全国优秀质量管理小组申报材料 QC 成果报告
课题名称：35kV 落地手车式开关移动平台的研制
单位名称：国网重庆市电力公司南岸供电分公司 C QC 小组名称：茶园变电运维站 QC 小组
2017 年 7 月 2 日
35kV 落地手车式开关移动平台的研制 茶园变电运维站 QC 小组 目
录 一、选择课题................................................................................................................ 2 （一）课题背景..................................................................................................... 2 （二）确定课题..................................................................................................... 6 二、确定目标及目标可行性分析................................................................................ 7 （一）目标值设定................................................................................................. 7 （二）可行性分析................................................................................................. 7 三、提出方案并选择最佳方案.................................................................................... 8 （一）提出方案..................................................................................................... 8 （二）总体方案分析评估..................................................................................... 9 （三）一级方案比较........................................................................................... 10 （四）确定最佳方案........................................................................................... 17 四、制定对策.............................................................................................................. 17 五、对策实施.............................................................................................................. 19 （一）对策实施一：移动平台整体设计........................................................... 19 （二）对策实施二：移动平台各部位零部件购买........................................... 20 （三）对策实施三：移动平台承重底座的制作............................................... 21 （四）对策实施四：移动平台滚轮的制作安装............................................... 22 （五）对策实施五：移动平台升降功能的制作............................................... 23 （六）对策实施六：移动平台固定工件的制作............................................... 24 （七）对策实施七：整体组装测试................................................................... 26 六、确定效果.............................................................................................................. 28 （一）效果检查一：目标值检查....................................................................... 28 （二）效果检查二：操作效果对比................................................................... 30 （三）效果检查三：经济效应........................................................................... 30 七、标准化.................................................................................................................. 31 八、总结及今后打算.................................................................................................. 33 附件：过程评审文件.................................................................................................. 35
