一種可收束的安全帶后備保護繩的研制

蔡 鑫

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

0 引言

優質的電力供應是經濟發展的重要基礎，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，需要建設更多的輸電線路來保證電力供應，而數量眾多的輸電線路的建設、維護往往需要以高空作業的形式開展，為防止作業過程中發生因高處墜落導致的人身傷亡事件，作業人員必須嚴格按照安規相關規定，正確使用安全帶。

1 安全帶基本介紹

GB/T 3608—2008《高處作業分級》規定，只要作業高度達到2 m（包括2 m）、有可能存在墜落風險的，就稱為高處作業[1]，高處作業必須嚴格正確使用安全帶。高處作業安全帶按照使用條件的不同，可以分為圍欄作業安全帶、區域限制安全帶、墜落懸掛安全帶，三種安全帶的主要結構均包括系帶、連接器、調節器、安全繩、圍桿帶。

圍欄作業安全帶的結構較為簡單，主要用于涉及水泥桿、木桿的高處作業，安全帶的主保護繩一般系在腹部以上的桿身處，作業人員可以在桿上雙手進行作業；區域限制安全帶主要用于限制作業人員的活動范圍，防止作業人員活動到有高處墜落風險的區域；墜落懸掛安全帶主要用于作業高度較高，存在高處墜落風險且墜落過程中易產生較大沖擊力的作業場所。

研究表明，人體的受力極限是8～8.9 kN，但當高處墜落沖擊力達到1.99 kN時就有可能致人死亡，沖擊力在1.7 kN時對人體就會造成傷害[2]。作業人員在發生高處墜落后，其自身的重力勢能迅速轉化為下墜的動能，動能的大小與作業人員的體重和墜落時間有關，體重越大，墜落時間越長，動能越大，在安全帶發揮作用的瞬間產生的沖擊力就越大。為保護作業人員墜落時不受超限的沖擊力傷害，《電力安全工作規程》規定，當安全帶的后備保護繩超過2 m時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通過釋放結構以及結構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，從而減小或避免作業人員發生高處墜落后受到的傷害。

2 電力作業中現有安全帶存在的不足

輸電運維中普遍使用的安全帶類型為墜落懸掛安全帶，根據結構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、標準型和坐型[3]，因增加了腿部的系帶，在高處墜落時能夠更好地保護作業人員，目前行業普遍使用標準型。全身式安全帶主要包括安全帶主體、主保護繩、后備保護繩以及連接器、系帶等，主保護繩長度短，是作業時的主要保護，要求使用時“高掛低用”，后備保護繩長度較長，常見長度為3 m或5 m，后備保護繩是作業人員塔上移位過程中的主要保護，移位結束后作為在塔上作業時的后備保護，與主保護繩共同保護作業人員。

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

2.1 不停電塔上作業時存在安全距離不足的隱患

當作業過程中作業人員、材料及工器具能夠與帶電導線保持《電力安全工作規程》規定的距離時，可以選擇不停電進行塔上作業。

下面以110 kV貓頭塔不停電人工拆除中相絕緣子掛點鳥巢為例進行分析。圖1為某110 kV貓頭塔塔頭空間示意圖，絕緣子型號為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。本次工作作業人員使用全身式安全帶，后備保護繩長度為3 m，身高為1 700 mm的作業人員穿戴好全身式安全帶后，用于連接后備保護繩的背部卡扣距地面約為1 200 mm，此時，后備保護繩自然下垂超過橫擔的部分長度為1 800 mm。因貓頭塔中相橫擔處無高掛點，后備保護繩掛在橫擔上后自然下垂約有900 mm，后備保護繩下垂最低點距導線距離約為668 mm，小于安規規定的距離。作業人員蹲下作業時自然下垂的后備保護繩距離帶電導線更近，甚至會直接碰觸導線。此外，作業人員塔上轉位時會暫時解開后備保護繩，此時若后備保護繩不慎脫手或由工具帶中掉出，會導致后備繩直接碰觸導線，造成嚴重的觸電事故。

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 易引發高空墜物

實際工作中，不停電塔上作業人員會格外注意后備保護繩的收束，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、拿出后備繩易引發高空墜物風險。

2.3 后備保護繩整理、使用不便

登塔作業前，作業人員會將后備繩放入工具包或整理后掛在身上，方便登塔，但整理不當時，會出現難以展開、松脫，甚至登塔過程中掛住腳釘等情況。此外，后備繩整理普遍采用纏繞法，整理不方便，整理質量參差不齊，給存儲、使用帶來了很大麻煩。因以上原因導致的不帶后備保護繩違規登塔作業的情況時有發生，給安全生產埋下了巨大的隱患。

3 一種具有收束功能的后備保護繩

后備保護繩是高處作業人員人身安全的第二道屏障，但現有后備保護繩的結構也給作業帶來了一定的不利影響。基于以上分析，本文介紹了一種具有自動收束功能的后備保護繩裝置，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繩結構圖

圖3中各部構件詳情如下：

（1）結構1為后備保護繩主繩，是后備保護的主要承力結構，作為作業人員防高空墜落的重要保障。為實現收束功能，后備繩主體放棄圓柱繩體結構，采用編織帶狀結構。不同等級后備繩長度不同，根據《中國南方電網電力安全工作規程》，后備保護繩在2 m以上的應加裝緩沖器，本裝置長度超過2 m時，緩沖包可使用鎖扣安裝于結構3與結構1之間，發揮墜落緩沖作用。

（2）結構2為收束盒，是收束帶狀后備繩的重要結構。該結構包含一個鎖止按鈕，該按鈕控制收束盒的收束功能，當鎖止按鈕按下時，收束盒收束功能鎖止，后備繩可以正常拉出，但收束盒不能自動收束多余后備繩，后備繩保持當前釋放的長度；當鎖止按鈕釋放時，收束盒收束功能發揮作用，作業人員移動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，當作業人員停止移動時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收束于結構2收束盒中。

（3）結構3為大板掛鉤，該結構用于將后備保護繩懸掛在作業位置附近的塔材上，根據作業需求，結構3的大板掛鉤可以更換為大環掛鉤，方便塔上使用。

（4）結構4為掛環，可使用鎖扣將后備繩整體掛在安全帶的背環上，使后備繩與安全帶成為一個整體，承受高處墜落時的沖擊力和重力。

以上結構共同構成了一種具有收束功能的后備保護繩裝置，該裝置能夠在收束力的作用下自動收束多余長度的后備繩，極大地減小后備繩下垂長度，避免緊湊空間作業因后備繩下垂過長導致安全距離不足的風險。

4 效益及應用

精益管理方面：該裝置通過收束盒設計可以自動收束多余長度的后備保護繩，避免了常見后備繩需要卷繞整理的環節，減少了作業前后整理工器具的工作量，方便了后備繩的管理與保持。

安全生產方面：該裝置在塔上作業的過程中能夠有效地自動收束多余長度的后備保護繩，避免了作業中后備繩下垂導致安全距離不足的隱患，同時減少了多余長度后備繩對作業的干擾，提高了作業的便捷性，避免了因后備繩收納不當導致的高空墜物的風險。

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

圖4 不同后備保護繩在作業中的使用情況展示

5 結束語

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