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摘 要：本文针对输电线路带电作业悬挂绝缘软梯过程中，在带电导线不易悬挂跟头滑车的难题，进行现状调查，优缺点分析，介绍一种基于多旋翼无人机平台的带电作业用传递滑车的设计构成和其在带电作业项目中应用的操作步骤，有效解决输电线路带电作业悬挂绝缘软梯传递滑车的难题，同时提出在输电检修人员在没有防坠落装置的杆塔上下塔提供一种登塔保护策略。
关键词：多旋翼；无人机；带电作业；传递滑车
0 引言
输电线路带电作业是指在设备上不停电进行检修、测试的一种作业方法。电气设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修。带电作业是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。在输电线路带电作业悬挂绝缘软梯过程中，存在着在带电导线悬挂传递滑车的难题。
本文介绍一种基于多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车的设计构成，作业人员在地面通过操作多旋翼无人机即能把悬挂在无人机下的传递滑车钩挂在需要放置的挂点位置，无需作业人员在登塔时背负沉重滑轮及传递绳索，极大的降低了作业人员的劳动强度，提高了作业效率，保证了作业人员的安全。
1 輸电线路带电作业绝缘软梯悬挂传递滑车工作现状
对于输电线路采用“软梯法”带电作业时，需首先在导、地线上悬挂传递滑车，然后通过传递滑车将绝缘软梯悬挂在导线上。由于导线距地面较高，人工悬挂难度大。传统的悬挂传递滑车的方式主要有3种：
（1）登塔悬挂法。对距离铁塔较近的位置，输电检修人员携带直径较细的绝缘传递绳上塔，使用绝缘操作杆将绝缘传递绳悬挂在导线上。对距离铁塔较远的位置，输电检修人员上塔后将一头带有重物的绝缘绳抛过导线，落至地面。地面人员连接绝缘绳、拉住绝缘绳滑移至需要安装绝缘软梯的位置。
（2）鱼竿抛扔法。输电检修人员用鱼竿抛扔的方法将鱼线抛过导线，用鱼线带着细绝缘绳越过导线，使用跟头传递滑车将绝缘绳挂在导线上。
（3）射绳器法。使用以火药为动力的射绳枪或以压缩空气为动力的射绳器发射弹体将细绝缘绳带过导线。
2 多旋翼无人机在输电线路作业中的优势
多旋翼无人机起飞降落方便，技术操作相对简单，成本低廉，其作为先进生产工具和作业手段，近年来在输电线路巡检中得到广泛推广运用。与传统输电线路运维方式相比具有以下优势：
（1）不受地形限制，效率极大提高，无人机有一定的携带载重量，能够完成高空拍摄、高空悬挂等简单动作，降低人工劳动强度，减少作业风险。
（2）吊舱等多任务平台种类丰富。无人机根据种类的不同，可负载的重量不同，可悬挂多种设备，例如可见光相机、红外镜头、悬挂检测器具，悬挂传递工具等。目前，在拍摄方面可见光、红外应用较多，紫外和X光拍摄刚刚起步。在检修方面，无人机喷火消除异物的应用相对广泛，基于无人机平台的检修工器具开发还处于起步阶段。
（3）携带、运输方便、灵活。多旋翼无人机可由作业人员随身携带到达作业现场，并且不受起飞场地限制。
3 基于多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车的构成
该成果主要包括3个部分：多旋翼无人机平台包括无人机本体和飞行控制系统，通信系统包括数据传输和视频传输系统，地面站系统包括飞行控制和功能检测等软硬件，任务系统包括特制的传递滑车和悬挂系统。其中任务系统是核心，传递滑车双侧采取加装导向装置的，一侧方便在导线上悬挂，另一侧便于和无人机上的吊环悬挂和分离。
4 多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车关键点
多旋翼无人机平台悬挂传递系统研究的关键点包括以下几个方面：
（1）多旋翼无人机的选型。包括机体的型号、尺寸、最大负载量、电池、电机的选择等。
（2）多旋翼无人机的精确定点悬停。稳定的飞控系统，便于无人机操控手对无人机的精确控制。
（3）悬挂传递系统中快速钩挂滑车与挂点位置相结合的控制。为保证钩挂滑车与挂点位置能准确对位，牢固连接，无人机能安全飞行，要确定悬挂传递系统与挂点位置的最佳距离及如何控制无人机完成挂点的连接。
