秦炜聪，庹 棽，罗 喆，李 澎，王延夫，龙亦文，徐 蔷，付凯朋，秦家军

（国网湖南湘潭供电公司，湖南 湘潭 411100）

1 研究背景

据调查研究，检修人员进行变电站内变压器套管、线路CVT 等坐落在高处的设备检修工作时，作业人员安全带只能绑扎固定在检修设备的绝缘子上。但是根据Q/GDW 1799.1—2013《国家电网公司电力安全工作规程》第18.1.8 条规定：“安全带的挂钩或绳子应挂在结实牢固的构件上，或专为挂安全带用的钢丝绳上，并应采用高挂低用的方式。禁止挂在移动或不牢固的物件上（如变压器套管绝缘子、CVT 绝缘子、母线支柱绝缘子、避雷器支柱绝缘子等）”。因此，将安全带直接绑扎在变压器套管、CVT、避雷器等设备支柱绝缘子上是违反安规规定的，且存在一定的安全风险[1-3]。

近年来，针对变压器套管、线路CVT 的通用安装结构，设计了一种高处作业安全带悬挂装置，检修人员作业时将其固定在变压器套管、线路CVT 等设备的基座上，即可作为安全带的固定点。但在实际使用过程中，由于各个变电站因设计施工或设备型号等原因，其设备基座的尺寸各有不同，常用的一体式安全带悬挂装置（如图1 所示）与分体式安全带悬挂装置（如图2 所示）并不能完全适用，以致于部分设备检修时：一是无法安装安全带悬挂装置，不系安全带、安全带系在支柱绝缘子等冒险作业的情况时有发生；二是安全带悬挂装置较笨重、安装时间长、安装不稳定，不仅给现场作业人员带来极大的安全隐患，也降低了检修工作效率。如何快速、稳固地安装安全带悬挂装置，是亟待解决的难题[4-6]。

图2 分体式安全带悬挂装置

因此，本文基于变压器套管以及线路CVT 设备型号尺寸，通过分析现状、寻找原因后，对各方面原因进行深入分析，决定研制“一种通用固定式安全带悬挂装置”，该装置具有安装方便、重量轻、结构稳等优点，能够极大地提高安装效率、保障作业人员安全。

2 研究思路

在此课题背景下，2022 年12 月，结合110 kV瓦子坪变电站停电检修现场，针对变压器套管、线路CVT 等不同类型设备检修工作，分别统计安装传统柱式安全带悬挂装置所需时长，结果如表1所示。

表1 对比实验所用时长统计

由此可见，传统的安全带悬挂装置存在装置笨重、部件模块较多、安装过程烦琐且安装不可靠等一系列缺点。

本文目的在于克服现有技术的不足之处，研制一种通用固定式安全带悬挂装置，装置全长1 400 mm，挂杆设计为圆形，顶端装有安全带挂环，底端设计有登高杆与插销，插销能够插入底座，使得底座和挂杆之间能够固定连接，底座表面专设一个与线路CVT 及变压器套管升高座法兰螺栓匹配的固定销，使安全带悬挂装置底座直接通过设备法兰螺栓固定在升高座上。

本文研究的装置具备登高杆方便检修；插销不须要对挂杆进行紧固；通过螺栓固定安全带挂架，底座安全可靠的特点。该装置研究具有以下2 个难点：安全带悬挂装置应适用于不同型号的变压器套管与线路CVT；安全带悬挂装置应安装可靠，防止出现松动现象，距离瓷瓶需有一定距离避免碰撞造成瓷瓶损坏等情况[7-8]。

3 确定方案

3.1 结构及固定方式

该安全带悬挂装置针对于变压器套管及线路CVT 此类设备，此类设备由于基座较高，传统的安全带挂架固定空间有限，故决定将安全带悬挂装置的固定点设置在设备基座上。通过对基座结构的研究决定将安全带悬挂装置设为底座以及可拆卸连接在底座上的挂杆[9-10]。底座包括搭载在设备基座顶面的基板以及设于基板下方的卡勾，卡勾上设有能与设备基座底面抵接的紧固件。挂杆的底端与底座连接，挂杆的顶端设有挂环，基板的顶面中心对称布置有挡板，挂杆位于挡板的中间，挡板对挂杆的左右及前后限位，如图3 所示。

