第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
近年来，国产低压电器产品性能、市场销量不断攀升，促进了厂商与民众的质量意识提升，同时也带动了检测行业市场规模的扩大。低压电器产品的短路性能与寿命试验是国标与其他相关标准中规定的重要试验项目，主要用于检验产品的短路保护能力与耐久性，该指标的优劣将直接体现制造厂商的研发技术水准，因此极受重视。与之相对的，检测机构内部试验平台的试验电流、容量等指标也是判断其试验能力的依据之一，导致行业内长期盲目追求建设大容量、高分断指标的试验平台，对小通断试验平台重视程度较低。
十三五期间是我国检测行业结构、布局优化的机遇期，市场增幅明显。然而，国内电器检测行业的高端技术增值检测服务目前仍于初级阶段[33]， 这不仅指明了我国该行业的发展空间与方向，也对广大检测机构提出了试验能力以及平台运营管理水平的双重要求。因此，在试验平台扩容、硬件升级、设计理念更新以外，如何构筑试验平台质量管理体系，探索实际有效的管理模式与方法，规避因质量管理而产生的检测质量事故，将成为广大检测行业同行所面临的重要课题。
结合上述信息，我国在试验平台设计与运营管理工作上的主要问题可归纳为：
（1）试验平台设计理念落后
国内各机构的试验平台的主回路设计模式，大多借鉴上世纪七十年代国外机构试验平台，在测控系统、试验设备、安全性等环节，与国外现代化试验平台存在较大差距。为提高机构的知名度、行业排名，大多以大容量试验平台作为主要设计方向，大多不重视小通断试验平台的建设。与此相对的，国外众多厂商、机构已逐步将投入重点置于该类试验平台的建设，以此满足小型断路器产品日渐增长的市场需求。
（2）试验平台设备技术落后
现有试验平台硬件设备存在容量过小、设备老旧、输出能力调节宽度不足等问题。与传统电力行业工程项目相比，低压电器试验室建设工程及其应用存在一定的特殊性，市场局限性较大，试验设备供应商数量较少。由于试验设备制造企业在新产品、新工艺的研发投入较少，从而导致试验设备技术落后、升级缓慢等问题，对国内检测机构试验能力提高造成了影响。
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1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外现状
（1）试验平台
短路性能、寿命耐久性试验是用于检定低压电器可靠性的重要试验项目，一般在检测机构的专业试验平台开展。平台试验容量、试验设备精度与检测技术是机构检测水平的重要衡量标准[23]。
上世纪七十年代，美国西屋、日本富士、德国AEG、德国TUV、荷兰KEMA等大型企业与机构就已开始大规模建设低压电器试验平台，部分企业还建有多个平台，大多以高低压、大小容量结合的方式对平台试验能力进行规划。
德国K-M公司的试验平台经数次扩容改造后，最大分断电流有效值已达到400kA，位列世界首位[41]。日本富士公司位于吹上工场的试验平台，最大分断电流有效值为200kA，位列亚洲首位[41]。
英国FALCON公司建有多个试验平台，其试验电流等级分别设为40kA、70kA、110kA，以大、小容量梯次分布的方式，合理分配试验能力，可更高效地进行不同种类试品的通断试验[41]。
KEMA公司在位于荷兰阿纳姆市的基地内设有多个试验平台，该公司在试验能力规划、土建平面布局、试验设备选用等方面具有前瞻性、合理性、科学性[24]，在一期建设规划中已为未来改造升级留有场地冗余。在不断提升试验能力的同时，对试品的流转、安装流程进行了调整，部分试品可直接在驳船上进行安装、试验，试后可直接由驳船完成样品出库物流配送，减少了原有的装卸、移动等流转环节。
根据市场调查，德国西门子有限公司的试验平台，其分断电流为120kA。近年来，西门子正逐步增加20kA等级的小容量试验平台建设投入。相比国内检测机构，国外同行的平台建设投资则更为理性。
此外，欧美发达国家的试验平台大多使用冲击型发电机组作为试验供电电源[41]，以此减少对电网系统的影响。发电机供电方式可对输出电压、频率等参量进行灵活调节，较易满足不同国家地区试验标准的参数要求。但是，机组体积大、造价高、维养成本高，对机构经济实力要求颇高。
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第2章 平台整体结构与主回路系统设计
2.1 设计理念与原则
本次试验平台的设计规划工作遵循技术领先、科学规范、以人为本的基本理念，旨在设计一个小通断型短路试验平台，并确立了以下设计原则：
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（2）技术合规。平台设计方案应当符合对应国标要求。
