孫國娣，郭成功，陳錦翔，王夢(mèng)超，潘靜娟

(1.國網(wǎng)江蘇省電力公司揚(yáng)州供電公司，江蘇 揚(yáng)州 225009;2.國網(wǎng)江蘇省電力公司，江蘇南京 210024;3.國網(wǎng)江蘇省電力公司南通供電公司，江蘇 南通 226006)

0 引言

農(nóng)、配電作業(yè)過程中，由于高處作業(yè)頻繁，墜落風(fēng)險(xiǎn)大，高處墜落人身事故時(shí)有發(fā)生，其發(fā)生頻率僅次于人身觸電事故。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，高處墜落事故，包括定位作業(yè)過程中的墜落事故和上下桿塔過程中的墜落事故，在電力生產(chǎn)和建設(shè)的各類事故中占40 %以上。其中，定位作業(yè)時(shí)墜落的原因主要為作業(yè)人員執(zhí)行《安規(guī)》不嚴(yán)格，未正確使用安全帶；上、下桿時(shí)墜落的原因多為作業(yè)人員只有安全帶的圍桿帶單重保護(hù)，圍桿帶太過寬松，一旦出現(xiàn)人員體力不濟(jì)、注意力不集中以及腳扣打滑、腳扣破壞等情況，極易導(dǎo)致作業(yè)人員墜落。因此，研究以腳扣方式上下桿時(shí)的防墜落措施，迫在眉睫。

1 墜落事故原因分析

目前，在農(nóng)、配電作業(yè)過程中，作業(yè)人員上下桿所使用的工具大多數(shù)都為腳扣，并使用安全帶進(jìn)行全過程保護(hù)。其中，腳扣方式上下桿的保護(hù)措施是使用圍桿帶，但圍桿帶只能防止人員上下桿時(shí)身體后傾而墜落的事故。在上下移動(dòng)過程中，圍桿帶往往松松垮垮，一旦桿子濕潤打滑或腳扣損壞，就無法防止人員垂直向下滑落，這是上下桿過程中發(fā)生人員墜落事故的根本原因。

另外，采用腳扣方式上下桿時(shí)，作業(yè)人員需要一手抱著電桿，一手托起圍桿帶，難以控制身體平衡；且桿體表面無抓手，全靠兩腿發(fā)揮作用，造成上下桿時(shí)人員體力消耗很大，容易出現(xiàn)腿軟、乏力、暈眩等情況，對(duì)其人身安全造成了極大的威脅，這是上下桿過程中發(fā)生人員墜落事故的另一原因。

因此，腳扣方式上下桿時(shí)的防墜落安全保護(hù)裝置需要有如下功能：防止人員垂直向下滑落、身體后傾以及減輕人員上下桿的體力消耗。

2 防墜安全保護(hù)裝置簡介

目前，國內(nèi)廣泛使用的防墜安全保護(hù)裝置主要是導(dǎo)向型和收放型。

2.1 導(dǎo)向型防墜安全保護(hù)裝置

導(dǎo)向型防墜安全保護(hù)裝置是一種永久性安裝在桿塔上的裝置。主要由導(dǎo)軌、自鎖器、轉(zhuǎn)向器等部件組成，其中自鎖器能實(shí)現(xiàn)自鎖和導(dǎo)向功能，在正常作業(yè)時(shí)能靈活移動(dòng)，在發(fā)生墜落時(shí)，可自動(dòng)鎖定在導(dǎo)軌上，確保作業(yè)人員在攀登、定位作業(yè)、轉(zhuǎn)移作業(yè)等過程中均能得到保護(hù)。國家電網(wǎng)公司《電力安全工作規(guī)程》(線路部分)第7.10條規(guī)定：鋼管桿塔、30 m以上桿塔和220 kV及以上線路桿塔宜設(shè)置防止作業(yè)人員上下桿塔和在桿塔上水平移動(dòng)的防墜安全保護(hù)裝置。由于導(dǎo)向型防墜安全保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，不適用于農(nóng)、配電中的水泥桿。

