输配电杆塔登高防坠钢索装置的研发及应用

王 强 张 宝 刘忠堂 李大川 李玉兵

（国网金昌供电公司）

0 引言

输配电线路的检修和运维工作很多需要高空进行，攀登杆塔和龙门架等的安全风险较大，目前较多采用双钩安全带的保护方式，安全程度有所保障，但是高空线路检修任务重，作业时间长，作业人员需要用双钩交替更换挂点才能完成横向移动，不但增大了作业人员的劳动强度，工作效率也不高。我们通过输配电线路杆塔登高防坠钢索装置的研制和成功应用，拉力强度足够大，且适用于多种场合，在保证作业人员安全的同时大大提高了作业效率。

1 输配电线路高空作业的特点及安全问题

1.1 特点

输配电线路检修工作都在室外的高空进行，风雨雷电雾等恶劣的天气都会对作业效率及安全造成一定影响。其次，线路检修工作面狭窄，作业位置转换频繁，作业人员转身、移位都比较困难。另外，输配电线路高空作业危险源点较多，一旦发生安全事故致伤、致死率极高。

1.2 安全问题

作业人员安全意识不足，在登高作业和变换工作位点的过程中，觉得交替使用双钩安全带换位操作复杂且攀爬速度慢，便会私自取下挂钩而失去安全保护；使用年限较长且有磨损的安全带，容易发生作业过程中突然断裂的风险；人为原因安全带钩挂不牢固，容易发生意外坠落，防坠器没有锁紧导索，导致作业人员坠落伤亡。

2 防坠钢索的简介及应用

防坠落装置是保证输配电线路检修人员高空作业必备的安全防护用品，高空作业人员在攀登、移动或定点作业过程中都需要防坠落装置的保驾护航。防坠落装置主要由固定在电力线路杆塔上的导索、防坠器（自锁器）和安全带组成，当作业人员意外下滑时，防坠器便会与导索之间巨大的相互摩擦作用而产生制动效果，进而保护作业人员的生命安全。防坠落装置的设计原则为：导索长度和连接点由杆塔位置和结构决定，既不能影响输电线路的正常运行，也不能影响检修人员的正常作业［1］。输配电杆塔登高防坠钢索装置，包括杆塔扶梯、能量吸收减震装置、上端固定支架、下端固定支架、下端固定张紧装置以及钢丝绳；所述能量吸收减震装置通过上端固定支架与杆塔扶梯固定；所述下端固定张紧装置通过下端固定支架与杆塔扶梯固定；所述能量吸收减震装置通过钢丝绳与下端固定张紧装置连接；所述能量吸收减震装置与下端固定张紧装置之间的杆塔扶梯上设有钢缆引导支撑件；钢丝绳上连接有钢缆自锁器。装置结构图与其分解放大图如图1～图4所示。

图1 装置立体结构示意图

在图1、图2中，1为杆塔扶梯；2为能量吸收减震装置；201为缓冲件；202为减震弹簧；203为减震导向轴；204为“凸”型连接件；3为上端固定支架；301为连接板；302为第一固定底座；4为下端固定支架；401为第二固定底座401；402为耳板；5为下端固定张紧装置；501为接螺栓；502为恢复力弹簧；503为螺母连接件；504为销轴固定耳板；6为钢丝绳；7为钢缆引导支撑件；701为连接横板；702为U形双头螺栓；703为腰形引导槽；704为限位杆。

图2 图1中A处局部放大示意图

3 装置实施的主要措施

3.1 实施例1

本实施例中，如图1所述一种输配电杆塔登高防坠钢索装置，包括杆塔扶梯1；能量吸收减震装置2；上端固定支架3；下端固定支架4；下端固定张紧装置5以及钢丝绳6；所述能量吸收减震装置2通过上端固定支架3与杆塔扶梯1固定；所述下端固定张紧装置5通过下端固定支架4与杆塔扶梯1固定；所述能量吸收减震装置2通过钢丝绳6与下端固定张紧装置5连接；所述能量吸收减震装置2与下端固定张紧装置5之间的杆塔扶梯1上设有钢缆引导支撑件7；钢丝绳6上连接有钢缆自锁器，通过钢缆自锁器检修人员可沿钢丝绳自由滑行。能量吸收减震器2，能够用于吸收发生坠落时产生的冲击力，保护使用者安全；下端固定张紧装置5，用于固定生命线系统下端，带有张紧装置，使钢缆保持一定张力和弹力。

