Инспектиране на електропреносната мрежа

Инспекциите на електропреносната мрежа чрез дронове предлагат иновативен подход, който прави процеса по-бърз, по-безопасен и по-ефективен. С помощта на усъвършенствани технологии, дроновете могат да заснемат и анализират състоянието на електропроводите, откривайки потенциални проблеми, невидими за човешкото око. Това не само подобрява безопасността на инспекторите, но и помага за предотвратяване на бъдещи аварии, като същевременно оптимизира процеса на поддръжка на електропреносната мрежа. 

Текст: списание ЕНЕРГИЯ

Инспектирането на електропроводи чрез дронове се използва за проверка на състоянието на електрическите мрежи, установяване на потенциални опасности, рутинна поддръжка, както и при огледи след бедствия и аварии. Методът прави работата на инспекторите по-ефективна, същевременно и по-безопасна. Рутинната поддръжка на електропроводите предполага извършването на проверки на всеки 1-2 години и на подробни огледи на всеки 3-5 години. От друга страна зачестяващите природни бедствия изискват спешно реагиране на неочаквани ситуации, когато са необходими голяма бързина и съсредоточаване на професионалната намеса на правилното място. За извършването на проверката дроновете летят по протежение на участъци от преносните линии, заснемайки състоянието на съоръженията за текущ и последващ анализ. Наблюдаваното от камерата се излъчва в реално време на дисплей на модула за дистанционно управление и същевременно се записва. По време на своя полет дроновете могат да разкрият аномалии в състоянието на кулите и самите линии. Например, кадрите показват кога израстващата растителност се доближава опасно близо до трасето или кога електрически проводник има увреждане. Данните се събират и използват за вземане на решение къде са необходими незабавни ремонти, а също и като основа за бъдещите проверки.

Освен да разкриват чисто визуални признаци на проблеми, дроновете могат да обследват далекопроводите и с помощта на термовизионни сензори, измервайки температурите и откривайки „горещи точки“. Инфрачервените сензори улавят потенциални проблеми, невидими за простото око, които обаче могат да доведат до сериозни повреди. Дроновете са изключително ценно решение за спешни проверки. Когато има щети от буря и аварийно прекъсване на електричеството, летящите „очи“ на инспекторите са способни да огледат възможно най-много от инфраструктурата за възможно най-кратко време.

Място за подобрение в традиционните методи за проверка

Обичайно при проверка инспекторите вървят пеш или шофират по протежение на електропроводите, оглеждайки за аномалии. Понякога газят през тежки терени. Изкачват се по кулите, когато е необходимо, или използват хеликоптери. Придвижването и достигането до всяка кула отнема време. При трудни терени професионалистите успяват да инспектират по няколко кули на ден. В зависимост от дължината на трасето една инспекция на електропровод може да отнеме седмици. Освен това работата е опасна. Експертите рискуват падане от голяма височина или токов удар. Хеликоптерите са по-бързи в придвижването, но това е много скъпо решение и е оправдано само в много сложни ситуации. В редки случаи проверки на трасетата се извършват чрез сателит. Но тези проучвания са скъпи и са удачни само за основен структурен анализ, защото улавят само изглед от високо ниво, без много подробности. Всичко това значи, че има място за подобрение чрез съвременните образни и летателни технологии.

Предимства на инспекциите на електропроводи с дрон

С помощта на усъвършенствани камери и сензори дронтехнологията облекчава много традиционните инспекции на електропроводи. Подобрената безопасност е фактор номер едно. С дронове няма нужда специалистите да се изкачват по кулите и да се доближават до линиите с високо напрежение. Летящите машинки могат лесно да избягват това да се приближават твърде много до пилоните и проводниците, като все пак събират подробни данни. Това предпазва работниците от опасност и им позволява да анализират и диагностицират данните, стоейки на земята.

Освен да заснемат състоянието на всеки елемент от инфраструктурата, дроновете могат да откриват „невидими“ опасности и да предотвратяват бъдещи бедствия. Например, с помощта на термовизионни камери могат да идентифицират горещи участъци от окабеляването, които потенциално биха могли да предизвикат горски пожари, ако не бъдат поправени. Следователно безпилотните летателни апарати (БЛА) не само правят работата по-безопасна за инспекторите, но помагат и за опазване на околната среда и обществото.

