电气试验室QC全国工程建发布版.docx
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电气试验室QC全国工程建发布版
电气试验室QC（全国工程建发布版）
————————————————————————————————作者：
————————————————————————————————日期：
2010年中国工程建设优秀质量管理小组成果资料
课题：
降低3393型直流电阻测试仪故障次数
QC小组名称：
电气仪表公司电气试验室QC小组
单位名称：
宁夏电力建设工程公司
2010年6月
降低3393型直流电阻测试仪故障次数
电气仪表公司电气试验室QC小组
发布人：
曹建东
前言
在发电厂建设、施工过程中，电气试验室承担发电厂及其变电站电气设备交接试验、继电保护、二次回路试验与调试工作。
在各类电气试验项目中，直流电阻试验是发电机、电动机、变压器、互感器等电气设备交接试验的必测项目，通过直流电阻测试能有效发现设备线圈的选材、焊接、缺股、断线等制造缺陷和隐患，因此，直流电阻测试仪也是电气试验室使用最为频繁的仪器之一。
直流电阻测试仪为强制检定型设备，其测试原理为：
仪器输出恒定直流电流I,并测试试品绕组两端电位差V，通过计算V/I可测得试品直流电阻R。
图1直流电阻测试原理图
一、小组概况
小组名称：
电气仪表公司电气试验室QC小组成立时间：
1999年3月
课题名称：
降低3393型直流电阻测试仪故障次数课题类型：
现场型
课题注册时间：
2009年3月活动时间：
2009年3月-2009年9月
活动次数：
12次出勤率:
100%
小组成员及分工表
序号
姓名
性别
年龄
学历
小组职务
内部分工
TQM教育
1
曹建东
男
29岁
大本
组长
全面组织、成果总结
全部取
得TQM
合格证书
2
李俊梓
男
36岁
大专
副组长
现场实施、调查分析
3
郭广繁
男
25岁
大专
组员
现场实施、调查分析
5
刘力刚
男
26岁
大专
组员
现场实施、调查分析
4
徐振拓
男
25岁
大专
组员
现场实施、阶段检查
6
赵阿妮
女
26岁
大专
组员
活动记录、资料整理
制表人：
赵阿妮日期：
2009年3月3日
二、选题理由
三、现状调查
【调查一】找出3393直流电阻测试仪故障的主要问题：
1.小组对2008年11月至2009年2月3393型直流电阻测试仪每个月的使用及故障情况调查：
表13393直流电阻测试仪使用及故障情况统计表
使用时间
2008年11月
2008年12月
2009年1月
2009年2月
合计（次）
月平均（次/月）
使用次数
52
48
47
37
184
46
故障次数
7
2
6
5
20
5
调查制表：
李俊梓时间：
2009年3月4日
图23393直流电阻测试仪故障次数折线图
由统计表1和折线图可以看出，3393直流电阻测试仪月平均故障5次，而2008年12月仅故障2次。
通过调查发现，2008年12月正是仪器用于变压器试验最少的一个月（如表2），小组从中得到了进一步分析问题的线索。
表2：
3393测试仪用于变压器试验次数统计表
使用时间
2008年11月
2008年12月
2009年1月
2009年2月
合计（次）
月平均（次/月）
3393测试仪使用次数
52
48
47
37
184
46
3393用于变压器试验次数
27
7
23
19
76
19
3393仪器故障次数
7
2
6
5
20
5
统计制表：
李俊梓时间：
2009年3月5日
2.由图3看出，3393测试仪故障次数折线与其用于变压器试验次数的折线趋势相同，于是小组针对3393直流电阻测试仪的20次故障，按照被测设备分类调查如表3：
表33393测试仪故障按被测设备分类统计表
时间
故障项目
2008年11月
2008年12月
2009年1月
2009年2月
合计（次）
变压器试验故障
6
1
5
4
16
电动机试验故障
0
1
0
1
2
发电机试验故障
0
0
1
0
1
互感器试验故障
1
0
0
0
1
合计（次）
7
2
6
5
20
统计制表：
曹建东时间：
2009年3月6日
