输电线路铁塔攀登过程中防坠落保护

    摘要：分析铁塔攀登过程中危险发生机理，比较现行几种登塔过程防坠落保护的方法，设计出一种符合人的攀登习惯的防坠落手套，并详细介绍其构造和功能。

　　关键词：输电线路；登塔；保护

　　目前国内输电线路铁塔运行检修高空作业的攀登过程中，工作人员没有合适的防坠落保护措施。现有的保护手段有轨道式攀登坠落保护器和采用双安全带交替保护。两种方法虽然能够弥补攀登脚钉和爬梯过程中无安全保护的缺陷，实现了高空作业安全闭环保护。但由于实际运用存在一定困难，国内目前仍然无法普遍采用。

　　1登塔过程坠落机理

　　输电线路铁塔一般设置脚钉或爬梯供高空作业人员攀登，作业人员攀登过程中，必须精神高度集中，脚踏实，手抓稳。

　　作业人员发生坠落有两种情况，一种是由于作业人员攀登过程中双手同时放开，身体失去平衡，以脚为支点发生后仰式坠落。另外一种情况是作业人员攀登过程中脚踩空，手无法承受突然加载的身体重量从脚钉脱出，发生垂直坠落。

　　2现有保护手段特点

　　轨道式攀登坠落保护器采用防坠器配合全身安全带与防坠导轨配合，导轨可以是专门设计的轨道，也可以是垂直布置的钢丝绳，但必须贯穿全塔。该装置的原理是当使用者正常上行下行时，防坠器不会被锁止，也随人体沿导轨正常移动。发生坠落时，人体以自由落体规律下降，当下降速度达到一定速度，防坠器锁止，将人悬吊在导轨上。

　　轨道式攀登坠落保护器主要靠防坠器与导轨的摩擦力产生制动效果，两种材料间的摩擦系数不是一个确定值，钢对钢的干摩擦系数一般在0.12～0.4之间，可能受油、水、冰、雪、生锈等因数的影响。防坠器可能会因为摩擦系数变小失效，不能正常锁止。受人体碰撞或者被衣物挂住外壳时，防坠器也可能出现不能锁止的情况。另外，导轨投资的成本大，每基塔都要安装，防盗也是一个问题。

　　双安全带交替保护通过安全带特殊的缠绕方法实现下坠过程的拉紧、锁死。其过度塔材结点时必须交换安全带，增加作业人员的操作步骤，降低登塔效率，而且繁琐的操作步骤可能增加作业人员下坠的机率。

　　以上两种方法均有安全带存在，人体发生坠落时相当于形成了一个以安全带在铁塔挂点为支点的单摆。铁塔的脚钉一般设置在倾斜的主材上，人体发生坠落时可能会以单摆形成加速度与脚钉相撞，碰伤人体。

　　3自锁式防坠落手套

　　两种登塔过程坠落机理均有人手脱离脚钉的过程，自锁式防坠落手套通过固定在作业人员手上的具有交替自锁功能的手套强迫作业人员至少有一只手紧握脚钉，即使人体重量全部由单手承担也无法脱开，实现登塔全过程交替自锁保护。从作业习惯上限制人，从安全手段上保护人。

　　自锁式防坠落手套构造如图1所示：

 

　　其为左右两副高强度材料制手套（图为左手），均有腕带和腕扣固定在手腕上。手套中指指尖装有高强度金属锁钉，在其握拳弯曲对应手心位置设置有锁孔。锁孔内有右簧舌、左簧舌、导轨、磁性档销、永磁铁、电磁铁和左（右）手开关；右簧舌可以压缩弹簧入槽内，磁性档销正常情况下受永磁铁吸附位于导轨上挡住左簧舌滑动的位置，电磁铁发生作用时会产生大于永磁铁的吸附力将磁性档销吸出，此时左簧舌可以压缩弹簧沿导轨移动，锁钉入锁孔到位后会按压左（右）手开关。两手套通过左（右）手开关与电磁铁和电源串联，并有一解锁开关与之并联。

　　4自锁式防坠落手套功能实现过程

　　登塔前，作业人员带好手套，扣好腕扣，通过腕带将手套固定在双手上，此时解锁开关处于断开位置。使用者一手握住脚钉时，锁钉入锁孔，自锁后手无法松开。只有当双手均握住脚钉时，两手套同时解锁，方可松开任意一手。松开一手后两手套同时恢复自锁，另一手无法松开，实现登塔全过程交替自锁保护。即使脚踩空，由于至少一只手会通过锁钉和锁孔牢牢锁在脚钉上，人体被单手挂住，不会坠落。上塔后可以腾出一手按解锁开关解锁，摘掉手套。其功能具体实现过程如下：

　　(1)自锁过程：左手握脚钉，锁钉入锁孔，左簧舌沿导轨向左移动，但马上被磁性档销顶住，随后挤压右簧舌，并通过；碰触左手开关，左右簧舌复位。右簧舌具有单向通过性，此时左簧舌被磁性档销顶住无法移动，中指无法从锁孔拔出。

　　(2)解锁过程：当右手也握住时，左右手开关同时闭合，电磁铁将左右手套磁性档销吸出。此时松一手，首先将左簧舌顶出，占据磁性档销位置；左（右）手开关随即松开，电磁铁失效，磁性档销在永磁铁作用下向上运动，顶住左簧舌。

　　(3)恢复自锁过程：另外一手磁性档销则在永磁铁作用下直接复位，恢复自锁。继续松手，左簧舌沿导轨向左移过磁性档销位置，锁钉通过簧舌从锁孔脱出，左簧舌复位，磁性档销在永磁铁作用下复位。

　　(4)解锁开关：按解锁开关，电磁铁将左右手套磁性档销吸出，实现完全解锁。

　　5结束语

　　自锁式防坠落手套从控制作业习惯和安全措施两方面入手，通过简单的装置实现了攀登输电线路铁塔脚钉或爬梯的过程保护。使用简单，符合人的攀登习惯，不需要增加额外的操作步骤。不必针对每基铁塔进行改造，具有成本低，使用范围广的特点。比较适应国内电力安全生产的需要。