摘要：高空作业人员进出钢管塔只能趴着爬到横担头，安全风险极高，如采取挂软梯的方式进出，工器具多且笨重，操作难度大，作业安全性降低，且必须面对垂直面的不同电压等级带电线路，安全系数极低，人员劳动强度成倍放大，需要的人员较多。针对此现状研制一套适合于钢管塔横担人员进出的辅助组合装置，让作业人员更加安全、省力、快捷地进出钢管塔。
关键词：钢管塔横担；安全进出；辅助装置
Research and Application of Steel Pipe Tower Cross Section Safety Access Aids
Zhou Li Kui, Shi Li Rong, Ning Huan,Qiu Guang Wei,Hu Liu Fang
(Yunnan Grid Research and Planning Center, Yunnan power Gird Co., Ltd.,
Qujing 655000, China)
Abstract: Aerial workers entering and leaving the steel tower can only climb to cross-head tummy head, Safety risk is very high, such as take the way of hanging ladder access, more and more bulky tools, the operation is difficult, work safety reduced, and must face the vertical surface of different voltage levels live lines, the safety factor is very low, the labor intensity into Zoom in, need more staff. In view of this situation, a set of assistive devices that are suitable for the entry and exit of steel tube tower cross-arm personnel is developed so that the workers can access the steel tube tower more safely, effortlessly and swiftly.
Key words: Steel tube tower cross arm; security access; assisting equipments
0引言
城市中高楼林立，架空输电线路穿行其中，因线路通道空间狭窄且多电压等级线路集中在了统一的通道走向内，钢管塔的结构高度均在30-50m甚至更高。高空作业人员只能趴着爬到横担头进行工作，高空反应及心理压力极大，安全风险极高，如采取挂软梯的方式进出，作业安全性降低，工器具多且笨重，操作难度大，必须面对垂直面的不同电压等级带电线路，安全系数极低，人员劳动强度成倍放大，需要的人员较多。线路部门的运行维护压力在不断增大。当线路出现缺陷时，必须在最短的时间内处理缺陷，快速恢复线路送电，确保供电可靠性。
1.现状背景
城市中钢管塔的故障缺陷主要集中在绝缘子及导地线防震锤安装距离范围内，具体表现为绝缘子污秽、老化、导地线及防震锤上的异物等。目前我们管辖的35-110kV钢管塔线路208条，总基数1746基，城市中使用钢管塔共199基，占11.4%的比例，这一比例还在增高。
曲靖电网在近十年内得到了飞速发展，曲靖地区的各级城市规模也在不断的拓展，城市中输电线路通道空间进一步被压缩，目前220kV、110 kV、 35 kV、10kV、0.4kV都大部分集中在了统一的通道走向中，给随之而来的线路检修作业增加了更多的危险因数，同时城市中的输电线路其运维要求更高，面对的突发故障及紧急缺陷也更多。城市中高楼间极易形成微气象环境，高空风力极大而且突变快，钢管塔由于其结构特点以条形横档居多，面积极窄，且扶手简单，作业人员处理故障缺陷时进出横担难度极大，如采用常规方法进行作业，高空作业人员只能趴着爬到横担头进行工作，高空反应及心理压力极大，安全风险极高，如采取挂软梯的方式进出，工器具多且笨重，操作难度大，必须面对垂直面的不同电压等级带电线路，安全系数极低，人员劳动强度成倍放大，需要的人员较多。
2.解决思路
2.1分析症结
a. 常规方法进行作业，高空作业人员只能趴着爬到横担头进行工作，高空反应及心理压力极大，受城市中的微气象条件影响，高空突变风力对作业人员干扰严重，无稳定的依托及支撑安全风险增高。
b. 采取挂软梯的方式进出，工器具多且笨重，操作难度大，必须面对垂直面的不同电压等级带电线路，安全系数极低，人员劳动强度成倍放大，需要的人员较多，地面作业面扩大对周围正常次序干扰增大。
c.采用捆绑绝缘梯进出横担方式作业，需要大量的工具和作业人员工器具多且笨重，操作难度大，作业步骤繁琐、费力，作业时间长，作业效率不高。而且绝缘梯的捆绑牢固可靠性不高。（以下为钢管塔横档部件图）
作业面狭窄、稳定性差，是以上不利因数的主要症结。
2.2解决方案
更换思路，如果能“改变”钢管塔横档结构，能够让作业人员方便进出，固定稳定可靠，采用一种新型的临时安装的辅助进出的作业装置，让作业人员能可靠攀抓，借助其传递工具等，一切症结可得到很好的解决。以下是构想图：
目前没有适合钢管塔横档进出的作业装置，针对现状需要研制一套适合于钢管塔横担人员进出的辅助组合装置，并研究一套适合钢管塔作业的新方法，更加安全、省力、快捷的实施对雷击、破损或零值绝缘子以及导地线缺陷等检修作业。此套钢管塔横担辅助组合装置的实施，可以将原来所使用的工具数量减少，安全系数提高，可以大大降低工作劳动强度，减小高空作业人员心理压力和工作压力，有效降低作业安全风险。
