“實時溫度20攝氏度,風速4米每秒,星數18顆,信號正常,地面站正常,適合無人機飛行,請大家各就各位,無人機準備起飛。”隨著一陣劃破空氣的“嗡嗡”聲,一架六旋翼無人機帶著一根高強度纖維導引繩騰空而起,向著前方的桿塔飛了過去。
一、架線市場
中國產業調研網發布的中國電力施工行業現狀調研分析及發展趨勢預測報告(2020版)認為,電能的使用已滲透到國民經濟和人民生活的一切領域,成為工業、農業、交通運輸以及國防的主要動力形式和人們家庭生活中不可缺少的能源,在拖動、照明、電熱、電化學和通信等方面得到了廣泛的應用。
電能作為一種產品,和其它類型的產品不同之處是它不能儲存。所以,由發電廠、輸電線路、變電所和配電網組成的電力系統每時每刻所生產、輸送的電能,都必須和用戶電能的消費量相一致。這就使得電力生產與國民經濟、人民生活息息相關。即便是短時的停電也帶來很大的危害,大面積停電更會給國民經濟造成巨大損失,給人民生活造成不便。
目前,我國已經建成了南方、西北、華東、華中、華北和東北這六大跨省區電網,到2020年,中國輸電線路總里程將從2014年的115萬千米增加至159萬千米以上,輸電線路里程不斷增加。
因此,在電力工程的規劃、設計、施工和運行中都必須注意保證供電的高度可靠性。
二、市場痛點
在輸電線路工程架線施工階段對環境破壞最大的是導引繩的展放過程,以往工程架線階段導引繩的展放一般采用人工展放,經常伴隨著林木砍伐、青苗賠償、封航停運等情況,而且傳統人力展放導引繩作業成本高、時間長、強度大、危險高、工作效率低,存在諸多不安全因素。
在很多電力架線建設施工過程中,常常會受到地形及環境特點的制約,比如架線過程須跨越一些江河、湖汊、工商業區、民居區、公路、鐵路,或是山丘、峽谷、林業苗木區等等。這些因素致使施工成本成幾何倍的增加、施工進度不得不拖延甚至中斷,而施工質量也因此無法得到保障。
三、現有技術
為避免上述情況,使用動力傘、飛艇、直升機、無人機等以成為施工趨勢。
隨著民用無人機的廣泛應用,使用無人機電力架線快速,安全,效率高,成本低,其空中架線技術也逐漸穩步成熟,很多電網施工單位也選用無人機架線。
而其中多旋翼無人飛行器優勢較大,可最大限度滿足以上要求,具備在輸電線路中推廣和應用的條件。
無人機電力架線,可有效保護農作物、苗木免受砍伐之苦,民居建筑無需搬遷拆除,施工人員不再長途跋涉、跨越障礙,節約了大量因之而產生的經濟賠償,并且大大加快施工進度,減少導線表面損傷。
四、工作原理
無人機架線技術目前已經相對成熟,并大規模使用,但是使用無人機展放的線并不是最終用于傳輸電能的導線,而是重量輕、強度高的導引繩,一般為尼龍繩。即:使用無人機將一根Φ3.5mm的尼龍繩投送到放線區段的各級桿塔上,再由這根牽引繩通過牽張設備牽引一根Φ10mm的迪尼瑪引繩,替換原先Φ3.5mm的尼龍繩,待整區段迪尼瑪引繩放通后,再牽引一根Φ15的防扭鋼絲繩,替換Φ10mm的迪尼瑪。通過一遍遍的替換,直到引繩的強度足夠牽引導線后,才真正把導線展放到鐵塔上。
五、如何選擇
對于架線無人機而言,原則上軸越多,穩定性高,承載也越大。
電力架線無人機一般選用六軸多旋翼無人機,其機身全部采用碳纖維材料,自身輕巧靈活,機身振動小,對地形要求低,不受高海拔影響,續航時間長達30分鐘以上,具備一鍵起飛和自動返航功能,搭配丟棄掛載物返航。可拖動2.5-3.5mm迪尼馬線到500-1000米高空。
