Обследование ВЛ с БПЛА и другие методы контроля и поиска повреждений на воздушных линиях
В данной статье мы остановимся на том, каким образом можно уменьшить время нахождения ВЛ в нерабочем состоянии и быстрее восстановить работоспособность, использую обследование ВЛ с помощью БПЛА (беспилотников, дронов), а также рассмотрим другие современные методы поиска повреждений воздушных линий!
Воздушные линии электропередач (далее ВЛ) являются важной составляющей электрической сети. Одним из требований к ВЛ, является обеспечение надежности электроснабжения. Аварии на ВЛ, потенциально могут сопровождается серьезными последствиями. Кроме того, чем дольше ВЛ находится в нерабочем состоянии, тем больше будет ущерб от недоотпуска электроэнергии.
Из схемы на рис. 1 мы можем понять, из каких компонентов состоит процесс поиска, обнаружения и возврат оборудования в рабочее состояние в случае возникновения неисправности. После обнаружения наличия неисправности оперативно-выездная бригада едет и осматривает линию, пока не будет найдено проблемное место. Принимая во внимание, что ВЛ в России протяженные, а расстояние между населёнными пунктами часто достигает несколько десятков километров, то объезд такой высоковольтной линии может занимать много часов. Передвижение бригады может усложняться бездорожьем и нахождением ВЛ на труднодоступных участках (болота, неровности рельефа и т.п), поэтому нахождение места повреждения может занимать еще больше времени.
Рис. 1. Этапы восстановления работоспособности ЛЭП после аварии
Благодаря применению специального оборудования для локализации сокращается время возврата ВЛ в рабочее состояние. Это происходит благодаря минимизации времени на этапы, которые являются продолжительными (такие этапы обозначены желтым цветом на рис 2.).
Рис. 2. Этапы восстановления работоспособности ЛЭП после аварии, которые можно ускорить
Так что это за «специальное оборудование», которое позволяет сократить время локализации повреждений? В данной статье мы коснемся двух технологий:
- Индикаторы тока короткого замыкания для ВЛ - основной и самый эффективный метод обнаружения и локализации КЗ;
- БПЛА - беспилотные летательные аппараты (дроны) - новый вспомогательный метод обследования, который можно использовать совместно с ИКЗ.
Индикаторы тока короткого замыкания для ВЛ
Индикатор короткого замыкания (ИКЗ) - устройство, определяющее путь протекания тока короткого замыкания и позволяющее быстро выполнить локализацию поврежденного участка электрической сети среднего или высокого напряжения (до 220 кВ включительно).
Индикаторы устанавливаются на провода ВЛ по одному на каждую фазу. ИКЗ могут работать в сетях с различной структурой: радиальная или кольцевая сети, а так же в сетях с различными режимами работы нейтрали, в том числе изолированная нейтраль.
Более подробно о том, как работают ИКЗ, как осуществляется выбор ИКЗ и мест их установки, вы можете узнать из наших предыдущих статей и записей вебинаров на сайте Test-energy. В статьях так же можно найти описание реальных кейсов по установке ИКЗ на различных объектах. Вот некоторые из них:
- Выбор места установки индикаторов короткого замыкания (ИКЗ) на ВЛ 110 кВ. Кейс!
- Установка индикаторов короткого замыкания (ИКЗ) на ВЛ 110кВ МРСК Сибири. Рассмотрение реального кейса.
- Установка индикаторов короткого замыкания Horstmann Smart Navigator на границу балансовой принадлежности ВЛ.
Обследование ВЛ и электростанций с помощью БПЛА
Обследование высоковольтных линий электропередач и электростанций с применением БПЛА (беспилотников) — это распространенная практика, которая сегодня актуальна во всем мире. Беспилотная аэросъемка позволяет оперативно обнаружить повреждения и предотвратить аварийное отключение ЛЭП. Как правило, осмотр одной высоковольтной линии, расположенной в труднодоступной местности, требует несколько дней. Если использовать дрон, время диагностики можно сократить до 30 минут. Кроме того, этот метод воздушной съемки превосходит все альтернативные способы с применением наземной техники и малой авиации, благодаря ряду других преимуществ:
- безопасность и облегчение труда персонала;
- высокая точность результатов и большой объем данных;
- возможность обследовать труднопроходимые участки;
- значительная экономия затрат на выполнение работ.
БПЛА позволяют проводить:
- Плановую диагностику, которая включает регулярные облеты ЛЭП, фото- и видеосъемку на небольших высотах, контроль охранной зоны, своевременное обнаружение нарушений и повреждений, определение размеров просеки и расстояние проводов до земли.
- Аварийно-восстановительные мероприятия, направленные на осмотр объектов энергетики на средних высотах в любое время суток и при разных метеоусловиях, а также сопровождение строительства и реконструкции ЛЭП. В результате создаются цифровые топографические и кадастровые планы, 3D модели местности.
