一种适用于轨道巡检机器人的新型伸缩固定闭锁式变电站安全标识研究

谢志毅，林泽伟，邱小强

（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000）

为保障现场工作安全，在变电站设备区域开展工作时，需要布置与现场相适应的临时安全措施；当现场工作结束后，需要将现场的临时安全措施拆除。因此，安全措施是电力行业中保障安全的一种重要手段。

变电站二次设备屏柜所需要的安全措施包括悬挂“在此工作！”标示牌和悬挂“设备在运行中”红布帘。目前，红布帘主要采取磁铁吸附和悬挂方式固定在二次设备屏柜面上，标示牌直接放在屏柜前侧地面，工作结束后靠人工集中收回到存放点，下次使用又要取出。对于现阶段二次设备屏柜的安全措施存在如下缺点：（1）固定性差，易脱落移位，存在误操作风险；（2）红布帘挡到运行装置面板，影响巡检机器人和人工巡视效能；（3）红布帘、标示牌的布置和回收整理不方便，工作效率低。

针对以上问题，本文研制出一种适用于轨道巡检机器人的新型伸缩固定闭锁式变电站安全标识，通过在二次设备屏柜上安装套筒和卡扣，套筒里装有安全标语的伸缩带，利用三柱式同轴结构原理，根据安全措施需要实现双面非同类标识牌的快速切换。通过实践证明，该装置具有以下优点和功能：（1）固定性好；（2）装设拆除方便快捷，效率高；（3）具有闭锁功能，避免误操作风险；（4）结构简单，实用性强。

1 二次设备屏柜安全措施存在的问题

为了防止工作人员走错屏柜，导致误操作，按照南网《安规》要求，需要在工作的屏柜布置“在此工作”标识牌，在其相邻不需要工作的屏柜悬挂“设备在运行中”红布帘，以提示工作人员。现阶段，二次设备屏柜的安全措施布置主要存在以下几方面问题。

1.1 存在误操作风险

“设备在运行中”红布帘大多采用磁铁吸附或胶布张贴的方式固定在二次设备屏柜面上，磁铁和胶布的固定性差，使用时间长后，容易脱落。此外，非工作人员也可以随意轻松取下，导致运行的二次设备屏柜丢失安全措施，可能会导致工作人员误将该屏柜的二次设备作为工作对象，进而引起误操作。“在此工作”标识牌挂在需要工作的二次设备屏柜门把手上，或放置在工作的二次设备屏柜地上，工作人员在设备室走动，容易触碰标识牌，导致“在此工作”标识牌位置移动或丢失，进而导致工作人员走错工作地点，打开运行的屏柜，引起误操作。

1.2 影响巡视效能

二次设备巡视经常与二次设备的维护工作在时间重叠，“设备在运行中”红布帘会遮挡住二次设备面板，不方便工作人员巡视，在采用轨道巡检机器人巡视方式的变电站，这会导致轨道巡检机器人无法巡视，影响巡视效能。

1.3 工作效率低

“设备在运行中”红布帘和“在此工作”标识牌布置耗费较多的时间精力。存放点取用红布帘和标识牌，需要清点合适数量，且标语无误；“设备在运行中”红布帘需要人工拉开展平，标语不能贴倒也不能贴反；“在此工作”标识牌需要摆正；工作结束收集红布帘和标识牌，要整理红布帘，标识牌也要分类存放。这些工作需要耗费较多的时间精力，工作效率低。

经以上分析可见，目前变电站二次设备屏柜的安全措施亟待改进，为此本文提出一种适用于轨道巡检机器人的新型伸缩固定闭锁式变电站安全标识。

2 一种适用于轨道巡检机器人的新型伸缩固定闭锁式变电站安全标识

针对上述变电站安全措施存在的误操作风险、影响巡视效能和工作效率低等问题，研制出一种适用于轨道巡检机器人巡视且具有固定闭锁功能的可伸缩式变电站安全标识。

2.1 组成结构

该变电站安全标识整体结构如图1 所示，主要由三部分组成：伸缩带套筒、双面伸缩带和卡扣。伸缩带套筒内置有弹簧，用于收缩和存储伸缩带，双面伸缩带正面标着“设备在运行中”标识，背面标着“在此工作”标识，卡扣用于固定展开的伸缩带。伸缩带套筒和卡扣底部有螺丝打孔，可以固定在柜门上面。

图1 变电站安全标识整体结构图

伸缩套筒结构图2 所示，外部具有一根固定环绕轴，在展开伸缩带过程中起固定作用，图中6、7 分别是双面伸缩带的牵引柱，通过牵拉不同的牵引柱可以展示对应的标识的伸缩带。套筒内部则具有盘式弹簧（发条弹簧），盘式弹簧（发条弹簧）可以带动伸缩带转轴转动，从而收集外部的伸缩带。

图2 伸缩套筒结构图

卡扣结构如图3 所示，卡扣结构包括活动卡扣（活动部分）和固定卡扣（固定部分）。活动卡扣上装有牵引柱，可以牵拉伸缩带，活动卡扣内部有弹簧，还装置有钥匙锁，安装时直接将钥匙连杆卡进固定卡扣的凹槽从而进行固定，取下时通过特制的钥匙逆时针转动钥匙孔，带动钥匙连杆退出固定卡扣的凹槽即可。固定卡扣为两个活动卡扣设计了凹槽，方便伸缩带通过活动卡扣展开固定。固定卡扣处的第一面标识的活动卡扣固定位置比第二面标识的活动卡扣固定位置更高、更靠右侧，可以遮挡，门柜把手，通过这种设计，第一面标识“设备在运行中”伸缩带展开时，第一面标识的活动卡扣可以遮挡并闭锁该屏柜的把手，防止工作人员因走错屏柜而误打开运行设备中的屏柜，进而避免了误操作风险。

