Цифровая трансформация электросетевых предприятий в современном экономическом контексте становится одним из конкурентных преимуществ. Компании, которые активно внедряют цифровые технологии и благодаря им оптимизируют бизнес-процессы, получают дополнительную выгоду и необходимые условия для развития. Интеграция промышленных беспилотных технологий в энергетической отрасли не стала исключением.
Как могут быть полезны профессиональные беспилотники, и какие преимущества дает их применение? Об этом рассказали специалисты компании Aeromotus, интегратора беспилотных технологий и официального дилера ведущего мирового бренда квадрокоптеров DJI в России.
Внедрение беспилотных технологий как новый вектор развития энергетической отрасли
По данным аналитического агентства Drone Industry Insight, энергетический сектор, строительство и сельское хозяйство — лидеры по внедрению БПЛА. Отметим, что крупные энергетические российские компании начали внедрять БПЛА с 2015 г. для мониторинга линий электропередач и других объектов.
По словам Владислава Онищенко, Президента Фонда «Центр стратегических разработок», беспилотные технологии обладают большим потенциалом использования в коммерческом секторе: «Их преимущества — оперативность, непрерывность, снижение трудоемкости — позволяют российским компаниям эффективнее решать различные задачи в сельском и лесном хозяйстве, строительстве, грузоперевозках, кадастре и других отраслях по сравнению с традиционными инструментами». (Цитата из отчета «Состояние и тенденции развития рынка беспилотных авиационных систем в мире и России», июнь 2022 г.)
К основным видам работ, которые успешно выполняют БПЛА в электросетевом хозяйстве, можно отнести:
- Проектирование ЛЭП (исследование территорий, особенно в условиях труднодоступной местности);
- Разовый и плановые мониторинги технического состояния ЛЭП;
- Определение соответствия провеса проводам согласно нормативам;
- Выявление нарушений в охранной зоне;
- Картографирование местности;
- Планирование модернизации ЛЭП, расширения просек и других мероприятий;
- Мониторинг препятствий для линий электропередач (в частности, древесно-кустарниковой растительности);
- Предотвращение ЧС и проведение аварийно-восстановительных работ;
БПЛА дополняют проведение наземных точечных и маршрутных инспекций. Сбор данных с помощью дронов – качественная и при этом значительно более экономичная альтернатива использованию спутников и пилотируемой техники.
Благодаря возможности проведения частых мониторингов с беспилотником, любые дефекты и деформации, требующие внимания со стороны специалиста, могут быть устранены на раннем этапе. Такой подход практически полностью предупреждает возникновение аварийных ситуаций на линии и позволяет избежать дорогостоящего ремонта.
Данная технология потенциально может стать решающей для перехода от традиционных технологий мониторинга, став дайвером обновления отрасли в целом.
Промышленные беспилотные технологии для электросетевого комплекса
Промышленные дроны DJI применяются при осмотре линий электропередач для широкого спектра задач: от проектирования и мониторинга потенциальных угроз безопасности (например, коронные разряды) до картирования сетей линий электропередач. Ниже представлены виды используемой съемки.
Аэрофотосъемка и визуальный контроль
Аэрофотосъемка с БПЛА позволяет проверять тысячи километров электрических линий, оптимизируя технический план обслуживания сети.
Сбор и последующая обработка геопространственных данных с привязкой к координатам решают важные задачи при проектировании и обслуживании объектов электроэнергетики.
Функционал обработки данных с БПЛА, который может быть полезен специалистам электросетевого комплекса:
- Создание ортофотоплана и цифровых моделей местности (ЦММ).
- Определение площади залесенности.
- Измерение габаритов объектов и стрелы провеса провода.
- Измерение расстояний с учетом рельефа, уклонов, превышений.
- 3-D представление зон падения деревьев и обрывов проводов, определение препятствий.
- Определение дефектов изоляторов, опор, дефекты арматуры и пр.
- Нарушение охранной зоны ЛЭП.
- Другие задачи.
При регулярном мониторинге оценивается актуальное состояние объектов и планируются ремонтные и восстановительные работы, определяются причины возникновения дефектов на ЛЭП для их предотвращения в будущем.
Ещё одним вариантом для сбора данных и последующей камеральной обработки является мощная универсальная промышленная летная платформа Matrice 300 RTK с фотограмметрической камерой Zenmuse P1, которая создана для задач аэрофотограмметрии и картографии.
Камера Zenmuse P1 оснащена полнокадровой матрицей и функцией Smart Oblique Capture, для визуализации высокоточных 3D-моделей в реальном времени.
Matrice 300 RTK — флагман компании DJI, устойчивый к ветру и дождю. M300 обладает с высокой производительностью, может совершать полеты до 55 мин с макс. высотой до 7000 м и удалением от старта до 15 км. Способен выполнять миссии в сложных температурных условиях: -20°С до +50°C.
Производители дронов DJI учли, что бывают ситуации, когда большие платформы могут быть неудобными в эксплуатации, поэтому выпустили новые промышленные компактные и и мощные дроны Mavic 3 Enterprise (М3E).
