无人机在铁路电力工程中架线施工中的应用

无人机在铁路电力工程中架线施工中的应用

郭嵩

(中国铁路郑州局集团有限公司郑州供电段河南郑州450000)

摘要：随着科学技术的进步,机械代替人工,机械化向自动化智能化转变,在铁路电力架线施工中使用无人机展放牵引绳,方便快捷。随着施工水平不断的提高,技术方案不断完善,安全风险系数降低,施工效率和经济效益越来越高;特别是线路走廊长、地形复杂、地势险要的地区,例如在农田,果园等经济作物生长区,通航的河道,复杂的交通,跨越山区与峡谷,使用无人机展放牵引绳线担当“电力放线工”,替代人工进行展放牵引绳施工作业,效果更加显著。

关键词：无人机；铁路电力工程；架线施工；应用

1无人机在铁路架线过程中的重要性分析

1.1可以减少人力资源的投入

在传统的铁路电力架线施工过程中,主要是以人力架线为主。工人的劳动强度大,而且架线效率低,这样也会浪费大量的人力资源成本。当下,随着科学技术的发展,将无人机应用到铁路架线过程中,可以很好的减少人力资源的消耗,减少生产建设投资。也能更好的提高铁路架线的效率。

1.2可以更好的保证周围地区的生态环境

利用无人机展放牵引绳,可以减少高压线路走廊内的林木砍伐。这样一来,可以对周围环境起到更好的保护作用。与此同时,也能避免林木砍伐过程中,对资金的浪费,从而能够很好的节约项目建设投资。

1.3可以有效减少地形因素的影响

在利用无人机进行铁路工程电力架设的过程中,可以有效减少地形因素的影响。在人工在架线时,倘若在架线过程中,遇到湖泊河流等都会对架线过程带来不利影响。但是无人机就可以很好的打破地形因素的限制,从而能够更好的提高架线的效率。

2无人机施工工艺

传统的导线展放或直接采用人工拖拉,或先采用人工放牵引绳,再利用机械牵引带动导线,把导线沿杆塔逐次展放好,再在杆塔上收紧导线。这种施工方法要大量的人工,还要开辟展放线通道,损坏大量农作物,砍伐较多树木,民事协调工作量大,且施工难度大、工期长。

2.1牵引绳材料的选择

因体积小,额定载荷有限,所以对牵引绳的要求较高。因受载力和牵引力的限制,选用的牵引绳必须有强度高、直径小、重量轻、表面细滑、便于携带、容易操作等特点,根据这一特点我们选用特制的牵引绳作为无人机放线绳。

2.2放线方法

结合无人机展放牵引绳的多种优势,选用无人机展放牵引绳方案。其主要内容:无人机带动一根Φ3.5mm特制迪尼玛绳(一级引绳)投送到放线区段的各级杆塔横担上,再利用牵、张机缓慢牵引一根Φ12mm迪尼玛牵引绳(二级引绳),在整区段牵引绳全部放通后,再利用二级牵引绳牵引一根Φ15防扭钢丝绳(三级引绳),用来带动导线,完成导线的展放施工。

2.2.1施工准备。

在一级牵引绳展放前,在放线耐张段两端任选一处地形开阔,视野好的地面,作为无人机起飞场地。将无人机放在地面上,展开旋翼,调试设备。并将无人机牵引绳(一级引绳)一端安装在无人机下方的锁扣内,并在无人机下方牵引绳1米左右悬挂配重,防止牵引绳在空中飘动绞入旋翼。