2.2 收放型防墜安全保護(hù)裝置

收放型防墜安全保護(hù)裝置是一種便攜式隨裝隨用的臨時(shí)保護(hù)裝置。主要由速差式自控器、連接器、緩沖器等部件組成，其中速差自控器和緩沖器在發(fā)生人員墜落時(shí)聯(lián)合作用，有緩沖的鎖止功能。根據(jù)規(guī)定，當(dāng)使用3 m以上安全繩時(shí)，應(yīng)配合緩沖器使用；當(dāng)在高空作業(yè)、活動(dòng)范圍超出安全繩保護(hù)范圍時(shí)，必須配合速差式自控器使用。但是，采用腳扣方式上下桿時(shí)，不具備系保險(xiǎn)繩的條件，所以該類型安全保護(hù)裝置只能在作業(yè)人員定位作業(yè)、轉(zhuǎn)移作業(yè)過程中起到保護(hù)作用，而不能保護(hù)作業(yè)人員攀登過程中的安全。不過，由于收放型防墜安全保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低，在作業(yè)人員腳扣方式上下桿防墜落安全保護(hù)裝置的研究中，有極高的借鑒意義。

3 新型簡易防墜落安全保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)

腳扣方式上下桿新型簡易防墜落安全保護(hù)裝置遵循保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的原則，同時(shí)尊重傳統(tǒng)的攀登保護(hù)習(xí)慣，僅在原有安全帶結(jié)構(gòu)上加裝了特制的帶手持把柄的阻尼抱箍，并與緩沖器配合使用。

腳扣方式上下桿防墜落裝置由機(jī)械阻尼抱箍、握手把柄、可調(diào)節(jié)自鎖器、調(diào)節(jié)繩、連接繩、安全帶及附件組成，該裝置如圖1所示，具體設(shè)計(jì)方案如下。

圖1 腳扣方式上下桿防墜落裝置示意

3.1 機(jī)械阻尼抱箍

機(jī)械阻尼抱箍的主要作用是緊緊箍在電線桿外圍表面，以高強(qiáng)度摩擦力阻止人體下滑。設(shè)計(jì)長度為450 mm(加上握手把柄后總長度設(shè)計(jì)為650 mm)，厚度為 28 mm，高度為 40 mm。

機(jī)械阻尼抱箍內(nèi)部采用高分子聚乙烯材質(zhì)的專用牽引繩，牽引繩的直徑為12 mm，承載力(負(fù)荷)為12 t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家電網(wǎng)公司規(guī)定的安全帶、安全繩負(fù)荷試驗(yàn)為2 205 N的拉力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。外部采用耐高低溫、耐磨的硅膠高溫壓鑄成型；內(nèi)部由1根完整的牽引繩折疊成3根并聯(lián)縫制而成(兩端環(huán)繞兩側(cè)握手把柄)?？紤]到防滑及微量移動(dòng)，外部硅膠內(nèi)側(cè)將增加防滑齒紋，并且將高度設(shè)計(jì)為40 mm，增加接觸面，以產(chǎn)生更好的阻尼效果。機(jī)械阻尼抱箍壓鑄成弧形，而且能達(dá)到一定的硬度，可直接箍在電線桿表面，使阻尼抱箍與電線桿圓柱表面緊密貼合，在上下桿移動(dòng)時(shí)不會(huì)下掛或下墜。