35kV 落地手车式开关移动平台的研制 国网重庆电力公司南岸供电分公司变电工区茶园变电运维站 QC 小组 小组名称 国网重庆市电力公司南岸供电分公司 茶园变电运维站 QC 小组 活动课题名称 35kV 落地手车式开关移动平台的研制 注册时间 2016 年 1 月 课题类型 创新型 活动次数 23 次 出勤率 96% 小组成员情况 姓名 性别 学历 职务 组内分工 杜鹃 女 本科 组长 项目监督 唐击 女 本科 副组长 项目监督 唐彬 男 本科 副组长 实施环节设计 冯德伦 男 研究生 督导 阶段工作检查 方钦 男 研究生 组员 方案设计 张彬 男 本科 组员 产品测试 冲锋 男 研究生 组员 资料查阅 彭博 男 研究生 组员 方案实施 张珺彦 男 研究生 组员 方案实施 江南 女 研究生 组员 仿真测试 彭君莉 女 本科 组员 效益评估 童家伟 男 本科 组员 项目评审 牛康 男 研究生 组员 统计分析 小组获奖情况 2017 年，“35kV 落地手车式开关移动平台的研制”项目获重庆市电力公司 QC 成果一等奖。
2015 年，“10kV 开关柜隔离挡板的研制”项目获得重庆市质量管理小组一等奖和“最佳创新奖”。
2012 年，“变压器硅胶更换装置的研制”项目获得重庆市电力公司QC 发布二等奖。
一 、选择课题
（一）
课题 背景
国网重庆市电力公司南岸供电分公司辖区内的农网占据了很大部分。为了更好地为广大的农村地区供电，减小线路中损耗的电能，降低基础电力设施成本，因此公司大力发展 35kV 电压等级。35kV 开关作为变电站内最主要的供电设备，其运行维护的重要性不言而喻。为了保证 35kV 手车开关运行稳定性，运维人员会定期对管辖的电力设备进行运行维护及试验，有时遇到突发故障等情况还会申请停电检修。
图 1 是 35kV 手车开关检修及转冷备用的操作步骤。但是以 35kV 落地手车式开关为代表的35kV 手车开关其 数量 多、 重量重、 操作难度大导致停电检修时间较长，影响供电可靠性。
转检修过程：
转冷备用过程：
图 1
35kV 手车开关停送电流程1
小组成员对辖区内运行的 35kV 落地手车式开关数量、重量、日常检修操作耗时进行调查统计，并提出课题。
1. 35kV 落地手车式开关数量统计，其结果如表 1 所示：
表 1
南岸供电区域内开关统计 35kV 开关 类型 落地手车式 中置手车式 固定式 厂家 山东泰开 江苏东源 其他 ABB 西门子 其他 数量 36 22 24 12 10 32 占比 26.5% 16.2% 17.6% 8.8% 7.4% 23.5% 60. . 3%
16.2% 总数 136 2.35kV 落地手车式开关重量统计，其结果如表 2 所示：
表 2
35kV 开关柜手车净重统计表 开关柜类型 山东泰开/kg 江苏东源/kg 天一同益/kg 平均/kg 总路 400 350 460 403.3 PT 300 300 400 333.3 出线 400 350 460 403.3 3. 35kV 落地手车式停电检修及送电操作耗时统计，其结果如表 3 和表 4 所示：
表 3
各种类落地手车开关检修耗时统计表 工作月份 35kV 开关检修 35kV 总路及分段 35kVPT 35kV 出线 操作次数 平均操作时间/min 操作次数 平均操作时间/min 操作次数 平均操作时间/min 7 月 0 0 0 0 4 41.5
1
转检修：手车开关的操作过程，即从开关柜中将手车开关拉出
转冷备：手车开关的操作过程，即将手车开关由开关柜外推入柜体中
8 月 1 53 1 48 5 43.2 9 月 8 51.4 6 43.5 15 41.3 10 月 14 53.6 9 45.6 14 42.1 11 月 13 54.3 10 47.8 16 40.6 12 月 11 54.2 7 46.5 14 43.2 总计 47 53.3 33 46.28 68 41.98 表 4 单次开关检修停、送电用时统计 变电站 检修 回路 停电 送电 其他 总用时/min 转检修/min 转向/min 搬运/min 搬运/min 转向/min 对位/min 转冷备/min 110kV梓铜变 桐双311 1 10 8.5 7 9 3 2 2 42.5 110kV天星寺变 寺家北 322 2 11 7.5 7 9.5 2.5 1 1.5 42 110kV桥口坝变 桥界321 1 9 7 6.5 8.4 3 1.5 2.5 38.9 35kV 永湖变 永湖312 1 7.5 8 8 8.3 2.5 2 1.7 39 35kV 惠民变 寺惠东 311 2 8 7 10 9.7 3.5 1 3.3 44.5 35kV 安澜变 桥安313 2 8.5 9 9.5 11 4 1 2 47 110kV桥口坝变 桥氮二回322 1 11.5 8.4 8.5 10 3 2 1.1 45.5 110kV天星寺变 寺家南 323 2 11 10.5 10 9.5 2 3 2 50 平均用时/min 1.5 9.56 8.23 8.31 9.42 2.95 1.69 2.01 43.70 由表 1 和表 2 可知，35kV 落地式手车开关数量占到总数的60.3%，且其尺寸大，重量重，如 图 2 （a）所示，落地手车式开关其离地距离只有 10cm 左右，且不具备转向滚轮。而且各国内生产厂家均只提供了一副简易的开关柜操作导轨，如 图 2 （b）
所示，此类简易导轨不具备高度调节功能，无法适合于底座高度变化的开关柜，且此轨道只能对开关进行直进直出的操作无法辅助开关转向、搬运开关，而严重制约了开关操作时的灵活性。
由表 3 和表 4 可知，35kV 落地手车式各类开关停送电操作时间长，特别在 转向 、 移动等操作步骤中耗时费力，操作往往需要 3 名工作人员以上如图 3 所示，此外手车开关底部为金属轮，移动过程中极易损伤地面。
