В преддверии конкурса «Авиароботех - 2019» рассказываем об особенностях выполнения конкурсного задания №2 «Мониторинг ЛЭП», в котором экипажи продемонстрируют применяемые технологии и посоревнуются за первое место в общем зачете.

Цели обследования ЛЭП

Энергетическая инфраструктура нуждается в регулярном обследовании, ее стабильная эксплуатация зависит от информации о состоянии объектов, полноты и своевременности ее получения.

Один из наиболее активно развивающихся и эффективных способов оценки состояния высоковольтных линий электропередач (ВЛ) на сегодняшний день – это аэрофотосъемка с помощью БВС, позволяющая получить геодезические координаты и параметры опор ЛЭП, а также цифровой ортофотоплан (ОФП) и цифровую модель местности (ЦММ) для обнаружения несоответствий в охранной зоне.

Уже сейчас по результатам съемки возможно определить состояние элементов опор, обнаружить битые изоляторы, повреждения столбов и узлов крепления. Более того, энергетики смогут определить отклонения состояния проводов от допустимых норм благодаря возможности трехмерной реконструкции ВЛ, расчета стрел провеса и длин пролетов.

Помимо этого, ОФП и ЦММ уже используются для оценки состояния просеки, обнаружения несанкционированных объектов в охранной зоне. Таким образом, вычисляются площади и объемы древесно-кустарной растительности, ее высота в существующей просеке, или под расширение, которые необходимо убрать во избежание падения на элементы ВЛ и т.д.

Традиционные методы выявления нарушений

Традиционными методами выявления нарушений в охранной зоне ЛЭП являются пешие обходы и наземные геодезические измерения.

Однако, в настоящее время существует ряд намного более эффективных, экономичных и менее трудозатратных способов обследования ЛЭП.

Прежде всего, это аэрофотосъемка с БВС, аэрофотосъёмка и воздушное лазерное сканирование с пилотируемых ВС и космическая съёмка.

Стоит отметить, что допустимая средняя квадратическая погрешность определения местоположения точек границ земельных участков, отнесенные к землям энергетики, составляет 0,5 метра, исходя из чего определяются специальные параметры выполнения аэросъемки.

Использование БВС позволяет решать большинство необходимых задач по обследованию ЛЭП оперативно, с необходимой точностью, в наиболее труднодоступных местах, что позволяет данному методу быть экономически эффективней традиционных методов.

Нарушения, выявляемые с помощью БВС

Существует большое количество нарушений, которые можно выявить при помощи беспилотных авиационных технологий. Приведем некоторые из них:

1. Механические повреждения фарфора или стекла изоляторов (скол части тарелок изолятора, появление трещин).
2. Следы перекрытия гирлянд и отдельных изоляторов (повреждение глазури, разрушение фарфора, стекла, следы оплавлений на армировке изоляторов и арматуре гирлянд).
3. Загрязненность изоляторов.
4. Отклонение изолирующих поддерживающих подвесок от проектного положения сверх допустимого значения.
5. Отсутствие гаек, замков или шплинтов.
6. Трещины в арматуре, перетирание или деформация отдельных деталей арматуры.
7. Разгибание штырей и крюков (для крепления штыревых изоляторов), наличие трещин в них.
8. Несоответствие ширины охранной зоны ЛЭП-35 кВ нормативному значению (менее 15 метров в обе стороны от крайних проводов).
9. Наличие на краю просеки отдельных деревьев, угрожающих падением на провода ВЛ или разрастанием в сторону ВЛ на недопустимые расстояния.
10. Наличие под проводами деревьев и кустарников высотой 4 м и более.
11. Отсутствие условных обозначений, нумерации опор, предупредительных плакатов.
12. Наклон опор вдоль или поперек линии сверх допустимых норм, деформация отдельных частей опоры, отсутствие соосности стоек и подножников у опор с оттяжками.
13. Оседание или вспучивание грунта вокруг фундамента, оседание или выдавливание фундамента.
14. Ослабление и повреждение оттяжек опор.
15. Наличие на опорах птичьих гнезд и других посторонних предметов.
16. Наличие набросов, оборванных (лопнувших) или перегоревших проволок, следов, перекрытия, оплавления или вспучивания верхнего повива ("фонари").
17. Отсутствие гасителей вибрации, гасителей пляски, предусмотренных проектом ВЛ, или их смещение от места установки.
18. Неисправности в креплениях и соединениях проводов и тросов: образование трещин в корпусе зажима или соединителя, отсутствие болтов и шайб, отвинчивание гаек, отсутствие или выползание шплинтов, неправильный монтаж зажимов или соединений, следы перегрева контакта зажима (соединителя), вытяжка провода из зажима или соединителя, приближение петли к элементам анкерных и угловых опор, значительная изогнутость петли, ослабление крепления (вязки) провода к штыревым изоляторам, проскальзывание провода в вязке, дефекты сварки, наличие нестандартных зажимов.
19. Повреждения или обрывы заземляющих спусков на опоре и у земли.
20. Выступание заземлителей над поверхностью земли.

