架空輸電鐵塔防誤登防攀爬裝置的研制與應(yīng)用

國網(wǎng)北京市電力公司 蔡永摯 閆付樂

個(gè)別社會(huì)人員為個(gè)人糾紛惡意攀爬輸電鐵塔，救援工作占用生產(chǎn)資源，需設(shè)計(jì)有效阻止社會(huì)人員攀爬的防攀爬裝置；線路工作人員因野外施工環(huán)境差、疲勞作業(yè)、人防疏漏等原因，存在誤登桿塔風(fēng)險(xiǎn)。故需設(shè)計(jì)防止無任務(wù)登塔、防止登錯(cuò)桿塔、防止誤登帶電側(cè)的多功能合一的防誤登裝置。

1 功能實(shí)現(xiàn)

1.1 現(xiàn)狀分析

鐵塔作為輸電線路骨架中的重要設(shè)備，是日常施工、檢修作業(yè)中的重要維護(hù)對(duì)象，作業(yè)人員需攀登上鐵塔對(duì)缺陷進(jìn)行處理。但在實(shí)際的作業(yè)任務(wù)中常因臨近帶電線路復(fù)雜，容易誤登帶電側(cè)，而有著較大人身設(shè)備險(xiǎn)。

以北京地區(qū)為例，線路遷改工程工程量呈逐年增加且停電施工天數(shù)長。隨著首都城市鐵路、高速的規(guī)劃發(fā)展，城市建設(shè)涉及架空輸電線路跨越距離不足、路徑需改遷等問題。輸電線路遷改施工臨近帶電線路，倒停施工復(fù)雜、施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高。北京地區(qū)涉及的重點(diǎn)線路多、路徑長，特殊時(shí)段保障要求級(jí)別較高，政治供電線路保障壓力大。因此對(duì)線路的安全運(yùn)行有很高的要求，每年的綜合檢修工作工作量十分飽滿，需快速上下塔完成作業(yè)。由于北京特殊的政治地位，城市在運(yùn)鐵塔常發(fā)生社會(huì)人員登塔鬧事現(xiàn)象，因此防止社會(huì)人員隨意攀登鐵塔的需求也愈發(fā)迫切。

目前應(yīng)用防止人員攀爬的裝置主要有3類：腳釘或塔身臨時(shí)懸掛警示裝置（圖、牌）、永久式的塔退圍擋防攀爬、塔身圍擋式的防攀爬裝置。現(xiàn)有的三種鐵塔防攀爬裝置存在以下問題：不能或不能完全阻止無關(guān)人員攀登鐵塔；鐵塔安裝防攀爬裝置后，公司正常作業(yè)人員上塔時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，起到防攀爬功能的裝置登塔時(shí)間平均增加15~20min。

通過對(duì)現(xiàn)狀防攀爬裝置的分析，考慮減小自有人員登塔作業(yè)的影響并有利于生產(chǎn)工作，將防社會(huì)人員攀爬與防自有人員誤登兩項(xiàng)功能需求合并開發(fā)，設(shè)計(jì)開發(fā)出具備防止社會(huì)人員攀爬、防止自有人員誤登、不妨礙登塔作業(yè)的多功能合一的防攀爬裝置。整體裝置設(shè)計(jì)確定了以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)防攀爬、任務(wù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)防誤登的總體思路，建立如下邏輯流程。

通過以上功能分析，針對(duì)目前鐵塔防攀爬裝置不能完全阻止無關(guān)人員登塔和解鎖費(fèi)時(shí)的局限于不足，從減少開鎖時(shí)間、讓作業(yè)人員快速登塔的角度出發(fā)，設(shè)定并實(shí)現(xiàn)2個(gè)目標(biāo)：作業(yè)人員開鎖及登塔的平均用時(shí)≤3min；閉鎖狀態(tài)下作業(yè)人員登塔時(shí)間≥30min。

1.2 防誤登功能的實(shí)現(xiàn)

1.2.1 任務(wù)下發(fā)實(shí)現(xiàn)防止誤登功能

在每座線路桿塔安裝防攀爬設(shè)施，通過智能鎖具進(jìn)行閉鎖，門鎖結(jié)構(gòu)上安裝一個(gè)智能鎖具，門鎖結(jié)構(gòu)安裝在腳釘側(cè)大邊，結(jié)合手機(jī)APP下發(fā)任務(wù)，打開指定智能鎖具后，在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行開鎖100次測(cè)試，記錄開鎖時(shí)間，獲得開門解鎖全部動(dòng)作過程的平均時(shí)間5.21秒。這種任務(wù)下發(fā)的形式可有效防止施工人員、檢修人員誤登桿塔帶電側(cè)、登錯(cuò)其他桿塔，防止出現(xiàn)因誤登行為造成的人身傷害、設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)采用智能解鎖的方式，有效保證了起到防誤登的同時(shí)不額外增加作業(yè)的時(shí)間，不對(duì)一線生產(chǎn)工作造成工作負(fù)擔(dān)。

改善鐵塔目前運(yùn)行維護(hù)狀況，目前塔上附屬設(shè)施較多，所屬運(yùn)行維護(hù)單位復(fù)雜，存在無任務(wù)登塔擅自作業(yè)的情況，這種防誤登的方式有效地避免了無任務(wù)登塔的行為，使設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作的管理工作得到質(zhì)效提升。

