2.汉中群峰机械制造有限公司 陕西省汉中市 723000
摘要：目前随着国家鼓励消费升级的大背景下，全社会用电量也显著增加，输电线路建设，不仅仅只是需要保证用电量足够，更有必要保证电网的可靠性，而目前输电线路上的缺陷又有必要及时消除，不但停电时间短，而且缺陷量明显大于员工的承载力，而超过半数的缺陷是玻璃绝缘子自爆的问题，所以作为基层班组，每年需要花大量的时间，研究自爆绝缘子的更换技术和工具，而通用型卡具的研制成功可以节约大量的作业时间，卡具的内模和外模的连接防坠问题成为高处作业新增的危险点，需要一种特殊的防坠措施才可以有效保证作业安全。
关键词：输电线路；杆塔；卡具；防坠装置
引言
输电线路上的自爆绝缘子更换的最佳方式，是使用卡具进行更换，卡具使用过程中最大的问题在于，塔上人员少，新式卡具的配件不是一体化构成，在安装过程中，容易出现高空落物的危险，所以卡具如果有一套完备的防坠装置，保护各部件不松脱，就可以有效降低高空落物的风险。
一、高空落物的危害
1.1、高空作业落物的成因
输电线路主要承担高压输电任务，设备运维的第一要务就是保证线路安全。而输电线路的缺陷基本上在电气连接部位，在目前自动化机器人还没有应用在输电线路缺陷消除前，消除缺陷只能靠人工来完成，而高处落物由此产生，原因归结主要以下几点：
1、作业人员登上数十米甚至数百米的高塔时，哪怕再熟练的技术工人，在高处时的动作也会不自觉的出现一些偏差，而这样的动作偏差，有时会直接导致手中的工器具或者材料掉落。
2、作业时一些意外因素，比如风、雨、雪等天气影响，天气变化导致铁塔有一些轻微的摆动，或者导线的舞动，这些不可控的因素突然袭来，会让作业人员出于自身保护原因而掉落物品。
3、工器具、材料过多或者零件较散，人员注意力有些许分散，就可能导致某零件或者材料掉落。
总的说来高空落物很难完全避免，人员的主观意识需要不断的宣贯安全常识，不断的业务锻炼，对于不可抗拒的外部力量，需要人员有随机应变的能力，而工器具零散的问题则可以通过技术改进来解决大部分问题。
1.2、高空落物的危害
输电线路杆塔的设计考虑了强度、美观和安全性，但是没有考虑高空落物的防护装置，除了日常运行时，有可能出现自爆玻璃绝缘子的碎渣掉落，其他95%基本上属于作业时的高空落物。
作业时消缺基本上需要塔下人员配合，此时出现高空落物，容易出现落物伤人情况。有关实验证明1kG重物从25m高处落下，所产生的冲击力根据公式Ft=mv，在不计算空气阻力，假设下落时间为1s情况下得出为25kG左右，如果掉在脑袋上，就算有安全帽的保护，也只能理论上吸收4900N，相当于5kG力。
这些理论计算在实际工作中只能作为参考，输电线路杆塔的结构以角钢塔居多，如果高空落物与角钢碰触再打到地面配合人员身上，人体身上没有其他防护，或者直接落到非头部部位，根据之前的经验，m16螺母就能直接把人体身上的骨头砸成粉碎性骨折，落在戴安全帽头上基本上都会造成脑震荡，严重的就会导致人员死亡。
而高空作业时作业人员所携带的工器具材料，哪怕只是配件有时重量也会超过1kG，而更换绝缘子作业时的卡具内模，重量在1.5kG左右，作业不慎或者其他原因导致掉落，将直接危机地面人员的安全。
二、高空落物的防范
2.1、外因防护
所谓的外因防护，就是在高空落物不可避免的情况下，采取一些措施保护地面人员的安全，比如：
1、作业人员应做好防止个人工器具等坠落的安全措施，小件物品应使用工具袋存放，较大的工具应用绳栓在牢固的构件上。所使用的工器具必须用绳索传递。
2、在进行高处作业时，除有关人员外，不准他人在工作地点的下面通行或逗留，工作地点下面应有围栏或装设其他保护装置，防止落物伤人。
