一种便携式高空作业自动升降装置

一种便携式高空作业自动升降装置

丁元元

云南电网有限责任公司德宏供电局 云南 678400

摘要：本文提出了一种便携式输电线路高空作业电动升降装置，运输携带方便，转动机构用绝缘和金属两种材料制造，带电作业使用时可防绝缘绳索磨损，上下开关设计为一键式启动。带电检修作业时，可与无人机配合投放牵引绳，用牵引绳安装升降装置用的静力绳和人身保护绳，高空作业人员在地面乘坐升降装置自行操作到达高空检修位置，上升下降速度由作业人员自行控制，与传统的作业方法相比较，减少了作业人员，降低了高处作业人员劳动强度，把常规高处作业时间缩短1/3以上，提高了作业效率。

关键词: 便携式电动升降装置; 交直流输电线路；高空作业

引言

随着输电线路电压等级的提高，铁塔高度基本都在20米以上，公司要求高空检修时作业人员必须遵守各种安全规定，如攀登杆塔时不能失去安全带保护等硬性要求，这也给作业人员攀登时增加了额外体力消耗的负担，给安全带来一定的隐患。目前，在输电线路运行维护、施工及检修作业过程中，工作人员常常需要攀登到杆塔、导地线上进行高空作业，常规在导地线上作业的方法，直线杆塔通常是作业人员先携带绳索上到杆塔上，在导地线上抛挂1根绳索，由地面作业人员把绳索拉到作业位置，这种作业方法遇到水平排列双分裂导线和四分裂导线，地面作业人员拉绳时摩擦力大，拉动费时费力，如导地线下方有交叉跨越物及其他障碍物，地面人员要把绳索拉到作业位置，难度就特别大了。挂好软梯后，在上升的过程中需要工作人员靠自身的力量进行攀登才能到达作业位置，在攀登的过程中易消耗工作人员大量体力，对作业人员的体能素质要求高，如果体力不支，将会给高空作业带来安全隐患。

一、便携式输电线路高空作业电动升降装置研制

1.三角平衡支架研制

在实际工作现场使用电动升降装置时，因作业环境会有凸凹不平的现象，电动升降装置摆放不平稳，作业人员座在升降装置不上稳定，会有倾倒的可能，因此，需要一个三角平衡支架来稳定电动装置，能保证作业人员座在升降装置上保护平稳的状态。三角平衡支架由主撑杆、活动连接片、稳定中轴、快速固定盘和脚地板组成。

2.绝缘绳索防磨损减速机构研究

因电动升降装置首先研究选择的对象是针对带电作业进入电场的方法，为了保证绝缘绳的绝缘性能，在使用过程中尽可能不与金属部件发生摩擦，电动升降装置的减速机构要选择机械强度高、耐摩性能好的绝缘材料。绝缘绳索防磨损减速机构包括绳索夹紧组件、挡线组件、绝缘卷绳盘、齿轮箱和无刷电机。

3.锂电池抗干扰性能

由于电动升降装置要应用在高压带电检修作业中，必须要考虑电池在高电场环境下抗干扰的能力。采用铝合金壳体对锂电池屏蔽保护，达到电池在高电场中不受干扰，能正常运行。

4.上升、下降速度控制机构

电动升降装置最理想的功能是要实现作业人员座在装置上，自己操作装置，就能上升到作业位置和作业后下降到地面。该部份由手刹装置、档齿连接支架和制动组件组成。

5. 靠背组合调节椅

整套电动升降装置研制好，作业人员座在装置上要有安全感和舒适感，实现人员可于输电线路高空作业电动升座在升降装置上进行检修作业，为检修人员高空作业时提供安全保障。组合调节椅还包括铝合金支撑底架、座椅靠背支撑杆、绝缘平板坐垫和座椅靠背。

二、主要措施

本项目研究的一种便携式高空作业自动升降装置主要完成以下措施，采用锂电池驱动电机工作，单电负载 120kg重物或人员可持续运行上 170+下 170m，手动或APP遥控控制，可单手操作，无级调速，任何位置精准刹车定位；电池耗尽时，操作者可手动把手控制下降，无需任何辅助工具；遥控时碰到障碍物可自动关停归零后方可操作，整套设备小巧轻便可随身携带。