图43393测试仪故障按被测设备分类饼分图
序
号
故障
试验项目
故障频数（次）
百分比（%）
1
变压器试验故障
16
80
2
电动机试验故障
2
10
3
发电机试验故障
1
5
4
互感器试验故障
1
5
合计（次）
20
100
注：
数据来源于电气试验室2008年11月至2009年2月仪器设备使用记录
统计制表：
赵阿妮时间：
2009年3月6日
由统计表3和饼分图可以看出，在各类电气设备直流电阻测试过程中，变压器试验时3393直流电阻测试仪发生的故障次数最多（达到16次），所占比列最高（达80%）。
图53393测试仪故障项目排列图
3.小组针对变压器试验时3393直流电阻测试仪发生的16次故障，按照故障类别分类进一步调查如表4：
表43393测试仪故障项目统计表
序
号
故障
项目
频数
（次）
累计频
数（次）
累计百分比（%）
1
放电未完成
12
12
75
2
充电未完成
2
14
87.5
3
电流开路
1
15
93.75
4
仪器电源
故障
1
16
100
合计
16
---
---
注：
：
数据来源于电气试验室2008年11月至2009年2月仪器设备使用记录
调查制表：
曹建东时间：
2009年3月7日
由表4和排列图看出，变压器试验过程中，“放电未完成故障”在各类故障中占有的比列最高，是3393直流电阻测试仪器故障的主要问题。
【调查二】为设定目标提供依据
1.3393直流电阻测试仪与3391直流电阻测试仪测试原理相同、测试方法相同、被测设备相同。
对3393直流电阻测试仪、3391直流电阻测试仪故障对比如表5：
表52008年11月～2009年2月3393测试仪与3391测试仪故障情况对比表：
仪器名称
故障项目
3393测试仪
3391测试仪
变压器试验故障（次）
放电未
完成
12
0
充电未完成
2
0
电流开路
1
2
电源故障
1
1
其它试验故障（次）
4
3
总计（次）
20
6
月平均（次/月）
5
1.5
统计制表：
郭广繁时间：
2009年3月7日
做为同类测试仪器，3393直流电阻测试仪“放电未完成”故障12次，而3391直流电阻测试仪“放电未完成”故障为0次，预计3393测试仪此类故障可以100%得到解决（既“放电未完成”故障由12次降至0次），其每月平均故障可以降至：
（20-12）/4=2次/月
四、目标制定
于是，小组将本次活动目标制定为：
将3393直流电阻测试仪每月平均故障由5次降低至2次。
制图：
赵阿妮
日期：
2009年3月9日
五、原因分析
针对3393直流电阻测试仪故障的症结“放电未完成故障”，小组成员从人、机、料、法、环、测多方面考虑分析，最终找到了七条末端原因:
图7原因分析鱼刺图
制图：
曹建东日期：
2009年3月10日
六、要因确认
根据图7原因分析结果，小组针对七条末端因素逐一进行确认：
【要因确认一】操作人员不熟悉仪器操作规程
确认方式
调查分析
确认地点
电气试验室班组（大坝三期项目部）
判定依据
根据电气仪表公司《班组岗位培训考核制度》所有成员考试成绩在80分以上为合格，90分以上为优秀。
确认过程
查阅班组成员《电气试验室仪器操作规程》考试成绩，成绩表如下：
表6班组成员《规程》考试成绩表
姓名
朱晓军
郭广繁
李俊梓
曹建东
田伟斌
赵阿妮
成绩
95
93
91
94
89
88
姓名
徐振拓
赵磊
将秀玲
李月影
惠鹏翔
魏向荣
成绩
89
87
90
92
87
92
确认结果
班组成员仪器操作规程考核成绩均在80分以上，达到考核要求。
确认人
郭广繁
确认时间
2009.3.15
结论
非要因
【要因确认二】仪器测试线太细
确认方式
现场测量
确认地点
电气试验室班组
判定依据
1.3393直阻测试仪说明书：
仪器输出电流为3A、100mA两档；放电电流为10A
2.《电缆导线截面选用导则》：
铜芯电缆10mm2以下时，通过额定电流为截面面积×5A。
确认过程
经测量：
3393直流电阻测试仪电流测试线截面为6mm2，通过额定电流为
6×5=30（A），电压测试线线截面为4mm2，通过额定电流为4×5=20（A）
确认结果
