Вдоль ЛЭП на самолете

Методики тепловизионного обследования появились в России (тогда еще СССР) в 80-х годах прошлого века. Использование авиации для обследования состояния наземных объектов энергетики началось еще раньше. Тем не менее, даже сегодня использование авиационных методов для контроля состояния воздушных линий электропередач (ВЛ) остается скорее экзотикой. И о создании полноценного рынка таких услуг пока речи не идет. При этом традиционная система профилактического обслуживания, основанная на плановых пеших обходах и визуальных осмотрах ВЛ, исчерпала себя. Как недавно заметил генеральный директор ООО «Неф» (ЗАО «Power Group» Москва) Дмитрий Гаврилов: «Учитывая протяженность воздушных линий на территории России, реальной альтернативы авиационному обследованию не существует, так как практикуемое визуальное обследование не может считаться достаточным для оценки состояния ЛЭП». Да и сточки зрения экономики, авиационные технологии представляют явный интерес для сетевых компаний. Например, как считают специалисты Инженерно-технической компании «Геобюро» (Москва) тепловизионное обследование с применением малой авиации – это самый экономичный метод диагностики состояния ЛЭП.

Что мешает авиации?

Наибольшее распространение сегодня имеют две методики авиационного обследования ВЛ: инфракрасная диагностика и лазерное сканирование. Причем по некоторым наблюдениям, вторая технология вводится в повседневную практику несколько более интенсивно. По мнению Дмитрия Гаврилова серьезным сдерживающим фактором для внедрения инфракрасной диагностики ВЛ с помощью авиации являются в том числе, некоторые моменты, заложенные в «Основных положениях методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ» РД 153-34.0-20.363-99. Вот некоторые из этих сдерживающих факторов:
•    рекомендуемые в руководящих документах ручные тепловизоры не приспособлены для выполнения авиационных работ (узкое поле обзора, невысокая частота кадров) и поэтому имеют низкую производительность при съемке;
•    тепловизионные изображения, полученные в процессе аэросъемки, не имеют географической привязки, что не позволяет использовать всю мощь технологий ГИС (геоинформационной системы) при обработке и анализе данных исследования;
•    высокая стоимость авиаработ, связанная с использованием вертолетов типа МИ-2 (стоимость летного часа в среднем 35-45 тыс. руб.).
Справедливости ради заметим, что стоимость эксплуатации летательного аппарата – один из важнейших, а часто – решающий фактор при определении экономической целесообразности любой из методик, требующих использования авиационного носителя. Впрочем, учитывать приходится не только экономические, но и технические характеристики летательного аппарата. До недавнего времени весьма распространенным был следующий метод безинструментального обследования ВЛ. На борт вертолета МИ-2 или МИ-8 загружается бригада специалистов. Вертолет на высоте 100-150 м движется вдоль линии, а каждый член бригады в бинокль рассматривает элементы ЛЭП, находящиеся в его компетенции. «Свободной» рукой заполняется дефектная ведомость. Стандартная скорость вертолета на таком маршруте – 100-120 км/час. Детально рассмотреть все элементы ЛЭП при таком режиме движения невозможно. Следовательно, эффективность подобного обследования невысока.
Совсем иная картина получается при использовании сканирующей аппаратуры. Например, компанией «Геокосмос» разработан комплекс аппаратуры для лазерного сканирования, устанавливающийся на борту МИ-8. Комплекс позволяет обследовать не только линейные объекты (в т.ч. ВЛ), но и окружающую местность, а так же проводить топопривязку объекта к карте.
Компании, не обладающие ресурсами «Геокосмоса», стараются использовать более экономичные летательные аппараты (см. табл. 1). Компания ЗАО «Центр инфраструктурных проектов» (Москва) остановила свой выбор на дирижаблях. Причем компания сама участвует в их разработке (совместно с воздухоплавательным центром «Авгуръ»). По мнению специалистов Центра инфраструктурных проектов, только дирижабль может обеспечить полет в оптимальном для проведения лазерной съемки режиме – продолжительность полета 12-16 часов, скорость – около 40 км/ч, плюс отсутствие вибрации.

ТАБЛ. 1 Стоимость летного часа летательных аппаратов


Эксперты ООО «Неф» считают, что с позиции минимизации затрат для авиаобследований хорошо подходит нестареющая классика – легкомоторный самолет Cessna-182. К сожалению, как замечает Дмитрий Гаврилов, данный тип самолетов не имеет российских аналогов.
Тем не менее, некоторые компании делают ставку именно на использование автожиров (рис. 1) или сверхлегких самолетов, выпускаемых малыми сериями в России; например, автожир АМ-1 или самолет Че-25. Любопытно, кстати, весьма и весьма осторожное отношение к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). И причина не в том, что люди не доверяют «бесчеловечной» технике, а в высокой стоимости ее эксплуатации. Сегодня беспилотник – это штучная машина, сделанная по заказу военных. А значит стоит она очень дорого и требует очень квалифицированного ухода. Но когда в серию пойдут гражданские БПЛА, они почти наверняка потеснят пилотируемые аппараты на рынке авиаобследований наземных объектов.

