54
СЕТИ
РОССИИ
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
Л
Э
П
воздушные ЛЭП
Н
аряду
с
традиционными
осмот
рами
для
получения
информации
о
техническом
состоянии
ВЛ
в
электро
-
сетевом
комплексе
используются
также
и
результаты
обследований
с
применением
различных
техно
-
логий
дистанционного
зондирова
-
ния
Земли
(
воздушное
и
наземное
лазерное
сканирование
,
аэрофото
-
съёмка
с
последующей
обработкой
полученных
данных
методами
сте
-
реофотограмметрии
,
спутниковый
мониторинг
).
Данные
методы
обла
-
дают
высокой
производительностью
сбора
информации
,
представляют
точные
пространственные
данные
о
параметрах
состояния
ВЛ
в
элек
-
тронном
виде
,
позволяют
исклю
-
чить
субъективность
на
этапе
сбора
и
передачи
данных
.
Сравнительный
анализ
данных
методов
показывает
,
что
каждый
из
них
имеет
свои
преи
-
мущества
и
недостатки
,
при
выборе
технологии
дистанционного
обсле
-
дования
целесообразно
учитывать
наиболее
эффективную
область
её
применения
.
В настоящее время основным источником получения инфор-
мации о техническом состоянии воздушных линий электропе-
редачи (ВЛ) являются осмотры, проводимые силами персонала
электросетевых компаний. Данный метод в течение длительно-
го времени применяется в электросетевом комплексе РФ, ре-
гламентирован нормативно-техническими документами, раз-
работанными ещё до реструктуризации отрасли. Основными
недостатками данного метода является влияние человеческо-
го фактора на этапе сбора, обработки, хранения информации
о техническом состоянии ВЛ, а также высокая трудоёмкость,
большие временные затраты и сложность обследования труд-
нодоступных участков трасс ВЛ.
Применение
дистанционных методов
при обследовании
воздушных линий
электропередачи
Игорь БАЙКОВ, заместитель директора Департамента
оперативного контроля и управления в электроэнергетике
Минэнерго России,
Павел ГОЛУБЕВ, генеральный директор,
ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС»
Юрий СИЗЫХ, начальник отдела дистанционных методов
обследования энергообъектов ЗАО «Техническая инспекция ЕЭС»
55
№
1 (34) 2016
Лазерное
аэросканирование
—
технология
получения
пространственной
информации
о
ко
-
ординатах
объектов
при
помощи
лазерных
скане
-
ров
.
Первичным
результатом
является
массив
ла
-
зерных
точек
(«
облако
точек
»),
каждая
из
которых
имеет
конкретные
значения
атрибутов
(
координаты
X, Y, Z,
время
поступления
отклика
,
интенсивность
),
тем
самым
при
обследовании
собираются
данные
о
форме
и
местоположении
объектов
,
находящихся
в
коридоре
съёмки
.
В
результате
обработки
данных
лазерного
сканирования
с
применением
специали
-
зированного
программного
обеспечения
опреде
-
ляются
геометрические
параметры
технического
состояния
ВЛ
,
а
также
может
быть
построена
элек
-
тронная
модель
ВЛ
.
Технология
лазерного
аэро
-
сканирования
дает
наиболее
полную
информацию
о
геометрических
параметрах
технического
со
-
стоянии
надземной
части
линии
электропередачи
.
Точность
измерения
геометрических
параметров
ВЛ
при
обследовании
с
применением
лазерного
аэросканирования
составляет
около
15
см
и
обес
-
печивается
технологией
съёмки
с
применением
соответствующего
навигационного
оборудования
,
установленного
на
борту
.
Одновременно
с
лазер
-
ным
сканирующим
комплексом
на
борту
устанав
-
ливается
цифровая
фотокамера
,
обеспечивающая
высокодетальные
снимки
коридора
ВЛ
.
Также
при
воздушном
обследовании
могут
быть
использова
-
ны
тепловизор
и
ультрафиолетовый
дефектоскоп
,
позволяющие
выявить
дефекты
элементов
ВЛ
.
Данная
технология
позволяет
создать
трёхмер
-
ные
электронные
модели
ВЛ
,
растительности
,
зем
-
ли
и
объектов
,
расположенных
в
охранной
зоне
ВЛ
и
в
непосредственной
близо
-
сти
от
неё
.
Электронная
модель
ли
-
нии
электропередачи
по
-
зволяет
решать
следующие
задачи
:
достоверное
отобра
-
жение
актуального
состояния
ВЛ
,
визуализация
состояния
ВЛ
,
возможность
моделиро
-
вания
различных
режимов
работы
ВЛ
,
прогнозирование
состояния
ВЛ
при
нормируе
-
мых
режимах
.