测试线截面符合测试要求（满足仪器放电要求）
确认人
李俊梓
确认时间
2009.3.16
结论
非要因
【要因确认三】（被测设备）绕组直流电阻超量程
确认方式
调查分析
确认地点
电气试验室班组
判定依据
3393测试仪额定量程为：
3A档（200μΩ～2Ω）；0.1A档（2Ω～20Ω）
确认过程
时间（月）
2008.11
2008.12
2009.01
2009.02
被测设备
变压器
最大值（Ω）
2.361
1.942
1.233
4.322
最小值（Ω）
0.01538
0.002611
0.007350
0.004221
表7被测设备绕组直流电阻统计表
确认结果
被测设备绕组的直流电阻值均在仪器量程范围内（200μΩ～20Ω）。
确认人
刘力刚
确认时间
2009.3.17
结论
非要因
【要因确认四】试验电源电压超差
确认方式
调查分析
确认地点
电气试验室（大坝三期项目部）
判定
依据
3393测试仪说明书：
设备正常工作电压范围为:
AC220V±10%，既198V—242V
确认
过程
用3393直流电阻测试仪出现故障（16次）时试验电源电压值如下表：
表8仪器试验电源电压统计表
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
电压（V）
232
230
226
228
224
228
230
232
序号
9
10
11
12
13
14
15
16
电压（V）
225
228
218
231
228
217
222
225
确认结果
试验电源电压最高232V,最低217V，均在范围之内，符合仪器工作电压标准
确认人
曹建东
确认时间
2009.3.20
结论
非要因
【要因确认五】放电时无电流电压指示
确认方式
现场试验
试验地点
太阳山风电二期工程--10kV箱式变压器
判定依据
仪器说明书：
1.仪器输出恒定电流I,并测试试品两端电位差V，通过计算V/I可得试品电阻R，仪器LCD显示器显示试品电阻值R；
2.按“复位”键，蜂鸣器响，表示仪器工作于放电状态，蜂鸣器停止代表放电结束。
确认过程
用3393直流测试仪对不同设备进行直流电阻测试，电阻值测定后，按“复位”键仪器开始放电，蜂鸣器停止但放电并未完成时，测得电压、电流不为0：
表9现场试验直流电阻测试值
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
直流
电阻
1.213
1.342
1.356
2.014
0.032
0.0029
0.021
1.398
1.342
是否故障
否
否
否
否
否
否
否
否
是
确认
结果
仪器显示电阻值，放电结束（蜂鸣器停止时），电流电压无法监视，此时，如放电回路电压电流不为0时，仪器（放电未完成）故障。
确认人
李俊梓刘力刚
确认时间
2009年4月4日
结论
要因
【要因确认六】仪器未进行周期校准检定
确认方式
调查分析
确认地点
电气试验室
判定
依据
1.《直流电阻计量器具检定规程》（JJG2051-90）:
直流电阻测试仪校准周期为1年
2、3393直流测试仪说明书：
仪器准确度等级0.2级（既最大允许误差为±0.2%）
确认
过程
1、调阅3393直流电阻测试仪检定报告：
检定日期：
2008年12月15日，有效期为：
2008年12月15日—2009年12月15日。
2、3393直流电阻测试仪基本误差测定结果如下表：
表10仪器周期检定数据表
电流3A档位（量程为2000mΩ既2Ω）
标准值（mΩ）
0.2
1
10
100
1000
基本误差不大于0.2
测量值（mΩ）
0.2020
1.041
10.02
100.2
1000
误差（%）
0.0001
0.002
0.001
0.01
0.00
电流100mA档位（量程为20Ω）
标准值（Ω）
2
5
10
15
20
基本误差不大于0.2
测量值（Ω）
2.012
5.016
10.02
15.03
20.02
误差（%）
0.06
0.08
0.1
0.15
0.1
确认结果
1.3393测试仪在检定周期内使用
2.3393测试仪最大基本误差为0.15%，小于最大允许误差（0.2%）