图3 通用固定式安全带悬挂装置

3.2 材料选择

安全带挂杆的材料既要承重能力强，又要整体轻巧、易搬运，经过对比筛选找到3 种材料，如表2 所示。

表2 安全带挂杆材料选用方案对比

由表2 的对比分析可知，FR4 型环氧树脂管能满足承重要求，并且其材料密度相对较低且强度合格，具有非常高的性价比。底座部分材质采用抗腐蚀、耐氧化的低碳热轧钢材质强度均符合ISO 认证要求[11]。

4 具体实施方式

4.1 资料收集

根据传统柱式及拆分式可调节型安全带悬挂装置，以变电站内常见的变压器套管及线路CVT 检修现场为参考模拟，设计一种可调节型安全带悬挂装置，装置全长约1 400 mm，挂杆顶端装有安全带挂环，尺寸为1 200 mm × 50 mm × 50 mm。

4.2 制作装置底座

制作一个表面有挂杆插销孔，且专设有与线路CVT 及变压器套管升高座的法兰螺栓匹配的固定销的底座，如图4 所示。

图4 装置底座

紧固件如图5 所示。

图5 底座紧固件

4.3 制作安全带挂杆

挂杆内部采用玻璃钢，外部采用高强度绝缘良好的碳纤维环氧树脂。玻璃钢具有质量轻、强度高的优点，因此能有效降低悬挂装置的质量，在高处安装的过程中更省力。

如图6 所示，挂杆的顶端设有安全带挂环21。挂杆的底端与基板11 连接，基板11 上设有插销孔17，挂杆的底端设有与插销孔17 匹配的插销，在使用时，挂杆的插销插入至插销孔17 中。

图6 安全带挂杆

在挂杆的左右两侧设有登高杆23。由于变压器以及线路CVT 等设备太高，检修不方便，因此在挂杆上设计登高杆23，方便检修人员对设备高处进行检修。在作业时，检修人员能够踩在登高杆23 上对高处进行检修。

对安全带挂杆进行拉力试验检验安全带挂杆是否能满足承受作业人员高处跌落的质量要求，经现场试验证明，碳纤维环氧树脂方管的拉力试验合格，符合现场使用要求。

5 应用价值

可调节型挂钩式安全带悬挂装置现已在国网湖南湘潭供电公司响水坝、光华、麦子石、西湖等变电站进行现场使用，通过实践检修证明，该装置可有效保障人员作业安全，提高现场作业效率，减轻作业人员劳动强度，大大提升公司优质服务水平。该装置与其他安全带悬挂装置的效益对比如表3所示。

表3 通用固定式安全带悬挂装置效益对比表

通过表3 可知，相比于其他传统的安全带悬挂装置，可调节型安全带悬挂装置可实现单人高效、安全的安装使用。其中，安装时长缩短至1 min，相较于平均安装时长最短的一体式安全带悬挂装置，缩短装置安装时长80%以上，对设备进行检修时安全带悬挂装置安装时间控制在2 min 以内。

安全方面：通用固定式安全带悬挂装置安装十分紧固，受力非常均匀，结构稳定、安全可靠。借助此工具，对设备进行检修的高处作业人员安全带将不再“无处可挂”，能够有效保障现场作业人员的人身安全，减少人员作业风险。同时，传统柱式安全带挂架质量约为12 kg，而通用固定式安全带悬挂装置质量仅为4.5 kg，且可进行拆分，在高处安装过程中更省力，使用更方便。

6 结束语

本研究成果，有效地提升了在变压器套管、线路CVT 等设备上进行检修作业时安装安全带悬挂装置的效率，减轻了作业人员劳动强度，保障了作业人员检修安全。根据现场经验得知，该装置在现场使用时挂环无法转动方向、装置安装位置固定导致作业人员移动范围较小等问题比较突出。后续将考虑安全带挂环是否可以制成万向型、装置是否可以拓宽便于作业人员高处移动等方面进行改进。