趙玉濤,梁立中

(吉林省送變電工程公司,長(zhǎng)春 130033)

吉林省送變電工程公司施工的巴中 500 kV變電站 220 kV配套工程,地處巴中山區(qū),溝壑縱橫,林木茂盛,跨越多達(dá) 169處。為了更好地保護(hù)環(huán)境,減少架線施工對(duì)森林資源的破壞,降低人為因素對(duì)架線作業(yè)的影響,盡量不砍伐放線通道內(nèi)的林木,經(jīng)過論證確定了采用遙控旋翼蝶形飛行器展放導(dǎo)引繩的方案,使整個(gè)放線過程導(dǎo)引繩不落地,有效解決了一系列施工難題,在不影響架線施工的前提下,使得通道內(nèi)林木及植被得到最大限度的保護(hù)。

1 設(shè)備的選擇

1．1 飛行器選擇

目前,在輸變電工程中采用的的飛行器種類較多,如直升飛機(jī)、飛艇、動(dòng)力傘等等。相比較而言,在滿足安全性和最大牽引力要求的前提下,應(yīng)首先考慮所采用方法的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)巴中 500 kV變電站220 kV配套工程所處巴中山區(qū)實(shí)際情況,經(jīng)過比較論證確定采用遙控旋翼蝶形飛行器展放導(dǎo)引繩。該飛行器直徑1220 mm,最大航行速度60 km/h,航行距離 1．6 km,作業(yè)抗風(fēng)能力 5級(jí),最大牽引力0．0294 kN。具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、飛行平穩(wěn)、任意懸停等特點(diǎn)。飛行器由 GPS定位,當(dāng)與遙控器失去聯(lián)系5 s時(shí),飛行器將在原有高度升高 20 m后自動(dòng)返航,對(duì)起降場(chǎng)地?zé)o特殊要求,在惡劣地形條件下操作人員單手即可將飛行器接收,施工轉(zhuǎn)移方便。該飛行器采用鋰電池作為動(dòng)力,鋰電池可以反復(fù)充電使用,安全、經(jīng)濟(jì)性較高。相對(duì)其他飛行器而言,遙控旋翼蝶形飛行器安全系數(shù)高,即使墜毀也不會(huì)對(duì)地面設(shè)備、人員等構(gòu)成較大傷害。因此,遙控旋翼蝶形飛行器更適用于適應(yīng)輸電線路施工環(huán)境多變的特點(diǎn)。

六角遙控旋翼蝶形飛行器采用6組固定傾角旋翼,處于同一平面內(nèi)6點(diǎn)均勻分布。通過均勻分布的6個(gè)動(dòng)力裝置,6臺(tái)無刷直流電機(jī)被分成相對(duì)的 2組,3個(gè)電機(jī)正轉(zhuǎn),3個(gè)電機(jī)反轉(zhuǎn),從而當(dāng)飛行器平衡飛行時(shí),空氣動(dòng)力扭矩效應(yīng)被抵消,從而可以抵消自轉(zhuǎn)力矩,防止飛行器的自旋轉(zhuǎn)。

遙控旋翼蝶形飛行器加裝 GPS定位系統(tǒng),提高了在高風(fēng)速和能見度較低環(huán)境下的飛行能力,且增大了飛行器的可控飛行范圍,通過定位后的一鍵返航模式展放導(dǎo)引繩。另外在大跨越、大檔距情況下則可通過 2臺(tái)遙控器接力的方式展放導(dǎo)引繩,極大的提高了作業(yè)能力,擴(kuò)展了飛行器的可作業(yè)時(shí)間,提高了工作效率。遙控旋翼蝶形飛行器及現(xiàn)場(chǎng)飛行作業(yè)情況見圖 1。

圖1 遙控旋翼蝶形飛行器及現(xiàn)場(chǎng)飛行作業(yè)情況

1．2 牽引用一級(jí)導(dǎo)引繩選擇

利用飛行器進(jìn)行放線作業(yè),導(dǎo)引繩的選擇是關(guān)健,其技術(shù)性能對(duì)飛行器的影響很大。受飛行器承載力和牽引力的限制,放線用的導(dǎo)引繩必須具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、動(dòng)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本工程擬采用直徑2 mm的丙綸繩作為飛行器牽引用一級(jí)導(dǎo)引繩。直徑 2 mm丙綸繩最大破斷力 0．98 kN,穩(wěn)定性能好、單位質(zhì)量2 kg/km,適宜飛行器放線作業(yè)用。

2 放線作業(yè)方案

2．1 導(dǎo)引繩的展放

導(dǎo)引繩的展放按設(shè)定區(qū)段進(jìn)行,選擇適宜飛行器飛行的氣象條件(風(fēng)力小于5級(jí),能見度不小于1．5 km),遙控操作人員站于放線起始塔下,在飛行器上系好初級(jí)引繩,在距飛行器約 3 m位置綁上配重物,啟動(dòng)飛行器,由位于塔頂人員指示飛行器飛行高度,爬升至一定高度后跨越起始塔頂,并沿線路直線方向向展放側(cè)飛行。

