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全過程高掛主動安全型防墜落裝置的研制

文檔作者：孫慧穎許永剛戴超劉強景莉宋波文檔來源：國網(wǎng)山東省電力公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月05日
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第17卷(2015年第1期)
電力安全技術(shù)
安技平臺
 Anjipingtai
全過程高掛主動安全型防墜落裝置的研制
孫慧穎,許永剛,戴超,劉強,景莉,宋波
(國網(wǎng)山東省電力公司,山東濟南250001)
〔摘要〕針對輸電線路桿塔防墜落裝置存在低掛高用、緩沖行程長、被動鎖止等缺點,指出
其難以保證高處作業(yè)人員的人身安全,提出研制一種全過程高掛主動安全型防墜落裝置,介紹了該
裝置的設(shè)計理念、設(shè)計要求和設(shè)計思路等研制過程以及試驗分析,同時分析了該裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀和
前景,最后說明了該裝置的優(yōu)點及使用效果。
關(guān)鍵詞高處作業(yè);防墜落裝置;高掛低用;主動鎖止
0引言
擊力大。因此,需要研制一種新型垂直方向的防墜
落裝置,以解決上述問題。
220kV及以上輸電線路的桿塔高度一般在
20m以上,有的甚至在100m以上。隨著特高壓、
超高壓輸電線路建設(shè)快速發(fā)展,桿塔的數(shù)量和高度
都在不斷增加。線路安裝、運行、檢修等工作都需
要作業(yè)人員頻繁上下桿塔,如何防止高處墜落事故
成為線路安全作業(yè)的首要問題。多年來,作業(yè)人員
上下桿塔及高處作業(yè)時,因失去安全保護而發(fā)生的
高處墜落事故時有發(fā)生。因此,需要一種可靠的防
墜落裝置,從根本上杜絕高處墜落事故的發(fā)生。
國外發(fā)達國家在桿塔防墜落裝置研究方面起
步較早,多年前就已根據(jù)不同桿塔型式研究推廣
了多種方法,以減少高處墜落事故的發(fā)生。近幾a鋼絞線式防墜落裝置b單T型導(dǎo)軌式防墜落裝置
年,隨著《GB26860=201《(《電力安全工作規(guī)程(電
圖1目前國內(nèi)普遍使用的防墜裝置
力線路部分)》、國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW
1799.2—2013《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(線1研制過程
路部分)》Q/GDW1622007《桿塔作業(yè)防墜落
裝置》的發(fā)布實施,國內(nèi)電力、電信及上下游相關(guān)1.1設(shè)計理念和要求
企業(yè)均開展了防墜落裝置的研究。目前,各種防墜(1)高掛低用,全過程安全保護
落裝置通常是將不同材質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)的防墜器單獨
(2)主動鎖止,保護裝置解鎖后方能移動,實
或配合導(dǎo)軌使用,但由于材質(zhì)以及結(jié)構(gòu)的不同,各現(xiàn)主動保護。
有利弊。目前,鋼絞線式防墜落裝置和單T型導(dǎo)
(3)導(dǎo)軌爬梯使攀爬動作勻稱、舒適,符合人
軌式防墜落裝置是國內(nèi)普遍使用的2種垂直方向的體行為學(xué)原理。
防墜落裝置,分別如圖1中a,b所示。其優(yōu)點是
(4)反應(yīng)靈敏,墜落距離極短、人體受到的沖
原理簡單,成本較低;缺點是不能實現(xiàn)高掛低用、擊力小。
人體墜落后才能被動保護,腳釘攀爬不符合人體行(5)結(jié)構(gòu)簡單,安全可靠,便于大規(guī)模生產(chǎn)、
為學(xué)原理,同時墜落行程長,對作業(yè)人員身體的沖安裝、使用。
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第17卷(2015年第1期)
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(6)符合國家、電力行業(yè)和國家電網(wǎng)公司有關(guān)攀爬桿塔的方式已不能適應(yīng)特高壓、超高壓等高塔
