遙控?zé)o人機(jī)懸空展放導(dǎo)引繩工藝

熊傳龍

（廣東省輸變電工程公司,廣東廣州,510000）

0 引言

電力施工是一直都是電力行業(yè)發(fā)展過程中的一大難題，主要是由于施工環(huán)境過于復(fù)雜，從而引發(fā)線路走廊的問題，例如在一些森林地區(qū)，山區(qū)，人工難以進(jìn)入展放導(dǎo)引繩；于此同時(shí)，有時(shí)假設(shè)還會(huì)有一些阻擋的障礙物，例如高速公路、鐵路、經(jīng)濟(jì)類果園等等，除此之外，城市中的拆遷等問題，都會(huì)讓導(dǎo)引繩無法實(shí)現(xiàn)人工展放，但是運(yùn)用遙控?zé)o人機(jī)技術(shù)展放工藝則可以很好地解決以上的問題，而筆者將通過本文，就遙控?zé)o人機(jī)懸空展放導(dǎo)引繩工藝展開研究和分析。

1 傳統(tǒng)動(dòng)力傘人工展放引導(dǎo)繩

對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力傘展放來說，主要是相關(guān)人員通過動(dòng)力傘進(jìn)行飛翔，然后依次對(duì)導(dǎo)引繩實(shí)現(xiàn)展放。詳細(xì)來說，首先工作人員需要對(duì)導(dǎo)引繩盤處釋放迪尼瑪繩，然后穿越桿塔，再通過空中作業(yè)人員將繩子從塔頂引導(dǎo)塔底，一般來說需要配合滑車進(jìn)行，展放過程主要是通過雙人動(dòng)力傘完成，而引導(dǎo)繩的材質(zhì)通常為Ф4mm的迪尼瑪繩，這種方法雖然可以有效提升展放的速度，但是還是存在一定的弊端，例如在一些特殊的區(qū)域，像相鄰新建線路還有多處并行的運(yùn)行電力線路、高速公路、鐵路等，高空作業(yè)人員的人身安全就受到了較大的威脅。

2 遙控?zé)o人機(jī)展放引導(dǎo)繩

無人機(jī)是現(xiàn)代科技時(shí)代的產(chǎn)物，隨著時(shí)代不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，無人機(jī)已經(jīng)漸漸代替了諸多人工的工作，例如偵查、定位以及追蹤等。而在本文中，筆者主要是將展放導(dǎo)引繩工藝與無人機(jī)技術(shù)相結(jié)合，即通過遠(yuǎn)程遙控?zé)o人機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)引繩的運(yùn)輸以及展放過程。相對(duì)于人工操作來說，無人機(jī)進(jìn)行展放具有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：其一、便捷性，起降自如；就體積而言，載人動(dòng)力傘的體積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無人機(jī)，因?yàn)橐紤]到高空作業(yè)人員的人身安全，所以對(duì)于場(chǎng)地的要求比較苛刻，通常需要在開闊且空曠的場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)起降，而無人機(jī)因?yàn)轶w積較小，所以對(duì)于起降場(chǎng)地并沒有太多要求；其二、安全性，目前城市化發(fā)展已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的主流，而取而代之的是諸多的交通道路建設(shè)，特別是一些高速公路、鐵路等等，無人機(jī)由于體積小、靈活性較強(qiáng)，可以自由穿梭在這些區(qū)域，即便是碰上意外，維修費(fèi)用低廉，同時(shí)也不會(huì)造成人員損傷，所以具有一定的安全性；其三、適應(yīng)性，無人機(jī)的動(dòng)力來源主要是電池，同時(shí)對(duì)于各種環(huán)境都具有一定的適應(yīng)性，例如6級(jí)的大風(fēng)環(huán)境，高原環(huán)境等等，而飛行距離可以長達(dá)5000米，遙控器也可以實(shí)現(xiàn)交替使用。