Подвижността на дроновете във въздуха прави възможни по-бързи и по-чести прегледи. Летящите устройства „обикалят“ електропроводите пъргаво. Могат да покриват големи участъци от линиите за кратко време. Разбира се, когато дадено проучване разкрие проблем, дронът може да се забави, да постои или да се върне, за да заснеме обекта по-отблизо, като увеличи мащаба с камерата си.

Тъй като дроновете извършват проверки по-бързо, те могат да ги извършват и по-често. Това увеличава капацитета на проверяващите и способността им за реагиране на проблеми и предотвратяване на прекъсвания. Бързината и маневреността на дроновете ги прави ценен съюзник при огледи след бедствия, когато се наблюдава най-тежката комбинация от събития – електрозахранването е прекъснато за цели региони, а терените са труднодостъпни или откровено опасни за инспекторите.

Широк спектър на полезност имат дроновете, способни да идентифицират разнообразие от неизправности и опасности. Със своите камери с висока резолюция и термосензори те са в състояние да различат и най-малките аномалии. Част от нещата, които дроновете могат да открият, докато летят, включват: прегряващи проводници и повредени изолатори, избуяла растителност, навлизаща между далекопроводите, липсващи болтове и винтове, ръжда и пукнатини, напукани или счупени изолатори, корозия по конструкцията на кулата, увреждане на бетоновите основи, птичи гнезда. И тъй като дроновете могат да проверяват за всички тези проблеми едновременно, те са много добър инструмент за проверка „всичко в едно“.

Различни дронове за различни задачи

Различни дронове са приложими за различни сценарии на работа. Например, за широкомащабни проучвания с голям териториален обхват за предпочитане е обичайно да се използва дрон с фиксирано крило. Той е способен да лети по-дълго в сравнение с мултикоптерите. Способен е и да носи по-голям товар. Недостатъкът му е, че се нуждае от „писта“ за излитане и кацане. От друга страна, при работа във ветровита обстановка, ниско над земята, измежду много обекти е необходим стабилен и маневрен дрон, което е постижимо за модел с много ротори. Лесно да обикаля около даден елемент, да „стои“ на място и устоява по-добре на непредсказуем вятър. За сметка на това полетът му е по-кратък и товароносимостта – по-малка.

Дроновете, специализирани за инспекция на електропроводи, може да имат и по-високо ниво на автономност. Например, те могат да са оборудвани с алгоритми за разпознаване на препятствия. Така могат, например, да избегнат клоните на дърво, пораснало високо в близост до далекопровод.

Някои производители се стараят техните БЛА да боравят и с алгоритми за обектно разпознаване – например да могат да „четат“ надписи и етикети. Ценна възможност на дроновете е разпознаването на растителността и състоянието й. Така те могат да алармират, например, за изсъхнало дърво, което може да падне върху далекопровода, или да дадат сведения за вида на растителността, подрастваща под дадено трасе, за да се прецени дали и колко скоро трябва да се извърши кастрене.

Много от устройствата, разработени за индустрията, могат да изпращат и моментални нотификации – например, когато регистрират проблем, те веднага известяват пилота, за да може той незабавно да прецени дали трябва да задържи дрона на място, да включи по-голямо оптично приближение и да огледа по-детайлно установената повреда. Негласно се приема за „задължително“ дроновете за инспектиране на електропроводи да са устойчиви на електромагнитни влияния. 

Кои са „очите“ на дрона?

Естествено, машинното зрение на дроновете започва с техните камери. Те са с висока резолюция и позволяват добро оптично увеличение – някои модели позволяват 30- до 50-кратно оптично приближение. Това означава, че устройството може да стои на 10 метра от кулата, но да наднича по детайлите й отблизо, сякаш е на няколко сантиметра разстояние. Инфрачервените сензори помагат на дроновете да идентифицират горещи точки, невидими за човешкото око или обикновените камери. С термовизионните си радари устройствата генерират топлинни карти за лесна оценка на окабеляването. Лазерите за откриване на обекти (LIDAR) позволяват на дроновете да проследяват линейни електропроводи с топографска точност и да създават 3D модели чрез „облак“ от точки. По този начин се получават изключително точни карти на цели коридори на електропроводи, които не могат да се добият чрез обикновени снимки.

