CN105977863A - 输电线路无人机抛绳停电及带电检修作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于输电线路带电、停电检修技术领域，具体是一种输电线路无人机抛绳停电及带电检修作业方法。其中带电检修作业方法是利用无人机携带绝缘绳并将绝缘绳悬挂于导线，再通过绝缘绳牵引半静力绳将半静力绳悬挂在导线，最后通过半静力绳携带作业人员或/和携带作业工器具进入待检修作业区域；步骤包括：设置无人机与绝缘绳，检查无人机，无人机抛绳，牵引半静力绳索，进入待检修作业区域。本发明的实质性特点在于利用多旋翼无人机抛掷绝缘牵引绳，替换传统作业方法中作业人员攀登杆塔抛挂绝缘绳索的工作模式，由于不用攀爬杆塔，作业人员可以很好的保留体力，极大的减轻了作业强度，简化作业工序，大大增幅作业安全系数。

Description

输电线路无人机抛绳停电及带电检修作业方法

技术领域

本发明属于输电线路带电、停电检修技术领域，具体是一种输电线路无人机抛绳停电及带电检修作业方法。

背景技术

目前，国内超特高压领域中带电、检修作业方法众多，但大多数都需作业人员攀登杆塔进行抛挂绝缘绳索和绝缘软体，且不能直接到达缺陷位置。以现如今带电作业为例，主要沿用传统“吊篮摆入法”、“跨二短三法”、和“地面软梯法”的进出强电场方法开展带电作业。国外发达国家多采用直升机直接进入强电场，但是参与带电作业的直升机和普通直升机不同，必须经过特殊制造，经历了高电压试验，一架价值在200万美金以上。并且目前，在世界上能驾驶这种直升机，在带电高压线间的飞行作业的驾驶员，总数不超过几十个，此类飞行员最快的培训周期也在6～8年。我国的航空管制应该是世界上最为严格的国家，如果每次开展带电作业都要经过申请航线等诸多繁琐手续，必将错失消除缺陷的最佳时机，与带电作业迅速反应的要求相驳，而且每次都投入巨大，在我国实用性不强。

现有超特高压输电线路中，等电位带电作业主要存在问题和难点是进出电场的过程，以传统“跨二短三”法进出±800kV输电线路强电场为例，进电场前要进行绝缘子低零值检测，仅仅检测这一项就需要3个人同时操作，需要耗时30分钟左右，如遇到低零值绝缘子数量达到规定值，反而不能开展带电作业。“跨二短三”进入电场要穿过15. 36～30.24m长的绝缘子串，等电位电工的体力已经消耗非常大，这时还没有开始作业，还要通过“跨二短三”退出强电场，这样对人员的身体素质要求极高，作业条件限制比较大。

截止目前并无一种高效、通用性强、可开展作业类型多的作业方法及工器具。本发明研发的技术路线是在现有技术和已知先进工器具的基础上，针对作业工具作业方法开展研究，开发出带电作业用进出电场工法，从而使超特高压输电线路可开展的带电作业项目、适用塔型大大增加，改变了传统进出强电场的方式，进而确保大电网的安全稳定运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种的输电线路无人机抛绳用于带电检修作业方法；本发明要解决的另一技术问题在于提供一种输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法。本发明使输电线路的检修人员不用攀爬杆塔，可以很好的保留体力，简化作业工序，大幅提高作业的安全系数。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案于如下：一种输电线路无人机抛绳用于带电检修作业方法；其特征在于利用无人机携带绝缘绳并将绝缘绳悬挂于导线，再通过绝缘绳牵引半静力绳将半静力绳悬挂在导线，最后通过半静力绳携带作业人员或/和携带作业工器具进入待检修作业区域。步骤包括：设置无人机与绝缘绳，检查无人机，无人机抛绳，牵引半静力绳索，进入待检修作业区域；具体方法如下：

1、设置无人机与绝缘绳

距离边相导线垂直投影10m处设置观测线；在10米观测线外围依次并列设置停机坪和防潮绝缘帆布，在停机坪上设置无人机，在绝缘帆布上以S形布置绝缘绳，绝缘绳的一端连接垂球，垂球与无人机的拖扣装置连接。