确认人
曹建东
确认时间
2009.4.12
结论
非要因
【要因确认七】不能手动放电
确认方式
现场试验
试验地点
太阳山风电二期工程-箱式变压器
判定依据
3393直流电阻测试仪说明书：
仪器操作步骤，按“复位”键，蜂鸣器响，表示仪器工作于放电状态，蜂鸣器停止代表放电结束。
确认过程
用3393测试仪对10台不同设备进行直流电阻测试，仪器放电结束（蜂鸣器停止时）放电回路电流电压值不为零时，测量电流电压示值及故障情况如下表：
表11现场试验数据统计表
仪器自动放电电流电压电流值及故障情况：
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电流值（A）
0
0
0
0
0
0
1.32
0
0
0
电压值（V）
0
0
0
0
0
0
0.83
0
0
0
是否故障
否
否
否
否
否
否
是
否
否
否
短接放电后电流电压电流值及故障情况：
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电流值（A）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
电压值（V）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
是否故障
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
确认结果
蜂鸣器停止，但放电电压电流并不为0时（既不能手动放电），造成放电未完成，仪器故障。
确认人
李俊梓徐振拓
试验时间
2009年4月13日—4月20日
结论
要因
七、制定对策
表12对策表
要因
对策
目标
措施
地点
完成时间
负责人
放电时无电流电压指示
放电回路增加电流电压指示仪表
能够监视放电过程中电流、电压值
1.设计增加监视仪表后的放电回路电路图。
电气试验室班组
4月25日
曹建东
2.选择仪表及其量程并接入测试回路。
电气试验室班组
4月25日
曹建东
3.现场试验验证
项目工地
4月26日
郭广繁
不能手动放电
增加手动放电回路
能够使放电结束时电流、
电压值降为0
1.设计手动放电回路电路图
电气试验室班组
4月27日
李俊梓
2.现场试验验证
项目工地
4月30日
徐振拓
制表：
曹建东日期：
2009年4月23日
八、对策实施
【对策实施一】：
1.设计增加监视仪表后的放电回路电路图。
图9增加监视仪表电气原理对比图
实施前实施后
制图、实施:
曹建东时间2009年4月25日
说明：
在电流回路增加电流表监视放电电流，电压回路并联电压表监视放电电压。
2.选择仪表及量程并接入测试回路：
电流表选择：
为测试方便，电流表选用钳形电流表（班组现有APWRA-13）
电压表选择：
有自动量程调整的电压表（班组现有fluk15B）
将选定的电流表、电压表接入3393直流电阻测试仪，如下图所示：
图10增加监视仪表实物对比图
实施前实施后
3.现场验证（比对）试验：
（1）由于电流表使用了钳形电流表，未直接接入电气回路；而电压表直接并联在被测绕组两端，考虑到电压表本身有一定的内阻（电阻），对测量结果产生影响（如图11），小组对增加仪表后产生的误差及测量结果进行分析：
实施前实施后
图11增加电压表后等效电路图
理论分析：
经测量电压表内阻Rn=100kΩ；
以3393直流电阻测试仪最大量程Rx=20Ω计算，Rn、Rx并联以后的等效电阻;
R=
=19.996Ω
以3393直流电阻测试仪最小量程200μΩ既Rx=0.0002Ω计算，Rn、Rx并联以后的等效电阻;R=
=0.000199999996Ω
经过计算，仪器在监视仪表后最大量程时误差为-0.02%，最小量程时误差为-0.0000002，小于仪器的最大允许误差±0.2%；3393直流电阻测试仪显示4位有效数字，故仪器最终测量结果分别为20.00Ω和200.0μΩ，与被测电阻标称值相同。
（2）现场比对试验：
小组在宁东风电变压器试验时对不同容量的设备进行了比对试验，在增加监视仪表前后分别进行直流电阻测试并检查效果。
