电气二次线缆防误操作装置的性能分析与评价

郎洁 师超 苏蓉 徐正亚 鲁双贵

摘要：本文介绍了一种利用SolidWorks软件建模，再使用树脂材料通过3D打印的方式制作出来的防误装置。该装置不仅可以有效防止电气二次系统的线缆误操作，还可以起到标识作用。该装置应用在日常工作中，一方面可以提升线路系统的运转维护工作效率，再一方面可以用在ODF、IDF、DDF上降低工作人员误操作的发生。

关键词：二次系统;线缆操作;数字建模

1 绪论

1.1 研究背景

当前，我国逐步迈入工业强国的行列，电力需求及网络需求越来越大，我国不断加大电网的建设以及5G网络的普及使用。而在电力网络不断的扩大建设时，相应的中小型事故发生率也在不断提高。目前的技术限制，电能并不能大规模的储存，电力的生产、输送、分配、使用就必须同步完成而且必须保持动态平衡。这一特点决定了电力的各个环节，都必须拥有非常高的可靠性和连续性。因此，电网系统自建设起，稳定安全的运行就成为了基本要求，但是各种由于人员的失误操作导致事故发生依然层出不穷。据相关数据显示，电气误操作事故在电力设备事故中占有非常高的比例，达到70%。这将严重威胁着电力的安全生产和企业用电、居民生活用电的需要，甚至造成严重的电网事故。因此，在上世纪八十年代，有关部委就把该问题纳入了电网系统建设亟待解决的问题清单当中，我国电力企业也采取了大量措施来预防电气误操作事故。

1.2 误操作成因及防范

电气误操作主要是指由于多方面因素引起的不符合正常流程的操作行为。电气误操作的原因主要来源于以下三个因素：

（1）人为因素：操作人员的不良习惯、技术水平薄弱、精神状态不集中。

（2）管理因素：管理人员对电气误操作重视程度不够，相应规章制度不健全。

（3）设备因素：部分电气设备设计未带防误装置和电气设备的防误操作标识不足。

根据电气误操作的成因，不难分析对照得出当前电力二次系统中线缆承载业务密集，通常位于末端节点，难以通過技术手段进行冗余和切换，为节约空间，设计较为紧凑，对于工作人员作业间距较小，很难通过明确的监护提醒降低操作失误，往往需要依靠重复性核对和准确的标签指示来确保操作准确度，无疑为现场工作人员带来极大的不便和不安全性。

据统计，上个世纪九十年代之前，每年全国误操作导致的事故次数不下200起，在九十年代后，每年事故发生的次数逐步下滑，到本世纪初，每年全国误触操作导致的事故次数少于100起。这项进步源于防止工作人员误操作的装置的应用。

本文介绍了几款二次线缆防误操作的装置，将防误操作和标识警示结合起来，能够有效防止电气二次系统的误操作，以及提升二次线缆运行维护效率和操作规范性。

2 研究内容

装置利用SolidWorks软件建模，再通过3D打印的方式制作出一种适用于电气二次系统的线缆防误操作装置。该装置一方面可以提升二次配线系统的运行维护工作效率，另一方面可以在ODF（光纤配线）、IDF（网络配线）、DDF（数字配线）中运用减少工作人员误操作的发生，同时可以起到状态标识的作用。

2.1 研究意义

该装置有效防止电力及通信系统的线缆防误操作，提高了电力通信系统运转维护的工作效率，保障了电力通信承载的重要信息通道稳定运行，对电力安全生产有着极其重要的意义。

2.2 防误装置的材料选择与结构设计

该装置是通过使用SolidWorks软件建模分析，经验证合格后再使用树脂材料通过3D打印的方式制作出来。

树脂材料有两大优点：一是可塑性极强，可以被塑造成多种造型，根据个性化要求定制。跟3D打印技术有效结合，能够针对复杂的电气设备制作不同形状的防误装置。二是耐用性强，材料本身不易被腐蚀，同时内部结构较稳定，受温度影响较小，使用寿命长，能够在电气设备的运行环境中使用较长时间。

采用3D打印技术可以针对不同的需求定制生产，能够做到元器件尽可能匹配。对于一些造型复杂的电气系统，3D技术也能相对容易的搭建模型。不仅如此，3D打印技术单件小批量生产成本低，可快速出实物验证设计。

