便携式开关柜顶安全带挂扣装置在威海电网的应用

便携式开关柜顶安全带挂扣装置在威海电网的应用

程波涛

国网山东省电力公司威海供电公司 山东威海 264200

摘要：开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。根据《国家电网公司电力安全工作规程》（变电部分）中18.1.1条规定“凡在坠落高度基准面2m及以上的高处进行的作业，都应视作高处作业”。开关柜顶部高于2米，在开关柜顶工作均为高处作业，且开关柜顶边沿无防护措施，存在工作人员坠落造成人员伤害的风险。开关柜上工作如何采取有效的防高空坠落安全措施，威海公司研制开关柜安全带挂扣装置，介绍了该安全带挂扣的研制背景、目标、技术方案及应用情况。

关键词：开关柜；安全带挂扣；研究应用

1.研发背景的叙述

目前国网威海供电公司35kV及10kV变电一次设备均以开关柜为主，开关柜内的部件主要有断路器、开关柜、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。开关柜为公司变电一次设备的重要组成部分。目前，公司所辖变电站共有35kV电压等级间隔661个、10kV电压等级间隔988个，其中587个35kV电压等级间隔和972个10kV电压等级间隔使用手车式开关柜。检修工作量大。在进行开关柜检修时，由于检修工艺要求，检修人员必须要在开关柜上进行。《电力安全工作规程》规定高度差在2m或以上地点工作时必须使用安全带，缺少可靠的保护装置，作业人员在进行开关柜顶部作业时存在从柜顶坠落的危险。

2研制目标确定

(1)安全可靠性高。挂架要设有专用的安全带挂扣设施，挂扣点有足够高度且不能影响开关柜的正常操作，符合《电力安全工作规程》中“高挂低用”原则。挂架具有良好的机械强度，各部件连接牢固可靠。

(2)携带及装拆方便。开关柜检修实行的是综合性停电工作，除去其它专业工作，检修工作一般要在4h内完成，因此，要求挂架轻便、使检修人员便于携带，现场无需借助工具就能在柜顶上将安全带挂架固定和拆卸下来，时间控制在5 min内。

(3)现场适用性强。能够在开关柜上使用，方便检修工作，能有效提高检修工作效率。通过对目标的分析，提出的设计方案是采用便携式开关柜顶安全带挂扣装置，用于安装安全带挂杆。

3.技术方案实施

通 过查阅了国内外大量的相关专业技术资料，结合现场实际及多年经验，选取了尺寸为500*500mm，厚度4mm铁、铝合金、不锈钢三种材料进行测试，通过计算三种材料的抗压强度均符合要求。铁板和不锈钢的密度基本相同，而铝合金的密度约为其他两种材料的三分之一，即在相同体积下，铝合金的质量最小。考虑到要研制的开关柜安全带挂扣装置使用地点不固定，需要经常搬运，铝合金密度低这一特性决定了选用铝合金作为支架材料。检修工作中，任何方面都要遵循“安全第一”的准则，两侧平行固定的安全性好。且根据日常检修工作经验，开关柜顶工作一般为柜顶巡视、分段母线清扫等涉及多个间隔的检修工作，因此固定方式选择两侧平行固定。挂扣绳长度的选取取决于成列开关柜长度。不同型号的开关柜宽差别不大，因此成列开关柜中所含开关柜的数目决定成列开关柜长度。目前公司所辖变电站分为220kV、110kV、35kV三个电压等级，220kV、110kV变电站内的开关柜数明显多于35kV变电站内的开关柜数。检修人员通过测量公司14座含开关柜的220kV、110kV变电站开关柜总长度，取其中最大值，即可确定挂扣绳长度为45米。对支架单元进行改进，在支架上方三角形顶点处一端设双向棘轮，一端设置挂扣点供挂扣绳挂扣，开关柜顶部缺少设备双重名称标识，作业人员存在误打开运行开关柜盖板，误入带电间隔导致触电的危险。设置了防误告警装置，在工作人员误入运行开关柜顶时发出报警信号。

支架安装效果图

开关柜安全带挂扣装置，主要包括支架单元、固定单元、告警单元三部分。其中，支架单元可使装置固定在开关柜两侧，固定单元可固定挂扣单元的长度，挂扣单元为安全带提供挂扣点。