2.3主要技术难点
2.3.1如何降低钢管塔横档人员进出辅助组合装置自身重量。
铝合金安全装置的设计论证，强度检验。必须满足承载作业人员和检修工器具材料的重量要求。
2.3.2如何提高辅助组合装置的安全性，确实保障作业人员的生命安全。
钢管塔抱卡、旋转臂的设计论证，强度检验。除必须满足整个作业的强度要求外，还应动作灵活可靠。
2.3.3如何解决钢管塔条形横档大小、长短不统一，表面检修环凸凹不平，组合装置如何运行的问题。
降低作业人员的重心，将钢管塔的条形横担作为安全扶手，作业人员通过在安全装置上的横移，进入作业点。
2.4组合工具试制
2.4.1材料选择
整个装置主要用来承载作业人员和检修工器具材料的重量， 材料主要考虑钢铁、合金等金属材料。其中，铝合金材料有重量轻、强度高、便于加工、耐磨损等优点，适合用来作为承载工具使用。
根据装置的使用功能需要，材料选择做如下考虑：使用铝合金管材作为钢管塔横担人员进出的安全装置材料，铝合金棒料或板料作为旋转臂的制作材料，抱卡采用钢铝的混合材料制作。使最终制作成的装置能拥有最轻的重量和良好的承载能力。
钢管塔安全进出辅助装置主体及其他主要受力零件所用的原材料，使用前需对其化学成分、力学性能进行复验，对铝合金材料还应按GBn223的相关条款进行低倍组织复验。钢管塔安全进出辅助装置主体应采用LC4铝合金材料，材料应符合GB/T3191的有关规定。丝杠与其他主要受力零件，应采用40Gr材料或性能更好的合金钢材料，材料应符合GB/T3077的有关要求。
选用铝合金（LC4）材料，其力学性能（抗拉强度和屈服强度）可以满足实际工作的需要，非常适合本工具。
2.4.2 经过资料收集，图纸设计，并多次现场测试后，确定出最终加工尺寸并加工成型。如图示
可根据钢管塔横档直径的不同进行调节的抱卡
条形安全扶手（可加段延长）
抱卡、条形安全扶手、钢管塔横档联结方式
2.4.3效果检查
新型组合工具加工完成后，进行了材料力学性能测试。经测试验工具各项指标均达到并超过试验标准，适用性100%，且安全可靠。
2.4.4整套组合工具装配
整套组合工具工作状态如图示：
3.工具现场测试
3.1模拟测试
2017年09月曲靖供电局利用停电检修机会在110kV×××线钢管塔上组装该组合工具，现场组装在一相横档上，由作业人员进行进出横档的模拟操作，取得了一定操作经验，基本掌握其作业方法和工具应用并梳理了作业步骤。
3.2现场试用
为了再次验证其可行性，2017年10月利用停电检修机会在110kV×××钢管塔上用该组合工具进行了一次完整性的进出横档检修作业的实际操作，试验获得成功，此次成功，标志着钢管塔进出辅助装置和与之相适应的作业方法得到验证。
经现场记录比较，该组合工具的使用后，它将原来所使用的工具数量明显减少，安全系数提高，大大降低高空作业人员的工作劳动强度，减小高空作业人员心理压力和工作压力，有效降低了作业安全风险。
该组合工具的特点：
a.该辅助装置的各项技术指标均满足相关规范规程的要求。
b.该辅助装置的研制成功，解决了传统停电对雷击、破损或零值绝缘子、导地线更换修补等检修作业的难题。
c.该辅助装置采用铝合金带爬梯可供人员上下攀爬进入导线端，所以避免了人员由软梯和绝缘子串进入导线端的安全风险。
d.由于采用新型承力组合装置供人员进出辅助装置，解决了传统进行停电更换雷击、破损或零值绝缘子、导地线更换修补等检修作业时工作人员压力大的问题。
e.该钢管塔横档人员进出辅助装置安装方便、操作简单，可以确实有效的减少作业工具，降低劳动强度，提高工作效率，降低作业人员风险。
f.该辅助装置的进出方法和组合装置进出技术均具备创新特点，可作为临时或永久的装置具有较强的实用和推广价值
4.结语
城市规模在不断的拓展，城市中输电线路通道空间进一步被压缩，此项探索实践，研究配套的成果和作业方法既可有效降低带钢管塔上作业中存在的高风险、作业条件严苛等不利因素。又能保证人员和设备安全，方便作业人员便捷、省力的开展工作。可一定程度克服，高空风力极大而且突变快及城市中高楼间形成微气象环境，降低作业人员高空反应及心理压力，在未来我们还将在实践中不断完善改进。
参考文献:
[1]国家电力建设研究所.DL/T875-2006输电线路施工机具设计、试验基本要求[S].北京：中国电力出版社，2006
[2] Q/CSG 51001-2015中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程
[3]王清葵.送电线路运行和检修[M]. 中国电力出版社, 2003
[4] DL/T 741-2010，架空送电线路运行规程
[5] 我国输电线路杆塔结构研究新进展[J]. 杨靖波,李茂华,杨风利,韩军科.电网技术. 2008(22)
作者简介：
周利奎（1976年4月-），男，本科，高级技师，三级助理技能专家，输电线路运检。
石利荣（1969年5月-），男，云岭首席技师，高级技师，三级技能专家，输电线路运检及带电作业。
宁 欢（1990年7月-），男，本科，助理工程师，输电线路运行安全管理。
邱光伟（1975年3月-），男，专科，技师，输电线路运检班长，输电线路运检。
胡留方（1969年10月-），男，初中，四级助理技能专家，输电线路运行运检。
论文作者:周利奎,石利荣,宁欢,邱光伟,胡留方
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
标签：作业论文; 人员论文; 钢管论文; 装置论文; 组合论文; 进出论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第12期论文;