一种自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣的研制与应用

王禹迪 王禄庆 符明路 潘心贤 韩风光 吴金云 郑有健

（海南电网有限责任公司文昌供电局）

0 引言

电线杆作为电力系统中重要的布线设备之一，不但能将电线架设置到高处实现安全布线，还能固定电力装置，做好输电线路的固定和保护。上述操作过程中，往往需要利用脚扣装置进行线杆攀爬作业时的位置固定，通过调整卡扣松紧程度使其上升或下降，以便于快速、高效地进行高空作业，在当前电力系统中应用非常普遍。

1 问题分析

电线杆一般上直径小、下直径大，在杆上作业的过程中线杆上下周长差异非常明显，如图1所示。此时，在攀爬电线杆的过程中，作业人员需要根据杆体的大小调整脚扣的伸出长度，否则根本无法到达指定作业高度。但在高空作业环境中，任何调节动作都会增加跌落风险和攀爬困难，给电力的抢修工作造成一定的影响，需借助一定装置做好攀爬保护。

目前，市面上大部分的脚扣只固定脚掌，无法固定脚后跟的脚扣。同时，上述脚扣的脚踏板大小相对固定，无法根据作业人员脚的大小进行调节，即便有部分可以调节，也只能稍微拉伸，调节幅度不大，如图2所示。

图1 电线杆上作业时的攀爬现场

图2 常规电线杆攀爬脚扣

上述工具不仅容易引发滑脱危险，还在很大程度上影响作业效率，必须针对其安全质量及使用便捷程度进行调整和优化，便于提升高空作业攀爬的安全效益。因此，本文提出一种自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣。该装置能够调整大小，固定脚掌和脚后跟，减少滑脱的危险，有效解决目前由于脚扣无法调节及面积太小造成的攀爬困难及滑脱问题。

2 技术方案

2.1 设计要点

为更好地了解现阶段拆卸工具存在的安全问题，本文作者通过图书馆、档案馆、互联网等渠道广泛查找相关的文献资料，并对文献资料及国内外相关案例进行分析和研究。再在确定的范围内对变电站实地考察，咨询相关试验人员，从而形成本次自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣设计的关键点，其主要包括：

1）材料选择。制作脚扣托板、抱箍，应以高强度耐磨金属材料为主，避免高空作业时装置磨损导致的开裂、断损等；制作束带，应以高强度耐磨棉纶材料为主，结实耐用，增强高空作业的安全性能和舒适性能。

2）结构设计。对市场上的脚扣装置进行调整，设计一款自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣，其后脚跟脚踏板处需增加魔术带的设计使脚扣与脚部的连接更牢固，防止滑脱；足部托板应适当加大面积，使脚部承托更稳固舒适；适当增加前脚跟固定部分，便于穿戴人员控制脚扣方向，减少脚部压力；收紧弹簧部分要能够根据实际攀爬情况结合脚部力度进行自动调节。

2.2 系统方案

本次设计的自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣为圆弧形的结构设计，主体结构包括足部托板、后脚跟固定部分、前脚掌固定部分及自动收紧弹簧部分，如图3所示。

图3 自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣的结构设计

1）足部托板为加长型托板，加大作业人员穿蹬的接触面积。该装置为金属材质，在后脚掌处设一块，刚性强度大，使脚部承托更稳固、舒适。

2）后脚跟固定部分设计固定束带，使用高强度棉纶材料制成，可根据作业人员情况调整形状，通过使用魔术带进行锁紧，穿着方便、舒适，适用于不同尺码。上述束带使用过程中当脚部向前时能自动束紧，防止脚掌向后滑脱，在增强舒适度的基础上保证作业人员安全。

3）前脚跟固定部分为加宽型前脚掌束带，束带为可调节/固定孔径设计，可依照作业人员需求适当紧固或放松，以保证穿戴舒适度。同时，穿戴深度由后脚跟束带控制，使受力面积增加，从而控制力矩也增大，方便穿戴人员控制脚扣方向，减少脚部压力，增加穿戴舒适度。

