750kV铁塔防坠落柔性导轨可行性探析

750kV铁塔防坠落柔性导轨可行性探析

白宏明 田小强 尚亚东 杨海宁 高磊 杨彦琨

台州市大通电力机具有限公司 浙江台州 317000

摘要：750kV为超特高压线路，铁塔平均高度在60米以上，作业人员登塔劳动强度大，人员发生坠落的风险也较大。安装750kV铁塔防坠落柔性导轨，可实现增强作业人员上、下攀爬杆塔以及杆塔上转位过程中的人身安全，消除坠落引起的伤亡隐患。

关键词：铁塔 防坠落 柔性导轨 电力系统

1.前言

输电线路铁塔一般设置脚钉供高空作业人员攀登，采用全身式安全带带双钩交替保护，通过安全带特殊的缠绕方法实现下坠过程的拉紧保护。而750kV为超特高压线路，铁塔平均高度在60米以上，作业人员登塔劳动强度大，人员发生坠落的风险也较大。在上、下攀爬杆塔和杆塔上转位的过程中，由于传统的安全带无法完全发挥保护作用，线路作业人员有时会处于一种失去防护的状态，因此必须采取必要的安全措施，以保证登高作业人员的人身安全。在不改变现有塔型背景下，安装750kV铁塔防坠落柔性导轨，不仅实现便捷性、经济性，而且在安装完成后，防坠落柔性导轨装置可实现增强作业人员上、下攀爬杆塔以及杆塔上转位过程中的人身安全，消除坠落引起的伤亡隐患。

2.可行性依据

依据《直流架空输电线路运行规程》、《电力金具通用技术条件》、《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》等标准；以及《电力安全工作规程线路部分》（Q/GDW1799.2-2013）规定杆塔上作业人员攀登杆塔、杆塔上转位及杆塔上作业时，手扶的构件应牢固，不准失去安全保护，并防止安全带从杆顶脱出或被锋利物损坏。在杆塔上作业时，应使用有后备保护绳或速差自锁器的双控背带式安全带，当后备保护绳超过3m时，应使用缓冲器。安全带和后备保护绳应分别挂在杆塔不同部位的牢固构件上。后备保护绳不准对接使用。高处作业人员在作业过程中，应随时检查安全带是否拴牢。高处作业人员在转移作业位置时不准失去安全保护。钢管杆塔、30m以上杆塔和220kV及以上线路杆塔宜设置作业人员上、下杆塔和杆塔上水平移动的防坠安全保护装置。

3.技术方案

本防坠落柔性导轨装置由钢锚固定器、中间段固定器、中间段转向固定器、NY型钢锚以及8mm钢绞线组成。

3.1安装使用说明

使用安装时先将一件钢锚固定器送上塔顶预定位置安装牢靠，将不锈钢绞线一头和钢锚牢固压接,再和塔顶的钢锚固定器牢靠连接，中间段柔性导轨根据塔型需要增、减中间段固定器或中间段转向固定器，在塔底侧所需位置安放钢锚固定器并作预紧固，将一端已固定好的不锈钢绞线从塔顶沿中间段固定器安装位置由上至下逐一穿过滑轮，之后曳至塔底侧钢锚固定器，截取钢绞线所需长度并用钢锚压固；用辅助工具，如紧线器、测力仪调整柔性导轨的预紧张力为2.3kN～2.6kN，最后将塔底侧钢锚固定器与预紧的钢锚牢靠连接并拆除辅助预紧工具。

3.2钢锚固定器参数计算

钢锚固定器作为防坠落柔性导轨装置的首末端预紧固定使用。使用时将两对扣爪分别抱住角钢翼板，锁紧螺母即可。其上预留销轴与钢锚固定连接，钢锚固定器适用角钢规格范围为10#～12#。

钢锚固定器主要截面计算：工作负荷：P=1500Kg（1.5吨）。材质为304不锈钢；许用应力：「σ_s 」=205MPa，「σ_b」=520MPa。

抗弯强度计算：销孔在A-A截面处有最大弯矩，故对此截面进行计算。经计算，该截面的抗弯截面模量为：W=9,955.44mm³，因钢绞线为两端固定受力，则施加于该截面上的弯距为：M=（P/2）×106×2.5=750×106×2.5=198750Kg.mm，则该截面上的弯曲应力为：

σ_s=M/W=198750/9,955.44=19.96Kg/mm²=196.6MPa，σ_s =196.6MPa <「σ_s 」，故钢锚固定器抗弯强度满足使用。

剪切强度计算：切面面积A=（30-9.1）×5×2=209mm²，剪切力为P/2=1500/2=750Kg，故剪切应力为τ_剪=750/224.1=3.589Kg/mm²=35.17MPa，取安全系数为2.5，则304不锈钢的许用剪切应力为：τ_许=520×0.6/2.5=124.8MPa >τ_剪=35.17MPa，由此可以看出，矩形管两端的耳片强度足够安全。

3.3中间段固定器参数计算

中间段固定器作为防坠落柔性导轨装置中间段钢绞线过渡支撑使用。使用时将两对扣爪分别抱住角钢翼板，锁紧螺母即可。钢绞线从两滑轮中间孔穿过。中间段固定器适用角钢规格范围为9#～12#。

由于不锈钢螺栓主要承受剪切力，故对此螺栓作剪切强度计算：该螺栓的剪切面积：A=πd²/4=3.14*100/4=78.5mm²剪切力P/4=1500/4=375Kg，故剪切应力为τ_剪=375/78.5=4.777Kg/mm

²=47.77MPa，取安全系数为2.5，则304不锈钢的许用剪切应力为：τ_许=520×0.6/2.5=124.8MPa >τ_剪=47.77MPa，由此可以看出，该螺栓的剪切强度足够安全。

3.4中间段转向固定器参数计算

中间段转向固定器作为防坠落柔性导轨装置中间段钢绞线转弯过渡使用，也可以作直线段支撑使用。使用时将两对扣爪分别抱住角钢翼板，锁紧螺母即可。钢绞线从两滑轮中间孔穿过。中间段转向固定器适用角钢规格范围为7#～9#。

由于不锈钢转向螺栓主要承受剪切力，故对此螺栓作剪切强度计算：该螺栓的剪切面积：A=πd²/4=3.14*256/4=200.96mm²剪切力为P/4=1500/2=750Kg，故剪切应力为τ_剪=750/200.96=3.73Kg/mm²=37.3MPa，取安全系数为2.5，则304不锈钢的许用剪切应力为：τ_许=520×0.6/2.5=124.8MPa >τ_剪=37.3MPa，由此可以看出，该转向螺栓的剪切强度足够安全。

4.结论

架空输电线路的运行与维护离不开一线作业人员的巡检，因此保障相关作业人员的人身安全，对促进完成作业任务具有重要意义。攀登铁塔防坠落装置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攀登输电线路铁塔脚钉或爬梯的过程保护。

参考文献：

[1]李海光．新型支挡结构设计与工程实例[M]，北京：人民交通出版社,2003.
[2]刘万东．T型轨道式攀登坠落保护器的原理和研制[M]，北京：电力科技出版社，2005．