Как в российской, так и в мировой электроэнергетике сегодня активно и успешно применяются беспилотные летательные аппараты (БПЛА). С помощью дронов производятся диагностика, мониторинг и обслуживание линий электропередачи. Кроме того, сейчас появился повод говорить и о реальном использовании БПЛА для строительства воздушных линий — первый в нашей стране практический опыт протяжки пролета ВЛ с помощью дрона был реализован компанией «ЭлКо» в процессе строительства ЛЭП в Республике Алтай.
Идея строительства воздушных линий с применением БПЛА давно находилась в фокусе внимания российских энергетиков. Один из наиболее перспективных сценариев применения дронов — это использование их для протяжки лидер-троса при монтаже проводов ВЛ в сложных условиях, где традиционная протяжка по земле вдоль линии либо затруднительна, либо невозможна, либо связана с высокими затратами (применение вертолета).
Положительный опыт применения БПЛА для строительства ВЛ был получен специалистами компании «ЭлКо» в рамках реализации проекта в Республике Алтай. С помощью дрона была проведена протяжка пролета ВЛ в габаритах 110 кВ длиной 806 м с пересечением бурной, круглогодично незамерзающей реки Бия и федеральной автодороги (рисунок 1).
Для протяжки использовался гексакоптер, тщательно подбиравшийся с учетом специфики возлагаемой на него задачи. В большинстве случаев БПЛА применяются для поднятия груза и его доставки, сброса и т.д. Однако в случае протяжки пролета ВЛ необходимо было именно тянуть канат, поэтому аппарат должен был развивать достаточное горизонтальное тяговое усилие. Аппарат также был оснащен системой сброса. Для контроля стрелы провеса каната использовалась специальная тормозная лебедка.
Протяжка пролета с помощью БПЛА происходит следующим образом (рисунок 2). В районе опоры 1 устанавливается тормозная лебедка с кевларовым канатом, оснащенным грузом-зацепом и прикрепленным к системе сброса на дроне. Канат закладывается в ролики на опоре 1, а затем протягивается дроном к опоре 2. На опоре 2 устанавливается специальная ловушка, в нее оператору дрона необходимо с помощью системы сброса, которой оборудован БПЛА, поместить канат. Вслед за кевларовым канатом протягиваются последовательно более прочный трос, стальной лидер-трос, а затем непосредственно сталеалюминиевый провод (АС). На всех этапах канат, лидер-трос и провод АС не касаются препятствий.
Поскольку проект был первым отечественным опытом применения технологии протяжки пролета ВЛ с помощью дрона, при его реализации разработчикам пришлось столкнуться с рядом нюансов, которые невозможно было учесть на стадии планирования. Решения пришлось искать опытным путем.
Первым таким нюансом стали материалы — необходимо было найти канат, достаточно прочный на разрыв и в то же время легкий настолько, чтобы его мог без проблем поднять и тянуть беспилотный летательный аппарат. Также требовалось подобрать правильные крепления, не ослабляющие канат и обеспечивающие необходимую прочность на разрыв. Канат со всеми креплениями предварительно проходил испытания на специально построенном для этого стенде.
Следующим пунктом стал сам БПЛА. Был необходим аппарат не только грузоподъемный, но и способный создавать тяговое усилие, достаточное для протяжки каната. Необходим был и опытный оператор дрона, способный управлять аппаратом в условиях горизонтального, постоянно меняющегося сопротивления от каната.
Ряд сложностей возник и при выборе лебедки. Так, например, при первых испытаниях аппарата использовалось устройство с механическим тормозом, который перегрелся, в результате чего лебедка вышла из строя. В итоге для протяжки пролета на реальном объекте использовалась электрическая лебедка с контролем момента натяжения.
И, разумеется, для проверки материалов и аппаратов, а также для подготовки операторов дрона, необходимы были испытания. Для этого в районе г. Новокузнецка был создан специальный испытательный полигон. Именно на нем проходили пробные полеты, испытывались материалы и оборудование. В результате испытаний также был определен и оптимальный провес, с которым может справиться БПЛА. Дело в том, что слишком маленький провес дрону тянуть сложно, а при росте провеса высок риск зацепа каната за препятствия. Поэтому данный вопрос также потребовал детальной проработки.
Сейчас, когда технология протяжки пролетов ВЛ с помощью беспилотника уже доказала свою применимость на практике, открываются широкие перспективы ее тиражирования. Так, например, положительный опыт, полученный на Алтае, может быть применим в высокогорных и в иных труднодоступных районах. Возможно применение данной технологии и в условиях тесной городской застройки.
Кроме того, протяжка пролетов ВЛ с помощью БПЛА представляется целесообразной и для применения в более благоприятных условиях, поскольку технология не только минимизирует риски для персонала, но и заметно упрощает логистику процесса, не требует дорог, проходящих параллельно ВЛ (достаточно подъездов к опорам), позволяет сократить вырубку леса в районах прохождения линий электропередачи, требует меньшего количества персонала, чем традиционная ручная протяжка.
Компания «ЭлКо» в настоящее время активно развивает и оптимизирует данную технологию. Так, например, существенной доработке подвергся сам БПЛА. Для обеспечения необходимого тягового усилия решено было использовать маршевые двигатели. На текущий момент компанией разработан и построен БПЛА с четырьмя подъемными и двумя маршевыми двигателями, что существенно увеличивает тяговое усилие (рисунок 3). Совершенствуется и другое оборудование, в частности, уже разработана лебедка с автоматическим регулированием усилия натяжения и обратной подмоткой излишней слабины провеса (рисунок 4). Данное устройство позволит минимизировать касание лидер-троса за препятствия при сбросе зацепа в ловушку. В настоящее время проводятся испытания технологии на полигоне с пролетом 1500 метров.
Резюмируя, можно отметить, что технология протяжки пролетов ВЛ с помощью БПЛА при надлежащем уровне проработки и качественном техническом оснащении представляется весьма перспективной. Уже в недалеком будущем она может стать стандартным, признанным российскими электросетевыми компаниями инструментом строительства воздушных линий электропередачи. 
