基于PDCA循环的带电修剪树枝工具的优化研制

詹日福

（广东电网有限责任公司湛江供电局，广东 湛江 524000）

0 引 言

PDCA是一种在实践中发现问题并解决问题的方法，由美国质量管理专家休哈特博士首先提出，由戴明采纳、宣传，并获得普及，所以又称戴明环。全面质量管理的思想基础和方法依据就是PDCA循环。PDCA循环的含义是将质量管理分为4个阶段，即计划（Plan）、执行（Do）、检查（Check）、处理（Act）[1]。在质量管理活动中，要求把各项工作按照作出计划、计划实施、检查实施效果执行，然后将成功的纳入标准，不成功的留待下一循环解决。这一工作方法是质量管理的基本方法，也是企业管理各项工作的一般规律。本文运用PDCA的质量管理方法，研制了一种中压架空线路带电修剪树枝工具进行实践研究。

1 中压架空线路带电修剪树枝的问题现状

根据《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》中对带电修剪树枝的规定，“14.7.1砍剪树木通道树木时，对10 kV带电线路距离不足1 m时，应采取停电或采用绝缘隔离等防护措施进行处理”“14.7.3待砍剪的树木下面和倒树范围内不准有人逗留”“14.7.5树枝接触或接近高压带电导线时，应将高压线路停电或用绝缘工具是树枝远离带电导线，采取措施之前人体不应接触树木”“14.7.6为防止树木（树枝）倒落在导线上，应设法用绳索将其拉向与导线相反的方向”[2]。目前，中压架空线路带电修剪树枝的办法依然比较粗犷，往往是徒手推倒砍断的树木，工具依然比较原始，缺乏足够的绝缘性能，因此无法满足《电力安全工作规程》的要求。在中压架空线路带电修剪树枝过程中，存在较大的人身安全风险。

2 基于PDCA研制新型带电修剪树枝工具的实践研究

根据PDCA的质量管理方法的4个阶段，开展研制新型带电修剪树枝工具的实践研究。

2.1 P（Plan）计划

P（Plan）计划包括方针和目标的确定以及活动规划的制定。为了规避原有问题弊端，实现《安规》的规定要求，新型砍树定向辅助的核心目的是树木倒向导线的反方向正确率和人体与带电体的绝缘隔离。其中，绝缘隔离是由所使用的工具的绝缘性能决定的。导致现有砍树定向辅助失误的原因是现有的砍伐树木控制倒向的处理方式失误率过高、人机功效低，不仅降低了工作效率，而且增加了人身和设备风险[3]。为克服以上弊端，提高工作效率和安全性，研制一种专用的中压架空线路带电修剪树枝工具，目标是使得人体与带电体在绝缘隔离情况下，使砍断的树木可靠倒向导线的反方向。

2.2 D（Do）执行

根据已知的信息，设计具体的方法、方案和计划布局；根据设计和布局，进行具体运作，实现计划中的内容。根据以上P（plan）计划确定的方针和目标，本研究小组利用头脑风暴法发散思维，提出了3种方案。

方案一：挂钩式砍树定向辅助保护工具。挂钩式砍树定向辅助保护工具由挂钩与其活动连接的挂送杆、绑绳扣等部件组成。结构特点是挂送杆的顶端和挂钩通过绝缘连接头卡接，当挂送杆把挂钩送到指定位置后，稍微用力可将挂送杆和挂钩分离，从而让挂钩把绳子送到树上，然后通过挂钩和绳子把砍倒的树木拉向远离线路和人体的一侧。

方案二：拉拽式砍树定向辅助保护工具。拉拽式砍树定向辅助保护工具由支杆和半弧钢环组成。结构特点是半弧钢环固定连接于支杆的前端，半弧钢环的内环上有多个锯齿，防止拉拽树木过程中在接触点产生滑动。支杆为绝缘伸缩杆，上杆和下杆上开设有相匹配的圆孔。在圆孔内插入螺栓，使得上杆和下杆实现连接。上杆和下杆的长度方向上均设有多个圆孔，通过选择不同高度圆孔插接螺栓，实现支杆长度的调整。使用时，把半弧钢环卡在树干上，把砍倒的树木拉向远离线路和砍树者的一侧。