當(dāng)飛行器飛行至下一塔位時(shí),盡量降低飛行高度,在確保飛行器飛行安全的情況下,以高于塔頂3～ 5 m為宜,在視野受限的情況下可由塔頂人員通過對(duì)講機(jī)指示方向及高度。飛行器依次跨越放線段內(nèi)塔頂,并在飛過最后一基鐵塔頂約 10 m距離后拋擲引繩。

2．2 牽引繩的展放

牽引繩分 3級(jí)展放,首先通過人工用O 2 mm丙綸繩牽通O 3．5 mm丙綸繩,當(dāng)全部O 3．5 mm丙綸繩放通置于放線滑車內(nèi)并騰空后,通過牽張?jiān)O(shè)備逐級(jí)牽通后續(xù)牽引繩。首先用O 3．5 mm丙綸繩牽引O 10 mm強(qiáng)力絲牽引繩,然后以O(shè) 10 mm強(qiáng)力絲牽引繩牽引O 11 mm防扭鋼絲繩。后續(xù)導(dǎo)引繩牽引與常規(guī)張力架線方式基本相同。在利用O 3．5 mm丙綸繩牽引O 10 mm強(qiáng)力絲牽引繩時(shí),必須保持張力最小,以不刮碰線路下方的跨越物為宜。

3 安全注意事項(xiàng)

a．選擇飛行器起飛地點(diǎn)要求相對(duì)開闊、無障礙物、風(fēng)力小于5級(jí)、衛(wèi)星信號(hào)通暢。起飛點(diǎn)和引繩展放起點(diǎn)必須保證通訊暢通,保證飛行器起飛后兩點(diǎn)均能觀察到。飛行器的抗風(fēng)能力一般為5級(jí),尤其要防止側(cè)風(fēng)干擾。應(yīng)及時(shí)掌握風(fēng)力變化情況并及時(shí)通報(bào),以保證飛行器的飛行安全。

b．在山區(qū)作業(yè)時(shí),應(yīng)特別注意避免飛行器靠近山體(即應(yīng)遠(yuǎn)離山體或高于山峰),以避免近山區(qū)域的渦流對(duì)飛行器飛行的影響。

c．采用遙控進(jìn)行長(zhǎng)距離飛行接力方式時(shí),操作人員所站位置應(yīng)相互均能看到飛行器,并避免出現(xiàn)遙控裝置信號(hào)出現(xiàn)盲區(qū),使飛行器出現(xiàn)自動(dòng)返航現(xiàn)象,一旦出現(xiàn)自動(dòng)返航情況時(shí)應(yīng)立即拋繩。

d．展放導(dǎo)引繩時(shí),飛行器的飛行高度以適當(dāng)高于塔頂 3～ 5 m為宜,既要保證飛行的安全,又應(yīng)盡量靠近塔頂。操作人員應(yīng)準(zhǔn)確操縱飛行器沿線路方向直線飛行,飛行器通過每一基塔位時(shí),保證從該塔正上方通過,以利于塔上施工人員能夠更加容易捕獲導(dǎo)引繩。

e．每次展放前,要按照丙綸繩盤的長(zhǎng)度,展放每檔線路長(zhǎng)度,依據(jù)飛行器的飛行高度、飛行器的牽引能力等因素,計(jì)算飛行器可飛行的距離,并且塔頂高空施工人員要隨時(shí)保持與飛行器地面控制操作人員的通信聯(lián)系,保證飛行器的飛行安全和丙綸繩索的及時(shí)接續(xù)。

f．因展放丙綸繩的過程帶微小張力,而丙綸繩質(zhì)量較小,因此當(dāng)飛行器拋繩后,應(yīng)及時(shí)將各段引繩對(duì)接。兩端同時(shí)收緊使引繩騰空。

4 施工效率及經(jīng)濟(jì)效益

在現(xiàn)場(chǎng)前期準(zhǔn)備工作充分,操作人員操作熟練,且地形條件和氣象條件具備的情況下,采用遙控旋翼蝶形飛行器每小時(shí)可展放一級(jí)導(dǎo)引繩4 km。與人工展放導(dǎo)引繩相比,作業(yè)難度大幅度降低,作業(yè)效率得到大幅度提高。

如果采用人工展放導(dǎo)引繩,最低費(fèi)用4000元 /km,采用遙控旋翼蝶形飛行器展放10 km導(dǎo)引繩即可收回全部成本。該飛行器的使用壽命為4年,按每年展放引繩 200 km計(jì)算,節(jié)省資金約 320萬元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)束語

使用遙控旋翼蝶形飛行器架線施工,相對(duì)于直升飛機(jī)或動(dòng)力傘而言,在保證施工安全的前提下安全性更高,轉(zhuǎn)移方便,施工速度快,成本大幅度降低。但由于采用遙控方式,易受強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,同時(shí)受氣象條件影響也較大。從本次采用遙控旋翼蝶形飛行器架線施工的總體情況看,在地形復(fù)雜,施工難度較大地區(qū),特別是要求必須采用導(dǎo)線不落地施工工藝時(shí),采用遙控旋翼蝶形飛行器展放導(dǎo)引繩具有較大的優(yōu)勢(shì)。