绝缘梯支撑腿的研制

胡文华+杨涛+唐旭东

摘 要：随着我国新建特高压变电站的逐渐增多，电压等级逐步提升，设备安装点离地面距离越来越高，而在登绝缘梯进行设备安装调试时，经常发生滑倒事件造成人员和设备的伤害。文章依托锡盟±800千伏换流站工程，研制出一种绝缘梯安全腿，提高施工作业的安全性。

关键词：绝缘梯；支撑腿；防滑倒

中图分类号：U224 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）03-0001-02

Abstract： With the increasing number of new UHV substations and the gradual upgrading of voltage， the installation point of the equipment is getting higher and higher from the ground， while the installation and commissioning of the equipment is carried out on the insulation ladder. Frequent slip incidents cause injuries to personnel and equipment. Based on the Ximeng ±800kV converter station project， a kind of safety leg of insulation ladder is developed to improve the safety of construction operation.

Keywords： insulation ladder； support leg； anti-slip down

引言

錫盟换流站由于温度极低，地面结冰湿滑，急需解决登梯摔倒事件发生。而目前使用普通绝缘单梯进行登梯作业时，一般采用将梯子顶部用绳子固定于所靠物体，或者在梯子腿部设置阻挡物等方法，用以保证梯子不滑倒。但根据调查，这些方法并不能有效防止绝缘梯在湿滑地面上的滑倒事件。为了保障现场作业的正常开展，并有效保障作业人员安全。经过现场人员的技术攻关，通过科学分析与设计，研制出绝缘梯支撑腿，成功解决了因地面湿滑导致绝缘梯滑倒的难题，提高绝缘梯的安全性。使用具有绝缘梯支撑腿的新式绝缘梯后，登梯摔倒事件发生几率大幅降低，作业人员的安全得到了有效保障。

1 绝缘梯支撑腿的设计目标

根据统计分析，发生绝缘梯滑倒事件的原因主要有绝缘梯与地面角度不满足要求、绝缘梯所倚靠物体不牢靠、地面过于湿滑造成梯子后滑、使用破损严重的绝缘梯等，其中地面湿滑造成梯子后滑所占比例最大。本文所述内容主要解决因地面湿滑导致绝缘梯后滑问题从而降低绝缘梯引发事件概率。

在找到了绝缘梯滑倒事件的主要原因后，围绕着主要原因提出了3条解决方案，最终选择了最简单方便有效的方案，使得地面湿滑造成滑到事件的几率降低，并制造出一种登梯作业安全可靠、原理简单、使用方便、外观精致、制造成本低的绝缘梯。

2 绝缘梯滑倒因素的分析

针对普通绝缘单梯，我们进行理论分析。一架单梯，自重为G，长为L，斜倚在支架或墙面上，单梯与地面间静摩擦因数为u，单梯与地面夹角为θ。假设人质量为m，距底端x。平衡时水平方向地面对单梯的静作用力f随x增大而增大，竖直方N=G+mg。地面对单梯提供的最大静摩擦力f=N=u（G+mg）是恒定的。（见图1）

由以上分析可知，当x比较小时单梯可能是很安全的，此时f1

3 绝缘梯的研制与实施

3.1 防滑绝缘梯设计方案的选择

通过以上绝缘梯滑倒因素的分析，我们考虑过三种方案：绝缘梯顶部设置抱箍、绝缘梯底部设置防滑垫木、绝缘梯底部设置支撑腿。

绝缘梯顶部设置抱箍方案安全可靠性强，操作简单，不改变绝缘梯原始结构，加工制作简单，成本低但是仅局限用于圆柱形倚靠点，使用局限性太大，不适用于锡盟众多类型的登梯作业；绝缘梯底部设置防滑垫木方案加工制作简单，成本低，适用范围广，但该方案安全可靠性一般，搬运移动不便。在现有绝缘梯上设置支撑腿，制作简单、费用低，安全可靠性强，易操作、易移动，稳定性好，适用范围广。最终选择了第三种在现有绝缘梯上设置支撑腿的方式。