1、優點分析
架線無人機是利用六旋翼無人機從線路上空飛過,張力牽放(或展放)一根輕質柔性繩索,以供施工人員利用這根繩索牽引后續繩索直至鋼絲繩的技術。是一項比較成熟的展放線技術,具有以下的特點:
(1)安全性高:具有較高的安全性,與動力傘、有人直升機相比,由于無人機不載人,所以不會發生人員的傷害事故;六旋翼無人機在設計上,保證了在出現任何意外情況時,不會發生自由飄飛的情況,既不會危及空中安全,也不會傷及地面人員及設施。
(2)作業可靠:它具有垂直起降、空中定點懸停、低空低速飛行等特性,充分滿足了線路施工在各種地形條件和技術條件下的要求及塔上人員抓繩等操作要求。
(3)適應性強:起飛場地要求較低。一般只要求44M的范圍就能滿足要求,不需要跑道,能夠對環境保護及青苗賠償起到積極作用。
(4)抗風性好:在5級風以下能滿足一般線路展放初級導引繩的要求。
(5)智能操作:飛控智能操控,如果預先在飛行程序中輸入坐標,無人機能夠準確地巡航飛行到各預定位置,飛行精度高,偏差只有1~5M,而且在電量不足的情況下,能自動返回起飛地點。
(6)操縱簡單:整機全電子增穩,一個人只需要半天左右學習就基本可以獨立駕駛了。
(7)跨越架線:電力放線施工的難度逐年增加,為了擴大電網覆蓋面,新增輸電線路交叉跨越現象已經不可避免,同時工程中還伴隨著跨越江河、山區、溝壑、鐵路線、高速等。使用一般方法即采用搭設防護桿、鋪設承力繩等,會使工程增加搭設跨越架所需的人力、物力及占地青苗賠償費用等。使用多旋翼無人機可在不停電跨越下完成初級導引繩展放,減少了跨越架線施工可能遇到的各種阻礙,大大縮短了輸電線路跨越架線施工工期,并減少工程安全隱患及費用支出。
2、選擇產品
架線無人機現在已經是電力建設中不可缺少的神兵利器,怎么選擇一款適合自己團隊的電力架線無人機?
(1)續航能力:超高壓輸電線路一般長度為數十或數百公里不等,桿塔間距300-400米,架線無人機需要掛載金屬脫鉤來回飛行和空中懸停投放引線。因此,要求無人機必須具有相應的續航能力,能一次或較少幾次飛行完成一條線路的架線工作。
(2)抗風能力:某些特高壓輸電線路通常建在高山或人煙稀少的地方,氣候、地形條件復雜。某地四面環山,唯一的缺口就是一個河口。強風和正常風向均為NE向,年平均風速為4.1m/S;城區年平均風速約為3.4-5.4m/S(2-3級風),山區氣象條件復雜。因此,飛機必須具有良好的天氣適應性和控制能力,并要求5級風的抗風能力,以有效保證必要的出勤率。
(3)適應能力:某地周邊被山地和丘陵環繞,山脈平均海拔約550米,地勢較高的北峰、鼓嶺山區最高海拔1126米,輸電線路大多穿越在這些山地之中。輸配電線路隨著地形變化設計施工,每條線路所有桿塔高度相對統一(一般為30至100米),有海拔變化大,對地高度變化小的特點。同時,輸配電線路較少有長距離的直線段,一般在三至七公里范圍必然會有線路轉向(即轉角塔),越是地形復雜的地方越明顯。因此,要求飛行器必須具有較強的海拔應能力,相對飛行高度應達到300米,且能穩定地控制在相對地面70至150米高度上隨地形變化進行飛行的能力。
(4)負載能力:為滿足線路架線要求,飛行器應具有一定的負載能力,能搭載相關架線設備及其附件。因而飛行器必須具有良好的負載飛行品質及良好的安全性。