3 遙控?zé)o人機(jī)展放導(dǎo)引繩作業(yè)方式

3.1 施工環(huán)境介紹

在本文中，對(duì)于施工的介紹主要是針對(duì)華潤海豐電廠一期機(jī)組500kV送出工程（東莞2段）兩條輸電線路的施工，即500kV禎縱線改接入送電線路工程（東莞二段）以及220kV的配套線路改造，主要新建500kV線路、改造配套220kV 線路（220kV 安遠(yuǎn)甲、乙線/220kV安莆甲、乙線，220kV 安遠(yuǎn)甲、乙線/220kV莆白甲、乙線）。整個(gè)改造施工過程需要考慮跨線、垮障礙物等問題，放線架線長度為14.9km，受場(chǎng)地地形、線路停電、高速公路跨越限制，共分為八個(gè)架線段進(jìn)行施工。

3.2 展放施工方法簡(jiǎn)介

無人機(jī)主要采用的是遙控六旋翼無人機(jī)，而展放Ф2的迪尼瑪繩，由Ф2迪尼瑪繩牽引Ф6迪尼瑪繩，再由Ф6迪尼瑪繩牽引Ф12迪尼瑪繩，最后Ф12迪尼瑪繩牽引□15的導(dǎo)引繩以及□26的牽引繩，展放主要是利用張力進(jìn)行放線操作，最后達(dá)到架線施工的目的。而相關(guān)工作人員遙控六旋翼無人機(jī)對(duì)引繩進(jìn)行展放時(shí)，通常需要將迪尼瑪繩的繩盤置于地面，然后需要專業(yè)人員起降六旋翼無人機(jī)配合鐵塔高空相關(guān)工作人員完成架線施工操作。

3.3 展放的流程

表1

對(duì)于無人機(jī)展放導(dǎo)引繩來說，并不是簡(jiǎn)單的過程，而是需要通過一系列的流程來完成，首先需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件編制架線施工作業(yè)指導(dǎo)書，確定架線段及牽張場(chǎng)地，然后對(duì)牽張的場(chǎng)地進(jìn)行設(shè)置，通過六旋翼無人機(jī)實(shí)現(xiàn)架線段的引導(dǎo)繩展放，緊接著是完成牽引繩及導(dǎo)地線展放。而詳細(xì)的分析如下：

3.3.1 展放導(dǎo)引繩的方式

無人機(jī)展放導(dǎo)引繩主要采用牽引式展放迪尼瑪導(dǎo)引繩，如下圖所示。將迪尼瑪繩盤繞在位于地面的展放輪軸架上，用遙控器操縱無人機(jī)起飛并在牽引場(chǎng)地懸停，將重力錘繩頭與地面待展放的迪尼瑪繩頭相連，無人機(jī)飛行牽引，使地面上的迪尼瑪引繩放出，同時(shí)地面軸架配合對(duì)迪尼瑪繩施加一定的張力，使被放出的迪尼瑪繩保持一定弧垂，而無人機(jī)受地面操縱者控制保持一定的高度飛行。飛越鐵塔時(shí)，在無人機(jī)做減速、懸停等動(dòng)作的配合下塔上高空人員使迪尼瑪引繩在鐵塔頂部橫擔(dān)面上，繼續(xù)遙控?zé)o人機(jī)飛行，飛過下一基鐵塔并重復(fù)上述動(dòng)作，直至放完整個(gè)無人機(jī)展放段的迪尼瑪引繩。

遙控?zé)o人機(jī)展放導(dǎo)引繩示意圖

待地面軸架上的迪尼瑪引繩展放完一條后將繩的兩端固定在鐵塔上，繼續(xù)展放下一條。雙回線路需在鐵塔的左右兩側(cè)各展放一條迪尼瑪引繩，兩側(cè)迪尼瑪引繩展放完畢后將架線段的迪尼瑪引繩從鐵塔頂部橫擔(dān)面移至上橫擔(dān)導(dǎo)線滑車內(nèi)并將展放的迪尼瑪引繩連接成段，無人機(jī)展放迪尼瑪引繩完成。

3.4 施工準(zhǔn)備

3.4.1 對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及其環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，清楚掌握現(xiàn)場(chǎng)的地形、地貌、道路情況，尤其注意是否有電磁波干擾等方面問題。

