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        一種新型輸電桿塔登高防墜裝置

        2022-07-27 00:30:48國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司蘭州供電公司孔晨華張?zhí)煲?/span>
        電力設(shè)備管理 2022年12期
        關(guān)鍵詞:頂桿架體支座

        國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司蘭州供電公司 孔晨華 楊 康 張?zhí)煲?孔 淵 魏 民

        近年來(lái),吊裝升降腳手架事故時(shí)有發(fā)生,而攀爬腳手架事故影響較大。因此,攀爬腳手架的安全性成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文提到攀爬腳手架的三個(gè)安全裝置:防傾覆裝置、防墜落裝置、同步控制裝置,其中最為重要的就是防墜落裝置。各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)攀爬架的防墜落裝置都有明確的要求,尤其是2019年實(shí)施的JG/t546-2019《建筑施工用附著式升降作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)》中,對(duì)爬架的防墜裝置做了詳細(xì)的分類(lèi)和要求。防墜保護(hù)裝置可分為夾持式防墜裝置和卡阻式防墜裝置,擋落保護(hù)裝置分為頂撐式、擺塊式和轉(zhuǎn)輪式三種類(lèi)型[1]。以下簡(jiǎn)單介紹頂撐防墜裝置。

        1 高空墜落的原因

        輸電線(xiàn)路主要承擔(dān)高壓輸電的任務(wù),確保線(xiàn)路安全是設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的首要任務(wù)。傳輸線(xiàn)的缺陷基本上是在電氣連接上。在目前自動(dòng)化機(jī)器人還沒(méi)有應(yīng)用在輸電線(xiàn)路缺陷消除前,消除缺陷只能靠人工來(lái)完成,而高處墜落由此產(chǎn)生,原因歸結(jié)主要以下幾點(diǎn):

        一是在建設(shè)及使用電力系統(tǒng)的過(guò)程中,工作人員需要進(jìn)行高空作業(yè),該過(guò)程存在一定的墜落風(fēng)險(xiǎn),容易造成較為嚴(yán)重的人員傷亡。當(dāng)操作人員爬上幾十米甚至幾百米的高塔時(shí),即使是最熟練的技術(shù)人員也會(huì)在高空無(wú)意識(shí)地出現(xiàn)一些動(dòng)作偏差,這種偏差有時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致手中的工具、儀器或材料掉落[2]。

        二是作業(yè)時(shí)受一些意外因素,如風(fēng)、雨、雪等天氣因素的影響。天氣變化導(dǎo)致鐵塔有一些輕微的擺動(dòng),或者導(dǎo)線(xiàn)的抖動(dòng),這些不可控的因素突然襲來(lái),會(huì)讓作業(yè)人員出于自身保護(hù)原因而掉落物品。

        三是如果工具、儀器、材料或零配件過(guò)多,人員的注意力稍微分散,就可能導(dǎo)致某零件或者材料掉落。

        一般來(lái)說(shuō),從高空落物是很難完全避免,但人員墜落涉及人身安全。人員的主觀意識(shí)需要不斷宣傳和落實(shí)安全常識(shí),不斷進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)。對(duì)于不可抗拒的外部力量,人員需要有適應(yīng)變化的能力,工具和儀器的分散問(wèn)題可以通過(guò)技術(shù)改進(jìn)來(lái)解決[3]。

        2 高空墜落的危害

        輸電線(xiàn)路桿塔的設(shè)計(jì)考慮了強(qiáng)度、美觀和安全性,但未考慮墜物防護(hù)裝置。除自爆玻璃絕緣子渣在日常運(yùn)行中可能掉落外,其余95%基本屬于作業(yè)時(shí)的高空落物。作業(yè)時(shí)消缺基本上需要塔下人員配合,此時(shí)從高處落下的物體很容易傷到人。有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明1kg重物從25m高處落下,所產(chǎn)生的沖擊力根據(jù)公式Ft=mv,在不計(jì)算空氣阻力,假設(shè)下落時(shí)間為1s的情況下,得出為25kg左右,如果掉落在工作人員的頭部位置,就算有安全帽的保護(hù),也只能理論上吸收4900N,相當(dāng)于5kg力。

