一种无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统

技术领域

本发明涉及一种无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统，属于电缆敷设技术领域。

背景技术

在山地光伏或风力发电工程中，一般可利用的地块分散，布置在各地块之间的集电电缆等，不可避免的面临从一个山坡到另外一个山坡跨越高深山沟的问题，尤其是山沟坡度较陡或边坡土质是石质时，常规的直埋电缆方式无法正常实施。为保证电缆在跨越过程中的连续性，在高深山沟两侧需各设置锚固并连接钢索，通过电缆线夹将电缆悬挂在钢索上通过是一种巧妙的解决方案。

然而，电缆跨越敷设的施工过程受地形、水文和交通的限制，且集电电缆往往具有截面大、重量大、长度长等特点，现有电缆跨越施工方法在进行电缆敷设时，其连续性和安全性难以保证，且经济成本较高。

发明内容

本发明提供了一种无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统，能够解决现有电缆跨越施工方法在进行电缆敷设时，其连续性和安全性难以保证，且经济成本较高的问题。

一方面，本发明提供了一种无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法，所述方法包括：

S1、利用无人机将先导索牵引至山沟对侧；

S2、利用位于所述山沟对侧的拽引机构和所述先导索将临时施工索牵引至所述山沟对侧，并将所述临时施工索的两端分别锚固在山沟两侧；

S3、将悬吊有电缆的悬吊索悬挂在所述临时施工索上，并利用所述拽引机构和所述先导索将所述悬吊索牵引至所述山沟对侧；

S4、将所述悬吊索的两端分别锚固在所述山沟两侧。

可选的，在所述S1之前，所述方法还包括：

在所述无人机上悬挂配重体。

可选的，所述S2中的利用位于所述山沟对侧的拽引机构和所述先导索将临时施工索牵引至所述山沟对侧，具体为：

利用位于所述山沟对侧的拽引机构和所述先导索将临时施工索和牵引索牵引至所述山沟对侧；

相应的，所述S3中的利用所述拽引机构和所述先导索将所述悬吊索牵引至所述山沟对侧，具体为：

利用所述拽引机构和所述牵引索将所述悬吊索牵引至所述山沟对侧。

可选的，所述S2中的利用位于所述山沟对侧的拽引机构和所述先导索将临时施工索和牵引索牵引至所述山沟对侧，具体包括：

将临时施工索和牵引索的一端均连接在位于山沟本侧的先导索上；

利用所述拽引机构拉拽所述先导索，以将所述临时施工索和所述牵引索牵引至所述山沟对侧。

可选的，所述S3中的将悬吊有电缆的悬吊索悬挂在所述临时施工索上，具体包括：

将电缆卷盘中的电缆与悬吊索悬吊连接，并将所述电缆卷盘挂设在滑动机构上；

将所述滑动机构与位于所述山沟本侧的牵引索连接，并将所述滑动机构挂设在所述临时施工索上。

可选的，所述将电缆卷盘中的电缆与悬吊索悬吊连接，具体为：

在悬吊索上等间距布设多个悬吊线夹，利用所述悬吊线夹将电缆卷盘中的电缆与所述悬吊索悬吊连接。

可选的，所述方法还包括：

张拉所述悬吊索至设计弧垂。

另一方面，本发明提供了一种基于上述任一种所述的无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法的敷设系统，所述系统包括：

无人机，用于将先导索牵引至山沟对侧；

拽引机构，固设在所述山沟对侧，用于利用所述先导索将临时施工索牵引至所述山沟对侧，并利用所述先导索将悬吊有电缆的悬吊索牵引至所述山沟对侧；

两个锚固端，分别固设在山沟两侧，用于锚固所述临时施工索和所述悬吊索。

可选的，所述拽引机构具体用于：

利用所述先导索将临时施工索和牵引索牵引至所述山沟对侧，并利用所述牵引索将悬吊有电缆的悬吊索牵引至所述山沟对侧。

可选的，所述系统还包括：

滑动机构，挂设在所述临时施工索上，并与位于所述山沟本侧的牵引索连接，用于悬吊电缆卷盘，并在所述牵引索的牵引下沿所述临时施工索移动。

本发明能产生的有益效果包括：

（1）本发明提供的无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统，通过无人机牵引先导索、拽引机构牵拉临时施工索和牵引索、以及悬吊索悬挂电缆等方式，实现了电缆跨越山沟的敷设施工，解决了集电电缆从高深山沟一侧跨越至另一侧的工程问题，保证电缆跨越过程的连续性和安全性，巧妙的规避了电缆跨越施工受地形、水文和交通的限制，也考虑了施工时悬挂电缆的操作性，减少了施工风险，提高了施工效率，具有安全、高效、环保、经济等优点。

（2）本发明提供的无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统，通过无人机悬挂配重体牵引先导索，能够快速高效的解决索缆从高深山沟两侧的敷设问题，也避免了无人机飞行过程因为气流等引起的与索缠绕的问题。同时，通过先导索跨越敷设，能够更高效的索引临时施工索和牵引索至对侧。

