全身式安全帶的改進及登高作業新方法的研究

（中國南方電網超高壓輸電公司廣州局 廣東省廣州市510000）

摘 要：輸電線路高空作業人員在登塔及轉位過程中，是危險點較多的工作環節，針對現有登塔方法存在費時、費力、效率低等諸多不足狀況。本項目著眼于安全性、經濟性、工作高效性三方面因素，對新的登高作業方法及全身式安全帶進行研究改進，提出了新的防墜方法及防墜工具，在確保安全的前提下，減少了人員上塔時間，降低了人員的勞動強度，為高空作業人員安全、便捷、高效的完成工作提供了強有力的保障。

關鍵詞：高空作業；防墜方法；防墜工具；工作效率

隨著南方電網超高壓輸電公司主網架規模的不斷發展壯大，公司在十二五期間將新建多條特高壓直流輸電線路，電力系統對輸電線路安全穩定性提出了更高的要求，這對線路運行維護人員是一個考驗。在新形勢下，為了能使運行維護人員能更好的管理好主網架大通道，在人員、物力、時間等資源有限的情況下，要順利的完成登檢或檢修工作，就必須對登高作業方法及防墜工具進行研究改進。通過技術革新的手段降低時間成本，提高工作效率，減輕人員的勞動強度，并在一定程度上縮短停電檢修作業時間，保證輸電線路的可用率。

1 現狀分析

以超高壓輸電公司目前登塔用的安全帶為例，登高作業人員均使用的是新一代的帶有背部扣環的的全身式安全帶，由45毫米的藍色纖維帶子和2 個與腿部齊高的抗腐蝕傘狀帶扣組成，帶扣采用單孔設計很容易將安全扣扣入其中，另外在腰部左右兩邊各設有兩個安全扣環，并在左邊成套連接了一根2.5米長可收縮的帶子，另外在右邊單獨配置了一根長2.5米Φ12mm蠶絲繩。在登高作業上下塔時使用左右兩根安全帶交替使用，即作業人員每爬約1米高，就要將一根安全帶繞過上一個主材間隔后將安全扣扣入對應的安全扣環內，再解開繞在下面主材間隔的另一根安全帶，依次交替使用雙安全帶向上登塔，在登塔作業過程中任何時候不能失去安全帶的保護。

1.1 穿戴費時、不易整理保存且高空作業中連接帶易脫出失去有效保護

目前，所使用的新一代全身式安全帶，在穿戴時需像穿夾克一樣穿上后，再將左右兩腿胯帶卡、腰部腰帶卡、胸前的胸帶卡（子卡）扣入母卡的方孔內扣好，但由于該安全帶解開后繩帶太多容易纏繞打結，致使在每次取用穿戴時都得重新整理好后才能穿上，穿上后再依次調節各繩帶的長度，頗為費時費工。另外，當高空作業人員將安全帶繞在堅固的構件上后，松開雙手將力轉移到安全帶上方可進行檢修工作，在作業的過程中尤其胸前、腰部的連接帶易滑移變長致使（子卡）易從（母卡）中脫出，從而失去對人體承力的有效保護，給登高作業人員帶來了極大的作業風險。

1.2 左右交替繞主材登塔的“雙安全帶法”，甚為費時、費力且效率低下。

“雙安全帶”登塔法即高空作業人員每向上爬約1米高，就要將一根安全帶繞過上一個主材間隔后將安全扣扣在對應的安全扣環里，再解開繞在下面主材間隔的另一根安全帶，依次交替使用雙安全帶向上登塔。根據統計得出使用該方法平均每爬1米約耗時10～15S，按超高壓公司500KV輸電線路的鐵塔平均高度40米計算，上下塔需耗時約17～20min，需左右交替解開扣上安全環共計160次，該登塔法甚為費時、費力且效率低下，亟需一套更為便捷、高效的防墜工具及防墜方法取而代之。

2 防墜工具的改進與登塔方法關鍵技術創新

根據現有的塔型設計結構、腳釘型式和安全防護器材，提出新型的登塔防護方法――“簡易防墜登塔法”，并針對全身式安全帶登塔實用便捷性進行了改進，設計了一副“全身一體式”的安全帶。

2.1 “全身一體式”安全帶的結構

“全身一體式”安全帶結構由胸帶、肩帶、腰帶及跨帶構成，并在該安全帶左右腰環上各配置了一條直徑為14mm的軟質安全繩，每一條腰繩的長度控制在2.4m～2.6m之間。另外，安全帶的護腰帶采用300mm 寬的海綿帶，充分考慮到人體重量完全轉移到安全帶承力后，能將力分解到較大面積上，減小單位面積受力，確保腰部受力的均衡與平穩。

2.2 應用創新及關鍵技術

1）腰帶卡（如圖1）由左右兩根腰帶構成，左腰帶上固定母卡，右腰帶固定子卡（雙孔閉形環），腰帶卡的連接采用子卡扣入母卡的方式，腰帶長度的調節由固定子卡的右腰帶來收緊或放松，在右腰帶距子卡10cm處配置了一個雙孔閉形環，利用該環與腰帶在自鎖角下發生自鎖的原理，確保腰帶在受力時其長度不會滑移。

