铁路电力工程架线施工中无人机应用

铁路电力工程架线施工中无人机应用

贾礼峰

中铁建电气化局集团南方工程有限公司

摘要：本文结合实际，对铁路电力工程架线施工中无人机技术的应用进行了分析。首先对无人机应用背景进行论述，其次在分析无人机技术应用工艺操作要点的基础上，对施工过程中需要掌握的内容进行深入讨论，希望论述之后可以给相关工作人员提供一定的参考。 关键词：铁路电力工程；架线施工；无人机；应用 引言

伴随着施工质量水平的全面提升，施工技术方案在逐渐的完善，极大的降低的施工的风险，并且能够大幅提升施工的经济效益。对于当前线路比较长、地形条件复杂、地貌特殊的地带，比如果园、农田等作业区域内、通航的河道内、交通环境非常复杂的地区、山谷与峡谷等地带中，通过使用无分机展放牵引绳的方式组织开展电力线路的施工，可以取代人工放线的操作，不仅能够满足施工的要求，还能够保证人员的生命安全，有着非常积极的作用。

1 应用背景

传统的铁路电力架空线路在施工的过程中，因为施工工序有着非常高的复杂性、劳动强度、工作效率比较低且成本低等缺陷，所以导致了综合效益比较差。随着现代科学技术的高速发展，我国在工程领域中提倡“四新”。很多先进科学技术设备应用到工程施工中，逐步的取代了传统的人工作业方式，大大提升工作效率，降低劳动强度，能够有效的降低施工成本。铁路电力工程项目在组织开展导线架设施工环节，通过使用无人机展放牵引绳的方式，可以大大提升施工效率。

2 无人机施工工艺

2.1 牵引绳材料的选择

牵引绳的技术要求比较高，由于牵引力、载荷所产生的影响，所以在选择牵引绳的过程中必须要达到较高的强度、较小的直径、表面细滑、操作便捷等等问题。为了能够满足无人机展放工作的需要，在选择时应该使用符合要求的牵引绳进行作业施工。

2.2 放线方法

充分的考虑到无人机展放牵引绳所产生的优势，结合实际情况确定具体的实施方案：无人机带动一根 Φ3.5mm 特制尼玛绳（一级引绳）直接放置到施工现场的杆塔横担的上面，然后再牵引一根Φ12mm 迪尼玛牵引绳（二级引绳），放置到规定的位置上之后，再通过设备牵引一根 Φ15 防扭钢丝绳（三级引绳），然后使其能够带动导线，从而可以完成了整个的展放施工。

2.2.1 施工准备

一级牵引绳在开始展放操作之前，需要在放线耐张段两端中任意一侧都要处于地形比较开阔的地区中，视野是非常好的，然后将其作为无人机的方放飞场地。无人机直接放置在地面上，开启双翼，然后进行设备的运行状态的调试。将准备好的牵引绳直接放置到下方的锁扣内，并且需要在牵引绳的1米左右的位置上设置配重装置，避免在空中飞行的过程中旋转而被缠绕到无人机上。

2.2.2 展放作业

（1）准备工作结束之后，就开始起航无人机。无人机在开始起飞前，工作人员需要用双手将无人机放在半空中，避免在地面起飞而不能稳定的飞行，还能够节约电力、延长航程。

（2）遥控操作人员在起飞的位置上，在航拍的屏幕上能够直接看到了无人机前面的具体情况，操作人员能够充分的了解地形条件，能够保证无人机飞入到目的的，保证牵引绳能够放置到规定的位置上。

（3）在无人机起飞环节，要保证牵引绳达到灵活度的标准要求，同时应该达到顺畅度的标准，不能存在卡滞的情况，否则将会导致无人机无法自由的飞行。

（4） 无人机带领牵引绳不断的从各个耐张段的直线杆塔的上方空间上飞行而过，牵引绳就会直接落入到各基铁塔的顶部位置上，然后在继续向前飞行，直到能够达到最终的耐张塔的位置上。无人机飞过最后的耐张杆塔的位置上之后，在合适的位置上会直接完成脱扣处理，此时就会将下方的牵引绳松开。