Для
вводимых
в
эксплуатацию
электросе
-
тевых
объектов
электронная
модель
ВЛ
позволяет
произ
-
вести
контроль
соответствия
проектным
решениям
,
а
для
линий
электропередачи
,
экс
-
плуатируемых
в
течение
дли
-
тельного
времени
, —
обнов
-
ление
или
восстановление
исполнительной
документа
-
ции
.
По
полученным
данным
могут
быть
спланированы
работы
по
расчистке
и
рас
-
ширению
просеки
,
выявлены
потенциально
опасные
дере
-
вья
,
растущие
за
пределами
охранной
зоны
.
Также
электронная
модель
ВЛ
по
-
зволяет
в
процессе
эксплуатации
создавать
и
рас
-
считывать
варианты
переустройства
ВЛ
,
замены
опор
,
быстро
создавать
планы
и
профили
трассы
,
рассчитывать
длину
провода
/
троса
для
замены
на
повреждённом
участке
,
может
успешно
применять
-
ся
для
проектирования
сложных
участков
:
заходы
на
подстанции
,
участки
параллельного
следования
ВЛ
и
т
.
д
.
На
практике
электронная
модель
ВЛ
по
-
зволяет
решать
и
иные
сложные
задачи
,
например
определять
«
слабые
места
»
линии
электропереда
-
чи
(
потенциальное
место
аварии
)
при
токовых
на
-
грузках
,
близких
к
максимальным
,
моделирование
может
помочь
при
определении
причины
повреж
-
дения
элементов
ВЛ
в
процессе
расследования
аварий
.
По
результатам
анализа
электронной
модели
ВЛ
может
быть
получена
информация
о
следую
-
щих
параметрах
:
расстояния
от
проводов
ВЛ
до
по
-
верхности
земли
,
между
проводами
или
проводами
и
тросами
пересекающихся
ВЛ
,
от
проводов
ВЛ
до
пересекаемых
объектов
;
отклонения
опор
от
верти
-
кальной
оси
вдоль
и
поперек
ВЛ
,
отклонения
(
уклон
и
разворот
)
траверс
опор
относительно
стоек
опор
,
отклонения
опор
поперек
оси
ВЛ
(
выход
из
створа
),
отклонения
поддерживающих
гирлянд
изоляторов
относительно
вертикальной
оси
.
Может
быть
так
-
же
заполнена
(
уточнена
)
поопорная
ведомость
,
определено
состояние
грозозащитных
тросов
ВЛ
(
защита
ВЛ
от
грозовых
перенапряжений
),
наличие
зданий
и
сооружений
и
ДКР
в
охранной
зоне
ВЛ
,
на
-
личие
потенциально
опасных
деревьев
за
предела
-
ми
охранной
зоны
ВЛ
.
Рис
. 1.
Результаты
обследования
ВЛ
технологией
лазерного
аэросканирования
Слева
показаны
классифицированные
облака
точек
от
опор
,
проводов
и
тросов
ВЛ
220
кВ
,
от
растительности
,
пересекаемой
ВЛ
10
кВ
и
па
-
раллельной
ВЛ
110
кВ
.
Построена
модель
земли
,
а
также
показаны
ре
-
зультаты
моделирования
обследованной
ВЛ
на
максимальную
темпера
-
туру
(
провода
модели
в
пролёте
ниже
точек
на
момент
обследования
).
На
виде
сверху
(
справа
)
показан
ортофотоплан
и
результаты
оконтури
-
вания
ДКР
в
охранной
зоне
ВЛ
.
По
результатам
определена
площадь
вы
-
рубки
,
необходимая
для
расширения
просеки
до
нормативных
значений
.
56
СЕТИ РОССИИ
Аэрофотосъёмка
—
фотографирование
мест
-
ности
с
самолёта
,
вертолёта
,
других
летательных
аппаратов
при
помощи
специального
фотоаппара
-
та
.
Кроме
того
,
в
современный
аэрофотосъёмоч
-
ный
комплекс
входит
электроника
регистрации
и
ги
-
ростабилизированная
платформа
для
устранения
угловых
отклонений
и
ветрового
сноса
.
Полученные
изображения
обрабатываются
с
по
-
мощью
специальных
компьютерных
комплексов
.
