一种螺旋式金属电缆吊牌的研制
2022-06-06孙志超
孙志超，杨 杰
（国网江苏省新沂市供电公司，江苏 新沂 221400）
电缆吊牌是安装在电缆首段、末端、和分支处的一种标识件，主要起到辨别电缆身份和明确电缆详细信息的作用。本文针对传统电缆吊牌材质、容量等方面短板进行了全面分析研究，探索研制一款新型电缆吊牌，能够满足遇到明火后信息能够得到有效保护，同时表达更多信息内容，便于管理人员及生产巡检人员清晰掌握电缆吊牌运行状态。
1 设定项目任务
1.1 现状
经现场勘查走访设备生产厂家、企业基层管理人员及生产运维工作人员，他们结合各自的工作经验，综合大家的认识，得出以下2个主要现状。
1.2 需求
目前，传统的电缆吊牌绝大部分采用PVC 材质（如图1 所示）。在使用过程中，常会遇到火烧后吊牌烧毁现象。在2020 年8 月—2021 年2 月，发生2 次高压环网柜烧毁故障，电缆吊牌不见踪影。
图1 传统电缆吊牌
同时，传统电缆吊牌面积小，除了表达电缆的基本信息外，无法表达更多内容（交叉跨越、GPS定位、线缆走向、中间设备等），如图2所示。尤其是工作岗位变动人员、外协施工队，对电缆情况不了解，无法通过电缆吊牌了解更多情况。
图2 传统电缆吊牌
在现实生产过程中，目前的现状满足不了生产运维需求，须要重新研制一款电缆吊牌，使其能够满足遇到明火后其信息能够得到有效保护。其次，能够表达更多的内容，以便巡检人员能够根据电缆吊牌快速掌握现状。
1.3 借鉴
材质借鉴。现实中，变压器的铝制或者不锈钢铭牌，在和电缆相同的环境中，经过火烧和水浸后，仍然能够完整清晰。因此，通过借鉴变压器铭牌的材质和嵌字方式，来研制一款电缆吊牌，应该能够达到同样的效果。
信息储存方式借鉴。药店出售的瓶装药丸，在期瓶子的内部有一张折叠的说明书，能够在有限的空间表达丰富的内容，而且能够防水。
1.4 确定课题
通过对变压器的铭牌材质和药品说明书信息储存方式借鉴，认为通过将不锈钢或者铝材制作成桶状，桶内部装有类似药瓶说明书形式的纸张，能够满足防火和防水要求。同时，在桶的外部添置活动的字码编号和色标，在不打开螺旋桶盖状态下，也能够通过编码或者色标快速目测出电缆部分信息。
2 目标设定及量化分析
根据确定的课题，设定的目标如下。
防火、防水，明火中20 min，各部件结构无损伤，内部信息保存完整。内部信息表达面积能够满足100 mm×300 mm。
3 确定最佳方案
3.1 提出构想
传统的电缆吊牌不耐火，信息表达空间小。根据的讨论，提出一种“信息内置、标识外置”构思，即：把牌体设计成桶装，电缆信息保护在内部，须要查看时打开螺旋口即可，外置部分可根据现场情况调整色标以及调整编号，以便在电缆巡视中能够带来直观效果（如图3所示），确定最佳方案如图4所示。
图3 构思示意图
图4 最佳方案
3.2 确定最佳方案
4 主要做法
有了最佳方案，根据5W1H 的原则制定活动对策表。
对策实施一：主体部分制作。
根据对策表，在Creo软件中设计外壳，设计好以后，发送到三维打印厂家进行树脂模型打印。
模型验证：经测量，各部位尺寸符合设计需求，模型光洁完整。
对策实施二：外部可变标识部分制作。根据对策表，在软件中设计字轮和色轮，如图5 所示。设计好以后，发送到三维打印厂家进行树脂模型打印。模型验证：经测量，各部位尺寸符合设计要求，字体和色标清晰。
图5 吊牌设计字轮
对策实施三：内部信息部分制作。
如表1 所示，根据对策表，在软件中设计卷纸杆，如图6 所示。设计好以后，发送到三维打印厂家进行树脂模型打印。
表1 对策表
图6 吊牌卷纸杆
模型验证：卷纸杆的有效长度为6 cm，能够将10 cm×15 cm 的阻燃纸纸对折卷到卷纸杆上，满足设计要求。
电脑模拟装配：设计好以后，在软件中进行模拟装配，如图7所示。
图7 吊牌模拟装配
模型装配：树脂模型打印完毕后，对模型进行组装调试。
模型组装验证：经过对树脂模型件组装调试，各元器件配合良好，可以正式定型生产加工。
加工后的成品如图8所示。
图8 吊牌成品
5 确认效果
5.1 防火验证
在户外安全地带，将牌体置于明火中进行防火验证，通过25 min 火烧试验，发现外部壳体有烟痕，无质变，字码及色标颜色褪色，但是能通刻字识别，不影响效果；内部信息部分清晰完整，达到防火20 min的目标。
5.2 防水验证
将牌体完全浸入水中，通过75 h 浸渍试验，取出后打开内部筒体内的信息部分，发现纸张干净完整，信息部分清晰完整，达到防水72 h的目标。
使用此吊牌后，由于防火、防水，避免了吊牌在自然环境中的老化、丢失、褪色。节省了大量更换电缆吊牌的时间。由于防火、防水，内部信息得到可靠保护，能够工作人员提供准确、足够的信息，避免了误判断、误操作。运行人员根据该吊牌信息快速熟悉电缆走向、交叉跨越等状况，为电缆巡视带来方便。
