王禹迪 王祿慶 符明路 潘心賢 韓風(fēng)光 吳金云 鄭有健

（海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司文昌供電局）

0 引言

電線(xiàn)桿作為電力系統(tǒng)中重要的布線(xiàn)設(shè)備之一，不但能將電線(xiàn)架設(shè)置到高處實(shí)現(xiàn)安全布線(xiàn)，還能固定電力裝置，做好輸電線(xiàn)路的固定和保護(hù)。上述操作過(guò)程中，往往需要利用腳扣裝置進(jìn)行線(xiàn)桿攀爬作業(yè)時(shí)的位置固定，通過(guò)調(diào)整卡扣松緊程度使其上升或下降，以便于快速、高效地進(jìn)行高空作業(yè)，在當(dāng)前電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍。

1 問(wèn)題分析

電線(xiàn)桿一般上直徑小、下直徑大，在桿上作業(yè)的過(guò)程中線(xiàn)桿上下周長(zhǎng)差異非常明顯，如圖1所示。此時(shí)，在攀爬電線(xiàn)桿的過(guò)程中，作業(yè)人員需要根據(jù)桿體的大小調(diào)整腳扣的伸出長(zhǎng)度，否則根本無(wú)法到達(dá)指定作業(yè)高度。但在高空作業(yè)環(huán)境中，任何調(diào)節(jié)動(dòng)作都會(huì)增加跌落風(fēng)險(xiǎn)和攀爬困難，給電力的搶修工作造成一定的影響，需借助一定裝置做好攀爬保護(hù)。

目前，市面上大部分的腳扣只固定腳掌，無(wú)法固定腳后跟的腳扣。同時(shí)，上述腳扣的腳踏板大小相對(duì)固定，無(wú)法根據(jù)作業(yè)人員腳的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，即便有部分可以調(diào)節(jié)，也只能稍微拉伸，調(diào)節(jié)幅度不大，如圖2所示。

圖1 電線(xiàn)桿上作業(yè)時(shí)的攀爬現(xiàn)場(chǎng)

圖2 常規(guī)電線(xiàn)桿攀爬腳扣

上述工具不僅容易引發(fā)滑脫危險(xiǎn)，還在很大程度上影響作業(yè)效率，必須針對(duì)其安全質(zhì)量及使用便捷程度進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，便于提升高空作業(yè)攀爬的安全效益。因此，本文提出一種自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣。該裝置能夠調(diào)整大小，固定腳掌和腳后跟，減少滑脫的危險(xiǎn)，有效解決目前由于腳扣無(wú)法調(diào)節(jié)及面積太小造成的攀爬困難及滑脫問(wèn)題。

2 技術(shù)方案

2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為更好地了解現(xiàn)階段拆卸工具存在的安全問(wèn)題，本文作者通過(guò)圖書(shū)館、檔案館、互聯(lián)網(wǎng)等渠道廣泛查找相關(guān)的文獻(xiàn)資料，并對(duì)文獻(xiàn)資料及國(guó)內(nèi)外相關(guān)案例進(jìn)行分析和研究。再在確定的范圍內(nèi)對(duì)變電站實(shí)地考察，咨詢(xún)相關(guān)試驗(yàn)人員，從而形成本次自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，其主要包括：

1）材料選擇。制作腳扣托板、抱箍，應(yīng)以高強(qiáng)度耐磨金屬材料為主，避免高空作業(yè)時(shí)裝置磨損導(dǎo)致的開(kāi)裂、斷損等；制作束帶，應(yīng)以高強(qiáng)度耐磨棉綸材料為主，結(jié)實(shí)耐用，增強(qiáng)高空作業(yè)的安全性能和舒適性能。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)市場(chǎng)上的腳扣裝置進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)一款自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣，其后腳跟腳踏板處需增加魔術(shù)帶的設(shè)計(jì)使腳扣與腳部的連接更牢固，防止滑脫；足部托板應(yīng)適當(dāng)加大面積，使腳部承托更穩(wěn)固舒適；適當(dāng)增加前腳跟固定部分，便于穿戴人員控制腳扣方向，減少腳部壓力；收緊彈簧部分要能夠根據(jù)實(shí)際攀爬情況結(jié)合腳部力度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

2.2 系統(tǒng)方案

本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣為圓弧形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主體結(jié)構(gòu)包括足部托板、后腳跟固定部分、前腳掌固定部分及自動(dòng)收緊彈簧部分，如圖3所示。

圖3 自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）足部托板為加長(zhǎng)型托板，加大作業(yè)人員穿蹬的接觸面積。該裝置為金屬材質(zhì)，在后腳掌處設(shè)一塊，剛性強(qiáng)度大，使腳部承托更穩(wěn)固、舒適。

2）后腳跟固定部分設(shè)計(jì)固定束帶，使用高強(qiáng)度棉綸材料制成，可根據(jù)作業(yè)人員情況調(diào)整形狀，通過(guò)使用魔術(shù)帶進(jìn)行鎖緊，穿著方便、舒適，適用于不同尺碼。上述束帶使用過(guò)程中當(dāng)腳部向前時(shí)能自動(dòng)束緊，防止腳掌向后滑脫，在增強(qiáng)舒適度的基礎(chǔ)上保證作業(yè)人員安全。

3）前腳跟固定部分為加寬型前腳掌束帶，束帶為可調(diào)節(jié)/固定孔徑設(shè)計(jì)，可依照作業(yè)人員需求適當(dāng)緊固或放松，以保證穿戴舒適度。同時(shí)，穿戴深度由后腳跟束帶控制，使受力面積增加，從而控制力矩也增大，方便穿戴人員控制腳扣方向，減少腳部壓力，增加穿戴舒適度。