3.4.2 調(diào)查及落實(shí)線路走廊通道中農(nóng)田、果園、房屋、旅游區(qū)、軍事禁區(qū)、無線電發(fā)射塔、江河、電力線、鐵路、公路、山谷等跨越物的情況及其相關(guān)的協(xié)議、處理措施，并掌握其詳細(xì)的技術(shù)要求。

3.4.3 調(diào)查平行接近的超高壓電力線路情況。

3.4.4 正式作業(yè)前進(jìn)行仿真試飛。

3.4.5 確定勞動(dòng)組織，明確崗位分工，制定崗位責(zé)任制。

3.4.6 進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)和工藝規(guī)定，掌握作業(yè)特點(diǎn)和操作方法。

3.4.7 組織全體施工人員認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)、工藝及安全交底。

3.5 專用機(jī)具設(shè)備準(zhǔn)備

3.5.1 遙控?zé)o人機(jī)。遙控?zé)o人機(jī)在國內(nèi)已生產(chǎn)多種型號(hào)，輸電線路施工一般采用國產(chǎn)遙控六旋翼無人機(jī)，主要參數(shù)性能見下表1所示：

3.5.2 迪尼瑪繩。迪尼瑪繩采用進(jìn)口的迪尼瑪纖維編織而成。此繩具有密度低、強(qiáng)度高、延伸率低、耐腐蝕、耐疲勞、耐磨、絕緣性能好等特點(diǎn)。主要物力性能見下表2：

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放迪尼瑪繩專用。

3.5.4 重錘或沙袋。將迪尼瑪繞在迪尼瑪繩專用展放軸架上，再把迪尼瑪導(dǎo)引繩端部與重錘連接。用重錘的重力將迪尼瑪導(dǎo)引繩端頭引至地面，以便進(jìn)行下一步作業(yè)。遙控飛機(jī)飛行時(shí)，重錘還能緩解迪尼瑪繩受風(fēng)作用產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)飄動(dòng)、就位困難的問題。

3.5.4 迪尼瑪繩牽引鋼導(dǎo)引繩工具。小牽引機(jī)、小張力機(jī)、大牽引機(jī)、大張力機(jī)、放線走板、張力卸扣、旋轉(zhuǎn)器等架線工具。

3.6 牽張場(chǎng)地準(zhǔn)備

圖1 牽引場(chǎng)地設(shè)置

圖2 張力場(chǎng)的設(shè)置

對(duì)于牽引場(chǎng)地的布置而言，主要保證主牽引機(jī)是順線設(shè)置的，設(shè)置位置在線路的中點(diǎn)，偏離誤差在5m以內(nèi)，與鄰位塔間距范圍為：120m至200m，以上方案適用于張力場(chǎng)的主張力機(jī)的設(shè)置，布置注意事項(xiàng)：①每次一相導(dǎo)線展放完畢后，都需要對(duì)大的牽、張機(jī)進(jìn)行方向的調(diào)控，保證與鄰塔另外相導(dǎo)線懸掛點(diǎn)相對(duì)，同時(shí)順線的出口與懸掛點(diǎn)所價(jià)仰角在15度以內(nèi)，俯角在5度以內(nèi)，水平直線距離鄰塔要在100米內(nèi)；②需要對(duì)各牽張機(jī)采用穩(wěn)固措施，一般是用枕木作為基墊，然后通過錨樁進(jìn)行固定，但是固定過程需要保證錨固的鐵鏈或者繩索與地面夾角在45度以內(nèi)，與各牽、張機(jī)機(jī)體夾角在20度以內(nèi)，其中大牽、張機(jī)的錨固需要在4個(gè)點(diǎn)以上，而小的也至少需要3個(gè)點(diǎn)，而對(duì)于大張力機(jī)來說，通常還要在后側(cè)布置導(dǎo)線盤架4個(gè)，擺放規(guī)律為扇形，同時(shí)保證壓接和換盤場(chǎng)地的平坦，讓操作更加順利，詳細(xì)示意圖如下圖1.、圖2所示：