（3）本发明提供的无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统，通过在山沟两侧设置桩锚固式拽引机构，采用临时钢锚桩打入土体和水平锁锭对拽引机构进行了固定，能够快速有效的实现锚固，施工完毕后容易拆除；并且两端采用锚式的拽引机构以牵引索在临时施工索上牵拉的方式，能够更高效安全稳定的控制电缆卷盘、悬吊索和电缆在临时施工索上平稳滑行至山沟对侧。

（4）本发明提供的无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统，通过在悬吊索两端采用张拉锚具进行锚固连接的方式更为可靠，易于控制弧垂，且受荷后连接处连接更为稳固。本发明将临时施工索、牵引索和悬吊索分开设置的方式，能够根据各自的受力情况采用不同规格的钢丝绳以降低施工成本，同时，将悬吊索与临时施工索分开设置，也便于施工时临时施工索的重复使用。

（5）本发明提供的无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法及系统，通过将悬吊索两端锚固，悬吊线夹等距离排列在悬吊索上，以悬挂电缆的方式，能够规避大跨越电缆直接受力，避免了复杂的跨越结构，能够大幅度降低电缆跨越深沟的结构重量和施工成本，保证了电缆在跨越过程中的连续性和安全性，也考虑了施工时悬挂电缆的操作性，实施方便，成本经济，具有较强的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人机牵引先导索跨越山沟示意图；

图2为本发明实施例提供的临时施工索锚固示意图；

图3为本发明实施例提供的拽引机构牵引施工示意图；

图4为本发明实施例提供的电缆跨越施工完成示意图。

部件和附图标记列表：

1、索盘；2、先导索；3、配重体；4、无人机；5、锚固基础；6、锚固支架；7、U形连接环；8、楔形线夹；9、临时施工索；10、牵引索；11、拽引机构；12、滑动机构；13、电缆卷盘；14、悬吊索；15、悬吊线夹；16、电缆；17、山沟。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

本发明实施例提供了一种无人机牵引的跨山沟电缆敷设方法，如图1至图4所示，所述方法包括：

S1、利用无人机4将先导索2牵引至山沟对侧。

在S1之前，所述方法还可以包括：在无人机4上悬挂配重体3。

上述先导索2牵引用无人机4，要求最大载重不小于5kg，可飞行时间不小于15min，遥控飞行距离不小于300m。无人机4飞行前，放置好先导索2和索盘1，从索盘1上牵出先导索2和无人机4连接。无人机4下方悬挂连接1~2个配重体3，无人机4与配重体3的距离为0.5m~1m，其中，配重体3的重量一般为0.5~1kg，建议采用钢制螺母，也可采用其它材料，满足重量要求、便于连接和体积尽可能小即可。本发明通过无人机4悬挂配重体3牵引先导索2，能够快速高效的解决索缆从高深山沟两侧的敷设问题，也避免了无人机4飞行过程因为气流等引起的与索缠绕的问题。

上述先导索2，采用高强尼龙绳，具有高强度高韧性的优点，破断力不小于200kg，每米重量不超过5g。也可采用市场具有类似功能的成熟产品，满足连接、重量和受力要求即可，本发明对此不做限定。

S2、利用位于山沟对侧的拽引机构11和先导索2将临时施工索9牵引至山沟对侧，并将临时施工索9的两端分别锚固在山沟两侧。

其中，拽引机构11可以为卷扬机。

在实际应用中，可以先在山沟两侧进行锚固端的施工，锚固端具体可包括锚固基础5和设置在锚固基础5上的锚固支架6。然后再在山沟两侧设置卷扬机，利用卷扬机和先导索2将临时施工索9牵引至山沟对侧，并将临时施工索9的两端分别锚固在锚固端上。

本发明通过在山沟两侧设置桩锚固式卷扬机，采用临时钢锚桩打入土体和水平锁锭对卷扬机进行固定，能够快速有效的实现锚固，施工完毕后容易拆除。

S3、将悬吊有电缆16的悬吊索14悬挂在临时施工索9上，并利用拽引机构11和先导索2将悬吊索14牵引至山沟对侧。

进一步的，S2中的利用位于山沟对侧的拽引机构11和先导索2将临时施工索9牵引至山沟对侧，具体为：利用位于山沟对侧的拽引机构11和先导索2将临时施工索9和牵引索10牵引至山沟对侧。

相应的，S3中的利用拽引机构11和先导索2将悬吊索14牵引至山沟对侧，具体为：利用拽引机构11和牵引索10将悬吊索14牵引至山沟对侧。其中，临时施工索9和牵引索10都可以为钢索。

在实际应用中，首先，可以将临时施工索9和牵引索10的一端均连接在位于山沟本侧的先导索2上；接着利用位于山沟对侧的卷扬机拉拽先导索2，以将临时施工索9和牵引索10牵引至山沟对侧；然后将临时施工索9的两端分别锚固在锚固端上。锚固支架6上连接有U形连接环7，临时施工索9和牵引索10通过楔形线夹8与U形连接环7连接。