        如果在更換絕緣子時(shí)因操作不慎掉落或其他原因掉落,將直接危及地面人員的安全。

        3 輸電桿塔登高防墜裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀

        目前,我國(guó)輸電線(xiàn)路上高空作業(yè)工具及儀器防墜落裝置的正式推廣時(shí)間不長(zhǎng),在使用過(guò)程中存在許多問(wèn)題。如供應(yīng)商多,質(zhì)量參差不齊,工具儀表防墜裝置的規(guī)格、材料、種類(lèi)也不盡相同,給電力公司在使用和維修過(guò)程中造成了較大障礙?,F(xiàn)在,國(guó)家電力公司已經(jīng)意識(shí)到防墜裝置的重要性,近年來(lái)工作人員在對(duì)高空輸電線(xiàn)路進(jìn)行調(diào)查和維修時(shí),由于工具和儀器的缺位,工具在使用過(guò)程中意外跌落的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。為了減少此類(lèi)事故的發(fā)生,防墜裝置的出現(xiàn)在很大程度上解決了這一問(wèn)題,也在一定程度上為高空作業(yè)的工人提供了安全保障。

        4 輸電桿塔登高防墜裝置運(yùn)用

        4.1 防墜裝置使用前的檢查

        一是使用前必須對(duì)防墜裝置外觀進(jìn)行檢查,所有繩索不能有斷股、霉?fàn)€等現(xiàn)象,檢查殼體是否有裂紋,螺絲是否緊固。

        二是對(duì)防墜裝置進(jìn)行試鎖操作,具體方法為:將安全繩拉出后,合上鎖緊卡扣,松手時(shí)安全繩不能自動(dòng)回收到工具防墜器內(nèi)。打開(kāi)卡扣后,安全繩自動(dòng)回收到工具防墜器內(nèi)。

        三是作業(yè)人員防墜裝置的檢查與準(zhǔn)備。

        4.2 作業(yè)時(shí)防墜裝置使用方法

        一是防墜裝置必須牢固固定在全身安全帶上,以便在使用過(guò)程中抽出工具。二是嚴(yán)禁安全繩扭結(jié)使用,并應(yīng)放在干燥的地方。三是防墜器使用時(shí),不需要加潤(rùn)滑劑。四是防墜器每次只能一個(gè)人使用,每個(gè)工具防墜器應(yīng)根據(jù)其安全鋼絲繩的有效長(zhǎng)度配備一根拉引線(xiàn)繩。五是高空作業(yè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移,必須將綁在防墜裝置上的工具固定牢固,防止移動(dòng)時(shí)工具脫落傷到操作人員。六是施工人員應(yīng)根據(jù)作業(yè)活動(dòng)范圍的大小,選用長(zhǎng)度合適的工具防墜器。

        5 新型輸電桿塔登高防墜裝置概述

        很多人對(duì)頂撐式防墜器一直有一個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū),認(rèn)為頂層裝置就是頂撐式防墜器,工作人員認(rèn)為頂部的裝置是頂部支撐的防墜器。其實(shí)不然,頂撐式防墜器可以作為停層裝置用,但是停層裝置不具備防墜器的要求是不可以作為防墜器用的,筆者在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)施工安全委員會(huì)組織召開(kāi)的附著式升降作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)技術(shù)規(guī)程研討會(huì)上,也對(duì)頂撐式防墜做了詳細(xì)的介紹。

        圖1

        頂撐式防墜在爬架上的應(yīng)用已經(jīng)有近20年的時(shí)間,結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,安全有效,主要構(gòu)配件有防墜頂桿、復(fù)位彈簧、壓縮彈簧、防墜齒等組成。

        復(fù)位彈簧外徑φ24,彈簧絲直徑φ2.5,圈數(shù)n=16.5,復(fù)位彈簧安裝在防墜頂桿和橫梁的前端連接支座上,并始終拉住防墜頂桿,防止防墜頂桿回程。

        每根頂桿總成由兩根防墜頂桿組成,即每根附加支座上有兩根防墜頂桿,防墜頂桿采用φ25圓鋼,一端車(chē)絲套在頂桿套筒上,套筒上有配套的內(nèi)螺紋,在保證頂出桿強(qiáng)度的同時(shí),可以調(diào)整頂出桿長(zhǎng)度,以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)不同的工作條件。

