一种在现有线路可以取代搭建跨越架架设导线的施工工具

一种在现有线路可以取代搭建跨越架架设导线的施工工具

黄柏钦　　                                            

广东电网有限责任公司茂名茂南供电局   广东茂名   525000

摘要：在输配电线路施工中，跨越施工是技术上的难点，也常成为影响工期的麻烦点，针对传统跨越架搭设受限因素多和现有无跨越架施工费用高、无人机操控难度大的不足，该文提出一种利用现有线路导线安装轻便滑车组件工具的方法，工程应用表明新研制的施工工具简单高效，有推广价值。

关键词：现有线路；架设导线；无跨越架；施工工具；无人机

前言

在新建或改扩建输配电线路时，受路径通道的限制，很难避免跨越施工，例如拟建线路与公路、铁路、河流或其他电力线路交叉必须采用跨越施工。跨越施工要考虑对被跨越物的影响，如果新架设导地线出现断裂、坠落等意外，就会造成严重后果。与常规线路施工相比，跨越施工综合性更强，难度更大，危险性更高。跨越施工方式分为跨越架跨越和无跨越架跨越两种，前者比后者运输量大、施工期长、拆装危险性高，但技术成熟、可靠。当前无跨越架跨越主要采用临时横担封网跨越和绝缘索桥跨越两种方法，从经济性上看，这两种方法并无优势，一次性投资较大[1]。有鉴于此，本文提出一种基于现有线路的跨越方法，以现有导线为轨道，安装轻便滑车组件，利用无人机牵引，将牵引绳从一基杆塔带到另一基杆塔，实现无跨越架跨越，施工成本低廉，安全系数高，操作简便高效。

1新型无跨越架施工工具的研制思路与技术原理

1.1研制思路

如前所述，跨越施工对象有新建工程，也有改扩建或改造工程，对于后者来说有效利用已建成线路设施无疑是最合理的选择，因为这样做可以节约设施费用，同时不需要为架设跨越架而向相关部门申请许可，或为跨越公路而取得交警部门的配合，或为跨越既有电力线路而要落实停电时间，免去这些琐事，项目管理部门可以灵活安排施工时间，进而极大地缩短施工工期。现有线路设施可供利用的部分除了杆塔，已架设的导线也是很好的承载物，这一点常被忽略。无跨越架跨越以铁塔、辅助横梁代替跨越架作为支撑装置，以承载索作为主要受力部件。承载索的安装需要通过各级引绳的导引展放，初级引绳的展放一般是通过各类飞行器实现的，例如飞艇、动力伞、直升机、无人机等，目前从安全性、经济性、可靠性、普及度综合来看，无人机是最佳选择。然而无人机操控要求较高，加上施工现场地形、风力等因素影响，空中准确定位并不容易，很难精确地把引绳放进放线滑车内，需要人工抓取绳头，在杆塔上做这样的操作既有安全风险，又需反复尝试而低效[2]。基于以上原因，本项目依托现有导线作为轨道，无人机主要发挥牵引作用，将绳头牵引到跨越档对面杆塔上，对无人机操控和空中定位的要求降低了，绳头通过现有导线被引渡到跨越档对面杆塔导线固定端，作业人员很容易抓取和掌控绳头。

1.2技术原理

利用现有线路的杆塔和导线进行无跨越架跨越的施工工具主要材料为塑料滑轮和尼龙绳。由两个型号和规格尺寸完全相同的塑料滑轮连接成一个滑轮对，一个滑轮在上，另一个滑轮在下，并且两滑轮的轴线平行。每个滑轮上有独立的开闭扣锁装置，便于嵌入导线或引绳，并能防止导线或引绳脱出轮槽。若干个滑轮对通过一条尼龙绳连接成串（尼龙绳长度不小于跨越档的1.2倍），效果就像羊肉串。相邻滑轮对的距离大约在2m左右。滑轮对上面的滑轮以导线为轨道，用作行走轮，下面的滑轮是引绳的导向轮，用来约束引绳沿导线方向前行。在跨越档两端杆塔上还要各安装一个定滑轮，用作导引绳的转向轮。现场操作时，在跨越档两端的杆塔上各安排1名作业人员，始发端杆塔上的作业人员将各滑轮对上滑轮槽轮压在导线上。导引绳一端与滑轮对头轮连接固定，另一端穿入各个滑轮对下滑轮轮槽中，并将绳头穿过始发端杆塔的定滑轮。然后把滑车组件头轮前的尼龙绳绑缚在多旋翼无人机机腹的挂钩上，跨越档终端人员准备就绪，放飞无人机。无人机在导线上空飞行，拖曳尼龙绳向跨越档对面飞行，滑轮对和引绳跟随前行。到达跨越档终端杆塔后，该处的作业人员从滑轮对头轮上解下导引绳并穿过定滑轮，完成导引绳的展放。