2、检查无人机

检查确认无人机的机体结构、遥控器的电池电量、无人机与遥控器数据传输设施、拖扣装置的状态至正常。

3、无人机抛绳

检测风速，在满足无人机飞行要求的风速≤5m/s条件下，进行无人机抛绳，包括边相作业抛绳法和中相作业抛绳法：

3.1边相作业抛绳方法：无人机携带垂球和绝缘绳垂直起飞，在达到2倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞（即保持对地面垂直距离不变，以下同），观测手站在边相导线与地线之间的地面观测，当无人机到达边相导线与地线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面，将绝缘绳搭挂在边相导线两侧，无人机原路返回，落回停机坪。

3.2中相作业抛绳方法：无人机携带垂球和绝缘绳垂直起飞，在达到2倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞，观测手站在中相导线与左地线之间的地面观测，当无人机到达左地线和中相导线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面，

无人机原路返回，落回停机坪，在绝缘绳的另外一端连接好垂球，将垂球与无人机的拖扣装置连接，无人机携带垂球牵引绝缘绳的另一端从停机坪再次起飞，在达到两倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞，当无人机到达右地线和中相导线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面，将绝缘绳搭挂在中相导线两侧，无人机原路返回，落回停机坪。

4、牵引半静力绳

地面工作人员拆除垂球，将两条半静力绳索绑扎连接于绝缘绳一端，牵引绝缘绳的另一端使半静力绳索搭挂在边相导线或中相导线两侧。

5、进入待检修作业区域

借助半静力绳携带作业人员进入待检修作业区域，或者借助半静力绳携带作业工器具进入待检修作业区域，或借助半静力绳携带作业人员和作业工器具进入待检修作业区域。

一种输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法；其特征在于利用无人机将绳索悬挂于导线或铁塔横担，再通过绳索携带作业人员或/和携带作业工器具进入待检修作业区域。具体步骤包括：

1、设置无人机与绳索

距离边相导线垂直投影10m处设置观测线；在10米观测线外围依次并列设置停机坪和防潮绝缘帆布，在停机坪上设置无人机，在绝缘帆布上以S形布置绳索，绳索的一端连接垂球，垂球与无人机的拖扣装置连接。

2、检查无人机

检查确认无人机的机体结构、遥控器的电池电量、无人机与遥控器数据传输设施、拖扣装置的状态至正常。

3、无人机抛绳

检测风速，在满足无人机飞行要求的风速≤5m/s条件下，进行无人机抛绳，无人机携带垂球和绳索起飞，当无人机到达故障导线或故障铁塔横担上方，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绳索垂直落下、坠落在地面，将绳索搭挂在故障导线或故障铁塔横担两侧，无人机原路返回，落回停机坪。

4、进入待检修作业区域

借助绳索携带作业人员进入故障导线或故障铁塔横担作业区域，或者借助绳索携带作业工器具进入故障导线或故障铁塔横担作业区域，或借助绳索携带作业人员和作业工器具进入故障导线或故障铁塔横担作业区域。

本发明的有益效果主要是：

在超特高压带电线路中，无人机抛绳作业方法是从故障点处抛绳，结合软梯、电动升降机等工器具进入等电位，等电位人员可直接到达作业位置，相比从铁塔塔身进入等电位后，在强电场中移动至故障点作业，无人机抛绳作业方法的路径更加直接简单，同时安全距离、组合间隙由对铁塔塔身变为导线对地距离，即便除过人身高度，余度依然十分大。相邻导线的最小距离扩大为相间距离，这应该是带电作业中距离最大安全性最高的作业方式。

在超特高压停电线路中无人机抛绳作业方法应用更加广泛，停电线路中，无人机在穿越导线作业时不受到电磁干扰的影响，作业方法更加灵活多变，可以使用无人机抛绳法开展挂飞车作业、传递接地线等。因为线路已经停电，无人机不会受到导线的电磁干扰，不用保持与导线之间的距离，可以任意接近导线或铁塔，可以在导线之间随意穿行，主要控制无人机避开障碍物不撞机。传统作业方法中，作业人员需经过攀登杆塔才能进入作业点，需要高空作业传递工具、材料等作业；无人机抛绳法都可以有效解决传统方法中诸多繁重、复杂、危险系数较大等问题；在作业强度，工序繁琐、安全系数等方面大为提高。

