生命线防坠落系统在电气设备的研究与应用

林 锐，黄柳军，莫有德，黄 欢，张晓春

（广西电网有限责任公司柳州供电局，广西 柳州 545005)

生命线防坠落系统在电气设备的研究与应用

林 锐，黄柳军，莫有德，黄 欢，张晓春

（广西电网有限责任公司柳州供电局，广西 柳州 545005)

10 kV开关柜和GIS设备是室内电气设备的重要组成部分，为保证其正常运行，检修人员需要对其进行定期检修。为此，提出了一种全新的安全防护理念、措施和相应的生命线防坠落系统，通过在10 kV开关柜加装水平生命线系统、在GIS室内顶部加装不规则防坠落系统来改善登高人员作业环境，从根本上消除安全隐患，确保电力人员的人身安全。

登高作业；防坠落；10 kV开关柜；GIS设备

0 前言

随着新《安全生产法》的颁布，国家突出强调“底线思维”和“红线意识”，大力推行高标准、严要求的生产安全考核机制，深化“以人为本”的安全管理理念。因此，从安全生产发展的全局出发，确保作业人员的人身安全，成为电力系统安全管理需要重点解决的问题。目前，在日常生产中对10 kV开关柜和GIS设备进行检修维护时，登高坠落与反登高坠落的矛盾十分突出。为此，本文提出了一种全新的安全防护理念和相应的生命线防坠落系统，通过在10 kV开关柜加装水平生命线系统、在GIS室内顶部加装不规则防坠落系统及其他安全设施，来有效改善作业人员的作业环境，从根本上消除了作业人员在10 kV开关柜和GIS设备上水平移动时的人身安全隐患，保证了电力登高作业人员工作的安全、顺利。

1 作业环境分析

1.1 10 kV开关柜

10 kV高压室在变电站配电系统中起着十分重要的作用。某电力局部分10 kV开关柜高达3 m，其检修工作属高处作业。该设备在役运行过程中需要进行经常性的维护和检修，且该电力局内10 kV开关柜每6年要全部清理和检修1次，每次清理和检修时作业人员都需在开关柜顶部作业和柜间移动。目前，作业人员在检修移动过程中存在未配置安全绳或出现安全绳“低挂高用”现象，极易造成高空坠落事故或在坠落过程中造成人员伤亡和设备损坏，因此必须采用适当的方法排除此隐患。

1.2 GIS设备

目前，GIS设备检修作业的安全保护措施不能完全保护作业人员在GIS设备上的作业安全，作业人员随时存在高处坠落的危险。作业人员在GIS设备顶部作业或移位时，安全绳必须系在牢固构件上，作业人员在攀爬GIS设备管道和在相与相之间移动时，必须使用工作定位绳和安全绳交叉换位，确保GIS设备上转位过程中的防护。工作过程中，在GIS设备上水平移动存在以下问题：

(1) 在GIS设备上水平移动的过程中，安全绳必须系在牢固构件上，而GIS设备并不是所有位置都具备牢固挂点；

(2) 在GIS设备上水平移动过程中，始终要解开安全绳寻找下一个固定点，待固定后方可继续移动，存在无安全保护的安全风险；

(3) 由于GIS设备水平面的不规则和检修点的不确定，致使作业人员频繁移动，作业人员难免因工作量增加造成心态变化，导致安全意识降低；

(4) GIS站内工作环境复杂，检修作业面不规则，待检修点不确定，高处作业多及安全挂点较少等，导致GIS设备检修作业存在较多安全隐患。

2 水平生命线系统

对于上述2种设备的复杂作业环境，应采用国际上通行的水平生命线系统及其扩展系统——不规则防坠落系统来解决高处防坠落问题。水平生命线系统是一种承重装置，采用水平钢缆柔性锚索支架，与结构物永久相连，在保护1名或多名高空作业人员的同时，还能确保作业人员有最大的移动空间。

工作时，作业人员将安全绳与水平生命线系统连接后，无需再解开连接，便可沿钢缆自由移动，可满足10 kV高压小室和110 kV GIS设备区的作业环境，其工作原理如图1所示。

图1 水平生命线系统工作原理

3 水平生命线系统在10 kV开关柜的应用

3.1 系统实现

根据设备周边空间布局，计算水平生命线系统的支撑力和高度，在配电柜上方安装1条水平钢缆，并附加滑车、坠落制动器等组件，为检修人员提供安全带的挂点。安装好的系统应具有以下功能：

(1) 提供防坠落挂点，并保证在作业人员的工作范围内都能提供有效挂点；

(2) 保证作业人员万一坠落时不受伤害；

(3) 能同时承担2人的重量。

3.2 系统试验

3.2.1 装置流畅性试验

流畅性试验如图2所示。试验结果证实：装置防坠器通过连接可快速、无阻地通过中间支撑，达到使用要求。

图2 水平生命线现场流畅测试

3.2.2 静态拉力试验

在导轨上，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，发现导轨与固定结构之间的连接未出现滑移、松脱、金属件撕裂及导轨严重变形等现象；卸载后，自锁器可在导轨上顺畅滑动。此试验结果达到了试验标准要求。3.2.3 整体动态负荷试验

