Применение экзоскелетов в электроэнергетике

Читать онлайн

ПАО «Россети Ленэнерго» системно изучают вопрос применения промышленных экзоскелетов и других компонентов робототехники и сенсорики в своей деятельности. Это часть комплексной работы компании по улучшению условий труда производственного персонала. Применение элементов робототехники в ПАО «Россети Ленэнерго» было одобрено в 2020 году на Научно-техническом совете. Первые тестирования модульного промышленного экзоскелетного комплекса прошли на базе Учебного комплекса ПАО «Россети Ленэнерго» в начале 2021 года. Апробация образцов проходила в условиях, приближенных к реальным. В статье пойдет речь о перспективах применения экзоскелетов в промышленности и конкретно в электроэнергетике.

Игорь БАЙРАМОВ, заместитель главного инженера по распределительным сетям ПАО «Россети Ленэнерго»
Сергей ВИНОГРАДОВ, исполняющий обязанности директора филиала ПАО «Россети Ленэнерго» «Кингисеппские электрические сети»
Сергей КУКАРЦЕВ, исполняющий обязанности заместителя начальника Департамента распределительных сетей — начальник службы РУ РП, ТП, КТП 6–20 кВ ПАО «Россети Ленэнерго»
Николай ШМЫГИН, первый заместитель директора — главный инженер филиала ПАО «Россети Ленэнерго» «Гатчинские электрические сети»
Алексей ТИТОВ, заместитель главного инженера филиала ПАО «Россети Ленэнерго» «Кабельная сеть»

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКЗОСКЕЛЕТОВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

В электроэнергетике при строительстве, реконструкции и обслуживании электросетевых объектов выполняется ряд производственных операций, требующих больших физических нагрузок. Тяжелый физический труд остается ведущим фактором риска получения травм и развития профессиональных заболеваний. Главными показателями данного фактора являются: подъем и перемещение тяжелых грузов, статические и динамические нагрузки, а также нерациональные и нефизиологичные рабочие позы (глубокие приседания и наклоны корпуса, поднятие тяжестей с уровня пола, движения, сопровождающиеся скручиванием позвоночника, компрессионными воздействиями на позвоночник, в том числе со значительными боковыми составляющими). Значительная доля патологий приходится на заболевания скелетно-мышечной системы плечевого и поясничного поясов, приводящие к временной утрате трудоспособности, сокращению рабочего времени и увеличению экономических расходов.

Наиболее эффективными для разгрузки мышц верхней части тела работника являются промышленные экзоскелеты (ПЭ), направленные на удержание тяжелого инструмента и поддержание оптимальной рабочей позы. Эффект от применения ПЭ при подъеме груза от пола до уровня пояса представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Эффективность промышленного экзоскелета для разгрузки мышц верхней части тела работника

Применение ПЭ является перспективным способом снижения тяжести труда путем оптимального перераспределения нагрузки на различные части тела работающего, что способствует повышению его работоспособности и позволяет снизить экономические затраты в случаях травмирования на производстве, лечения профессиональных заболеваний.

По своим возможностям обеспечения защиты работника от воздействия вредных производственных факторов, в частности, физических перегрузок, ПЭ могут рассматриваться как современное средство индивидуальной защиты, что повлечет за собой дальнейшую разработку и внедрение стандартизированных критериев и методов оценки их эффективности и безопасности.

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКЗОСКЕЛЕТА В ЭЛЕКТРОСЕТЕВОМ КОМПЛЕКСЕ

Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) в 2019 году в составе Технического комитета 320 «Средства индивидуальной защиты» был создан подкомитет 11 «Промышленные экзоскелеты». Текущая задача подкомитета — разработка государственных стандартов по теме «Промышленный экзоскелет». Головным исполнителем работ является ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда».

Согласно проекту ГОСТ, промышленный экзоскелет — это носимое средство индивидуальной защиты, компенсирующее и перераспределяющее нагрузку на опорно-двигательный аппарат. Также применение ПЭ является одним из способов нематериальной индивидуальной мотивации, который за счет улучшений условия труда способен сохранить профессиональное здоровье работников и повысить производительность их труда.