2新型无跨越架施工工具的实施

2.1材料选配

本项目采用的主要材料包括塑料滑轮、尼龙绳、定滑轮、引绳等，市场上皆有定型产品。塑料滑轮的槽轮由尼龙制造，内嵌滚动轴承，转动灵活，轻便，耐用。塑料滑轮槽轮凹槽半径应大于导线直径的1/2，这样槽轮就能以导线为轨道行走而不会脱轨（导线嵌入凹槽内）。尼龙绳和引绳均采用轻质高强的工程用绳。塑料滑轮连成滑轮对的材料采用轻质合金，委托机加工单位加工。

2.2工具组装与试验

备齐材料后组装成品，委托试验单位对新工具的力学性能进行检测。各项性能指标均达到电力作业相关规程、规范、标准要求。

2.3施工方法

2.3.1工艺流程

施工准备→场地布置→安装本项目施工工具→无人机展放导引绳→利用初级引绳展放各级引绳及牵引绳→安装承载索、封网装置→展放导地线、光缆等→紧线及附件安装→拆除跨越系统→清理现场。

2.3.2施工准备

架线施工准备包括人员、技术、工器具、设备等方面的准备，具体到本项目，新研制工具因为初次使用，作业人员对其性能、使用方法不熟悉，所以要安排专门的培训，除了讲解新工具技术原理，还要演示操作方法，交代注意事项。

2.3.3场地布置

既然要跨越架线，就需要采用张力放线方式，即需对牵引场、张力场进行合理布置，这部分内容与张力放线场地布置要求一致。

2.3.4安装施工工具

先在跨越档两端杆塔适当位置安装定滑轮，再在导线上安装滑车组件，然后将引绳穿过定滑轮，依次穿过滑车组件中各个下滑轮槽轮，在穿过头轮的槽轮后固定好。人工拖动各滑轮对，滑轮移动应当平滑、流畅，没有任何阻滞和不顺。无人机在地面经检查和试飞后，杆塔上的作业人员将滑车组件头轮的尼龙绳头放下，地面人员将绳头与无人机机腹部位的挂钩装置连接起来。通过对讲机与跨越档对面作业人员联系，杆塔上的作业人员准备就绪后，遥控无人机起飞。当无人机升高到导线上方，使其缓缓地向跨越档对面杆塔飞去。当尼龙绳被拉紧，滑轮对依次展开，没有出现任何异常现象时，再操控无人机适当提高速度，牵引着尼龙绳向跨越档对面杆塔方向飞去。当滑车组件头轮接近跨越档对面杆塔导线固定端时，操控无人机减速。当杆塔上作业人员取到导引绳头，并将其穿过定滑轮时，再操控无人机脱钩，释放尼龙绳。开启滑轮对各滑轮的扣锁，可收回施工工具。

2.3.5各级引绳展放及承载索、封网装置的安装

利用初级导引绳，逐级牵引倒换，由小到大，最后牵出承载索，在承载索上挂绳网，就将被跨越物封闭起来，随后再展放导地线就不会对被跨越物带来不利影响了。展放导地线的步骤同样采用逐级牵引倒换方式，利用牵引绳展放导地线。

2.3.6跨越系统拆除

导地线紧线并安装附件后，拆除跨越系统，顺序与安装相反。

3结语

跨越架设导线是输配电工程施工的难点，传统跨越架搭设费用1m3约6～7元，跨越一处省道费用约3万元，本项目利用现有架空导线安装轻便滑车组件快速架设或更换导地线，无需搭设跨越架，比临时横担封网和绝缘索桥的无跨越架施工费用更低，操作更便捷，具有良好的推广应用价值。

参考文献：

[1]罗少琦.输电线路跨越施工方案多属性决策研究[D].陕西:西安建筑科技大学,2022:1,15-19,62.

[2]罗旻,周萌.无人机全自动展放引线系统的开发与应用[J].实验室研究与探索,2019,38(8):52-56.

*广东电网有限责任公司职创项目编号：GDZC202301300004