表13现场试验数据统计表
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
未接指示仪表测得
直流电阻值（Ω）
0.02231
0.03320
1.333
0.001421
1.631
1.230
12.02
13.23
增加指示仪表后测得
直流电阻值（Ω）
0.02231
0.03320
1.333
0.001421
1.631
1.230
12.02
13.24
放电结束电流值（V）
0
0
0
0
0
0
0
0
放电结束电压值（A）
0
0
0
0
0
0
0
0
是否故障
否
否
否
否
否
否
否
否
试验地点：
宁东风电二期工程—110kV主变、35kV箱式变压器
制表、实施：
郭广繁完成时间：
2009年4月26日
结论:
通过试验验证，增加监视仪表后，不影响测试结果，直流电阻测试过程中，电流、电压值均可监视。
【对策实施二】：
增加手动放电回路
1.设计手动放电回路电路图：
图11增加手动放电开关电气原理对比图
实施前实施后
制图、实施:
李俊梓时间：
2009年4月27日
说明：
在仪器外部电流回路增加一闸刀开关，待放电结束（蜂鸣器停止时）合上闸刀开关，使得设备通过开关放电，最终使得放电电压、电流降为0。
图12增加手动放电开关实物对比图
实施前实施后
2.现场验证试验
增加手动放电回路后，小组成员再次用3393直流电阻测试仪对不同设备进行10台次直流电阻测试试验，结果如下表：
表14现场试验数据统计表
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
直流电阻（Ω）
1.227
3.341
1.333
1.014
2.203
3.102
4.021
1.398
1.003
0.01212
放电结束电流值（A）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
放电结束电压值（V）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
是否故障
否
否
否
否
否
否
否
否
否
否
试验地点：
宁东风电二期工程—所用变、35kV箱式变压器
制表、实施：
李俊梓完成时间：
2009年4月30日
检查结果：
回路改进后，通过手动放电，可以使得蜂鸣器停止后，电流、电压为0，放电完成。
九、效果检查
【效果检查一】症结检查：
对策实施前后3393型直流电阻测试仪在变压器试验时的故障情况对比如下表：
表15变压器试验时3393测试仪使用情况对比表
时间
实施前
实施后
2008.11
2008.12
2009.01
2009.02
合计
2009.05
2009.06
2009.07
2009.08
合计
变压器试验次（次）
27
7
23
19
76
20
22
18
22
82
变压器试验仪器故障次数（次）
6
1
5
4
16
1
0
1
1
3
统计制表：
徐振拓时间：
2009年9月2日
表16变压器试验时3393测试仪故障项目对比表
----
实施前（2008.11—2009.02）
实施后（2009.05—2009.08）
序号
故障项目
故障次数（次）
百分比
故障次数（次）
百分比
1
放电未完成
12
75
0
0%
2
充电未完成
2
12.5
1
33.3%
3
电流开路
1
6.25
1
33.3%
4
仪器电源故障
1
6.25
1
33.3%
总计
16
3
统计制表：
徐振拓时间：
2009年9月2日
结论：
“放电未完成”故障由12次降至0次，造成3393直流电阻测试仪故障的主要问题已解决。
【效果检查二】目标值检查
对策实施前后3393直流电阻测试仪使用情况和故障情况如下表：
表173393直流电阻测试仪使用及故障情况对比表
--
实施前
（2008年11月～2009年2月）
实施中
（3月～4月）
实施后
（2009年5月～8月）
使用时间
11月
12月
1月
2月
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