開關柜功能展開的方法

QFD是把客戶的聲音VOC通過 CTQ FLOWDOWN實現(xiàn)質量功能展開；CTQ (Critical To Quality)是關鍵質量特征，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，把客戶的質量要求轉換成具體的產品質量要求，再進一步展開到每一個關鍵部件、關鍵零件的質量要求，就可以從產品研發(fā)，生產的初期作為基礎進行定義。

QFD需要對產品定量的要求，如機械壽命，電氣參數等，到零件的要求如零件的強度，表面處理等有具體的，參數化的要求。

根據總計分數可以得出關鍵設計、關鍵部件的重要程度，從而加強對關鍵設計的投入、技術評審、把關。

以空氣絕緣雙層開關柜（以下簡稱雙層柜）研發(fā)為例，市場部門通過走訪客戶，客戶對雙層柜的需求如下：

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

• 對于必備屬性需求，標準參數、標準試驗、基本功能等，重要度最高，如上述需求編號1、2、3、5、10、11；

• 而期望屬性需求是一元質量需求，是特性不充足時，客戶不滿意，而特性充足時，客戶就會非常滿意，越充足客戶越滿意，因此也需要高標準滿足，以提高客戶滿意度，如上述需求編號4、6、7、8，這些都需要作為關鍵質量特性，在QFD展開時,對相應特性加以展開，落實到產品的具體需求；

• 魅力屬性需求，即無此特性時，客戶認為無關緊要、無所謂，當產品有此特性時，顧客就十分滿意、愿意去為此特性埋單。對此類特性，需要結合公司技術水平、研發(fā)能力、研發(fā)項目的范圍、費用等平衡決定，開發(fā)相應的特性來提高產品的競爭性，例如全新的功能，性能極大提高，像上述需求編號13客戶定制HMI，通過觸摸屏來實時查看開關柜、斷路器參數，具有上述特性，可以滿足客戶智能化需求，實現(xiàn)產品的數字化，而智能斷路器產品已經發(fā)布，且公司具有低壓開關柜智能觸摸屏團隊，可以移植到中壓開關柜實現(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10b），由于低壓CT 需要絕緣棒作為一次在流體和CT 絕緣，設計難度大，小變比的尺寸過大，容量小，應用有很大局限，因此不作為客戶關鍵需求；對于編號3b、5b 屬于“具有更好”的特性，而由于是上層柜，要實現(xiàn)1.1倍額定電流溫升和40kA燃弧試驗，難度非常大，而雙層柜的目標客戶是商業(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準，因此設計上不考慮，可根據產品額定電流下溫升情況決定是否進行1.1倍溫升試驗；

得出客戶關鍵質量特性

• 符合GB/T11022, GB/T3906標準 12kV 50Hz 開關設備

• 550x1750x2400mm雙層抽出式斷路器金屬封閉開關柜

• 開關柜易于安裝、操作、維護

• 滿足五防安全聯(lián)鎖

• 開關柜抗內部故障 31.5kA/1s

• 主母線2500A 分支母線1250A 31.5kA（出線）

• 模塊化設計

• 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（實現(xiàn)2500A進線）

• 客戶定制HMI

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

表1 雙層柜質量功能展開（第一層）

然后進行第二層展開，即從產品指標及要求到產品的主要部件設計及工藝要求，展開如表2所示

根據得分對產品設計指標與關鍵部件、工藝之間關系展開，得出關鍵部件要求及控制點

經過QFD 展開，母線設計及裝配、上層斷路器隔室位置及設計、功能隔室之間的裝配接口、觸頭盒絕緣件的設計、接地開關位置及操作機構、開關柜絕緣設計、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、機械聯(lián)鎖設計等作為關鍵設計點，抓住重點，深入研究，進而得出初步設計方案：

• 分支母線結構采用2片10X60母線,相間距150mm，母線環(huán)氧硫化絕緣，即經濟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，推進和移出柜體，搖進和搖出工作位置，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；

• 觸頭盒等絕緣件設計，觸頭盒滿足凈距、爬距要求，同時考慮到模塊化結構，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  模塊化開關柜觸頭盒

• 絕緣設計：采用空氣絕緣和固體絕緣的復合絕緣設計思想，均勻電場設計；

• 柜體結構：母線室、斷路器室、電纜室和低壓室采用全金屬鎧裝分隔；高壓室均設有向上的泄壓裝置，滿足25kA/1s的內部燃弧要求；開關柜采用薄鋼板多層折彎經鉚接拼裝而成,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；