生命線防墜落系統在電氣設備的研究與應用

林 銳，黃柳軍，莫有德，黃 歡，張曉春

（廣西電網有限責任公司柳州供電局，廣西 柳州 545005)

生命線防墜落系統在電氣設備的研究與應用

林 銳，黃柳軍，莫有德，黃 歡，張曉春

（廣西電網有限責任公司柳州供電局，廣西 柳州 545005)

10 kV開關柜和GIS設備是室內電氣設備的重要組成部分，為保證其正常運行，檢修人員需要對其進行定期檢修。為此，提出了一種全新的安全防護理念、措施和相應的生命線防墜落系統，通過在10 kV開關柜加裝水平生命線系統、在GIS室內頂部加裝不規則防墜落系統來改善登高人員作業環境，從根本上消除安全隱患，確保電力人員的人身安全。

登高作業；防墜落；10 kV開關柜；GIS設備

0 前言

隨著新《安全生產法》的頒布，國家突出強調“底線思維”和“紅線意識”，大力推行高標準、嚴要求的生產安全考核機制，深化“以人為本”的安全管理理念。因此，從安全生產發展的全局出發，確保作業人員的人身安全，成為電力系統安全管理需要重點解決的問題。目前，在日常生產中對10 kV開關柜和GIS設備進行檢修維護時，登高墜落與反登高墜落的矛盾十分突出。為此，本文提出了一種全新的安全防護理念和相應的生命線防墜落系統，通過在10 kV開關柜加裝水平生命線系統、在GIS室內頂部加裝不規則防墜落系統及其他安全設施，來有效改善作業人員的作業環境，從根本上消除了作業人員在10 kV開關柜和GIS設備上水平移動時的人身安全隱患，保證了電力登高作業人員工作的安全、順利。

1 作業環境分析

1.1 10 kV開關柜

10 kV高壓室在變電站配電系統中起著十分重要的作用。某電力局部分10 kV開關柜高達3 m，其檢修工作屬高處作業。該設備在役運行過程中需要進行經常性的維護和檢修，且該電力局內10 kV開關柜每6年要全部清理和檢修1次，每次清理和檢修時作業人員都需在開關柜頂部作業和柜間移動。目前，作業人員在檢修移動過程中存在未配置安全繩或出現安全繩“低掛高用”現象，極易造成高空墜落事故或在墜落過程中造成人員傷亡和設備損壞，因此必須采用適當的方法排除此隱患。

1.2 GIS設備

目前，GIS設備檢修作業的安全保護措施不能完全保護作業人員在GIS設備上的作業安全，作業人員隨時存在高處墜落的危險。作業人員在GIS設備頂部作業或移位時，安全繩必須系在牢固構件上，作業人員在攀爬GIS設備管道和在相與相之間移動時，必須使用工作定位繩和安全繩交叉換位，確保GIS設備上轉位過程中的防護。工作過程中，在GIS設備上水平移動存在以下問題：

(1) 在GIS設備上水平移動的過程中，安全繩必須系在牢固構件上，而GIS設備并不是所有位置都具備牢固掛點；

(2) 在GIS設備上水平移動過程中，始終要解開安全繩尋找下一個固定點，待固定后方可繼續移動，存在無安全保護的安全風險；

(3) 由于GIS設備水平面的不規則和檢修點的不確定，致使作業人員頻繁移動，作業人員難免因工作量增加造成心態變化，導致安全意識降低；

(4) GIS站內工作環境復雜，檢修作業面不規則，待檢修點不確定，高處作業多及安全掛點較少等，導致GIS設備檢修作業存在較多安全隱患。

2 水平生命線系統

對于上述2種設備的復雜作業環境，應采用國際上通行的水平生命線系統及其擴展系統——不規則防墜落系統來解決高處防墜落問題。水平生命線系統是一種承重裝置，采用水平鋼纜柔性錨索支架，與結構物永久相連，在保護1名或多名高空作業人員的同時，還能確保作業人員有最大的移動空間。

工作時，作業人員將安全繩與水平生命線系統連接后，無需再解開連接，便可沿鋼纜自由移動，可滿足10 kV高壓小室和110 kV GIS設備區的作業環境，其工作原理如圖1所示。

圖1 水平生命線系統工作原理

3 水平生命線系統在10 kV開關柜的應用

3.1 系統實現

根據設備周邊空間布局，計算水平生命線系統的支撐力和高度，在配電柜上方安裝1條水平鋼纜，并附加滑車、墜落制動器等組件，為檢修人員提供安全帶的掛點。安裝好的系統應具有以下功能：

(1) 提供防墜落掛點，并保證在作業人員的工作范圍內都能提供有效掛點；

(2) 保證作業人員萬一墜落時不受傷害；

(3) 能同時承擔2人的重量。

3.2 系統試驗

3.2.1 裝置流暢性試驗

流暢性試驗如圖2所示。試驗結果證實：裝置防墜器通過連接可快速、無阻地通過中間支撐，達到使用要求。

圖2 水平生命線現場流暢測試

3.2.2 靜態拉力試驗

在導軌上，沿垂直方向以不大于30 mm/min的速率施力至15 kN，并保持3 min，發現導軌與固定結構之間的連接未出現滑移、松脫、金屬件撕裂及導軌嚴重變形等現象；卸載后，自鎖器可在導軌上順暢滑動。此試驗結果達到了試驗標準要求。3.2.3 整體動態負荷試驗

