輸電線路鐵塔防墜裝置的研制

鄭爽

【摘 要】在架空輸電線路運維與檢修工作中，高空作業必不可少，如攀登桿塔作業及在線路上進行檢修工作等，根據不同的作業環境及作業方法可采取不同防墜措施。本文針對輸電線路鐵塔塔型，對于在上、下塔的過程中如何保護作業人員的人身安全方面提出了一種新型的防墜裝置。

【關鍵詞】輸電線路;上下塔;防墜

0引言

輸電線路高空作業，主要分為塔上作業和線路上作業，而無論是塔上還是線路上，均需作業人員通過攀登桿塔到達作業地點，根據中國人民共和國電力行業標準《電力高處防墜器》（DL/T 1147-2018）規定，在離地面（墜落高度基準面）2m及以上的桿塔、架構或設備上進行的工作，稱之為高處作業[1]。

《電力安全工作規程（線路部分）》規定：“作業人員攀登桿塔、桿塔上轉位及桿塔上作業時，手扶的構件應牢固，不準失去安全保護[2]”、“在桿塔上作業時，應使用有后備保護繩或速差自鎖器的雙控背帶式安全帶，當后備保護繩超過3m時，應使用緩沖器。安全帶和后備保護繩應分別掛在桿塔不同部位的牢固構件上[2]”、“鋼管桿塔、30m以上桿塔和220kV及以上線路桿塔宜設置作業人員上下桿塔和桿塔上水平移動的防墜安全保護裝置[2]”。以上為電力系統輸電專業對作業人員在高空作業時的安全防墜要求和相關規定，而在實際工作中，由于輸電線路桿塔在設計施工時，并未大面積普及上下塔防墜裝置，因而作業人員往往是在無保護的狀態下登塔和下塔，等到達作業位置后再利用安全帶和后備保護繩進行防墜保護。

1.傳統輸電線路防墜措施

導軌式防墜裝置，是架空輸電線路中最常見的防墜措施，其主要的構成部件為：導軌、方向轉換裝置、安全繩、固定部件及連接附屬外加防墜器。其中導軌采用固定安裝方式，而防墜器和安全繩由作業人員隨身攜帶，使用時防墜器通過安全繩與作業人員的安全帶相連接，人員一旦發生意外，防墜器將發揮作用將作業人員鎖止在導軌上，從而保障作業人員的人身安全。

導軌式防墜裝置的設計及施工、安裝工作需主要靠生產廠家來完成，各廠家防墜裝置型式、規格不統一[3]，易導致后期使用時作業人員需帶多種防墜器的問題，給作業人員帶來額外的負擔和安全隱患;此外導軌式防墜裝置質量較大、配件多，安裝工作量大、成本高，這直接阻礙了該類型防墜裝置的進一步推廣;另外，導軌式防墜裝置的導軌、方向轉換裝置由于設計、生產或是長期運行后容易出現銹蝕、卡澀等不良現象[3]。

2.設計要求

（1）防墜裝置及其安裝附件正常壽命不小于桿塔設計壽命，防墜器（自鎖器）壽命不少于3年;

（2）防墜器質量不宜大于3kg;

（3）人員墜落時，作用于人體的沖擊力不得超過6kN;

（4）人員墜落距離不得大于1.6m，防墜器鎖止距離不大于0.2m;

（5）防墜器與導軌鎖止靜荷載不小于15kN，安全帶破壞荷載不應小于22kN，長度不大于0.6m;

（6）導軌/索道末端應設置防脫出裝置;

（7）防墜器在雨、霜、冷、熱、油、塵等條件下應能正常工作，在冰、雪條件下應能采取除冰雪措施以確保安全;