3.2 支撑腿材质选择

考虑其安全性、适用性和强度要求，我们要求绝缘梯支撑腿应符合：绝缘材料密度≥1.95g/cm3；绝缘材料的吸水率<0.40%；材料抗拉强度>350Mpa；材料表面硬度50（巴氏）；绝缘材料表面耐压>12kV（r.m.s）；设计负载>1500N绝缘部件表面应光滑、无气泡、皱纹或开裂，无明显的擦伤和过热痕迹，颜色为本色。根据上述条件，我们选择了钢材、高强度铝合金与绝缘梯主体部分同种材质的玻璃纤维、木材进行优劣对比选材。

3.3 支撑腿开度设置

根据电力安全工作规程规定，绝缘梯与地面夹角宜为60°，保证绝缘梯腿和支撑腿同时落地，支撑腿张开角度应设置为60°，支撑腿与绝缘梯间应具有坚固且能限制开度的拉链。当支撑腿与绝缘梯同时触地时，支撑腿开度为60°，支撑腿长度与绝缘梯固定点至底脚的长度一致。因此，在使用带支撑腿绝缘梯时，通过观察绝缘梯梯腿和支撑腿是否同时落地来判断绝缘梯放置角度是否符合要求。

3.4 连接处设计

连接处主要利用绝缘梯本身的结构，尽量不增加或是大面积破坏其本身的结构，利用柔性钢材弯制成连接件，紧密包裹在绝缘梯表面，并通过铆钉将连接件固定，使绝缘梯和支撑腿的连接可靠。

在连接处下方增设连接铰链，限制开度。在铰链最大处正好使得绝缘梯支撑腿与绝缘梯主体结构形成60°夹角。形成稳定结构，保障登梯人员安全。

同时在绝缘梯横担处，利用柔性钢材弯制的三角形构件对绝缘梯横担进行结构增强，充分缓解了因增加绝缘梯支撑腿导致的绝缘梯强度不足的问题。

3.5 支撑腿高度设置

当人员沿绝缘梯向上移动时，支撑腿越长安全性越高；而根据绝缘梯支撑腿最大开度为60°，支撑腿长度不得大于绝缘梯长度的一半，当支撑腿设置为绝缘梯的1/2时，安全稳定性较高，但是增加了原绝缘梯重量的一半，给搬运带来麻烦，当设置较低位置时，人员登梯高度为L1+L2所受重力和绝缘梯自重为G，此时f1几乎为零，因此为保证绝缘梯不滑动f2*L1*cos60°>G*L2*sin60°，在绝缘梯f2一定时，力矩应尽可能大。

经过上述受力分析后，综合考虑本绝缘梯重量和绝缘体最大承重力矩要求设置高度选为0.5m～0.7m。

支撑腿的设置不仅解决了地面湿滑造成绝缘梯滑倒问题，还有效地避免了因擺放角度不正确引发的事件，从而进一步降低了绝缘梯引起的事件率。

本支撑腿安装在梯子上可有效增强绝缘梯的稳固性，保障了作业时的安全性，充分发挥了支撑腿的重要作用，简单方便快捷的操作方法不但省时省力更是避免梯子在登高作业时发生倾、滑的危险，给予高空作业人员安全保障，极大地提高了安全系数，保证了作业安全措施的有效落实。

4 现场关于带有绝缘梯支撑腿的新式绝缘梯的应用

带有绝缘梯支撑腿的新式绝缘梯制作完成后，广泛地应用于锡盟换流站工程施工现场各隔离开关、避雷器、电抗器等设备的安装调试作业，经过实践检验，大幅降低了登梯滑倒事件发生的几率。有效地提高了施工效率，推进了施工进度，实现了环境对施工作业影响的最小化，取得了很好的经济效益。

5 结束语

本文从锡盟换流站工作现场的实际需求出发，以安全便利简单为原则，基于现有绝缘梯的结构，研制出的带有支撑腿的绝缘梯，成功地降低了绝缘梯因地面湿滑应发事件的概率，提高了登高作业的安全性。而且该绝缘梯制作简易，可在普通绝缘梯的基础上进行改造，本项研究成果为高寒湿滑地区的登高作业的绝缘梯选用增添了更加有力的选项，值得在同类工程中推广与应用。

参考文献：

[1]曹法明，李琛.关于防滑绝缘梯的研制与应用[J].供电企业管理，2013（1）：47-47.endprint