3、工作人员和地面工作人员不能同时处在同一垂直面上，防止高空落物砸伤地面人员。
4、地面人员应时刻关注塔上作业人员动向，对于有高空落物危险的情况时，及时躲避，不需要配合时将绳索绑扎牢固，人员尽量避开垂直掉落区域。
外因防护的效力是尽量避免出现高空落物时的应急防护措施，根据生产安全的本质安全理念，采取有效的内因防护才是根本解决之道。
2.2、内因防护
目前在生产领域推崇本质安全的理念，所谓本质安全是指通过技术手段，使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或者发生故障的情况下也不会造成事故的功能，举个例子，假如所有在高空的生产工具或材料，一旦掉落就能有类似气囊弹出包裹落物，这样就有可以保证地面人员安全。
比较可行的方式是被动防掉落装置，比如工器具扳手，尾部有孔设计，这个孔可以用绳子绑扎在作业人员的保险带上，防止作业时人员将扳手从高空掉落，这个设计就算本质安全的一个例子。
在班组日常作业时卡具是很普遍的一种作业工具，但是由于原有卡具局限性较大，所以不容易广泛推广使用，而新型卡具的内、外模分离设计，为高空落物又增加了新的危险点，所以设计出符合新式卡具防坠的装置是势在必行的，又是提升安全的一个重要保障。
三、新式卡具的防坠装置研制
3.1、新式卡具的防坠原理
新式卡具的主要改变是将受力方式进行改变，由原来的的钢帽凸槽受力改为由销孔和钢脚受力，前方受力为销孔，后方受力为销孔内的钢脚。
这样处理的最大好处是基本上同吨位的绝缘子可以通用一种卡具，借鉴了内模套外摸的方式，这个内模是可以拆卸的，内模的梯形尺寸，以目前市面上同吨位最大的绝缘子为基础，基本保证在受力时不会脱出，如果有老旧的绝缘子或者太小了可以增加环形垫圈防止脱出。
可拆卸对于高空作业来说是一种弊端，高空落物成了一种比较大的问题，所以在原有基础上增加了闭锁活动螺丝，防止高空移动过程内模脱出。
闭锁螺丝的原理就像一把钥匙（图中所示9），地面人员将闭锁螺丝穿好后，塔上人员只能将内模在外模的轨道上旋转，而不用担心内模会不慎掉落。至于外模可以通过传递绳绑扎，待卡具就位后再拆除，整体卡据就具备了双重保险，在本质安全上做到防护。
标注：8、前后卡卡芯；9、活动螺杆；10、螺母；11、顶丝；12、固定螺杆。
3.2、闭锁装置的优点
新式卡具的闭锁装置，很好的解决了卡具内外模分离，带来的高坠风险，主要优点归结如下：
1、防止作业人员失误导致的工具高处坠落风险。
2、防止因工器具零散导致的意外脱落而发生高坠风险。
3、闭锁装置加工不用考虑太大的受力，卡具内模的受力由轨道承受。
4、塔上人员组装工器具的时间缩短，增加工作效率。
闭锁装置的思路可以推而广之，在很多目前使用的工器具上都可以利用本质安全的理念，来减少工器具的和材料的高坠风险。
四、结束语
综上所述，新型输电线路数控通用型卡具，在输电线路消缺作业上起到了很好的实用效果，而闭锁装置的有效配置，可以有效确保工器具不再出现高处坠落的风险，极大的增加了作业现场的安全性，适合在现阶段广泛的推行使用。
参考文献：
[1]国家电网公司电力安全工作规程-线路部分（Q/GDW 1799.2-2013）
[2]浙江省电力公司电网装备选型技术原则（绝缘子）
[3]电工术语绝缘子（GB/T 2900.8-2009/IEC 60050-471：2007）
论文作者:姜勇,蒋兴森1,邓勇,沈军2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/31
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