（a）开关柜
（b）操作轨道 图 2
35kV 开关柜实物图
图 3
35kV 手车开关操作情况 在整个 35kV 手车开关的操作过程中，转向和搬运占总操作时间的 81.34%。因此在实际操作中，面对净重在 300~400kg，数量多、分布广的 35kV 落地手车式开关，如何缩短其操作中转向、搬运时间是目前面对的一大难题。
（二）
确定课题
通过上述分析可知，导致传统 35kV 落地手车式开关的检修操作存在耗时长问题的关键在于开关重量重，而现有辅助操作轨道过于简单，缺少专用的操作工具进行配合。小组成员在中国知网和万方数据对 35kV 手车开关移动平台进行检索，未能找到相关的资料如图 4 所示：
图 4
网络查新结果
为了减少 35kV 回路停送电的操作时间，小组成员提出了两种思路：（1）以市场上现有装置为基础进行改进（2）研制一种新型移动平台。
小组成员对市场上的现有的推车、吊车等进行调研，针对35kV 手车开关的四个特性进行调研，并对改造的可行性进行了
讨论分析，如表 5 所示。
表 5
产品调研、改造可行性分析表 项目
现场 要求
产品 情况
改造可行性
产品尺寸 开关柜宽：1200mm； 小车底部高：<8cm； 无专适用于 35kV 手车开关尺寸产品，且底部高度在 10cm 以上； 现有推车、吊车的结构形式固定，高度难以降低，不具备可行性 承重能力 承重 400kg 以上无形变 承重能力大的推车、吊车自重太重； 采用轻质材料能够降低自重，但成本高昂，改造可行性低 调节高度 移动平台高度调节范围 5cm 以上； 大部分产品不可调节高度 通过设计液压等装置可以实现高度调节功能，但改装流程复杂，具备一定可行性 稳定性 移动平台与开关柜可靠固定； 35kV 手车开关与移动平台可靠固定； 无产品能与开关柜及手车开关可靠连接； 通过设计卡栓等形式可以实现固定功能，具备可行性 通过对市场现有推车、吊车产品的调研以及改造可行性分析，小组成员认为现有产品无法适用于 35kV 手车开关，且改造流程复杂，可行性较低。因此，小组决定自行研制手车开关移动平台，将本次 QC 活动的课题定为“35kV 落地手车式开关移动平台的研制”。
二 、确定目标 及 目标可行性分析
（一）
目标值设定
小组目标是研制一种“35kV 落地手车式开关移动平台”辅助 35kV 落地手车式开关停送电时转向及搬运操作，克服传统操作方法耗时费力的缺点。
量化目标值：单次操作 35kV 落地手车式开关停送电平均耗时从 43.70min 降到 15min。
（二）
可行性分析 根据图 1 介绍的 35kV 开关柜手车开关停送电流程图，我小
组成员将各个阶段耗时归纳总结为：从转检修及冷备（T 1 ）、转向（T 2 ）、手车开关在开关柜和检修区域间转移搬运（T 3 ）、与柜体对位（T 4 ）。
小组针对各个步骤的耗时进行分析，寻找导致其耗时过长的原因并在理论上提出改进的措施，然后对改进后各阶段耗时进行合理估计，其结果如表 6 所示。
表 6 预期分步耗时统计 耗时 关键原因 解决措施 计算方式 预期时间/min T 1
35kV 手车开关过重，达到 400kg 左右； 采取弹簧、滑轮等省力措施 理论计算 2.3 T 2
35kV 手车开关底座滚轮固定，无法转向；且手车开关过重，调节方向笨重，需多次调节； 采用万向轮、履带等措施辅助 35kV 开关转向 现场试验 4.5 T 3
35kV 开关自重过大，且原滚轮为金属轮，与地面摩擦因素较大； 采用替代搬运措施，减小 35kV 手车开关与地面间摩擦因素 现场试验 3.8 T 4
35kV 手车开关本体滚轮过小，对位不便； 采用标记明显的对位措施，采取调节平台高度措施 设想预估 2.5 可以看出，采用移动平台后 35kV 开关柜操作总时间为Ts=T 1 +T 2 +T 3 +T 4 =13.1min 考虑到时间裕度和其他换件可能存在耗时，因此小组设定目标：将 35kV 开关柜检修停送电的操作时间缩短为 15min 是可行的。
三 、提出方案并选择最佳方案
（一）
提出方案
QC 小组根据设定目标开展“头脑风暴”活动，提出了三种设计方案：1、立柱式旋转平台；2、吊装式移动平台；3、小车式移动平台。
（二）
总体 方案分析评估
三种方案的分析评估如 表 7 和图 5 所示：
(a) 立柱式旋转平台
(b) 吊装式移动平台
(c) 小车式移动平台 图 5 一级分析评估方案示意图 表 7
三种方案的分析评估表 方案一：立柱式旋转平台 方案描述 通过在开关柜前方架设立柱，并搭建旋转承重底座 方案示意图 见图 4-1(a) 项目指标 操作性 将手车拉入立柱平台上，通过旋转立柱更改转向 安全性 需要设计合理的承重结构 成本 立柱：1 18 80 00 平台：
900 0
方案分析 该方案须配合 35kV 落地手车式开关设计支撑立柱，并于 35kV 开关柜前钻孔作为立柱搭建基础。由于目前站内 35kV 开关室的场地使用要求很高，且立柱基础的建设工程量浩大，且成本高。因此，按照现场的实际条件和经济效益考虑，方案一并非理想方案。
是否采用 否 方案二：吊装式移动平台 方案描述 利用小型吊机对 35kV 手车开关进行吊装，减轻其重力 方案示意图 见图 4-1(b) 项目指标 操作性 运维人员只需要将手车固定于吊车上，转向省力 安全性 手车在起吊时在空中容易摆动 成本 吊车：0 2000 平台：
400
方案分析 该方案只能解决手车开关转向的问题，而且在实际使用过程中，寻找手车重心有一定的难度，安装起吊装置挂钩的位置不好设计，可能需要改变手车开关的外观结构。另外，吊装式移动平台需要购置吊机，成本高昂。因此，并非理想方案。
是否采用 否 方案三：小车式移动平台 方案描述 通过采用承重小车，将手车开关放置于小车上搬运转移 方案示意图 见图 4-1(c) 项目指标 操作性 通过开关柜和小车滑槽的可靠连接，将手车开关转移至小车上 安全性 需设计手车开关固定在小车上的方式 成本 小车主体：
1200
方案分析 该方案根据手车配备的检修滑槽，综合考虑了手车拉出、推入、转向、对齐问题，安全性相对较高，操作方便，可最大程度缩短 35kV 落地手车式开关转检修操作时间，是理想方案。