РИС.1 Автожир АМ-1 с установленной на нем сканирующей аппаратурой



Тепловизионный контроль

На проведении тепловизионного контроля ВЛ специализируются такие компании как ООО «Инженерно - техническая компания «Геобюро» (Москва) и уже знакомое нам ЗАО «Power Group».
Упомянутые выше Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования и ВЛ содержат требования периодических проверок контактных соединений проводов ВЛ тепловизионными методами.
Проверка всех видов контактных соединений проводов должна проводиться в следующем порядке:
а) на вновь вводимых в эксплуатацию ВЛ - в первый год ввода их в эксплуатацию;
б) на ВЛ, находящихся в эксплуатации 25 лет и более, при отбраковке 5% контактных соединений - ежегодно, при отбраковке менее 5% контактных соединений - не реже одного раза в 3 года;
в) на ВЛ, работающих с предельными токовыми нагрузками или питающих ответственных потребителей, или работающих в условиях повышенных загрязнений атмосферы, больших ветровых и гололедных нагрузок - ежегодно;
г) на остальных ВЛ - не реже одного раза в 6 лет.
Все перечисленные требования выливаются в колоссальный объем работ для сетевиков. Выполнить эти работы качественно и в полном объеме без применения авиационных технологий невозможно. и единственный выход – обходить упомянутые факторы, сдерживающие применение авиации. Либо надо выходить на принципиально новый уровень используемых технологий.
Вот, что о технологиях, применяемых ЗАО «Power Group» говорит Дмитрий Гаврилов: «Применяемое компанией аэросъемочное оборудование является результатом внедрения конверсионных разработок российской «оборонки» и обладает характеристиками, позволяющими увеличить эффективность обследования в несколько раз по сравнению с традиционными методами. Для выполнения работ впервые в мире используется авиационный сканирующий тепловизор (ИК-сканер), обеспечивающий плановую аэросъемку в сверхшироком поле зрения без потери разрешающей способности. Данный тип тепловизоров устанавливают на спутниках дистанционного зондирования Земли или на самолетах разведчиках (например, СУ-24МР)». Об экономическом эффекте применения такого оборудования можно узнать из табл. 2.

ТАБЛ. 2 Оценка стоимости работ ИК сканером и ручным тепловизором



На рис. 2 приведены примеры наиболее характерных дефектов (разогрев контактных соединений), обнаруженных при обследовании ВЛ 110 кВ, а на рис. 3 приведен фотоснимок, выполненный одновременно с тепловой съемкой опоры. Этот снимок приведен с определенной целью. Дело в том, что в методике, используемой «Power Group» рядом с ИК-сканером устанавливается цифровая фотокамера, обеспечивающая фотосъемку воздушной линии синхронно с тепловой. Благодаря этому обеспечивается привязка ВЛ к цифровой карте местности, а при необходимости – вносятся коррективы в саму карту.
Как замечает Дмитрий Гаврилов, широкое внедрение тепловизионного обследования ВЛ позволяют сместить акцент от аварийно спасательных мероприятий в сторону планово предупредительных.

РИС.2 Тепловое изображение опоры с разогретыми контактными соединениями проводов (белым обозначены места, имеющие повышенную температуру)




РИС. 3 Цифровой фотоснимок опоры



Лазерная локация и Ко

Еще одна перспективная методика авиационного обследования ВЛ – лазерная локация. Эту технологию применяют компании ОПТЭН и «Геокосмос». Лазерный локатор позволяет с высокой точностью восстановить трехмерную картину местности и объектов на ней. Эта техника отлично зарекомендовала себя при комплексном обследовании и паспортизации ЛЭП. Данные лазерной съемки позволяют регистрировать сигналы отраженные от обследуемых объектов, от растительности и от поверхности земли. Это позволяет строить точные трехмерные модели и рельефа, и растительности.
В компании «Геокосмос» пояснили, что применение лазерной локации в сочетании с авиационным носителем позволяет решить следующие задачи.
•    оценка технического состояния ВЛ;
•    инспекция ЛЭП в полосе отчуждения, выявление неисправностей;
•    паспортизация ЛЭП, определение фактических параметров, отклонений от проектной документации;
•    обследование подстанций и других объектов электросетевого хозяйства;
•    инженерно-изыскательские работы;
•    предпроектное обследование ЛЭП при проведении реконструкции;
•    топографо-геодезические работы;
•    создание топографических планов;
•    создание кадастровых планов.
В сочетании с камерами различных спектральных диапазонов лазерный локатор становится источником комплексной информации о самих объектах ЛЭП, а также о состоянии коридора, по которому они проходят. Кстати, специалисты считают весьма перспективным создание «летающей лаборатории», способной вести обследование сразу несколькими методами. Предлагается, например такой набор:
•    регистрация локального уровня интенсивности электромагнитного излучения разрядных процессов;
•    регистрация оптического излучение разрядных процессов приемником ультрафиолетового диапазона;
•    тепловизионный контроль;
•    видеозапись и цифровое фотографирование;
•    лазерное сканирование.
Справедливости ради стоит заметить, что в последние годы практически не встречается такое, чтобы авиационное обследование ВЛ проводилось только одним типом приборов. Например компания «Power Group», хотя и специализируется на тепловизионном контроле, но считает необходимым сочетать его хотя бы с цифровым фотографированием, а «Геокосмос» ратует за сочетание лазерной локации со спектральным сканированием (например в уже знакомом нам инфракрасном диапазоне).

Андрей ГУБАНОВ, Energyland.info

При подготовке статьи использованы материалы доклада генерального директора ООО «Неф» (ЗАО «Power Group») Дмитрия Гаврилова на Московском международном энергетическом форуме «ТЭК России в XXI веке»

Ссылки по теме:
Техприсоединение, качество энергии, компенсация реактивной мощности, тепловизионная диагностика
«ФСК ЕЭС» подвела итоги сибирской зимы
Нам сверху видно все!