一种自主收放伸缩型检修硬梯

发表时间:2019/1/10   来源:《建筑学研究前沿》2018年第31期   作者:陈宇辉1 陈宇2 周华敏3 陶祥海4 谢如琨5 高天
[导读] 本装置是一种用于高空作业、攀登的工具—自主收伸缩型检修硬梯,包括固定卡具、伸缩梯和收放绳。

广东电网有限责任公司湛江供电局
        摘要:输电线路作业中规定进出直线塔导线不能踩复合绝缘子,要使用软梯,但常用的软梯对使用者有一定的体力要求,多次攀爬软梯容易导致体力流失,人员疲惫,增加塔上作业风险。而传统硬竹梯则对人员体力要求较低,但由于携带不方便,很少用于塔上作业。由此可见传统的需要进出导线的塔上作业存在的问题有两点:一、使用难度大,人员容易疲惫,增加高空作业风险。二、作业时间长,增加停电时间,加大电网风险。
        关键词:伸缩梯;塔上作业;输电线路作业
       
       
        引言
        本装置是一种用于高空作业、攀登的工具—自主收伸缩型检修硬梯,包括固定卡具、伸缩梯和收放绳。利用优质材料制作的伸缩梯和收放绳的组合,加工制作一个收放自如的伸缩型硬梯,通过绳子控制梯子的伸缩,并在梯头加设可以让其固定在横担的卡具,用螺栓紧固。由于是硬梯,使用时对人员的体力消耗大大减少,对作业人员的技巧要求低,使用更简易,同时梯子可以收缩至70公分左右长度,重量轻,便于携带、运转,减少作业人员的负担,相比于软梯而言,作业风险大大降低,易于推广。
        1、项目基本概况
        输电线路作业中规定进出直线塔导线不能踩复合绝缘子,要使用软梯,但常用的软梯对使用者有一定的体力要求,多次攀爬软梯容易导致体力流失,人员疲惫,增加塔上作业风险。而传统硬竹梯则对人员体力要求较低,但由于携带不方便,很少用于塔上作业。由此可见传统的需要进出导线的塔上作业存在的问题有两点:一、使用难度大,人员容易疲惫,增加高空作业风险。二、作业时间长,增加停电时间,加大电网风险。
        2、配电网带电作业的特点
        在带电作业的过程中,因为配电网的导线距离很小,高压较低,作业空间小,设备密集,活动范围狭小和容易触碰电位等特征,因为,工作人员不应该使用等电位的作业方式,主要的原因有以下几种。首先,可能会产生相间短路等现象,如果带电体没有遮盖或者遮盖不全的时候,操作人员穿防护服进行导线修补,如果动作很大,会导致金属网和带电体同时触碰,产生短路的现象,如果电流较大,不仅能够穿越屏蔽服造成短路的现象,甚至会导致操作人员的死亡。第二,可能造成相对地短路。在线路杆塔上进行更换绝缘子、横担等作业时,若作业人员穿戴全套屏蔽服,采用等电位作业方式,身体的不同部位有可能同时接触带电体和接地体,形成单相接地。尽管6~10kV系统是采用中性点不接地方式,但若线路较长或接有一定长度的电缆,三相电容电流也会超过屏蔽服的通流容量,造成人员伤亡事故。在带电作业的过程中,不应穿屏蔽服,而应该穿戴绝缘用具,使用主绝缘和辅绝缘相结合的方式进行作业。
        3、设计背景
        我国在输电线路的带电作业领域上已经开展了多方面的研究,经过全尺寸试验研究和现场试验总结出可靠的带电作业器具和带电作业方法。带电作业中,为了便于作业人员穿越不同的设备,常用不同形式的绝缘梯作为辅助工具。总结的输电线路中使用的绝缘梯主要有绝缘立梯、绝缘平梯、绝缘人字梯和硬式挂梯4种。绝缘立梯是带电作业中最常用的绝缘硬梯,适用于带电作业高度22m以下的情况。绝缘平梯适用于从杆塔横担处向外延仲,主要用于耐张塔出线,传统绝缘平梯一端固定在杆塔上,另一端采用绝缘绳控制方向。绝缘人字梯常用于地面设备的带电作业,高度比较低,一般在10m以内。人字梯操作灵活,主要用在变电站。硬式挂梯可挂在横担或者导(地)线上工作,用于从高处的地点进入等电位
        为了增强绝緣梯在不同环境下的适用性,有的在绝緣梯的基础上添加了防滑设计;有的改进了绝緣梯的连接紧固防脱落的梯子头;有的提出设计爬梯辅助设备的方法。这些设计从不同程度上提高了绝缘平梯的使用效果。因此,有必要设计新的绝缘平梯来达到现场作业的需求。
        4、项目立项背景及主要技术内容
        4.1  背景
        输电线路作业中规定进出直线塔导线不能踩复合绝缘子,要使用软梯,但常用的软梯对使用者有一定的体力要求,多次攀爬软梯容易导致体力流失,人员疲惫,增加塔上作业风险。而传统硬竹梯则对人员体力要求较低,但由于携带不方便,很少用于塔上作业。由此可见传统的需要进出导线的塔上作业存在的问题有两点:一、使用难度大,人员容易疲惫,增加高空作业风险。二、作业时间长,增加停电时间,加大电网风险。
        4.2  主要技术内容
        类比市面上已有的具备伸缩功能的梯子,在伸缩梯上加上专用卡具用于卡紧铁塔横担,使挂点牢牢固定在铁塔上,再加上绳索控制系统用于控制梯子的伸缩,使得作业人员在下导线的时候能够控制梯子伸长到导线的位置,使得梯子与导线形成第二个支撑点,梯子更加牢固,作业结束后用绳索控制梯子收缩至70公分长,梯子变短,便于运输、传递。
        1、关键点:
        (1)收放绳实现自主收放;
        (2)卡具牢固可靠,作业过程不摇晃。
        2、创新点:
        (1)体积空间小,便携;
        (2)使用收放绳实现伸缩型硬梯自主收放。
        5、经济社会效益及应用情况
        5.1  效益
        据统计,用新型工具后检修作业时间大大减少,以更换220kV直线塔复合绝缘子作业为例,传统方式平均作业时间为60分钟,而使用塔上作业伸缩梯后,平均时间缩短至45分钟,大大降低了作业时间,减轻了人员负担。如果广泛应用到实际检修作业中,能大大减少停电检修时间,提升了经济效益。
        该工器具结构简单,技术难度不高,研发成本底,易于推广使用,能够替代当前在输电领域广泛使用的软体,引领输电检修作业领域的巨大变革,在公司推广精益管理理念的大背景下有着广阔的发展空间。而减轻人员检修作业负担所带来的安全生产效益是无法用指标来衡量的。
        5.2  推广应用情况
        该新型工器具相对于传统软梯使用效果更好,目前已经在湛江供电局输电管理所开始使用,用于一般检修作业和比武竞赛培训中,据使用人员反馈,使用该工具能大大减少体力消耗,检修作业的操作更加轻松,有效减轻了负担,相比而言传统软梯而言,更倾向于使用自主收放伸缩型检修硬梯。
        6、项目执行情况
        6.1  自主收放伸缩型检修硬梯的系统结构
        类比市面上已有的具备伸缩功能的梯子,在伸缩梯上加上专用卡具用于卡紧铁塔横担,使挂点牢牢固定在铁塔上,再加上绳索控制系统用于控制梯子的伸缩,使得作业人员在下导线的时候能够控制梯子伸长到导线的位置,使得梯子与导线形成第二个支撑点,梯子更加牢固,作业结束后用绳索控制梯子收缩至70公分长,梯子变短,便于运输、传递。
        