ODF防误操作工具：通过该技术制作的尾纤防误装置利用机械结构对二次系统通用FC类型尾纤进行加固，ODF光纤配线柜中跳纤配线、跳接等操作频繁，柜内空间有限，在起到有效保护的同时而不至于影响相邻线缆的操作是本工具研究的重点，该工具能够有效防护操作相邻尾纤时误碰在运尾纤，根据FC头尺寸设计护套工具，产生一定阻尼效应不至于松脱。见图1。

DDF防误操作工具：通过该技术制作的2M端子防误装置利用卡口设计对DDF业务的两个端子进行绑定加固，延伸部分对设备侧和线路侧起到一一对应标识作用，对查找故障端子、新接业务等常用操作带来极大的便捷，有效的避免了因为误操作而造成业务中断的问题。见图2。

IDF防误操作工具：现市场上有多种型号的网络配线架，本次设计模型依托DT2804-524设计，通过卡口固定，将网线紧固连接于网口，防止日常操作造成的线缆拉拽导致网线松脱的情况。见图3。

因此，通过3D打印技术以及树脂材料的相结合，能够为各种各样的电气设备的各部件设计防误操作装置，大大的提高了灵活性和可用性。

3 装置用途

3.1 防误装置有效防止电气系统的二次线缆误操作

由于电气系统的复杂性，在电气系统的日常运行过程中，它的操作是非常细致繁琐的。但是在日常操作中，工作人员可能出于多项原因，比如精神状态不佳、技能水平不足、紧急状态等，会出现一些误操作，误碰到其他线缆电路，导致设备设施的运行业务中断，更有甚者，会导致设备的损坏。

针对不同的线路排设方式，可以利用SolidWorks软件设计建模进行分析，能够有效的适配不同类型的线路排设。利用机械结构来对线缆的结构进行加固标识。这从根本上降低因为操作人员精神状态不佳、紧急状况下等非主观原因导致的一些误操作的可能。见图4。

通过线缆工具独特设计，可以对当前DDF线缆的可操作性和前后对应进行指示，可以降低因DDF配线架本身设计而导致的线缆误操作的可能性（见图5）。

3.2 防误装置提升线路系统运行维护效率

二次配线系统运行中常见的故障有：短路、接地、脱落等。配线系统类型众多、接线复杂，排查人员需要花费很多时间去逐段排查各个线路，因此很难找到问题点和原因。防误装置除可起到标识作用，还能对在运线缆起到加固作用，防止运维过程中拉拽、临近操作等造成的线缆松脱，业务中断。见图6。

针对不同的线路排设方式，需要指定不同的检查规范和步骤。我们可以将需要检查的位置加上防误装置进行标识，按照检查顺序进行编码。检查人员可以根据标识，按照既定步骤进行检查，加快了检查速度，同时也降低了排查中出现的遗漏，进而提高了维护效率。

3.3 防误装置的标识作用

在检查电气设备中，我们经常遇到以下情况：

（1）很多电气设备的线缆电路、开关、元器件等没有标识;

（2）使用年限较长的电气设备标识模糊、标识不规范;

（3）有的设备采用手写标识，其字迹潦草难辨。

这些都很容易导致操作人员误判其功能、性能指标等，从而导致电气误操作事故的发生。

该装置能够通过3D打印技术或激光打印技术在树脂材料上进行刻字和图标，严格规范按照企业VI要求，字迹规整，不会脱落模糊，能够起到很好的标识作用。不仅如此，当标识需要更新或添加时，该装置也可以及时的增添相应标识。

4 总结

本文介绍了一种利用S olidWorks软件建模，在使用树脂材料通过3D打印的方式制作出来的防误装置。该装置不仅可以有效防止电气二次系统的线缆误操作，还可以起到标识作用。该装置应用在日常工作中，一方面可以提升线路系统的运转维护工作效率，再一方面可以用在ODF、IDF、DDF上降低工作人员误操作的发生。

参考文献

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作者简介

郎洁（1993-），女，云南省保山市人。大学本科学历，助理工程师，从事电力通信运行管理及设备维护工作。

师超（1989-），男，云南省大理市人。工程师，从事电力通信运行管理工作。

苏蓉（1986-），女，云南省大理市人。工程师，从事通信专业工程技术管理工作。

徐正亚（1993-），男，云南省保山市人。助理工程师，从事通信设备检修与技术监督。

鲁双贵（1995-），男，云南省保山市人。助理工程师，从事通信网络技术研究。