山区无人机电力架线的实践与探索论文_王哲1,林丽芬2

山区无人机电力架线的实践与探索论文_王哲1,林丽芬2

摘要:文成县素有“八山一水一分田”之称,为典型的山地地貌,山地面积占82.5%,森林覆盖率59.5%。因此,公司九成的10千伏及以下线路需要翻山越岭,跨越大档距,部分间距往往大于400米。传统工艺的人工放线安全风险大,砍伐树木多,影响工程进度。无人机可以加快线路工程建设进度,减轻青苗赔偿影响工程进度的压力,降低工程成本和安全风险,保护山林资源,达到经济建设与自然环境和谐发展的目的,大大降低施工成本。

关键词:山区;架线;无人机

一.实施背景

文成的生态资源得天独厚,森林覆盖率达70.43%,空气负离子含量瞬间最高峰每立方达12万个,是世界卫生组织公布标准浓度的121倍。自2005年以来的全国生态环境状况评价中,文成的生态环境质量一直保持全省前列,并曾连续3年位列全省第一。文成同时拥有丰富的水资源,是温州人的“大水缸”。为守护好这一“水缸”,多年来,文成人舍弃了200多亿元的投资项目,每年还拿出财政收入的一半,近4亿元资金用于水源保护和环境整治。

在“十二五”期间,文成县各项事业迈上了新的台阶,为“十三五”赶超发展打下了较为坚实的基础。在“十三五”期间,文成县将坚定“绿水青山就是金山银山”的绿色生态发展道路,围绕建设“宜游宜居生态县”战略目标,努力打造国家生态文明建设示范区、全省旅游目的地名城和温州迈入全面小康社会标杆城市的山水理想家园。

社会和经济的发展亦离不开电力的支持,“十二五”期间的文成电网,积极统筹推进主电网和配电网建设,投资金额是“十一五”期间的4.5倍,达5.11亿元。但由于文成县为典型的山地地貌,全境以山地、丘陵为主,境内山地面积占全县总面积的82.5%,拥有林业用地1358万亩,森林覆盖率59.5%。文成公司将近90%的10千伏线路需要翻山越岭,跨越大档距,部分间距往往大于400米,在电网施工架线的过程中,往往需要砍伐森林开辟牵引线廊道,对植被造成一定的损害。由此产生了一系列矛盾和问题:

一是绿色发展与电网建设工作的矛盾问题。在开辟的过程中,人员有时还需要砍伐大量的数目,对山区植被造成破坏,这和当地政府倡导的建设绿色生态环境的概念不符。

二是山区放线存在的安全隐患问题。按照以往的施工方案,若在山区通常采取人工放线,每次需要增加10至20个民工跟随施工队伍开辟牵引线廊道,人工成本高,山区陡峭的地形,比一般放线的工作存在的安全风险还更大些。

三是放线廊道砍伐树木涉及行政审批和政策处理问题。随着人们维权意识的不断增强,树木赔偿价格无法及时谈妥,造成政策处理难上加难。整个施工过程既危险又耗时、费力,并造成顾客满意度下降。

四是植被砍伐对象也可能是一些经济林,用户以此作为其主要生活收入,出于电网建设原因对此片树林植被进行砍伐,对其造成的损失一时无法估算。

二.内涵和主要做法

在这样的前提下,供电企业如何寻求当地的电力建设和生态环境保护一个平衡点便有了深刻的意义。既能最大程度的节约成本,又能够保证山区植被不受到大范围的破坏。因此,公司从组织手段、沟通手段、宣传手段、技术手段等多方面入手,积极寻求电网建设和生态环境协调并进的绿色发展方式,多维度搭文成生态小镇的绿色发展模式,以求打造山区电网建设和生态保护的和谐共处的发展模式。

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为了加快线路工程建设进度,避免在密林地区进行架线作业时砍伐森林,保护山林资源,减轻青苗赔偿影响工程进度的压力,降低工程成本和安全风险,达到经济建设与自然环境和谐发展的目的。经过技术部门的不断探索、研究,决定采用目前较为成熟的无人机技术,利用一架八旋翼无人机代替人工进行放线工作。

三.无人机的优点

无人机具备高出勤率、高效率、高安全性、高经济性等综合性能,能适应简易的起降场地、易于操作,并具有低速灵活转向、超低空、垂直起降、空中悬停、续航时间长等飞行性能。

1.有较好的续航能力。续航时间通常在15至40分钟之间,飞行半径0.25至1.5千米,能较好的满足10千伏线路架线要求。

2.具有足够的抗风能力。山区架空线路通常建设在高山峻岭之间,有时会经过人烟较少之地,气象及地形条件复杂。日常风速通常在1至3级,而无人机正常起降风速在3至4级,且具备5级抗风性能,为高出勤率提供了保障。

3.有较强的海拔适应能力。文成县周边被山地和丘陵环绕,山脉平均海拔约550米,最高海拔1000米。无人机飞行高度80至150米,具备随地形变化而飞行的能力。

4.使用维护简便。无人机内部系统具有较好的稳定性及简单的操作要求,简单易学,操作方便。

5.维护成本低。无人机内部系统具有低廉的运维成本、良好的维护性、有效的保障性、能够保障长期有效的正常运行。

四.无人机架线工作原理

无人机放线分为放置牵引线和牵引架设导线两个环节。

第一步:利用八旋翼无人机首先展放一根轻质、高强度的引绳通过放线档距的两根电杆之间,中间跨越山谷等恶劣地形。无人机携带一级牵引绳飞越一段档距大约需要5分钟,待飞至对面电杆上空时,将一级牵引绳投放。

第二步:在档距两端电杆的顶端分别装设一只滑轮,把无人机投放的一级牵引绳放置在滑轮上。将一级牵引绳与二级牵引绳连接固定,通过在滑轮上拖动,将二级牵引绳拉至对面。

第三步:将二级牵引绳与需要架设的导线连接固定,然后采用动力机械,拉动二级牵引绳,牵引导线至对面,并完成导线架设。

一、实施效果

用无人机放线的方式和传统的人工放线相比,不仅节约时间,还具有良好的效率和效益。以一次架线施工为例:

一是传统的人工放线一次作业大概需要12个小时的工作时间,而采用无人机放线仅需2个多小时,作业时间缩短将近80%。

二是人工放线一天的民工费用加上青苗赔偿等费用,一般将近6000元左右,而采用无人机就可以省去这笔费用,租金仅3000元左右,作业成本降低近50%。

三是能够将植被破坏减少到原来的30%。

无人机除了在山区方便架线外,在其他方面也有不俗的表现。例如:

1.在传统的江河水面架线作业中,只能由拖船将牵引绳拖过水面,必须首先对施工水面进行封航,封航同样会给国家和施工造成很多经济损失,而如果我们操作人员站在船上,遥控拖拽牵引绳的无人机,这样牵引绳就能从江河上空飞过,避免了封航。

2.在施工中也会遇到沼泽、农田、高速公路等情况,人拉马拽都难以实现架线的施工的时候,无人机就可以免去很多复杂的辅助措施,轻松完成跨越任务。

3.跨越带电线路这种情况通常存在于线路改造过程中,需要在一条通电线路的基础上横跨一条新的线路,为了保证施工人员的安全,通常都会将被跨越的线路进行停电处理,而利用无人机架线,可在做好绝缘措施的情况下,进行不断电架线。

论文作者:王哲1,林丽芬2

论文发表刊物:《基层建设》2016年8期

论文发表时间:2016/7/5

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