一種適用于軌道巡檢機(jī)器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標(biāo)識(shí)研究

謝志毅，林澤偉，邱小強(qiáng)

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

為保障現(xiàn)場(chǎng)工作安全，在變電站設(shè)備區(qū)域開(kāi)展工作時(shí)，需要布置與現(xiàn)場(chǎng)相適應(yīng)的臨時(shí)安全措施；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工作結(jié)束后，需要將現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)安全措施拆除。因此，安全措施是電力行業(yè)中保障安全的一種重要手段。

變電站二次設(shè)備屏柜所需要的安全措施包括懸掛“在此工作！”標(biāo)示牌和懸掛“設(shè)備在運(yùn)行中”紅布簾。目前，紅布簾主要采取磁鐵吸附和懸掛方式固定在二次設(shè)備屏柜面上，標(biāo)示牌直接放在屏柜前側(cè)地面，工作結(jié)束后靠人工集中收回到存放點(diǎn)，下次使用又要取出。對(duì)于現(xiàn)階段二次設(shè)備屏柜的安全措施存在如下缺點(diǎn)：（1）固定性差，易脫落移位，存在誤操作風(fēng)險(xiǎn)；（2）紅布簾擋到運(yùn)行裝置面板，影響巡檢機(jī)器人和人工巡視效能；（3）紅布簾、標(biāo)示牌的布置和回收整理不方便，工作效率低。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文研制出一種適用于軌道巡檢機(jī)器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標(biāo)識(shí)，通過(guò)在二次設(shè)備屏柜上安裝套筒和卡扣，套筒里裝有安全標(biāo)語(yǔ)的伸縮帶，利用三柱式同軸結(jié)構(gòu)原理，根據(jù)安全措施需要實(shí)現(xiàn)雙面非同類(lèi)標(biāo)識(shí)牌的快速切換。通過(guò)實(shí)踐證明，該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)和功能：（1）固定性好；（2）裝設(shè)拆除方便快捷，效率高；（3）具有閉鎖功能，避免誤操作風(fēng)險(xiǎn)；（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。

1 二次設(shè)備屏柜安全措施存在的問(wèn)題

為了防止工作人員走錯(cuò)屏柜，導(dǎo)致誤操作，按照南網(wǎng)《安規(guī)》要求，需要在工作的屏柜布置“在此工作”標(biāo)識(shí)牌，在其相鄰不需要工作的屏柜懸掛“設(shè)備在運(yùn)行中”紅布簾，以提示工作人員。現(xiàn)階段，二次設(shè)備屏柜的安全措施布置主要存在以下幾方面問(wèn)題。

1.1 存在誤操作風(fēng)險(xiǎn)

“設(shè)備在運(yùn)行中”紅布簾大多采用磁鐵吸附或膠布張貼的方式固定在二次設(shè)備屏柜面上，磁鐵和膠布的固定性差，使用時(shí)間長(zhǎng)后，容易脫落。此外，非工作人員也可以隨意輕松取下，導(dǎo)致運(yùn)行的二次設(shè)備屏柜丟失安全措施，可能會(huì)導(dǎo)致工作人員誤將該屏柜的二次設(shè)備作為工作對(duì)象，進(jìn)而引起誤操作。“在此工作”標(biāo)識(shí)牌掛在需要工作的二次設(shè)備屏柜門(mén)把手上，或放置在工作的二次設(shè)備屏柜地上，工作人員在設(shè)備室走動(dòng)，容易觸碰標(biāo)識(shí)牌，導(dǎo)致“在此工作”標(biāo)識(shí)牌位置移動(dòng)或丟失，進(jìn)而導(dǎo)致工作人員走錯(cuò)工作地點(diǎn)，打開(kāi)運(yùn)行的屏柜，引起誤操作。

1.2 影響巡視效能

二次設(shè)備巡視經(jīng)常與二次設(shè)備的維護(hù)工作在時(shí)間重疊，“設(shè)備在運(yùn)行中”紅布簾會(huì)遮擋住二次設(shè)備面板，不方便工作人員巡視，在采用軌道巡檢機(jī)器人巡視方式的變電站，這會(huì)導(dǎo)致軌道巡檢機(jī)器人無(wú)法巡視，影響巡視效能。

1.3 工作效率低

“設(shè)備在運(yùn)行中”紅布簾和“在此工作”標(biāo)識(shí)牌布置耗費(fèi)較多的時(shí)間精力。存放點(diǎn)取用紅布簾和標(biāo)識(shí)牌，需要清點(diǎn)合適數(shù)量，且標(biāo)語(yǔ)無(wú)誤；“設(shè)備在運(yùn)行中”紅布簾需要人工拉開(kāi)展平，標(biāo)語(yǔ)不能貼倒也不能貼反；“在此工作”標(biāo)識(shí)牌需要擺正；工作結(jié)束收集紅布簾和標(biāo)識(shí)牌，要整理紅布簾，標(biāo)識(shí)牌也要分類(lèi)存放。這些工作需要耗費(fèi)較多的時(shí)間精力，工作效率低。

經(jīng)以上分析可見(jiàn)，目前變電站二次設(shè)備屏柜的安全措施亟待改進(jìn)，為此本文提出一種適用于軌道巡檢機(jī)器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標(biāo)識(shí)。

2 一種適用于軌道巡檢機(jī)器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標(biāo)識(shí)

針對(duì)上述變電站安全措施存在的誤操作風(fēng)險(xiǎn)、影響巡視效能和工作效率低等問(wèn)題，研制出一種適用于軌道巡檢機(jī)器人巡視且具有固定閉鎖功能的可伸縮式變電站安全標(biāo)識(shí)。

2.1 組成結(jié)構(gòu)

該變電站安全標(biāo)識(shí)整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要由三部分組成：伸縮帶套筒、雙面伸縮帶和卡扣。伸縮帶套筒內(nèi)置有彈簧，用于收縮和存儲(chǔ)伸縮帶，雙面伸縮帶正面標(biāo)著“設(shè)備在運(yùn)行中”標(biāo)識(shí)，背面標(biāo)著“在此工作”標(biāo)識(shí)，卡扣用于固定展開(kāi)的伸縮帶。伸縮帶套筒和卡扣底部有螺絲打孔，可以固定在柜門(mén)上面。

圖1 變電站安全標(biāo)識(shí)整體結(jié)構(gòu)圖

伸縮套筒結(jié)構(gòu)圖2 所示，外部具有一根固定環(huán)繞軸，在展開(kāi)伸縮帶過(guò)程中起固定作用，圖中6、7 分別是雙面伸縮帶的牽引柱，通過(guò)牽拉不同的牽引柱可以展示對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)的伸縮帶。套筒內(nèi)部則具有盤(pán)式彈簧（發(fā)條彈簧），盤(pán)式彈簧（發(fā)條彈簧）可以帶動(dòng)伸縮帶轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而收集外部的伸縮帶。

圖2 伸縮套筒結(jié)構(gòu)圖

卡扣結(jié)構(gòu)如圖3 所示，卡扣結(jié)構(gòu)包括活動(dòng)卡扣（活動(dòng)部分）和固定卡扣（固定部分）?；顒?dòng)卡扣上裝有牽引柱，可以牽拉伸縮帶，活動(dòng)卡扣內(nèi)部有彈簧，還裝置有鑰匙鎖，安裝時(shí)直接將鑰匙連桿卡進(jìn)固定卡扣的凹槽從而進(jìn)行固定，取下時(shí)通過(guò)特制的鑰匙逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙孔，帶動(dòng)鑰匙連桿退出固定卡扣的凹槽即可。固定卡扣為兩個(gè)活動(dòng)卡扣設(shè)計(jì)了凹槽，方便伸縮帶通過(guò)活動(dòng)卡扣展開(kāi)固定。固定卡扣處的第一面標(biāo)識(shí)的活動(dòng)卡扣固定位置比第二面標(biāo)識(shí)的活動(dòng)卡扣固定位置更高、更靠右側(cè)，可以遮擋，門(mén)柜把手，通過(guò)這種設(shè)計(jì)，第一面標(biāo)識(shí)“設(shè)備在運(yùn)行中”伸縮帶展開(kāi)時(shí)，第一面標(biāo)識(shí)的活動(dòng)卡扣可以遮擋并閉鎖該屏柜的把手，防止工作人員因走錯(cuò)屏柜而誤打開(kāi)運(yùn)行設(shè)備中的屏柜，進(jìn)而避免了誤操作風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 卡扣結(jié)構(gòu)圖