本发明的实质性特点在于利用多旋翼无人机抛掷绝缘牵引绳，替换传统作业方法中作业人员攀登杆塔抛挂绝缘绳索的工作模式，由于不用攀爬杆塔，作业人员可以很好的保留体力，极大的减轻了作业强度，简化作业工序，大大增幅作业安全系数；确保带电、检修工作很顺利的开展，可以节省劳动力，也大幅提高了作业的安全系数。

附图说明

图1是无人机边相抛绳平面示意图；

图2是无人机边相抛绳路径图；

图3是无人机边相抛绳示意图；

图4是无人机中相抛绳路径图；

图5是无人机中相抛绳至第一抛投点的示意图；

图6是无人机中相抛绳完成示意图。

图中：1—铁塔，2—左相导线，3—中相导线，4—右相导线，5—左地线，6—右地线，7—停机坪，8—Φ4绝缘绳，9—防潮绝缘帆布，10—无人机，11—不锈钢围带，12—抛投点，121—第一抛投点，122—第二抛投点，13—垂球， L—边相导线垂直投影至不锈钢围带的距离，H—导线至地面的距离。

具体实施方式

铁塔1塔头上面安装有左相导线2、中相导线3、右相导线4、左地线5与右地线6是属于现有技术。

实施例1；本实施例是左相导线边相带电作业时，借助无人机抛绳实现到达带电线路的作业方法 (本领域的技术人员能够明白，当需进行右相导线4边相带电作业时，参照本实施例即可实现) ，其步骤如下：

1、设置无人机与Φ4绝缘绳

如图1与图2所示：边相导线垂直投影至不锈钢围带的距离为L，在L为10m处用三根不锈钢围带11设置10m观测线，紧挨10米观测线设置无人机停机坪7，紧挨无人机停机坪7设置防潮绝缘帆布9。在防潮绝缘帆布9上面以S形布置Φ4绝缘绳8，Φ4绝缘绳8一端连接有重0.5公斤垂球13，垂球13连接在无人机10下方的拖扣装置。无人机为多旋翼无人机。

2、检查无人机

首先对无人机的机体结构进行检查，而后检查无人机及遥控器的电池电量；接通无人机电源后，检查遥控装置、无人机与遥控器的数据传输设施，检查拖扣装置工作是否正常。

3、无人机抛绳

检测风速，在满足无人机飞行要求的风速即≤5m/s的条件下，进行左相导线2的作业抛绳，参见图2与图3：无人机10携带垂球13和Φ4绝缘绳8垂直起飞，不得飞入以左相导线为圆心的半径10m的范围内，测控手时刻检测无人机10的飞行高度，飞行高度必须达到两倍的导线至地面的距离H，到达两倍高度后无人机向导线侧飞入，观测手站在左相导线2与左地线5之间观测，当无人机10到达左相导线2与左地线5之间时，操控手遥控打开无人机10下方的拖扣装置，使垂球13携带Φ4绝缘绳8垂直落下，垂球13携带Φ4绝缘绳6坠落在地面抛投点12，将Φ4绝缘绳搭在左相导线2两侧，多旋翼无人机10原路返回，落回停机坪7。

4、牵引半静力绳

地面工作人员拆除垂球13，在Φ4绝缘绳8一端绑扎两根半静力绳索，将半静力绳索与Φ4绝缘绳8连接，牵引Φ4绝缘绳8使半静力绳索搭在左相导线2两侧。

5、进入待检修作业区域

借助半静力绳索携带作业人员进入待检修作业区域，或者借助半静力绳索携带作业工器具进入待检修作业区域，或借助半静力绳携带作业人员和作业工器具进入待检修作业区域。

实施例2；本实施例是需要达到中相导线带电作业时，借助无人机抛绳实现到达带电线路的作业方法。

1、设置无人机与Φ4绝缘绳，同实施例1。

2、检查无人机，同实施例1。

3、无人机抛绳

检测风速，在满足无人机飞行要求的风速即≤5m/s的条件下，进行中相导线3的作业抛绳，参见图4与图5：多旋翼无人机10携带垂球13和Φ4绝缘绳8垂直起飞，不得飞入以导线为圆心的半径10m的范围内，测控手时刻检测无人机10的飞行高度，飞行高度必须达到两倍的导线至地面的距离H，到达两倍高度后无人机10向导线侧飞入，观测手站在左地线5与中相导线3之间观测，当无人机10到达左地线5和中相导线3之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球13携带Φ4绝缘绳8垂直落下、坠落在地面上的第一抛投点121；将绝缘绳8搭挂在左相导线2与左地线5上。