3.2 实施例2

本实施例中，如图1、2所述上端固定支架3通过第一固定底座302与杆塔扶梯1连接，上端固定支架3通过其上部设有的连接板301与能量吸收减震装置2铰接；所述连接板301上设有上端固定支架备用挂点，支架上端备用挂点，便于换钩及临时锚固。

3.3 实施例3

本实施例中，如图2所述能量吸收减震装置2包括缓冲件201、减震弹簧202、减震导向轴203和“凸”型连接件204，“凸”型连接件204通过螺栓与连接板301连接；减震导向轴203贯穿“凸”型连接件204以及缓冲件201的底部，减震导向轴203的两端均设有限位板；减震弹簧202位于“凸”型连接件204内，且减震弹簧202一端与“凸”型连接件204的底部接触，减震弹簧202的另一端与导向轴203上端的限位板接触；缓冲件201远离“凸”型连接件204的一端通过螺栓与钢丝绳6连接。

3.4 实施例4

本实施例中，如图3所述下端固定支架4的一端通过第二固定底座401与杆塔扶梯1连接，下端固定支架4的另一端设有耳板402。

图3 图1中B处的局部放大示意图

3.5 实施例5

本实施例中，如图3所述下端固定张紧装置5包括连接螺栓501、恢复力弹簧502、螺母连接件503以及销轴固定耳板504，销轴固定耳板504与螺母连接件503注塑为一体，销轴固定耳板504通过销轴与钢丝绳6连接；恢复力弹簧502套接在连接螺栓501的外侧，且恢复力弹簧502位于连接螺栓501与耳板402之间。

3.6 实施例6

本实施例中，如图4所述钢缆引导支撑件7包括连接横板701、U形双头螺栓702、腰形引导槽703以及限位杆704，连接横板701通过U形双头螺栓702与杆塔扶梯1固定，腰形引导槽703与连接横板701固定，限位杆704通过转轴与腰形引导槽703的上部设有的凹槽转动连接；所述钢缆引导支撑件7顺着钢丝绳6方向每10m设置一个。顺着钢丝绳方向每10m设置钢缆引导支撑件7，防止钢丝绳6摆动。由于钢缆引导支撑7件上设有限位杆704，限位杆704通过转轴与腰形引导槽703的上部设有的凹槽转动连接；因此使用时只需将限位杆704抬起，然后钢缆自锁器就可自由通过固定支架，无需脱钩。

图4 图1中C处的局部放大示意图

4 防坠落钢索的预期效益及应用前景

（1）该装置结构简单、安装方便，在钢索上加置了滑扣及转角支座，扩大了高空作业人员的活动范围，作业效率大大提升。

（2）该装置可有效解决电力行业登杆塔过程中失去安全保护的难题，可广泛应用于电力行业输配电线路，也可推广应用于农、林、渔、建筑施工、通信塔、风塔等行业，具有较好的推广前景。

（3）国家大力支持对防坠落装置的行业发展，加大了对其技术研究的投入，更是赋予了行业发展巨大的机遇和发展空间，未来必将更加繁荣［2］。

5 装置的先进性与创新性

（1）防坠钢索使用强度较高的钢材料，动滑契与导索采用倒齿形式紧密连接，在正向传动时平稳且精度高，而在制动时，能够与导索产生足够大的制动力。

（2）防坠器装置适用于任何形式的输配电杆塔，且安装在不同的部位，锁止功能并无明显差别。

（3）在人体下坠时，防坠器的锁止功能不受任何碰撞的影响，避免了自锁器滑出轨道或防坠器被碰撞失灵的现象。

（4）双重安全保障，作业人员更安全。设置安全警示牌，对作业人员进行安全警示，有效制止误登杆塔。设置固定支架，防止钢丝绳摆动，避免安全事件发生。设置备用挂点，便于换钩，使用更方便。发生坠落时，有效制动，防止人员伤害。

6 结束语

防坠落装置的设计和应用为输电线路高空作业人员提供了一种安全、高效的防护载体，从根本上有效防止了高空作业人员坠落伤亡事故的发生，提高了作业效率，减轻了一定的工作强度，使高空作业的安全性大大增加。