Картографический дрон Mavic 3E, серии M3M, имеет 12-мегапиксельную камеру с 56-кратный максимальным гибридный зумом, благодаря этому можно получить детализированные снимки в высоком разрешении.
М3Е имеет более короткий интервал съемки и выполняет снимки каждые 0,7 секунды, механический затвор позволяет делать снимки высокого качества без остановки оборудования.
Тепловизионное обследование с беспилотником
При мониторинге технического состояния линейных объектов энергетики активно применяется технология тепловизионной съемки.
Тепловизор на беспилотнике снимает объекты в инфракрасном тепловом излучении и помогает находить места перегрева и составить общий температурный градиент выбранных областей. При визуальном осмотре такие участки обычно проблематично обнаружить.
Тепловизионная съемка позволяет оперативно отслеживать следующие критические моменты:
- Разрушение опор,
- Перегрев крупных трансформаторов,
- Источники потерь энергии в сети,
- Подтопления в охранных зонах,
- Небольшие возгорания на линии.
Беспилотный комплекс DJI Matrice 300 RTK, оснащенный тепловизором Zenmuse H20N — давно зарекомендовавшее и часто используемое промышленное беспилотное решение в работе крупных энергетических компаний.
Тепловизор Zenmuse H20N с высокотехнологичными системами объективов и датчиков, пропускающие невидимые инфракрасные частоты, измеряет температуру объекта. Проанализированные данные отображаются на термограмме с различными значениями температур. Технология Starlight Vision позволяет собирать данные в условиях плохой видимости и даже ночью.
Другой вариант оборудования для целей тепловизионного мониторинга линий электропередач и подстанций и экстренного реагирования — компактный складной промышленный дрон DJI — Mavic 3 Thermal. Это вторая модель дрона новой серии Mavic 3 Enterprise, которая обладает рядом преимуществ по сравнению со своим предшественником 2-го поколения — Mavic 2 Enterprise Advanced (M2EA). Беспилотник M3T оснащен телекамерой, широкоугольной камерой и тепловизором.
Mavic 3 Thermal обладает меньшим весом и увеличенным временем полета – 45 минут против 31-й, оснащен 56-кратным гибридным зумом против 32-кратного цифрового у M2EA. При этом дальность передачи сигнала у нового Mavic 3T увеличена до 8 км, а система обнаружения усовершенствована до всенаправленной типа «рыбий глаз».
Третье профессиональное беспилотное решение — это дрон Matrice 30T, также оснащенный тепловизором. В беспилотник интегрирована 48Мп зум-камера, 12Мп широкоугольная камера, тепловизионный датчик с возможностью съемки в условиях сниженной видимости и ночное время, а также лазерным дальномером. Данный аппарат оптимально подходит не только для задач мониторинга, но также и для миссий по устранению аварийных ситуаций на линии.
Воздушное лазерное сканирование объектов электроэнергетики
Технология воздушного лазерного сканирования (ВЛС) особенно актуальна при проведении мониторинга объектов в труднодоступных районах и при сложном рельефе местности. Позволяет оценить актуальное состояние объектов и территорий, проводимых на них ремонтных и восстановительных работах, а также определить причины возникновения дефектов на ЛЭП для их предотвращения в будущем.
Лазерный сканер DJI Zenmuse L1 и специализированное программного обеспечение DJI Terra существенно расширяют объем информации для оценки состоянии объектов электроэнергетики и рисков в пределах охранных зон.
Лидар формирует плотное фактическое облако точек даже в условиях густой залесенности, позволяя передать фактический рельеф местности даже под кронами деревьев. Кроме того, Matrice 300 RTK + Zenmuse L1 позволяет сканировать провода и мелкие конструкции (изоляторы, фермы), абсолютно недоступные для классических методов. На основе высокоточных данных, полученных с лазерного сканера, формируются максимально подробные трехмерные модели.
Полученные 3D представления позволяют измерять длину, площадь, объем объектов и оценивать работы по ремонту ЛЭП или прокладке новых линий.
Интеграция беспилотных решений для энергетического сектора от компании Aeromotus
Внедрение БПЛА включает в себя несколько этапов. Прежде всего, это подбор оптимального оборудования под задачи заказчика. Затем проводятся пусконаладочные работы и тестовые запуски.
После этого специалисты Aeromotus проводят обучение пилотированию дрона и программной обработке данных для сотрудников принимающего предприятия. Обычно такое обучение занимает 1-2 дня. Таким образом, внедрение профессиональных беспилотных технологий возможно в самые кратчайшие сроки.
Одной из особенностей работы компании Aeromotus — полное сопровождение клиента, начиная от подбора оптимального оборудования под конкретные задачи предприятия, выполнения настройки оборудования и дальнейшего технического сопровождения на весь период эксплуатации оборудования. В компании Aeromotus также реализован Telegram-чат технических специалистов, где всегда можно узнать об обновлениях и оперативно получить консультацию по интересующему вопросу.