是否采用 是 （三）一级方案 比较
经过我小组的讨论分析比较，决定采用方案三研制小车移动平台。下面对一级方案进行进一步分解，从各个功能部件出发，进行细化。其具体细化方案如图 6 所示。
图 6 具体细化方案 同时 QC 小组成员针对每部分的设计及功能要求进行了充分的讨论，并依此绘制了亲和图如图 7 所示。
35kV 落地手车式开关 移动平台
35kV落地手车式开关移动平台方案亲和图材料选择 滚轮结构 承重底座升降功能 固定工件 弹性模量、刚性满足要求 便于加工制作 取材方便、成本低廉 能承受500kG重力 受力均衡，无受力畸变点 有导轨便于小车滑入 便于组装加工 移动稳定可靠 方便调节转向 工艺简单、成本可控 高度调节在0~5cm 便于手动调节高度 具有高度固定措施 能将移动平台固定于开关柜 能将手车开关固定于平台上 能将操作把手固定 图 7
35kV 落地手车式开关移动平台方案亲和图 1. 平台滚轮结构选择 移动平台滚轮结构的选择，如表 8 所示。
表 8 移动平台滚轮结构选择表 选型目标 可控稳定：移动时必须稳定可靠 方便省力：能够轻易推动，转向容易 加工成本：工艺简单，成本可控 调查日期：2016.03.05 调查地点：茶园运维站 调查方法 通过现场调查，把调查结果写入表格，比较最佳方案 序号 方案名称 可控稳定 方便省力 加工成本 结论 方案一 履带式
具有良好的稳定性 转向和移动均有一定难度 履带：480 安装费用：100 不采用 方案二 万向轮
四轮均可以转动，稳定性较差 转向容易 轮子：320 安装费用：无 不采用 方案三 固定轮+万向轮
前轮固定，后轮旋转，满足稳定性需求 受 力 轮 可 旋转，转向容易 轮子：200 安装费用：无 采用 综合评定 通过比较，方案一具有最好的稳定性，但是操作有一定难度；方案二采用 4 个万向轮，虽然易于调节方向，但控制力较差；方案三兼顾了可控性和方便性。综合考虑，方案三为最佳方案。
2. 升降功能结构选择 为适应 35kV 开关柜底部高度的变化，移动平台需具备升降功能，其结构选择如表 9 所示。
表 9 升降功能的选择 选型目标 空间限制：满足平台的高度限制 调节精度：满足开关柜体的调节精度 操作同步性：易于工作人员操作 加工成本：工艺简单，成本可控 调查日期：2016.03.19 调查地点：茶园运维站 调查方法 通过现场调查，把调查结果写入表格，比较最佳方案 序号 方案名称 空间限制 调节范围 操作同步性 加工成本 结论 方案一 液压杆
液压杆必须低于 10cm，有一定难度 50cm 以内 两侧升降高度一致 液压杆：800 安装费用：200 不采用 方案二 充气气垫
可 以 满 足<10cm 的高度限制要求 10cm 以内 两侧升降高度难以统一 充气气垫：200 安装费用：0 不采用 方案三 螺杆
可 以 满 足<10cm 的高度限制要求 20cm 以内 同步性较好 螺杆：50 安装费用：50 采用 综合评定 通过比较，小组发现：方案一有良好的精度和同步性，但是其成本较高，如何满足空间限制条件也是一大问题；方案二调节精度达不到要求；方案三成本低，调节方便，调节精度高。综上所述，选择螺杆为高度调节的方案。
3. 承重底座的选择 移动平台的承重环节其具体讨论如表 50 所示。
表 50 移动平台承重底座选择表 选型目标 承重能力：平台必须满足承重要求 操作方便：手车开关拉出和推入过程简单方便 加工成本：工艺简单，成本可控 调查日期：2016.03.09 调查地点：茶园运维站 调查方法 通过现场调查，把调查结果写入表格，比较最佳方案 序号 方案名称 承重能力 操作方便 加工成本 结论 方案一 平板式 受力均匀分布于整个平台，承重能力好 需要另行设计卡扣，防止开关横向滑动 平板：80 不采用 方案二 导轨式 受力分布于两条导轨上，可能出现形变 导轨可以良好的固定住手车开关 导轨*2：90 采用 综合评定 通过比较，方案一虽然承重能力更为出色，但在操作时不能固定手车开关；方案二承重能力满足要求，但操作方便。综合考虑，选取导轨作为移动平台的承重底座。
小组成员决定选取导轨作为承重底座后，对构造的简易移动平台模型进行 ANSYS 有限元建模分析其在符合下的受力情况。
仿真条件：静载荷 8000N，如图 8（a）所示。当手车开关拉出时，手车开关轮子直接通过凹槽与承重底座接触，接触面将承受整个手车开关的重量，如图 8（b）所示。
(a)
(b) 图 8 仿真分析的边界条件（a）及载荷施加（b）
分析结论：如图 9（a）、（b）所示，当底座承受一定重量后，应力分布不均与，承重底座与轮子连接部位、导轨的中部将承受更大的应力，使其成为承重底座中最薄弱、易损坏的部位。
(a)
(b) 图 9
简易承重平台受力仿真结果示意图 针对上述情况，小组成员对承重底座的结构提出了二级细化方案。
（1）
承重底座和轮子连接处的优化，如表 1 所示。
表 11 承重底座和轮子连接处的优化选择表 方案 方案描述 方案优点 方案缺点 是否采用 1 在前后轮的连接处焊接钢条加固 接触点增加，多支点分散受力，牢固可靠 后轮为万向轮，钢条影响万向轮活动范围 否
2 在焊接处采用钢角焊接形式
受力面积增大，受力更平均，且轮子活动空间大； 无 是 （2）
对导轨的优化，小组成员决定在导轨下加入底座来使力载荷分担更为平均，其底座结构选择表如表 2 所示。
表 12 底盘材料选择表 方案 方案描述 方案优点 方案缺点 是否采用 1 平钢 轻便，易于加工 承重能力差，容易形变 否 2 槽钢 承重能力强，不易形变 加工有一定难度 是 为验证优化后承重平台受力分布的合理性，小组成员在仿真软件中 ANSYS 再次进行了仿真分析，如 错误! ! 未找到引用源。0（a）（b）所示。与图 9 对比，应力的分布更均匀，应力集中效应减弱；最大应力值从 3.78MPa 降低到了 1.20MPa。
（a）
（b）
图 40 改进后承重底座受力仿真结果示意图 4. 手车开关固定工件的选择 此处需考虑三个过程：
1) 操作时，将移动平台固定于开关柜上； 2) 操作时，把手操作方便； 3) 移动时，将手车开关固定于移动平台上； 对于将移动平台固定于开关柜上方案选择如表 3 所示。
