高山滑雪运载装备保障设备与工器具研究

张建玺，杨志东，丁建武，盛萌，李明春

（国网北京市电力公司，北京 100053）

1 研究背景

北京2022 冬奥会是我国重要历史节点的重大标志性活动，因此保障冬奥会的顺利举行具有重要的意义。电力供给作为冬奥会举办不可或缺的条件，如何在地形复杂、冰天雪地的保电作业条件下，保障电力输送的稳定性，支撑冬奥会的顺利举行。对电力物资安全、及时输送、作业人员安全防护、特殊环境作业技能等供电保障需求都产生了更好的需求。本论文开展在冰雪及山地环境下物资运载方式、人员作业装备、电力作业工器具的供电保障研究，实现冬奥会电力供给的可靠保障，支撑冬奥会的顺利开展。

2 研究目标

2.1 分析研究，支撑物资设备采购

通过对北京冬奥会高山滑雪场电力运载装备适用性及运输过程监控手段的研究、电力保障人员装备适用性及物资储备管控手段研究及电力工器具适用性及物资储备管控手段的研究，形成专业的设备分析报告，为冬奥会物资采购提供依据。

2.2 保障参赛者、志愿者、工作人员的人身安全

受高山滑雪项目举办场地环境因素的影响，各类取暖、医疗、运输、急救等设备设施的运行，大都离不开电力能源的供给，因此本项目的研究对保障各国参赛者、志愿者及工作人员的人身安全具有重要的意义。

2.3 保障电力作业物资及人身安全，及时应对各类突发状况

高山滑雪项目举办地具有交通不便、气候恶劣的特点，与传统电力保障需求具有一定的差别，在上述条件下的电力物资运输工具、电力保障人员装备、电力作业工器具等专用性设备设施，对保障电力作业物资及人身安全，及时应对各类供电突发状况，具有重要的意义。

2.4 高效服务，提升国网公司品牌形象

北京电力公司作为冬奥会保电单位，是国家电网面向全球的特殊服务窗口，是体现国网价值的直接平台，通过绿色、优质、高效的供电服务，提高供电可靠性，保障冬奥会的顺利开展，提升国网公司品牌形象，扩大全球影响力。

3 主要研究内容

3.1 高山滑雪运载装备适用性选型分析

为做好高山滑雪赛事的场地保电工作，需要克服赛事举办场地带来的雪地、陡坡等交通限制对保电工作带来的挑战，需要研究雪场环境下行之有效的交通及运输方式，做好工作人员和电力物资的人身财产安全保障工作，以及电力保障工作的及时性，支撑冬奥会高山滑雪项目的顺利举办。

（1）切实提高赛事电力供应保障能力，全方位落实安全可靠电力服务承诺，高质量服务冬奥会电力靠供应。冬奥会场地具有严寒、冰雪、冷风的环境特点，在冬奥场地环境下通过电力运载设备实现线路设备的安全巡视与快速响应，对高质量服务冬奥会电力安全可靠供应，全方位落实安全可靠电力服务承诺具有重要意义。

（2）完善低寒环境下电力保障装备体系，践行人民电业为人民服务宗旨，为三北严寒特殊负荷电力保障提供经验。三北区域电网具有点多、线长、面广、复杂的特点，为确保电网能在低温严寒的天气环境下正常运行，公司在对电网线路的巡视次数，对重要线路巡查和设备实行巡视成为了应对低温严寒气候保障电力设备安全的重要手段。在服务于冬奥赛事本身安全保障的同时，可应用于三北地区特殊负荷的电力保障活动，发挥冬奥示范先行的经验，也是提高三北其它区域重要负荷电力保障水平。

3.2 电力保障人员装备适用性分析

冬奥会电力保障人员装备主要有防护服、安全帽、雪地靴、手套、雪镜等防护设备，在长期户外工作和短期户外工作两方面研究防护设备的保温性、保暖性、防风、防水、防静电、耐磨性及工艺特点等方面进行研究。

根据国家防寒服的标准，定于评价防寒服保暖性能的总保暖量并规定了不同服装气候分区所需的总保暖量要求，气候分区总保暖量的要求详细内容见表2。由于天气原因张家口和北京地区为3 级劳动防护服服装气候区，所以需要衣服的保暖率较高。

保暖率是针对于防寒劳动防护服保暖热能量的比率，主要是对防寒衣物的保暖性能进行评价。例如一套防护服的保暖率和防护服的材质有很大关系，材料阻止热能量流失的百分比就是这套防寒的保暖率。

导热系数的含义是指防寒服材料的厚度在两侧表面的温差为1 度，在1 秒内，通过材料的面积传递的热量，用λ 表示，单位为W／（m·K）或W／（m·℃）。织物导热跟隔热性能有关在稳定传热条件系数越小，则织物的隔热性能就会越好。

水蒸气阻值：由于高强度劳动会引起身体出现汗液，汗液通过防寒服就会释放的热量使体表温度下降，称之为称为湿热。在这种潮湿的环境会使工作人员产生不舒服的感觉所以选择衣服的蒸汽值很有必要。同时水蒸气的阻值也说明防寒工作服的一个重要参数。防寒服的阻止越小，保暖效果越差。反之性能越好，阻值越大。

防护服不仅美观大方、还要安全适用。其中主要是指保证人体健康安全，必须还要满足我们人体各种生理要求，选择适合的材料，根据防护的需要设计不同的款式。根据内容再结合北京冬奥会现场实际保障需求，主要从长时间户外作业和短时间户外作业两种需求场景进行保障装备的研究与分析。结合市场高、中、低端产品类型进行综合分析。

