秦煒聰，庹 棽，羅 喆，李 澎，王延夫，龍亦文，徐 薔，付凱朋，秦家軍

（國網湖南湘潭供電公司，湖南 湘潭 411100）

1 研究背景

據調查研究，檢修人員進行變電站內變壓器套管、線路CVT 等坐落在高處的設備檢修工作時，作業(yè)人員安全帶只能綁扎固定在檢修設備的絕緣子上。但是根據Q/GDW 1799.1—2013《國家電網公司電力安全工作規(guī)程》第18.1.8 條規(guī)定：“安全帶的掛鉤或繩子應掛在結實牢固的構件上，或專為掛安全帶用的鋼絲繩上，并應采用高掛低用的方式。禁止掛在移動或不牢固的物件上（如變壓器套管絕緣子、CVT 絕緣子、母線支柱絕緣子、避雷器支柱絕緣子等）”。因此，將安全帶直接綁扎在變壓器套管、CVT、避雷器等設備支柱絕緣子上是違反安規(guī)規(guī)定的，且存在一定的安全風險[1-3]。

近年來，針對變壓器套管、線路CVT 的通用安裝結構，設計了一種高處作業(yè)安全帶懸掛裝置，檢修人員作業(yè)時將其固定在變壓器套管、線路CVT 等設備的基座上，即可作為安全帶的固定點。但在實際使用過程中，由于各個變電站因設計施工或設備型號等原因，其設備基座的尺寸各有不同，常用的一體式安全帶懸掛裝置（如圖1 所示）與分體式安全帶懸掛裝置（如圖2 所示）并不能完全適用，以致于部分設備檢修時：一是無法安裝安全帶懸掛裝置，不系安全帶、安全帶系在支柱絕緣子等冒險作業(yè)的情況時有發(fā)生；二是安全帶懸掛裝置較笨重、安裝時間長、安裝不穩(wěn)定，不僅給現(xiàn)場作業(yè)人員帶來極大的安全隱患，也降低了檢修工作效率。如何快速、穩(wěn)固地安裝安全帶懸掛裝置，是亟待解決的難題[4-6]。

圖2 分體式安全帶懸掛裝置

因此，本文基于變壓器套管以及線路CVT 設備型號尺寸，通過分析現(xiàn)狀、尋找原因后，對各方面原因進行深入分析，決定研制“一種通用固定式安全帶懸掛裝置”，該裝置具有安裝方便、重量輕、結構穩(wěn)等優(yōu)點，能夠極大地提高安裝效率、保障作業(yè)人員安全。

2 研究思路

在此課題背景下，2022 年12 月，結合110 kV瓦子坪變電站停電檢修現(xiàn)場，針對變壓器套管、線路CVT 等不同類型設備檢修工作，分別統(tǒng)計安裝傳統(tǒng)柱式安全帶懸掛裝置所需時長，結果如表1所示。

表1 對比實驗所用時長統(tǒng)計

由此可見，傳統(tǒng)的安全帶懸掛裝置存在裝置笨重、部件模塊較多、安裝過程煩瑣且安裝不可靠等一系列缺點。

本文目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，研制一種通用固定式安全帶懸掛裝置，裝置全長1 400 mm，掛桿設計為圓形，頂端裝有安全帶掛環(huán)，底端設計有登高桿與插銷，插銷能夠插入底座，使得底座和掛桿之間能夠固定連接，底座表面專設一個與線路CVT 及變壓器套管升高座法蘭螺栓匹配的固定銷，使安全帶懸掛裝置底座直接通過設備法蘭螺栓固定在升高座上。

本文研究的裝置具備登高桿方便檢修；插銷不須要對掛桿進行緊固；通過螺栓固定安全帶掛架，底座安全可靠的特點。該裝置研究具有以下2 個難點：安全帶懸掛裝置應適用于不同型號的變壓器套管與線路CVT；安全帶懸掛裝置應安裝可靠，防止出現(xiàn)松動現(xiàn)象，距離瓷瓶需有一定距離避免碰撞造成瓷瓶損壞等情況[7-8]。

3 確定方案

3.1 結構及固定方式

該安全帶懸掛裝置針對于變壓器套管及線路CVT 此類設備，此類設備由于基座較高，傳統(tǒng)的安全帶掛架固定空間有限，故決定將安全帶懸掛裝置的固定點設置在設備基座上。通過對基座結構的研究決定將安全帶懸掛裝置設為底座以及可拆卸連接在底座上的掛桿[9-10]。底座包括搭載在設備基座頂面的基板以及設于基板下方的卡勾，卡勾上設有能與設備基座底面抵接的緊固件。掛桿的底端與底座連接，掛桿的頂端設有掛環(huán)，基板的頂面中心對稱布置有擋板，掛桿位于擋板的中間，擋板對掛桿的左右及前后限位，如圖3 所示。