БВС также позволяют дистанционно получить геометрические параметры энергетической инфраструктуры для выявления отклонений состояния проводов и изоляции от допустимых норм, тем самым выявляя нарушения эксплуатации ЛЭП.

Тепловизионная съемка с БВС позволяет выявлять дефекты на подстанциях, дефекты и участки потерь мощности на ВЛ, а аэросъемка в ультрафиолетовом спектре позволяет выявлять коронные разряды и своевременно проводить ремонтные работы.

Профилактические и аварийные вылеты БВС для выявления проблемных и аварийных участков ВЛ распространены уже сегодня.

Специфика выполнения работ с БВС

Процесс аэрофотосъемки заключается в проведении полетов беспилотников по выверенным линейным маршрутам (в случае мониторинга состояния трассы ВЛ).

Таким образом можно отснять и обработать более 100 км полосы шириной в 200 м в течение пары дней, или провести верховой осмотр опор ВЛ с помощью квадрокоптеров для мониторинга состояния опор, изоляторов, элементов крепежа, при котором каждая опора снимается с 20-30 ракурсов, что обеспечивает полное и детальное изображение снимаемых элементов.

Эти процессы легко задать и регулировать в программном обеспечении планирования полетов, однако существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при съемке ЛЭП:

• Магнитная индукция ЛЭП – это важный фактор, обуславливающий необходимость летать на определённом удалении по высоте от ВЛ во избежание возникновения радиошумов;
• Высота полета – важно правильно выбирать оптимальную высоту полета для того, чтобы при дальнейшей 3D-реконструкции проводов снимки были достаточно детальны для определения положения проводов на них;
• Полеты во время осадков – во время осадков полеты БВС могут опасны в связи с увеличением потерь мощности на ЛЭП.

Важной особенностью процесса получения данных является обработка данных аэрофотосъемки. Это достаточно трудоемкий процесс, требующий ручного определения положения проводов для дальнейшей реконструкции в связи со сложностью автоматического моделирования мельчайших деталей, таких как провода ВЛ.

Что ждет участников «Авиаробтех-2019»?

Экипажам конкурса предстоит выполнить полет БВС по обозначенному маршруту и произвести аэросъемку воздушной линии электропередач.

По результатам камеральной обработки в полевых условиях задача участников -  выявить стандартные нарушения в охранной зоне ЛЭП, а также определить геометрические параметры энергетической инфраструктуры. 

Мы желаем успеха всем участникам предстоящего конкурса и приглашаем все заинтересованные организации стать участниками и зрителями этого яркого события!

До встречи на «Авиароботех - 2019»!

Мероприятие: АВИАРОБОТЕХ -2019 Конкурс профессионалов рынка по решению народно-хозяйственных задач с применением беспилотных авиационных систем

Комментарии