В конце 2021 года ПАО «Россети Ленэнерго» (далее — Общество) закупили первые комплекты ПЭ для практической апробации в повседневной деятельности Общества.

В целях первичного анализа производственных процессов и операций, производимых для решения задач в области электроэнергетики, где возможно и целесообразно применение ПЭ, в ПАО «Россети Ленэнерго» было поставлено 4 комплекта ПЭ двух типов: «ProEXO Boost 1» и «ProEXO Power 2».

Одной из конструктивных особенностей данных ПЭ является модульность. ПЭ как конструктор может конфигурироваться для решения различных типовых производственных задач, а также применять различные нестандартные элементы и крепления для решения специфичных производственных задач.

По результатам первых тестов определен перечень производственных операций, при выполнении которых целесообразно применение ПЭ:

  • погрузочно-разгрузочные работы;
  • транспортировка грузов на расстояние;
  • выполнение работ с применением бензомоторных пил (расчистка трассы ВЛ от древесно-кустарниковой растительности);
  • выполнение работ по ремонту и техническому обслуживанию ВЛ в корзине автогидроподъемника;
  • выполнение низовых работ по ремонту и техническому обслуживанию ВЛ (ремонт фундаментов, ремонт контуров заземления и т.п.).

В рамках тестов был выявлен ряд особенностей при выполнении производственных процессов и замечаний к текущим версиям поставленных комплектов ПЭ, устранение которых позволяет повысить производительность труда и снизить риск производственного травматизма при выполнении типовых производственных операций:

  • статичная работа стоя с грузом и без при наклоне корпуса;
  • подъем и опускание груза от пола до уровня пояса;
  • перенос груза на расстояние;
  • работа с грузом в руках на весу;
  • подъем груза на уровень пояса, на уровень выше головы.
ТЕСТИРОВАНИЕ ОБРАЗЦОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ЭКЗОСКЕЛЕТА

В ПАО «Россети Ленэнерго» была создана рабочая группа, задачами которой являлись:

  • проведение анализа производственных операций в целях определения области применения ПЭ;
  • разработка технических требований к ПЭ;
  • разработка дорожной карты пилотного внедрения ПЭ;
  • организация апробирования закупленных образцов ПЭ;
  • выдача рекомендаций компании-производителю по результатам апробирования приобретенных комплектов ПЭ.

На основании проведенного анализа производственных операций, выполнение которых возможно с применением ПЭ, были разработаны программы тестирования для работы в полевых условиях и работы на складах.

В соответствии с программами в период с ноября 2021 года по январь 2022 года проведено тестирование образцов ПЭ в филиалах ПАО «Россети Ленэнерго» — «Гатчинские электрические сети» и «Кабельная сеть». В филиале «Гатчинские электрические сети» тестирование проводили электромонтеры по обслуживанию воздушных линий на учебном полигоне, на производственной базе РПБ-3 и ВЛ 35–110 кВ, в филиале «Кабельная сеть» — кровельщики производственной ремонтной службы (ПРС), на центральном складе филиала привлекались грузчики.

Рис. 2. Погрузочно-разгрузочные работы при тестировании образцов ПЭ на центральном складе филиала ПАО «Россети Ленэнерго» «Кабельная сеть»

Тестирование проводилось при выполнении следующих производственных операций:

  • погрузочно-разгрузочные работы;
  • перемещение груза по горизонтальной поверхности;
  • транспортировка грузов на расстояние;
  • выполнение работ с применением бензомоторных пил;
  • выполнение работ на высоте с подъемом на опору;
  • выполнение работ по ремонту и техническому обслуживанию ВЛ в корзине автогидроподъемника;
  • выполнение низовых работ по ремонту и техническому обслуживанию ВЛ.
Рис. 3. Подъем и опускание груза от пола до уровня пояса при тестировании образцов ПЭ на центральном складе филиала ПАО «Россети Ленэнерго» «Кабельная сеть»

На рисунках 2 и 3 представлено тестирование образцов ПЭ на центральном складе филиала ПАО «Россети Ленэнерго» «Кабельная сеть» при выполнении погрузочно-разгрузочных работ, на рисунке 4 — в филиале ПАО «Россети Ленэнерго» «Гатчинские электрические сети» на базе учебного комплекса ПАО «Россети Ленэнерго» при установке переносного заземления на ВЛ.