三、便携式输电线路高空作业电动升降装置在输电线路带电作业应用中方法研究

1.确定220－500kV直线塔进入电场的方案

作业方法：采用电动升降装置，只需1名电工在横担适当位置挂好绝缘绳和人身保护绳，作业人员可直接从地面座在电动装置上，自行操作装置进入到作业位置。

2.确定输电线路导、地线进入电场的方案

作业方法：采用电动升降装置，在需要作业位置处，用无人机投牵引绳至导线上，地面作业人员用牵引绳携带供电动升降装置用的承力绳和人身保护绳挂在导线上，作业人员可直接从地面座在电动升降装置上，自行操作装置到达作业点。

四、成果原理说明

成果根据机动绞磨收线的原理进行研制，使用DC48V电机配合减速齿轮进行传动，尾绳带自锁机构，并设置有坐椅，高空作业人员只需要坐在坐椅上，自行操控装置实现自由上升、下降。其技术方案为：该输电线路高空作业电动升降装置包括三角平衡支架、绝缘绳索防磨损减速机构、铝合金壳体防爆锂电池、下降速度控制机构和靠背组合调节椅；三角平衡支架设于该输电线路高空作业电动升降装置的最底部，与绝缘绳索防磨损减速机构可拆卸连接；绝缘绳索防磨损减速机构通过一侧固定设置的铝合金壳体防爆锂电池供电，能够转动对绝缘绳索进行缠绕，绝缘绳索防磨损减速机构的另一侧设有下降速度控制机构；下降速度控制机构与绝缘绳索防磨损减速机构传动连接，能够通过绝缘绳索防磨损减速机构控制下降速度；靠背组合调节椅设于该输电线路高空作业电动升降装置的最顶部，其底部的两侧分别与下降速度控制机构和铝合金壳体防爆锂电池固定连接，其前端固定设置电位转移棒及手柄支架。

下降速度控制机构包括手刹装置、档齿连接支架和制动组件；档齿连接支架由方形连接柱、L型连接板和齿板构成，方形连接柱一侧中心处通过导向轮撑杆转动连接有导向轮，导向轮上设有分别与手刹装置和制动组件连接的联动皮带，方形连接柱底部设有通孔，并通过通孔套装有能够转动的制动组件，齿板外缘设有齿牙，其下端通过连接螺丝与手刹装置转动连接，其上设有腰型孔，孔内设有能够滑动的角度旋转螺丝，角度旋转螺丝的一端与手刹装置固定连接；手刹装置能够通过导向轮及联动皮带带动制动组件转动，且能够通过齿牙进行定位。

该装置通过电动升降机构传动可有效的减轻工作人员在攀登时的体力消耗，动力座椅及调节靠背是根据人体工程学设计，代替了工作人员高空作业时站立所带来的能量损耗，从而为工作人员高空作业时拥有充分的体力提供了前期基础保障。

五、效果检查与现场应用情况

项目成果研制成功后，已经在曲靖供电局输电线路带电作业检修中多次进行了运用，经过实践，与传统的作业方法相比较，减少了作业人员，降低了作业人员劳动强度，缩短了作业时间，提高了作业效率。实现等电位作业人员进入电场不用自身力量攀登，使进入电场的方法简单化、实用化、人性化，作业更加安全可靠，把常规等电位进入电场时间缩短1/3以上。经现场检验、项目成果在带电作业专业领域中取得了明显的成效。现场应用部份事迹也在相关新闻媒体得到宣传报到，所在单位的知名度也得到了提高。

结束语

通过对带电作业等电位进入电场的方法和便携式输电线路高空作业电动升降装置创新研究，使输电线路高空作业方法科学化，实现了带电作业技术精益管理化，这将使带电作业整体水平得到质的提升，这一成果将率先在曲靖供电局进行试点应用，最后将成果推广至各供电部门从事输电线路检修作业的班组，这样就达到把带电作业做精和输电线路高空作业方法科学化的目的，具有较强的现实意义和实用价值。成果在带电作业专业领域应用成熟后，可扩展应用到输电线路专业，特别是在特高压输电线路检修中更能体现出优势。

参考文献：

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