對裝置模擬人員瞬間墜落時垂直方向上的整體動態負荷測試。將100 kg沙袋上升到3 m高度后，做自由落體運動，測試裝置是否會遭到嚴重破壞、沙袋是否會墜落到地面，如圖3所示。試驗結果表明：沙袋下墜高度小于1.2 m時，裝置未出現織帶撕裂開線、金屬件碎裂、連接器開啟、繩斷、模擬人滑落、導軌及轉向器嚴重變形等現象，緩沖器輕微開啟；卸載后，自鎖器可在導軌上順暢滑動。

圖3 整體動態負荷測試

4 GIS設備不規則工作面防墜落系統的研究

基于水平生命線系統的成功使用，開展了對其擴展系統，即不規則工作面防墜落系統在GIS設備上應用的研究。

4.1 主要技術難點

通過研究GIS設備檢修現場作業環境和檢修工作過程，總結歸納出如下5個技術難點：

(1) 如何保障作業人員到達各工作面的過程中始終得到安全防護；

(2) 防墜器如何直接通過轉彎處，并與作業人員始終連接；

(3) 如何保障作業人員在工作面全方位活動時系統的穩定性和流暢性；

(4) 如何保障系統安裝后不影響GIS變電站內行吊設備的運行及作業；

(5) 如何適應不同廠家的GIS設備，且不改變和影響設備原有狀態。

4.2 不規則工作面防墜落系統的實現

解決上述技術難點的關鍵是，不規則工作面防墜落系統應具有伸縮性和整體位移功能。不規則工作面防墜落系統為沿不規則水平方向運動的作業人員提供了永久性的固定錨點(安全掛點)。其主要實現方式：沿水平軌道鋪設8 mm不銹鋼鋼絲，鋼絲繩兩頭安裝在兩端特殊的萬向末端鋼板上，每隔10 m安裝1個定位支撐架，將鋼絲繩始終固定在恒定的直線位置，如遇到90°直角需轉彎，僅需改變支撐架軌跡方向。系統一端安裝張緊器，確保鋼絲繩始終保持張力；另一端配備減震終端，安裝在萬向末端鋼板上，以降低作業人員、定位支架、終端的墜落沖擊力。不銹鋼防墜器通過限高防墜器與作業人員連接，方便人員移動，在任何時候都可確保作業人員安全。工作結束后，可將減震器移動到行吊頂端垂直墻面預設的掛置點固定，從而避免不用減震器時影響行吊運行。

不規則工作面防墜落系統易于安裝調整，可用于任何不規則工作面上，適應不同廠家的GIS設備，具有良好的復制性和推廣性。

5 使用成效

5.1 水平生命線

10 kV高壓開關柜水平生命線系統試驗結果表明，該系統性能可靠，具有簡便、實用、安全的特點，尤其在搶修時可大幅縮短作業人員在多個柜體之間移動的時間，為安全繩提供了合適的掛點，解決了“高掛低用”問題，避免了高空墜落事故或墜落過程中人員的傷亡或設備的損壞。

5.2 不規則工作面防墜落系統

不規則工作面防墜落系統在GIS變電站的應用，消除了檢修作業過程中因水平移動而產生的高處墜落風險，提升了對作業人員的安全保障能力，減輕了GIS設備檢修作業人員的心理負擔和壓力。

6 結束語

生命線防墜落系統的研制，填補了10 kV開關柜水平位移作業和GIS變電站檢修工作不規則面作業防墜落系統的空白，為該類室內電氣設備檢修作業防高空墜落提出了一種行之有效、安全可靠的解決方案。該系統能提高檢修安全水平和檢修效率，有助于提高公司安全管理水平和供電可靠性，提升公司社會形象，符合國家“預防為主，安全第一，綜合治理”的方針和“以人為本”的安全管理理念，具有推廣應用的價值。

1 GB24542—2009，墜落防護帶剛性導軌的自鎖器[S].北京：中國標準出版社，2009.

2 GB24537—2009，墜落防護帶柔性導軌的自鎖器[S].北京：中國標準出版社，2009.

3 GB6095—2009，安全帶[S].北京：中國標準出版社，2009.

4 GB6096—2009，安全帶檢驗方法[S].北京：中國標準出版社，2009.

5 GB23468—2009，墜落防護裝備安全使用規范[S].北京：中國標準出版社，2009.

2015-09-10。

林 銳(1983-)，男，工程師，主要從事安全管理、事故事件調查工作，email：itwind@gmail.com。

黃柳軍(1977-)，男，工程師，主要從事安全管理、保供電管理工作。

莫有德(1969-)，男，工程師，主要從事安全管理工作。

黃 歡(1982-)，男，工程師，主要從事安全管理工作。

張曉春(1970-)，男，工程師，主要從事安全管理工作。