2）跨帶卡（如圖2）一端連接在安全的背帶，另一端連接著一個具有保險裝置的U形扣，并在距U形扣10cm處配置有一個雙孔閉形環?？鐜Эǖ倪B接采用由U形扣扣入對應的安全環的方式，跨帶長度的調節由固定U形環的尾帶來收緊或放松，利用雙孔閉形環與腰帶在自鎖角下發生自鎖的原理，確保其跨帶在受力時長度不會滑移，當U形扣扣入安全環后，保險裝置會自動旋轉90度形成自鎖，確?？鐜г谧鳂I受力時連接處不會松脫從而失去承力的有效保護。此種連接方式簡便且實用，給作業人員的穿戴帶來了便捷同時極大的降低了作業風險。

3）利用桿塔腳釘和耐磨軟質安全帶繩的雙套結或活扣結的自鎖原理（如圖3、圖4），對登塔作業人員進行全程防護，其安全性、操作性和工作高效性方面，都符合《電業安全工作規程》中對登塔防護的相關要求。首先，登塔人員立于地面，調整好兩條安全繩長度，使其與作業人員手臂長度相同，將左、右兩條安全繩分別系于腰間右、左兩扣環內；再次，在安全繩對折處打一個雙套結。對于主材上垂直上、下的腳釘，分別將左右兩條安全繩的雙套結扣于腳釘內側，手抓住腳釘外側，逐步攀爬（如圖3）。

3 新方法的可行性研究分析

1）在腳釘受力方面按照線路中M16的腳釘計算，其最大剪切應力為14700N，是安全帶合格試驗靜拉力的6.7倍，防墜腳釘是在常用腳釘外側尾端改造加裝了卡銷，其受力完全與常用腳釘一樣，說明腳釘是安全的牢固的構件。該方法承力保護是可靠的。

2）此方法能充分利用雙套結自鎖的特點，登塔人員萬一失手，腰繩稍一受力便會越拉越緊，由于腳釘外側尾部上翹，當受向下拉力時，繩扣不能從腳釘外側滑出，確保了登塔人員的絕對安全。

3）腳釘是牢固構件，腳釘外側尾部上翹，兩顆腳釘之間距離為45cm左右，人員從上端墜落到最下端，也就是兩個腳釘之間的距離（最多為45cm），經計算墜落時間為0.214S，墜落位置剛好是同側兩腳釘之間，即使在上、下塔及轉位過程中偶然失手、踩空和外界因素刺激造成墜落人員也不會因觸碰到腳釘而受到傷害。

4 應用情況與建議

1）“全身一體式安全帶”利用安全繩帶與可調式雙孔閉式環的自鎖原理，確保腰帶及胸帶不會因為受力后從環中脫出，確保作業人員得到安全帶的有效保護。另外，安全帶所有金屬部件均采用輕型鈦合金新型材料，強度高、質量輕，大大降低了高空電工登塔的勞動強度。

2）兩種方法充分利用腳釘和繩扣自鎖原理，使安全帶瞬間完全受力且受力均勻，解決了人員在墜落過程中沖擊力大的問題，避免了人員在墜落中受到更大傷害。同時，運用此方法減輕了人員登塔負擔，降低了體力消耗，進行塔上工作有更充裕的時間和精力。

3）當遇到個別腳釘缺少或有缺陷的情況，先把一條腰繩打在主材上，向上攀登到有腳釘的地方后恢復使用此法。

4）作業人員系好安全帶后，調整好兩條安全繩長度，使其與作業人員手臂長度相同，安全繩始終保持高掛低用。

5）雙套結的大小要與腳釘的大小相適應，雙套結扣在腳釘內側后手必須抓住腳釘外側。

5 結語

1）改進后的“全身一體式安全帶”的腰帶卡、跨帶卡、肩帶卡、胸帶卡均利用帶與雙孔閉形環在自鎖角下發生自鎖的原理，保證作業人員在作業過程中安全帶受力后各帶扣不會滑移、松脫，確保了作業人員的安全。

2）該方法的基本原理是在全身式安全帶上栓上兩條腰繩，登塔或塔上作業換位時，先結扣，后解扣，使作業人員始終不失去保護，滿足《電業安全工作規程》的要求。

3）不需要對桿塔增加任何附加設備，也不要做任何改造。對普通型腳釘采用雙套結自鎖，對防墜腳釘采用活扣結自鎖。由于柔軟的繩索鎖在硬的腳釘上，越鎖越緊，而且腳釘上又有約75°的彎鉤，（普通型腳釘）或有卡銷（防墜型腳釘），鎖結不會滑出，比硬質金屬扣結打在硬質腳釘（硬碰硬）上更不容易滑出。

4）推廣該防墜方法將節約大量的對桿塔作防墜改造的資金，對全身式安全帶也不需要作多大改變，也不增加安全帶的重量，是一種經濟、實用、安全、可靠的防墜方法。

參考文獻：

[1] 劉鴻文，《材料力學Ⅰ》第四版

[2] 《電力安全工作規程電力線路部分》 GB026859-2011

作者簡介：

陳浩（1986.02-），男，籍貫：湖北省棗陽市，學歷：本科學歷，工程師，研究方向：電力工程。