Кинематичното позициониране (RTK) в реално време помага на дроновете да летят по точни инспекционни маршрути. RTK съпоставя GPS данните с геомаркирани кадри от дрон, за да коригира позицията на дрона, докато той лети. Това означава, че след като се извърши инспекция веднъж, инспекторите могат да създадат мисия с конкретен маршрут, която да бъде изпълнена от дрон – и той ще следва пътя си посредством RTK. По този начин не е нужно ръчно пилотиране на дрона след първата проверка. Апаратът ще лети автономно, което рационализира процеса на проверката. Заедно, тези усъвършенствани технологии за дронове предоставят точни данни, които съперничат на традиционните методи за инспекции.

Колко е важно да имаш добър пилот?

Въпреки усъвършенстваните технологии и високото ниво на автономност при съвременните дронове, облитането на електропроводи с такъв летателен апарат е висококвалифицирана работа и изисква добре обучен пилот. От него се изисква безупречно да познава разпоредбите за управление на безпилотни летателни машини. Освен това работата с електрически кабели с високо напрежение е опасна и пилотът трябва да е изключително предвидлив и внимателен. Една потенциална грешка може да причини големи прекъсвания на захранването и да струва много на дружеството. Доброто планиране на всеки полет спрямо времето, терена, метеорологичните условия и най-вече заложените задачи – съответно и полезния товар – е абсолютна необходимост.

Рискове и потенциални недостатъци

„Всяка монета има две страни“ – същото важи за инспектирането с дронове. Дронът зависи от времето. Силен вятър, дъжд и внезапна градушка могат да съсипят работата му. Дори един ситен ръмеж, в съчетание с вятър, може да обезсмисли работата на дрона, тъй като намокрянето на обектива ще направи камерата „сляпа“ и негодна да заснема. Съществува риск от хакване. Всички технологии идват с риск за сигурността и дронът не е изключение. Той може да се окаже интересен като входна точка за злонамерени лица и така да се превърне в заплаха за поверителността и сигурността на данните. Електромагнитното въздействие също трябва да се има предвид. В близост до електропроводите има силно електромагнитно поле и това може да повлияе на изчислителната техника. ЕМ полетата могат да пречат на жироскопите и магнитните компаси в летателните машинки, което води до компрометирана точност на оценката на позицията и намалена стабилност на полета. Освен това ЕМ интерференцията може да повлияе на командните радиосигнали за управление на дрона. Поради тази причина за енергийните дружества са разработени специализирани дронове, устойчиви на електромагнитното поле на далекопроводите.

Ще заменят ли дроновете инспекторите?

Инспекционните дронове определено променят процеса на обследване, позволявайки на инспекторите да ускорят събирането на данни от проверката, като същевременно премахват по-бавните етапи и не излагат хората на опасност. Камерата на дрона на практика заменя очите на инспектора. С помощта на БЛА визуалните данни се събират и се преглеждат подробно - известен преглед се извършва на място, но друга част от анализа се прави след събирането на данните. Това пести време на специалистите по поддръжката. Като се има предвид, че само около 10-20% от инспекциите намират реален проблем, който изисква намеса, това значи, че с дрон се работи по-ефективно.

Всичко това ще рече, че експертизата на инспекторите не губи своята стойност, а новата технология ускорява и облекчава професионалната работа. Изпращайки БЛА на места и в ситуации, опасни за човека, проверяващите могат да събират необходимите визуални данни бързо, без да се излагат на опасност. Така експертизата на служителите на компанията се оползотворява по-ефективно. За инспекторите дроновете са още един, много ефективен допълнителен инструмент в инструментариума за ежедневна работа.

Перспективи

Данните от дроновете са полезни като информация за състоянието на далекопроводите, но още по-ценни биха били те, ако се подават към софтуер, който да ги „сдъвква“. Усъвършенстваният софтуер с аналитични функции може да открива зависимости и корелации, които да помогнат в поддръжката на инфраструктурата. Освен това тези данни могат да се натрупват в картографски модел, което помага за създаването на точно и „живо“ копие на инфраструктурата. Така в бъдеще дроновете ще имат зададена „карта“ и ще следват предварително дефинирани маршрути, което ще спестява на пилотите нуждата да „водят“ дрона по протежение на далекопровода. Софтуерът за анализи дори може да използва изкуствен интелект. И тъй като AI и машинното обучение продължават да се развиват, създаването на 3D карти с актуална информация от дроновете ще става само по-бързо. Можем да очакваме някой ден проверките на електропроводите да станат почти изцяло автоматизирани, от събирането на данни до обработката.