飞艇架线

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飞艇架线是一种利用遥控飞艇进行施放放线引绳的技术,最先是由甘肃送变电公司与北京航空航天大学在2000年合作开发的,并且在线路施工中应用成功。
中文名
飞艇架线
时    间
上世纪80年代
方    式
从线路上空飞过
放线方式
两种选择

飞艇架线飞艇架线的由来

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飞艇架线 飞艇架线
几十年来,输电线路的建设者们一直在不懈地进行着探索,试图寻求一种适合我国国情的飞行施放放线引绳的方法。自上世纪80年代开始,全国很多家送变电公司就先后进行了多种尝试,例如进行过枪榴弹、射鲸枪、迫击炮、气象火箭等可在空中飞行的物体携带引绳飞越障碍物的论证和试验。由于枪流弹、射鲸枪、迫击炮弹等飞行物体存在着飞行速度快、飞行距离有限,飞行轨迹不受控、落点难以准确控制等问题,因而无法实现施工所要求的安全地携带引绳沿线路方向飞越障碍物的目标。但是,建设者们探索的步伐却一直没有停止过。1992年,北京送变电公司利用遥控直升机展放放线引绳项目获得成功。福建送变电公司采用自制的火箭,也成功地进行了一定条件下的跨越展放引绳工作。到了上个世纪末本世纪初,在前人二十年来的不断探索和实践经验积累的基础上,一种既安全又经济的方法终于在输电线路建设中崭露头角,这就是遥控飞艇施放放线引绳技术。
云南省紧随其后,于2001年4月成功在500千伏大朝山至昆明的输电线路建设中,实现了飞艇飞越哀劳山自然保护区施放放线引绳的目标。

飞艇架线遥控飞艇施放引绳技术的特点

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遥控飞艇施放引绳技术是利用飞艇从线路上空飞过,张力牵放(或展放)一根轻质柔性绳索,以供施工人员利用这根绳索牵引后续绳索直至钢丝绳的技术。基于遥控飞艇的设计理念和飞行特性,遥控飞艇施放引绳技术具有了以下的特点:第一,具有较高的安全性,由于飞艇不载人,所以不会发生人员的伤害事故;飞艇在设计上,保证了在出现任何意外情况时,不会发生自由飘飞的情况,加之其充气后自重非常轻,因此,既不会危及空中安全,也不会伤及地面人员及设施。第二,它具有垂直起降、空中定点悬停、低空低速等特性,充分满足了线路施工在各种地形条件和技术条件下的要求。第三,飞艇的易操作性使其具有了推广应用的前景。

飞艇架线遥控飞艇施放引绳工艺

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在飞艇施放引绳工艺流程中,由飞艇展放的引绳称为一级引绳,其后顺序牵引的引绳为二级、三级引绳等,引绳的破断力随级别升高而不断增大,直到足以牵引导引绳。当一级引绳展放完毕升空后,二级及其以后的引绳牵引可利用专用小型牵张设备和常规牵张设备进行牵放。整个工序的关键工作和首要工作是在飞艇进行的一级引绳展放上。

飞艇架线一级引绳的放线方式

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根据地形、气象及线路的具体情况,可有展放及牵放两种选择。

飞艇架线展放方式

1概述
所谓展放,即按所需架设线路长度将一级引绳全部缠绕在遥控飞艇携带的放线机构上,飞艇起飞后在起点上空悬停并通过遥控放线器抛下挂有重物的绳头,飞至终点后将余绳一次全部抛下,完成一段线路的一级引绳展放
2优
飞行过程中,引绳处于自由下落状态,对飞艇飞行姿态影响不大,且飞艇飞行全程中,随飞行距离的增加飞艇的自重将不断减轻,飞行特性也逐渐趋于最佳。
3缺点
展放过程中,引绳张力无法控制,引绳与障碍物接触,在升空时可能需要拣挂(主要是在跨越密集林木时);同时,在展放过程中如果艇载放线机构出现故障,将给飞艇操作造成极大困难,这时往往需要线路上的监控点将引绳开断,以保障飞艇安全返航,当展放的引绳没有经过线路监控点时,可能会造成飞艇迫降的危险。
4适用范围
展放线路起止点因地形或其它因素只能选择一个点作为起降点;或者飞行区段的气象条件较为恶劣,需要飞艇降落时有较大的剩余功率,一般采用展放方式。

飞艇架线牵放方式

1概述
所谓牵放,是将一级引绳全部置于起点地面线盘上,并将绳盘上的绳头带上塔顶,当飞艇在塔顶上方悬停并从遥控放线器中放出一段5~10米的引绳到塔顶后,这时将飞艇放下的绳头和从地面带上塔顶的绳头相连,飞艇便可牵引引绳向终点飞行。飞行全程中,引绳的张力由地面绳盘操控人员根据指挥员的命令进行控制,引绳可始终处于腾空状态,飞艇在飞越终点后带引绳下降,当塔顶或地面人员抓住引绳后,遥控人员把遥控脱绳器打开,将飞艇上的绳头抛下,完成一段线路的一级引绳牵放(如图2所示)。
2优点
放线过程中放线张力全程可控,且引绳可以不与地面障碍物相接触;飞行过程中起点始终作为控制点存在,如果地面绳盘出现故障,则可切断起点的引绳,使飞艇不受引绳的影响返航降落。牵放的安全系数及放线成功率高于展放,是优先考虑的一级引绳放线方式。
3缺点
飞行过程中,随飞艇飞行距离的增加,飞艇荷载增加,飞行特性变差,飞行末段飞艇可控性较差,对飞艇操作人员及地面配合人员要求较高,对气象及起降场地的条件要求较高。
4适用范围
在气象和起降场地条件较好的情况下一般优先采用,目前,我们进行的施工中多采用牵放方式,成功率也较高。