表 13 将移动平台固定于开关柜方案选择表 选型目标 固定程度：固定稳定可靠，在手车拉出推入过程不会脱离 操作安全性：操作时确保不会进入开关柜，满足安全生产距离 加工成本：工艺简单，成本可控 调查日期：2016.03.22 调查地点：茶园运维站 调查方法 通过现场调查，把调查结果写入表格，比较最佳方案 序号 方案名称 固定程度 操作安全性 加工成本 结论 方案一 挂钩
需要挂钩长度完全匹配才能良好固定 操作时需要进入柜体进行安装，不安全 挂钩：10 安装费用：0 不采用 方案二 打孔螺栓
固定性能良好 在开关柜打孔安全性有待商榷 螺栓：2 打孔：30/个 不采用 方案三 U 型卡条
需要合理设计 U型卡条尺寸才能良好固定 操作时在侧面即可完成，保障了操作人员安全 U 型卡条：20 采用 综合评定 通过比较：小组发现：方案一在操作时需要人员进入柜体钩上挂钩，有一定危险性；方案二需要在柜体上打孔，加工困难，且不安全；方案三可以在柜体旁边完成操作，不需进入柜体，安全可以得到保证。综上所述，选取方案三为最佳方案。
对于将手车开关固定于移动平台上方案选择如表 4 所示。
表 14 将手车开关固定于移动平台方案选择表 选型目标 固定程度：固定稳定可靠，在手车拉出推入过程不会脱离 操作方便性：易于操作 加工成本：工艺简单，成本可控 调查日期：2016.03.26 调查地点：茶园运维站 调查方法 通过现场调查，把调查结果写入表格，比较最佳方案 序号 方案名称 固定程度 操作方便性 加工成本 结论 方案一 卡杆 可以良好地固定手车开关 需要专门存放卡杆的位置 钢条：10 不采用
方案二 搭条+挡板 可以良好地固定手车开关 可以装配于移动平台上，方便操作 搭条：20 安装费用：10 采用 综合评定 通过比较：小组发现：方案一和方案二都可以较好地固定手车开关于移动平台上，但是方案二的工件可以全部焊接于移动平台上，方便存放及操作。因此，方案二为最佳方案。
对于移动平台固定把手的选择如表 5 所示。
表 15 移动平台固定把手方案选择表 选型目标 固定程度：固定稳定可靠，在手车拉出推入过程不会脱离 操作方便性：易于操作 加工成本：工艺简单，成本可控 调查日期：2016.03.26 调查地点：茶园运维站 调查方法 通过现场调查，把调查结果写入表格，比较最佳方案 序号 方案名称 占用空间 操作方便性 加工成本 结论 方案一 U 型把手
占用空间小 人操作手车开关室需从侧面搬运 造价：90 不采用 方案二 L 型把手
占用空间小 人可以从前方搬运手车开关 造价：100 采用 方案三 握推式
把手要占用空间 占地面积小，操作方便，占用空间 造价：120 不采用 综合评定 通过比较：方案三推拉手车方便，但把手要占用空间；方案一操作不便捷，占用空间小，成本低廉；方案二在方案一的基础上进行了开口处理，既方便运维人员对手车开关的推拉工作，又起到了省力的效果，所以为最佳方案。
5. 移动平台主体材料的选择 要满足移动平台能承受 400kg 开关重量，考虑到裕度，目标要求承受 700kg 重力，据此选择移动平台主体材料，如表 6 所示。
表 16 主体材料选择表 选型目标 弯曲强度：材料强度满足承重要求 弹性模量：材料弹性变形满足承重要求 耐/易用性：能适应开关室的现场环境，灵活轻便 加工成本：工艺简单，成本可控 调查日期：2016.04.01 调查地点：茶园运维站 调查方法 通过现场调查，把调查结果写入表格，比较最佳方案
序号 方案名称 弯曲强度 弹性模量 耐/易用性 加工成本 结论 方案一 聚酯塑料 200MPa 4000MPa 耐 腐 蚀 性好、密度小 材料整体性较强，但一般需要成型加工，现有的条件无法满足需求，加工困难。
材料成本：350 加工成本：650 不采用 方案二 铸钢
235MPa 200GPa 耐腐蚀性，加 工 性 能好，韧性高且密度大 铸钢的加工性能好，便于根据设计尺寸进行加工组装。
材料成本：200 加工成本：300 采用 方案三 铝合金 160MPa 135GPa 耐 腐 蚀 性强、密度小 铝合金材料需采用一体化加工工艺，难度较高。
材料成本：350 加工成本：850 不采用 综合评定 通过比较，方案一能满足承重条件，但材料的整体性较强，加工成本高；方案三中的铝合金材料耐用性、耐腐蚀性均表现良好，但材料本身易形变；方案二中铸钢的弹性模量更大，能更好的满足承重条件，并且其加工性能好，加工方便，成本相对较低，最终选择方案二。
（四）
确定最佳 方案
针对上述二级方案，小组经过分析比较各个功能部件的最佳方案，经过综合分析，最后确定最佳方案如图 5 所示：
35kV落地手车式开关移动平台材料选择滚轮结构固定工件升降平台承重平台铸钢定向轮+万向轮导轨式螺杆搭条+挡板U型槽L型把手连接处：角钢导轨：槽钢 图 51
设计方案最终确定图 四 、制定对策
此小组成员根据最终方案绘制了 35kV 落地手车式开关移动平台的设计方案简图，并根据各个模块估算相关材料和零部件的使用量。
在此基础上，小组按照“5W1H”原则制定了详细的对策计划表，如表 17 所示 。
表 17 对策计划表 序号 对策 目标 措施 地点 负责人 日期 1 移动平台整体设计 测量各站尺寸，覆盖率 100%；设计移动平台图纸完成率 100% 测量现有开关尺寸，通过工程制图的方法进行绘制结构图 茶园运维站 张珺彦、江南 2016年 4 月 2 移动平台各部位零部件购买 零部件购置完成率达到 100%，合格率达到 100% 制定购置计划，采用网购或直接联系厂家方式进行零部件的购置 茶园运维站 方钦 2016年 4 月 3 移动平台承重底座的制作 满足承重能力700kg；底座高度小于 10cm； (1)完成承重底座导轨的制作 (2)完成承重底座的负荷试验 （3）完成承重底座的加固处理 茶园运维站 江南、冲锋 2016年 5 月 4 移动平台滚轮的制作安装 完成移动平台四轮的安装，前轮固定，后轮转向，角度大于 60 °； (1) 对滚轮连接处进行焊接加固处理 (2) 完成万向轮与制动装置的安装 (3)完成连接处的承重测试 茶园运维站 冲锋、彭博 2016年 5 月 5 移动平台升降功能的制作 安装升降螺杆，调节范围大于 3 3 cm (1)完成升降螺杆的安装 (2)选择合适螺母以及垫片 （3）将升降螺杆焊接在 L 型过渡连扳与滚轮相连接 茶园运维站 张彬、张珺彦 2016年 5 月 6 移动平 移动平台与开 (1)选取合适的材料 茶园运 方钦、彭 2016