3.2 握手把柄

在阻尼抱箍的兩側(cè)連有2個(gè)合適尺寸的環(huán)型握手把柄，方便攀爬人員手持和四肢運(yùn)動(dòng)，可大大減輕攀爬人員的體力損耗。

阻尼抱箍和握手把柄設(shè)計(jì)成一體化結(jié)構(gòu)，中間無任何連接件。握手把柄內(nèi)部材料與阻尼抱箍內(nèi)部材料相同，外部為高強(qiáng)度PC材料。握手把柄主要作用是助力，為了滿足運(yùn)用中的強(qiáng)度、手感、舒適度，握手把柄按農(nóng)、配電工人員的大手型一把握設(shè)計(jì)；為了防止攀爬時(shí)手指滑移，握手把柄內(nèi)口進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)，即設(shè)有4個(gè)手指的圓弧槽，以方便上下桿時(shí)4個(gè)手指限位在圓弧槽內(nèi)，保證在上下桿受力時(shí)攀爬人員的手在手柄內(nèi)保持最舒服狀態(tài)，并且不卡手。握手把柄采用高強(qiáng)度PC材料注塑而成，手柄表面設(shè)計(jì)成微型皮紋，實(shí)用又美觀，還能起到防滑作用。握手把柄設(shè)計(jì)尺寸為：外框高150 mm、寬85 mm；內(nèi)框高 100 mm、寬 35 mm；厚度 25 mm。另外，設(shè)計(jì)要求該握手把柄在2 m的高度自由落地后，PC材料手柄不會(huì)破裂。

3.3 可調(diào)節(jié)自鎖器

可調(diào)節(jié)自鎖器由可移動(dòng)鎖塊、固定鎖塊、鎖緊滑動(dòng)手柄、回位彈簧、上下蓋等組成(見圖2)。它連接于調(diào)節(jié)繩，主要用于調(diào)節(jié)阻尼抱箍與調(diào)節(jié)繩形成的環(huán)型的尺寸大小，以適應(yīng)電線桿桿根與桿稍不同的桿徑。最大調(diào)節(jié)量按12 m高水泥電線桿計(jì)算。該型電線桿的桿根直徑為350 mm，埋入土2 m后地表?xiàng)U徑約為323 mm，攀爬人員使用該設(shè)備的初始高度約為1.8 m，該位置處的桿徑約為300 mm，其周長約1 m。為了上下移動(dòng)方便和達(dá)到機(jī)械阻尼效果，將整個(gè)設(shè)備的內(nèi)圈周長可調(diào)節(jié)范圍設(shè)計(jì)為0.9—1.3 m。防墜落自鎖裝置的上、下蓋，用304不銹鋼精密澆鑄，上、下蓋之間用氬弧焊滿焊，以滿足結(jié)實(shí)牢固的要求。

調(diào)節(jié)大小尺寸時(shí)，松開防墜落裝置的鎖緊滑動(dòng)手柄，這時(shí)穿過固定鎖塊和移動(dòng)鎖塊之間的調(diào)節(jié)繩可在防墜落裝置內(nèi)自由移動(dòng)，攀爬人員可按水泥電線桿尺寸或需要調(diào)節(jié)設(shè)備內(nèi)徑大小。調(diào)節(jié)結(jié)束后，把鎖緊滑動(dòng)手柄按指定方向推動(dòng)到位，自鎖器將牢牢鎖住調(diào)節(jié)繩。

圖2 可調(diào)節(jié)自鎖器示意

人體下墜的力越大，自鎖器調(diào)節(jié)繩卡得也越緊。當(dāng)發(fā)生人體意外墜落時(shí)，可移動(dòng)鎖塊上口會(huì)被調(diào)節(jié)繩向左用力推動(dòng)；受力越大，移動(dòng)的位置將越多。在移位過程中，調(diào)節(jié)繩會(huì)被可移動(dòng)鎖塊下部和固定鎖塊對(duì)夾并夾緊，同時(shí)被鎖緊滑動(dòng)手柄鎖?。话踩K在防墜落自鎖裝置內(nèi)也將會(huì)被曲線形鎖住，從而達(dá)到雙保險(xiǎn)的目的。

3.4 調(diào)節(jié)繩

調(diào)節(jié)繩分別連接阻尼抱箍一側(cè)和自鎖器，采用高分子聚乙烯材質(zhì)的專用牽引繩制作，主要用于調(diào)節(jié)腳扣方式上下桿防墜落設(shè)備環(huán)型尺寸的大小，以適應(yīng)電桿桿根與桿稍不同的桿徑，長度控制在600 mm。

3.5 連接繩

連接繩用于連接腳扣方式上下桿防墜落裝置與攀爬人員腰部的安全帶，采用高分子聚乙烯材質(zhì)的專用牽引繩制作。考慮到人員傳統(tǒng)攀爬習(xí)慣，連接繩長度現(xiàn)初定為500 mm。安全繩不能太長或太短，若太長，墜落距離將會(huì)增大，容易造成人員觸地，達(dá)不到安全防護(hù)的目的；若太短，則制約了人員的攀爬行為，不便于人員上下桿，也不便于登高人員的電力作業(yè)。