        
        图2 第一代产品重量大,绳索外露,外观不美观
        6.3  自主收放伸缩型检修硬梯第二代产品
        针对第一代产品的不足,改为采用质量更轻的钛铝合金,改进绳索布置结构,采用内嵌式布置,同时改进了卡头的模式,外形更美观。
        
        图3 第二代产品改进了材质和结构
        6.4  自主收放伸缩型检修硬梯下一代升级预期
        改进伸缩控制系统,采用省力滑轮结构,进一步提升产品的使用效果,减轻人员负担。
        7、技术创新点及工作原理
        7.1  技术创新点
        梯子可以通过绳索控制伸长和缩短,人员下导线时,只需要放松绳索,梯子在重力作用下自然伸长;在完成工作后拉动绳索,牵引梯子末端位置,实现梯子收缩。收缩后只有70公分长,便于携带。
        7.2  工作原理
        类比市面上已有的具备伸缩功能的梯子,在伸缩梯上加上专用卡具用于卡紧铁塔横担,使挂点牢牢固定在铁塔上,再加上绳索控制系统用于控制梯子的伸缩,使得作业人员在下导线的时候能够控制梯子伸长到导线的位置,使得梯子与导线形成第二个支撑点,梯子更加牢固,作业结束后拉动绳索控制梯子收缩至70公分长,梯子变短,便于运输、传递。
        
        图4 伸缩梯在绳索控制下伸长和收缩
        8、现场使用
        该新型工器具相对于传统软梯使用效果更好,目前已经在湛江供电局输电管理所开始使用,用于一般检修作业和比武竞赛培训中,据使用人员反馈,使用该工具能大大减少体力消耗,检修作业的操作更加轻松,有效减轻了负担,相比而言传统软梯而言,更倾向于使用自主收放伸缩型检修硬梯。
  

      9、项目成效
        已获得实用新型专利。成品已经在输电线路检修和技能培训、竞赛中投入使用,相比传统软梯而言使用效果更好,使用了新形的梯子之后,改良了进出直线塔导线的方式,减少了对人员的负担,大大提高了安全性能,更符合人机功效。同时由于耗费体力减少,节省了人员休息的时间,缩短了检修作业时间,进而缩短了停电时间,电网风险大大降低。
        该新型工器具相对于传统软梯使用效果更好,目前已经在湛江供电局输电管理所开始使用,用于一般检修作业和比武竞赛培训中,据使用人员反馈,使用该工具能大大减少体力消耗,检修作业的操作更加轻松,有效减轻了负担,相比而言传统软梯而言,更倾向于使用自主收放伸缩型检修硬梯。
        10、结语
        绝缘平梯的防滑设计使带电作业人员在平梯上无障碍穿越,确保了作业人员的操作安全,提高带电作业的效率,现场实用性强。
        参考文献
        [1]王海.浅谈配电网带电作业安全防护措施[J]城市建设理论研究,2011(7).
        [2]冼铨堂.浅析配电网带电作业及其安全措施[J] 城市建设理论研究,2012(15).
        [3]曹法明,李琛.防滑绝缘体的研制与应用[J]大众用电,2013(10).
        [4]苑爱国,张晓平,刘伟杰.防脱落绝缘梯子头的研制与应用[J].东北电力技术,2012(20)
        [5]胡定超.带电作业用硬质绝缘梯[J]高电压技术,1985(1)
        [6]胡毅.输配电线路带电作业技术的研究与发展 [J]高电压技术,2006(11)
        [7]陈钢.试谈电力工程施工中的质量控制[J].中国科技信息.2006(04)

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