鐵塔應用場景下便攜式升降設備研制

林世忠，吳維國，尚文迪，梅 佳，周立民，衛曉東，李 易，趙義海

(1.安徽送變電工程有限公司，安徽 合肥 230022；2.北京國網富達科技發展有限責任公司，北京 100070)

0 引言

為保障輸電線路正常運行，需對鐵塔及線路進行定期維護，而特高壓輸電線路電壓等級高，鐵塔高度高，檢修人員攜帶相應的工器具進行登塔檢修作業對人員的體力消耗極大，特別是在高海拔地區，對檢修人員來說是一項更嚴峻的挑戰。

傳統研究主要側重于將檢修人員和工器具一起運輸至作業點，但相對工器具而言，一般人員自身重量較大，會出現設備功率大、重量大、體積大、攜帶不便等問題。

為有效解決檢修人員上塔過程中攜帶的工器具等載荷運輸問題，使檢修人員可以輕裝上塔，有更多的體力與精力專注于技術性檢修作業，在鐵塔的防墜落裝置導軌應用基礎上，研制了一種鐵塔用便攜式升降設備，自重輕，便攜可靠，能夠有效解決檢修人員作業工器具的運輸問題。

1 設備方案

便攜式升降設備主要適用于鐵塔應用場景，作為檢修人員高空作業時的工器具專用運輸設備，自重不大于11 kg，額定載荷30 kg，可覆蓋大部分檢修工器具的現場運輸需求。

便攜式升降設備主要包含吸附結構、傳動結構、電池、控制系統等模塊。

(1) 電池。采用24 V直流電池。

(2) 傳動模塊。主要由直流電機、減速機等組成，直流電機通過減速機驅動設備執行升降運動。

(3) 吸附模塊。能夠解決設備在防墜落裝置導軌上的附著問題。

(4) 控制模塊。主要作用是讓設備擁有自身的運動系統，可以在檢修人員的控制下，執行相應的高空升降作業。

便攜式升降設備的吸附模塊和控制模塊結構及功能簡要概括如下。

1.1 吸附模塊

傳統高空作業設備主要有真空吸附、磁力吸附及機械壓緊3種吸附方式。

(1) 真空吸附方式。不受被吸附面材料的限制，但要求表面光滑，具有良好的光潔度，且吸附平面面積盡量大，以保持足夠的吸附力，否則容易因吸盤漏氣導致吸附力下降。

(2) 磁力吸附方式。包括永磁吸附和電磁吸附，要求被吸附面是鐵磁類材料，吸附力相對真空吸附方式較大，對吸附面的不平整度要求較低，但是對吸附表面的機械摩擦破壞性較大。

(3) 機械壓緊方式。采用機械預先壓緊的方式，要求導軌吸附表面具有相對較好的光潔度，結構可靠，不易脫離壓緊表面，結構相對簡單。

防墜落裝置導軌工作面尺寸相對較小，不便于采用真空吸附壓緊方式。而磁力吸附對導軌工作面破壞較為明顯，造成導軌維護成本提升，因此，便攜式升降設備采用機械壓緊方式壓緊雙側導軌實現相應的運動。

便攜式升降設備主體上固定有固定輪，位于防墜落裝置導軌左側；滑動桿固定在設備主體結構上，滑動桿一端設計有螺紋，對設備另一側的連接板、移動輪等起連接作用；右側的2個移動輪通過連接板連接，連接板可沿著滑動桿沿著左右方向滑動，進而帶動移動輪左右移動，當移動輪與固定輪共同作用壓緊防墜落裝置導軌后，將鎖緊螺母擰緊固定在鎖緊位置，即可使便攜式升降設備有效吸附在防墜落裝置導軌上。

便攜式升降設備的吸附模塊結構如圖1所示，相較傳統吸附方式，優勢明顯。

圖1 便攜式升降設備吸附模塊構成

1.2 控制模塊

便攜式升降設備控制模塊由遙控模塊和運動控制模塊組成，如圖2所示。

圖2 設備控制模塊構成

(1) 遙控模塊。設有3個設備工作狀態控制按鈕，對應便攜式升降設備的上、下、停3種工作狀態。

(2) 運動控制模塊。通過433 MHz頻段接收遙控模塊遙控信號，在模塊內部通過計算對遙控信號進行解析，經電機指令轉換程序，轉換為設備直流電機的控制信號，輸出到電機驅動器上達到控制直流電機運動的目的。

2 應用試驗

為實現對便攜式升降設備樣機的測試驗證，研究人員在試驗架上固定安裝試驗用防墜落裝置導軌，在該導軌上進行設備連續運行試驗。在設備下方吊裝配重載荷，采用遙控模塊控制設備運動。試驗表明，便攜式升降設備可實現30 kg載荷連續運動，滿足設備設計要求，有效解決了設備在防墜落裝置導軌的吸附問題。

3 結束語

便攜式升降設備作為一種創新的專業作業設備，其自重低，便于攜帶，檢修人員單人可攜帶至鐵塔下端開展相關運輸作業，可有效協助檢修人員進行登塔作業，提高檢修效率，讓檢修人員有更多的時間專注于專業性檢修作業，同時為檢修人員創造了良好的作業條件。