无人机10原路返回，落回停机坪7，在Φ4绝缘绳的另外一端连接好垂球13，将垂球13与无人机19的拖扣装置连接，无人机10携带垂球13牵引Φ4绝缘绳8的另一端从停机坪7再次起飞，在达到两倍的至地面的距离H后，无人机10向线路内侧平飞，当无人机10到达右地线6和中相导线3之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球13携带Φ4绝缘绳垂直落下、坠落在地面上的第二抛投点122，参见图6：将绝缘绳8搭挂在中相导线3两侧，无人机10原路返回，落回停机坪7。

4、牵引半静力绳

地面工作人员拆除垂球13，在Φ4绝缘绳8一端绑扎两根半静力绳索，将半静力绳索与Φ4绝缘绳8连接，牵引Φ4绝缘绳8使半静力绳索搭在左相导线2两侧。

5、进入待检修作业区域，同实施例1。

实施例3；本实施例是无人机抛绳用于输电线路停电检修作业方法；用于停电线路检修作业中需要使用飞车检查整档或多档导线的情况。

1、设置无人机与绳索

沿导线铁塔走向外侧5米左右位置依次并列设置停机坪和防潮绝缘帆布，在停机坪上设置无人机，在绝缘帆布上以S形布置牵引绳索，牵引绳索的一端连接垂球，垂球与无人机的拖扣装置连接。

2、检查无人机

检查确认无人机的机体结构、遥控器的电池电量、无人机与遥控器数据传输设施、拖扣装置的状态至正常。

3、无人机抛绳

检测风速，在满足无人机飞行要求的风速≤5m/s条件下，进行无人机抛绳，无人机携带垂球和牵引绳索起飞，当无人机到达作业点上方，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带牵引绳索垂直落下、坠落在地面，将牵引绳索搭挂在作业点两侧，无人机原路返回，落回停机坪。

4、进入待检修作业区域

用牵引绳索牵引导引绳，地面人员利用导引绳悬挂飞车，作业人员无需携带绳索登塔。

实施例4；本实施例是无人机抛绳用于输电线路停电检修作业方法；用于接地线传递。目前750KV交流及±800直流输电线路验电挂接地时，验电接地人员需要携带复验电绳、接地线或验电器登塔，特别是接地线是由多股软铜线组成的25㎜²纯铜良导体，长约15m，重大十几公斤，对作业人员而言不仅需要携带这么大的重量还需攀爬近100m的铁塔，作业人员体力损耗很大，作业安全性降低。这时就可以使用无人机将传递绳索抛投至铁塔上，作业人员利用传递绳索，将接地线提拉至作业点，免去登高携带。

实施例5；本实施例是无人机抛绳用于输电线路停电检修作业方法；用于线路验收走线作业。750KV交流及±800直流输电线路竣工验收使用软梯高空走线检查，可以使用无人机将传递绳抛投至铁塔横担，作业人员使用传递绳索将软梯传递至作业点，避免作业人员上塔携带。

实施例6；本实施例是无人机抛绳用于输电线路停电检修作业方法；用于输电线路施工放线作业时遇到河流山谷时，使用无人机携带牵引绳方法进行放线作业。

实施例7；本实施例是无人机抛绳用于输电线路停电检修作业方法；用于输电线路停电检修作业时遇到大跨越档且作业位置在档距中央时，使用无人机携带牵引绳将牵引绳抛投至导线，在通过牵引绳牵引电动升降机或绝缘软梯进行停电检修。

本发明提供的输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法，还可用于其他需要高空作业传递工具、材料的作业。

Claims (6)