其次，将电缆卷盘13中的电缆16与悬吊索14悬吊连接；具体的，在悬吊索14上等间距布设多个悬吊线夹15，利用悬吊线夹15将电缆卷盘13中的电缆16与悬吊索14悬吊连接。

接着，将电缆卷盘13挂设在滑动机构12上；将滑动机构12与位于山沟本侧的牵引索10连接，并将滑动机构12挂设在临时施工索9上；最后利用卷扬机拉拽牵引索10，以将悬吊索14牵引至山沟对侧。

上述悬吊线夹15主要材质可以为Q235钢板，悬吊线夹15的抱箍内侧与电缆16夹紧位置处可设置橡皮垫块或其它具有绝缘防滑性能的材料。悬吊线夹15的抱箍设计应与上部悬吊索14和下部悬挂的电缆16的尺寸配套。也可采用市场上具有类似功能的成熟产品，满足连接和受力要求即可。

本发明通过将悬吊索14两端锚固，悬吊线夹15等距离排列在悬吊索14上，以悬挂电缆16的方式，能够规避大跨越电缆16直接受力，避免了复杂的跨越结构，能够大幅度降低电缆16跨越深沟的结构重量和施工成本，保证了电缆16在跨越过程中的连续性和安全性，也考虑了施工时悬挂电缆16的操作性，实施方便，成本经济，具有较强的推广应用价值。

上述悬吊索14，采用钢铰线，是由多根钢丝绞合而成的行业定型产品，其型号根据钢铰线拉力确定，长度根据跨度宽度、控制弧垂和两端连接点位置确定。钢铰线可采用行业标准定型产品，也可选用其它满足抗拉力要求的成熟产品。

S4、将悬吊索14的两端分别锚固在山沟两侧。

在将悬吊索14连接至对侧锚固端锚固后，可以张拉悬吊索14至设计弧垂c；然后拆除牵引索10和临时施工索9，拆除卷扬机，至此跨山沟敷设电缆16施工完成。

本发明通过在悬吊索14两端采用张拉锚具进行锚固连接的方式更为可靠，易于控制弧垂，且受荷后连接处连接更为稳固。本发明将临时施工索9、牵引索10和悬吊索14分开设置的方式，能够根据各自的受力情况采用不同规格的钢丝绳以降低施工成本，同时，将悬吊索14与临时施工索9分开设置，也便于施工时临时施工索9的重复使用。

本发明的电缆16敷设方法，解决了集电电缆16从高深山沟一侧跨越至另一侧的工程问题，保证了电缆16跨越过程的连续性和安全性，不增加连接接头，线缆不直接受力，避免了施工过程受地形、水文和交通的限制，减少了施工风险，跨越施工完成后跨越结构和电缆16能够安全可靠运行。

本发明另一实施例提供了一种基于上述任一种所述的无人机牵引的跨山沟电缆16敷设方法的敷设系统，所述系统包括：

无人机4，用于将先导索2牵引至山沟对侧；

拽引机构11，固设在山沟对侧，用于利用先导索2将临时施工索9牵引至山沟对侧，并利用先导索2将悬吊有电缆16的悬吊索14牵引至山沟对侧；

两个锚固端，分别固设在山沟两侧，用于锚固临时施工索9和悬吊索14。

具体的，拽引机构11具体用于：

利用先导索2将临时施工索9和牵引索10牵引至山沟对侧，并利用牵引索10将悬吊有电缆16的悬吊索14牵引至山沟对侧。

进一步的，该系统还包括：

滑动机构12，挂设在临时施工索9上，并与位于山沟本侧的牵引索10连接，用于悬吊电缆卷盘13，并在牵引索10的牵引下沿临时施工索9移动。

本发明的跨山沟电缆16的敷设系统，适用于山地光伏或风力发电工程中电缆16跨越高深山沟敷设的情形，先通过无人机4牵引先导索2，从山沟本侧飞向山沟对侧，再牵引临时施工索9锚固在山沟两侧锚固端上，然后通过临时施工索9用临时锚固卷扬机牵引的方法，将电缆卷盘13和用悬吊线夹15悬挂的悬吊索14和电缆16依次牵引至山沟另一侧，跨越完成后，解除临时施工索9，由两端锚固端、悬吊索14、悬吊线夹15和电缆16形成稳定跨越结构，考虑施工成本和安全性，本发明建议跨越施工距离h为30m~120m。本发明实现了电缆16跨越山沟的敷设施工，解决了集电电缆16从高深山沟一侧跨越至另一侧的工程问题，保证了电缆16跨越过程的连续性和安全性，不增加连接接头，线缆不直接受力，巧妙的规避了电缆16跨越施工受地形、水文和交通的限制，减少了施工风险。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。