Новини наших колег: в НЕК "Укренерго" використовують у роботі сучасні технології і обладнання

Дніпровська енергосистема продовжує працювати над підвищенням якості обслуговування повітряних ліній. Мова йде про можливість впровадження новітніх технологій, які дозволять проводити верхові огляди обладнання за допомогою малогабаритних літальних апаратів. Експериментальні польоти за участі волонтерів і ентузіастів, причому, як малогабаритних пілотованих засобів автожирів, так і безпілотних квадрокоптерів проводились за ініціативою в.о. директора ДЕС Валерія Гапонова ще минулого літа.

За його словами, кожний із різновидів цих літальних апаратів має свої переваги. Так, наприклад, автожир краще підходить для ефективного та оперативного визначення пожежонебезпечних ділянок, коли потрібно обстежити повітряні лінії великої протяжності, або в ситуаціях, коли при обльоті треба приймати рішення, тобто є необхідність у людському факторі. Квадрокоптер незамінний для моніторингу стану ліній, для виявлення дефектів обладнання та прогнозування ремонтних робіт.

Як свідчить накопичений у енергосистемі досвід, використання малогабаритної техніки може стати справжнім проривом у експлуатації повітряних ліній електропередач. Саме тому в інвестиційну програму Дніпровської енергосистеми поточного року вже вносяться корективи з метою придбання безпілотного літального апарату.

Перевага була надана саме квадрокоптеру з багатьох причин. Однією з головних є необхідність економити державні кошти. По-друге, професійний безпілотник, який має значну дальність польоту, надійну керованість і якісну візуальну картинку, може бути навіть ефективнішим за автожир.

На жаль, проблема своєчасного виявлення дефектів повітряних ліній з подальшим їх усуненням стоїть сьогодні надзвичайно гостро. І її треба вирішувати за допомогою сучасних технічних засобів, щоб максимально ефективно і економно запобігти автоматичним відключенням ліній та забезпечити безперебійне електропостачання регіонів і видачу потужностей Запорізької АЕС і Запорізької ТЕС.

Особливої уваги потребують ділянки повітряних ліній, які піддаються найбільш сильним і різноплановим навантаженням - наприклад, великі переходи через водойми. Їхня унікальність і застосовані технічні рішення вимагають підвищеної уваги з боку персоналу, тому що ліквідація аварій на переходах вимагає значного фінансування й може призвести до тривалих порушень у роботі ОЕС України. Заходи, розроблені для надійної експлуатації переходів через водні перешкоди, у першу чергу передбачають регулярні огляди й контроль стану металоконструкцій, проводів, грозозахисного троса, ізоляції, арматури і всіх видів контактних з'єднань, а також своєчасне усунення виявлених дефектів.

Досвід експлуатації показує, що найбільш частими причинами відмови основних елементів повітряних ліній є несвоєчасно виявлені дефекти, які під впливом атмосферних, кліматичних факторів та інших сторонніх втручань (крадіжки елементів опор та ін.) призводять до аварійних відключень.

Так, у грудні 1998 року на повітряній лінії 330 кВ «Запорізька ТЕС – Мелітопольська» на одній із опор стався обрив вузла кріплення середньої фази через відсутність отворів для стікання води у металоконструкції, які були передбачені проектом. В результаті тривалого накопичення води у металевому коробі вузла, відбувалася корозія кріпильних гайок вузла кріплення з подальшим його обривом.

Протягом наступного, 1999 року персоналом було виконано огляд 301 залізобетонної опори та проведено заміну 157 пошкоджених вузлів кріплення, а сама повітряна лінія виводилась у стан ремонту на загальний термін 30 днів. Для виконання ремонтних робіт були задіяні три бригади лінійних дільниць з відповідною технікою. Подібні випадки траплялись протягом 1999-2004 років, при чому лінії кожного разу виводились у стан ремонту на тривалий час. Як відомо, виконання верхових оглядів на працюючій ПЛ ускладнено через небезпечні відстані до струмопровідних частин.

