摘要：党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把生态文明建设作为统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局的重要内容。吉林省延边朝鲜族自治州处于长白山脉，其被国家列为重点生态保护圈。因此，新建输电线路需要穿越林区时，设计上一般都采用高塔跨树，林业部门只批准塔基位的林木砍伐，对放线通道的砍伐不予批复。在山高林密，缺少施工廊道的情况下，导地线展放工作变得异常困难，成为线路建设施工过程中的瓶颈。本文旨在采用先进科技和专研施工方法，将飞行器作为在架空输电线路放线施工应用的研究方向，化解了生态环境和架线施工的矛盾。
一、引言
延边电力安装有限公司于2015年承建的延边珲春66千伏小水电线路工程-杜荒子2号电站架空送电工程，处于中俄边境的吉林汪清国家级自然保护区的核心区域，在山高林密、缺少施工通道的情况下，常规施工机械（张力机、牵引机等）无法运输到现场。面对诸多难题，采取由传统地面人力放线转向运用空中机具使导引绳“不落地”展放的新工法势在必行。培养出一支懂无人机放线操作技能和会排查故障与维修的技术团队。通过野外实验获得操作经验，选择具有实际难度的架空输电线路建设施工现场实施无人机放线，达到节约财力、物力、人力和保护生态环境的目的。
二、目标设定及量化分析
1、课题目标
吸取国内外飞行器放线的先进经验和技术，在生产厂商指导下，培训一批专门人员，组建空中放线应用团队，解决施工难题，并在延边珲春66千伏小水电线路工程-杜荒子2号电站架空送电工程进行实际应用。
2、可行性分析
技术分析：飞行器品种多样，技术成熟，产品质量过硬，国内产品与技术居世界领先水平。
技术难度：使用飞行器展放初级导引绳重量轻，操作简单，容易展放。
人员素质：团队成员年富力强，全部具有多年送电线路架设实践经验，部分人员还参加过该公司2012年飞艇放线试验。
三、确定最佳方案
经过大量信息收集，我们知道，目前国内外空中展放导引绳主要采用以下几种机具：飞艇、动力伞、直升机、遥控无人直升机、多旋翼无人机等。以各类飞行器展放导引绳的条件要求、难易程度进行评分，经过比对，多旋翼无人机各项指标占优。因此，最终决定以多旋翼无人机展放导引绳作为实施方案。经过数据比对和专业需求，确定选用续航时间长、飞行半径远、有效载荷符合施工要求的深圳市大疆创新科技有限公司生产的8轴多旋翼无人机。
四、实施方案
1、操作培训。2015年6月15日至18日，该公司选派人员赴湖北十堰无人机培训基地进行操作培训。通过学习和训练，能够正确进行遥控飞行，达到无人机驾驶员标准。2015年6月23日至7月10日，在珲春市野外进行70多次飞行放绳试验，每位成员都能熟练掌握驾驶无人机跨越高山森林的放线技能，并能够进行熟练组装，排查故障与维修。
2、编制多旋翼无人机展放导引绳施工工艺流程。
2.1前期准备工作。
2.1.1 现场调查。对选定的施工场地进行现场踏勘，了解地形情况和跨越情况，指定提供依据。利用测风仪对现场进行风力、风向测定，确保无人机在安全的气候条件下进行飞行。
2.1.2 机具准备。
施工机具：检查整个系统所使用的器材、机械和工器具等。多旋翼无人机及各种器材、机械和工器具等提前运至施工现场。
通信部分：通信联络分为无人机系统通信与施工作业系统通信两部分。无人机系统通信通过专用的频段进行；施工作业系统由现场总指挥、无人机操作员、塔上作业人员、监护人员等通过对讲机进行语音联系。
2.2制订方案。经过前期的准备工作后，需要对无人机展放初导绳的总体飞行方案进行确定，包括：飞行的方向、相关受力计算、初导绳的选择、起飞场地的设置位置、专用张力机的设置位置、切绳点的选择、飞行路径等。
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五、施工应用
延边珲春66千伏小水电线路工程-杜荒子2号电站架空送电工程，由66千伏铜苍线50号接入，线路全长10.05千米，九成线路需翻山越岭，且线路设计为高塔跨树，大部分路径没有牵引线走廊，最大档距达479米。沿线地形情况复杂，线路所经地区林木茂盛，给线路架设带来极大不。若采取人工放线每天需增加10多个民工跟随施工队伍开辟牵引线走廊，攀爬陡峭的高峰或山谷安全风险较大，牵引导线时还要受到树木、崎岖地形等各种障碍影响，既危险又耗时、耗力。同时，人工放线走廊砍伐树木涉及国务院相关部局的行政审批和政策处理，造成施工建设难上加难。
架空线路工程使用多旋翼无人机展放导引绳施工方法时，应当按照《多旋翼无人机展放导引绳施工工艺流程》详细编制施工安全技术措施。2015年8月11日至8月19日，该公司在珲春66千伏小水电线路工程-杜荒子2号电站架空送电线路工程施工过程中，成功使用多旋翼无人机展放导引绳，架设导地线9.4公里，跨越吉林汪清国家级自然保护区核心区域43档，既推进了该线路的架设进度，还有效保护了原始森林，化解了生态环境和架线施工的矛盾。
六、实施效果
1、目标检查。通过对策实施，成功完成了杜荒子2号电站架空送电线路工程架线施工，课题设定的目标实现。
2、经济效益
2.1 多旋翼无人机展放初导绳为创新型施工方法。该方法成为解决以往跨越施工需要投入大量人力和物力难题的方法之一。
2.2 对比传统的人工展放导引绳，本施工方法大量减少人员需求，且减少了通道青苗损坏、砍伐林木，减小了对跨越物的影响，极大降低了施工成本，具有很好的经济效益。
以杜荒子2号电站架空送电线路工程为例评估：
传统人工展放：
1）砍伐放线廊道9400米长*3米宽=28200m²=2.82公顷
按吉林省林业部门每公顷60万元均价计算，林木补偿费用为2.82*60=169.2万元。
2）人工：砍树部分：每人300元/天*4人*5天=0.6万元；
放线部分：力工150元/天*30人*20天=9万元。
合计：169.2+0.6+9=178.8万元
多旋翼无人机展放：技工300元/天*2人*9天=0.54万元；
购置装备：无人机3.2万元；导引绳1.8万元。
合计：0.54+3.2+1.8=5.54万元
由此可见，除了不用林木补偿外，仅需一次装备投入，同一工程人工成本即可节约9+0.6-0.54=9.06万元，经济效益显著。
2.3 本施工方法还有效解决了因悬崖峭壁、跨越江河、电力线等人力无法或非常困难的施工。在一般线路工程中减少了跨越架的搭设数量，可以做到跨越铁路、公路、航路等不封路、不封航，降低了对社会正常生产生活的影响，同时也降低了施工成本。
3、社会效益
多旋翼无人机展放初导绳施工方法实现了导引绳腾空展放，提高了电网建设施工技术水平和张力放线机械化施工水平，大幅度提高了工作效率，减少了施工人员的劳动强度，降低了施工车不能投入，降低了高山大岭地段的放线施工难度，为规避外协影响和跨越施工风险、保护环境提供了一种有效的技术手段。符合电网建设施工技术的发展方向，符合创新型社会及创新型企业的建设要求，符合节能减排持续发展的社会发展趋势。
七、结束语
持续提升施工装备升级，初步构建“山区无人机、平原区域机械化”的立体化施工模式。继续深化研究，加强探索，积累经验，使无人机技术更好地服务电网建设，切实提高安全性能和工作效率。
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论文作者:徐翔升
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
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