一種適用于軌道巡檢機器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標識研究

謝志毅，林澤偉，邱小強

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

為保障現場工作安全，在變電站設備區域開展工作時，需要布置與現場相適應的臨時安全措施；當現場工作結束后，需要將現場的臨時安全措施拆除。因此，安全措施是電力行業中保障安全的一種重要手段。

變電站二次設備屏柜所需要的安全措施包括懸掛“在此工作！”標示牌和懸掛“設備在運行中”紅布簾。目前，紅布簾主要采取磁鐵吸附和懸掛方式固定在二次設備屏柜面上，標示牌直接放在屏柜前側地面，工作結束后靠人工集中收回到存放點，下次使用又要取出。對于現階段二次設備屏柜的安全措施存在如下缺點：（1）固定性差，易脫落移位，存在誤操作風險；（2）紅布簾擋到運行裝置面板，影響巡檢機器人和人工巡視效能；（3）紅布簾、標示牌的布置和回收整理不方便，工作效率低。

針對以上問題，本文研制出一種適用于軌道巡檢機器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標識，通過在二次設備屏柜上安裝套筒和卡扣，套筒里裝有安全標語的伸縮帶，利用三柱式同軸結構原理，根據安全措施需要實現雙面非同類標識牌的快速切換。通過實踐證明，該裝置具有以下優點和功能：（1）固定性好；（2）裝設拆除方便快捷，效率高；（3）具有閉鎖功能，避免誤操作風險；（4）結構簡單，實用性強。

1 二次設備屏柜安全措施存在的問題

為了防止工作人員走錯屏柜，導致誤操作，按照南網《安規》要求，需要在工作的屏柜布置“在此工作”標識牌，在其相鄰不需要工作的屏柜懸掛“設備在運行中”紅布簾，以提示工作人員。現階段，二次設備屏柜的安全措施布置主要存在以下幾方面問題。

1.1 存在誤操作風險

“設備在運行中”紅布簾大多采用磁鐵吸附或膠布張貼的方式固定在二次設備屏柜面上，磁鐵和膠布的固定性差，使用時間長后，容易脫落。此外，非工作人員也可以隨意輕松取下，導致運行的二次設備屏柜丟失安全措施，可能會導致工作人員誤將該屏柜的二次設備作為工作對象，進而引起誤操作。“在此工作”標識牌掛在需要工作的二次設備屏柜門把手上，或放置在工作的二次設備屏柜地上，工作人員在設備室走動，容易觸碰標識牌，導致“在此工作”標識牌位置移動或丟失，進而導致工作人員走錯工作地點，打開運行的屏柜，引起誤操作。

1.2 影響巡視效能

二次設備巡視經常與二次設備的維護工作在時間重疊，“設備在運行中”紅布簾會遮擋住二次設備面板，不方便工作人員巡視，在采用軌道巡檢機器人巡視方式的變電站，這會導致軌道巡檢機器人無法巡視，影響巡視效能。

1.3 工作效率低

“設備在運行中”紅布簾和“在此工作”標識牌布置耗費較多的時間精力。存放點取用紅布簾和標識牌，需要清點合適數量，且標語無誤；“設備在運行中”紅布簾需要人工拉開展平，標語不能貼倒也不能貼反；“在此工作”標識牌需要擺正；工作結束收集紅布簾和標識牌，要整理紅布簾，標識牌也要分類存放。這些工作需要耗費較多的時間精力，工作效率低。

經以上分析可見，目前變電站二次設備屏柜的安全措施亟待改進，為此本文提出一種適用于軌道巡檢機器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標識。

2 一種適用于軌道巡檢機器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標識

針對上述變電站安全措施存在的誤操作風險、影響巡視效能和工作效率低等問題，研制出一種適用于軌道巡檢機器人巡視且具有固定閉鎖功能的可伸縮式變電站安全標識。

2.1 組成結構

該變電站安全標識整體結構如圖1 所示，主要由三部分組成：伸縮帶套筒、雙面伸縮帶和卡扣。伸縮帶套筒內置有彈簧，用于收縮和存儲伸縮帶，雙面伸縮帶正面標著“設備在運行中”標識，背面標著“在此工作”標識，卡扣用于固定展開的伸縮帶。伸縮帶套筒和卡扣底部有螺絲打孔，可以固定在柜門上面。

圖1 變電站安全標識整體結構圖

伸縮套筒結構圖2 所示，外部具有一根固定環繞軸，在展開伸縮帶過程中起固定作用，圖中6、7 分別是雙面伸縮帶的牽引柱，通過牽拉不同的牽引柱可以展示對應的標識的伸縮帶。套筒內部則具有盤式彈簧（發條彈簧），盤式彈簧（發條彈簧）可以帶動伸縮帶轉軸轉動，從而收集外部的伸縮帶。

圖2 伸縮套筒結構圖

卡扣結構如圖3 所示，卡扣結構包括活動卡扣（活動部分）和固定卡扣（固定部分）。活動卡扣上裝有牽引柱，可以牽拉伸縮帶，活動卡扣內部有彈簧，還裝置有鑰匙鎖，安裝時直接將鑰匙連桿卡進固定卡扣的凹槽從而進行固定，取下時通過特制的鑰匙逆時針轉動鑰匙孔，帶動鑰匙連桿退出固定卡扣的凹槽即可。固定卡扣為兩個活動卡扣設計了凹槽，方便伸縮帶通過活動卡扣展開固定。固定卡扣處的第一面標識的活動卡扣固定位置比第二面標識的活動卡扣固定位置更高、更靠右側，可以遮擋，門柜把手，通過這種設計，第一面標識“設備在運行中”伸縮帶展開時，第一面標識的活動卡扣可以遮擋并閉鎖該屏柜的把手，防止工作人員因走錯屏柜而誤打開運行設備中的屏柜，進而避免了誤操作風險。