（4）机载无人机监控画面的传输。采用无线一对一无线传输模式，支持双控模式。
（5）悬挂平台及快速钩挂滑车的选择。使用较轻的绝缘牵引绳和绝缘钩挂滑车，通过地面无人机操控手的控制，按照作业要求连接挂点。
5 多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车的操作步骤
（1）工作前准备。无人机飞行前的安全性检查（电量、GPS、云台、相机镜头、数据传输情况等飞行要求）、悬挂系统（快速钩挂滑车，牵引绳的绝缘性能测量）等。
（2）无人机根据作业人员需要选择挂点位置。利用多旋翼无人机平台悬挂快速钩挂滑车上端，无人机操作手安全起飞后，在所确定的挂点上空悬停。
（3）传递滑车就位。多旋翼无人机操作手控制无人机缓慢下降，使其下端逐渐靠近导线或牢靠的构件上，传递滑车下端的延长引导棒在搭上导线或牢固构件后，无人机在下降的同时，传递滑车通过自身重力卡住导线或指定挂点。
（4）无人机与传递滑车脱离。当传递滑车在挂点位置安全固定后，无人机继续下降高度，悬挂系统的牵引绳将顺着传递滑车上端延长引导棒自动脱离。
（5）传递滑车拆除。多旋翼无人机操作手控制无人机，使其悬挂平台的牵引绳顺着传递滑车上端引导棒进入钩槽。无人机继续上升高度，拉起传递滑车使其顺着下端引导棒退出挂点位置，无人机返回地面。
6 结论
利用多旋翼无人机开展超、特高压输电线路技改大修及带电作业，是无人机即巡检、测量、辅助消缺后一种全新领域的尝试。地面通过操作多旋翼无人机即能把悬挂在无人机下的传递滑车钩挂在需要放置的挂点位置，无需作业人员在登塔时背负沉重滑轮及传递绳索，有效解决输电线路带电作业悬挂绝缘软梯传递滑车的难题，极大的降低了作业人员的劳动强度，提高了作业效率，保证了作业人员的安全。同时，这种传递滑车和方式还可以扩展到在铁塔顶部角钢上设置供检修人员的上下塔安全防护装置，并为输电检修人员在没有防坠落装置的杆塔上下塔提供一种登塔保护策略。
参考文献
[1]佚名.架空输电线路无人机巡检技术[M].中国电力出版社，2016.
[2]王振华，黄宵宁，梁焜，等.基于四旋翼无人机的输电线路巡检系统研究[J].中国电力，2012，45（10）：50-53.
（作者单位：1.国网河南省电力公司检修公司；2.国网河南省电力公司）
关键词：多旋翼；无人机；带电作业；传递滑车
0 引言
输电线路带电作业是指在设备上不停电进行检修、测试的一种作业方法。电气设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修。带电作业是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。在输电线路带电作业悬挂绝缘软梯过程中，存在着在带电导线悬挂传递滑车的难题。
本文介绍一种基于多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车的设计构成，作业人员在地面通过操作多旋翼无人机即能把悬挂在无人机下的传递滑车钩挂在需要放置的挂点位置，无需作业人员在登塔时背负沉重滑轮及传递绳索，极大的降低了作业人员的劳动强度，提高了作业效率，保证了作业人员的安全。
1 輸电线路带电作业绝缘软梯悬挂传递滑车工作现状
对于输电线路采用“软梯法”带电作业时，需首先在导、地线上悬挂传递滑车，然后通过传递滑车将绝缘软梯悬挂在导线上。由于导线距地面较高，人工悬挂难度大。传统的悬挂传递滑车的方式主要有3种：
（1）登塔悬挂法。对距离铁塔较近的位置，输电检修人员携带直径较细的绝缘传递绳上塔，使用绝缘操作杆将绝缘传递绳悬挂在导线上。对距离铁塔较远的位置，输电检修人员上塔后将一头带有重物的绝缘绳抛过导线，落至地面。地面人员连接绝缘绳、拉住绝缘绳滑移至需要安装绝缘软梯的位置。
（2）鱼竿抛扔法。输电检修人员用鱼竿抛扔的方法将鱼线抛过导线，用鱼线带着细绝缘绳越过导线，使用跟头传递滑车将绝缘绳挂在导线上。
（3）射绳器法。使用以火药为动力的射绳枪或以压缩空气为动力的射绳器发射弹体将细绝缘绳带过导线。