支架单元使用时：将滑轮中的固定螺栓打开，固定在开关柜两侧后拧紧固定螺栓。将滑轮的转换柄打开，同时转动加力柄，此时钢丝绳可拉出，将顶端圆环固定在另一侧的U型环中。将转换柄关闭，此时可收紧钢丝绳，使钢丝绳缠紧具有一定张力；工作结束后，打开转换柄后轻松刹车手柄，慢慢消除钢丝绳张力，消除钢丝绳张力后，转动加力柄收紧钢丝绳并拆除支架。

固定单元使用时：打开转换柄，同时将加力柄向后推入，此时装置内部的滚筒完全打开，可将钢丝绳轻松拉出一段，扣入滑轮后固定在另一侧的挂扣点处；关闭转换柄，同时往返拉动加力柄，可使钢丝绳拽紧并具有一定拉力；工作完成后，向后推入加力柄，打开转换柄，使滚筒反转收紧钢丝绳，同时为了防止钢丝绳（2.5cm2，45m）工作状态下产生的张力导致高速转动，加以刹车手柄辅助工作，使钢丝绳可以缓慢收紧；打开折叠手柄收紧钢丝绳。

告警单元使用时：采用福克斯DT-55R型双鉴探测器两只，报警器分部分：电源部分，微波探测部分，红外报警部分。微波探测部分和红外报警部分相互独立，两种传感器都发出报警信号时，双鉴探测器才发出报警音。电源部分设电池仓，内设两节锂电池，满足无线电源需求。报警器需安放在运行开关柜上方，当检修人员进入运行开关柜顶时报警器发出信号。对报警器的要求为可牢固固定在挂扣绳上，不随挂扣绳晃动改变位置。购买的报警器本身自带万向支架。检修人员对万向支架进行改进，在支架背面安装一个扳扣，即可通过扳扣将报警装置固定在挂扣绳上

4.效果检查

研制的便携式开关柜顶安全带挂扣装置属于安全工器具，未通过检验前不得在现场使用。检修人员模拟现场使用环境，对装置进行了静负荷试验：（1）将装置模拟现场环境安装，支架固定在试验室两侧墙壁，中间挂扣绳长度为45米；（2）模拟现场检修环境，开关柜顶部最多三人同时工作，极端受力情况为在三名作业人员在携带工具及备品备件时全部从柜顶坠落；（3）检修人员以5米为分段，将挂扣绳分为9段，每次试验选取其中三段，三段可为同段也可为不同段，每段挂扣一条安全带，安全带载荷1500N，载荷时间5min。。在对装置进行静负荷试验时，装置未发生变形、断裂、脱扣等现象。

2018年7月20日，迎峰度夏特巡结束。在开关柜柜顶巡视前，检修人员将挂扣装置安装在开关柜两侧，固定支架和挂扣绳连接紧固无松动。检修人员在柜顶巡视过程中，安全带可挂扣在挂扣装置上，挂扣牢固。所研制的便携式开关柜顶安全带挂扣装置可正常使用，可提供一个牢固点可供挂扣安全带。

5.经济、安全效益的分析

5.1经济效益

研制成功的便携式开关柜顶安全带挂扣装置得到了部门领导的充分认可，目前已在公司所辖变电站的维护检修工作中投入使用。根据现场使用情况反馈，该装置固定稳固、使用方式简单。该新型安全带挂扣装置一方面为工作人员提供一个安全带挂扣点，另一方面也减轻了工作人员工作时的心理压力，大大提高了现场工作的安全性。

5.2安全效益

便携式开关柜顶安全带挂扣装置的使用，极大的减小了作业人员在开关柜顶工作时从开关柜顶坠落的安全风险，并能够实现报警功能，对作业人员检修时误入带电间隔柜顶等不安全行为提到了很好的警示作用。

6.总结：

威海公司研制的便携式开关柜顶安全带挂扣装置技术含量高、携带轻便、使用可靠，贴合变电站运维检修实际，提高了现场作业的安全等级，填补了开关柜顶工作方面的一项空白。同时，该便携式开关柜顶安全带挂扣装置可保护现场作业人员的人身安全不受伤害，体现了检修人员对于安全生产、打造零违章班组的决心，具有重大的安全效益。

参考文献：

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[3] 王建.移动便携安全带固定装置[J].建筑工人，2014(01)