В травні 2013 року на опорі ПЛ 750 кВ «Запорізька АЕС – Дніпровська» було виявлено дефект – розрив одного з п'яти проводів у шлейфі анкерної опори в місці зварного з'єднання. Причина - неякісне проведення зварювальних робіт на шлейфах фазних проводів. Ліквідувати виявлене пошкодження за режимом роботи Запорізької АЕС стало можливим лише у липні 2013 року.

Зміна режимів роботи основної мережі і пов'язані з цим обмеження термінів виведення ПЛ у ремонт змушують шукати альтернативні методи огляду без зняття з лінії  робочої напруги. Також на вчасність проведення робіт можуть негативно впливати землевласники та землекористувачі, які, в свою чергу, обмежують можливість їх виконання та диктують свої умови.

Можливим вирішенням проблеми могло б стати  застосування гелікоптера, але вартість часу польоту може сягати 20 тисяч гривень і не дає можливості повноцінного верхового огляду кожної опори, а лише виявляє явні дефекти ліній, протипожежний стан траси та просік.

Починаючи з 2015 року відповідні організації пропонують застосовувати при оглядах повітряних ліній легкі безпілотні літаючі апарати (БПЛА) малого радіусу дії з можливістю передачі зображення на відстань від 2 до 50 км, відомі під назвою «квадрокоптери».

Методика безпілотного обстеження з повітря із використанням таких літальних апаратів не нова, вона вже встигла зарекомендувати себе в різних галузях на території України.

У чому ж переваги безпілотних літальних апаратів?

По-перше, це рентабельність та економічність - БПЛА в середньому на порядок дешевші, ніж пілотовані літальні апарати, які потрібно оснащувати системами життєзабезпечення, захисту. У підсумку виходить, що відсутність екіпажу на борту істотно знижує витрати на виконання того чи іншого завдання. Регулярний огляд ліній електропередач з використанням пілотованих літальних апаратів в наш час є економічно невиправданий.

В якості альтернативи для вирішення такого завдання можуть бути використані безпілотні літальні апарати, що несуть апаратуру цифрової фото та / або відеозйомки, що є суттєво більш ефективним рішенням з економічної точки зору.

Другий аргумент – це оперативність. Застосування безпілотних літальних апаратів дає змогу швидко виявити аварійний дефект ПЛ, попередити крадіжки елементів ліній, виявити рівень впливу природних явищ (ожеледоутворення на проводах та тросах, наслідки галопування проводів, пошкодження арматури, ізоляції та інше), знизити витрати (заробітна плата персоналу, придбання палива) на проведення оглядів трас ПЛ лінійним персоналом.

Третій фактор – мобільність. Безпілотна аерофотозйомка повітряних ліній електропередач при обльоті ліній дозволяє істотно скоротити час на пошук пошкоджень ПЛ при їх аварійному автоматичному відключенні. Ефективність моніторингу стану повітряних ліній часто ускладнюється їх великою протяжністю і недоступністю для наземних транспортних засобів. Тому найдієвішою можливістю здійснення моніторингу є спостереження за такими об'єктами з повітря за допомогою безпілотних літальних апаратів.

Якщо огляд однієї ПЛ, розташованої у важкодоступній місцевості, по землі може затягнутися на кілька днів, то огляд з повітря дозволяє обстежити лінію по всій її довжині за кілька годин.

Наведемо перелік завдань, які вирішуються за допомогою безпілотника:

- аналіз заростання коридорів ПЛ і виявлення небезпечної рослинності;

- виявлення та ідентифікація споруд та інших об'єктів в охоронній зоні;

- виявлення руйнувань тарілок скляних ізоляторів;

- відсутність, відриви та деформація елементів металевих опор;

- відсутність гасителів вібрації, відсутність вантажів, втрата працездатності несучого троса, зсув уздовж проводів відносно проектного положення;

- наявність і розташування з'єднувачів проводів;

- викриття зламів, відривів променів дистанційних розпірок між проводами розщепленої фази.