3.7 遙控飛機(jī)展放Ф2mm迪尼瑪導(dǎo)引繩

3.7.1 施工程序。遙控飛機(jī)展放迪尼瑪導(dǎo)引繩的施工程序見下圖3所示：

3.7.2 操作要點(diǎn)。

1）放線滑車懸掛。按照架線作業(yè)指導(dǎo)書要求掛好每基塔放線滑車，在鐵塔塔頂?shù)淖笥覂蓚?cè)各安裝一個(gè)迪尼瑪專用放線滑車。

2）遙控?zé)o人機(jī)安裝與地面檢查。將遙控?zé)o人機(jī)其他各部件安裝完畢。在地面進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)無人機(jī)各部件是否正常。

3）遙控?zé)o人機(jī)試飛。地面檢查后，可在起降場(chǎng)地附近進(jìn)行試飛，進(jìn)一步檢查飛艇工作情況，通過遙控操作，判斷無人機(jī)各部件在飛行狀態(tài)下是否正常工作。

4）迪尼瑪導(dǎo)引繩就位。將迪尼瑪導(dǎo)引繩卷軸裝在地面的專用軸架上，并使其展放過程中不相互纏繞。

3.7.3 飛行展放作業(yè)。

1）從地面軸架上迪尼瑪引出端頭與重錘連接好并倒出余繩。

2）首檔展放。將無人機(jī)起飛控制迪尼瑪?shù)膹埩?，遙控?zé)o人機(jī)向第一基塔上空飛行，此時(shí)迪尼瑪導(dǎo)引繩在無人機(jī)的牽引下徐徐在無人機(jī)后展放。

3）過塔展放。無人機(jī)在鐵塔頂部上方減速飛過，飛行高度高于塔頂月20米。控制無人機(jī)飛行路線，保證迪尼瑪導(dǎo)引繩能落在鐵塔頂部。無人機(jī)飛過鐵特，減速、懸停，塔上作業(yè)人員將迪尼瑪導(dǎo)引繩放入迪尼瑪專用滑車。無人機(jī)繼續(xù)飛向下一基鐵塔。

4）檔中展放。按照現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)向調(diào)整無人機(jī)航向，使無人機(jī)飛向下一基鐵塔?？刂坪玫夏岈攲?dǎo)引繩張力，必要時(shí)適當(dāng)調(diào)整飛行高度，使迪尼瑪導(dǎo)引繩能順利通過障礙物，。

3.7.4 無人機(jī)著陸、錨線。本雙回線路需在左右側(cè)各放一條迪尼瑪導(dǎo)引繩來滿足導(dǎo)引繩“一牽四”，重復(fù)上述飛行工作至本區(qū)段迪尼瑪導(dǎo)引繩展放完畢，展放成后，無人機(jī)著陸。將展放好的迪尼瑪繩端頭綁扎牢固。

3.8 牽引繩展放

3.8.1 □15牽引繩展放的施工?！?5牽引繩展放的施工流程如下圖4所示：

1）Ф2迪尼瑪導(dǎo)引繩牽引Ф6迪尼瑪繩展放的施工。將兩側(cè)Ф2迪尼瑪導(dǎo)引繩從塔頂分別移至兩側(cè)上線橫擔(dān)放線滑車內(nèi)。將Ф2迪尼瑪導(dǎo)引繩和Ф6迪尼瑪繩連接牢固，按“一牽一”的方式展放。由于Ф6迪尼瑪繩比較輕，直接采用人力牽引展放的方式進(jìn)行。

2）Ф6迪尼瑪繩牽引Ф12迪尼瑪繩展放的施工。Ф12迪尼瑪繩裝好迪尼瑪繩放線軸架，將Ф6迪尼瑪導(dǎo)引繩和Ф12迪尼瑪繩采用1噸連接旋轉(zhuǎn)器連接，采用拖拉機(jī)絞磨牽引，迪尼瑪繩放線軸架控制好高度，以免掛到跨越物。

圖4

3）Ф12迪尼瑪繩牽引□15牽引繩展放的施工。將□15牽引繩裝好線軸架，進(jìn)入小張力機(jī)，通過3噸旋轉(zhuǎn)器與Ф12迪尼瑪繩連接至小牽引機(jī)。按“一牽一”的方式展放，將Ф12迪尼瑪繩換成□15牽引繩。