飞艇架线后续引绳的牵引

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1概述
当一级引绳放通并升空后,利用小型高速牵张设备顺序牵引二级引绳、三级引绳等,直到能够牵引导引绳的那一级引绳,假定其为X级引绳,再通过一牵三或一牵五的方法牵通三根或五根X级引绳,然后便可逐根牵引导引绳了。
2使用的工器具
专用小型牵张机、专用放线滑车、专用联接器、手板葫芦等。

飞艇架线遥控飞艇及专用工器具的开发

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飞艇架线遥控飞艇

XYGC-700是目前国内应用最为广泛的遥控架线飞艇,并出口东南亚,其相关参数如下:
项目内容
参数
备注
飞艇总质量
14KG

  
飞艇总长
7.2-7.5M

  
飞艇起飞总重
1.5-2KG(下沉力

  
飞艇总宽
1.8-1.875 M

  
飞艇总高
2.3-2.35 M

  
发动机容积
35CC×2

  
发动机单台拉力
≥7KG
海拔不同有所变化
转涵角度
≥180°

  
载荷能力
8-10KG
海拔不同有所变化
气囊容积
≤13m?

  
副囊容积
0-2m?

  
飞行升限
≤4000米,相对海拔500米

  
遥控飞艇作为一级引绳展放的载体其重要性不言而喻,其技术涵盖面较广,这里(表1)仅例举了目前投入实用的具有代表性的飞艇的主要参数,这些参数实际上也体现了飞艇的技术特征及作业能力。另外,飞艇能应用到施工当中,和操控、维护、保养技术密不可分,它们亦是飞艇技术的重要组成部分。
送电线路施工环境多为山地、密林,飞艇体积太大,起降、转场、存放就会受到地型条件的限制,使用十分不便,而且每次作业成本因人员及氦气使用较多而居高不下,不能被线路施工广泛接受;而飞艇体积太小,则会因为自身浮力不足,不能使用大功率发动机造成不具备放线能力,因此我们选择了综合性能较能满足放线需要的飞艇尺寸,即7米作为开发新型飞艇的基本参数,同时在设计上非常注重提高遥控飞艇的操控性、低空性、低速性,以使它们完全能够适应恶劣的线路施工环境。
需要引起注意的是,根据《中华人民共和国民用航空法》、《中华人民共和国飞行基本规则》,以及《通用航空飞行管制条例》等法律法规的规定,遥控飞艇也属于接受管制的飞行器之一。因此,在利用飞艇进行放线作业时,也应按照相关要求及程序,与施工所在地的空管部门取得联系并获得批准,以合法使用飞艇进行施工作业。

飞艇架线引绳

在放线工艺流程中,飞艇展放一级引绳后,逐步顺序牵引较高破断力的引绳,直到牵通导引绳。每一级引绳的选用,都直接关系着放线安全和工作效率,总的希望引绳级别越少越好,但往往质量轻破断力高的引绳价格也是极其昂贵的,目前使用的迪尼玛就达到了22元/米。因此引绳的选用要综合施工需要和价格承受能力等多方面的因素考虑。同时,对每一级引绳的破断力要经过严格的计算和检测,在施工过程中一旦某一级引绳断裂,那么,包括飞艇展放的一级引绳在内的前期工作都将变成徒劳,损失是不言而喻的。各种引绳的重量、破断力不同,在放线过程中使用的顺序亦不同。所谓引绳的级别,不是用来区分不同规格或不同种类的引绳,而是用来表明引绳在某次放线施工中使用的顺序。简单地说,直接由飞艇展放的引绳称之为一级引绳;由一级引绳牵引的引绳称之为二级引绳,以此类推可有三级引绳等。同一种引绳按其被展放的顺序不同,可以作为一级引绳使用,也可以作为二级引绳、三级引绳使用等。作为一级引绳,因其要由飞艇进行展放,所以其每次展放的全部重量不能超过飞艇的最大负载,一般采用直径最小、质量最轻、破断强度也相应较低的绳子。

飞艇架线小型牵张设备

?牵张设备及其它工器具是飞艇展放放线引绳后续施工的重要组成部分,是安全、高效完成放线任务的保障。送变电线路施工中所用的常规牵张设备体积大、重量重、需要汽车运输,不适用于飞艇灵活机动的工作特点;同时其能显示的最小牵张力也超过了放线引绳的断裂强度,因此无法使用。为此,我们在实施飞艇项目之初就很重视小型牵张设备的开发,目前所使用的这些设备和工具,能够很好地满足牵放引绳的需要,并且将会得到进一步的改进和完善。
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