PDCA循环程序在高压低控系统配电箱中的设计和应用

孙祖强 赵帅 郑家志 谢刚 崔继军 魏鹏

【摘  要】本文介绍了高压低控在配电箱系统的设计制作和实施，过程中遵循PDCA循环程序，依据HSE理念，融入了电工行业知识的有效设计，缩短了高压低控配电箱系统的研发时间。最终使该产品实际投入使用且取得良好的效果。

【关键词】QC;HSE;高压低控;环境;电子元件

引言

一个人处理和解决问题只凭经验和感觉，那是很有局限性的，但采用了正确的科学方法和理论，那将会是另外一个结果，基于如此，本文的高压低控系统配电箱的设计和实施就遵循了PDCA程序，并且为本文的研究提供了方法论基础，HSE作为指导给本文提供了理念基础。

1 项目背景

在潮湿环境中，由于条件和环境所限制，配电箱设备所处环境非常恶劣，部分配电箱需要安装在设备附近，因此经常受风吹雨淋、雾霾侵蚀，海上潮气等影响，使绝缘电阻变小，容易使操作者触电。比如安装在厨房内的用电设备，因厨房受冷热因素，很容易导致各种用电设备漏电。传统上配电箱全部采用漏电保护器作为控制开关，漏电保护开关因环境的影响也会导致高压电源漏电，人如果在这种环境下接触也会导致触电现象，在日常生活中每个人对这种设备都有种畏惧心理，且漏电保护开关不适合频繁操作，漏电开关因频繁操作和长期使用影响漏电保护器的性能。

2 计划（PLAN）

遵循PDCA循环，计划是首要过程：团队通过头脑风暴法，讨论本行业配电箱存在的问题，确立现有设备不符合HSE的相关要求和理念，发挥QC团队热情快乐的人文主义，收集有效材料和无效材料对课题进行佐证。确立目标，不管前面所得数据如何，但HSE必须是完美值，保证配电箱百分之百的不能漏电。

利用实验方法找出所存在的问题：

漏电保护器接电，对金属箱体和漏电保护器进行电压测试，没有什么问题，一切都正常。從表面看无安全隐患。那么在潮湿的环境中呢，继续做检测：电流型漏电电流动作保护器潮湿状况下的测试试验在金属箱体上和漏电保护器上喷了一点点水雾，尽量符合实际工作场所，而这次检测到电流型漏电电流动作保护器与金属箱体上的电压达到110v。存在安全隐患，不符合HSE标准。

在充分考虑符合HSE条件后，制定了多种对策，首先传统配电箱大部份密封条件都较差，团队根据这个线索进行各种密封设计和实际制作。再一次遵循PDCA循环，采纳电工行业人员的专业建议-高压低控。用HSE作为工具检测该建议的可行性。确定对策是否可以实施。

3  执行（DO）

QC团队按照产品优化设计流程，运用plan步骤：找出所存在的问题;分析产生问题的原因;找出主要原因;制定对策分析出来的矛盾进行解决方案的创新设计，通过DO试验方法进行关键技术的参数优化，使用专业知识设计参数，实现了高压低控方案实施的确定。

3.1 高压低控电路图纸设计：

QF1-电流型漏电电流动作保护器;KM-交流接触器;FT-热保护继电器;FV1-保险盒;T-隔离降压变压器;ST-启动按钮 STP-常闭触点

（1）、电源输入给漏电保护器QF1，由输出端连接到交流接触器KM输入主触点，同时经过保险FV1连接到隔离降压变压器T和电源指示灯HR。

（2）、由交流接触器KM输出主触点，连接至热保护继电器FT并连接工作指示灯HG，在FT输出端连接负载电路。

（3）、控制部分连接：变压器T输出的36V电压，A端连接至交流接触器KM的一组常闭触点，由另一端和热保护继电器FT1的控制触点连接，再经FT的另一控制触点连接至交流接触器线圈触点A1。T的B端同时连接启动按钮ST常开触点一端，连接交流接触器KM的一组常开触点一端，将启动按钮ST的另一端和KM常开触点的另一端相连并接至停止按钮STP的常闭触点一端，STP的另一端接至交流接触器线圈A2端。

（4）、保护原理：负载输出端有漏电或人员触电时，漏电保护器QF1动作关断电源，当变压器T短路或过流时，保险Fv1熔断。当负载过重或短路时，热保护继电器FT控制触点断开，交流接触器线圈失去电压，接触器断开，保护负载电路。

（5）、控制原理：在设备正常情况下，按启动按钮ST，变压器T的B端电压，经闭合的ST常开触点和停止按钮STP常闭触点加止交流接触器纳线圈A2端，变压器B端电压经交流接触器常闭触点，热保护继电器控制触点加止A1，交流接触器KM吸合，KM常开触点吸合，启动按钮ST常开触点松开，但因KM常开触点吸合，使接触器KM进入自锁状态，设备开始工作。当负载过重或短路时，变压器TA端至交流接触器线圈A1端电压消失，KM断开，设备停止工作。

4  检查（CHECK）

高压低控配电箱系统性能如何？这是课题的关键，如何才算符合HSE标准，一切都得经过检验和检查才能证明。

有效性效果验证：

1、试验验证：（1）、产品投入市场以前进行单体试验，进一步的进行和确认PDCA循环过程的有效性，论证是否符合HSE的标准和理念。QC团队选择条件较好的职工食堂进行对高压低控配电箱系统全面试验和各种数据记录。最值得骄傲的是这套系统在职工食堂运行一年多时间还没有任何不良反应。整套设备从外观上就给人赏心悦目，最重要的是各操作钮都是36v低压电源，完全符合safe标准。（2）、市场验证：产品投入实际市场后，进行不断的跟踪，定期对产品进行检测。从投入项目使用到项目结束，检测数据和实际操作使用未发现任何异常。

（3）范围验证：用电设备的不同，那么供电的方式方法也有所不同，可以根据使用需要进行各种型号改进和设计，有了一种方法，就会有另一种思路，把大型化的转换为小型化。

5  处理 ACTION

一、每项产品的使用周期都是有限的，延长高压低控配电箱系统的使用时间就必须做好保护工作：

1、坚持长期使用的产品必须做好防护工作。定期对产品的密封进行检查。

2、达到年限的电子元件立刻更换。

3、短期项目结束暂时不用的高压低控配电箱产品，除了进行库存保管，还得让专业人员定期检查，调试，外部清洁等保护工作。最终目的是使其处于完好状态，随时服务于生产和生活。

二、制定企业标准，编制操作手册和管理手册。

不断提高工艺设计，更换过时产品。

（作者单位：天津市大港油田东方物探海洋物探处人力资源服务中心）