CC BY
27УДК 621.315.1.004.5-047.36
СПОСОБ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
А.В. Виноградов, В.А. Чернышов, А.Е. Семенов, А.О. Мороз
ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»
Аннотация. Разработан способ использования беспилотного летательного аппарата для мониторинга технического состояния воздушных линий электропередач. Предложенный способ отличается тем, что в нем обследуемая с помощью беспилотного летательного аппарата ВЛ оборудуется специальными аппаратными средствами передачи данных о своем техническом состоянии на беспилотный летательный аппарат.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, воздушная линия электропередач, контроль состояния, мониторинг, адаптация.
Введение. Контроль состояния воздушных линий электропередач (ВЛ) является одной из самых трудоемких задач в работе районных служб электрических сетей. Обходы ВЛ, особенно ВЛ, расположенных в сельской местности, занимают большое время и отвлекают значительное количество персонала от других задач. В то же время, именно своевременное обнаружение участков ВЛ, на которых требуется расчистка трассы, участков с повреждениями опор, изоляторов и проводов позволяет значительно сократить ущербы от недоотпуска электроэнергии потребителям за счет эффективного использования ресурсов энергокомпании, правильного планирования работ. В настоящее время разработано достаточно большое количество способов и средств мониторинга состояния ВЛ [1].
В частности, известен способ мониторинга технического состояния элементов ЛЭП, заключающийся в визуальном контроле их параметров работниками электрических сетей [2]. Недостатками данного способа являются: необходимость содержания штата оперативно-выездной бригады (ОВБ), технологические нарушения и аварии на ВЛ, обусловленные несвоевременным выявлением ее дефектных элементов, повышенная опасность электротравматизма персонала оперативно-выездной бригады вследствие шагового напряжения при выполнении осмотров ВЛ.
В то же время активно развивается применение в различных отраслях народного хозяйства беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Методика беспилотного обследования с воздуха с использованием летательных аппаратов не нова, она используется в различных регионах России и мира и решает различные задачи [3,4,5].
Результаты и обсуждение. Беспилотная аэрофотосъемка ЛЭП при облете линий позволяет существенно сократить время на поиск повреждений ЛЭП при их аварийном отключении. Так, традиционный обход одной высоковольтной линии длиной 10 км, расположенной на труднодоступном участке, может затянуться на время от нескольких часов до нескольких дней. Осмотр же с воздуха позволяет обследовать ту же ЛЭП всего за полчаса при скорости движения БПЛА 60-70 км/ч даже с учетом его запуска и приема данных.
Задачи, решаемые при помощи БПЛА для электроэнергетики следующие: оценка состояния ВЛ; аэрофотосъемка ЛЭП, опор и линий электропередачи; измерение стрелы провеса проводов; тепловизионный контроль элементов ЛЭП; контроль допустимой высоты деревьев в зоне прохождения высоковольтных линий с помощью лазерного сканирования; идентификация строительных площадок; съемка новых маршрутов ЛЭП, прилегающей территории и создание цифровой модели рельефа; поиск и анализ повреждений, аварий и т.п. Данные задачи решаются с помощью оборудования, устанавливаемого на БПЛА (видеокамеры, фотоаппараты, тепловизоры и т.п.).
Повышение эффективности мониторинга технического состояния элементов ВЛ может заключаться в том, чтобы адаптировать ВЛ к использованию БПЛА. Для этого на ВЛ устанавливаются специальные аппаратные средства, позволяющие с помощью визуальных, радиотехнических или иных средств передавать на БПЛА информацию о техническом состоянии компонентов ВЛ. Это позволит значительно повысить информативность при использовании БПЛА и увеличит достоверность получаемой информации.
Суть предлагаемого способа заключается в следующем. Мониторинг технического состояния элементов ВЛ производят дистанционно посредством беспилотного летательного аппарата (БПЛА) оснащенного устройствами для получения как визуальной, так и аппаратной информации, устройством для передачи информации на диспетчерский пункт, а ВЛ оснащается устройствами для передачи аппаратной или визуальной информации о своем состоянии на БПЛА.
Рисунок 1 - Схема мониторинга ВЛ с помощью БПЛА.
Согласно рисунка: 1- распределительное устройство (РУ); 2 -воздушная линия электропередачи (ВЛ); 3 - беспилотный летательный аппарат (БПЛА); 4 - траектория полета; 5 - область визуального приема информации; 6 - устройство (приема) передачи сигнала (УПС); 7 -устройство формирующее для БПЛА аппаратную информацию; 8 -диспетчерский пункт.