(5)強度能力:作為架線無人機,首先要求自身質量過硬,用材考究,這樣才能實現工業應用的艱巨任務。自身材料不好,隨便磕碰一下就變形,嚴重影響施工進度。
(6)軸數選擇:六軸適合丘陵,或者平原地帶,作業環境相對穩定;八軸適合峽谷落差大,并且風向不穩定的地方。
3、排除因素
(1)低價產品:不要選擇便宜貨,一分錢一分貨,有好的利潤作為支撐,才有好的質量和售后服務,黑心廠家賣給你虧損倒閉了,最后連售后都沒有,這個是亙古不變的道理。
(2)雜牌飛控:不要選擇沒名號的飛控,架線無人機是屬于工業級別的無人機,是一個安全可靠的物超所值的工具,主要需要一套成熟穩定的飛控系統和動力系統,一般市面上性價比高的就是大疆飛控和無刷電機。
(3)機身材質:材質優選碳纖維。因為某些廠家宣傳架線無人機全身鈦合金材質,是不靠譜的。因為鈦合金本身成本就比一般金屬貴,而且鈦合金加工難度大,導致加工成本很高。不良商家依次從好,用鋁合金的冒充鈦合金賣給消費者。
(4)機臂選擇:不要選擇方形的機臂,穩定性差,遇到稍微一點的氣流擾亂,容易炸機。日常中水泥電桿為什不用方形,要設計成圓柱形,也是這個道理。
(5)品牌電池:不要選擇沒名號的電池,選擇大廠品牌正規電池,品質和售后有保證,不要選擇雜牌或者無人機廠家貼片電池,安全性有待驗證。
(6)設計工藝:線路布局科學合理,無明顯外露情況;金屬件安裝要穩固,且注意金屬件一定是金屬材質,不能刷漆看著像金屬;細節處理人性化,如出廠交付使用的無人機,會貼安全提示貼紙。
4、廠家選擇
(1)營業資質:營業執照是否合法經營,經營范圍是否緊緊圍繞著無人機業務,如果一個公司什么業務都想做,從某種程度上說明它無法聚焦,不夠專一。
(2)官方網站:一般來說一個公司有好的網站至少可以說明這個公司是真的想經營好企業的一個途徑。
(3)生產能力:一定要挑選專門的無人機生產廠家購買,因為廠家更有經驗生產無人機,而不是貼牌。
(4)價格體系:并不是價格越低就越好,往往價格越低客戶得到的產品質量、服務就相對要低得多,要相信企業運營是需要賺錢的,不是慈善機構,所以企業賺取合理利潤是合情合理的,不要貪圖便宜而購買過于便宜的電力架線無人機。
(5)售后保障:挑選具有完善售后服務的生產廠家,如果貪圖便宜購買低價的電力架線無人機后,一旦出現質量或者需要廠家技術支持時,如果銷售方不能提供完善的售后服務,會很麻煩。
六、推薦產品
1、技術參數:
品牌:翼飛智能
機型:天工M6-100C
軸數:6軸
軸距:100cm
空機重量:3kg
起飛重量:15kg
脫鉤舵機:10kg
最大懸停時間:45min
最高巡航速度:15m/s
最大飛行高度:1km
最大飛行距離:2km,兩個控接力飛行,距離超過4公里
最大抗風能力:七級風
電池組:6000mAh2
帶線安全飛行距離:2000米(4.5mm二級迪尼瑪繩)
包裝箱尺寸:長寬高=1200300140mm
注:迪尼瑪繩作為無人機的引線。迪尼瑪繩具有良好的絕緣和防潮性能,高抗拉強度、單位重量輕,良好的耐磨性、防紫外線以及抗化學腐蝕性等特點,有利于在施工中循環使用。
2、產品特點:
(1)全碳機身:全碳纖維結構,工業三防,強度高,結構輕,重量僅3kg,相當于一只公雞的重量,減輕運輸重量。
(2)一字折疊:無人機輕巧靈活,僅一米長,相當于一節釣魚杠的長度,便攜方便易用,出勤率高。
(3)模塊設計:模塊化設計,快速拆裝,利于攜帶,方便戶外作業。
