高空作业用便携式升降装置
成果类型:: 发明专利,实用新型专利
发布时间: 2025-05-16 22:10:31
针对超特高压架空输电线路高空作业风险高、传统防护不足等难题,项目团队自主研发国内首套“架空输电线路便携式电动升降系统”,其以轻量化电动升降机为核心(自重<15kg),集成无人机辅助安装的导地线挂点滑车、角钢型自适应挂点装置、柔性防扭升降绳、后备保护绳及自锁器等模块,创新实现“升降-防护-救援-带电作业”一体化功能。系统通过双模式调速(0-12m/min无极变速+毫米级微调)与三冗余防护(主绳+后备绳+自锁器联动制动),攻克高空精准定位难、坠落防护盲区等行业痛点,支持组塔施工、导地线附件安装(防震锤、间隔棒等)、停电检修、等电位带电作业(2分钟快速进入)及高处被困/坠落人员救援,并扩展应用于深基坑、电缆井等受限空间作业。作为国内唯一全面符合DL/T 2512《输电线路高空救援技术导则》、DL/T 2652《带电作业用便携式升降装置》、GB45187《坠落防护 动力升降防坠落装置》及QGDW12507-2025《无人机辅助安装坠落防护系统技术规范》等标准的装备。国家电网已经明确发文在带电作业、登高作业、应急救援等领域推广应用本成果装置。
本成果攻克高空升降装备四大核心技术难题,首创具备全工况安全防护、强电场适应性、长效续航能力的智能升降系统,突破传统设备可靠性差、环境适应性弱等瓶颈,成为国内首款支持超特高压等电位带电作业的合规化装备,填补行业空白。1、全工况双保险锁定机制1)任意位置毫秒级急停锁定,断电瞬间自动触发机械锁止(锁定力≥10kN),攻克失电失控风险。2)独创升降绳动态夹持技术,在30°倾斜工况下仍能可靠锁定,通过DL/T 2652标准2000次疲劳测试认证。2、立体化安全防护体系1)三维避障防护:集成毫米波雷达(探测距离5m)+柔性触边传感器,遇导地线等障碍物10cm内自动停机,防护响应时间<0.2秒。2)无动力智能缓降:内置涡流缓速器与棘轮锁定模块,故障时可手动控制缓降(速度0.5-1.5m/s可调),支持中途锁定悬停,救援效率提升80%。3、超高压电场穿透能力研发全屏蔽驱动单元,关键部件采用航空级碳纤维包裹(屏蔽效能≥60dB),通过1000kV/m工频电场连续8小时测试,实现无附加屏蔽罩直接等电位作业,较进口设备减重40%。
架空输电线路,特别是超特高压线路的电压等级高、作业高度高,作业难度和风险增大的现状。针对架空线路组塔施工、线上附件安装及停电检修、带电作业都存在高风险。项目成果可以将施工组塔、推送紧线器、紧线、导地线上安装防震锤、间隔棒、警示球等人员直接送到作业点,方便高处作业施工作业,解决基建施工高处很难或无法进行高处坠落保护的难题,因此保证了施工的安全,避免高处作业违章事故的发生。项目成果不仅能满足输电线路等高处附件安装;还能满足停电检修、带电作业和高处被困、坠落悬挂人员的应急救援;也能用于深基坑、电缆深井内作业人员的升降和应急救援。国家电网公司已经明确发文在输电登高作业防坠落、带电作业进等电位方面推广应用本装置和基于本装置的作业方法。本装置的使用确实能保证现场作业的安全、提高效率、降低劳动风险,因此应急、设备、基建等专业有迫切的需求,市场前景广阔。1. 安全性能全面提升1)双重坠落防护:采用“升降绳+后备保护绳”双保险机制,配合自锁器联动制动,彻底解决传统软梯、爬塔作业中无可靠防坠措施的问题,可实现高空作业“零坠落”目标。2)紧急救援能力:内置无动力缓降系统(速度0.5~1.2m/s可调),遇设备故障或突发状况时,人员可安全缓降至地面,已在500kV线路坠落悬挂救援中验证实效,救援响应时间缩短至10分钟以内。3)强电场适应性:通过1000kV/m工频电场测试,无需额外屏蔽即可直接进入等电位,避免传统屏蔽服笨重、散热差等隐患,符合DL/T 2652标准,安全性超越进口设备。2. 