的附圖1所示。表7-3經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計表次序電壓等級斷路器編號液壓機(jī)構(gòu)總成本（萬元）長期損耗經(jīng)驗(yàn)系數(shù)及時修復(fù)損耗系數(shù)監(jiān)測裝置成本（萬元）節(jié)省費(fèi)用（元）1220kV47109.80.180.0160.73986822220kV47119.60.180.0160.73983543220kV26158.70.150.0090.73948774220kV42138.40.160.0110.73951265220kV26168.70.150.0090.7394877統(tǒng)計節(jié)省費(fèi)用（元）31916制表人：羅斐制表時間：2016年11月08日3、無形效益裝置在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用并取得良好成效后，小組成員將斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置設(shè)計及制作資料整理成冊，在技術(shù)期刊上發(fā)表了兩篇論文：圖7-2論文錄稿證明申報并獲得了國家實(shí)用新型專利：圖7-3專利證書八、標(biāo)準(zhǔn)化（一）持續(xù)跟蹤檢查為了檢驗(yàn)成果是否持續(xù)有效，小組成員繼續(xù)對2016年12月中斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置運(yùn)行情況進(jìn)行跟蹤檢查，檢查情況如下：表8-1斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置跟蹤檢查統(tǒng)計表斷路器編號測試日期箱內(nèi)溫度現(xiàn)場濕度響應(yīng)時間112.0121℃63%22.7s12.0820℃62%23.4s12.1519℃63%24.2s212.0119℃63%23.8s12.0820℃62%23.2s12.1519℃62%24.7s312.0120℃63%23.2s12.0821℃63%22.8s12.1520℃63%25.0s注：對安裝有斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置的三組斷路器每7天進(jìn)行一次10ml注油測試，檢查是否能夠正確迅速響應(yīng)。制表人：晏結(jié)鈺制表時間：2016年12月18日由以上統(tǒng)計表可知道：安裝滲漏油在線監(jiān)測裝置后，液壓油滲漏的監(jiān)測響應(yīng)時間小于30秒，滿足目標(biāo)要求，成果裝置運(yùn)行穩(wěn)定，持續(xù)有效。（二）編制標(biāo)準(zhǔn)化文件在該項(xiàng)目經(jīng)過驗(yàn)證到達(dá)預(yù)期效果后，小組將斷路器液壓機(jī)構(gòu)滲漏油在線監(jiān)測裝置的設(shè)計圖整理成冊，并編寫了設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化管理要求和《斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置技術(shù)說明書》。圖8-1斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置設(shè)計圖圖8-2斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置技術(shù)說明書（三）定期維護(hù)按照設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化管理要求，對裝置進(jìn)行定期檢查維護(hù)，確保裝置工作正常。裝置試運(yùn)行期間，每周檢查一次；正常投運(yùn)后，每月檢查一次。圖8-3維護(hù)記錄表（四）推廣培訓(xùn)為了鞏固QC活動成果，小組成員在惠州供電局變電管理一所技術(shù)分享發(fā)布會上將液壓油滲漏監(jiān)測裝置的功能原理及運(yùn)維要點(diǎn)作專題研討報告，開展QC成果的推廣交流和應(yīng)用培訓(xùn)。圖8-4QC成果推廣培訓(xùn)現(xiàn)場圖九、活動總結(jié)及下一步打算1、活動總結(jié)此次QC活動，小組成員通過研制斷路器液壓油滲漏監(jiān)測裝置，成功解決了斷路器液壓油滲漏情況不易觀察及發(fā)現(xiàn)不及時問題。在活動過程中，小組成員分工合作，各展所長，充分發(fā)揮了各自的主觀能動性，提高了小組的團(tuán)隊合作精神以及小組成員分析問題、解決問題的能力。同時，我們也找到了努力和改進(jìn)的方向。表9-1活動總結(jié)表序號改進(jìn)方面內(nèi)容優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)努力方向1專業(yè)技術(shù)運(yùn)用電力電子專業(yè)技術(shù)知識解決電力生產(chǎn)安全問題。小組成員通過深入學(xué)習(xí)鉆研，進(jìn)一步掌握了電力電子設(shè)計、制作相關(guān)知識，以及深入了解了斷路器液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，為今后開展安全生產(chǎn)工作打下了基礎(chǔ)。對裝置的制作、安裝工藝掌握還不夠全面。拓展思路，主動了解各類專業(yè)知識并加以利用，使研發(fā)的裝置更完善。2管理技術(shù)運(yùn)用PDCA循環(huán)法，組織開展QC活動。以專業(yè)理論為依據(jù)，并在實(shí)踐中檢驗(yàn)成果的正確性和有效性。在QC活動效果檢查方面還不夠全面。應(yīng)更加重視QC活動效果檢查環(huán)節(jié)，確保活動成果的有效性。3綜合素質(zhì)創(chuàng)新意識、團(tuán)隊意識，質(zhì)量意識，持續(xù)改進(jìn)意識等方面。各方面均有很大提高，特別在團(tuán)隊意識方面，充分的發(fā)揮了團(tuán)體的智慧。對活動經(jīng)驗(yàn)的傳承做得不夠。進(jìn)一步加強(qiáng)鞏固活動創(chuàng)造的無形效益。2、下一步打算在今后的工作中，小組將繼續(xù)圍繞變電站生產(chǎn)工作中的安全問題進(jìn)行研究，廣泛開展QC活動，通過技術(shù)創(chuàng)新消除安全隱患。我們下一次QC活動的課題是：《研制新型變壓器呼吸器裝置》附錄附表1：信號處理時間試驗(yàn)正態(tài)分布趨勢分析正態(tài)分布趨勢分析組數(shù)數(shù)據(jù)下限值數(shù)據(jù)上限值頻數(shù)正太分布曲線175.376.310.01310276.377.420.04833377.478.450.12093478.479.590.20531579.580.560.23649680.581.640.18480781.682.620.09798882.6∞10.03524數(shù)據(jù)分析概況最大處理時間Tmax（ms）82.6最小處理時間Tmin（ms）75.3平均處理時間Texp（ms）79.3標(biāo)準(zhǔn)方差σ21.681極差7.3分組數(shù)8分組間距1.047試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)次數(shù)模擬信號輸入基準(zhǔn)時刻（ms）模擬信號輸出時刻(ms)信號處理時間（ms）1101.4180.579.22101.5180.178.63100.6179.378.8498.2177.479.35101.2176.475.36101.3179.378.17100.5181.881.4899.8179.679.99101.8181.679.81098.0176.078.011101.7180.478.71299.7178.778.91399.7177.677.91499.9182.582.61599.3178.679.316100.0179.479.417101.6179.477.81898.9178.579.519101.2182.681.42099.9176.776.82199.2180.381.122100.8178.177.423100.4182.782.32499.1176.377.225101.518