台固定工件的制作 关柜、手车开关固定牢靠，固定精度小于±5mm； (2)根据图纸，完成固定工件的制作 维站 博 年 6 月 7
整体组装测试 检验研制的移动平台将操作时间减小至 15min内； (1)制定合适的试验方案 (2)按照移动平台使用方法逐项操作，并及时修正 茶园运维站 方钦、彭博 2016年 7 月 五 、对策实施
本 QC 小组制定好对策后，立即向南岸公司运维检修部和安全监察质量部进行报备，经生产和安监部审核通过后按模块逐个进行实施。
（一）对策 实施 一 ：移动 平台 整体设计
小组成员对变电站内 35kV 落地手车式开关柜进行精确尺寸测量如图 6 所示，并确定了移动平台的关键性数据尺寸如 错误! !未找到引用源。所示。采用工程制图的方法，绘制出移动平台的准确的 CAD 图如 图 7 所示。
35kV落地手车开关分合分SdLD 图 62
尺寸测量示意图
图 73 移动平台结构图 实施效果：如表 18 所示，完成了既定目标，尺寸覆盖率 100%，可以根据图纸进行移动平台各部位的制作及安装。
表 18
移动平台尺寸表 部件 轮子直径 轨道 L型过渡连板 轨道间距 把手高 轨道宽 轨道长 尺寸/mm 150 40 1400 100 900 1200 （二）对策 实施 二 ：移动 平台 各部位零部件购买
小组成员根据对策一测量的尺寸，绘制的 CAD 图形，对尺寸的要求等，对材料进行了筛选对比，选取尺寸、承重能力符合要求的材料进行购置，材料购置表如表 19 所示。
表 19 材料购置表 序号 名称 型号规格 单位 数量 采购人员 备注 1 钢板
Q304，2000mm*1500mm*8mm 块 1 彭博 建材市场选购 2 导轨 1Cr18Ni9， 1000mm*20mm 条 2 彭博 3 槽钢 6 号槽钢 条 4 冲锋 4 螺杆 M24 个 2 彭博 4 定向轮 Φ 125 个 2 方钦 网络选购 5 万向轮 Φ 125s 个 2 方钦 6 塑料把手 订做 个 2 彭博 实施效果：按照购置计划，小组成员完成了所有零部件的购置，数量齐备，尺寸适宜，材料的合格率达到 100%，完成情况如表 20 所示。
表 20 材料购置实施表 序号 名称 型号规格 单位 数量 价格（元）
完成率 1 钢板
Q304，2000mm*1500mm*8mm 块 1 300 100% 2 导轨 1Cr18Ni9， 1000mm*20mm 条 2 80 100% 3 槽钢 6 号槽钢 条 4 40 100% 4 螺杆 M24 个 2 30 100% 4 定向轮 Φ 125 个 2 30 100% 5 万向轮 Φ 125s 个 2 50 100% 6 塑料把手 订做 个 2 25 100% （三）对策 实施 三 ：
移动 平台 承重 底座 的制作
小组成员对原材料进行加工焊接了承重底座，确定滚轮螺孔的位置，装配出带四个滚轮接口的承重底盘。
(a)
(b)
图 83 移动平台承重底座加工图 如图 83（a）（b）所示，焊接槽钢和钢板制作承重底座，移动平台导轨利用槽钢焊接于承重底座制成。而承重设计使得承重底座整体的稳定性更好。在南岸供电公司变电检修工区，小组成员利用专业承重负荷试验设备，对制作得到的承重底座进行多段负荷试验，其结果如表 21 所示。
表 21
承重底座承重负荷试验 施加负荷 轨道中部 轨道间连杆 L 型连接部
7000N 无明显形变 无明显形变 无明显形变 8000N 无明显形变 无明显形变 无明显形变 9000N 轻微形变 无明显形变 轻微形变 实施效果：承重底座各方面连接稳定牢靠，底座高度满足小于 10cm 满足开关柜底部高度要求；载荷分布均匀，底座槽钢能很好的分散应力，整个结构能足以承受净重在 8000N 压力如图 94 所示。
图 94
移动平台承重效果图 （四）对策 实施 四 ：
移动平台 滚轮 的制作安装
根据设计图纸，小组成员对轮子托盘和承重底座的连接处进行了加固处理。在槽钢上焊接四个轮子接口，在 L 型直角处焊接倒角连片，增加轮子与承重底座之间的接触面积，使受力更均衡。如图 105 所示，提高承重底座的稳定性。小组完成承重底座前轮采用定向轮、后轮采用万向轮的安装。
(a)
(b) 图 105
承重底座的加固处理示意图 实施效果：安装滚轮实现了平台自由转向功能，前轮定向轮与开关柜本体能稳定连接，后轮万向轮方便调节方向，在变电站滞留层上进行载重物转向试验，其结果如表 22 所示。可以看出转向角度满足目标 60°要求。
表 22
万向轮带重物转向试验记录表 重物质量 左旋角度 右旋角度 目标值 完成度 350kg 83° 85° >60° 100% 400kg 76° 77° >60° 100% 450kg 69° 71° >60° 100% （五）对策 实施 五 ：
移动平台 升降功能 的制作
根据设计图纸，通过打孔、焊接工序，小组成员安装了升降功能。对螺杆进行打磨处理，减小螺杆的摩擦系数。并且安装匹配的垫圈，实现升降功能的粗精调功能。如图 116 所示。
(a)
(b)
图 116
移动平台升降功能加工图 实施效果：通过升降螺杆可以调节承重底座的高度如 图 12 7所示，以适应不同变电站开关柜底部高度的变化，对升降平台进行高度调节试验，其结果如表 23 所示。平台调节范围为向下42mm，向上 64mm，调节范围达到 10cm，满足高度调节要求。
表 23
螺杆高度调节试验记录表 项目 调高下限/cm 调高上限/cm 调节范围/cm 目标值/cm 左轮 4.2 6.4 10.6 >3 右轮 4.2 6.5 10.7 >3
(a)
(b) 图 127
移动平台高度调节示意图 （六）对策 实施 六 ：
移动 平 台固定工件的制作
1. 操作时，将移动平台固定于开关柜上 利用承重底座的槽钢和 35kV 开关柜柜底结构，制作一个防止手车开关滑动的 U 型卡条，如图 18(a)所示。为防止移动平台后万向轮滑动，在万向轮上安装踏板刹车，如图 18（b）所示，通过 U 型槽以及踏板刹车前后限制距离将移动平台固定于开关柜上。