Виды обследований с применением беспилотников
В зависимости от конкретной задачи выполняется визуальный или тепловизионный контроль. Это значит, что для максимальной точности фото и видео съемка может быть дополнена осмотром в тепловизионном спектре. На основе полученных данных создаются трехмерные модели обследованной местности и объектов.
Визуальный контроль
Дроны значительно упрощают и ускоряют технические обследования ЛЭП и электростанций. Снимки с воздуха позволяют выявить практически любые дефекты, в том числе падения и повреждения опор, любые нарушения их целостности и отклонения от вертикали, обрыв и провисание проводов, обнаружение проблемных зон с нависшими кустарниками или обвалившихся на провода деревьями, наличие подозрительных объектов в охраняемой зоне за короткий промежуток времени. (Вставить инфу про сжигание дроном куска нависшего мусора)
По результатам съемки составляется отчет, оценивается реальное состояние объектов и составляется план работ по дальнейшему обслуживанию и ремонту. При условии, что диагностика выполняется на регулярной основе, полученные данные загружаются в геоинформационную систему, они позволяют выполнять ретроспективный анализ и точно понимать причинно-следственные связи.
Тепловизионный контроль
Тепловизионное обследование — это важнейший элемент профилактических работ, который поможет гарантировать безотказную работу объекта электроэнергетики, за счет обнаружения неисправностей на начальном этапе. Анализируя полученные данные, можно выполнить плановый ремонт и предотвратить крупные аварии.
Тепловизор, установленный на дрон, делает снимки инфракрасного теплового излучения и обнаруживает самые минимальные различия 0,01° C. Эта информация затем отображается в виде различных цветов на дисплее, в ПО или приложениях. Возможен точечный замер температуры объекта с помощью радиометрического тепловизионного подвеса.
Тепловизионная (инфракрасная) съемка помогает идентифицировать ненадежные контакты и участки, которые перегреваются, в каждой линии электропередач намного быстрее, чем обход с визуальным осмотром. Также это возможность оперативно находить источники потерь энергии в сети. Данный способ мониторинга гораздо безопаснее нежели физический осмотр и поиск поврежденных элементов.
3D моделирование объектов электроэнергетики
Специальное программное обеспечение позволяет преобразовать данные с БПЛА в цифровые 3D модели ЛЭП, электростанций и других объектов электросети, которые применяются для дальнейшего изучения специалистами и принятия взвешенных решений. Встроенные инструменты обеспечивают возможность измерять линейную длину, площадь, объем и оценивать масштаб планируемых работ. Для составления отчетов и облегчения коммуникаций в команде предусмотрена возможность добавлять аннотации и комментарии, редактировать метки и выполнять другие действия.
Опыт использования БПЛА для ВЛ и объектов энергетики в РФ и других странах
В связи с географическими особенностями территории большинства стран, а также большой протяженностью и труднодоступностью ЛЭП, мониторинг с БПЛА зачастую является единственной возможностью определить техническое состояние объектов энергетики.
Ряд российских компаний применяет дроны для мониторинга ЛЭП и электростанций в частном порядке. К примеру, в 2019 году «Сибирская генерирующая компания» проверила 550 км электротрасс на наличие дефектов, используя БПЛА с тепловизорами. В начале 2021 года ПАО «Россети» начинает использовать беспилотники для мониторинга и 3D-моделирования ЛЭП в Липецкой области.
В США беспилотники используются сетевыми компаниями для контроля ВЛ, особенно это актуально в жарких штатах с высоким уровнем пожарной опасности, в частности в Северной Калифорнии. Американская электроэнергетическая холдинговая компания Duke Energy Corp использовала БПЛА для восстановления ЛЭП в Пуэрто-Рико после урагана «Мария».
Швейцарская компания энергоснабжения Alpiq EnerTrans еще в 2014 году внедрила беспилотники для осмотра и диагностики ЛЭП. Представители компании утверждают, что метод беспилотной съемки помог не только повысить безопасность работ, но также сэкономить до 50-65% рабочего времени.
Беспилотники — оптимальное решение для сферы электроэнергетики
Фото и видеоматериалы, полученные с помощью современных дронов, положительно влияют на развитие системы мониторинга объектов энергетической инфраструктуры. Это возможность повысить эффективность и безопасность работ, а также уменьшить финансовые затраты.
В России есть несколько компаний осуществляющих деятельность в области БПЛА.
Компания Aeromotus является интегратором беспилотных промышленных решений, которая не только помогает подобрать и поставить сложное оборудование, но и осуществляет сервис, техническую поддержку, обучение персонала полетам на беспилотниках, работе с программными продуктами.
Современные программно-аппаратные комплексы позволяют восстанавливать геометрию опор, проводов и объектов обслуживания. Фотограмметрия находит большее применения в задачах картирования, инвентаризации и мониторинга незаконного строительства и подключения. Тепловизионный мониторинг обеспечивает комплексную безопасность и предотвращает аварийные ситуации. Множество других решений компании Aeromotus применяются в большинстве отраслей промышленности.
Оставьте заявку, чтобы получить специальные условия на закупку ИКЗ:
