一種可收束的安全帶后備保護(hù)繩的研制

蔡 鑫

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

0 引言

優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，而輸電線路是電力輸送的重要通道。隨著用電量的不斷增長，需要建設(shè)更多的輸電線路來保證電力供應(yīng)，而數(shù)量眾多的輸電線路的建設(shè)、維護(hù)往往需要以高空作業(yè)的形式開展，為防止作業(yè)過程中發(fā)生因高處墜落導(dǎo)致的人身傷亡事件，作業(yè)人員必須嚴(yán)格按照安規(guī)相關(guān)規(guī)定，正確使用安全帶。

1 安全帶基本介紹

GB/T 3608—2008《高處作業(yè)分級(jí)》規(guī)定，只要作業(yè)高度達(dá)到2 m（包括2 m）、有可能存在墜落風(fēng)險(xiǎn)的，就稱為高處作業(yè)[1]，高處作業(yè)必須嚴(yán)格正確使用安全帶。高處作業(yè)安全帶按照使用條件的不同，可以分為圍欄作業(yè)安全帶、區(qū)域限制安全帶、墜落懸掛安全帶，三種安全帶的主要結(jié)構(gòu)均包括系帶、連接器、調(diào)節(jié)器、安全繩、圍桿帶。

圍欄作業(yè)安全帶的結(jié)構(gòu)較為簡單，主要用于涉及水泥桿、木桿的高處作業(yè)，安全帶的主保護(hù)繩一般系在腹部以上的桿身處，作業(yè)人員可以在桿上雙手進(jìn)行作業(yè)；區(qū)域限制安全帶主要用于限制作業(yè)人員的活動(dòng)范圍，防止作業(yè)人員活動(dòng)到有高處墜落風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域；墜落懸掛安全帶主要用于作業(yè)高度較高，存在高處墜落風(fēng)險(xiǎn)且墜落過程中易產(chǎn)生較大沖擊力的作業(yè)場所。

研究表明，人體的受力極限是8～8.9 kN，但當(dāng)高處墜落沖擊力達(dá)到1.99 kN時(shí)就有可能致人死亡，沖擊力在1.7 kN時(shí)對(duì)人體就會(huì)造成傷害[2]。作業(yè)人員在發(fā)生高處墜落后，其自身的重力勢(shì)能迅速轉(zhuǎn)化為下墜的動(dòng)能，動(dòng)能的大小與作業(yè)人員的體重和墜落時(shí)間有關(guān)，體重越大，墜落時(shí)間越長，動(dòng)能越大，在安全帶發(fā)揮作用的瞬間產(chǎn)生的沖擊力就越大。為保護(hù)作業(yè)人員墜落時(shí)不受超限的沖擊力傷害，《電力安全工作規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)安全帶的后備保護(hù)繩超過2 m時(shí)需要有防止墜落沖擊的緩沖器。緩沖器的作用是在受到拉力沖擊時(shí)通過釋放結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)變形等形式吸收超限沖擊力，保證作用在人體的沖擊力在限制值以內(nèi)，從而減小或避免作業(yè)人員發(fā)生高處墜落后受到的傷害。

2 電力作業(yè)中現(xiàn)有安全帶存在的不足

輸電運(yùn)維中普遍使用的安全帶類型為墜落懸掛安全帶，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為半身式安全帶和全身式安全帶，全身式安全帶可分為簡易型、標(biāo)準(zhǔn)型和坐型[3]，因增加了腿部的系帶，在高處墜落時(shí)能夠更好地保護(hù)作業(yè)人員，目前行業(yè)普遍使用標(biāo)準(zhǔn)型。全身式安全帶主要包括安全帶主體、主保護(hù)繩、后備保護(hù)繩以及連接器、系帶等，主保護(hù)繩長度短，是作業(yè)時(shí)的主要保護(hù)，要求使用時(shí)“高掛低用”，后備保護(hù)繩長度較長，常見長度為3 m或5 m，后備保護(hù)繩是作業(yè)人員塔上移位過程中的主要保護(hù)，移位結(jié)束后作為在塔上作業(yè)時(shí)的后備保護(hù)，與主保護(hù)繩共同保護(hù)作業(yè)人員。

后備保護(hù)繩較長的長度有利于作業(yè)人員在桿塔上轉(zhuǎn)移位置，但也給作業(yè)人員帶來了一定的困擾。

2.1 不停電塔上作業(yè)時(shí)存在安全距離不足的隱患

當(dāng)作業(yè)過程中作業(yè)人員、材料及工器具能夠與帶電導(dǎo)線保持《電力安全工作規(guī)程》規(guī)定的距離時(shí)，可以選擇不停電進(jìn)行塔上作業(yè)。

下面以110 kV貓頭塔不停電人工拆除中相絕緣子掛點(diǎn)鳥巢為例進(jìn)行分析。圖1為某110 kV貓頭塔塔頭空間示意圖，絕緣子型號(hào)為FXBW4-110/100，如圖2所示，該絕緣子金具組裝串整體長度為1 568 mm。本次工作作業(yè)人員使用全身式安全帶，后備保護(hù)繩長度為3 m，身高為1 700 mm的作業(yè)人員穿戴好全身式安全帶后，用于連接后備保護(hù)繩的背部卡扣距地面約為1 200 mm，此時(shí)，后備保護(hù)繩自然下垂超過橫擔(dān)的部分長度為1 800 mm。因貓頭塔中相橫擔(dān)處無高掛點(diǎn)，后備保護(hù)繩掛在橫擔(dān)上后自然下垂約有900 mm，后備保護(hù)繩下垂最低點(diǎn)距導(dǎo)線距離約為668 mm，小于安規(guī)規(guī)定的距離。作業(yè)人員蹲下作業(yè)時(shí)自然下垂的后備保護(hù)繩距離帶電導(dǎo)線更近，甚至?xí)苯优鲇|導(dǎo)線。此外，作業(yè)人員塔上轉(zhuǎn)位時(shí)會(huì)暫時(shí)解開后備保護(hù)繩，此時(shí)若后備保護(hù)繩不慎脫手或由工具帶中掉出，會(huì)導(dǎo)致后備繩直接碰觸導(dǎo)線，造成嚴(yán)重的觸電事故。

圖1 110 kV貓頭塔塔頭空間示例

圖2 110 kV懸垂絕緣子及金具組裝串示例

2.2 易引發(fā)高空墜物

實(shí)際工作中，不停電塔上作業(yè)人員會(huì)格外注意后備保護(hù)繩的收束，但后備繩長度長，塔上收束極其不便，一般做法是將后備保護(hù)繩收束在工具包中，但工具包多攜帶有其他工具，頻繁放入、拿出后備繩易引發(fā)高空墜物風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 后備保護(hù)繩整理、使用不便

登塔作業(yè)前，作業(yè)人員會(huì)將后備繩放入工具包或整理后掛在身上，方便登塔，但整理不當(dāng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)難以展開、松脫，甚至登塔過程中掛住腳釘?shù)惹闆r。此外，后備繩整理普遍采用纏繞法，整理不方便，整理質(zhì)量參差不齊，給存儲(chǔ)、使用帶來了很大麻煩。因以上原因?qū)е碌牟粠Ш髠浔Ｗo(hù)繩違規(guī)登塔作業(yè)的情況時(shí)有發(fā)生，給安全生產(chǎn)埋下了巨大的隱患。

3 一種具有收束功能的后備保護(hù)繩

后備保護(hù)繩是高處作業(yè)人員人身安全的第二道屏障，但現(xiàn)有后備保護(hù)繩的結(jié)構(gòu)也給作業(yè)帶來了一定的不利影響?；谝陨戏治?，本文介紹了一種具有自動(dòng)收束功能的后備保護(hù)繩裝置，該裝置由后備繩主帶、收束盒以及附件組成，如圖3所示。

圖3 具有收束功能的后備保護(hù)繩結(jié)構(gòu)圖

圖3中各部構(gòu)件詳情如下：

（1）結(jié)構(gòu)1為后備保護(hù)繩主繩，是后備保護(hù)的主要承力結(jié)構(gòu)，作為作業(yè)人員防高空墜落的重要保障。為實(shí)現(xiàn)收束功能，后備繩主體放棄圓柱繩體結(jié)構(gòu)，采用編織帶狀結(jié)構(gòu)。不同等級(jí)后備繩長度不同，根據(jù)《中國南方電網(wǎng)電力安全工作規(guī)程》，后備保護(hù)繩在2 m以上的應(yīng)加裝緩沖器，本裝置長度超過2 m時(shí)，緩沖包可使用鎖扣安裝于結(jié)構(gòu)3與結(jié)構(gòu)1之間，發(fā)揮墜落緩沖作用。

（2）結(jié)構(gòu)2為收束盒，是收束帶狀后備繩的重要結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包含一個(gè)鎖止按鈕，該按鈕控制收束盒的收束功能，當(dāng)鎖止按鈕按下時(shí)，收束盒收束功能鎖止，后備繩可以正常拉出，但收束盒不能自動(dòng)收束多余后備繩，后備繩保持當(dāng)前釋放的長度；當(dāng)鎖止按鈕釋放時(shí)，收束盒收束功能發(fā)揮作用，作業(yè)人員移動(dòng)中給后備繩施加一定拉力，該拉力大于收束盒的收束力，后備繩即在拉力作用下放出，當(dāng)作業(yè)人員停止移動(dòng)時(shí)施加在后備繩上的拉力消失，在收束盒的收束力作用下，后備繩多余長度自動(dòng)收束于結(jié)構(gòu)2收束盒中。

（3）結(jié)構(gòu)3為大板掛鉤，該結(jié)構(gòu)用于將后備保護(hù)繩懸掛在作業(yè)位置附近的塔材上，根據(jù)作業(yè)需求，結(jié)構(gòu)3的大板掛鉤可以更換為大環(huán)掛鉤，方便塔上使用。

（4）結(jié)構(gòu)4為掛環(huán)，可使用鎖扣將后備繩整體掛在安全帶的背環(huán)上，使后備繩與安全帶成為一個(gè)整體，承受高處墜落時(shí)的沖擊力和重力。

以上結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了一種具有收束功能的后備保護(hù)繩裝置，該裝置能夠在收束力的作用下自動(dòng)收束多余長度的后備繩，極大地減小后備繩下垂長度，避免緊湊空間作業(yè)因后備繩下垂過長導(dǎo)致安全距離不足的風(fēng)險(xiǎn)。

4 效益及應(yīng)用

精益管理方面：該裝置通過收束盒設(shè)計(jì)可以自動(dòng)收束多余長度的后備保護(hù)繩，避免了常見后備繩需要卷繞整理的環(huán)節(jié)，減少了作業(yè)前后整理工器具的工作量，方便了后備繩的管理與保持。

安全生產(chǎn)方面：該裝置在塔上作業(yè)的過程中能夠有效地自動(dòng)收束多余長度的后備保護(hù)繩，避免了作業(yè)中后備繩下垂導(dǎo)致安全距離不足的隱患，同時(shí)減少了多余長度后備繩對(duì)作業(yè)的干擾，提高了作業(yè)的便捷性，避免了因后備繩收納不當(dāng)導(dǎo)致的高空墜物的風(fēng)險(xiǎn)。

該裝置目前已在部分輸電所得到應(yīng)用，使用情況如圖4所示。同一作業(yè)人員在同一位置上，普通后備保護(hù)繩下垂明顯，其下垂最低點(diǎn)明顯低于橫擔(dān)下平面，帶電情況下存在安全距離不足的風(fēng)險(xiǎn)；具有收束功能的后備保護(hù)繩在該作業(yè)條件下無過量下垂，下垂最低點(diǎn)在人員腰部附近，未超過橫擔(dān)上平面，未造成安全距離不足的風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 不同后備保護(hù)繩在作業(yè)中的使用情況展示

5 結(jié)束語

高空作業(yè)安全帶的后備保護(hù)繩是高空作業(yè)人員安全的第二道保護(hù)屏障，為方便塔上轉(zhuǎn)移位置，后備保護(hù)繩都具有較長的長度，但其長度也給高空作業(yè)人員帶來了一定的困擾和隱患，例如收束整理不便、反復(fù)收納存在高處墜物隱患、塔上不停電作業(yè)使用不當(dāng)可能導(dǎo)致安全距離不足等。本文提出了一種具有收束功能的后備保護(hù)繩裝置，并對(duì)該裝置的各部分功能進(jìn)行了說明，經(jīng)過實(shí)際工作驗(yàn)證，該裝置能夠自動(dòng)收束多余長度的后備保護(hù)繩，避免后備繩下垂導(dǎo)致的安全距離不足的隱患，其自動(dòng)收束功能較大地提高了作業(yè)過程的安全性和裝置收納的便捷性。