（8）防墜裝置應通過100kg的質量荷載沖擊試驗、15kN的靜荷載試驗、各種工況下5kg荷載并重復1000次的可靠性試驗。

3.技術方案及結構說明

3.1技術方案

本文所述輸電線路鐵塔防墜裝置是鋼絞線式防墜裝置的一種，具體技術方案是：在架空輸電線路鐵塔攀爬路徑的主材上、下端各設置一個固定裝置，兩固定裝置間設置一條防墜鋼絲繩索。選取適宜的防墜鎖通過安全繩與穿在作業人員身上的全身型安全帶相連。作業人員攀登鐵塔時，將防墜鎖與防墜鋼絲繩相連接，當發生墜落時，防墜鎖動作，將人員鎖止在鋼絲繩索上;在下塔時，防墜鎖隨作業人員沿防墜鋼絲繩勻速下滑，當發生墜落時，通過安全繩帶動防墜鎖動作，從而有效避免高摔發生，保障作業人員的人身安全。

3.2結構說明

本文所述輸電線路鐵塔防墜裝置包括上、下端點固定裝置、防墜鋼絲繩、防墜鎖及連接配件等，如圖1所示。

在如圖1所示的輸電線路鐵塔防墜裝置整體示意圖中，上固定端點與下固定端點分別固定在攀爬路徑的桿塔主材上，防墜鋼絲繩通過環形螺栓分別與上、下固定端點相連接，使防墜鋼絲繩與桿塔主材距離15-20cm，該部分作為防墜裝置的主體安裝在桿塔上。防墜鎖通過安全繩與作業人員身上的安全帶相連接。作業人員隨身攜帶防墜鎖，使用時將防墜鎖與防墜鋼絲繩相連接。

其中：

（1）在圖2所示的端點固定裝置示意圖中，端點固定裝置由受力柱、三角承力體、角鋼卡槽組成。受力柱與三角承力體一起承受來自防墜鋼絲繩的縱向拉力。前直角固定腳與后直角固定腳開腳角度程90°，以與鐵塔主材相貼合匹配，并通過固定螺栓與四個角鋼卡槽連接，角鋼卡槽的寬度與鐵塔主材厚度相匹配將固定端點固定在鐵塔主材上。考慮到機械強度和防銹蝕等問題，本防墜裝置的端點固定裝置采用304不銹鋼材質制作。

（2）防墜鋼絲繩通過環形螺栓與端點固定裝置的受力柱連接，防墜鋼絲繩的松緊程度可通過環形螺栓進行微調。

（3）防墜鎖與防墜鋼絲繩的直徑相適配，防墜鎖可通過打開和閉合安裝在防墜鋼絲繩索上，或是從防墜鋼絲繩上拆下。

防墜鎖具有如下特點：當作業人員以較低的速度向上攀登鐵塔或下塔時，防墜鎖可隨作業人員的移動而上、下跟隨移動，當發生高空墜落時，人身下墜帶動安全繩使防墜鎖迅速動作，將人員鎖止在防墜鋼絲繩上。

本文所述輸電線路鐵塔防墜裝置有以下優點：

（1）采用統一直徑的防墜繩索，使本防墜裝置的適配度高、使用范圍廣，作業人員只需攜帶統一的防墜器即可進行作業，增強了后期操作的簡易性，減少了作業人員的負擔;

（2）本裝置結構簡單，生產制造成本低，適合批量安裝;

4.結束語

架空輸電線路點多、線長、面廣，并常年位于野外運行，受各種地理環境、天氣影響，加之自身承受機械、電氣荷載，需要定期或根據運行狀態進行維護，在架空輸電線路桿塔上安裝上下塔防墜落裝置可以在保護作業人員的人身安全方面起到重要作用。為保障安全生產，輸電線路桿塔防墜裝置的普及和各類防墜應用的標準化建設必將成為一種必然。本文所述輸電線路防墜裝置性能優良、成本低、便攜性好，能夠適用于輸電線路角鋼類桿塔，適合批量生產與安裝，在輸電線路中的應用及發展前景良好。

參考文獻：

[1]國家能源局.電力高處作業防墜器[M].北京：中國電力出版社，2018.

[2]國家電網公司.國家電網公司電力安全工作規程（線路部分）[M].北京：中國電力出版社，2014.

[3]方登洲.架空輸電線路桿塔防墜落裝置分析與應用[J].電力安全技術，2016，4（18）：54-56.

（作者單位：國網冀北電力有限公司）