全身式安全帶的改進(jìn)及登高作業(yè)新方法的研究

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局 廣東省廣州市510000）

摘 要：輸電線路高空作業(yè)人員在登塔及轉(zhuǎn)位過(guò)程中，是危險(xiǎn)點(diǎn)較多的工作環(huán)節(jié)，針對(duì)現(xiàn)有登塔方法存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、效率低等諸多不足狀況。本項(xiàng)目著眼于安全性、經(jīng)濟(jì)性、工作高效性三方面因素，對(duì)新的登高作業(yè)方法及全身式安全帶進(jìn)行研究改進(jìn)，提出了新的防墜方法及防墜工具，在確保安全的前提下，減少了人員上塔時(shí)間，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為高空作業(yè)人員安全、便捷、高效的完成工作提供了強(qiáng)有力的保障。

關(guān)鍵詞：高空作業(yè)；防墜方法；防墜工具；工作效率

隨著南方電網(wǎng)超高壓輸電公司主網(wǎng)架規(guī)模的不斷發(fā)展壯大，公司在十二五期間將新建多條特高壓直流輸電線路，電力系統(tǒng)對(duì)輸電線路安全穩(wěn)定性提出了更高的要求，這對(duì)線路運(yùn)行維護(hù)人員是一個(gè)考驗(yàn)。在新形勢(shì)下，為了能使運(yùn)行維護(hù)人員能更好的管理好主網(wǎng)架大通道，在人員、物力、時(shí)間等資源有限的情況下，要順利的完成登檢或檢修工作，就必須對(duì)登高作業(yè)方法及防墜工具進(jìn)行研究改進(jìn)。通過(guò)技術(shù)革新的手段降低時(shí)間成本，提高工作效率，減輕人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并在一定程度上縮短停電檢修作業(yè)時(shí)間，保證輸電線路的可用率。

1 現(xiàn)狀分析

以超高壓輸電公司目前登塔用的安全帶為例，登高作業(yè)人員均使用的是新一代的帶有背部扣環(huán)的的全身式安全帶，由45毫米的藍(lán)色纖維帶子和2 個(gè)與腿部齊高的抗腐蝕傘狀帶扣組成，帶扣采用單孔設(shè)計(jì)很容易將安全扣扣入其中，另外在腰部左右兩邊各設(shè)有兩個(gè)安全扣環(huán)，并在左邊成套連接了一根2.5米長(zhǎng)可收縮的帶子，另外在右邊單獨(dú)配置了一根長(zhǎng)2.5米Φ12mm蠶絲繩。在登高作業(yè)上下塔時(shí)使用左右兩根安全帶交替使用，即作業(yè)人員每爬約1米高，就要將一根安全帶繞過(guò)上一個(gè)主材間隔后將安全扣扣入對(duì)應(yīng)的安全扣環(huán)內(nèi)，再解開繞在下面主材間隔的另一根安全帶，依次交替使用雙安全帶向上登塔，在登塔作業(yè)過(guò)程中任何時(shí)候不能失去安全帶的保護(hù)。

1.1 穿戴費(fèi)時(shí)、不易整理保存且高空作業(yè)中連接帶易脫出失去有效保護(hù)

目前，所使用的新一代全身式安全帶，在穿戴時(shí)需像穿夾克一樣穿上后，再將左右兩腿胯帶卡、腰部腰帶卡、胸前的胸帶卡（子卡）扣入母卡的方孔內(nèi)扣好，但由于該安全帶解開后繩帶太多容易纏繞打結(jié)，致使在每次取用穿戴時(shí)都得重新整理好后才能穿上，穿上后再依次調(diào)節(jié)各繩帶的長(zhǎng)度，頗為費(fèi)時(shí)費(fèi)工。另外，當(dāng)高空作業(yè)人員將安全帶繞在堅(jiān)固的構(gòu)件上后，松開雙手將力轉(zhuǎn)移到安全帶上方可進(jìn)行檢修工作，在作業(yè)的過(guò)程中尤其胸前、腰部的連接帶易滑移變長(zhǎng)致使（子卡）易從（母卡）中脫出，從而失去對(duì)人體承力的有效保護(hù)，給登高作業(yè)人員帶來(lái)了極大的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 左右交替繞主材登塔的“雙安全帶法”，甚為費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且效率低下。

