变电工程作业平台多功能安全装置研究

杭剑文 牟震华 顾云 乐小江 陶臻

【摘要】目前变电工程作业中，施工人员时常在变压器、高低压柜等电气设备顶部工作，但往往不能有效使用安全带进行作业。因此，施工人员容易出现没有安全防护，或者安全带低挂高用的现象，容易造成人员从高处坠落，甚至人员伤亡的事故，这给现场安全文明生产造成了不利影响。仔细分析原因，主观因素是施工人员思想麻痹，客观因素则是没有规范的高处安全作业装置。因此，在此类施工作业时提供安装方便的安全防护装置，就可以在变压器顶部等高处施工时有效防止人员高处坠落，避免发生安全事故。同时规范该类施工作业的安全标准，确保作业现场的安全文明生产。

关键词：变电工程；作业平台；安全装置

0.引言

伴随着电力工业的迅速发展，对电气工程建设的安全管理提出了更高的要求。在变电所中存在着大量的高空作业，尤其是主变压器顶部施工时缺乏适当的保护，高处作业时坠落的风险较大，甚至会引起继发性损伤。本文所研究的变电工程作业平台多功能安全装置是针对性地解决了室外变电站设备在高处作业时的人员安全保护问题，确保了在变压器、高低压柜顶部等高空作业时的人员安全，提高了施工安全和工作效率。

1.变电设备高空作业人员坠落事故的原因分析

变电设备高空作业坠落事故原因较多，主要为以下几个原因：

（1）设备作业面离地较高。

（2）设备作业面地貌复杂，钢结构件纵横交叉，作业人员移跨受阻影响较大。

（3）作业人员在作业区虽然有安全带但没有合适可靠的钩挂点。

（4）即使作业面上有钩挂点也存在低挂高用现象，不符合安全规程标准。

（5）有些作业人员施工经验不足，安全意识淡薄。

（6）现场监护人员工作脱节，安全教育培训不足。

2、对策研究

针对高空作业离地距离远、安全监管不力、安全教育和投入不足等原因，制定相应对策。

1. 加强安全教育培训，增强施工人员的安全防范意识。

2. 加强现场监督力度，规范高空作业流程和工作要求。

3. 加大安全投入，购置安全工器具和劳动防护用品。

4. 针对变电设备作业面现状，充分利用现有的作业面上有关钢结构件作为锚固点，设计研究出一套能满足各种工况下的安全装置，该安全装置与作业人员随身的安全带挂钩相结合，从而形成一套完整的安全作业工具。

3、安全装置技术研究

（1）设计总体要求：安全可靠、操作方便快捷、轻便，且强度高、通用性强。

a.研究解决针对不同设备边缘结构与该安全装的连接通用性问题。

b.研究解决不同高度作业位置时的立柱可伸缩问题。

c.研究解决该安全装置在充分满足设计强度并符合安全规程前提下的自重问题。

d.研究解决该安全装置的防坠落机构设计问题。

e.研究解决该安全装置的现场条件下的快速拆装及结构设计问题。

（2）各结构部件设计

a.底座卡具：这是该安全装置与作业设备平面钢结构件进行可靠紧固连接的基础部件。根据现有设备的结构情况可分为：水平法兰边连接、垂直法兰边连接、平面原有起吊孔内螺纹连接三种形式。按照通用性原则要求，该底座卡具型式结构应分别满足上述三种形状的连接，且保证以任何形式的连接均保持立柱垂直向上姿态。此外，为了改轻自重并充分满足且抗拉强度，材质采用航空铝镁合金材料（牌号7075），其抗拉强度为550Mpa，比重为2.7，为普通合金结构钢比重的34%，是一种强重比极高的理想材料。

其具体结构形式为：底座为U型体且带有两个M16紧定螺栓，便于与法兰边口嵌入后锁紧。两边处外延平面各带有两个φ17孔便于与设备起吊内螺纹连接锁紧。U型体上面及背面各设有锥形锁紧螺母套部件，具有很大的锁紧摩擦力便于与立柱根部插入锁紧。为了可靠安全锁紧，螺母外预置两根加力臂，以便增大锁紧力矩。

b.主柱及伸缩杆：这是该安全装置中的主要受力部件，主要承担坠落时的冲击载荷，受力形式为抗弯强度。考虑作业人员的工况高度及安全带挂钩的合适位置，该立柱应设置为满足1米至1.5米挂点高度，为此我们将该立柱设计为可伸缩性两端长度，分别为1米及可外伸至1.5米，充分满足不同高度工况作业的使用条件。伸缩杆锁紧部件为锥形锁紧螺母套部件，具有很大的锁紧摩擦力。主柱及伸缩杆材质采用航空铝镁合金圆管材（牌号7075），其抗拉强度为550Mpa。因此整体主柱及伸缩杆强度满足现场使用要求。

c.防坠落装置的应用及安装：变电设备作业区一般长度为2-5米之间，应用现有普遍使用的防坠器能满足使用要求，各项性能技术参数与该安全装置完全匹配。主要考虑防坠器安装快捷等使用问题。该防坠器根据工况按照水平安装形式，并由立柱伸缩杆顶部水平旋转托板结合，上面有弓形夹具快速加紧。托板尾部设有与防坠器尾孔相配合的插销，以保证抵抗坠落而产生的冲击力。

d.副柱及伸缩杆：该部件除与主柱及伸缩杆有防坠器安装托板以外，其余结构基本相同。唯一不同则是顶部安装有吊环，便于防坠器钢丝绳端头部钩子挂入吊环，便于钢丝绳水平伸展形式安全带挂钩活动作业区域。

变电工程作业平台多功能安全装置设计图

4、应用效果分析

该装置选用可靠材质、可伸缩立柱配套速差自控人体防坠落器，可用于两点或多点安装，施工人员安全带绳钩可钩在防坠器钢丝绳上左右前后自由作业活动。现场使用时，底座卡具能够适应各种设备平台，安装牢固，使用方便。主、副柱及伸缩杆伸缩锁紧装置牢固，各部件操作方便、灵活，能够提供高度保证及承受人员坠落冲击力。使用过程中，工作人员能在高处工作平台上自由行动，并且可根据需要加减主、副柱，扩大工作面，现场应用效果较好，能有效确保变压器顶部等高处作业的安全生产。

现场应用图

5、结束语

经过施工现场的广泛安装应用，变电工程多功能安全装置可在不同的可固定的高处作业场所使用，并且可根据现场作业面的需要选择不限数量的装置，基本满足了高处各个作业平台的需求。同时，在工作人员能自由行动的前提下，满足安全带的有效保护。该多功能安全装置适用面广阔，使用方便、可靠，值得推广使用，更有效地提高了广大作业人员的高处作业的安全性。

参考文献

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[2] 王宁.对高空作业坠落防护装备及其技术措施的研究[J].中国设备工程，2019(5).

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