十八旋翼无人机牵放大直径迪尼玛引绳技术

朱传宝，秦向军，王延涛，朱建辉，曹传文

（山东送变电工程公司，济南250022）

十八旋翼无人机牵放大直径迪尼玛引绳技术

朱传宝，秦向军，王延涛，朱建辉，曹传文

（山东送变电工程公司，济南250022）

随着张力放线技术不断成熟，多旋翼无人机牵放初级引绳施工工艺应用越来越广泛，但目前施工技术只能展放安全系数较低的韩国丝。以增强无人机牵引力、续航能力和抗不良气象能力为切入点，研制十八旋翼无人机，成功实现牵放Φ6 mm迪尼玛绳，达到提高初级引绳牵放效率和安全性的目标。工程实际应用证明，本技术对提高机械化施工应用率具有一定的参考价值。

十八旋翼；无人机；牵放；迪尼玛绳

0 引言

自20世纪80年代开始，为减少放线施工造成的农作物损坏，送变电行业开始尝试张力展放初级引绳方法，如利用枪榴弹、射鲸枪、迫击炮、气象火箭等携带引绳飞越障碍物，但均收效甚微。在实践经验积累的基础上，2000年起，氢气球、动力伞、飞艇等飞行器开始逐渐推广应用于地形复杂、气候多变、高海拔地区［1］。2012年，随着多旋翼无人机的技术日臻成熟［2］，四旋翼、六旋翼无人机开始尝试牵放韩国丝，但是韩国丝存在强度低、易断的缺点，一直是引绳牵放工作的巨大安全隐患［3］。为寻求更加安全高效的施工方法，改进十八旋翼无人机，实现飞行器直接展放大直径迪尼玛绳目标。经过多次试验和改进，在500 kV海阳核电—大泽输电线路工程跨海段张力放线施工中，成功牵放Φ6 mm迪尼玛引绳，完成无人机牵放大直径引绳。

图1 十八旋翼无人机

1 十八旋翼无人机

通过延长臂展、平衡增加旋翼、采用高容量电源、设计接力遥控等措施，将六旋翼无人机改造为十八旋翼无人机，如图1所示。十八旋翼无人机具有更好的提升能力、更大的巡航里程和更高的飞行精度，并且增加GPS模块，具备编程飞行和一键返航能力，能够更好地实现无人机牵放大直径迪尼玛引绳的目标［4-5］。其性能参数如表1所示。

表1 十八旋翼无人机技术指标

2 放线流程

以500 kV海阳核电—大泽输电线路工程C1~ C5放线区段为例，详细介绍十八旋翼无人机放线施工流程。500 kV海阳核电—大泽输电线路工程C1~ C5放线区段杆塔参数如表2所示。C1~C5区段跨越码头2处、海参池1处、自然海域1处，地形复杂，跨越带电电力线，海上风高浪急，无法人工牵放初级引绳，采用动力伞牵放危险性高。

表2 杆塔参数

2.1 施工准备

Φ6 mm迪尼玛绳定长1 000 m，根据档距和跨越海域等实际情况，确定C2和C4为起降场地。计划在C1~C5区段牵放2根引绳，如图2所示，具体步骤为：C2大号侧第1次起飞，牵放C1~C2第1根引绳；C2大号侧第2次起飞，牵放C1~C2第2根引绳；C2小号侧第3次起飞，牵放C2~C3第1根引绳；C2小号侧第4次起飞，牵放C2~C3第2根引绳；C4大号侧第1次起飞，牵放C4~C3第1根引绳；C4大号侧第2次起飞，牵放C4~C3第2根引绳；C4小号侧第3次起飞，牵放C4~C5第1根引绳；C4小号侧第4次起飞，牵放C4~C5第2根引绳。需要配备的相应材料如表3所示。

