開關(guān)柜功能展開的方法

QFD是把客戶的聲音VOC通過 CTQ FLOWDOWN實(shí)現(xiàn)質(zhì)量功能展開；CTQ (Critical To Quality)是關(guān)鍵質(zhì)量特征，一般來說客戶的要求只是些籠統(tǒng)的，非定量的要求，而QFD是通過功能展開，把客戶的質(zhì)量要求轉(zhuǎn)換成具體的產(chǎn)品質(zhì)量要求，再進(jìn)一步展開到每一個(gè)關(guān)鍵部件、關(guān)鍵零件的質(zhì)量要求，就可以從產(chǎn)品研發(fā)，生產(chǎn)的初期作為基礎(chǔ)進(jìn)行定義。

QFD需要對(duì)產(chǎn)品定量的要求，如機(jī)械壽命，電氣參數(shù)等，到零件的要求如零件的強(qiáng)度，表面處理等有具體的，參數(shù)化的要求。

根據(jù)總計(jì)分?jǐn)?shù)可以得出關(guān)鍵設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部件的重要程度，從而加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)的投入、技術(shù)評(píng)審、把關(guān)。

以空氣絕緣雙層開關(guān)柜（以下簡(jiǎn)稱雙層柜）研發(fā)為例，市場(chǎng)部門通過走訪客戶，客戶對(duì)雙層柜的需求如下：

通過對(duì)客戶需求展開，根據(jù)KANO三種質(zhì)量需求的劃分，KANO 模型是對(duì)用戶需求分類和優(yōu)先排序的有用工具，以分析用戶需求對(duì)用戶滿意的影響為基礎(chǔ)，體現(xiàn)了產(chǎn)品性能和用戶滿意之間的非線性關(guān)系。得出必備屬性、期望屬性和魅力屬性。

• 對(duì)于必備屬性需求，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)、基本功能等，重要度最高，如上述需求編號(hào)1、2、3、5、10、11；

• 而期望屬性需求是一元質(zhì)量需求，是特性不充足時(shí)，客戶不滿意，而特性充足時(shí)，客戶就會(huì)非常滿意，越充足客戶越滿意，因此也需要高標(biāo)準(zhǔn)滿足，以提高客戶滿意度，如上述需求編號(hào)4、6、7、8，這些都需要作為關(guān)鍵質(zhì)量特性，在QFD展開時(shí),對(duì)相應(yīng)特性加以展開，落實(shí)到產(chǎn)品的具體需求；

• 魅力屬性需求，即無此特性時(shí)，客戶認(rèn)為無關(guān)緊要、無所謂，當(dāng)產(chǎn)品有此特性時(shí)，顧客就十分滿意、愿意去為此特性埋單。對(duì)此類特性，需要結(jié)合公司技術(shù)水平、研發(fā)能力、研發(fā)項(xiàng)目的范圍、費(fèi)用等平衡決定，開發(fā)相應(yīng)的特性來提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)性，例如全新的功能，性能極大提高，像上述需求編號(hào)13客戶定制HMI，通過觸摸屏來實(shí)時(shí)查看開關(guān)柜、斷路器參數(shù)，具有上述特性，可以滿足客戶智能化需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化，而智能斷路器產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布，且公司具有低壓開關(guān)柜智能觸摸屏團(tuán)隊(duì)，可以移植到中壓開關(guān)柜實(shí)現(xiàn)智能功能和性能提升；

• 而可使用低壓穿心電流互感器（編號(hào)10b），由于低壓CT 需要絕緣棒作為一次在流體和CT 絕緣，設(shè)計(jì)難度大，小變比的尺寸過大，容量小，應(yīng)用有很大局限，因此不作為客戶關(guān)鍵需求；對(duì)于編號(hào)3b、5b 屬于“具有更好”的特性，而由于是上層柜，要實(shí)現(xiàn)1.1倍額定電流溫升和40kA燃弧試驗(yàn)，難度非常大，而雙層柜的目標(biāo)客戶是商業(yè)樓宇、小工業(yè)等，出線電流都比較小，且不需要滿足電力部標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)計(jì)上不考慮，可根據(jù)產(chǎn)品額定電流下溫升情況決定是否進(jìn)行1.1倍溫升試驗(yàn)；