3）□15牽引繩牽引□26牽引繩展放的施工。將□26牽引繩裝好線軸架，進(jìn)入小張力機(jī)，通過13噸旋轉(zhuǎn)器與□15牽引繩連接至小牽引機(jī)。按“一牽一”的方式展放，將□15牽引繩換成□26牽引繩。

4）“一牽四”展放□15牽引繩。按照張力架線的方式將4盤□15牽引繩裝好線軸架，進(jìn)入大張力機(jī)，通過13噸旋轉(zhuǎn)器與□26牽引繩連接至大牽引機(jī)連接走板“一牽四”展放□15牽引繩。放線張力應(yīng)在保證放線區(qū)段內(nèi)被跨越物的安全和線行下方跨越物保持5米高度為宜。在導(dǎo)引繩展放過程中，轉(zhuǎn)角塔上護(hù)線人員應(yīng)根據(jù)放線張力隨時(shí)調(diào)整滑車預(yù)偏角度，以防“跳槽”。

5）□15牽引繩分繩。利用□26牽引繩“一牽四”展放□15牽引繩完畢后在兩側(cè)牽張場(chǎng)地將□15牽引繩錨固，錨固時(shí)注意□15牽引繩對(duì)跨越物的高度，將上線橫擔(dān)放線滑車內(nèi)的4根□15牽引繩利用絞磨分別移至地線、中線、下線橫擔(dān)放線滑車?yán)铩?/p>

6）剩余牽引繩、地線、導(dǎo)線展放與張力架線施工方法相同。

4 施工注意事項(xiàng)

4.1 遙控?zé)o人機(jī)安全使用注意事項(xiàng)

4.1.1 遙控?zé)o人機(jī)抗風(fēng)能力5級(jí)，如超過規(guī)定風(fēng)級(jí)時(shí)，因落地并停止作業(yè)。

4.1.2 嚴(yán)格按照各段的施工設(shè)計(jì)布置無人機(jī)的監(jiān)控和操作體系，通訊聯(lián)絡(luò)暢通，遙控操作可靠有效。

4.1.3 不得對(duì)無人機(jī)牽引的線索施加超過允許限度的作用力，以免無人機(jī)墜落。

4.1.4 無人機(jī)操作者清楚掌握無人機(jī)飛行路線，特別是牽引區(qū)以外飛行線路上的障礙物。

4.2 迪尼瑪導(dǎo)引繩使用注意事項(xiàng)

4.2.1 牽張?jiān)O(shè)備的張力輪、導(dǎo)向輪、連接器放線滑車等與迪尼瑪導(dǎo)引繩接觸的部位因光滑無毛刺，應(yīng)隨時(shí)注意檢查。

4.2.2 防止因操作不當(dāng)造成設(shè)備及工具損傷迪尼瑪導(dǎo)引繩。

4.2.3 迪尼瑪導(dǎo)引繩在牽引機(jī)尾架卷線軸上盤線時(shí)應(yīng)注意防止周圍部件刮傷迪尼瑪導(dǎo)引繩。

5 結(jié)束語

通過以上研究分析可以看出，電力行業(yè)要得到長遠(yuǎn)、穩(wěn)定的發(fā)展，首先需要保證輸電線路的可靠性，而無人機(jī)展放引導(dǎo)繩工藝就是一種先進(jìn)的工藝技術(shù)，它通過對(duì)無人機(jī)的遙控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的架勢(shì)施工，不但能夠簡(jiǎn)化施工的步驟，同時(shí)也能降低施工的危險(xiǎn)性，保證輸電線路的安全性和穩(wěn)定性，具有較大研究和發(fā)展前景。

[1]張巖，王科，呂科.關(guān)于動(dòng)力傘展放導(dǎo)引繩施工方法及優(yōu)缺點(diǎn)研究[J]，華北電力技術(shù),2014,11(11):40-42.

[2]王建新，宋書偉.輸電線路工程動(dòng)力傘展放引繩[J]，農(nóng)村電氣化,2013,07(07):10-11.