2.2.2展放作业。

做好施工准备后,准备起航。无人机起飞前,操作人员可以采取双手平举起无人机,在半空中起飞航行。可以避免无人机地面起飞的不稳定,可以节省无人机电能,延长续航里程。遥控操作人员在起飞位置处,无人机航拍将前方实际情况直接呈现在遥控机屏幕上,遥控人员了解无人机前方地形,容易操作无人机向目标杆塔飞行,将牵引绳引到目标杆塔位置处。在无人机起飞过程中,注意牵引绳线盘灵活,牵引绳走向顺畅,不能被卡住,影响无人机飞行。无人机带领牵引绳连续从耐张段内的各个直线杆塔上方飞行,牵引绳直接落在每基铁塔的顶端。继续向前飞行,直至飞行到最后的耐张塔位置。无人机飞过最后的耐张杆塔后,在适当的位置通过遥控器控制无人机脱扣,将下方的牵引绳松掉,牵引绳在配重的作用下自由下落。无人机将牵引绳抛掉后,即调转方向,向起飞的位置飞行、着陆,完成牵引绳的展放施工。牵引绳全部展放完毕后,线路施工人员将每个塔顶的牵引绳放到事先设置好的滑轮内,利用牵张机缓慢带动放置好的牵引绳,利用既有牵引绳将二级牵引绳带到每基铁塔位置。然后,依次带动三级引绳穿过每基铁塔,最后利用三级牵引绳完成电力线导线的展放。

2.2.3施工安全要求。

牵引绳展放完成后,随即将一级牵引绳放置铁塔上预先挂设好的滑车内,防止放设好的牵引绳受外界环境的破坏。每基杆塔都要求悬挂试验合格的滑车,保证其正常工作,转动自如,有问题的要及时调整、修理或更换。牵引过程中,塔上人员注意看护好牵引绳的运行,防止跳槽,特别是当牵引绳挂到障碍物时,立即通知牵引场停车,排除障碍后,再实施牵张施工。牵引绳之间以及一级牵引绳与二级牵引绳之间的连接采用抗弯连接器及旋转器,防止打结。无人机飞行前利用风向标、风速仪等测定风速、风向等参数,判定能否作业。尽量选择顺风向飞行。服从指挥员指挥,时刻观察风向、风速、乱流等,防止进入错误飞行而发生事故。无人机在放牵引绳中与带电线路保持足够的安全距离,防止牵引绳被风摆晃到带电线路上面,造成停电事故。在各重要跨越处派专人看护,尤其注意Φ3.5mm一级牵引绳不要抛出跨越架架体;公路跨越处注意引绳距地面在安全距离内。整个作业流程中,作业人员必须做好对牵引绳的保护,防止线盘散乱,避免打死结、剧烈摩擦。

3无人机在铁路电力工程架线施工中需要注意的问题

3.1选择好牵引绳材料

由于无人机体型较小,能够载荷的重量有限,这就要求我们要严格控制牵引绳的材料,要减少牵引绳的重量。因此我们要挑选直径小、重量轻的牵引绳,这样一来,才能减少无人机在架线过程中的负荷量,也能延迟无人机的使用时间,从而更好地提高铁路架线施工效率。

3.2注重无人机的放线方法

在利用无人机展放牵引绳的过程中,我们应该选择多种牵引绳的方案,这样才能更好的保证架线工程的正常实施。我们在施工过程中,可以利用无人机带动一根一级引绳,将其投放到该区域各级干塔的横担上。之后再通过无人机千放另一根二级引绳,将该区域的牵引绳全部放通之后,再利用二级钢丝绳来带动导线,就可以完成导线的放线工作。

3.3环境的保护

使用无人机展放牵引绳,极大的避免了林木的破坏,减轻施工过程中对施工场地环境的扰动。保护原有植被,避免水土流失等环境保护,维护了生态平衡。

结论

在利用无人机进行铁路工程电力架线的过程中,相比于传统的人力架线的方法,更具优势。用无人机来签放一级牵引绳,能够更好的保证工程施工的效率。这样一来,也能减少架线过程中人力资源的投入,从而能够充分保证人员的安全。但是利用无人机进行铁路工程的架线,会受到天气因素的影响。倘若架线过程中,天气环境较为恶劣,或者风力过大,都会影响到无人机的架线效率。除此之外无人机较为小巧载重量较小,因此我们在利用无人机进行架线的过程中,要选择好牵引绳的材料,减少无人机的负荷。

参考文献：

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