图2 引绳展放示意

表3 配备材料

根据区段铁塔数量和跨越情况，安排现场指挥1名，安全员1名，无人机操作人员2名，线盘控制人员2名，高空技工5名，地面普工2名，跨越码头处看护人员2名。

2.2 施工流程

放线施工流程如图3所示。无人机组装，安装电池组，测试抛绳机构灵敏度，挂迪尼玛绳，绑扎沙袋，接收GPS信号。迪尼玛绳线盘上架，调整线盘架平整度，测试线盘刹车。与此同时，高空技工登塔，安装朝天滑车，重要跨越处看护人员到位，现场指挥报话机联络，保证通信畅通。

无人机由C2大号侧垂直起飞，越过C2铁塔后，飞向C1铁塔。C2高空技工将迪尼玛绳放入朝天滑车中。C1塔位高空技工传报无人机对塔的距离和高度，无人机操作人员根据传报信息调整无人机飞行状态，无人机越过C1铁塔时高度不小于5 m。在无人机越过C1铁塔15 m左右时，通知操作人员抛绳，沙袋落在C1小号侧，高空技工将迪尼玛绳放入朝天滑车中。无人机返航，完成牵放工作。

图3 放线施工流程

其余区段采取相同方法牵放，引绳在C2和C4连接、导通，完成整个区段引绳牵放工作。

3 实用效果

四旋翼及六旋翼无人机由于载重轻、牵引力小、抗风能力弱，只能牵放直径小、重量轻的韩国丝，无法牵放Φ6 mm迪尼玛绳。十八旋翼无人机通过增加旋翼数量、增加电池组数量、减小机身重量等方法，弥补了多旋翼无人机动力不足的缺点，成功牵放Φ6 mm迪尼玛绳，优点为：减少韩国丝循环迪尼玛绳工序；避免了韩国丝易断缺点，提高施工安全性；无人机抗风能力提高，可适应多种气象工况；牵放速度提高，牵放一档迪尼玛绳（约500 m）仅需3 min左右。

4 结语

十八旋翼无人机牵放Φ6 mm迪尼玛绳，解决了韩国丝易断的问题，保证了施工安全；减少了一道引绳替代循环工序，提高了施工效率；十八旋翼无人机自身稳定性好、抗风能力强，扩大了初级引绳牵放的可适应工况，拓展了施工广度。十八旋翼无人机牵放Φ6 mm迪尼玛绳施工工艺能够适应山区、平原、林地等多种地区，可广泛推广应用。

［1］SDJJS 2—1987超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则［S］.

［2］DL 5009.2—2013电力建设安全工作规程（架空送电线路部分）［S］.

［3］中国民用航空局.民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定［R］.2013.

［4］齐书浩.微型四旋翼飞行器总体设计及其运动控制［D］.上海：上海交通大学，2013.

［5］叶竟成.飞行器远程遥控监测系统设计［D］.西安：西安电子科技大学，2012.

The Technology for Laying Large Diameter Dyneema Pulling Rope Using 18-Rotor UAV

ZHU Chuanbao，QIN Xiangjun，WANG Yantao，ZHU Jianhui，CAO Chuanwen
（Shandong Electric Power T&T Engineering Company，Jinan 250022，China）

With the development of the tension stringing，the technology for laying primary pulling rope using multi-rotor UAV has been applied more and more widely.However，the existing technology just can be used to lay the South Korea rope with low safety factors.With the purpose of finding the way to strengthen the tractive effort，cruising ability，and bad weather resistance ability of UAV，the 18-rotor UAV is presented to lay Φ6 mm Dyneema pulling rope successfully.The method can promote the efficiency and safety during the process of laying primary pulling ropes.Engineering applications prove that the method can take references for improving the utility ratio of mechanization construction.

18-rotor；UAV；laying；Dyneema rope

TM752

B

1007－9904（2016）12－0036－03

2016-06-05

朱传宝（1978），男，从事输电线路施工管理工作；

秦向军（1986），男，从事输电线路施工工作；

王延涛（1981），男，从事输电线路施工工作；

朱建辉（1964），男，从事输电线路施工工作；

曹传文（1985），男，从事输电线路施工工作。