- аерофотозйомка ліній;

- виявлення невідповідності стріл та висоти провисання проводів і грозозахисних тросів;

- виявлення негабариту між струмоведучими частинами та поверхнею землі;

- оцінка стану експлуатації (моніторинг ПЛ);

- тепловізійний контроль елементів ліній;

У випадках аварійного вимкнення повітряної лінії за допомогою літальних апаратів персонал служби ліній оперативно виявить як причини вимкнення (обриви проводів та грозозахисних тросів, падіння опор, падіння дерев на проводи і опори), так і проведе попередній аналіз ушкоджень, аварій та обсяги аварійно-відновлювальних робіт.

Така робота «на випередження» має як прикладний інтерес з погляду спрощення експлуатації ПЛ, так і великий економічний ефект, обумовлений зменшенням витрат на заміну обладнання та проведення періодичності капітальних ремонтів, як лінійного так і, насамперед підстанційного обладнання, витрат на компенсацію втрат електроенергії, а також зменшенням витрат на заробітну плату обслуговуючого і ремонтного персоналу.

На безпілотних апаратах для діагностики дефектів вертикальних конструкцій (зокрема, ізоляторів) застосовується перспективна зйомка – камеру спрямовано під кутом до вертикалі. Аерофотозйомка здійснюється при польотах вздовж повітряної лінії у обидві сторони з великими перекриттями, що дозволяє отримувати до 6-8 знімків кожного об'єкта з різних точок, а відтак досить чітко і точно визначити реальну причину автоматичного вимкнення ПЛ. Від чіткості визначення причини залежить визначення та вжиття заходів щодо недопущення повторення схожих відключень (окрім грозової активності певного регіону).

Слід відзначити, що Дніпровською енергосистемою у 2015 році доволі успішно був застосований безпілотний літальний апарат при огляді унікальних переходів через Каховське водосховище двоколової повітряної лінії 330 кВ «Запорізька ТЕС – Феросплавна №1, №2» та ПЛ 750 кВ «Запорізька АЕС – Дніпровська».

Отримані дані фото- та відеозйомки проведених «безпілотних» верхових оглядів повітряних ліній надали змогу не тільки досить чітко визначити загальний стан електричного обладнання, металоконструкцій опор та якість проведених у минулих роках робіт, а й відзняти рельєф та загальний вид місцевості оглянутої ділянки траси ПЛ.

Важливо, що отримані фотоматеріали об'єкту можливо обробляти за допомогою автоматизованого програмного забезпечення. Воно дозволяє деталізувати об'єкт по зображеннях в автоматизованому режимі і забезпечує при цьому точність геодезичного класу при побудові тривимірного зображення як місцевості навколо об'єкту так і самої повітряної лінії.

Отже, доречно зробити висновок, що сучасне інноваційне обладнання – зокрема, квадрокоптери, – вкрай необхідно застосовувати в електроенергетиці для розвитку і вдосконалення систем діагностики електромережевого комплексу. Таким чином, моніторинг за даними аерофотозйомки може стати ключовим елементом в експлуатації повітряних ліній.

За словами начальника служби ліній Дніпровської енергосистеми Павла Яценка, треба якнайшвидше придбати безпілотник і одразу ж починати його використання, щоб напрацювати необхідний експлуатаційний досвід. Він цілком упевнений, що кожна лінійна ділянка мала би отримати в майбутньому персональний квадрокоптер, а управління магістральних мереж має тримати один апарат у резерві. Такий підхід, без сумніву, надасть змогу вдосконалити якість та культуру проведення верхових і аварійних оглядів повітряних ліній електропередач і забезпечити їх сталу та надійну роботу.

                        В.М.Гапонов, кандидат технічних наук, С.С.Бубліков, Ю.Ю. Бірківський

Довідка: Дніпровська електроенергетична система обслуговує сім повітряних ліній 750 кВ загальною протяжністю по ланцюгам – 1193,75 км та п'ятдесят дві лінії 330 кВ загальною протяжністю по ланцюгам – 3070,87 км. Загальна кількість опор – 13070, з них 3228 опор на лініях 750 кВ, 9842 опори на лініях 330 кВ. В тому числі енергосистема обслуговує вісім великих переходів ПЛ 330-750 кВ через водні перешкоди, серед них - два унікальних переходи через Каховське водосховище.

Джерело: ukrenergo.energy.gov.ua