杨汉贤 黄国昊 卢耿钊 陈淡嵩 孙世泰 谢玉卫

【摘  要】分析铁塔攀登过程中危险发生机理，比较现行几种登塔过程防坠落保护的方法，设计出一种符合人的攀登习惯的防坠落安全手卡，并详细介绍其构造和功能。

【关键词】输电铁塔;安全手卡;塔上作业

引言

随着我国经济的快速发展，地方用电需求量不断增加，作为电网主网架的输电线路数量也随之逐年增加，尤其是超（特）高压输电线路。中国南方电网超高压输电公司作为南方电网输电线路的运行维护单位，每年年底都要开展登塔检修工作。按照《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》规定：凡在坠落高度基准面2m及以上，有可能坠落的高处进行的作业称为高处作业。其中防高处坠落措施要求：1）高处作业应正确使用安全带;2）安全带应采用高挂低用的方式，不應系挂在移动、锋利或不牢固的物件上;3）攀登杆塔和转移位置时不应失去安全带的保护。作业过程中应随时检查安全带是否牢固。通过研究发现，我们急需一种在登杆过程能保护工作人员的装置，并且该装置需具备使用便捷、适用范围广、制造成本低等多个效果。我们主要是通过一个装置，叫安全手卡，从脚钉上塔的过程中双手抓紧安全手卡，通过扣住脚钉来代替双手向上攀登，上塔过程中如有意外失手，安全手卡即自动受力锁死在钢材或脚钉上，从而起到保护作用。其推广范围是输电人在角钢塔进行登塔作业的时候，凡是需要进行角钢塔登塔作业的区域，一般都有脚钉可以进行攀登，所以该装置都可以在这些范围进行应用，来达到安全攀登和高效作业的目的。

1 攀登铁塔存在的问题

1.1 现状分析

目前，人员攀登铁塔时多使用双安全带保护法，具体方式如下：全身式安全带左右各有一根腰绳，人员将安全带的一根腰绳绕过主材，通过腰绳上的钢制防脱扣系扣在对侧的扣环上，形成一个封闭的绳套。人员通过手扶角钢脚踩脚钉向上移动，移动过程中顺势将绳套向上移动，当绳套遇到塔材交叉节点时，人员将安全带的另一根腰绳采用同样方式在塔材交叉节点上方的主材上形成绳套，同时将交叉节点下方的的绳套解开，如此交替进行，直至人员到达作业点。

1.2 作业方法弊端分析

1）登塔停留时间长。目前超（特）高压输电线路铁塔高度50～80m不等，铁塔设计时考虑稳定性等因素，每隔1m至1.5m就会形成一个主材与斜材的交叉节点。以60m高铁塔为例，按照现行方法，由地面达到横担位置要交叉扣进、解出钢制防脱扣40～50次，熟练情况下每一次消耗10s左右，除去沿脚钉攀登时间不计，交叉处理安全带时人员静止停留在脚钉上的时间多达8min。

2）钢制防脱扣易碰塔材。操作安全带过程中钢制防脱扣可能磕碰塔材，导致问题：①造成金属构件内部损伤，缩短其使用寿命;②造成金属构件连接处损坏，无法继续使用，人员无法安全下塔。

3）安全风险大。就目前方法而言，绳套只能防止人员直接跌落到地面。如果人员滑落，绳套在主材上可移动的位移依然会产生巨大冲击力，对人体造成伤害，同时凸出的脚钉会使后果更加严重。

2 输电铁塔塔上作业安全手卡设计

2.1 手卡设计技术原理

本保护扣的整体主要可分为4个部分，其中包括：1、主卡板，该板为保护扣实施保护的主要承力部件，攀登过程及受重力冲击作用时均能满足2205N的受力而不影响整体结构。2、扣孔，该扣孔主要用于普通安全带与本保护扣的连接，并且其位置受向下力时使保护扣扣死铁塔塔材，受向上力时迅速松开。3、防滑垫，卡板内部设置防滑垫，作用于铁塔钢材表面，可有效保证摩擦力。4、扣死装置，卡板内部研制受力自扣死装置，在攀登过程中，如果遇到特殊情况，可以保证攀登人员失手时自动锁死钢材，从而达到保护效果。在上塔作业中，双手持安全手卡，安全带连接扣孔，确保安全带连接可靠后，方可进行登塔，攀登时使用卡板卡住塔体钢材，左右手交替使用，由于卡点在较高位置，所以松开手后扣孔后连接的安全带就可以受力，保证自身安全，双手交替使用，便可进行登塔作业。同理，在下塔过程中，同样遵循安全带高挂低用的原理，松开双手后，卡板卡住塔体，安全带受力，从而保证自身安全。

2.2 手卡设计关键点

第一，当人员攀登过程该卡板自然受重力作用向下，扣紧于铁塔主材上。第二，轻便受向上力时脱开扣板，攀登过程不受限制。第三，增加自锁装置，受重力作用时自然锁死。第四，具备调整功能，适用于多种型号的钢材，可以轻松渡过角钢塔上的连接部位。第五，适用于多种角钢塔攀登过程，彻底解决“登高过程不失去安全带保护”问题。

2.3 手卡设计创新点

第一，相较于传动的导轨，差速器，安全带交替使用上塔，安全手卡更加简单方便，使用易懂。其工作效率更加高效，安全系数高效。第二，灵活性强，由于灵活性，更加易于维护和保养，它只需要安装在安全带上，便可以灵活移动使用，不用把它至于野外，受环境的影响，成本相较于传统的导轨和差速器更加有优势。第三，适用性广，安全手卡适用大部分角钢塔。第四，安全系数高，在没有安装导轨的铁塔上，它大大增强了登塔作业时的安全，也不用如同差速器需要带至铁塔固定，并将钢丝绳带至塔下。

3 安全作业手卡应用前景

现实工作中，电力系统输电专业运检人员进行登塔作业的时候，在时间和工作量上经常出现工作量大而时间少的状况，所以部分人员为了方便简捷，不带安全带就进行登塔作业，为了完成作业而丧失了安全保护，这种情况是违反了安规的，我们应该杜绝此类情况发生，所以针对此种状况，我们发明了安全手卡。安全手卡运用于输配电线路角钢塔登塔作业，在运行、检修、施工都具备适用功效，并且有效地解决了输电人在时间和工作量不协调这个问题，安全手卡可以让我们方便安全地进行登塔作业，相比起安全带，它具有和安全带一样的效果和目的，都可以在意外失手的时候保护作业人员，失手时手卡会由于受力卡死在脚钉或钢材上，从而绳子可以拉住作业人员的后背从而保护作业人员不会摔下来，有效让输电人进行安全作业;不同的是安全带穿戴需要一定的时间，拉伸试验，检查等等都比较繁琐，而安全手卡它很容易穿戴，没有太多繁琐的步骤，在实际的现场作业中节省了很多时间，使我们在登塔的时候更加具备实用性，在现实作业中安全手卡的实际应用性就凸显出来了，所以安全手卡在未来的输电角钢塔攀登作业上，具有广泛的应用前景，可以为输电运检人员提供更加方便实用有效的作业安全保障。

参考文献：

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[3]张峰.黄土高原地区高压架空输电铁塔下压煤安全开采研究[C]// 全国"三下"采煤学术会议.2012.

（作者单位：广东电网揭阳供电局）