“雙安全帶”登塔法即高空作業(yè)人員每向上爬約1米高，就要將一根安全帶繞過(guò)上一個(gè)主材間隔后將安全扣扣在對(duì)應(yīng)的安全扣環(huán)里，再解開繞在下面主材間隔的另一根安全帶，依次交替使用雙安全帶向上登塔。根據(jù)統(tǒng)計(jì)得出使用該方法平均每爬1米約耗時(shí)10～15S，按超高壓公司500KV輸電線路的鐵塔平均高度40米計(jì)算，上下塔需耗時(shí)約17～20min，需左右交替解開扣上安全環(huán)共計(jì)160次，該登塔法甚為費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且效率低下，亟需一套更為便捷、高效的防墜工具及防墜方法取而代之。

2 防墜工具的改進(jìn)與登塔方法關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

根據(jù)現(xiàn)有的塔型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、腳釘型式和安全防護(hù)器材，提出新型的登塔防護(hù)方法――“簡(jiǎn)易防墜登塔法”，并針對(duì)全身式安全帶登塔實(shí)用便捷性進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一副“全身一體式”的安全帶。

2.1 “全身一體式”安全帶的結(jié)構(gòu)

“全身一體式”安全帶結(jié)構(gòu)由胸帶、肩帶、腰帶及跨帶構(gòu)成，并在該安全帶左右腰環(huán)上各配置了一條直徑為14mm的軟質(zhì)安全繩，每一條腰繩的長(zhǎng)度控制在2.4m～2.6m之間。另外，安全帶的護(hù)腰帶采用300mm 寬的海綿帶，充分考慮到人體重量完全轉(zhuǎn)移到安全帶承力后，能將力分解到較大面積上，減小單位面積受力，確保腰部受力的均衡與平穩(wěn)。

2.2 應(yīng)用創(chuàng)新及關(guān)鍵技術(shù)

1）腰帶卡（如圖1）由左右兩根腰帶構(gòu)成，左腰帶上固定母卡，右腰帶固定子卡（雙孔閉形環(huán)），腰帶卡的連接采用子卡扣入母卡的方式，腰帶長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)由固定子卡的右腰帶來(lái)收緊或放松，在右腰帶距子卡10cm處配置了一個(gè)雙孔閉形環(huán)，利用該環(huán)與腰帶在自鎖角下發(fā)生自鎖的原理，確保腰帶在受力時(shí)其長(zhǎng)度不會(huì)滑移。

2）跨帶卡（如圖2）一端連接在安全的背帶，另一端連接著一個(gè)具有保險(xiǎn)裝置的U形扣，并在距U形扣10cm處配置有一個(gè)雙孔閉形環(huán)。跨帶卡的連接采用由U形扣扣入對(duì)應(yīng)的安全環(huán)的方式，跨帶長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)由固定U形環(huán)的尾帶來(lái)收緊或放松，利用雙孔閉形環(huán)與腰帶在自鎖角下發(fā)生自鎖的原理，確保其跨帶在受力時(shí)長(zhǎng)度不會(huì)滑移，當(dāng)U形扣扣入安全環(huán)后，保險(xiǎn)裝置會(huì)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度形成自鎖，確?？鐜г谧鳂I(yè)受力時(shí)連接處不會(huì)松脫從而失去承力的有效保護(hù)。此種連接方式簡(jiǎn)便且實(shí)用，給作業(yè)人員的穿戴帶來(lái)了便捷同時(shí)極大的降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

3）利用桿塔腳釘和耐磨軟質(zhì)安全帶繩的雙套結(jié)或活扣結(jié)的自鎖原理（如圖3、圖4），對(duì)登塔作業(yè)人員進(jìn)行全程防護(hù)，其安全性、操作性和工作高效性方面，都符合《電業(yè)安全工作規(guī)程》中對(duì)登塔防護(hù)的相關(guān)要求。首先，登塔人員立于地面，調(diào)整好兩條安全繩長(zhǎng)度，使其與作業(yè)人員手臂長(zhǎng)度相同，將左、右兩條安全繩分別系于腰間右、左兩扣環(huán)內(nèi)；再次，在安全繩對(duì)折處打一個(gè)雙套結(jié)。對(duì)于主材上垂直上、下的腳釘，分別將左右兩條安全繩的雙套結(jié)扣于腳釘內(nèi)側(cè)，手抓住腳釘外側(cè)，逐步攀爬（如圖3）。