3.6 附件

腳扣方式上下桿防墜落裝置的機(jī)械阻尼抱箍、可調(diào)節(jié)自鎖器、調(diào)節(jié)繩、連接繩等由金屬掛鉤、品字環(huán)等附件連接，上述附件均要達(dá)到國家電網(wǎng)公司規(guī)定的相關(guān)負(fù)荷試驗(yàn)要求。

4 新型簡易防墜落安全保護(hù)裝置的使用方法

當(dāng)采用腳扣方式上下桿前，應(yīng)系好安全帶，將連接在安全帶上的機(jī)械阻尼抱箍打開，扣在電線桿上，同時(shí)根據(jù)桿徑選擇分級(jí)繩扣并搭好閉鎖鉤。將機(jī)械阻尼抱箍置水平位置，并向上移至合適的高度(機(jī)械阻尼抱箍內(nèi)徑稍大于桿徑，確保抱箍可以在桿子表面方便移動(dòng))，攀爬人員雙手抓住助力把柄向斜下方拉拽，使抱箍牢牢卡在電線桿上(防滑抱箍產(chǎn)生阻尼作用)，此時(shí)攀爬人員雙手可以借力，使腿部得以輕巧上移。如此反復(fù)，作業(yè)人員可以輕松、高效地爬到桿頂。

一旦在移動(dòng)過程中發(fā)生腳扣損壞、踩空、滑跌、后傾等意外情況，在因人體墜落產(chǎn)生雙手或安全保險(xiǎn)繩傳遞的重力和加速度作用下，抱箍立刻傾斜地牢牢卡在電線桿上；當(dāng)安全保險(xiǎn)繩隨著人體下落而繃直后，緩沖器在發(fā)生人體墜落時(shí)及時(shí)作用，可緩沖地鎖止。該裝置同時(shí)具備了可緩沖的防止人員垂直向下滑落、身體后傾以及減輕人員上下桿體力消耗的功能。

采用機(jī)械阻尼抱箍后，可不再使用傳統(tǒng)的安全保險(xiǎn)繩。為了滿足高處作業(yè)雙保險(xiǎn)的要求，當(dāng)作業(yè)人員登桿到位后，在系好圍桿帶的同時(shí)，應(yīng)扣好阻尼抱箍。

5 新型簡易防墜落安全保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)

(1) 采用腳扣方式上下桿，當(dāng)攀爬第1腳及以上高度發(fā)生墜落時(shí)，可確保人員懸空而不墜落地面；當(dāng)人員定位作業(yè)時(shí)，可確保不影響人員的作業(yè)活動(dòng)。通過機(jī)械阻尼抱箍上安裝的手持把柄，還可減輕作業(yè)人員攀爬的體力消耗。

(2) 腳扣方式上下桿防墜落裝置結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、輕便耐用、操作方便，作業(yè)人員在上下桿和高處作業(yè)時(shí)，能有效減少危險(xiǎn)感和不適感，便于安全作業(yè)。

(3) 腳扣方式上下桿防墜落裝置適用于各種規(guī)格的水泥電線桿，能有效防范人員墜落事故，無防范死角。

(4) 腳扣方式上下桿防墜落裝置承載負(fù)荷滿足作業(yè)人員體重及可能攜帶的工具、材料等總重量(定為 100 kg)。

6 結(jié)論

新型簡易防墜落安全保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)濟(jì)適用，可解決長期以來腳扣方式上下桿過程中缺乏有效安全保護(hù)的問題，避免了絕大部分腳扣方式上下桿過程中人員高空墜落事故，還能減輕人員上下桿塔的體力消耗，適合在農(nóng)、配網(wǎng)電力作業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用。腳扣方式上下桿新型簡易防墜落安全保護(hù)裝置，可保證人員下墜發(fā)生時(shí)阻尼緩沖閉鎖，防止繼續(xù)下墜，同時(shí)可減輕人員攀爬時(shí)的體力消耗，提高了上下桿的安全性與高效性。

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