对装置模拟人员瞬间坠落时垂直方向上的整体动态负荷测试。将100 kg沙袋上升到3 m高度后，做自由落体运动，测试装置是否会遭到严重破坏、沙袋是否会坠落到地面，如图3所示。试验结果表明：沙袋下坠高度小于1.2 m时，装置未出现织带撕裂开线、金属件碎裂、连接器开启、绳断、模拟人滑落、导轨及转向器严重变形等现象，缓冲器轻微开启；卸载后，自锁器可在导轨上顺畅滑动。

图3 整体动态负荷测试

4 GIS设备不规则工作面防坠落系统的研究

基于水平生命线系统的成功使用，开展了对其扩展系统，即不规则工作面防坠落系统在GIS设备上应用的研究。

4.1 主要技术难点

通过研究GIS设备检修现场作业环境和检修工作过程，总结归纳出如下5个技术难点：

(1) 如何保障作业人员到达各工作面的过程中始终得到安全防护；

(2) 防坠器如何直接通过转弯处，并与作业人员始终连接；

(3) 如何保障作业人员在工作面全方位活动时系统的稳定性和流畅性；

(4) 如何保障系统安装后不影响GIS变电站内行吊设备的运行及作业；

(5) 如何适应不同厂家的GIS设备，且不改变和影响设备原有状态。

4.2 不规则工作面防坠落系统的实现

解决上述技术难点的关键是，不规则工作面防坠落系统应具有伸缩性和整体位移功能。不规则工作面防坠落系统为沿不规则水平方向运动的作业人员提供了永久性的固定锚点(安全挂点)。其主要实现方式：沿水平轨道铺设8 mm不锈钢钢丝，钢丝绳两头安装在两端特殊的万向末端钢板上，每隔10 m安装1个定位支撑架，将钢丝绳始终固定在恒定的直线位置，如遇到90°直角需转弯，仅需改变支撑架轨迹方向。系统一端安装张紧器，确保钢丝绳始终保持张力；另一端配备减震终端，安装在万向末端钢板上，以降低作业人员、定位支架、终端的坠落冲击力。不锈钢防坠器通过限高防坠器与作业人员连接，方便人员移动，在任何时候都可确保作业人员安全。工作结束后，可将减震器移动到行吊顶端垂直墙面预设的挂置点固定，从而避免不用减震器时影响行吊运行。

不规则工作面防坠落系统易于安装调整，可用于任何不规则工作面上，适应不同厂家的GIS设备，具有良好的复制性和推广性。

5 使用成效

5.1 水平生命线

10 kV高压开关柜水平生命线系统试验结果表明，该系统性能可靠，具有简便、实用、安全的特点，尤其在抢修时可大幅缩短作业人员在多个柜体之间移动的时间，为安全绳提供了合适的挂点，解决了“高挂低用”问题，避免了高空坠落事故或坠落过程中人员的伤亡或设备的损坏。

5.2 不规则工作面防坠落系统

不规则工作面防坠落系统在GIS变电站的应用，消除了检修作业过程中因水平移动而产生的高处坠落风险，提升了对作业人员的安全保障能力，减轻了GIS设备检修作业人员的心理负担和压力。

6 结束语

生命线防坠落系统的研制，填补了10 kV开关柜水平位移作业和GIS变电站检修工作不规则面作业防坠落系统的空白，为该类室内电气设备检修作业防高空坠落提出了一种行之有效、安全可靠的解决方案。该系统能提高检修安全水平和检修效率，有助于提高公司安全管理水平和供电可靠性，提升公司社会形象，符合国家“预防为主，安全第一，综合治理”的方针和“以人为本”的安全管理理念，具有推广应用的价值。

1 GB24542—2009，坠落防护带刚性导轨的自锁器[S].北京：中国标准出版社，2009.

2 GB24537—2009，坠落防护带柔性导轨的自锁器[S].北京：中国标准出版社，2009.

3 GB6095—2009，安全带[S].北京：中国标准出版社，2009.

4 GB6096—2009，安全带检验方法[S].北京：中国标准出版社，2009.

5 GB23468—2009，坠落防护装备安全使用规范[S].北京：中国标准出版社，2009.

2015-09-10。

林 锐(1983-)，男，工程师，主要从事安全管理、事故事件调查工作，email：itwind@gmail.com。

黄柳军(1977-)，男，工程师，主要从事安全管理、保供电管理工作。

莫有德(1969-)，男，工程师，主要从事安全管理工作。

黄 欢(1982-)，男，工程师，主要从事安全管理工作。

张晓春(1970-)，男，工程师，主要从事安全管理工作。