3 新方法的可行性研究分析

1）在腳釘受力方面按照線路中M16的腳釘計(jì)算，其最大剪切應(yīng)力為14700N，是安全帶合格試驗(yàn)靜拉力的6.7倍，防墜腳釘是在常用腳釘外側(cè)尾端改造加裝了卡銷，其受力完全與常用腳釘一樣，說(shuō)明腳釘是安全的牢固的構(gòu)件。該方法承力保護(hù)是可靠的。

2）此方法能充分利用雙套結(jié)自鎖的特點(diǎn)，登塔人員萬(wàn)一失手，腰繩稍一受力便會(huì)越拉越緊，由于腳釘外側(cè)尾部上翹，當(dāng)受向下拉力時(shí)，繩扣不能從腳釘外側(cè)滑出，確保了登塔人員的絕對(duì)安全。

3）腳釘是牢固構(gòu)件，腳釘外側(cè)尾部上翹，兩顆腳釘之間距離為45cm左右，人員從上端墜落到最下端，也就是兩個(gè)腳釘之間的距離（最多為45cm），經(jīng)計(jì)算墜落時(shí)間為0.214S，墜落位置剛好是同側(cè)兩腳釘之間，即使在上、下塔及轉(zhuǎn)位過(guò)程中偶然失手、踩空和外界因素刺激造成墜落人員也不會(huì)因觸碰到腳釘而受到傷害。

4 應(yīng)用情況與建議

1）“全身一體式安全帶”利用安全繩帶與可調(diào)式雙孔閉式環(huán)的自鎖原理，確保腰帶及胸帶不會(huì)因?yàn)槭芰髲沫h(huán)中脫出，確保作業(yè)人員得到安全帶的有效保護(hù)。另外，安全帶所有金屬部件均采用輕型鈦合金新型材料，強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，大大降低了高空電工登塔的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2）兩種方法充分利用腳釘和繩扣自鎖原理，使安全帶瞬間完全受力且受力均勻，解決了人員在墜落過(guò)程中沖擊力大的問(wèn)題，避免了人員在墜落中受到更大傷害。同時(shí)，運(yùn)用此方法減輕了人員登塔負(fù)擔(dān)，降低了體力消耗，進(jìn)行塔上工作有更充裕的時(shí)間和精力。

3）當(dāng)遇到個(gè)別腳釘缺少或有缺陷的情況，先把一條腰繩打在主材上，向上攀登到有腳釘?shù)牡胤胶蠡謴?fù)使用此法。

4）作業(yè)人員系好安全帶后，調(diào)整好兩條安全繩長(zhǎng)度，使其與作業(yè)人員手臂長(zhǎng)度相同，安全繩始終保持高掛低用。

5）雙套結(jié)的大小要與腳釘?shù)拇笮∠噙m應(yīng)，雙套結(jié)扣在腳釘內(nèi)側(cè)后手必須抓住腳釘外側(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

1）改進(jìn)后的“全身一體式安全帶”的腰帶卡、跨帶卡、肩帶卡、胸帶卡均利用帶與雙孔閉形環(huán)在自鎖角下發(fā)生自鎖的原理，保證作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中安全帶受力后各帶扣不會(huì)滑移、松脫，確保了作業(yè)人員的安全。

2）該方法的基本原理是在全身式安全帶上栓上兩條腰繩，登塔或塔上作業(yè)換位時(shí)，先結(jié)扣，后解扣，使作業(yè)人員始終不失去保護(hù)，滿足《電業(yè)安全工作規(guī)程》的要求。

3）不需要對(duì)桿塔增加任何附加設(shè)備，也不要做任何改造。對(duì)普通型腳釘采用雙套結(jié)自鎖，對(duì)防墜腳釘采用活扣結(jié)自鎖。由于柔軟的繩索鎖在硬的腳釘上，越鎖越緊，而且腳釘上又有約75°的彎鉤，（普通型腳釘）或有卡銷（防墜型腳釘），鎖結(jié)不會(huì)滑出，比硬質(zhì)金屬扣結(jié)打在硬質(zhì)腳釘（硬碰硬）上更不容易滑出。

4）推廣該防墜方法將節(jié)約大量的對(duì)桿塔作防墜改造的資金，對(duì)全身式安全帶也不需要作多大改變，也不增加安全帶的重量，是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全、可靠的防墜方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉鴻文，《材料力學(xué)Ⅰ》第四版

[2] 《電力安全工作規(guī)程電力線路部分》 GB026859-2011

作者簡(jiǎn)介：

陳浩（1986.02-），男，籍貫：湖北省棗陽(yáng)市，學(xué)歷：本科學(xué)歷，工程師，研究方向：電力工程。