输电线路跨河铁塔电梯故障拯救笼的设计应用

2018-02-06欧阳云辉黎子源邱国栋吕文杰

机电信息 2018年3期

欧阳云辉黎子源邱国栋吕文杰

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

随着电力事业的发展，江门在台山铜鼓、腰鼓前后建造了亚洲最大的火力发电厂和广东第三座核能发电厂。要把电力输送出去，必须大规模建设输变电等工程，因而输电线路中大跨越铁塔越来越多，例如：铜鼓电厂至桂峰站（±500 kV）甲、乙、丙、丁线四条线路以及核能电厂现在有四条输出线路都经崖门大跨越215.5 m高的输电铁塔，铁塔电梯有8座，还有其他河流大跨越铁塔电梯多达12座。而大部分铁塔电梯都采用SC系列管式专用齿轮电梯，这么多铁塔电梯运行过程中难免有一些故障问题出现，其中最恶劣、最危险的情况就要数铁塔电梯高空困人事故。

本文根据500 kV鼓峰甲乙线#117塔困人事件，结合救人情况总结经验，介绍了可行的拯救笼研制方案。跨河高塔总高215.5 m，为了方便工作人员检修线路时上下，高塔设计有电梯，采用SC系列管式专用齿轮电梯，即在铁塔中心位置竖立一条直径1.5 m、内设齿轮轨道的空心大铁管，再在轨道上安装一个1.0 m×0.8 m×2.1 m（长×宽×高）轿厢，轿厢的限载重量为400～1 000 kg，核载3～5人。在铁塔电梯运行过程中难免有众多故障出现，其中就发生过铁塔电梯高空困人的情况。SC系列管式专用齿轮电梯的缺点是当电梯在高空停顿故障时间比较久时，被困人员容易缺氧。鉴于此，研制了一套能既安全又快捷地拯救被困人员的安全拯救笼。

1 设计初衷

2013年8月，维护人员到500 kV鼓峰甲乙线#117塔进行航空灯维护，在乘坐电梯返回地面，离地面120 m高度时突遇电梯故障停留半空，电梯厂家在当地没有驻点，要第二天才能到达排除故障，情况变得异常危险。现场制定救人方案：一是拨打119，向消防员求助；二是立即向120急救中心报警，到现场做好急救准备工作；三是打电话，稳定被困人员情绪，因为轿厢空间狭小，只能乘坐4人，通风不良，人员被困时间较长，心情烦躁，可能出现呼吸困难甚至窒息等情况。而消防员到达现场准备施救时，对当时的铁塔高度也感到有些为难，铁塔太高，当地消防员没有尝试过这样救人；再就是虽然电梯管有救援窗口，但门是里面锁死的，外面人很难打开，只有里面才能打开。最后决定由线路有经验的工作人员对被困人员进行营救。经过逾1 h，营救人员成功将4个被困人员救出。

根据这次营救被困人员的经验，得出结论，如果有高塔电梯故障的应急预案和工具，就不会再有这样的险况出现。保障输电线路工人的高空电梯作业安全，先从安全拯救工具开始。

图1 电梯拯救笼设计图

2 工具制造：电梯拯救笼

2.1 设计要求

500 kV鼓峰甲乙线#117跨河塔是SC系列专用电梯，根据设计图纸得知电梯管道内径（直径d0=1.5 m）、救援门口尺寸大小（0.5 m×1.6 m），决定设计尺寸为直径d1=0.5 m、高1.4 m的桶型拯救笼（图1），可拆卸组装，可折叠起来摆放，折叠后体积仅0.15 m3，重量为10.5 kg，轻便灵巧，方便携带，以达到在任何救援情况下（即使被困人员有晕迷的情况）都能迅速完成救援任务的设计要求。

因为设计的主要用途是针对电力跨河高塔电梯故障营救工作，往往要用人携带工具上高层铁塔，在救人如救火的情况下快速到达出事地点，因此选用材料要求轻而又相对安全。不锈钢具有较好的强度，超硬不锈钢的强度可达600 MPa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200～450 MPa，其比刚度远高于钢。为使材料达到10倍吊人安全系数，最后选用超硬不锈钢作为吊笼材料。根据铁塔电梯钢管拯救门口窄小的特点，选用直径20 mm的不锈钢圆管制作拯救笼。拯救笼由直径d1=0.5 m的不锈钢圆管圈、活动扣环、10 mm工程用尼龙编织绳网、厚度为5 mm/直径d2=0.5 m的不锈钢板底座组成，被救援人员可坐在拯救笼内（假设施救时被救援人员体力透支）。整套拯救笼配合钢丝绳、滑车和工具绳使用。

2.2 现场试验

2017年10月，将造好的拯救笼拿到500 kV鼓峰甲乙线#117塔困过人的跨河高塔进行现场试验。试验被救援人员体重86 kg，身高1.77 m，肩宽0.49 m，属于正常范围。试验人员假设电梯轿厢停在离铁塔一层平台电梯钢管一层门口15 m的位置，把整套拯救笼工具通过钢丝绳、滑车和工具绳设置在高于铁塔电梯钢管一层门口约0.5 m的位置，确认被救援人员安全从电梯轿厢顶部逃生门爬出后，缓慢放下拯救笼，待拯救笼降放到电梯轿厢顶部时，绳网结不受力，被救援人员可以很轻松地进入到拯救笼内，打开安全带并经过确认后示意上面的试验人员在铁塔一层平台拉动工具绳以提升拯救笼，至拯救笼底部高于电梯钢管门口底部，试验人员将拯救笼拉出电梯钢管门口后再缓慢松工具绳，将拯救笼降放到铁塔一层平台上，成功营救出被救援人员。

2.3 问题解决

目前输电线路中应用电梯的大跨越铁塔高空作业存在的最大隐患就是电梯故障导致的人身安全问题，电梯一旦发生故障，轿厢在钢管通道内停止运行，在轿厢内的工作人员就会长时间被困，直接面对肢体僵麻、体力透支、缺氧窒息等危险。而目前营救电梯被困人员的方法是直接用工具绳打一个称人结在人身上，通过人力手拉把被困人员吊起，耗时费力，效率低下；工具绳称人结是被困人员自己绑在自己身上的，若被困人员体力透支或意识不清就不能完成绳结的绑扎，被工具绳勒住身体对被困人员来说也是有一定的疼痛的；吊起时被困人员双脚处于失重状态，全身不能自如移动，加上拉绳时上升轨迹不固定，被困人员很可能会磕碰到电梯钢管内的金属部件，造成二次伤害。

有了电梯拯救笼，配合滑车使用，营救人员能更加省时省力地把被困人员救起来；省去了中间在被困人员身上绑扎绳结的步骤，减去了不必要的麻烦；上升时被困人员可以站在或坐在笼内，笼底的不锈钢板底座完全可以承载一个成年人的体重，被困人员就不用悬吊在半空了；电梯拯救笼配合滑车上升时有固定的轨迹，不会在钢管通道内摆动，同时拯救笼的不锈钢圆管圈和尼龙编织绳网能保护笼内的被困人员不会磕碰到电梯钢管内的金属部件，大大提高了人身安全性。