圖3 通用固定式安全帶懸掛裝置

3.2 材料選擇

安全帶掛桿的材料既要承重能力強，又要整體輕巧、易搬運，經過對比篩選找到3 種材料，如表2 所示。

表2 安全帶掛桿材料選用方案對比

由表2 的對比分析可知，F(xiàn)R4 型環(huán)氧樹脂管能滿足承重要求，并且其材料密度相對較低且強度合格，具有非常高的性價比。底座部分材質采用抗腐蝕、耐氧化的低碳熱軋鋼材質強度均符合ISO 認證要求[11]。

4 具體實施方式

4.1 資料收集

根據傳統(tǒng)柱式及拆分式可調節(jié)型安全帶懸掛裝置，以變電站內常見的變壓器套管及線路CVT 檢修現(xiàn)場為參考模擬，設計一種可調節(jié)型安全帶懸掛裝置，裝置全長約1 400 mm，掛桿頂端裝有安全帶掛環(huán)，尺寸為1 200 mm × 50 mm × 50 mm。

4.2 制作裝置底座

制作一個表面有掛桿插銷孔，且專設有與線路CVT 及變壓器套管升高座的法蘭螺栓匹配的固定銷的底座，如圖4 所示。

圖4 裝置底座

緊固件如圖5 所示。

圖5 底座緊固件

4.3 制作安全帶掛桿

掛桿內部采用玻璃鋼，外部采用高強度絕緣良好的碳纖維環(huán)氧樹脂。玻璃鋼具有質量輕、強度高的優(yōu)點，因此能有效降低懸掛裝置的質量，在高處安裝的過程中更省力。

如圖6 所示，掛桿的頂端設有安全帶掛環(huán)21。掛桿的底端與基板11 連接，基板11 上設有插銷孔17，掛桿的底端設有與插銷孔17 匹配的插銷，在使用時，掛桿的插銷插入至插銷孔17 中。

圖6 安全帶掛桿

在掛桿的左右兩側設有登高桿23。由于變壓器以及線路CVT 等設備太高，檢修不方便，因此在掛桿上設計登高桿23，方便檢修人員對設備高處進行檢修。在作業(yè)時，檢修人員能夠踩在登高桿23 上對高處進行檢修。

對安全帶掛桿進行拉力試驗檢驗安全帶掛桿是否能滿足承受作業(yè)人員高處跌落的質量要求，經現(xiàn)場試驗證明，碳纖維環(huán)氧樹脂方管的拉力試驗合格，符合現(xiàn)場使用要求。

5 應用價值

可調節(jié)型掛鉤式安全帶懸掛裝置現(xiàn)已在國網湖南湘潭供電公司響水壩、光華、麥子石、西湖等變電站進行現(xiàn)場使用，通過實踐檢修證明，該裝置可有效保障人員作業(yè)安全，提高現(xiàn)場作業(yè)效率，減輕作業(yè)人員勞動強度，大大提升公司優(yōu)質服務水平。該裝置與其他安全帶懸掛裝置的效益對比如表3所示。

表3 通用固定式安全帶懸掛裝置效益對比表

通過表3 可知，相比于其他傳統(tǒng)的安全帶懸掛裝置，可調節(jié)型安全帶懸掛裝置可實現(xiàn)單人高效、安全的安裝使用。其中，安裝時長縮短至1 min，相較于平均安裝時長最短的一體式安全帶懸掛裝置，縮短裝置安裝時長80%以上，對設備進行檢修時安全帶懸掛裝置安裝時間控制在2 min 以內。

安全方面：通用固定式安全帶懸掛裝置安裝十分緊固，受力非常均勻，結構穩(wěn)定、安全可靠。借助此工具，對設備進行檢修的高處作業(yè)人員安全帶將不再“無處可掛”，能夠有效保障現(xiàn)場作業(yè)人員的人身安全，減少人員作業(yè)風險。同時，傳統(tǒng)柱式安全帶掛架質量約為12 kg，而通用固定式安全帶懸掛裝置質量僅為4.5 kg，且可進行拆分，在高處安裝過程中更省力，使用更方便。

6 結束語

本研究成果，有效地提升了在變壓器套管、線路CVT 等設備上進行檢修作業(yè)時安裝安全帶懸掛裝置的效率，減輕了作業(yè)人員勞動強度，保障了作業(yè)人員檢修安全。根據現(xiàn)場經驗得知，該裝置在現(xiàn)場使用時掛環(huán)無法轉動方向、裝置安裝位置固定導致作業(yè)人員移動范圍較小等問題比較突出。后續(xù)將考慮安全帶掛環(huán)是否可以制成萬向型、裝置是否可以拓寬便于作業(yè)人員高處移動等方面進行改進。