        壓縮彈簧外徑φ45,彈簧絲徑φ25,轉(zhuǎn)數(shù)n=7。壓縮彈簧安裝在升降支架的套筒內(nèi),與升降電動(dòng)葫蘆連接,舉升電動(dòng)葫蘆加載時(shí),彈簧被壓縮,舉升電動(dòng)葫蘆卸載時(shí),彈簧返回。

        6 新型輸電桿塔登高防墜裝置設(shè)計(jì)

        配備頂撐式防墜裝置的附著支承如圖2所示。

        圖2

        防墜頂桿通過(guò)銷(xiāo)軸固定在附著支承上,可以銷(xiāo)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng),正常狀態(tài)下,附著支承的導(dǎo)向爪抱住導(dǎo)軌的導(dǎo)向槽,頂桿在復(fù)位彈簧的作用下始終靠在導(dǎo)軌的防墜齒內(nèi),有效起到固定架體和防墜作用,如附著支承與導(dǎo)軌裝配效果圖所示。

        頂撐式防墜在上運(yùn)行階段和下運(yùn)行階段都能夠做到有效的防墜,共分為三種工況:使用工況、上運(yùn)行工況和下運(yùn)行工況。

        一是使用條件:架體與所附支座相互處于靜止?fàn)顟B(tài),防墜頂桿在回彈彈簧的張力下始終緊靠在防落齒上,防墜頂桿長(zhǎng)度可調(diào),調(diào)整防墜頂桿的長(zhǎng)度,使防墜頂桿承受防落齒板的根部,使框架牢固、牢固地固定在建筑物上。

        二是上運(yùn)行階段:在上運(yùn)行階段導(dǎo)軌與附著支承之間發(fā)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌相對(duì)附著支承向上運(yùn)動(dòng),防墜頂桿在復(fù)位彈簧的作用下緊緊靠在防墜齒板上,隨著導(dǎo)軌的向上運(yùn)動(dòng),防墜頂桿在防墜齒板上滑過(guò),但始終保持要頂住齒板的角度。這樣在上運(yùn)行階段就保證了架體只能向上運(yùn)動(dòng),不能向下運(yùn)動(dòng),稍微向下運(yùn)動(dòng)頂桿就會(huì)頂住防墜齒阻止架體向下運(yùn)動(dòng),起到有效的防墜作用。

        三是下運(yùn)行階段:架體在下運(yùn)行的時(shí)候,導(dǎo)軌及所附支座需向下移動(dòng),但防墜頂桿在復(fù)位彈簧的拉力下始終落在防落齒上。頂桿需要被拉起脫離防墜齒才能使架體下運(yùn)行,使框架運(yùn)行下來(lái)。此時(shí),壓縮彈簧起作用,在升降支架上安裝壓縮彈簧,升降支架是機(jī)架結(jié)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中的主要受力點(diǎn)。為了方便防墜頂桿能夠被拉起,在防墜頂桿上面設(shè)置有拉環(huán),在提升支座與防墜頂桿拉環(huán)之間連接一根小鋼絲繩,在提升設(shè)備沒(méi)有受力之前,調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)度,使鋼絲繩繃直。在運(yùn)行過(guò)程中,將設(shè)備機(jī)架的載荷吊起,轉(zhuǎn)移到吊裝支座上。此時(shí),安裝在升降支架上的壓縮彈簧被壓縮,在彈簧壓縮過(guò)程中,防墜頂桿被拉起并與防落齒分離。此時(shí),機(jī)架可以正常工作。

        發(fā)生緊急情況或起重設(shè)備失荷時(shí),那么施加在提升支座上的荷載就會(huì)消失,此時(shí)壓縮癱瘓會(huì)復(fù)位彈起,升降支架與防墜頂桿拉環(huán)之間的鋼絲繩也會(huì)松弛。提升支座與防墜頂桿拉環(huán)之間的鋼絲繩也會(huì)松弛,防墜頂桿在復(fù)位彈簧的作用下瞬間復(fù)位頂住防墜齒,瞬間阻止架體下墜,起到有效的防墜作用。根據(jù)行業(yè)要求及相關(guān)現(xiàn)行規(guī)范,頂撐防墜滿(mǎn)足以下要求:

        一是防墜裝置應(yīng)設(shè)置在垂直主框架上,且每個(gè)支架不得少于一個(gè);二是頂支撐防墜裝置必須齊全,在機(jī)架上下運(yùn)行階段安全有效;三是頂撐式防墜制動(dòng)距離不大于80mm;四是頂撐防墜必須包括頂支撐桿和勵(lì)磁裝置,勵(lì)磁裝置必須與升降動(dòng)力裝置連接;五是頂撐防墜裝置的每個(gè)支架應(yīng)至少設(shè)置在兩個(gè)附加支架上。工作時(shí),頂桿軸線(xiàn)與水平面夾角不得小于70°。

        結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用及頂支防落結(jié)構(gòu)特點(diǎn),總結(jié)出以下優(yōu)點(diǎn):

        一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)的支撐桿頂部和反頂桿下降不僅滿(mǎn)足功能需求,還簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),也就是說(shuō),其滿(mǎn)足節(jié)能減排的設(shè)計(jì)理念的攀爬架,操作方便、快捷。

        二是安全可靠。頂撐式防墜屬于“常閉式”設(shè)計(jì),在使用和上運(yùn)行階段,頂桿始終都保持頂住的角度,在下運(yùn)行階段只有在與動(dòng)力裝置聯(lián)動(dòng)的情況才能正常下運(yùn)行,確保了架體的安全性能;

        三是不可拆卸性。頂撐防止墜落的二合一設(shè)計(jì),確保架體在使用過(guò)程中必須有防墜落頂桿存在,不可缺失,更不可被拆除,如果缺失了頂撐架體就無(wú)法正常使用,只要頂撐在,就能保證架體的有效防墜。

        四是容易判別。頂撐式防墜裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)作原理簡(jiǎn)單易懂,主要結(jié)構(gòu)部件的安裝不保密。在日常的檢查中,容易發(fā)現(xiàn)防墜裝置各部件是否齊全,各部件是否損壞,從而直觀、簡(jiǎn)單地反映防墜裝置的有效性,從而保證整個(gè)框架的安全。

        五是多重防墜落裝置。每個(gè)支架在每個(gè)附加支架上均設(shè)有頂支撐式防墜落裝置,因此每個(gè)支架至少設(shè)有兩個(gè)以上防墜落裝置,可單獨(dú)防止墜落。當(dāng)其中一道防墜失效時(shí)還有其他多道可以作用,保證萬(wàn)無(wú)一失。

        六是瞬時(shí)防墜。頂撐式防墜器制動(dòng)瞬間發(fā)生,當(dāng)下降速度達(dá)到一定值時(shí),不需要依靠下墜速度達(dá)到一定值時(shí)才可激發(fā),單機(jī)位置失載時(shí)可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)制動(dòng)。有些其他形式的防墜器需要達(dá)到一定的下墜速度才可以激發(fā)制動(dòng),但如果只有單個(gè)機(jī)位出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)受到周?chē)鷻C(jī)位的影響不會(huì)迅速達(dá)到激發(fā)的速度,就會(huì)影響防墜效果甚至失效而發(fā)生危險(xiǎn)。

        結(jié)合長(zhǎng)期的防墜落裝置的實(shí)際應(yīng)用,以及有效的防墜作用原理和設(shè)備的具體結(jié)構(gòu),防墜落裝置滿(mǎn)足建設(shè)的實(shí)際需要,而且也滿(mǎn)足相關(guān)的攀爬架標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求,能有效的起到安全、防墜落的作用,保證框架的安全。

        綜上所述,新型輸電桿塔登高防墜裝置在高空作業(yè)中發(fā)揮了良好的實(shí)際效果,有效配置鎖緊裝置,能有效保證工具儀器不會(huì)有高空墜落的危險(xiǎn),極大地提升了高空作業(yè)的安全性,適合在現(xiàn)階段廣泛的推行使用。

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