欧阳珝 彭仕任
广东电网有限责任公司惠州供电局 广东 惠州 516000
摘 要：在变电站相关施工中，往往会用到安全围栏杆与围网布置安全措施，隔离施工点与带电区域。传统围栏杆上的挂钩为铁质固定式，坚硬牢固，悬挂围网简易可靠。除此之外，该式挂钩却会带来一些困扰，比如：在收拾、搬运、摆放围栏杆，或拆除、悬挂围栏网时，人体尤其是手部存在被挂钩刮伤的风险；在搬运时，挂钩若与设备外壳、构架、地面发生刮碰则易断裂，一经损坏，难以修复；收拾围栏杆入套筒时，钩件突出于杆身，导致装杆入套筒后需人为调整杆的位置和挂钩的朝向，且占用了套筒空间，降低了套筒内部利用率。本文通过研究新型围栏杆隐藏挂钩技术，将固定式挂钩改进为可从杆身伸出及扣回的可隐藏式挂钩。挂钩隐藏式围栏杆，可降低传统围栏杆对人体损伤的风险，以及挂钩碰撞它物损坏挂钩的风险；同时扣回挂钩后装入套筒更加方便，无需再经人为调整，且不占用套筒空间以便存放更多围栏杆。
关键词：新型围栏杆；挂钩；固定式；可隐藏式
引言
本文通过2016-2019年间广东电网某供电局在变电站施工作业中，使用传统固定式挂钩围栏杆的相关数据进行分析，发现该类型围栏杆的缺陷与不足，并对新型围栏杆隐藏式挂钩技术进行研究，得出方案后在2019-2021年间进行了推广实施，获取了新型围栏杆的相关应用数据，并与传统围栏杆相比有了巨大的改善。
1 传统固定式挂钩围栏杆在使用中的不良现象
（1）2016-2019年间，广东电网某供电局在变电站作业施工中，作业人员被铁质固定式挂钩刮伤的频率达到2起/100人次，人机功效危害十分突出。铁质挂钩在产生锈蚀后，若是刮伤将会有破伤风的致病隐患，对工作人员的人身健康造成极大威胁。
（2）2016-2019年间，广东电网某供电局的变电站围栏杆因挂钩断裂导致的损坏率达到8个/100杆，需要额外花费经费采购新围栏杆补充，在物资报废和采购的管理上增加了整体的运行成本。
2 固定式挂钩断裂分析
固定式挂钩围栏杆的挂钩材质一般为铁质或不锈钢，且工艺良莠不齐，其断裂的主要原因就是受到外力的作用超过了其自身的理论断裂强度，产生断裂。理论断裂强度是指在正应力作用下沿某一原子面被拉断时的断裂强度，主要取决于原子间结合力对断裂的抗力。
理论断裂强度可以按以下公式来计算[1]
（1）
式中：E为弹性模量，为单位面积的表面能，a为原子面间距。一般金属材料中，2000kg/。
在铁质固定挂钩中，由于工艺原因，存在各种细小微裂口，在各种外力的作用下，缺陷端部产生很大的应力集中，在平均应力未达到时，缺陷处的应力集中就超过了，使裂口得以逐步发展，结果导致实际断裂强度大为下降[2]，最终导致挂钩断裂。
由此可见，为避免挂钩断裂，则应尽量减少其受到的各种外力作用。但由于固定式挂钩不可伸缩，其在使用中经常与设备外壳、构架、地面发生碰撞；将围栏杆装入套筒时，挂钩突出于杆身，也会产生碰撞受力，挂钩在日积月累中的受力导致的应力集中产生断裂几乎已是无法避免。因此，开展隐藏式挂钩安全围栏杆的技术研究势在必行。
3 隐藏式挂钩安全围栏杆技术研究
3.1新型围栏杆隐藏式挂钩的技术要点有：
1) 材料的选择：需要综合考虑材料的断裂强度、抗拉强度、屈强比等参数和耐用性；
2) 效率的选择：需要考虑不同方案间对实际工作效率的影响；
3）隐藏方法的选择：需要综合考虑可操作性、美观性、实用性、经济性。
3.2结合技术要求，隐藏式挂钩的可行方案如下：
如下图1所示，在新型围栏杆整体结构图及效果图中可见，挂钩部件由部件本体1、外螺纹2、挂钩3、凸点4（本体1侧壁有对应的凹槽）、转轴5组成。悬挂围网时，挂钩3可经转轴5活动伸出至杆外，收纳时则可隐藏至本体1内。收纳时挂钩3两侧凸点4与本体1侧壁的两凹槽扣合，挂钩3不脱落。挂钩部件上螺纹2与围栏杆杆头6旋转对接，下螺纹2与杆身7旋转对接组成完整的一条围栏杆。
在收纳时，挂钩3隐藏在本体1内，挂钩3两侧凸点4与本体1侧壁的两凹槽扣合，挂钩3不脱落；使用时，人工拉出挂钩3，凸点和凹槽分离，并经转轴5旋转至杆外。
新型围栏杆对挂钩的隐藏和伸出操作灵活。隐藏挂钩后的围栏杆可避免传统围栏杆固定式挂钩对人体刮伤的风险，以及挂钩与其他物体碰撞损坏挂钩的风险。隐藏挂钩后的围栏杆在收拾、搬运、摆放时，无需再经人为调整，提高工作效率。隐藏挂钩后的围栏杆装进套筒更加方便，并且解决了挂钩占用空间的问题，节省出来的空间可以存放更多的围栏杆，提高了套筒空间利用率。
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4 隐藏式挂钩安全围栏杆的应用效果检验
综合考虑可操作性、实用性、经济性，使用上述隐藏式挂钩方案后，统计2019-2021年间广东电网某供电局在变电站施工作业中使用新型围栏杆的相关数据，整理如下表：
类 型 伤人次数 挂钩
损坏率 装杆入筒
调整时间 单站点
套筒数
实施前 2起/100起 8个/100杆 3min 5个
实施后 <1起/500起 1个/100杆 <0.5min 3个
效 果 90%以上 87.5% 83%以上 40%
可见，新型围栏杆隐藏式挂钩技术实施后，大幅降低了工作人员的受伤概率、挂钩损坏率以及装杆入筒的调整时间，且提高了套筒的使用率。
5 结论
本文结合变电站运维经验和历史数据，通过分析传统固定式挂钩围栏杆在使用中的不良影响，分析其存在的原因，并研究相关改善措施，提出一套通用可行的新型围栏杆隐藏式挂钩技术。该技术对于工作效率的提升、人机功效危害的降低、运行管理成本的控制都有显著的效果。
参考文献：
[1] 苏辉,张玉贵，阎振桀.金属断裂表面分形维数与组织、性能之间的关系[J].材料科学进展，1990(04)
[2] 程品三,袁文伯.Giffith裂纹的非局部弹性解析应力场[J].科学通报，1988(18)