Дроны для линий электропередач: мониторинг провисания и рисков

Исследователи из Университета Ханьян представили инновационную систему на базе беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для комплексной оценки состояния линий электропередач (ЛЭП). Эта разработка способна одновременно анализировать провисание проводов и выявлять потенциальные экологические риски, особенно в труднодоступных регионах.

Традиционный мониторинг ЛЭП, проходящих через разнообразные ландшафты, включая леса, поля и горы, требует разработки передовых технологий. Предложенный подход использует комбинацию 3D LiDAR, GPS и IMU для точного воссоздания геометрического профиля ЛЭП и определения провисания в реальных условиях эксплуатации. Тепловизионная съемка позволяет измерять температуру проводов, что дает возможность интерпретировать полученную геометрию с учетом термомеханического поведения, а не просто как статическую форму.

Связывая измеренную температуру с зависимостью провисания от натяжения, система может прогнозировать изменения формы ЛЭП при экстремальных тепловых нагрузках. Эта прогностическая функция позволяет оценивать не только текущее состояние линий, но и прогнозировать риски, связанные с увеличением тепловой нагрузки и, как следствие, возможными экологическими нарушениями.

Оценка экологического риска производится путем сравнения профиля провисания с расположением окружающих объектов. Система определяет зону потенциального нарушения, учитывая необходимое расстояние и запас прочности, и количественно оценивает риск, идентифицируя данные облака точек окружающей среды в пределах этой зоны. Таким образом, генерируются индикаторы мониторинга, такие как глубина вторжения, плотность точек и длина затронутого участка, что способствует автоматизированному контролю и приоритизации работ по управлению растительностью.

«Наша технология может быть использована для воздушного осмотра и планирования технического обслуживания воздушных коридоров электропередач в эксплуатации. Оценивая провисание и экологические риски одновременно по всей длине, этот подход поддерживает регулярный мониторинг в районах, где рост растительности, неровный рельеф или близлежащие сооружения увеличивают риск контакта с линиями электропередач», — отмечает профессор Ки-Ён О.

«В дополнение к текущим условиям эксплуатации, подход может оценить, как линия будет деформироваться при более высоких температурах, позволяя оценивать риски во время тепловых волн, при высоких нагрузках или аномальных климатических явлениях без дополнительного наземного оборудования».

Инспекторы могут использовать полученную информацию для выявления участков, где линия может приблизиться к близлежащим объектам, и принимать профилактические меры до возникновения контакта. Также возможно приоритизировать удаление растительности, устранять возникающие проблемы с допустимыми расстояниями или укреплять уязвимые участки при более высоких температурах или нагрузках. Прогнозная аналитика также позволяет более избирательно планировать сезонные инспекции в периоды повышенного риска. На удаленных, лесистых или труднодоступных участках коридора, где доступ к объекту затруднен или занимает много времени, инспекторы могут сократить необходимость в лазании, пеших обследованиях или повторных выездах на место, полагаясь на данные, полученные с воздуха.

Хотя команда разработала эту технологию для линий электропередач, она может быть адаптирована и для других инфраструктурных объектов, где требуется одновременный мониторинг деформации и взаимодействия с окружающей средой.

«По мере того как этот тип мониторинга становится более распространенным, аналогичные принципы могут быть применены к другой инфраструктуре, где осмотр на месте затруднен или рискован», — заключает Мунсу Чон. «Этот переход также становится все более важным, поскольку быстрые изменения погоды и непредсказуемые условия эксплуатации затрудняют опору на запланированные или личные инспекции. Автоматизированный мониторинг позволит выявлять возникающие риски без ожидания видимых повреждений или отправки инспекторов после ухудшения условий».

«Вместо того чтобы реагировать на сбои, инспекции могут превратиться в превентивную систему, которая определяет, где необходимо вмешательство до возникновения сбоев, укрепляя тем самым устойчивость критически важной инфраструктуры с течением времени».