摘要：本文针对现阶段供电企业变压器的日常检修维护工作，研制了一种变压器安全带悬挂器装置。装置的研制及应用，确保了检修人员登高作业时的安全保障。文章以保护变压器日常检修维护人员的人身安全作为出发点，通过借鉴磁吸原理，从装置的横杆、悬臂及底座等部位进行深入研究，从而实现对装置的整体结构架设。下文从装置的国内外研究状况进行分析、再通过从装置的电磁吸盘设计、支撑杆设计及轴承设计等方面分别阐述其各组成部分的性能特点、技术实现原理，形成对变压器安全带悬挂器整体设计方案。
关键词：变压器；悬挂器；安全带
引言：目前供电企业变电站电压等级大多为35kV，因电压等级较高，设备容量较大，所以35kV变压器体积较大，在其上方进行作业时，作业高度须符合《国家电网公司电力安全工作规程》中对高处作业规定，必须悬挂安全带并采取相应高处防坠落措施。而因变压器上方结构复杂，平稳落脚点较少，根据《国家电网公司电力安全工作规程》对安全带悬挂规定，且为响应国家电网公司“十不干”中第八条“高处作业防坠落措施不完善的不干”要求，供电企业安全管理部门要求变压器上方作业人员在工作及移动过程中必须完善相应高处防坠落措施，移动时不得解开安全带卡扣进行悬挂点变更，使安全带悬挂点变更次数降为0次，保证作业人员不在解开安全带卡扣进行悬挂点更换过程中失去防坠落措施保护，保障作业人员人身安全。本文通过研究变压器安全带悬挂器装置，不仅能够为检修人员在变压器上进行作业提供安全保障，同时也维护了供电企业电网的安全稳定运行。
一.装置的国内外技术研究分析
目前国内供电企业检修人员在变压器上进行作业时，均采用安全带对检修人员进行保护，但是由于变压器高度较高，表面固定支撑点较少，因此针对供电企业变压器日常检修安全防范技术手段的功能装置也出现一些，针对安全带悬挂器
普遍采用电力HD-AXQ型安全带悬挂器，这种安全带悬挂器不仅安装劳力费时，且移动范围有限，作业人员需拆卸安全带卡扣进行移动。因变压器上方结构复杂，平稳落脚点较少，在每次解开安全带进行作业地点转移时，工作人员难免因踩踏不稳，存在坠落风险。基于作业人员在变压器上悬挂安全带时存在的安全隐患及安规要求，本文从不需要拆卸安全带卡扣进行移动为切入点，研制一种悬挂器底座可吸附在变压器上，且拥有360°旋转悬臂的悬挂器。用于解决现行安全带悬挂器安装复杂，需拆卸安全带卡扣进行移动的问题，意义在于提高变压器检修人员登高作业的安全系数。
二.装置的工作原理
本文通过借鉴“磁吸器”的磁吸原理，进而结合横杆可抬动的设计、悬臂可360°旋转的构造设计，采用磁吸器作为悬挂器的底座，磁吸器产生巨大吸力可吸附在主变平台上。将支撑杆与磁吸器牢牢固定，并在支撑杆上加装可上下移动且可360°旋转的悬臂，如此一来，保证了作业人员在不解开安全带后备绳卡扣的前提下进行作业地点的更换，保障了作业人员人身安全。而且悬臂的设计满足了不同身高的作业人员对后备绳悬挂点高度的要求，满足了安全带“高挂低用”的要求。
本文为了论证装置磁吸原理的可行性，通过对装置的理论计算和人体受力计算进行详细的分析论证，具体如下所示。
1.理论计算
人体下坠高度：如图1所示，设定人直立时，后备绳人体系点距离地面1.2m，则人体下坠高度为1.7m。
图1：装置理论分析图
人体受力理论计算：
首先根据力学原理计算冲击力，其中人体下坠高度为1.7m，人突然滑落至停止的最短时间为0.2s（以上取值均按极值取，这样算出的冲击力最大）。
人体重量设定为100kg，则取m=100kg，t=0.2s，计算得出F拉=3916N。 2.悬挂器受力分解
当悬挂器的支撑杆与悬臂成90度时，f3>f2且f3>f1，即此时支撑杆底部所受的力矩最大，为3916N×1m等于3.916×10N·m。比照专利《一种自适应磁吸附移动底盘》中，其中磁力矩等于磁矩乘以磁场强度，一般高强度磁铁(铝镍钴合金磁铁、钕铁硼磁铁等)附近的磁感应强度约为0.4-0.7特斯拉，其磁矩一般为1.8×10-5.4×10A·m，以极小值计算得出，磁力矩最小为
0.4×1.8×10N·m，即为7.2×10N·m，远大于3.916×10N·m，得出磁吸附底盘具有很强的可靠性。如图2所示。
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图2：悬挂器受力分解图
三.装置的结构组成 1.磁吸器设计方案
文 章通过借鉴磁吸原理及对悬挂器的受力解析，利用磁性材料的属性，可吸附在主变平
台上，通过外力使磁路处于开通、短接两种状态从而达到吸放目的。本文采用永磁式磁吸器，磁力矩大于3916N·m，安全系数高，使用便捷性较高。具体如图3所示。
图3：电磁吸盘设计图
2.支撑杆及悬臂设计方案
支撑杆及悬臂作为该装置主要支撑部分，在作业现场应有一定承重能力，且考虑到变压器检修现场具有高压试验工作，因主杆高度较高，为防止感应电发生，支撑杆及悬臂还应具有相应的绝缘性能。
通过研究发现轻型玻璃钢管重量轻、强度高、运输方便，耐腐蚀性好，抗老化性能、耐热性能和抗冻性能好，可设计性好，耐磨性好，电热绝缘性好，于是采用轻型玻璃钢管制作安全带悬挂器的支撑杆以及悬臂。
3.永磁式磁吸器与支撑杆连接处螺纹的设计应用
通过采用螺纹固定的设计方案，螺纹式的固定方式最小拉力载荷大，抗拉强度大，抗老化性好。为保证支撑杆可牢固固定在永磁式磁吸器上，则要综合考虑螺纹的内径、外径，同时也与螺距直接相关。为了检验方案的可行性，文章采用正交试验法测试连接抗拉强度的数值，进行多次试验后得到螺纹连接抗拉强度数值为1036Mpa，并根据正交试验法则，制定了的设计制作图。
4.悬臂轴承旋转及齿轮固定结构设计方案
通过采用轴承式齿轮固定方案，对悬臂轴承旋转及齿轮固定，轴承式齿轮固定可承受至少500kg的重力，且调整角度用时短，价格偏低，但制作的技术难度高。
通过采用22209CC/W33调心轴承以及一个16齿孔8的齿轮，在轴承上焊接一个弹簧插削，按下弹簧插削，轴承可360°旋转；放开插削，插削插入齿轮轮齿之间，将轴承固定。
结束语 全文通过从变压器安全带悬挂器的研究分析，通过装置的结构组成，分析装置的功能特点，通过对其性能分析折射出装置科学化的管理水平。变压器检修作业人员通过使用这种新型安全带悬挂器，减少了在变压器上的工作时间和设备停电时间，并减少了安全带悬挂点的更换次数，降低了高空坠落的风险。同时填补了省内变压器安全带悬挂器的空白，从根本上解决了变压器上无安全带悬挂点的问题，缩短了安装时间，提高了正常送电的及时性，为企业、为社会创造了无形效益。
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