(a)
(b) 图 18
移动平台固定实现图 2. 移动时，将手车开关固定于移动平台上 根据设计图纸，在手车开关接触的后方位置焊接挡板两块。根据手车开关尺寸，在移动平台滑轨上切割不同位置的 U 型卡槽，装设位置可变的卡杆搭条如图
19(a)所示，在移动平台后方焊接挡片如图
19（b）所示，后挡板起限位作用，而搭条限制手车开关滚轮滑动，从而保证手车开关在移动平台上的稳定，防止在转移过程中手车开关在移动平台滑动甚至是掉落。
（a）
（b）
图 19
手车开关固定实现图 3. 固定把手的加工 移动平台固定把手的加工采用的是 L 型把手结构，通过在把手处空出操作间隙方便运维人员对手车开关进行操作，并且在加工时为了使结构更牢靠，在把手杆处焊接成三角支架形状，加强稳定性。操作把手处嵌入加工的胶套，便于操作。
实施效果：操作时，移动平台能牢靠的固定于开关柜上。平台移动时，手车开关牢靠固定于移动平台上如图 0 所示，把手操作方便。通过刹车等固定措施，可以将 35kV 手车开关可以在移动平台上开展检修工作，对固定后装载手车开关的移动平台做推拉试验，测出前后轮的位移情况如表 24 所示。
表 24
固定工件位移试验记录表 水平瞬时推力 前轮位移/mm 后轮位移/mm 目标值/mm 完成度 1500N 3.2 2.9 <5 100% 2000N 3.7 3.5 <5 100% 2500N 4.3 4.2 <5 100%
图 20
移动平台固定工件效果图 （七）对策 实施 七 ：
整体组装 测试
前期工作完成后，小组按照设计总装图，将移动平台的承重底座、轮子、升降操作系统等进行了焊接和组装，成品如图 130所示。并在此基础上制定了初步操作步骤，进行现场测试。
在研制的 35kV 落地手车式开关移动平台的辅助下，运维人员按照以下步骤将 35kV 手车开关由冷备用转检修：
准备操作 轨道对齐调节平台高度固定移动平台转检修固定手车开关转向及搬运 操作结束 按照以下步骤将 35kV 手车开关由检修转冷备用：
准备操作 转向及搬运固定移动平台解除小车闭锁转冷备用 操作结束
固定轮+调节螺杆L型过渡连板35kV落地手车式开关移动平台挡板+档杆万向轮
图 131
便捷移动平台实物图 实施效果：在操作时，移动平台能可靠的承载整个开关柜重量，转向、推拉便捷；能可靠调节平台高度以适应开关柜底座高度的变化；操作时，移动平台与开关柜本体固定牢靠，搬运时，手车开关与移动平台固定牢靠。操作时间仅需要 10min 左右，满足目标要求。
六 、确定效果
（一）效果检查一：目标值检查
移动平台组装完成后，由南岸公司运检部、安监部组织专家组进行评审，研制的 35kV 落地手车式开关移动平台满足生产实际、安全规范要求，鉴定移动平台载荷力达到 750kg。由国网重庆市南岸供电分公司运检部和安监部批准进行现场试用。
2016 年 9 月至 2017 年 2 月期间内，在辖区 8 座变电站配置了研制的 35kV 落地手车式开关移动平台，并运用研制的平台进行了 36 次停送电操作，统计了 36 次操作用时如表 65 所示。
表 65
现场操作用时统计表 变电站
检修 回路
T T 1 1 /min
T T 2 2 /min
T T 3 3 /min
T T 4 4 /min
总用时 /min
梓桐变 桐双 311 2.4 3.4 3.2 1.7 10.7 桥口坝变 桥界 321 2.1 3.0 2.5 1.4 9 惠民变 寺惠东 311 1.9 3.2 3.4 1.6 10.1 安澜变 安永 311 2.3 3.3 3.3 1.4 10.3 姜家变 寺家南 314 2.1 3.3 3.4 1.6 10.4 安澜变 永湖 312 2.0 3.3 3.5 1.2 10 梓桐变 35kV 分段 320 2.4 3.3 2.6 1.4 9.7 梓桐变 35kVI 母 PT 2.2 3.0 2.5 1.7 9.4 天星寺变 寺惠东 311 2.2 3.0 3.3 1.2 9.7 天星寺变 寺家南 312 2.0 3.2 2.9 1.4 9.5 桥口坝变 桥永南 322 2.0 3.4 3.5 1.6 10.5 梓桐变 1 号主变 301 2.3 3.3 3.4 1.3 10.3 海棠变 海界 312 2.3 3.0 2.6 1.5 9.4
惠民变 寺惠西 323 2.0 3.0 2.5 1.6 9.1 永隆变 永接 322 2.1 2.9 3.0 1.6 9.6 桥口坝变 桥安 312 2.3 3.3 3.4 1.4 10.4 天星寺变 寺惠西 321 2.2 3.4 2.8 1.5 9.9 梓桐变 2 号主变 302 2.4 3.4 3.6 1.5 10.9 海棠变 海湖 311 2.0 3.4 3.3 1.6 10.3 桥口坝变 桥界 321 1.8 2.9 3.3 1.3 9.3 天星寺变 寺家北 322 1.8 3.4 3.2 1.4 9.8 永隆变 35kVII 母 PT 1.9 3.3 2.5 1.7 9.4 天星寺变 35kV 分段 320 2.1 3.1 3.3 1.4 9.9 桥口坝变 1 号主变 301 2.0 3.5 3.5 1.7 10.7 惠民变 35kVI 母 PT 2.3 3.4 2.7 1.2 9.6 姜家变 寺家北 321 2.2 3.4 2.8 1.2 9.6 梓桐变 35kVII 母 PT 2.0 3.0 3.5 1.2 9.7 永隆变 安永 311 2.4 3.3 3.0 1.7 10.4 海棠变 海鹿 322 1.9 3.1 3.0 1.5 9.5 海棠变 海龙 321 2.4 3.4 2.9 1.4 10.1 海棠变 35kV 分段 320 1.9 3.3 3.3 1.4 9.9 天星寺变 35kVI 母 PT 2.4 3.4 3.2 1.3 10.3 永隆变 35kVII 母 PT 2.4 3.2 3.0 1.2 9.8 安澜变 桥永南 321 2.1 3.4 2.8 1.4 9.7 姜家变 35kV 分段 320 2.1 3.3 2.7 1.3 9.4 桥口坝变 35kVI 母 PT 2.2 3.0 3.0 1.6 9.8 平均用时/min 2.13 3.24 3.06 1.50 9.93 通过统计调查 36 次 35kV 落地手车式开关停送电时间，发现停送电平均耗时从 43.70min 降到 9.93min 如表 76 所示，低于目标值 15min，小组 C QC 设定 目标超额实现了。