標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范要求。
快速發(fā)展的需要。
1.2設(shè)計思路
對人體行為學(xué)進行研究后發(fā)現(xiàn),雙腳處于平行
1.2.1高掛低用
位置、雙手與肩同寬時攀爬舒適度最高,攀爬步幅
鋼絞線式防墜落裝置和單T型導(dǎo)軌式防墜落固定時安全性最高。由此研制出一體化導(dǎo)軌爬梯,
裝置,均采用低掛高用方式。正常攀爬時,自鎖器將爬梯兩側(cè)立柱設(shè)計成與自鎖器配合使用的導(dǎo)軌,
始終位于人體安全帶腰帶下方,當(dāng)作業(yè)人員發(fā)生墜導(dǎo)軌間焊接間距均勻的防滑橫撐,供作業(yè)人員攀爬
落,自鎖器鎖止后,自鎖器位于腰帶上方。在下落腳踩使用。作業(yè)人員攀爬時,雙腳相互平行,雙臂
過程中,作業(yè)人員身體重心下落高度為2倍安全繩平行向前,雙手與肩同寬,舒適度得到提高;相鄰
長度加自鎖器的制動距離,至少為1.2m,作業(yè)人橫撐之間距離固定,消除失足踏空的危險。上下2
員經(jīng)常因身體受到巨大的沖擊力而造成傷害。
節(jié)導(dǎo)軌爬梯通過連接板和若干螺栓固定相連,即使
全過程高掛主動安全型防墜落裝置采用高掛某一螺栓松動對爬梯的整體安全性也幾乎無影響。
低用方式,能有效解決作業(yè)人員墜落距離過長的問另外,用梯子代替腳釘,不會發(fā)生作業(yè)人員被腳釘
題。在攀爬桿塔過程中,人體的最高著力點是手部,劃傷或刺入等二次傷害。
且雙手在交替上下的過程中始終位于人體重心的上
此外,該裝置爬梯的安裝采用特制的卡具,不
方,因此考慮設(shè)計一種可以手持的防墜落裝置。通需要與腳釘配合,使安裝更簡單、方便,速度更快。
過對國內(nèi)外使用的手持掛鉤防墜落裝置、硬桿掛鉤
防墜落裝置的研究分析得知,手持自鎖器式防墜落2試驗驗證
裝置更便于操作、安全性更高。
1.2.2主動鎖止
2014年4月,由中國電力科學(xué)研究院依據(jù)國
鋼絞線式防墜落裝置和單T型導(dǎo)軌式防墜落家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/GDW162-2007《《桿塔作
裝置都屬于被動保護裝置,即正常上下桿塔時防墜業(yè)防墜落裝置》(以下簡稱“防墜落裝置企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”)
落裝置處于開放狀態(tài),墜落發(fā)生后,防墜落裝置轉(zhuǎn)對全過程高掛主動安全型防墜落裝置(包括攀爬導(dǎo)
為鎖止?fàn)顟B(tài),從而終止作業(yè)人員下落過程。因此,軌、自鎖器、連接器、安全繩)進行了鐵塔防墜落
傳統(tǒng)的防墜落裝置實際是墜落后保護裝置,屬于被裝置性能試驗。
動防護。
2.1主要性能指標(biāo)
全過程高掛主動安全型防墜落裝置在研制時采
(1)自鎖器重量為0.498kg,遠小于防墜落
取主動保護策略,即正常狀態(tài)下2個自鎖器分別鎖裝置企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中自鎖器重量3kg的上限,且小于
止在左右軌道上。上下桿塔時,作業(yè)人員用手控制當(dāng)前普遍使用的各類自鎖裝置的重量以國網(wǎng)泰安
自鎖器,通過按壓解鎖使其在導(dǎo)軌上滑動手部不供電公司為例,輸電運檢室目前使用的各自鎖器中,
施力時自鎖器自動鎖止。由于自鎖器始終處于人體最小重量為0.625kg
上方,墜落發(fā)生時立即鎖止,幾乎沒有緩沖,因此
(2)安全繩、連接器能夠承受22kN的拉力并
能夠有效對人體進行保護。該裝置是真正意義上的保持1min,而不發(fā)生斷裂等被破壞的現(xiàn)象。
防墜落裝置。
(3)導(dǎo)軌(垂直)、自鎖器能夠承受15kN的靜
1.2.3人性化攀爬
荷載并保持2min
目前,桿塔上普遍安裝的腳釘在攀爬過程中存
(4)自鎖器鎖止距離最大為8mm、最小為
在以下問題:一是相鄰腳釘成90°夾角,作業(yè)人員5mm,遠小于防墜落裝置企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中鎖止距離
在攀爬過程中需要找腳釘,舒適度較低,容易疲勞200mm的上限