图3 卡扣结构图

2.2 同轴三柱式原理

本文提出的适用于轨道巡检机器人的新型伸缩固定闭锁式变电站安全标识，巧妙地采用同轴三柱式原理，通过牵引不同标识面的活动卡扣，可以将第一面（正面）“设备在运行中”标识和第二面（背面）“在此工作”标识分别展示出来。其同轴三柱式原理如图4 所示。

图4 变电站安全标识同轴三柱式原理图（俯视图）

由图4 可见，三柱是指固定轴、第一面标识牵引柱和第二面标识牵引柱。固定轴是和伸缩带套筒固定在一起的，不可活动。第一面标识牵引柱和第二面标识牵引柱可以活动，分别和第一面标识活动卡扣、第二面标识活动卡扣固定，通过牵拉第一面标识活动卡扣或第二面标识活动卡扣就可以牵拉第一面标识牵引柱或第二面标识牵引柱。第一面标识牵引过程：牵拉第一面标识活动卡扣，带动第一面标识牵引柱，将伸缩带从伸缩带套筒牵引出来，将第一面标识活动卡扣扣在安装在柜门把手处的固定卡扣（外侧），刚好遮住柜门把手，此时伸缩带正面“设备在运行中”标识向外展示。第二面标识牵引过程：牵拉第二面标识活动卡扣，带动第二面标识牵引柱，将伸缩带从伸缩带套筒牵引出来，将第二面标识活动卡扣扣在安装在柜门把手处的固定卡扣（内侧），没有遮住柜门把手，此时，伸缩带背面“在此工作”标识向外展示。

3 应用效果

将该变电站安全标识安装到二次设备屏柜，效果如图5 所示。

图5 变电站安全标识安装效果图

由图5 可见，该变电站安全标识只遮挡屏柜中间部分，遮住的部分一般没有二次设备或只有打印机部分被遮住，这样既不影响工作人员巡视，也不影响巡检机器人巡视。此外，在“设备在运行中”屏柜的柜门把手被伸缩带活动卡扣遮挡，需要专用钥匙才能取下，可以防止工作人员因走错屏柜而误打开运行中的屏柜，避免误操作。而在“在此工作”屏柜的柜门把手展现在外面，没有被遮挡，方便工作人员打开该屏柜柜门进行工作。

为了检验实际效果，以规范布置和拆除10 个“设备在运行中”红布帘和5 个“在此工作”标识牌为实验进行对比，选取一名具有三年工作经验的工作人员采取传统方式布置和拆除，再选取一名简单培训过的新员工进行该变电站安全标识布置和拆除，进行对比实验。实验结果如表1 所示。

表1 变电站安全标识布置拆除对比实验结果

从表1 看出，本文提出的变电站安全标识极大地提高了变电站安全标识的布置和拆除效率，其中装设效率提高了200%，拆除效率更是提高633%，本文提出的变电站安全标识拆装方便，没有传统红布帘、标识牌拆装的繁琐流程。

传统红布帘、标识牌装设需要到安全标识存储点拿取，需要确认所拿的红布帘、标识牌数量正确且没有拿错，红布帘装设需要两手张开摆正，标识牌也需要手工摆正，拆除的时候，还需要对红布帘进行折叠整理，取回到安全标识存储点整理摆好，而本文提出的变电站安全标识直接固定在屏柜柜门，装设拆除单手就可以解决，伸缩带不需要折叠整理，直接靠伸缩带套筒内地弹簧自动收回到套筒内。

此外，本文提出的变电站安全标识操作简单，经过简单培训的新员工就会操作。

4 结语

本文提出一种一种适用于轨道巡检机器人的新型伸缩固定闭锁式变电站安全标识，通过对比实验证明，相比于现阶段的红布帘、标识牌，具有以下优势。

（1）固定性好。本文提出的变电站安全标识直接用螺丝固定在二次设备屏柜柜门把手处，比磁铁吸附、胶布张贴的红布帘和摆放、悬挂的标识牌固定性好。

（2）装设拆除方便快捷，提高效率。本文提出的变电站安全标识在装设的时候，只需要将需要用到的标识的绳索带拉出来扣上即可，在拆除的时候，只需要用特制的钥匙解下卡扣，伸缩带套筒里的弹簧会自动收回伸缩带，比需要整理收集的红布帘、标识牌使用起来更方便快捷。

（3）不影响人工和机器人巡视。本文提出的变电站安全标识固定在门把手水平位置，该位置一般没有二次设备或只有打印机，不会遮挡要巡视的二次设备。

（4）具有闭锁功能，避免误操作风险。本文提出的变电站安全标识在装设完“设备在运行中”标识后，伸缩带卡扣会遮挡屏柜的门把手，需要特制的钥匙才能打开卡扣，相当于对屏柜门进行了闭锁，有效避免了工作人员因走错屏柜而造成的误操作。而“在此工作”伸缩带卡扣不会遮挡屏柜的门把手，方便工作人员在此进行维护检查工作。

（5）结构简单，实用性强。本文提出的变电站安全标识结构简单，安装方便，简单易会，效率提高显著，具有较强的实用性。