4）收緊彈簧部分能根據(jù)實(shí)際攀爬情況結(jié)合腳部力度進(jìn)行調(diào)整，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。其彈簧分別連接腳扣上下兩側(cè)，彈簧中設(shè)置拉簧，形成收緊裝置，使彈簧能夠根據(jù)不同作業(yè)情況進(jìn)行收縮和擴(kuò)張，即：①當(dāng)向上攀爬時(shí)，作業(yè)人員可利用腳部動(dòng)作調(diào)整方向，彈簧會(huì)在重力向下作用的過(guò)程中驅(qū)動(dòng)腳扣開(kāi)口收縮。②當(dāng)向下攀爬時(shí)，作業(yè)人員可利用腳部動(dòng)作調(diào)整方向，腳扣受到線(xiàn)桿桿體的擠壓，自動(dòng)使腳扣開(kāi)口擴(kuò)張。

上述自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣收緊彈簧部分能根據(jù)實(shí)際攀爬情況結(jié)合腳部力度進(jìn)行自動(dòng)回彈，使作業(yè)人員無(wú)論向上或向下爬桿都能自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)需作業(yè)人員在高空持續(xù)調(diào)節(jié)動(dòng)作，提高整體操作的安全性與便捷性。

2.3 操作事項(xiàng)

本文研制的自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在經(jīng)過(guò)作業(yè)人員調(diào)節(jié)應(yīng)用后，大小符合不同作業(yè)人員的腳部，使攀爬更省力。同時(shí)，該裝置可以有效防止作業(yè)中的滑脫現(xiàn)象，從根本上減小高空作業(yè)跌落風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)物如圖4所示。

圖4 自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣的實(shí)物圖

上述裝置操作簡(jiǎn)單，易于攜帶，非常輕便。在使用過(guò)程中作業(yè)人員先將腳套入到自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣中，讓腳跟踩住足部托板即可。然后，分別調(diào)整前腳掌束帶的孔徑，使腳掌完整套入后不滑脫、不卡腳；調(diào)整后腳跟束帶，使腳扣穿戴深度、松緊程度合適、穩(wěn)固縮進(jìn)，不滑脫、不卡腳。最后，利用該裝置進(jìn)行攀爬，在電線(xiàn)桿上位移時(shí)，作業(yè)人員無(wú)論向上或向下，自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣中的彈簧裝置會(huì)自動(dòng)收縮或擴(kuò)張，跟隨其桿徑大小自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而使腳扣穩(wěn)穩(wěn)固定在電線(xiàn)桿上，無(wú)需在高空中調(diào)節(jié)動(dòng)作，大大降低高空作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

使用完畢后，利用重力或手動(dòng)將自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣從電線(xiàn)桿上摘下即可，然后拆開(kāi)固定束帶，將裝置收納放好即可。

3 效益評(píng)估

電力施工中對(duì)電線(xiàn)桿等進(jìn)行攀登作業(yè)時(shí)作業(yè)人員由于沒(méi)有作業(yè)平臺(tái)，只能攀登在可借助物的架子上作業(yè)，包括手攀、腳勾或用腰繩來(lái)保持平衡，由于目前的攀爬腳扣結(jié)構(gòu)單一，加大了作業(yè)難度，危險(xiǎn)性大，若有不慎就可能墜落。本文通過(guò)對(duì)近年高空作業(yè)尤其電線(xiàn)桿攀爬工作的研究，在本文腳扣的研發(fā)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研制其舒適度、穩(wěn)固方式及調(diào)節(jié)方式，使其具有針對(duì)性和實(shí)效性。

從實(shí)用效益而言，本工具能適用于所有戶(hù)外電線(xiàn)桿攀爬工作，提高高空作業(yè)效率，減輕檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高整體工作效率與企業(yè)效益，其操作的實(shí)用性能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需要，實(shí)際使用效果明顯，規(guī)范操作流程，大大提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，本腳扣收緊彈簧部分能根據(jù)實(shí)際攀爬情況結(jié)合腳部力度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。自動(dòng)回彈拉簧使作業(yè)人員無(wú)論向上或向下爬桿都能自動(dòng)調(diào)節(jié)，無(wú)需作業(yè)人員在高空進(jìn)行調(diào)節(jié)動(dòng)作，提高整體操作的安全性與便捷性，在一定程度上改善電網(wǎng)運(yùn)行的安全效益，值得深入研究和推廣。

從市場(chǎng)前景而言，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模龐大，塔桿作業(yè)任務(wù)繁重，研發(fā)一款自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣，有助于解決現(xiàn)階段電線(xiàn)桿攀爬難、風(fēng)險(xiǎn)高的困境。除此之外，該裝置輕便、簡(jiǎn)單、易于制作，還能夠滿(mǎn)足我國(guó)電線(xiàn)桿攀爬作業(yè)的腳扣用量需求，在我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)維檢修工作中有非常廣闊的發(fā)展前景，值得深入研究和挖掘。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的一種自動(dòng)調(diào)節(jié)防滑脫電線(xiàn)桿攀爬腳扣適用于不同的水泥電桿，能在海南電網(wǎng)各地市局推廣應(yīng)用。其使用需求量大，裝置在研制成功并投入使用后，將很大程度地提高整體電網(wǎng)相關(guān)檢修工作的安全及管理水平，可有效降低作業(yè)人員的腳部壓力，使攀爬更省力，保證作業(yè)人員的操作安全，降低高空作業(yè)跌落風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)用效益顯著。作者后期將在工具使用后進(jìn)行效果反饋意見(jiàn)收集，并進(jìn)行優(yōu)化改良，以更好地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。