方案三：杈头式砍树定向辅助保护工具。杈头式砍树定向辅助保护工具包括钢环和支杆。支杆由多段绝缘套管组成，绝缘子芯棒的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹，相接地两个绝缘套管通过内螺纹与外螺纹配合连接，通过连接不同数量的绝缘子芯棒实现支杆长度的调整。钢环外侧中部固定连接于支杆前端，内设有数颗钉子，通过半弧形钢环杈住树木，通过推力让砍断后的树木倒向操作者的反方向，起到定向的功能。

方案一虽然有重量轻、使用灵活等优点，但是结构较为复杂，存在易损坏、安全性不够、实际装拆操作效率较低等缺点。方案二虽然设计简单、携带方便、工作效率高，但是采用拉拽式把树木拉向远离线路和砍树者的一侧，易让树木倒向工具使用者，安全性不足。方案三设计简单、操作高效，钢环内的钉子能牢固叉住树干，多节绝缘套管通过螺纹连接，既牢固又能方便组装不同长度。工具采用叉住树干往前推的作业方式，相比拉拽式的工具能够有效避免倒下的树木砸到操作者，提高了安全系数。从提高工作效率、易操作性、安全性等方面进行综合对比，采用方案三杈头式砍树定向辅助保护工具。

2.3 C（Check）检查

总结执行计划的结果，分清哪些对了哪些错了，明确效果，找出问题。在C（Check）检查环节，分解方案，如对“杈头式砍树定向辅助保护工具”方案进行Ⅰ级、Ⅱ级分解。每个分解的部件可以继续嵌套使用PDCA循环对其备选方案进行优选。例如，杈头材料、尺寸及形状的选取。10 kV架空线路电杆长12 m，电杆埋深平均2 m，导线离地面的距离为6.5～10 m。线行走廊附近的树障以快速林（桉树）为主[4]。通过查阅资料，6.5～15 m的桉树平均树木直径为4～14 cm。为了适应不同直径的树木，杈头开口要大于14 cm。但是，杈头开口过大易导致杈头与树木接触面减少，所以杈头开口要小于30 cm。杈头需要结实耐用、易于加工，杈头材料使用钢材料。为选取最佳杈头形状，对3种常见形状的杈头进行列表分析，如表1所示。

表1 杈头式砍树定向辅助保护工具杈头形状的选取分析表

树木树杆截面一般为圆形，半弧形钢环为弧形[5]。在表1的3种方案中，半弧形钢环与树木的接触面最大，砍树时辅助工具最不易滑动，耙钉易固定。杈头开口范围为14～30 cm，杈头材料使用钢材料。所以，选择杈头开口范围为14～30 cm的半弧形钢环作为辅助保护工具杈头，其他部件的优选方案以此类推。最终，确定本次研制新型砍树定向辅助保护工具的最佳方案，如图1所示。

2.4 A（Act）处理

对总结检查的结果进行处理，肯定成功的经验并予以标准化，总结失败的教训，引以为戒。对于没有解决的问题，应提交给下一个PDCA循环去解决[6]。研究对新型砍树定向辅助保护工具的规范化管理，结合实际应用过程中的使用步骤和注意事项，编写《新型砍树定向辅助保护工具使用说明书》，对各供电所运维人员开展培训学习活动，使其能够正确使用工具。此外，对新型砍树定向辅助保护工具进行专利申请保护。

图1 新型砍树定向辅助保护工具的最佳方案

3 结 论

本文阐述中压配电架空线路带电修剪树枝的意义，结合笔者的工作实践，对中压配电架空线路带电修剪树枝的问题现状进行总结和探讨，并在此基础上进行了中压配电架空线路带电修剪树枝的实践研究。实践结果验证了一种砍树定向辅助保护工具的优异性能，特别适用于中压配电架空线路范围内树木的定向倾倒，防止树木压在带电线路上。同时，使用本实用新型提供的辅助支架，可以隔离人体与树木本体，具有良好的绝缘性能，工具与树木受力可靠不滑脱，大大提高了作业速度，很好地改善了人机功效。