电力试验设备人机工程学设计应遵循哪些核心原则？

在电力行业，试验设备是保障电网安全、评估设备性能的关键工具。操作人员常常需要长时间、高专注度地与这些设备交互，其设计是否符合人机工程学（或称“人类工效学”）原则，直接关系到工作效率、操作安全乃至人员健康。一套优秀的电力试验设备，绝不仅仅是功能的堆砌，更是对人（操作者）的深度关怀与适配。那么，其设计应遵循哪些核心原则呢？我们可以从以下几个维度进行深入探讨。

一、以“有效实现功能”为根本前提

任何设计的第一要义是确保设备能高效、可靠地完成其预定功能。对于电力试验设备而言，这意味着其测量精度、输出稳定性、响应速度等核心性能指标必须过硬。例如，一台介损测试仪必须能准确捕捉微小的介质损耗角变化，其操作流程设计也应围绕快速、准确地完成接线、设置、测试、读取数据这一核心任务展开，避免因复杂的菜单或反逻辑的步骤干扰核心功能的实现。设计应首先服务于“测准、测稳”这个根本目标。

二、遵循“尺度适配”原则，实现人机尺寸匹配

这是人机工程学的基石，要求设备尺寸、操作空间与我国操作人员的人体尺寸数据相匹配。国家标准《生产设备安全卫生设计总则》等文件对此有基础性规定，例如，工作空间应保证作业人员身体各部位在正常作业中有充分的活动余地，危险作业点应留有足够的退避空间。

具体到电力试验设备：

1.操作台与显示界面：固定式试验台或大型设备操作面板的高度，应参考我国成年人立姿肘高、坐姿眼高等百分位数数据进行设计，确保大多数操作者能以自然、舒适的姿势进行观察和操作。屏幕的布置应避免自然或人造光源直射造成的眩光，且操作者应能方便地调整屏幕角度，优先选择亮色背景下的暗色字符以提升可读性。触摸屏或物理按键的布局应符合操作逻辑和频率，将最常用功能置于最易触及的区域。

2.手持部件与接线端子：对于便携式设备或需要频繁插拔的测试线、探头，其把手设计至关重要。研究指出，把手长度至少应有100mm，为120mm时能舒适握持。形状不一定是圆形，需考虑作业动作类型，例如施加推力时，三角形断面可能更佳。关键原则是“使工具弯曲，而不是使手腕弯曲”，避免腕部长期处于不自然的弯曲状态，导致累积性损伤。接线端子的排布应有足够的间距，防止操作时工具或手指误触带电部位，其朝向也应便于使用标准工具进行紧固。

三、贯彻“减轻负荷”原则，优化交互与作业姿态

该原则旨在最小化操作者的生理与心理疲劳，提升长时间作业的舒适性与安全性。

1.姿态与座位支持：对于需要长时间值守的试验，设备设计应支持坐姿与立姿的交替。根据国标精神，通常宜优先设计坐姿，并提供可进行高度、角度调节的座位，以保持身体舒适稳定。操作流程设计应减少不必要的弯腰、踮脚、手臂长时间悬空等易导致疲劳的姿势。

2.交互设计减负：输入方式上，在试验现场应尽量减少全键盘的文字输入需求，多用预置选项、旋钮、工业按钮甚至条码扫描来替代。界面导航需清晰，所有屏幕都应有明确标题，提供明确的页面跳转信息，并保证操作者能随时返回上级或主菜单。对于关键警报或状态提示，可使用统一的闪烁符号（如星号）来吸引注意，但应避免滥用。

3.避免静态肌肉负载：这是设计中容易忽视的一点。例如，应避免设计需要手指长时间持续按压才能保持功能的开关，这种静态负载会迅速导致肌肉疲劳和灵活性下降。设备应设计成触发或切换式，而非持续按压式。

四、坚守“安全防护”原则，构建本质安全环境

安全是人机工程设计的底线，必须贯穿始终。这不仅是保护设备，更是保护操作者。

1.直接安全防护：对于设备中可能存在的危险运动部件（如冷却风扇、机械传动部分），必须设置可靠的防护罩、防护网或安全联锁装置，确保作业人员无法在运行时触及危险区域。对于可能超过极限位置的运动部件，应配置可靠的限位装置。

2.电气安全与警示：高压试验设备尤其需重视电气隔离、接地保护和清晰的危险标识。过冷（如低温试验单元）或过热的部件，应设置防接触屏蔽。紧急停止按钮必须设置在触手可及、位置醒目的地方，并保证其功能绝对优先。

3.通过设计降低风险：在设计中应主动进行风险评估，遵循如ISO 12100等标准提及的风险评估与降低原则。例如，通过优化流程将高压接线步骤减至最少，或设计专用工装使接线操作远离带电体，从源头上降低误操作风险。

五、参考标准与政策，确保设计合规前瞻

优秀的设计离不开标准和政策的指引。设计人员应主动参考：

国家标准：如GB/T 18717.2-2002《用于机械安全的人类工效学设计》系列标准，对人体进入开口尺寸等有具体确定原则。前文提及的《生产设备安全卫生设计总则》等更是基础性安全要求。

行业规范与白皮书：关注能源局等主管部门发布的关于智能电网、电力物联网设备的技术规范，其中常包含对设备交互性、可靠性的要求。一些权威机构发布的电力设备检测技术发展白皮书，也会指出人机交互体验是提升现场作业效率的关键方向。

国家政策导向：近年来，“以人为本”的安全生产理念不断强化，政策层面越来越重视生产工具的“人性化”和“智能化”。设备设计顺应这一趋势，不仅是为了合规，更是为了提升电力行业现场作业的现代化水平，保障一线人员的身心健康，这与“高质量发展”和“人才强国”的战略内涵是相契合的。

电力试验设备的人机工程学设计是一个系统工程，需要统筹兼顾功能性、适配性、舒适性与安全性。它要求设计师不仅懂技术、懂标准，更要懂“人”——理解操作者在真实工作场景中的需求、局限与感受。当设备成为操作者身体的自然延伸，当复杂的试验变得流畅而轻松，我们收获的不仅是效率的提升，更是一个更安全、更健康、更可持续的电力作业环境。