(4)成熟飛控:大疆飛控,市場驗證,性能穩定,具有高精度,易操控等特點,起飛調校短、效率高,錯誤率低。
(5)捆綁電池:快捷安裝拆卸,如同系鞋帶一樣方便快捷,節省安裝時間。
(6)超長航時:2塊6000ahm強勁電池,長達45分鐘的超長作業時間,確保作業質量。
(7)合理布局:科學合理的電路布局設計,減少電流串擾,確保飛行作業穩定。
(8)新型舵機:改良型脫鉤設計,合金材質,強度大,重量輕,性能可靠,脫線裝置位于機架下方,脫線安全,避免了引線纏繞到螺旋槳的隱患。
(9)雙控飛行:支持雙遙控器控制,起飛降落獨立控制,作業距離更遠。
(10)精準定位:GPS誤差精度,水平±1m,垂直精度±0.5m。
(11)實時監控:自帶無人機黑匣子,實時監控無人機起飛狀態。
(12)飛行保護:丟失遙控信號即進入失控保護狀態,立即懸停,當信號丟失時間大于20秒,無人機依靠GPS導航開始執行返航,并降落在起飛點處。
(13)多種模式:可以自由鎖定機頭朝向,讓無人機處于無頭模式,也可以鎖定飛行方向,讓無人機處于直線模式一直向前。
(14)一鍵返航:返航點鎖定功能,每次投完線以后,切換到此模式,拉桿無人機會自動回到起飛點。
(15)電壓保護:低電壓保護功能,一旦電壓低于預先設定的電壓,會燈光閃爍提示,立即執行自動返航并降落。
(16)信息齊全:控制面板實時顯示飛行數據,包括飛行高度、距離、速度、無人機電池電壓等,隨時掌握飛行狀態。
(17)自由選配:選配高清攝像頭套裝,帶有全套屏幕、三腳架等,飛線作業更直觀方便。
(18)適應性強:旋翼機垂直起降,地形要求低,作業不受海拔限制,在高海拔地區完全沒有問題;
(19)售后保障:5年專業無人機廠家自產自銷,突然情況24小時提供作業備用機,讓你見證廠家力量。
3、架線流程
(1)近距離點對點架線
無人機牽引較粗迪尼瑪繩從原點起飛,保持無人機與電力塔架安全距離20m以上;
飛行至目的點后繼續飛行一段距離,待重錘也通過目的點停止;
無人機后退,使無人機恢復水平,同時確認重錘處于目的點上方;
調整好重錘位置,投放重錘,無人機返航。
(2)長距離超視距架線
無人機牽引一級牽引繩起飛,在第一個電力塔架前方上空懸停,保持安全距離20m以上;
將牽引繩固定在塔架滑輪內,無人機開始向第二塔架飛行,工作人員注意遞送牽引繩;
無人機經過第二塔架后,工作人員將牽引繩固定在滑輪內,并注意向前遞送牽引繩;
依次牽引過最后一個電力塔架,在安全區域放下重錘后返航。
聰明人工具越用得好,越覺得翼飛架線無人機好用。
七、品牌實力
翼飛智能科技(武漢)有限公司2016年3月在中國·武漢光谷成立。公司以無人機行業應用集成為核心的創新商業模式企業。公司遵循“創新驅動發展、數據決定未來”的理念,以領先的技術和優質的產品服務于各行業客戶。
公司專注于無人機飛行控制、無人機數據提供、無人機產品服務的開發應用,集產品研發、制造、銷售、數據服務于一體。業務涵蓋無人機生產、研發、以及無人機+服務和培訓等。
公司品牌EFUAV擁有多旋翼無人機、固定翼無人機、直升機以及相關的控制系統。產品廣泛應用于電力架線、航空測繪、智能安防、環保監測、科研定制、職業教育、農業林業、管道巡檢、培訓考證、編隊表演、電力巡檢等領域。
責任編輯:gt
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