二是腳釘在橫材等處間距不均勻,易發(fā)生踏空墜落(5)自鎖器能夠重復(fù)鎖止1000次以上,且不
事故;三是任一腳釘?shù)穆菟ㄋ蓜佣加锌赡軐?dǎo)致高空會對導(dǎo)軌、防墜裝置本身造成損壞。
墜落事故發(fā)生四是在墜落過程中,作業(yè)人員易被
(6)在特殊環(huán)境下(覆水、覆油),自鎖器能正
腳釘劃傷或刺入,造成二次傷害。因此,使用腳釘常鎖止,解鎖后可在導(dǎo)軌上順暢滑動。
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2.2試驗結(jié)論
220kV及以上輸電線路桿塔及電信等相關(guān)行業(yè)桿
試驗結(jié)果表明,全過程高掛主動安全型防墜落塔、高處裝置攀爬過程中使用。目前,已在國家電
裝置的導(dǎo)軌(左右T型組合爬梯)自鎖器能有效網(wǎng)技術(shù)學(xué)院訓(xùn)練桿塔上安裝供進修人員學(xué)習(xí)、操作
鎖止導(dǎo)軌、安全繩、連接器靜荷載、沖擊荷載等使用,效果良好。國家電網(wǎng)公司已在特高壓直流、
試驗,符合防墜落裝置企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
特高壓交流輸電線路建設(shè)中全面推廣應(yīng)用桿塔防墜
2.3對試驗的分析
安全保護裝置,并要求做到同步安裝、同步驗收、
導(dǎo)軌(垂直)自鎖器沖擊試驗是將一組自鎖同步移交生產(chǎn)使用,可以說全過程高掛主動安全型
器穿在導(dǎo)軌攀爬的左、右兩側(cè)的T型導(dǎo)軌上2個防墜落裝置具有較廣闊的應(yīng)用前景。
自鎖器用安全繩和連接器相連,并在安全繩上懸掛
一個100kg的重塊。令重塊自由墜落1.6m(考慮4結(jié)束語
2倍的0.7m系帶長度,加上自鎖器最大鎖止距離
0.2m),測試裝置的鎖止距離,并觀察鎖止后各部
全過程高掛主動安全型防墜落裝置解決了以往
件是否發(fā)生斷裂、撕裂、扭曲、大變形等影響正常防墜落裝置低掛高用、被動鎖止、舒適性差、緩沖
使用的現(xiàn)象。
行程長等問題。自鎖器始終位于作業(yè)人員人體上方,
美國研究機構(gòu)用動物模擬試驗,得出結(jié)論:人實現(xiàn)了高掛低用,主動鎖止、解鎖后才能移動,具
體腹部能承受的最大沖擊力為8000~820N。人有制動快速、鎖止距離極小的特點,對作業(yè)人員身
體安全程度與受力大小、受力時間都有關(guān):人體腹體的沖擊小。雙自鎖器與導(dǎo)軌爬梯配合使用,能夠
部受力6860N、作用時間不超過0.08,不會危確保作業(yè)人員在桿塔上下移動均都處于防墜落裝置
及生命;無損傷時受力為3185N,作用時間可以的主動保護之下,可以徹底杜絕高空墜落事故的發(fā)
超過0.28s結(jié)合以上情況,根據(jù)防墜落裝置企業(yè)生。與腳釘攀爬相比,使用梯子攀爬更符合人體行
標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW1622007《桿塔作業(yè)防墜落裝置》為學(xué)原理,而且一旦發(fā)生高墜事故,不會發(fā)生作業(yè)
中規(guī)定“發(fā)生墜落時作用于人體的沖擊力,不得超人員被腳釘劃傷或刺等二次傷害。
過6kN”,從限定人體沖擊力入手,同時考慮2.5
使用該套防墜落裝置可有效消除登高作業(yè)人員
倍安全系數(shù),確定了防墜落裝置各部件的力學(xué)指標(biāo):的恐懼心理,提高輸電線路安裝、檢修作業(yè)的安全
安全繩、系帶、連接器、自鎖器與導(dǎo)軌連接、導(dǎo)軌性,避免高處墜落事故發(fā)生,保證作業(yè)人員人身安
與桿塔連接錨點等部件破壞荷載不小于15kN。
全,同時提高作業(yè)人員的工作積極性和工作效率,
上述試驗方法是針對目前普遍使用的低掛高用提升電網(wǎng)企業(yè)的社會形象和經(jīng)濟效益。
型防墜落裝置設(shè)計的,而全過程高掛主動安全型防
墜落裝置在使用中為高掛低用,自鎖器始終位于作參考文獻:
業(yè)人員身體上方,且自鎖器鎖止距離不足0.01m,1B60952009安全帶[]
一旦發(fā)生墜落,最大墜落距離為安全繩由松弛到繃2GB268602011電力安全工作規(guī)程(電力線路部分)s
緊的距離加自鎖器的鎖止距離,遠遠低于防墜落裝3DL/T11472009電力高處作業(yè)防墜器[S].
