摘要：脚扣是电网检修人员必不可少的杆上作业工具，目前国内大多数电力公司采用的脚扣都是可调式脚扣。这种脚扣在可调节杆后面留出部分调整脚扣大小的金属杆，当杆上作业人员下杆时，金属杆容易碰到杆塔上的电线或者是周围的树枝，这对杆上作业人员的安全产生威胁。本文针对以上问题进行分析，研究并设计了一种改进型的登杆脚扣，提高了脚扣杆上作业的安全性。
关键词：脚扣；防滑；安全性
1引言
电力工业是国家经济的支柱。进入二十一世纪以来，随着我国经济的高速发展，我国的电力需求也在不断上升。为了保障国民安全用电，电力公司常常要对电力系统进行维护检修。登杆脚扣作为杆上检修人员安全保障，其重要性不言而喻。目前国内采用的脚扣大多数都是普通可调式脚扣，这种脚扣结构简单实用但同时也存在一些问题。目前已有不少电力行业相关人员对脚扣进行了研究：文献[1-2]从力学角度分析了脚扣的爬杆原理；文献[3]在脚扣上加装发光二极管，以方便夜间登杆作业。文献[4]针对雨雪天脚扣容易滑杆提出在橡胶垫上附三角形空心不锈钢以增大脚扣与水泥杆塔之间的摩擦。文献[5-6]针对脚扣在雨雪天脚扣易滑杆的现象采用在橡胶垫上套或固定钢丝的方法。文献[7]则通过在脚扣上加装可拆卸的金属防滑扣，来增强与电杆间的摩擦。然而以上文献均未对登杆脚扣的一个重要隐患——脚扣可调节杆后端容易碰到电线这个问题进行分析。
本文研究一种改进型登杆脚扣，它针对检修人员在上下杆时脚扣可调节杆后端留出的部分容易碰到电线而导致安全事故的问题提出了一种可调节杆的改进结构，并通过对比分析验证了该方案的有效性。
2、普通脚扣的工作原理及存在的问题
脚扣又称铁脚，是电网检修人员攀登电杆的主要工具。脚扣的原理是利用力学里的杠杆作用还有自锁现象，借助登杆人的重力，紧扣在电线杆上，产生较大的摩擦力，从而使人易于攀登；而当人抬脚时因脚上承受的人体重力减小，脚扣自动松开。
脚扣分两大类：一类带有铁齿，供登木杆用；而另一种带有橡胶垫，供登水泥杆用。因为国内绝大多数杆塔都是水泥杆，所以常见的扣环都是裹有橡胶垫的脚扣，这种脚扣重量轻、强度高、可调性好，具有轻便灵活；安全可靠，携带方便等优点，我们论文也主要针对这种脚扣进行研究。
然而脚扣外端在可调节杆后面留出一段金属杆以供调整脚扣大小，在杆上爬得越高留出的部分越长。如水泥杆上线路较多的情况时，金属杆极易碰到线路，也会威胁到杆上作业人员生命安全。目前国内文献尚无关于此问题的研究。
3、改进方案及创新点
本文针对2中登杆脚扣可调节杆后面留出金属杆过长会碰到周围电线的问题进行分析。我们研究了两种策略：方案一是采用在可调杆上打一排小孔，然后用插销插在圆孔中以固定可调节杆位置的方案，如图1所示。方案二是采取三角形伸缩臂取代原来的可调节杆。伸缩臂类似收音机上的天线，可以伸缩来改变自身长度的，同时伸缩臂具有一定的摩擦因素以防止在登杆过程中伸缩臂误动。这样可以避免下杆时金属杆碰到杆上的电线。具体设计图如图2-3。图2-3为三角形的伸缩臂的示意图。由图2-3可见，伸缩臂是可以很方便改变调节杆之外留出的金属杆长度的。
图1 带插销的可调节杆
图2 伸缩臂示意图
方案一要求杆上作业人员自己通过插拔插销来调整可调杆留在外面的长度，方案二中杆上作业人员通过晃动脚扣，可调节杆可以自行伸缩调整长度。考虑到杆上作业时的便利性，决定采取方案二的方式，其整体设计图如图4所示。
图3 伸缩臂示意图
图4 改进型登杆脚扣整体示意图
4、总结与展望
本文研究了一种用伸缩臂代替可调节杆的策略，通过该策略可以减少上下杆时可调节杆尾部碰导线的情况，从而进一步提高检修人员杆上作业的安全性。本文研究具有实用价值。在来来的工作中，可以从进一步研究钢丝网具体型号材质，经济性和摩擦系数及耐磨等多个目标综合考虑，选择合适的钢丝网以方便该改进型登杆脚扣的推广。
参考文献
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论文作者:黎子羽1,顾伟2,袁靖2,张宏伟2,黄一楠1,徐程
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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