Оценка общих характеристик ПЭ осуществлялась с использованием анкеты (опросника) пользователей, содержащего семибалльную шкалу семантического дифференциала (от –3 до +3), состоящего из 6 утверждений, описывающих полярные параметры (хорошо/плохо) относительно фиксации и регулировки элементов ПЭ на теле работника.

Оценка эргономических характеристик ПЭ осуществлялась с помощью опросника для пользователей, построенного на основе визуальной аналоговой шкалы: «очень неудобно, слегка неудобно, удобно». С использованием опросника проводилась оценка удобства применения ПЭ при принятии работником рабочих поз, наиболее характерных для выполнения основных производственных операций.

На основании проведенного тестирования были получены следующие результаты:

  1. При погрузочно-разгрузочных работах ПЭ, перераспределяя нагрузку через силовые элементы на опорную часть, снимает нагрузку с мышц, помогает выполнять как статичную работу, так и многократные движения. Работник чувствует облегчение при выполнении операции. Значительно разгружается спина и незначительно — руки. При собственном весе от 2 до 3,8 кг ПЭ помогает поднимать груз весом до 50 кг.
  2. При перемещении груза по горизонтальной поверхности благодаря ПЭ происходит разгрузка мышц спины, компенсация поднимаемого веса, защита позвоночника от компрессии.
  3. ПЭ облегчает поднятие груза с пола, а также сам перенос груза осуществляется легче, чем без использования ПЭ. Когда груз переносится одной рукой (емкости с краской), работником отмечено, что ему легче держать спину ровно и нет ярко выраженного смещения туловища в сторону руки с грузом.
  4. ПЭ позволяет держать тяжелые инструменты в поднятых руках и находиться в одном положении в течение продолжительного времени, а также облегчает перенос тяжелого инструмента на расстояние.
  5. При установке переносного заземления на ВЛ 6–10 кВ ПЭ выполняет свою функцию защиты опорно-двигательного аппарата и перераспределяет нагрузку на опорно-двигательный аппарат.

На рисунке 5 представлен перенос гирлянды изоляторов с использованием ПЭ.

В целом по результатам тестирования можно отметить, что вопрос применения ПЭ актуален для обслуживающего персонала в электросетевом комплексе. Работниками Общества были даны положительные отзывы при использовании ПЭ при выполнении отдельных операции по подъему (опусканию) и перемещению грузов. Рассматриваемые образцы комплектов ПЭ могут применяться для выполнения ряда производственных операций в электросетевом комплексе.

По итогам апробирования представленных образцов предлагается продолжить исследования по применению ПЭ (активных и пассивных) для персонала электросетевой организации с целью определения степени снижения нагрузки на опорно-двигательный аппарат персонала, снижения производственного травматизма и травмоопасности операций, повышения производительности труда работника за счет увеличения его энерговооруженности. Разработку планируется провести в формате НИОКР, включая разработку опытных образов, в рамках которого:

  • провести детальный анализ рабочих процессов и операций, выполняемых на объектах электросетевых организаций с применением физического труда;
  • определить профессиональные группы работников — потенциальных потребителей ПЭ и перечень производственных процессов и операций, при выполнении которых целесообразно применение ПЭ;
  • выполнить разработку образцов ПЭ под нужды и задачи обслуживающего персонала электросетевого комплекса;
  • провести испытания образцов ПЭ с привлечением специалистов ФГБНУ «НИИ Медицины Труда» для оценки безопасности и эффективности применения ПЭ в рабочих процессах и операциях на электросетевых объектах.
ВЫВОДЫ

Применение ПЭ позволит снизить физическую нагрузку при выполнении работ, тем самым минимизировать влияние негативных производственных факторов на основные физические показатели здоровья персонала и, следовательно, избежать патологических изменений организма сотрудника в процессе всей трудовой деятельности.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(75), ноябрь-декабрь 2022

Безопасность — это общее дело, за нее отвечают все

Охрана труда / Производственный травматизм События / Выставки / Конференции
Обзор совещания специалистов охраны труда и производственной безопасности ДЗО ПАО «Россети»
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»