無人機(jī)展放導(dǎo)引繩在輸電線路工程中的應(yīng)用研究

胡科 劉愛輝 李成慶

湖北送變電工程公司 湖北 武漢 430061

輸電線路是保障電力輸送的基礎(chǔ)性工程，導(dǎo)引繩展放是輸電線路建設(shè)中的控制性施工環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，輸電線路施工環(huán)境往往比較復(fù)雜，在高原山區(qū)、跨越高速鐵路、高速公路、經(jīng)果林、農(nóng)田等復(fù)雜施工環(huán)境下開展輸電線路建設(shè)時(shí)，導(dǎo)引繩展放往往面臨諸多困難。無人機(jī)展放導(dǎo)引繩作為近年來在輸電線路施工中出現(xiàn)的一項(xiàng)新工藝，有助于提供架線施工效率，節(jié)省人力，減少對生態(tài)的破壞，為解決上述問題帶來了一項(xiàng)新方案。

1 無人機(jī)展放導(dǎo)引繩與傳統(tǒng)展放方式的對比分析

目前，展放導(dǎo)引繩主要有人工展放和動力器展放兩大類，其中動力器展放又包括動力傘展放、飛艇展放和無人機(jī)展放等形式。

傳統(tǒng)人工展放導(dǎo)引繩，往往需要人工砍伐展放通道，對生態(tài)環(huán)境破壞大，且施工效率低，受施工環(huán)境影響大，在高山密林、江河湖區(qū)等遇到天然障礙物時(shí)難以施工。而動力器展放導(dǎo)引繩的三種不同形式，則也各具優(yōu)劣。

動力傘展放導(dǎo)引繩是施工人員乘坐動力傘進(jìn)行飛翔，并依次完成導(dǎo)引繩展放作業(yè)。該技術(shù)的優(yōu)勢在于載重量大、飛行距離遠(yuǎn)，能夠長距離不間斷作業(yè)，但也具有顯著缺點(diǎn)，體現(xiàn)在：①安全性不高。動力傘由1名駕駛員駕駛，人員風(fēng)險(xiǎn)大，特別是在帶電線路附近易發(fā)生安全事故；②自重重、體積大，在道路等基礎(chǔ)設(shè)施不完備的情況下不便運(yùn)輸；③飛行穩(wěn)定性差。在低速飛行、爬升、懸停時(shí)操作不便，進(jìn)而導(dǎo)致在錯過塔位、相鄰塔位高差大時(shí)，施工不便。④對起降場地要求高，需有較長跑道供起降。

遙控飛艇展放導(dǎo)引繩是利用遙控器控制飛艇展放導(dǎo)引繩的施工工藝。該方法的安全性比動力傘展放要高，載重量相對較大。但是，遙控飛艇的飛行穩(wěn)定性差，飛行狀態(tài)受風(fēng)力、氣壓等因素影響大，操控靈敏度不高；自身體積大，對起飛降落場地要求較高。

利用旋翼式遙控?zé)o人機(jī)展放導(dǎo)引繩，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①自重輕、體制小，對起降場地要求低。②可控性好，能夠較為精準(zhǔn)操控；特別是在無人機(jī)加裝高清攝影設(shè)備后，能夠與地面實(shí)時(shí)共享高空作業(yè)場景，便于操作人員分析控制。③對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。無人機(jī)的動力來源是電池電能，飛行不受風(fēng)力、氣壓等影響，在6級的大風(fēng)環(huán)境和高原環(huán)境能夠正常使用。④安全性高，無須人員升空。但是，與動力傘展放、飛艇展放導(dǎo)引繩相比，該方法也具有一定的缺點(diǎn)，體現(xiàn)在載重小、飛行距離短、不間斷作業(yè)時(shí)長短[1]。

2 遙控?zé)o人機(jī)展放導(dǎo)引繩作業(yè)方式

無人機(jī)展放導(dǎo)引繩主要是使用遙控?zé)o人機(jī)展放Ф2的迪尼瑪繩，作初級導(dǎo)引繩，再依次牽引其他類型、型號繩索，完成架線施工操作。

遙控?zé)o人機(jī)展放導(dǎo)引繩示意圖

2.1 準(zhǔn)備專用機(jī)具設(shè)備

除了常規(guī)的迪尼瑪繩和張力機(jī)、牽引機(jī)、張力卸扣等牽張架線工具外，遙控?zé)o人機(jī)是無人機(jī)展放導(dǎo)引繩的關(guān)鍵機(jī)具。

我國已經(jīng)生產(chǎn)有多型遙控?zé)o人機(jī)，建議在選擇遙控?zé)o人機(jī)時(shí)，比選機(jī)身尺寸、自重、飛行高度、載重總量、續(xù)航時(shí)間、控制距離、正常起降風(fēng)速、影像系統(tǒng)等因素，相關(guān)參數(shù)應(yīng)能夠滿足如下要求。

無人機(jī)選型技術(shù)參數(shù)要求參考表

根據(jù)無人機(jī)飛行時(shí)迪尼瑪繩受風(fēng)力影響易飄動、就位困難的特點(diǎn)，還應(yīng)準(zhǔn)備一個(gè)重錘或沙袋，與迪尼瑪導(dǎo)引繩端部相連，通過重力作用將導(dǎo)引繩端頭引至地面，以便于后續(xù)操作。