表 76
现场操作效果对比表 序号
T T 1 1 /min
T T 2 2 /min
T T 3 3 /min
T T 4 4 /min
总用时 /min
原装滑槽 （平均用时）
3.19 20.37 17.19 2.95 43.70 移动平台 2.13 3.24 3.06 1.50 9.93 （二）
效果检查 二：操作效果对比
表 87
操作效果对比表 项目 活动前 活动后 效果对比 流程时间 全流程需要 43.7min 全流程需要 9min 时间缩减 79% 人员数量 4 人 2 人 减少 2 人 操作质量 设备笨重，搬运时可能损伤设备或造成人员受伤 操作简便，搬运灵活。保证了设备和人身安全 便捷移动平台简化了操作过程，提高了运维人员的工作效率；保证了设备和人员安全缩短了停电时间，节省成本。
手车开关转向困难 移动平台上的手车开关转向自如 推入时，手车开关沿着倾斜的滑槽，操作困难 推入时，手车开关滑槽和开关柜滑槽在一个平面上对齐，方便操作 金属轮拖拉导致地面自流层出现损伤 移动平台滚轮推动方便，不会损伤地面 结论 新研制的 35kV 落地手车式开关移动平台投入使用后降低了开关柜检修时的操作难度，精简了工作流程，操作人数和工时大幅下降，本次 QC 活动成功。
（ 三 ）
效果检查 三：经济效应
1. 成本 便捷式移动平台使用不锈钢板、槽钢、定向轮、万向轮及其他零部件，单个操作平台材料成本、安装费用合计为 1165 元。
2. 收益 (a) 缩短停电时间：使用新型的移动平台后，单一 35kV 开关柜检修的停、送电操作时间由 43.7min 减少至 9.93min。不仅大幅缩短了停电时间，保证了用户的可靠用电。以 35kV 出线为例，日平均负荷为 11000kW, 缩短停电时间 33.77min，电费利润约为0.1 元/kWh，应用产品期间内，共操作 36 次，挽回经济损失
11000*(33.77/60)*0.1*36=22288 元。
(b) 节省人工成本：
传统操作：每组 4 人/次，以操作 36 次计算，共计 4*36=144人次。
使用本 QC 成果后：每组２人/次，以操作 36 次计算，共计2*36=72 人次。
以单人次操作人力资源成本 50 元计算，则可节省人力资源成本 72*50=3600 元。
该 QC 成果共生产 8 台，成本为 8*1165=9320 元，试用期的4 个月内，总的经济效益为：
22288+3600-9320=16568 元 （ 四 ）
效果检查 四 ：
其他效益
1. 社会效益 我们进行了五次相同变电站、相同工作任务的停电时间的对比分析，发现在本产品应用后，停电时间平均缩短 40.6min。
表 98
停电时间对比表 变电站 改进前停电时间 改进后停电时间 效果对比（+/-）
110kV 桥口坝变电站 6h32min 5h47min -45min 110kV 天星寺变电站 2h11min 1h37min -34min 110kV 海棠变电站 4h17min 3h33min -44min 35kV 安澜变电站 4h12min 3h30min -43min 35kV 姜家变电站 6h48min 6h11min -37min 2. 安全效益 操作过程中，移动平台能够良好的固定在开关柜体上，利用制动装置，手车开关能够很稳定的转移至移动平台上；在搬运过程中，手车开关能够良好的与移动平台实现一体化连接，加上移动平台高度低，整体重心稳定，转运过程中不会发生倾倒或者滑落现象，操作十分安全。
七 、 标准化
为了巩固本次 QC 活动的成果，小组成员进行了以下活动：
1) 对 35kV 落地手车开关移动平台设计方案、方案对比、材料选型、设计图纸、加工图纸、安装流程等纸质资料进行了完善地整理归档。
2) 制定《35kV 落地手车式开关移动平台标准化作业卡》 并制定完善了《35kV 落地手车式开关移动平台使用说明书》。
3) 在南岸供电公司范围内进行了推广应用，对全体运维值班人员进行培训，以提升南岸供电公司对 35kV 落地手车式开关的操作效率。
4) 本成果正在申请国家实用新型专利。
八 、总结及 今后打算
1) 通过本次 QC 活动，研制出载荷力为 750kg、具备转向功能，并且能够调节高度的 35kV 落地式手车开关移动平台，将35kV 落地式手车开关的停送电平均耗时从原来的 43.70min 降低至 9.93min，停送电工作人数降低至两人，达到了预期的目的。针对本次 QC 活动中的七个步进行分析总结，小组优缺点如表 29所示。
表 29
各个环节优缺点分析 步骤 优点 缺点 改进方法 选择课题 调查充分，数据详实，需求明确 没有其他同级单位数据 加强与兄弟单位的沟通 确定目标及目标可行性分析 分模块分析，条理性强 缺少对一些不可控因素的预测 做不可控风险分析 提出方案并选择最佳方案 细化彻底直至可以实施 某些方案缺乏可行性 提出方案时多加考虑 制定对策 采用 5W1H 科学方法 个别对策未量化 针对性地提出量化考评对策 对策实施 完成率达到 100%，保质保量 实施过程时间把握较差 对实施时间进行统筹规划 确定效果 模拟仿真配合现场试验验证 检查方案较为单一 在多个现场进行实验 2) 通过此次 QC 活动，增强了小组成员的团队协作精神，
培养和提升了工作责任意识、创先争优意识。同时，激发了班组成员的工作积极性和学习能动性，推动 QC 活动的深入开展，如图 149 所示。
图 149 自我评价雷达图 目前变电站施工单位工作票错误多，运维人员审票效率低，是目前面对的一个难题。因此，今年 QC 小组将课题定为“变电站 VR 开票系统的研制”，以期解决这个难题。
附件：过程评审文件
测试鉴定报告
验收评审报告
经济效益评估
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