置企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的距離,對人體的沖擊力也遠遠4Q/GDW1622007桿塔作業(yè)防墜落裝置[S]
小于標(biāo)準(zhǔn)要求的上限值(6kN)。因此,建議對于5Q/GD1977.223國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程
高掛低用型防墜落裝置,可按照實際最大沖擊力的(線路部分)[s]
2.5倍,完善有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)于沖6王為一煉鋼吹氧升降小車的新型防墜落裝置[J]武鋼
擊力、靜荷載等的相關(guān)力學(xué)指標(biāo),從而降低桿塔、技術(shù),2014(3)
導(dǎo)軌等的強度要求,降低裝置的制造成本。
7彭向陽.輸電線路桿塔防墜落裝置應(yīng)用現(xiàn)狀及展望
廣東電力,2010(12)
3應(yīng)用現(xiàn)狀和前景
8黃學(xué)能輸電線路桿塔高空防墜落裝置的探討[].硅谷,
2013(23)
全過程高掛主動安全型防墜落裝置可在9余虹云,全身式安全帶在高處作業(yè)中的防護優(yōu)勢浙
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 njipingtai
江電力,2011(7).
工作。
戴超(1977-男,工程師,主要從事繼電保護、變電檢修
管理、安全管理工作。
收稿日期:2014-11-18
劉強(1971-),男,工程師,主要從事輸電線路運檢、安全
作者簡介
生產(chǎn)管理工作
孫慧穎(1985-),女,中級經(jīng)濟師,主要從事安全技術(shù)管理工
景莉(1990-),女,助理工程師,主要從事繼電保護工作。
 , email: xyg6034823@126.com.
宋波(1966-),男,高級工程師,主要從事輸電線路運檢等
徐永剛(1972-),男,工程師,主要從事安全技術(shù)、安全管理工作
《電力安全技術(shù)》投稿簡則
1來稿要求
(1)論文應(yīng)具有科學(xué)性、實用性和創(chuàng)新性,論點鮮明,論據(jù)充分,條理清晰。內(nèi)容應(yīng)語句順暢、
數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、邏輯嚴(yán)密、文字精煉。應(yīng)盡量精簡圖表和公式,簡化推導(dǎo)和證明過程。
(2)論文中所用技術(shù)名詞前后應(yīng)一致,新名詞應(yīng)注明原文或加注釋。計量單位的名稱、符號
一律按《中華人民共和國法定計量單位》中的規(guī)定使用。外文字符必須分清大、小寫,正、斜體,
上下角標(biāo)應(yīng)區(qū)別明顯。圖和表應(yīng)有獨立、完整的圖表題,圖中文字、變量、數(shù)字、單位要清晰。
(3)論文的排序為:中文標(biāo)題,作者姓名工作單位,中文摘要和關(guān)鍵詞,正文、參考文獻,
作者簡介。
(4)標(biāo)題:簡明扼要、重點突出,一般不宜超過20個漢字。
(5)作者姓名:在題目下按序排列,排序原則上以投稿時為準(zhǔn),一般不宜再做更改,確需變
更時應(yīng)由第一作者提供書面證明或郵件說明。
(6)工作單位:作者署名的單位應(yīng)該是注冊的單位全稱,并需提供單位所在省、市及郵政編碼。
每位作者只能署1個工作單位。
(7)摘要和關(guān)鍵詞:摘要采用第三人稱,為對全文不加注釋和評論的簡短陳述,篇幅100~200
字。關(guān)鍵詞一般3~5個,盡量使用通用名稱便于文獻檢索,縮略語/字母詞應(yīng)以全稱形式出現(xiàn)。
(8)正文:事實客觀,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,計算準(zhǔn)確,語言準(zhǔn)確;條理清楚,邏輯性強,文字簡練,表
達形式與內(nèi)容相適應(yīng)用詞規(guī)范,平鋪直敘,不用口語、俗稱和感嘆詞等。
(9)參考文獻:采用順序編碼制,標(biāo)出所引用文獻的全部作者、題名(書名)、刊名(出版地:
出版社)、出版年份及期號等。勿引用尚未公開出版的資料。
(10)作者簡介:提供所有作者的相關(guān)信息,包括:姓名,出生年份,性別,職稱,主要從事
的工作內(nèi)容(50~100字)
2注意事項
(1)請勿一稿多投。自投稿之日起2個月后可通過郵件(estcsest. sina net)或電話(0512
68603409)查詢審稿結(jié)果,對錄用的稿件會郵寄紙質(zhì)版錄用通知書,不錄用的稿件不再另行通知。
在稿件受理期間,請勿另投他刊。
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