摘 要：GIS设备在220kV电网的应用日渐广泛。GIS故障后返厂修理后现场安装用时较长，且受气候条件制约明显，安装质量难以保证。为此研制一种户外GIS工厂化标准检修间以缩短GIS安装时间。
随着我国电力事业的不断发展，GIS组合电器在220kV及以上电网中使用日益广泛。GIS因其导电部件全部封闭在金属壳内通过SF6气体进行绝缘，因而在很大程度上降低了常规敞开式设备导电部件外露受大气等外部影响的风险，有效提高了设备运行可靠性。但是，GIS设备一旦发生故障，设备装拆程序复杂，安装时间和质量常是检修难题。本QC课题基于南京地区一起GIS设备安装工程，运用质量管理的研究方法，研制了户外GIS工厂化标准检修间，对压缩安装时间和提高安装质量做了有益的探索。
一、课题小组概况
本次QC课题由江苏省电力公司检修分公司南京检修分部电网尖兵QC小组承担，小组接受TQC教育时间人均72h。
二、课题的选择
1.问题的提出
2012年1月南京检修分部承接了南京下关变电站220kV GIS 12个间隔的返厂大修工程的安装施工，必须要在保证质量的前提下，提前完成施工任务，安装施工的总工期为66天。
2.传统施工方法的调查分析
传统施工方法，施工时间长。现对华东地区220kV变电站相同厂家GIS设备安装时间统计如下(表1)。
平均每间隔安装时间=6.083天。
如果每间隔安装时间以6天计算，下关变220 kV GIS常规安装时间将达到72天，满足不了工期要求。
自然环境下直接安装的方式应用十分广泛。从已有经验来看，存在以下问题。
(1)天气情况决定施工进度，工程进度难以严格控制，同时安装GIS的质量受到湿度影响。南京全年降水日一般在100多天，整个工期全部为晴日的概率小于0.01%。
(2)检修及安装环境污染影响施工质量。在GIS设备类绝缘击穿故障中，由杂质混入导致的故障约占总故障数的70%。
3.确定课题
研制一种专门用于户外GIS的工厂化标准检修间，可以在规定的工期内完成检修安装工作，提高工作效率及安装质量。课题选定为“户外GIS工厂化标准检修间的研制”。
三、确定最佳方案
小组成员运用“头脑风暴法”，针对课题提出各种方案，并用亲和图(图1)进行归纳整理。
根据图1，QC小组决定从以下方案进行试验和分析。
1.标准检修间构架
为了控制此次活动的成本，小组运用价值工程法对两套方案成本和与其效果进行比较(表2)。
成本计算：
方案A 耗费碳钢约5t，单价6 200元/t：成本CA为3.1万元
方案B 耗费铝材1.5 t，单价25 000元/ t：成本CB为3.75万元
标准化成本系数CA/CB =1.21
价值计算：
间隔共有12个，检修间每搭一次可以覆盖2个间隔，故在整个施工周期内需拆装6次。防震活动板房安装拆卸时间相对标准，以此作为价值计算标准，根据南京市市政设计院、专家估计，调用同等技术水平的施工队伍将同等规模的活动板房拆、装一次大约15工日。
通过以上分析和试验，决定采取铝合金构架。本着经济实用和安全性能良好的原则，为使各部分布局合理，达到工厂化检修要求，先后绘制示意图6份、零部件图50份，反复研究论证，完成户外GIS工厂化标准检修间构架设计，见图2。
结论：虽然制作铝合金构架的标准检修间成本较高，但综合考虑其性能后决定选择铝合金构架。
2.选择户外GIS工厂化标准检修间的顶部结构(表3)
移动式顶部预计多耗费铝合金0.05t，每次安装需多投入4个工人1h的工作量。可拆卸式顶部每次吊装需多投入4个工人1h的工作量。考虑到在每两间隔安装过程中(同一个检修间内)吊装次数一般为1～3次，两种方式人工投入相当，可拆卸式顶部已经能满足正常使用。从经济角度考虑，采用可拆卸式预计可节约0.05t×25 000元/t=1 250元。
结论：可拆卸式顶部性能满足安装要求且较经济。故顶部结构最终选择为可拆卸式。
3.选择检修间内部地面材料
检修间需要洁净的地面，4月2日至6日在检修分部仓库对三种地面材料进行了试验比较，最终确定使用地板革。
4.确定最佳方案
小组对研制户外GIS工厂化标准检修间的结构、材料进行分析研究，确定了最佳方案(图3)。
四、制定对策
制定如下对策(表4)。
五、方案实施
根据表6，经过省检南京分部批准后分步实施。
实施一：检修间构架选择铝合金构架
小组赴下关变现场丈量了检修间尺寸。4月10日完成检修间构架建设，在中频弯管厂配合下，进行支架铝合金支架机械强度试验，试验合格。
结论：选择厚度50mm的铝合金作为支架就能够满足连接可靠的要求。
实施二：将户外GIS工厂化标准检修间顶部结构选择为可拆卸式
4月22日，下关变现场组织GIS设备吊装作业，并统计吊装总时间(拆卸可检修间顶部，吊装，恢复顶部)。吊装时间在90～115min。
结论：达到吊装总时间小于2h的预定目标，判定为目标实现。
实施三：将户外GIS工厂化标准检修间地表铺设选择为地板革
有关人员对地板革耐磨程度进行了测试，测试结果见表5。
结论：地板革耐磨程度达到预定目标，判定为目标实现。
六、效果检查
1.有形效果
效果检查一
2012年5月，对下关变GIS安装时间进行统计，12个间隔平均每间隔安装时间为4.25天，小于5.5天的目标值。
效果检查二
GIS设备中的含水量和清洁度是提高室外组装GIS合格率的根本所在。户外GIS工厂化标准检修间为从源头把好质量关，控制好含水量及清洁度提供了有利条件。4月12日～18日，小组成员对南京下关地区空气相对湿度和室内湿度进行了抽测(表6)，得出平均含水量，满足国家有关标准要求。
结论：内的含水量始终达到工厂化标准要求。
效果检查三
下关变220kVGIS返厂大修工程中，小组研制的户外GIS工厂化标准检修间投入实际应用。总工期缩短了21天，节省施工费用共计7.5万元，多送电量至少336MW。
2.无形效果
(1)为保障户外GIS安全运行提供了可靠的保障，给企业增加了效益，电网安全的效益更为可观。
(2)缩短了户外检修安装GIS的工期，提高了设备的工作效率。
(3)通过本次QC活动，小组成员技术能力均得到明显提高。
参考文献：
[1]陈飞. GIS设备的发展和应用研究[D].浙江大学,2007.
[2]姚志华. GIS安装工艺对运行质量的影响[J]. 电气时代,2012(07):78-79.
[3]李润春,王露钢,刁志昆. GIS组合电器的安装工艺和关键控制要点[J]. 电力建设,2010(01).
[4]魏建立. SF_6设备中杂质的危害与防治[J]. 高压电器,1999(05):47-49.
[5]中国质量协会.QC 小组基础教材(二次修订版)[M].中国社会出版社,2003.
[6]中国质量协会.质量管理小组理论与方法[M].中国质检出版社，中国标准出版社，2013.
(收稿日期：2014-03-11)