（5） 无人机脱掉牵引绳之后，就能够转向飞行，然后降落到规定的位置上，可以完成了整个牵引绳的展放工作。

（6） 牵引绳展放操作全部结束之后，施工人员要在每各塔顶的位置上将牵引绳放置到规定的滑轮位置上，此时可以通过使用牵引机逐步的放置牵引绳装置，紧接着是将第二、三级牵引绳放置到铁塔的位置上，然后就能够完成这些部分的展放操作。

2.2.3 施工安全要求

（1）牵引绳展放工作结束之后，就能够将一级牵引绳直接设置到铁塔的预先设定的滑车结构中，避免已经放好的牵引绳再次受到外部环境的破坏影响。

（2） 每基杆塔都必须要按照要求来悬挂试验达到标准要求的滑车部件，可以使得其能够正常的运行，如果发现存在运行问题，要及时采取应对措施。

（3）牵引过程中，塔上的工作人员必须要随时查看牵引绳的运行状态，避免存在跳槽的情况，尤其是在遇到障碍物阻碍牵引绳运行的情况，应该立即停车，在全面的处理之后就能够再次进行牵张施工。

（4）牵引绳之间需要使用抗弯连接器和旋转器进行连接，避免存在打结的情况。

（5）无人机飞行开始前，工作人员需要使用风向标、风速仪等进行风向、风速等因素的测定，确定是否能够开展作业施工。

（6）指挥员根据实际工作的需要发出相应的指令，避免发生严重事故。

（7） 无人机在放牵引绳的过程中，必须要和带电线路保持相应的间距，防止造成双方的损坏事故。

（8）在所有跨越位置都必须要设置专人进行管理，特别是Φ3.5mm 一级牵引绳不要抛出跨越架架体；。

（9） 整个作业环节，都需要组织人员来进行牵引绳的保护管理，避免存在线盘散乱、打结等问题，消除严重摩擦的问题。

3 无人机应用充分必要条件

3.1 无人机应用优越性

（1）无人机展放牵引绳的方式能够有效的降低工作人员的劳动强度，减少作业人员，还具备较高的安全性，经济效果也比较好。在进行人工展放或者拖曳的方式进行牵引绳牵张，需要在线路上设置大量的工作人员才能完成作业操作，如果是山林地带，工作难度极大。

（2）无人机展放牵引绳能够有效的避免在线路沿线上过度砍伐树木的情况，也不会为了施工人员的通行而设置必要的放线通道，所以基本上不会给自然环境造成不利的影响。同时还能够防止放线操作中给走廊内清理障碍物造成任何影响，施工成本大幅降低。

（3）能够有效的提升施工速度、缩短工期，具备较高的经济效益。高压线迁改作业的过程中，因为高压线路停电检修时间都是固定的，且传统方式施工效率低、工期长，所以与停电检修时间存在比较大的冲突，导致了改造的难度非常大。某些高压线路跨越高速公路项目，车流量的数量比较大，且车辆运行速度快，所以人工展放牵引绳危险度极高。

（4） 无人机展放牵引绳可以大大提升施工的效率，复杂地形条件下也可以运行。

3.2 无人机应用的条件

（1） 无人机操作环境要求较高，必须是天气晴朗的条件下才能进行，雨季、雾天都会造成严重的危害。

（2） 无人机放线施续航里程相对比较短，所以应该结合实际情况制定出切实可行的放线操作计划，要有效的考虑到系统电量，确定合适续航里程。

（3） 无人机牵引绳要尽量的选择重量小的绳类，这是因为其载荷比较小，超重飞行困难且容易发生坠落事故。

4 结论

在高速铁路高压电力线路迁改作业施工环节，使用无人机进行牵引绳的展放作业，能够使得施工效率得到提升，工期缩短，具备较高的经济效益。随着科学技术的高速发展，无人机放线技术水平也在大幅提升，未来必然会产生更好的效果，能够大幅提升施工水平，满足实际施工的需要。

参考文献： [1] 王红鹰. 无人机在铁路电力工程架线施工中的应用[J]. 科学技术创新,2018,(1):131-132.

[2] 吴云鹏,臧伟,韦晓初. 无人机在ADSS光缆线路施工中的应用研究[J]. 浙江电力,2017,36(5):53-55,61.