2 多旋翼无人机在输电线路作业中的优势
多旋翼无人机起飞降落方便，技术操作相对简单，成本低廉，其作为先进生产工具和作业手段，近年来在输电线路巡检中得到广泛推广运用。与传统输电线路运维方式相比具有以下优势：
（1）不受地形限制，效率极大提高，无人机有一定的携带载重量，能够完成高空拍摄、高空悬挂等简单动作，降低人工劳动强度，减少作业风险。
（2）吊舱等多任务平台种类丰富。无人机根据种类的不同，可负载的重量不同，可悬挂多种设备，例如可见光相机、红外镜头、悬挂检测器具，悬挂传递工具等。目前，在拍摄方面可见光、红外应用较多，紫外和X光拍摄刚刚起步。在检修方面，无人机喷火消除异物的应用相对广泛，基于无人机平台的检修工器具开发还处于起步阶段。
（3）携带、运输方便、灵活。多旋翼无人机可由作业人员随身携带到达作业现场，并且不受起飞场地限制。
3 基于多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车的构成
该成果主要包括3个部分：多旋翼无人机平台包括无人机本体和飞行控制系统，通信系统包括数据传输和视频传输系统，地面站系统包括飞行控制和功能检测等软硬件，任务系统包括特制的传递滑车和悬挂系统。其中任务系统是核心，传递滑车双侧采取加装导向装置的，一侧方便在导线上悬挂，另一侧便于和无人机上的吊环悬挂和分离。
4 多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车关键点
多旋翼无人机平台悬挂传递系统研究的关键点包括以下几个方面：
（1）多旋翼无人机的选型。包括机体的型号、尺寸、最大负载量、电池、电机的选择等。
（2）多旋翼无人机的精确定点悬停。稳定的飞控系统，便于无人机操控手对无人机的精确控制。
（3）悬挂传递系统中快速钩挂滑车与挂点位置相结合的控制。为保证钩挂滑车与挂点位置能准确对位，牢固连接，无人机能安全飞行，要确定悬挂传递系统与挂点位置的最佳距离及如何控制无人机完成挂点的连接。
（4）机载无人机监控画面的传输。采用无线一对一无线传输模式，支持双控模式。
（5）悬挂平台及快速钩挂滑车的选择。使用较轻的绝缘牵引绳和绝缘钩挂滑车，通过地面无人机操控手的控制，按照作业要求连接挂点。
5 多旋翼无人机平台带电作业用传递滑车的操作步骤
（1）工作前准备。无人机飞行前的安全性检查（电量、GPS、云台、相机镜头、数据传输情况等飞行要求）、悬挂系统（快速钩挂滑车，牵引绳的绝缘性能测量）等。
（2）无人机根据作业人员需要选择挂点位置。利用多旋翼无人机平台悬挂快速钩挂滑车上端，无人机操作手安全起飞后，在所确定的挂点上空悬停。
（3）传递滑车就位。多旋翼无人机操作手控制无人机缓慢下降，使其下端逐渐靠近导线或牢靠的构件上，传递滑车下端的延长引导棒在搭上导线或牢固构件后，无人机在下降的同时，传递滑车通过自身重力卡住导线或指定挂点。
（4）无人机与传递滑车脱离。当传递滑车在挂点位置安全固定后，无人机继续下降高度，悬挂系统的牵引绳将顺着传递滑车上端延长引导棒自动脱离。
（5）传递滑车拆除。多旋翼无人机操作手控制无人机，使其悬挂平台的牵引绳顺着传递滑车上端引导棒进入钩槽。无人机继续上升高度，拉起传递滑车使其顺着下端引导棒退出挂点位置，无人机返回地面。
6 结论
利用多旋翼无人机开展超、特高压输电线路技改大修及带电作业，是无人机即巡检、测量、辅助消缺后一种全新领域的尝试。地面通过操作多旋翼无人机即能把悬挂在无人机下的传递滑车钩挂在需要放置的挂点位置，无需作业人员在登塔时背负沉重滑轮及传递绳索，有效解决输电线路带电作业悬挂绝缘软梯传递滑车的难题，极大的降低了作业人员的劳动强度，提高了作业效率，保证了作业人员的安全。同时，这种传递滑车和方式还可以扩展到在铁塔顶部角钢上设置供检修人员的上下塔安全防护装置，并为输电检修人员在没有防坠落装置的杆塔上下塔提供一种登塔保护策略。
参考文献
[1]佚名.架空输电线路无人机巡检技术[M].中国电力出版社，2016.
[2]王振华，黄宵宁，梁焜，等.基于四旋翼无人机的输电线路巡检系统研究[J].中国电力，2012，45（10）：50-53.
（作者单位：1.国网河南省电力公司检修公司；2.国网河南省电力公司）