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国家电网公司依托工程基建新技术推广应用实施目录（2011年版）
编号：JXYM-2011-A-S-06
一、项目名称
智能无人直升机放线施工工艺研究 二、项目组织及实施单位
项目组织单位：吉林省电力有限公司 项目实施单位：吉林省送变电工程公司 三、实施依托工程
本项目依托工程为500kV延吉～敦化输电线路工程。 四、技术原理
1.技术原理：在无人机上装载初级引绳线轴或初级引绳牵引装置，利用GPS导航控制系统操控无人机，按照设定的三维航迹实现自主飞行和悬停，将直径∮1～2的初级引绳在空中逐基展(牵)放到铁塔顶部的朝天滑轮上。再利用配套的张、牵设备，经过绕牵分绳和多级牵引，最终完成导线展放。
展放引绳和绕牵过程所需要的机械设备由无人机、机载线轴、朝天滑车、全方位辅助滑车、小走板、小牵引机、小张力机等组成。
2.无人机展放初级引绳施工流程
3.施工操作要点 （1）采集放线段每一基铁塔横担顶面中心的三维GPS坐标；
（2）在无人机的地面控制系统输入放线段铁塔三维GPS坐标和规划好的无人机航迹； （3）在无人机悬挂特殊加工的机载线轴或牵引装置（初级引绳展放使用机载线轴，牵放使用牵引装置），在机载线轴上缠绕∮1～2迪尼玛初级引绳。
（4）无人机沿规划的航迹自主导航飞行到放线段的第一基铁塔上方，投放沙包后，继续飞行，飞过第二基铁塔30～50米后悬停，施工人员将展放的初级引绳装入固定在铁塔顶面中心的朝天滑车中，无人机飞向第三基铁塔。依此类推，完成整个施工段的初级引绳展放； （5）整个放线段的初级引绳全部贯通后，用∮1～2初级迪尼玛引绳牵引∮6尼龙绳，经过绕牵分绳，将∮6尼龙绳分配到地线、OPGW的滑轮和导线滑轮上悬挂的全方位辅助滑车中；
（6）使用多级张牵设备，依次牵引∮8尼龙绳、再牵引∮12尼龙绳，直至完成导线、
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地线的展放。
五、功能及应用领域
1.功能
(1) 可完成放线施工和各种跨越施工中的初级引绳展放。
(2) 实现自主起飞、降落和超视距自主导航飞行。并可在信号链路中断的情况下，按照事先的设置的指令完成初级引绳展放。 (3) 具备空中悬停功能。
(4) 飞行航迹偏差可控制在2米范围。
(5) 无人机可以在风速≤8.5m/s（五级风速为7.9～10.7m/s）条件下进行正常飞行。
(6) 当初级引绳出现张力失常的紧急情况，无人机会根据飞行姿态和机体倾斜角度的变化，按照预先设置的指令自动悬停，确保无人机的安全。
2．应用领域
适用于各电压等级输电线路放线施工的中初级引绳展放，特别是跨越带电线路、河流、森林等复杂环境更具优势。
六、主要技术性能指标 1.无人机的主要技术参数
表6-1 无人机技术性能参数表
机 型 起飞重量 搭载负荷 巡航时间 抗风能力 巡航速度 全高 悬翼直径 2.技术性能分析
表6-2 各飞行器性能比较表
飞行器名称 起飞场地 控制方法 航迹误差 抗风能力 风向要求 能见度要求 适应海拔 巡航速度 巡航半径 过塔操作 工作效率 动力伞 30×100米 空中操控 较大 ≤4级 有 很高 ≤3000米 40km/h ≤20km 不能悬停 较高 遥控飞艇 20×10米 地面遥控 较大 ≤3级 无 较高 ≤3000米 20km/h ≤10km 不易悬停 较低 无人机 5×5米 自主飞行 ≤2米 ≤5级 无 很低 ≤2000米 40km/h ≤35km 可以悬停 较高 B-copter型 85 kg 30 kg 90 min ≤8.5 m/s 50 km/h 1140 mm 3135 mm AF-25B型 32 kg 10 kg 90 min ≤8.5 m/s 50 km/h 711 mm 2146 mm - 14 -
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人员安全 可靠性差 注：本工艺正在试验阶段，经济效果暂未列出 七、应用实例
安全 安全 智能无人机放线施工项目原定的依托工程是500kV延吉～敦化输电线路工程。目前该工程没有开工。我们先后在河北蔚县和湖北宜昌两个线路工程进行了试验飞行，验证研制的设备和放线施工工艺。
1．智能无人机放线施工工艺配套工器具研究、设计 (1) 机载线轴：线盘和阻尼器的设计加工：由于智能无人直升机的有效荷载仅有10～30kg（如无人机型号B-copter、AF-25B型），针对初级引绳的展放，需要设计加工与之配套的重量轻、使用灵活、拆装方便的机载线盘,
见图1。 线盘阻尼器操控系统的技术要求是灵敏、可靠，必须满足可以自动控制的同时也可以在地面进行遥控。
(2)塔上朝天滑车：摩擦系数小、便于塔上安装、开门机构灵活可靠，方便开关。对于通过的转角塔和上扬塔号还要设计加工满足这些位置使用的异型朝天滑车，以满足初级引绳的展放，见图2。
(3)绕牵小走板：为了满足绕牵分绳工作的需要，加工专用小走板（一牵多）；对小走板的主要技术要求是：自重≤1.5公斤，具有导线走板的基本功能，见图3。
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(4)2kN张力机：适用于绕牵分绳工作和∮8及以下规格绳索张力条件下展放需要，该张力机现在已经过宜昌的试验验证，还需要进一步的改进才能完全满足实际施工需求。见图4。
(5)4kN牵引机：采购德国定型产品，现在已经在宜昌试验中使用；用于牵引∮6～∮12尼龙绳，见图5。
(6)牵引力50kN牵引机：采购国内定型产品。额定牵引力12～50kN。经在宜昌试验中使用验证满足施工要求；主要用于牵引□9导引绳。见图6。
(7) 6kN张力机：采购国内定型产品。额定牵引力12～50kN。经在宜昌试验中使用验证，完全满足施工要求；用于张力展放∮12～□9导引绳。见图7。
(8) 全方位辅助滑车(额定荷载：15kN)目前该全方位辅助滑车现在已经设计、加工完成，并在宜昌试验中使用，效果较好，见图8。
2．其它小型配套工具
(1) 2kN抗弯连接器：用于∮2迪尼玛绳和∮6尼龙绳的牵引和连接。 （2） 5kN抗弯连接器：用于连接和牵引∮6和∮8尼龙绳。 （3）10kN抗弯连接器：用于连接和牵引∮12尼龙绳。 （4）塔上微型缓松器：是为绕牵分绳专门设计的塔上工具。
3.下一步需总结经验，完善相应配套工具的设计、加工及施工工艺； 形成《智能无人直升机放线施工工艺》标准。
八、联系方式 项目负责人 ：徐守岐 联系电话：0431-85797047 传 真：0431-84660391
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