其中，短时间户外作业保障装备对保障装备的保温、防寒、防水、防风等性能相对长时间作业装备可以偏低些，但对装备的轻便和易于活动性相对较高。长时间户外作业对保障装备的保温、防寒、防水、防风等性能有更高的要求。具体产品参数选择见表1。

表1 防护装备详细参数

3.3 电力工器具适用性分析

通用工器具主要为钳子和扳手，钳子包括液压钳、钢丝钳子、尖嘴式钳子、管钳子、剥线钳子，扳手包括内六角扳手、扳手、活动扳手、开口扳手，螺丝刀套装等工具。以上工具主要是由钳口/扳口和把手组成。一般钳口/扳口都是高碳钢材质，把手一般由PP+TPU、PVC、橡塑、TPR+PPR 等材质的绝缘套包裹，具有绝缘性、安全性。通过调查研究此类工器具在极寒条件钳口/扳口材质不会发生弯曲、变形等变化，绝缘体把手不会发生变化，具有安全性，适合冬奥会极寒条件下的电力保障人员工作。

4 保障设备选型建议

冬奥会场地严寒、冰雪、冷风的环境特点，决定了电力保障人员长期从事低温作业，根据国家低温作业分级标准，按照现场和户外白天气温-15 ～0℃，夜间-15 ～-5℃，电力保障人员根据不同的分工其户外作业等级在低温作业II 级III 级之间。当我们人体长时间处于低温寒冷的环境中时，身体会出现动作反应迟钝、思维与身体协调不一致导致心理差生极大地反应。在极冷低温下，身体还可能会产生冻痛、冻伤和冻僵的情况，因此我们有必要在低温的环境中专门设计出针对环境对身体产生不良影响的防寒防护服的必要性。

表2 低温作业分级

结合冬奥会场地严寒、冰雪、冷风的环境特点，为了保障作业人员的人身安全，防止冻伤、生病等事件的发生，充分梳理应用场景需求，现形成保障穿戴设备的5 点基础要求。

（1）需要具备较高的保暖特性，至少能够保证零下15℃的保暖需求；

表3 雪地摩托详细参数

表4 防护设备

（2）冬奥会的场地雨雪天气较多，气候寒冷潮湿，保障穿戴设备需具备一定的防水透气性能；

（3）冬奥会场地位于山地，保障穿戴设备需具备较高的防风能力；

（4）为了保障电力作业的安全，保障穿戴设备需具备较高的防静电能力；

（5）保障穿戴设备穿戴人员活动量较大，所以防护服需要具备一定的防磨损能力。

综上所述，保障人员的穿戴设备需要满足保暖、防风、防水、透气、防静电及耐磨等特点。

4.1 高山滑雪运载装备

雪地摩托车技术起源于国外，国内技术起步较晚，受市场空间和发展时间影响，国内产品与国外产品相比，尚存在一些不足，一些关键部件仍需要进口。由于国外的雪地摩基本都是400cc 起步，而国内基本属于小排量400cc 以下的生产指标，因起步较晚，关键零部件采用进口件，也没有成规模、技术实力也较差。在选购雪地摩托车时三个关键参数即：爬坡度、排量、载重，其中雪地车的爬坡度及牵引力，建议爬坡度满足不低于30-40 度，排量900-1200 以内才能满足山地冬奥会地形需要。国内庞巴迪专卖店均可体验试车购买具体参数详见如表3。

4.2 保障人员装备

根据上述对防护设备的研究，建议长时间户外作业人员的防护设备选用高端产品，满足作业人员在户外的长时间工作需求；短期户外作业人员选用中端产品，具有一定的保暖、防风防雨及防静电的特性，满足短期工作人员的需求。根据上述对防护设备的研究，从保暖、防风、防雨、防静电及耐磨等方面针对长时间户外作业人员和短期户外作业人员防护设备研究，推荐建议如下表（4）所示。

4.3 电力工器具

通过调查研究此类工器具在极寒条件钳口/扳口材质不会发生弯曲、变形等变化，绝缘体把手不会发生变化，具有安全性，适合冬奥会极寒条件下的电力保障人员工作。

（1）聚丙烯是一种合成树脂材料用途广泛，无色、无毒、半透明无毒的固体物质环保耐用以及绝缘和良好的打磨工艺性能。

（2）热塑性聚氨酯弹性体橡胶，它的优点弹性好耐油而且透明耐磨。以满足越来越多领域的环保要求，无卤阻燃TPU 还可以代替软质PVC。

（3）热塑性橡胶材料是一类无需硫化而且有橡胶弹性不易坏，也可直接加工成型的热塑性软性胶料。

5 研究总结分析

电力设施运载设备: 基于冬奥会场地严寒、冰雪、冷风的环境特点，对电力保障所需的运载装备进行了深入调研分析，对比国内外雪地运输装备的性能与成熟型，提出了针对冬奥会场地的电力运载设备的选型建议。电力保障人员装备：以GB/T 14440-93《低温作业分级》、GB/T 13459-2008《劳动防护服防寒保暖要求》为基础，对国外、国内低温防护装备开展了大量研究。按照高、中、低端三个档次对电力保障人员穿戴设备进行了推荐，并对各类产品的经济性、舒适性、安全性做了量化评价，为物资采购提供依据。电力工器具：分析现有电力工器具在特殊环境的适用性并提出了相关建议，为冬奥会电力保障涉及的物资准备与管理奠定了坚实的基础。