作业效率显著优化1)无人机协同快速部署:无人机5分钟内完成高空挂点布设,较人工爬塔挂绳效率提升10倍。2)带电作业高效突破:等电位进入时间从传统15分钟缩短至2分钟,单次带电作业人员由3人减至1人。3)施工检修一体化:人员通过升降机直达作业点,避免高空走线风险,附件安装效率提升3倍。3. 人工劳动强度大幅降低1)免爬塔作业:彻底取代人工攀爬铁塔(平均爬塔高度80~120米),减少体力消耗70%,作业人员疲劳损伤率下降90%。2)地面协同操作:70%的挂点部署、绳索收放等环节由地面人员完成,高空人员仅需专注核心作业,人力配置更科学。3)智能人机交互:配备载荷监测、过热预警等功能,降低操作复杂度。
1. 国网湖北送变电工程有限公司是一家从事输变电工程建设,电网运维、应急抢修、设备检修、电缆施工、特高压大型设备租赁等业务的省级专业队伍。先后承建了1000千伏晋东南至南阳至荆门,±1100千伏线昌吉线、1000千伏武南长江大跨越等线路工程,以及1000千伏荆门变,1000千伏武汉交直流站等多项标志性工程,获得了中国建设工程鲁班奖3项,国家优质工程金质奖13项,国家优质工程奖23项,中国电力优质工程奖43项。作为电网建设的排头兵,公司在工程建设中全面落实“六精四化”管理要求,打造了武南长江大跨数字化标杆示范工地等多个标准化、智能化示范工地。研发了间隔棒安装机器人、电动紧线机、智能牵引走板等机械化施工装备,获得日内瓦国际发明奖铜奖两项、国网公司职工创新一等奖。2.宁波天弘电力器具有限公司是国家高新技术企业,全国个体防护装备标委会坠落防护分标委委员、能源行业电力18安全工器具及机具标委会委员、全国带电作业标委会通讯委员单位;主要从事电力专用机器人、带电作业工器具、绝缘安全工器具的研究。
1.社会效益便携式电动升降装置由于它的创新性、实用性和安全性,经过几年的宣传推广,目前已经有26个省(市)采购应用本装置。国网技术学院、南网平果培训基地等已经将该装置的实操列入培训内容;国网核心业务班级建设有要求采用该智能运维装备、国网带电作业三年提升计划中明确推广应用“基于无人机结合便携式电动升降装置的进等电位方法”,国网设备重点工作中也明确推广应用该装置;国网公司举行的输电带电作业团体技能比赛,要求利用本装置进等电位进行500kV带电更换绝缘子;国网公司设备输电[2023]70号印发《输电线路现场作业保障人身安全36条重点措施》,5释义中明确将便携式升降机列为攀登杆塔的优先使用防坠落装置。本升降装置经过实际应用验证的技术指标,已经纳入电力行业标准DL/T。2.经济效益根据国网663号文和36条的意见和应急救援的相关标准,所有登高作业班级都可以配置升降机用于登高防护,因此输电、变电的施工和运维班组都应该配置,每个省公司需要300-500套。每个县级应急救援队伍需求1-2套,全国有近3000个县,也就有需求3000-4000套。因此全国的市场需求量在16000套,每套(包含升降绳、保护绳、自锁器、安全带、专用座椅等)按20万计,总需求30多亿元。能源电力行业的火电、水电、风电等领域的施工、检修、运给班级都是本装置的用户,可以进行定制化,增加应用范围和适用性,以期拓展市场,并增加需求。它的推广使用,可以减少劳动强度,保证作业安全,提高作业效率,避免事故发生或实现快速救援,同时也能体现央企的社会责任感,同时也给创新单位带来直接的经济效益。
技术转让方式可以采用多种模式,具体方式如下:1、专利许可,将专利转让给具有生产推广能力的企业,由专业企业生产,并推广至电力、消防等行业应用,以销售额度的5%提取专利使用费用。2、技术入股,将有效专利通过评估价值,再投入到新组建的公司或项目中,以评估价约定股份进行分红。 资金需求:初期生产设备及模具等需要1000万元,规模扩大再视情增加资金。 成果转化方向以行业内已经有影响的专业生产推广公司为主,以保证成果的生产能力、质量控制和推广销售。