高森 岳强 张伟 张永衡 高翔
（国网山东省电力公司检修公司 山东淄博 255001）
摘要：随着特高压交直流输电线路应用日益广泛，检修任务随之增多，该工具可实现遥控无人机挂设及拆除临时防坠落装置，有效解决铁塔首登人员登塔时无防坠落措施的问题，有效保障了作业人员的安全。
关键词：特高压；交直流线路；检修；无人机；防坠装置
1 导言
随着山东电网的飞速发展，特高压交直流输电线路的建设和应用日益广泛，检修任务随之增多，班组在检修工作中发现首登人员登塔安装临时防坠落装置时缺少安全保护，人工安装临时防坠落装置效率低，危险系数高，同时特高压铁塔近百米的高度严重考验作业人员的体力和精力，存在极大的安全隐患。为了提高特高压作业人员登塔作业时的安全系数，急需研制一种方便安全的特高压输电线路首登人员临时防坠装置。
2 装置的研制
2.1、研制目标及可行性分析
2.1.1目标
使用无人机将防坠装置带至铁塔适当位置的角铁旁，登塔前作业人员在地面使用遥控装置命令装置抱紧角铁，松开无人机，作业结束下塔后命令装置松开角铁，抱紧无人机，由无人机带回地面。
防坠装置主要由机械部分和电控部分组成。
2.1.2目标可行性分析
经过市场调研，目前无人机的实用性、安全性、经济性均通过市场检验，无线遥控技术、快速抱紧机构和力矩抱紧机构均已非常成熟，可以满足防坠装置的安全要求。因此，研究特高压输电线路首登人员临时防坠装置是可行的。
2.2、实施过程
2.2.1总体设计
防坠装置由机械部分和电控部分组成，机械部分由快速抓紧和低速力矩抱紧部分以及机械手抓放部分组成，主要负责抓紧、放松角铁和无人机，实现防坠装置与铁塔角铁的固定和脱离；电控部分由遥控发射部分和接收控制部分组成，实现在地面对防坠装置的控制。
2.2.2机械部分
2.2.2.1原理
机械部分由快速抓紧和低速力矩抱紧部分以及机械手抓放部分组成。
在地面上通过无线遥控器操作使机械手抓住无人机的连接杆，无人机起飞并缓慢的靠近需要投放的铁塔附近的角钢上方，并操作无人机缓慢下降。当本装置与角钢接触正常后，地面操作手按下遥控器的1号数字键，装置接收到遥控信号后经过解码，发出相应的控制指令，先由快速抓紧机构动作，抓住角钢。松开机械手，放松无人机的抓紧机构，与无人机脱离。低速力矩抱紧装置再抱紧角钢，实现投放动作的完成。
当需要回收时，地面人员按一下2号遥控键，低速力矩抱紧电机动作，放开第一道抓紧机构，等待无人机的回收。当无人机靠近时，回收杆进入机械手的抓取范围时，地面人员再按遥控器的2号键，机械手抓住无人机的回收杆，并快速放松抓紧的机构，与铁塔实现脱离。无人机起飞携带本装置飞回地面。
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2.2.2.2快速抓紧和低速力矩抱紧部分
快速抓紧和低速力矩抱紧部分主要用于防坠装置和角铁的紧固与放松，是防坠装置最重要的部分，同时其与角铁固定的牢固性关系到作业人员的人身安全，因此该部分的安全系数要求较高。在设计该部分时采用双保险方式，同时考虑与无人机的脱离顺序，确保在脱离无人机前已经初步固定在角铁上，脱离无人机后完全固定在角铁上。避免出现脱离无人机后防坠装置从塔上掉落或脱离无人机前将无人机拉向铁塔至无人机损坏的情况。
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2.2.3电控部分
2.2.3.1原理
电控部分由遥控发射部分和接收控制部分组成，遥控发射部分将防坠装置抓紧或放松角铁的指令进行数字编码，将信号发送至接收控制部分，接收控制部分接受信号并解码，控制机械部分作出对应操作。
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4 未来改进方向
该装置在模拟试验中仍有少许不足，将于以下几个方面予以改进：
a.对投放器进行测试及操控训练，使其具备图传遥控无人机挂设和拆除投放器的能力。
b.持续优化投放器设计方案，提升摄像头拍摄清晰度及集成度。
c.对装置电源线及控制线进行优化整理，规避信号线受电磁件干扰导致动作逻辑异常的问题。
d.在装置下部增加导轨，提升无人机挂设投放器时的稳定性及安全性。
5 结论
该特高压输电线路无人机投放首登人员临时防坠装置已经过多次地面试验改版，安全性和可靠性均通过检验，将于近期开展塔上投放试验并尽快定型量产。
随着特高压停电检修任务的增多，作业风险随之增大，该装置可通过地面遥控无人机投放临时防坠落装置，极大的提高了作业人员登塔时的安全性，同时该装置结构简单，维护成本低，是一种兼具可靠性和安全性的防坠落装置，在国内有很大的应用市场。
参考文献：
[1]《输电线路铁塔防坠落装置改进》，楼小岩，李海峰，电力安全技术。
[2]《铁塔防坠落装置的技术》，张丙珍，云南电力技术论坛。
作者简介：
高森（1970.11-），男，山东人，国网山东省电力公司检修公司，输电线路运行与检修。
岳强（1995.05-），男，山东人，国网山东省电力公司检修公司，输电线路运行与检修。
张伟（1979.09-），男，山东人，国网山东省电力公司检修公司，安全生产监督管理。
张永衡（1983.03-），男，山东人，国网山东省电力公司检修公司，输电安全监察管理。