Распределительное устройство РУ 1 питает ВЛ 2. Вдоль трассы ВЛ 2 (в прямом и в обратном направлении) курсирует БПЛА 3 по траектории полета 4. В процессе своего полета БПЛА 3 посредством установленного на нем специального оборудования (оптического, тепловизорного, звукового и др.) контролирует канал визуального приема информации 6, характеризующей текущее техническое состояние элементов (проводов, изоляторов, траверс, стоек) ВЛ 2. Кроме того, БПЛА 3 и каждая из опор ВЛ 2 оснащены УПС 6, что позволяет организовать соответствующий волновой канал (приема) передачи аппаратной информации о текущем техническом состоянии элементов ВЛ 2. На основании доставленной БПЛА 3 визуальной и аппаратной информации на диспетчерский пункт 8, последний формирует соответствующие команды по оперативному управлению РУ 2 и экипажем ОВБ 9.
Заключение. Предлагаемый способ позволяет оперативно и достоверно производить мониторинг технического состояния элементов
ВЛ, что позволяет отказаться во многих случаях от проведения традиционного визуального контроля и оперативно устранять все технологические дефекты и нарушения в работе ВЛ на заранее известных участках. Это способствует существенному повышению эффективности функционирования ВЛ и приводит к сокращению недоотпуска электроэнергии потребителям.
Список литературы
1. Самарин А. В., Рыгалин Д. Б., Шкляев А. А. Современные технологии мониторинга воздушных электросетей ЛЭП // Естественные и технические науки. 2012. № 1, 2.
2. Гавриченко А.И., Чернышов В.А. Способ идентификации опоры с замыканием на землю в распределительных сетях с изолированной нейтралью Патент RU №2317624, МПК H 02 J 13/00, 2011г Патентообладатель Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО ОрелГАУ)
да
3. Беспилотные летательные аппараты. Интернет-ресурс. Режим входа (на 13.09.14г.): http://www.airwar.ru/bpla.html
4. Иноземцев Д.П. БЕСПИЛОТНЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА. Интернет-ресурс. Режим входа (на 13.09.14г.): http://www.credo-dialogue.com/getattachment/6cf5bf18-cf53-4532-b5bd-1ed04dabc234/Bespilotnue-letatelnue-apparatu.aspx
5. Применение беспилотных летательных аппаратов в лесном хозяйстве. Интернет-ресурс. Режим входа (на 13.09.14г.): http://www.woodbusiness.ru/newsdetail.php?uid=9158
Виноградов Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент, winaleksandr@yandex.ru, Россия, Орел, Орловский
государственный аграрный Университет Чернышов Вадим Алексеевич, кандидат технических наук, доцент, blackseam78@mail.ru, Россия, Орел, Орловский государственный аграрный Университет Семенов Александр Евгеньевич, старший преподаватель, semenow.ae@yandex.ru, Россия, Орел, Орловский государственный аграрный Университет Мороз Артём Олегович, электромонтер, moroz5732@gmail.com Россия, Орел, Филиал ОАО «МРСКЦентра» - «Орелэнерго»
METHOD FOR MONITORING TECHNICAL STATE ELEMENTS OVERHEAD POWER LINE
A.V. Vinogradov, V.A. Chernyshev, A.E. Semenov, А.О. Moroz
Abstract. Developed a method of using unmanned le-tatelnogo apparatus for monitoring the technical condition of a cart-stifling power lines. The proposed method is characterized in that it examinees with the help of an unmanned aerial vehicle equipped with a special overhead line hardware data about its technical condition on unmanned le-tatelny machine.
Keywords: drone overhead line power, status monitoring, monitoring and adaptation.
Vinogradov Alexander, candidate of technical Sciences, Associate Professor, winaleksandr@yandex.ru, Russia, Orel, Orel State Agrarian University
Vadim A. Chernyshev, candidate of technical Sciences, Associate Professor, blackseam78@mail.ru, Russia, Orel, Orel State Agrarian University
Semenov Alexander E., Senior Lecturer, se-menow.ae@yandex.ru, Russia, Orel, Orel State Agrarian University
Artem O. Moroz, electrician, moroz5732@gmail.com Russia, Orel, Branch of JSC "IDGC of Center" - "Orelenergo"
