摘要：发明问题解决理论（TRIZ）是指导人们进行发明创新、解决工程问题的系统化的方法学体系，TRIZ中的方法包括帮助克服思维惯性、正确分析问题、有效解决问题以及预测产品未来发展等一系列工具和方法。本文以提高C-GIS开关柜直插式电压互感器可靠性为例，运用TRIZ理论解题过程中创新思维的方法——IFR法、九屏幕法、小人法和金鱼法，找到解决电气设备问题的可行性方案。
关键字：TRIZ 创新思维 电压互感器
1 问题描述
1.1 工作原理
电压互感器是一种专门用作变换电压的特殊变压器。电力互感器的一次绕组并联在电力系统的线路（母线）上，二次绕组接有计量模块、测控模块和继电保护模块等设备，这些设备就是电压互感器的二次负荷。根据电力系统的电压等级，电压互感器一、二次绕组之间设置足够的绝缘，以保证所有低压设备与高压设备隔离。
C-GIS开关柜为三相共箱式结构，充 SF6气体作为绝缘介质，内部安装有主母线、 真空断路器、三工位开关。与传统开关柜相比，具有绿色环保、环境适应性强、体积小、高模块化等优势，因而电力行业得以广泛应用。
1.2 存在的问题
C-GIS开关柜所使用的电压互感器，则是直接插在母线上，一是可以节约空间，二是可以节约成本，不像传统开关柜设置独立的电压互感器柜，在电压互感器和母线间加装隔离刀闸和熔断器。这样配置的电压互感器存在的问题是，电压互感器故障将会蔓延到母线上，从而扩大事故发生的范围，破坏电力系统的稳定，给企业生产造成巨大的经济损失。
2 创新思维方法运用
2.1 最终理想结果——IFR法
IFR的实现可以这样来表述：系统在最小程度改变的情况下能够实现最大程度的自服务（自我实现、自我传递、自我控制等）。通常IFR有两个基本点：系统自己实现这个功能；没有利用额外的资源，并且实现了所需要的功能，简言之：一个系统最理想结果是这个系统不存在，却实现了这个系统的功能。
设定了IFR，就是设定了技术系统改进的方向，IFR是解决问题的最终目标。即使理想的解决方案不能100%的获得，但会引导你得到最巧妙和有效的解决方案
IFR的确定和实现可以按照下面提出的6个问题进行分析，以电压互感器为例：
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解决方案：通过无线传输设备，将电压参数传递给采数模块
2.2 九屏幕法
九屏幕法是经典的“系统思维”方法，能帮助人们从结构、时间及因果关系等多维度全面、系统地分析问题，即该方法对事物进行系统地思考，不仅考虑当前，还要考虑过去和未来；不仅考虑系统本身，还要考虑系统内部及相关的其他系统，从而系统、动态、联系地看待事物。
在分析思考一个问题或认识一个事物时，通常从问题或事物的当前状态开始考察，这通常是思维屏幕的起始屏。系统为完成其功能，就必须具备正常运行所需的要素，这些要素称之为“子系统”。考察系统的组成要素可获得“子系统”屏；任何系统都不是独立存在的，在空间上，每个系统本身都作为一个“子系统”纳入更大的系统，即“超系统”中，成为其中一部分，并与其他部分相互作用。这样以空间为纵轴，考察当前系统及其子系统和超系统(系统的环境与归属)，借助3个“屏”描述“子系统——系统——超系统”空间关系。
将电压互感器作为当前系统，运行九屏幕法分析如下：
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图1：多屏幕分析
解决方案：1）、将电压互感器安装在母线室内。该方案去除了电压互感器环氧树脂绝缘材料，减少了故障发生的概率。
2）将电压互感器环氧树脂绝缘材料更换成惰性气体。该方案中的惰性气体比环氧树脂材料绝缘性能稳定、可靠。
2.3 小人法
小人法可以打破技术或专业术语导致的思维定势，并可用于微观级别上分析系统。当系统内的某些组件不能完成其必要的功能，并表现出相互矛盾的情况时，可以用一组小人代表这些不能完成特定功能的部件。通过使用能动的小人，实现预期的功能，并根据小人模型对结构进行重新设计。
电压互感器动静触头运行小人法进行分析：
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图2：小人法1
解决方案：动触头在大电流时自动打开，动静触头分离
图3：小人法2
解决方案：静触头在大电流时自动回缩，动静触头分离。
2.4 金鱼法
有时候在解决问题过程中产生的想法看起来不可行甚至不现实，并且与其说属于真实世界，还不如说是属于科学幻想。金鱼法就是将一个异想天开的想法分为两部分：现实部分及非现实部分，接着把非现实部分再分成两部分：现实部分和非现实部分，继续划分，直到余下的非现实部分有时会变得微不足道，而想法看起来却愈加可行为止。
如何在电压互感器故障时与母线分离，用金鱼法进行分析如下：
图4：金鱼法
解决方案：1）在动静触头之间加自动脱扣器，故障产生大电流时自动脱扣；
2）将动触头改成熔丝材料，故障产生大电流时，发热熔断，使动静触头分离。
综上所述：本文阐述了运用TRIZ理论解决问题过程中的一部分，对工程问题的描述、分析和评价未进行详细阐述，只是通过IFR法、九屏幕法、小人法和金鱼法，找到了一些解决当前问题的方案，但是方案是否可行，还需要进一步研究和评价。
4 结束语
当今的中国，正处于高速发展期，创新正在被越来越多的企业所意识和重视，很多企业并不缺乏优秀的人才，但能设计出在世界上具有竞争力产品的人却如凤毛麟角。究其根源，企业真正缺乏一套完整的、具体的创新理论和方法。真正使得 TRIZ 对企业产生巨大效益，还是需要将TRIZ 工具在实践中具体化、与研发、设计活动有机的结合起来。
参考文献
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