（3）设备性能领先。部分关键设备的技术指标，力求行业领先地位。
（4）人性化设计。合理规划平台布局，并利用远程控制等技术手段，减少试验人员额外工作量。
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2.2 企业内部现状分析
本文所涉试验平台隶属于国内某检测机构，该机构现有交流大容量试验平台两处，试验电流输出范围分别为3~240kA、5~300kA。另有小通断试验平台一处，其试验电流上限为6kA。现有小通断试验平台的现存问题主要为：
（1）试验能力不足。按照对应国标要求，该类产品的短路试验电流最高为25kA，因此，现有平台无法完成该类产品短路及寿命试验电流的全覆盖。
（2）试验效率低。超过现有容量的试验订单，需分派至大容量试验平台进行，试验排期需要分别预约，常造成试验周期分散、延长，致使试验交付缓慢。
（3）可靠性低。平台投入使用已超二十年，设备老旧，安全性、精确性降低。
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第3章 平台测控系统设计与试验能力验证 .............................. 24
3.1 平台测控系统功能需求分析 ............................ 24
3.2 平台测控系统设计方案 ............................. 24
第4章 平台运营管理 ........................... 52
4.1 管理理论概述 ............................... 52
4.1.1 现场管理（5M1E）方法 ...................... 52
4.1.2 质量环（PDCA）管理模型 ............................. 52
第5章 总结与展望 ...................................... 70
5.1 总结 ............................. 70
5.2 展望 ............................ 70
第4章 平台运营管理
4.1 管理理论概述
4.1.1 现场管理（5M1E）方法 现场管理的5M1E六个要素为：
（1）人（man）。分析人员的个人能力与资质，如工作态度、试验技术等。
（2）机器（machine）。主要针对平台内部试验设备精度和维养状况。
（3）材料（material）。在平台日常工作中主要针对试验物料、样品进行研究。试验样品也称作试品，是平台日常工作中的主要对象。
（4）方法（method）。主要关注试验要求与设备操作规程等。
（5）测量（measurement）。主要指测量时采取的方法是否标准、正确，采集系统是否处于正常计量有效期内。
（6）环境（environment）。主要关注试验室的清洁条件，试验室内部试验、办公区域的桌椅、地面物品摆放是否存在随意摆放的无序情况。
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第5章 总结与展望
5.1 总结 在试验平台设计方案的研究过程中，通过对实际案例与试验标准的研究与分析，确定了试验平台设计的特点与理论模型，在设备选型过程中，合理选定设备指标，避免投入成本增加，满足了企业内部实际需求，实现了设计目标。 在试验平台运营的研究过程中，通过现场管理理论与戴明环管理模型组合使用，探索试验室日常运营管理中存在的问题，制定契合实际情况的管理条例及检查要求，在此基础上，提出并实施了一系列管理措施。 总结全文如下： （1）平台整体结构与主回路系统设计 对实际案例进行分析，归纳总结其主要特点，得出试验平台的功能、结构、物理模型，制定了平台整体结构与主回路系统设计方案。其中，结合企业实际需求，通过对比方式，对供电电源、试验变压器、阻抗负载、选相合闸装置等主要部件进行选型，最终完成了平台主回路系统的详细设计。 （2）平台测控系统设计与试验能力验证 通过功能需求分析，制定了系统整体设计方案。此后，对测控硬件、回路进行设计，对控制流程进行分析，完成了人机交互、回路控制、数据测量采集三个子系统的功能开发。最后，根据试验大纲要求，对平台试验能力进行验证，通过试验数据，证实了平台试验能力达到预期目标。 （3）平台运营管理体系建立 针对运营现存问题，结合现场质量管理理论与质量环模型，分析问题原因，制定整改方案，落实检查机制，解决遗留问题，构建平台运营质量管理体系。最后，通过运营数据比对，验证管理措施的效果。