圖3 卡扣結構圖

2.2 同軸三柱式原理

本文提出的適用于軌道巡檢機器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標識，巧妙地采用同軸三柱式原理，通過牽引不同標識面的活動卡扣，可以將第一面（正面）“設備在運行中”標識和第二面（背面）“在此工作”標識分別展示出來。其同軸三柱式原理如圖4 所示。

圖4 變電站安全標識同軸三柱式原理圖（俯視圖）

由圖4 可見，三柱是指固定軸、第一面標識牽引柱和第二面標識牽引柱。固定軸是和伸縮帶套筒固定在一起的，不可活動。第一面標識牽引柱和第二面標識牽引柱可以活動，分別和第一面標識活動卡扣、第二面標識活動卡扣固定，通過牽拉第一面標識活動卡扣或第二面標識活動卡扣就可以牽拉第一面標識牽引柱或第二面標識牽引柱。第一面標識牽引過程：牽拉第一面標識活動卡扣，帶動第一面標識牽引柱，將伸縮帶從伸縮帶套筒牽引出來，將第一面標識活動卡扣扣在安裝在柜門把手處的固定卡扣（外側），剛好遮住柜門把手，此時伸縮帶正面“設備在運行中”標識向外展示。第二面標識牽引過程：牽拉第二面標識活動卡扣，帶動第二面標識牽引柱，將伸縮帶從伸縮帶套筒牽引出來，將第二面標識活動卡扣扣在安裝在柜門把手處的固定卡扣（內側），沒有遮住柜門把手，此時，伸縮帶背面“在此工作”標識向外展示。

3 應用效果

將該變電站安全標識安裝到二次設備屏柜，效果如圖5 所示。

圖5 變電站安全標識安裝效果圖

由圖5 可見，該變電站安全標識只遮擋屏柜中間部分，遮住的部分一般沒有二次設備或只有打印機部分被遮住，這樣既不影響工作人員巡視，也不影響巡檢機器人巡視。此外，在“設備在運行中”屏柜的柜門把手被伸縮帶活動卡扣遮擋，需要專用鑰匙才能取下，可以防止工作人員因走錯屏柜而誤打開運行中的屏柜，避免誤操作。而在“在此工作”屏柜的柜門把手展現在外面，沒有被遮擋，方便工作人員打開該屏柜柜門進行工作。

為了檢驗實際效果，以規范布置和拆除10 個“設備在運行中”紅布簾和5 個“在此工作”標識牌為實驗進行對比，選取一名具有三年工作經驗的工作人員采取傳統方式布置和拆除，再選取一名簡單培訓過的新員工進行該變電站安全標識布置和拆除，進行對比實驗。實驗結果如表1 所示。

表1 變電站安全標識布置拆除對比實驗結果

從表1 看出，本文提出的變電站安全標識極大地提高了變電站安全標識的布置和拆除效率，其中裝設效率提高了200%，拆除效率更是提高633%，本文提出的變電站安全標識拆裝方便，沒有傳統紅布簾、標識牌拆裝的繁瑣流程。

傳統紅布簾、標識牌裝設需要到安全標識存儲點拿取，需要確認所拿的紅布簾、標識牌數量正確且沒有拿錯，紅布簾裝設需要兩手張開擺正，標識牌也需要手工擺正，拆除的時候，還需要對紅布簾進行折疊整理，取回到安全標識存儲點整理擺好，而本文提出的變電站安全標識直接固定在屏柜柜門，裝設拆除單手就可以解決，伸縮帶不需要折疊整理，直接靠伸縮帶套筒內地彈簧自動收回到套筒內。

此外，本文提出的變電站安全標識操作簡單，經過簡單培訓的新員工就會操作。

4 結語

本文提出一種一種適用于軌道巡檢機器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標識，通過對比實驗證明，相比于現階段的紅布簾、標識牌，具有以下優勢。

（1）固定性好。本文提出的變電站安全標識直接用螺絲固定在二次設備屏柜柜門把手處，比磁鐵吸附、膠布張貼的紅布簾和擺放、懸掛的標識牌固定性好。

（2）裝設拆除方便快捷，提高效率。本文提出的變電站安全標識在裝設的時候，只需要將需要用到的標識的繩索帶拉出來扣上即可，在拆除的時候，只需要用特制的鑰匙解下卡扣，伸縮帶套筒里的彈簧會自動收回伸縮帶，比需要整理收集的紅布簾、標識牌使用起來更方便快捷。

（3）不影響人工和機器人巡視。本文提出的變電站安全標識固定在門把手水平位置，該位置一般沒有二次設備或只有打印機，不會遮擋要巡視的二次設備。

（4）具有閉鎖功能，避免誤操作風險。本文提出的變電站安全標識在裝設完“設備在運行中”標識后，伸縮帶卡扣會遮擋屏柜的門把手，需要特制的鑰匙才能打開卡扣，相當于對屏柜門進行了閉鎖，有效避免了工作人員因走錯屏柜而造成的誤操作。而“在此工作”伸縮帶卡扣不會遮擋屏柜的門把手，方便工作人員在此進行維護檢查工作。

（5）結構簡單，實用性強。本文提出的變電站安全標識結構簡單，安裝方便，簡單易會，效率提高顯著，具有較強的實用性。