4）收紧弹簧部分能根据实际攀爬情况结合脚部力度进行调整，具有自动调节功能。其弹簧分别连接脚扣上下两侧，弹簧中设置拉簧，形成收紧装置，使弹簧能够根据不同作业情况进行收缩和扩张，即：①当向上攀爬时，作业人员可利用脚部动作调整方向，弹簧会在重力向下作用的过程中驱动脚扣开口收缩。②当向下攀爬时，作业人员可利用脚部动作调整方向，脚扣受到线杆杆体的挤压，自动使脚扣开口扩张。

上述自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣收紧弹簧部分能根据实际攀爬情况结合脚部力度进行自动回弹，使作业人员无论向上或向下爬杆都能自动调节，无需作业人员在高空持续调节动作，提高整体操作的安全性与便捷性。

2.3 操作事项

本文研制的自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣结构简单，在经过作业人员调节应用后，大小符合不同作业人员的脚部，使攀爬更省力。同时，该装置可以有效防止作业中的滑脱现象，从根本上减小高空作业跌落风险，实物如图4所示。

图4 自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣的实物图

上述装置操作简单，易于携带，非常轻便。在使用过程中作业人员先将脚套入到自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣中，让脚跟踩住足部托板即可。然后，分别调整前脚掌束带的孔径，使脚掌完整套入后不滑脱、不卡脚；调整后脚跟束带，使脚扣穿戴深度、松紧程度合适、稳固缩进，不滑脱、不卡脚。最后，利用该装置进行攀爬，在电线杆上位移时，作业人员无论向上或向下，自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣中的弹簧装置会自动收缩或扩张，跟随其杆径大小自动调节，从而使脚扣稳稳固定在电线杆上，无需在高空中调节动作，大大降低高空作业的安全风险。

使用完毕后，利用重力或手动将自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣从电线杆上摘下即可，然后拆开固定束带，将装置收纳放好即可。

3 效益评估

电力施工中对电线杆等进行攀登作业时作业人员由于没有作业平台，只能攀登在可借助物的架子上作业，包括手攀、脚勾或用腰绳来保持平衡，由于目前的攀爬脚扣结构单一，加大了作业难度，危险性大，若有不慎就可能坠落。本文通过对近年高空作业尤其电线杆攀爬工作的研究，在本文脚扣的研发基础上，重点研制其舒适度、稳固方式及调节方式，使其具有针对性和实效性。

从实用效益而言，本工具能适用于所有户外电线杆攀爬工作，提高高空作业效率，减轻检修人员的劳动强度，从而提高整体工作效率与企业效益，其操作的实用性能满足实际应用需要，实际使用效果明显，规范操作流程，大大提高企业经济效益。同时，本脚扣收紧弹簧部分能根据实际攀爬情况结合脚部力度进行自动调节。自动回弹拉簧使作业人员无论向上或向下爬杆都能自动调节，无需作业人员在高空进行调节动作，提高整体操作的安全性与便捷性，在一定程度上改善电网运行的安全效益，值得深入研究和推广。

从市场前景而言，我国电网规模庞大，塔杆作业任务繁重，研发一款自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣，有助于解决现阶段电线杆攀爬难、风险高的困境。除此之外，该装置轻便、简单、易于制作，还能够满足我国电线杆攀爬作业的脚扣用量需求，在我国电网运维检修工作中有非常广阔的发展前景，值得深入研究和挖掘。

4 结束语

本文提出的一种自动调节防滑脱电线杆攀爬脚扣适用于不同的水泥电杆，能在海南电网各地市局推广应用。其使用需求量大，装置在研制成功并投入使用后，将很大程度地提高整体电网相关检修工作的安全及管理水平，可有效降低作业人员的脚部压力，使攀爬更省力，保证作业人员的操作安全，降低高空作业跌落风险，实用效益显著。作者后期将在工具使用后进行效果反馈意见收集，并进行优化改良，以更好地进行现场服务。