施工作業(yè)時(shí)通過下發(fā)任務(wù)的方式連接激活智能解鎖器，指定解鎖某桿塔塔腿的門鎖結(jié)構(gòu)，作業(yè)人員打開任務(wù)指定桿塔塔腿的智能門鎖，實(shí)現(xiàn)防止作業(yè)人員誤登桿塔的功能，這樣在野外施工作業(yè)時(shí)可有效防止人員跑錯(cuò)作業(yè)桿塔，同時(shí)作業(yè)時(shí)防止人員誤登桿塔的帶電側(cè)，保障了人身安全與電力設(shè)施安全，以下是防誤登功能實(shí)現(xiàn)的邏輯流程：管理人員A根據(jù)生產(chǎn)施工計(jì)劃下發(fā)任務(wù)-下發(fā)任務(wù)輸入“線路名桿塔號(hào)某塔腿”后即可確定需開鎖的位置，同時(shí)設(shè)置任務(wù)日期-任務(wù)由A下發(fā)給他所管理且參與工作的工作負(fù)責(zé)人a、c、d等-a、c、d等工作人員接收任務(wù)-核實(shí)確認(rèn)-有問題反饋并返回到第1步、無問題執(zhí)行。

通過防攀爬設(shè)施的智能鎖控閉鎖實(shí)現(xiàn)桿塔與鎖具ID的匹配，利用智能授權(quán)終端，結(jié)合線路作業(yè)工作票實(shí)現(xiàn)作業(yè)范圍、作業(yè)時(shí)間段、作業(yè)人員授權(quán)開鎖，有授權(quán)的桿塔、人員才能開鎖，防止出現(xiàn)未授權(quán)登桿塔的情況，并通過智能授權(quán)終端將開鎖記錄上送到系統(tǒng)存檔，做到線路桿塔開鎖作業(yè)過程可控制、結(jié)果可查詢。針對(duì)防攀爬功能開發(fā)防攀爬裝置管理系統(tǒng)，采用下發(fā)任務(wù)的方式登塔作業(yè)，精準(zhǔn)管控防止人員誤入帶電側(cè)，管理系統(tǒng)WEB端和手機(jī)APP可查看全部智能鎖具的開關(guān)狀態(tài)、位置信息。

1.2.2 驗(yàn)電閉鎖方案

在桿塔靠近線路側(cè)安裝驗(yàn)電傳感器對(duì)桿塔線路帶電情況進(jìn)行檢測(cè)，并下送到驗(yàn)電閉鎖裝置；在桿塔攀登梯或登桿工具處部署防誤攀爬設(shè)施并使用智能鎖具閉鎖，其與驗(yàn)電閉鎖裝置通信接收驗(yàn)電信息，將鎖具與桿塔線路帶電狀態(tài)進(jìn)行邏輯關(guān)聯(lián)，若驗(yàn)電有電則通過聲光報(bào)警的方式提示“有電危險(xiǎn)、禁止攀爬”；若驗(yàn)電無電則可解除閉鎖、允許登桿作業(yè)，通過該種驗(yàn)電閉鎖的方式可對(duì)防誤登功能做二重防護(hù)，當(dāng)作業(yè)人員進(jìn)入帶電側(cè)時(shí)，通過告警提示是否為帶電作業(yè)，地面確認(rèn)為帶電作業(yè)后執(zhí)行登塔作業(yè)任務(wù)，此時(shí)若不能開啟門鎖結(jié)構(gòu)則說明任務(wù)下發(fā)可能存在問題，通過二重防護(hù)與計(jì)劃員二次核實(shí)，可再次確保人身設(shè)備安全。社會(huì)人員惡意攀爬時(shí)，具備驗(yàn)電閉鎖功能，通過附加傳感器等方式，還可對(duì)社會(huì)人員進(jìn)行警示告警。

1.3 防攀爬功能實(shí)現(xiàn)

裝置由4個(gè)組件構(gòu)成，利用塔身結(jié)構(gòu)分別安裝在鐵塔的大邊位置，在桿塔第一“開心”位置安裝，實(shí)現(xiàn)裝置安裝在距離地面最近的高度，減小社會(huì)人員惡意攀爬輸電鐵塔的高度，在此位置安裝后，裝置結(jié)合塔身位置的開心結(jié)構(gòu)整個(gè)將四面塔身保護(hù)，實(shí)現(xiàn)阻斷人員向上攀爬的路徑的效果，阻止人員沿塔身側(cè)向上攀爬，這種利用塔身結(jié)構(gòu)、非全包圍防攀爬裝置的設(shè)計(jì)方式可減少裝置制作的耗材，并易于生產(chǎn)安裝，同時(shí)可針對(duì)桿塔的尺寸型號(hào)對(duì)類似桿塔做統(tǒng)一型號(hào)設(shè)計(jì)，從整體上解決批量生產(chǎn)、安裝中存在的問題。

2 功能驗(yàn)證

阻止社會(huì)人員惡意攀登。結(jié)合塔身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，當(dāng)社會(huì)人員惡意攀爬鐵塔被塔腿防攀爬裝置的門鎖結(jié)構(gòu)阻擋后，可能轉(zhuǎn)移至塔身嘗試沿塔身向上攀爬，護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)結(jié)合塔身“開心”位置的設(shè)計(jì)阻止了沿塔身側(cè)攀爬，人員起身后雙手無有效著力點(diǎn)，達(dá)到了阻止社會(huì)人員惡意攀登輸電鐵塔的效果；防止作業(yè)人員誤登帶電側(cè)。作業(yè)人員通過下發(fā)任務(wù)，將作業(yè)桿塔路名桿號(hào)寫入防攀爬裝置的智能解鎖器，使用綁定智能鎖控鑰匙的方式明確作業(yè)桿塔的路名桿號(hào)，如人員誤登帶電側(cè)或誤登其它桿塔便無法開鎖，這樣就有效地防止了作業(yè)人員誤登帶電側(cè)、誤登桿塔、無任務(wù)登塔。