2.2 同軸三柱式原理

本文提出的適用于軌道巡檢機(jī)器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標(biāo)識(shí)，巧妙地采用同軸三柱式原理，通過(guò)牽引不同標(biāo)識(shí)面的活動(dòng)卡扣，可以將第一面（正面）“設(shè)備在運(yùn)行中”標(biāo)識(shí)和第二面（背面）“在此工作”標(biāo)識(shí)分別展示出來(lái)。其同軸三柱式原理如圖4 所示。

圖4 變電站安全標(biāo)識(shí)同軸三柱式原理圖（俯視圖）

由圖4 可見(jiàn)，三柱是指固定軸、第一面標(biāo)識(shí)牽引柱和第二面標(biāo)識(shí)牽引柱。固定軸是和伸縮帶套筒固定在一起的，不可活動(dòng)。第一面標(biāo)識(shí)牽引柱和第二面標(biāo)識(shí)牽引柱可以活動(dòng)，分別和第一面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣、第二面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣固定，通過(guò)牽拉第一面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣或第二面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣就可以牽拉第一面標(biāo)識(shí)牽引柱或第二面標(biāo)識(shí)牽引柱。第一面標(biāo)識(shí)牽引過(guò)程：牽拉第一面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣，帶動(dòng)第一面標(biāo)識(shí)牽引柱，將伸縮帶從伸縮帶套筒牽引出來(lái)，將第一面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣扣在安裝在柜門(mén)把手處的固定卡扣（外側(cè)），剛好遮住柜門(mén)把手，此時(shí)伸縮帶正面“設(shè)備在運(yùn)行中”標(biāo)識(shí)向外展示。第二面標(biāo)識(shí)牽引過(guò)程：牽拉第二面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣，帶動(dòng)第二面標(biāo)識(shí)牽引柱，將伸縮帶從伸縮帶套筒牽引出來(lái)，將第二面標(biāo)識(shí)活動(dòng)卡扣扣在安裝在柜門(mén)把手處的固定卡扣（內(nèi)側(cè)），沒(méi)有遮住柜門(mén)把手，此時(shí)，伸縮帶背面“在此工作”標(biāo)識(shí)向外展示。

3 應(yīng)用效果

將該變電站安全標(biāo)識(shí)安裝到二次設(shè)備屏柜，效果如圖5 所示。

圖5 變電站安全標(biāo)識(shí)安裝效果圖

由圖5 可見(jiàn)，該變電站安全標(biāo)識(shí)只遮擋屏柜中間部分，遮住的部分一般沒(méi)有二次設(shè)備或只有打印機(jī)部分被遮住，這樣既不影響工作人員巡視，也不影響巡檢機(jī)器人巡視。此外，在“設(shè)備在運(yùn)行中”屏柜的柜門(mén)把手被伸縮帶活動(dòng)卡扣遮擋，需要專(zhuān)用鑰匙才能取下，可以防止工作人員因走錯(cuò)屏柜而誤打開(kāi)運(yùn)行中的屏柜，避免誤操作。而在“在此工作”屏柜的柜門(mén)把手展現(xiàn)在外面，沒(méi)有被遮擋，方便工作人員打開(kāi)該屏柜柜門(mén)進(jìn)行工作。