2.2 展放導(dǎo)引繩的方式

無人機(jī)展放導(dǎo)引繩主要是采用牽引式放線法。①事先迪尼瑪繩盤放置于地面，草種無人機(jī)起飛并在牽引場地懸停，利用無人機(jī)底部掛鉤，把無人機(jī)與初級迪尼瑪導(dǎo)引繩相連接，在導(dǎo)引繩端部加掛好重錘或沙袋。②完成牽放準(zhǔn)備后操縱無人機(jī)起飛，由無人機(jī)牽引將迪尼瑪繩盤內(nèi)的導(dǎo)引繩放出。地面軸架配合對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。無人機(jī)在地面人員的操縱下升空，按照設(shè)計(jì)線路、設(shè)計(jì)高度牽引著導(dǎo)引繩向第一基塔飛行。③在飛臨鐵塔時(shí)，地面人員操縱無人機(jī)減速、懸停于鐵塔上方，塔上高空人員把導(dǎo)引繩置于鐵塔頂部橫擔(dān)面上。地面操縱人員繼續(xù)遙控?zé)o人機(jī)按設(shè)計(jì)線路、設(shè)計(jì)高度飛行，在飛臨下一基鐵塔時(shí)，重復(fù)上述操作，直到完成整段無人機(jī)展放牽引繩操作。

在開展雙回輸電線路施工時(shí)，應(yīng)在鐵塔雙側(cè)各使用無人機(jī)展放一條迪尼瑪引繩，重復(fù)上述飛行至雙側(cè)均展放結(jié)束后，由塔上高空操作人員把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，結(jié)束整個(gè)無人機(jī)展放引繩作業(yè)，無人機(jī)著陸。

2.3 牽引繩展放

將Ф2迪尼瑪初級導(dǎo)引繩從塔頂移至放線滑車內(nèi)，把Ф2迪尼瑪初級導(dǎo)引繩與根據(jù)施工需要選用的其他標(biāo)號的牽引繩、地線、導(dǎo)線連接緊固，按照一牽一、一牽多的形式依次展放[2]。

3 無人機(jī)展放導(dǎo)引繩施工注意事項(xiàng)

3.1 重視施工準(zhǔn)備

全面了解施工現(xiàn)場及飛行區(qū)域周邊環(huán)境，詳細(xì)掌握現(xiàn)場的地形、地貌，準(zhǔn)確勘察各基塔現(xiàn)場位置、塔身高度，制定相應(yīng)的飛行方案。地面操縱人員清楚無人機(jī)的飛行路線，是否需要飛越障礙物等情況。在正式作業(yè)前開展仿真試飛，了解當(dāng)天飛行風(fēng)速、氣溫等天氣狀況，注意現(xiàn)場是否有電磁波干擾。確定現(xiàn)場施工人員分工，明確崗位職責(zé)，開展技術(shù)培訓(xùn)，開展技術(shù)、工藝、安全交底，保證全體施工人員明確工作的操作方法、技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 確保施工安全

無人機(jī)飛行安全是本技術(shù)中的安全重點(diǎn)。應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求和無人機(jī)技術(shù)參數(shù)，布置無人機(jī)的操縱體系，確保無人機(jī)處于有效遙控范圍之內(nèi)。嚴(yán)格按照無人機(jī)飛行限制條件進(jìn)行飛行作業(yè)，在現(xiàn)場風(fēng)速超出無人機(jī)抗風(fēng)能力時(shí)停止作業(yè)；注意無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間，在有效續(xù)航時(shí)間內(nèi)提前預(yù)留返航時(shí)間。不對無人機(jī)施加超出最大載重量的載荷，不對初級導(dǎo)引繩施加超出允許限度的作用力，避免無人機(jī)超限飛行墜落。重視無人機(jī)自帶的攝像設(shè)備通過圖像傳輸系統(tǒng)傳回的高清畫面，適時(shí)調(diào)整飛行姿態(tài)，保障無人機(jī)飛行安全在控。

3.3 做好導(dǎo)引繩使用

加強(qiáng)迪尼瑪導(dǎo)引繩、張力機(jī)、牽引機(jī)、放線滑車等設(shè)備的檢查，確保相關(guān)器材工作正常，張力輪導(dǎo)向輪與導(dǎo)引繩接觸部位接觸表面光滑，防止因操作不當(dāng)造成設(shè)備及工具損傷導(dǎo)引繩。

4 結(jié)束語

無人機(jī)展放導(dǎo)引繩是近年來在輸電線路施工中出現(xiàn)的一項(xiàng)新工藝，是科技發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步為輸電線路施工提供的一種新方案。與傳統(tǒng)展放導(dǎo)引繩技術(shù)相比，其具有先進(jìn)性。它通過采用無人機(jī)遙控，簡化了施工步驟，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，提升了施工信息化程度，在縮減輸電線路建設(shè)工期、減少輸電線路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的破壞，提升輸電線路的安全性和穩(wěn)定性等方面具有重要意義。同時(shí)，無人機(jī)作為一種新技術(shù)平臺，在輸電線路工程中的應(yīng)用不僅不限于展放導(dǎo)引繩方面，在電力工程測量、線路選線設(shè)計(jì)、電力工程環(huán)境保護(hù)、線路運(yùn)檢維護(hù)等方面都可發(fā)揮積極作用。

[1]熊傳龍.遙控?zé)o人機(jī)懸空展放導(dǎo)引繩工藝[J].電子測試,2015,(6X):155-158,144.

[2]張巖,王科,呂科.關(guān)于動力傘展放導(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):40-42.