得出客戶關(guān)鍵質(zhì)量特性

• 符合GB/T11022, GB/T3906標(biāo)準(zhǔn) 12kV 50Hz 開關(guān)設(shè)備

• 550x1750x2400mm雙層抽出式斷路器金屬封閉開關(guān)柜

• 開關(guān)柜易于安裝、操作、維護(hù)

• 滿足五防安全聯(lián)鎖

• 開關(guān)柜抗內(nèi)部故障 31.5kA/1s

• 主母線2500A 分支母線1250A 31.5kA（出線）

• 模塊化設(shè)計(jì)

• 功能手車齊備、一次方案完整

• 澆注支柱式電流互感器

• 可以和中置柜拼柜（實(shí)現(xiàn)2500A進(jìn)線）

• 客戶定制HMI

雙層柜的質(zhì)量功能展開QFD的第一層如表1所示，從客戶需求到產(chǎn)品的主要指標(biāo)及要求，得出重要程度分別是：額定電流630A/1250A主母線2500A      、絕緣等級(jí)12kV 工頻耐壓42kV/1min 沖擊耐壓75kVp、短時(shí)耐受電流 31.5kA @4s峰值耐受電流80kA、開關(guān)柜內(nèi)部故障等級(jí)AFLR 31.5kA/1s、金屬鎧裝LSC2B PM級(jí)、滿足工程要求的隔離、壓變、驗(yàn)電、接地等功能手車、電纜安裝高度大于700mm、單獨(dú)的金屬封閉儀表室、接地開關(guān)機(jī)械壽命M1、滿足五防要求機(jī)械聯(lián)鎖、斷路器操作機(jī)械壽命搖進(jìn)搖出3000次、所有高壓隔室有泄壓通道、接地回路短時(shí)耐受27.4kA /2s峰值耐受電流69kA。

表1 雙層柜質(zhì)量功能展開（第一層）

然后進(jìn)行第二層展開，即從產(chǎn)品指標(biāo)及要求到產(chǎn)品的主要部件設(shè)計(jì)及工藝要求，展開如表2所示

根據(jù)得分對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)指標(biāo)與關(guān)鍵部件、工藝之間關(guān)系展開，得出關(guān)鍵部件要求及控制點(diǎn)

經(jīng)過QFD 展開，母線設(shè)計(jì)及裝配、上層斷路器隔室位置及設(shè)計(jì)、功能隔室之間的裝配接口、觸頭盒絕緣件的設(shè)計(jì)、接地開關(guān)位置及操作機(jī)構(gòu)、開關(guān)柜絕緣設(shè)計(jì)、壓力釋放通道及泄壓、電流互感器及安裝、高壓電纜端頭及安裝、機(jī)械聯(lián)鎖設(shè)計(jì)等作為關(guān)鍵設(shè)計(jì)點(diǎn)，抓住重點(diǎn)，深入研究，進(jìn)而得出初步設(shè)計(jì)方案：

• 分支母線結(jié)構(gòu)采用2片10X60母線,相間距150mm，母線環(huán)氧硫化絕緣，即經(jīng)濟(jì)又滿足額定電流和電氣絕緣要求；

• 上層斷路器隔室位置，由于客戶要求上層斷路器需要易于操作，推進(jìn)和移出柜體，搖進(jìn)和搖出工作位置，因此斷路器隔室位于柜體前部中間；

• 功能隔室模塊之間裝配采用下層鉚螺母，螺栓從上層鎖緊，利于安裝，局部開工藝孔便于安裝；

• 觸頭盒等絕緣件設(shè)計(jì)，觸頭盒滿足凈距、爬距要求，同時(shí)考慮到模塊化結(jié)構(gòu)，斷路器隔室可以方便從前部移出，因此靜觸頭和分支母排之間通過前部可拆卸方式連接，如圖1所示；

圖1  模塊化開關(guān)柜觸頭盒

• 絕緣設(shè)計(jì)：采用空氣絕緣和固體絕緣的復(fù)合絕緣設(shè)計(jì)思想，均勻電場(chǎng)設(shè)計(jì)；

• 柜體結(jié)構(gòu)：母線室、斷路器室、電纜室和低壓室采用全金屬鎧裝分隔；高壓室均設(shè)有向上的泄壓裝置，滿足25kA/1s的內(nèi)部燃弧要求；開關(guān)柜采用薄鋼板多層折彎經(jīng)鉚接拼裝而成,整體鋼度好、接地連續(xù)性好;有寬敞的電纜安裝空間，電纜頭安裝高度為680mm；