為了檢驗(yàn)實(shí)際效果，以規(guī)范布置和拆除10 個(gè)“設(shè)備在運(yùn)行中”紅布簾和5 個(gè)“在此工作”標(biāo)識(shí)牌為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，選取一名具有三年工作經(jīng)驗(yàn)的工作人員采取傳統(tǒng)方式布置和拆除，再選取一名簡(jiǎn)單培訓(xùn)過(guò)的新員工進(jìn)行該變電站安全標(biāo)識(shí)布置和拆除，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

表1 變電站安全標(biāo)識(shí)布置拆除對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表1 看出，本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)極大地提高了變電站安全標(biāo)識(shí)的布置和拆除效率，其中裝設(shè)效率提高了200%，拆除效率更是提高633%，本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)拆裝方便，沒(méi)有傳統(tǒng)紅布簾、標(biāo)識(shí)牌拆裝的繁瑣流程。

傳統(tǒng)紅布簾、標(biāo)識(shí)牌裝設(shè)需要到安全標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)點(diǎn)拿取，需要確認(rèn)所拿的紅布簾、標(biāo)識(shí)牌數(shù)量正確且沒(méi)有拿錯(cuò)，紅布簾裝設(shè)需要兩手張開(kāi)擺正，標(biāo)識(shí)牌也需要手工擺正，拆除的時(shí)候，還需要對(duì)紅布簾進(jìn)行折疊整理，取回到安全標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)點(diǎn)整理擺好，而本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)直接固定在屏柜柜門(mén)，裝設(shè)拆除單手就可以解決，伸縮帶不需要折疊整理，直接靠伸縮帶套筒內(nèi)地彈簧自動(dòng)收回到套筒內(nèi)。

此外，本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)操作簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)的新員工就會(huì)操作。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出一種一種適用于軌道巡檢機(jī)器人的新型伸縮固定閉鎖式變電站安全標(biāo)識(shí)，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明，相比于現(xiàn)階段的紅布簾、標(biāo)識(shí)牌，具有以下優(yōu)勢(shì)。

（1）固定性好。本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)直接用螺絲固定在二次設(shè)備屏柜柜門(mén)把手處，比磁鐵吸附、膠布張貼的紅布簾和擺放、懸掛的標(biāo)識(shí)牌固定性好。

（2）裝設(shè)拆除方便快捷，提高效率。本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)在裝設(shè)的時(shí)候，只需要將需要用到的標(biāo)識(shí)的繩索帶拉出來(lái)扣上即可，在拆除的時(shí)候，只需要用特制的鑰匙解下卡扣，伸縮帶套筒里的彈簧會(huì)自動(dòng)收回伸縮帶，比需要整理收集的紅布簾、標(biāo)識(shí)牌使用起來(lái)更方便快捷。

（3）不影響人工和機(jī)器人巡視。本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)固定在門(mén)把手水平位置，該位置一般沒(méi)有二次設(shè)備或只有打印機(jī)，不會(huì)遮擋要巡視的二次設(shè)備。

（4）具有閉鎖功能，避免誤操作風(fēng)險(xiǎn)。本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)在裝設(shè)完“設(shè)備在運(yùn)行中”標(biāo)識(shí)后，伸縮帶卡扣會(huì)遮擋屏柜的門(mén)把手，需要特制的鑰匙才能打開(kāi)卡扣，相當(dāng)于對(duì)屏柜門(mén)進(jìn)行了閉鎖，有效避免了工作人員因走錯(cuò)屏柜而造成的誤操作。而“在此工作”伸縮帶卡扣不會(huì)遮擋屏柜的門(mén)把手，方便工作人員在此進(jìn)行維護(hù)檢查工作。

（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。本文提出的變電站安全標(biāo)識(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，簡(jiǎn)單易會(huì)，效率提高顯著，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。