导 语
2024年4月25日,在“2024输电数字化大会——「金巡奖」第9届全国无人机电力巡检技术高峰论坛”上,「金巡奖」第6届全国电力巡检技术创新应用评选结果公布。
广东电网有限责任公司韶关南雄供电局凭借其“机载式配网线路柔性防坠落装置”案例,获得“电力企业无人机创新应用案例”奖。
创新点
01
整体创新点
1、基于无人机平台研制的防坠装置由无人机挂载到达作业最高点进行固定,利用连杆自锁结构建立防坠器固定点。区别于传统的人员登杆挂设,整套系统的组成,包括无人机、防坠装置、监控平板、独立图传、收线轮,能够实现无需传统人工攀爬,利用无人机即可完成防坠器的安装。
2、同时独立图传能实时回传视频于监控平板,降低飞手操作难度,提高挂、取效率。产品代替人工攀爬挂载,降低人员坠落风险,降低作业安全措施成本,解决固定式防坠导轨投资巨大、后期维护困难等问题。
02
设计创新点
1、装置采用航空铝合金材料,结构强度高,设计重力自锁式结构,保证连接稳定性和安全性,最大载荷达20000N,高于行业标准。
2、双轨迹运动连杆自锁机构,能够依靠重力实现自锁,并且可通过向上提起装置实现解锁,实现装置自主挂、拆,使得装置可固定在水泥杆塔、铁塔、龙门架等作业位置的最高点,建立防坠器固定点位。
3、高强度模型片能够适应被挂角钢卡紧被挂角钢,保证装置适用于大部分角钢,如“L”“Г”“T”“⊥”等形状宽度为0~125mm之间的塔材,且对被角钢方向不作要求,能够在装置挂装后有效防止侧翻。
4、操作杆与无人机配合使用,无人机到达指定位置进行挂取。采用带阻尼的不同方向的双阻尼关节设计,可减小摆动频率与摆动幅度,减小装拆时对无人机的反向冲击力。
5、操作杆在挂钩处设计的纯机械结构的抱箍结构,能够在搭载柔性防坠落装置时,柔性防坠落装置挂圈受重力下压抱箍结构,抱箍结构环抱住柔性防坠落装置挂圈防止无人机搭载装置飞行时侧翻,在装置挂装后抱箍结构不受力,复位弹簧复位抱箍结构打开。
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应用成效
1
减轻作业强度,保证高空作业安全。采用无人机远程挂载,无需人工登塔,可减少人工高强度作业,降低作业人员生命财产安全风险,守护高空作业安全。
2
降低防坠落安全措施成本。装置具备重量轻、强度大、成本低的特点,可快速安装与拆除,无需人工登塔预安装导轨及防坠器,解决固定式防坠导轨投资巨大、后期维护困难的问题,降低作业安全措施成本。
3
应用场景广。装置锁定结构设计尺寸调节结构,能适用规格为0~125mm,装置能适应大部分水泥杆塔、铁塔、龙门架,适应干字型塔、鼓型、酒杯塔、猫形塔,适应多种方向塔材的安装固定,不仅可用于电力系统输配电线路检修安全防护,也可推广至基建施工作业、通信作业等多个行业,应用前景广阔。
4
实现了智慧输配电线路运维。装置实现了智慧输配电线路运维,提升整体管理水平。将先进的智能技术方法和手段运用于输配电线路中,使在安全作业领域高效地开展工作、交流输配电线路运行经验、共享智慧化输配电线路运行方法,提高专业技能水平。
5
规范作业流程。装置应规范作业流程,加强安全管理。安全作业管理资源得到充分利用,减少输配电线路作业管理成本,提高作业安监水平,充分发挥高效作业、安全作业在宏观和微观领域的作用,使作业数据成为运维班组决策的重要依据。
6
提升电力企业社会形象和行业竞争力。柔性防坠落装置应用有利于打造行业标杆,提升电力企业社会形象。本项目的推广应用,将成为输配电线路信息化运维建设的一个亮点,有助于提升电力企业带动人力水平的提升,获得良好的社会形象和社会效益。提供对输配电线路运维检修过程中保障作业人员生命安全的柔性防坠落装置,对电网的运行提供很好的技术保障和支持,为电力系统安全运行,保证可靠供电增加了一种有效措施,为社会和经济和发展所需不间断电能供应又增加了一份确定性,防止故障隐患的发生。
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技术路线
系统结构
机载式配网线路防坠落装置整体包含挂载无人机、远程控制终端、装置本体。
1、防坠落装置
防坠落装置固定在水泥杆塔、铁塔、龙门架等作业位置的最高点,建立防坠器固定点位。装置环抱角钢或方钢进行自适应固定,再由远程控制终端进行锁止。
钢丝绳材质防坠器,应符合EN353-1:2002《防止人员从高处跌落的保护设备.第1部分:设有刚性铰链的导向跌落保护装置》规定。在顶部锚点的最大负荷应大于6kN。钢丝绳及其他在钢丝锚线顶部的器件,应能够承受最大记录载荷的2.5倍,即15kN。因此本装置设计最大载荷为20kN。
2、远程控制终端
终端实现地面人员远程控制装置,在装置由无人机挂载下降到作业最高点角钢或铁塔横担上后,远程控制装置结构进行电机驱动锁止。
作业流程
1、无人机挂载装置及牵引绳到达塔顶横担上方。
2、地面控制无人机下降,将装置放置于横担角钢,装置在重力作用下自旋环抱角钢。
3、远程控制装置驱动电机对固定机构进行锁止。
4、装置放下牵引绳,地面人员将防坠器连接牵引绳,拉动到达装置处进行锁定。
5、地面固定牵引绳进行二次保护。
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典型经验和推广前景
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典型经验
输配电线路杆塔多,作业量大,带电、检修和运行班组的工作离不开攀登杆塔和龙门架等高处作业,现在通常采取防坠器的保护方式,大大提高了工作的安全度。
防坠器又叫速差器,能在限定距离内快速制动锁定坠落物体。防坠器利用物体下坠速度差进行自控,无论哪种防坠器,首先要找到的就是最高点,需要高挂低用。防坠器通常需要在作业前由人工攀爬至最高点进行安装,在一些不便于攀爬的环境时更是费时费力,也存在着安全隐患,这在一定程度上大大降低了工作效率。
机载式配网线路防坠落装置,通过无人机挂载到达作业最高点进行固定,利用自锁式结构建立防坠器固定点,可广泛应用于大部分角钢或方钢固定点。可代替人工攀爬,减少人力劳动,解决固定式防坠导轨投资巨大、后期维护困难的问题,降低作业安全措施成本。
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推广前景
1、无人机柔性防坠落装置设计自适应锁定机构,适用规格为0~125mm,装置能适应大部分水泥杆塔、铁塔、龙门架,适应干字型塔、鼓型、酒杯塔、猫形塔,适应多种方向塔材的安装固定,可在高空作业行业推广使用,应用前景广阔,例如电力企业检修运维、基建施工、户外高空作业等,可依据各行业作业特点及需求,定制化开发产品。
2、装置可依据不同铁塔、作业点的特点,实现无人机柔性防坠落装置的定制化开发,不断迭代升级无人机柔性防坠落装置功能,提高装置的兼容性。
3、装置采用航空铝合金材料,结构强度高,设计重力自锁式结构,保证连接稳定性和安全性,最大载荷达20000N,高于行业标准。
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来源:广东电网有限责任公司韶关南雄供电局
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