1.一种输电线路无人机抛绳用于带电检修作业方法；其特征在于利用无人机携带绝缘绳并将绝缘绳悬挂于导线，再通过绝缘绳牵引半静力绳将半静力绳悬挂在导线，最后通过半静力绳携带作业人员或/和携带作业工器具进入待检修作业区域；步骤包括：设置无人机与绝缘绳，检查无人机，无人机抛绳，牵引半静力绳索，进入待检修作业区域；具体方法如下：

（1）、设置无人机与绝缘绳

距离边相导线垂直投影10m处设置观测线；在10米观测线外围依次并列设置停机坪和防潮绝缘帆布，在停机坪上设置无人机，在绝缘帆布上以S形布置绝缘绳，绝缘绳的一端连接垂球，垂球与无人机的拖扣装置连接；

（2）、检查无人机

检查确认无人机的机体结构、遥控器的电池电量、无人机与遥控器数据传输设施、拖扣装置的状态至正常；

（3）、无人机抛绳

检测风速，在满足无人机飞行要求的风速≤5m/s条件下，进行无人机抛绳，包括边相作业抛绳法和中相作业抛绳法：

3.1边相作业抛绳方法：无人机携带垂球和绝缘绳垂直起飞，在达到2倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞，观测手站在边相导线与地线之间的地面观测，当无人机到达边相导线与地线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面，将绝缘绳搭挂在边相导线两侧，无人机原路返回，落回停机坪；

3.2中相作业抛绳方法：无人机携带垂球和绝缘绳垂直起飞，在达到2倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞，观测手站在中相导线与左地线之间的地面观测，当无人机到达左地线和中相导线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面；

无人机原路返回，落回停机坪，在绝缘绳的另外一端连接好垂球，将垂球与无人机的拖扣装置连接，无人机携带垂球牵引绝缘绳的另一端从停机坪再次起飞，在达到两倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞，当无人机到达右地线和中相导线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面，将绝缘绳搭挂在中相导线两侧，无人机原路返回，落回停机坪；

（4）、牵引半静力绳

地面工作人员拆除垂球，将两条半静力绳索绑扎连接于绝缘绳一端，牵引绝缘绳的另一端使半静力绳索搭挂在边相导线或中相导线两侧；

（5）、进入待检修作业区域

借助半静力绳携带作业人员进入待检修作业区域，或者借助半静力绳携带作业工器具进入待检修作业区域，或借助半静力绳携带作业人员和作业工器具进入待检修作业区域。

2.一种输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法；其特征在于利用无人机将绳索悬挂于导线或铁塔横担，再通过绳索携带作业人员或/和携带作业工器具进入待检修作业区域；具体步骤包括：

（1）、设置无人机与绳索

距离边相导线垂直投影10m处设置观测线；在10米观测线外围依次并列设置停机坪和防潮绝缘帆布，在停机坪上设置无人机，在绝缘帆布上以S形布置绳索，绳索的一端连接垂球，垂球与无人机的拖扣装置连接；

（2）、检查无人机

检查确认无人机的机体结构、遥控器的电池电量、无人机与遥控器数据传输设施、拖扣装置的状态至正常；

（3）、无人机抛绳

检测风速，在满足无人机飞行要求的风速≤5m/s条件下，进行无人机抛绳，无人机携带垂球和绳索起飞，当无人机到达故障导线或故障铁塔横担上方，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绳索垂直落下、坠落在地面，将绳索搭挂在故障导线或故障铁塔横担两侧，无人机原路返回，落回停机坪；

（4）、进入待检修作业区域

借助绳索携带作业人员进入故障导线或故障铁塔横担作业区域，或者借助绳索携带作业工器具进入故障导线或故障铁塔横担作业区域，或借助绳索携带作业人员和作业工器具进入故障导线或故障铁塔横担作业区域。

3.如权利要求2所述的一种输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法；其特征在于：该作业方法在停电线路检修作业中需要使用飞车检查整档或多档导线情况的应用。

4.权利要求2所述的一种输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法；其特征在于：该作业方法在接地线传递的应用。

5.权利要求2所述的一种输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法；其特征在于：该作业方法在线路验收走线作业的应用。

6.权利要求2所述的一种输电线路无人机抛绳用于停电检修作业方法；其特征在于：该作业方法在输电线路施工放线作业时遇到河流山谷时的应用。