При
этом
выполняется
корректировка
перспективы
,
дисторсии
,
цветовая
коррекция
снимков
,
сшивка
«
ортофотомозаики
»
в
единое
изображение
.
Обра
-
ботка
фотографий
позволяет
определить
геоме
-
трические
свойства
объектов
на
поверхности
зем
-
ли
в
охранной
зоне
ВЛ
.
Дальнейшая
обработка
результатов
аэрофото
-
съёмки
при
проведении
обследования
воздушных
линий
электропередачи
производится
стереофото
-
грамметрическими
методами
.
Принцип
стереоско
-
пического
эффекта
,
основанный
на
получении
двух
изображений
одного
и
того
же
пространства
с
двух
точек
,
смещённых
на
некоторое
расстояние
,
позво
-
ляет
получить
с
помощью
фотографии
объёмное
,
стереоскопическое
изображение
.
Для
этого
объ
-
ект
фотографируется
дважды
,
с
двух
точек
зрения
,
отстоящих
друг
от
друга
на
некоторое
расстояние
.
Два
снимка
,
содержащих
один
и
тот
же
участок
ВЛ
,
образуют
стереопару
.
По
результатам
съёмки
ВЛ
,
земной
поверхности
или
других
объектов
произво
-
дятся
измерения
(
обработка
)
стереопар
фотосним
-
ков
этих
объектов
.
Основные
процессы
стереофотограмметриче
-
ских
методов
—
аэрофотосъёмка
местности
,
опре
-
деление
координат
опорных
точек
(
то
есть
точек
или
объектов
,
одновременно
присутствующих
на
обоих
снимках
каждой
стереопары
),
фотограмме
-
трическое
сгущение
этой
сети
точек
до
необходи
-
мой
плотности
и
составление
модели
рельефа
и
местности
.
Технология
аэрофотосъёмки
даёт
,
как
правило
,
меньший
объём
информации
о
техническом
состо
-
янии
линии
электропередачи
по
сравнению
с
лазерным
аэросканированием
,
но
сле
-
дует
учесть
,
что
это
зависит
во
многом
от
оборудования
,
которое
используется
для
обследования
и
от
техноло
-
гии
проведения
съёмки
и
об
-
работки
.
В
случаях
плотной
травянистой
и
древес
но
-
кус
-
тар
ни
ко
вой
растительности
в
охранной
зоне
определен
-
ные
сложности
может
пред
-
ставлять
определение
точек
земной
поверхности
,
необхо
-
димых
для
определения
га
-
баритов
до
земли
.
Для
технологии
аэрофото
-
съёмки
не
всегда
представля
-
ется
возможным
определить
координаты
точек
,
располо
-
женных
на
одиночных
проводах
и
грозозащитных
тросах
,
из
-
за
их
небольшого
физического
размера
.
В
таком
случае
нет
возможности
смоделировать
в
электронной
модели
ВЛ
кривые
провисания
про
-
водов
фазы
и
троса
в
пролёте
.
То
же
самое
можно
сказать
об
определении
габаритов
над
пересекае
-
мыми
ВЛ
:
пространственные
данные
о
положении
проводов
,
тросов
и
опор
пересекаемых
ВЛ
зача
-
стую
не
определяются
в
результате
обследования
с
помощью
аэрофотосъёмки
.
На
сегодняшний
день
технология
аэрофото
-
съёмки
и
последующей
обработки
полученных
сте
-
реопар
методами
стереофотограмметрии
не
полу
-
чила
широкого
распространения
при
проведении
обследования
ВЛ
110
кВ
и
выше
по
ряду
объектив
-
ных
и
субъективных
причин
.
Однако
необходимо
отметить
,
что
данная
техно
-
логия
обследования
позволяет
оценивать
площади
растительности
,
подлежащей
расчистке
в
охранной
зоне
ВЛ
.
При
этом
растительность
можно
ранжи
-
ровать
по
высоте
в
соответствии
со
сложившими
-
ся
требованиями
электросетевых
компаний
,
осу
-
ществлять
поиск
потенциально
опасных
деревьев
,
произрастающих
за
пределами
охранной
зоны
ВЛ
.
Также
обследование
с
помощью
аэрофотосъёмки
позволяет
обнаружить
и
идентифицировать
объек
-
ты
в
охранной
зоне
ВЛ
.
Спутниковый
мониторинг
—
наблюдение
по
-
верхности
земли
с
борта
космических
летательных
аппаратов
,
оснащённых
различной
аппаратурой
,
регистрирующей
электромагнитное
излучение
от
объектов
.
Спутниковый
мониторинг
не
может
дать
исчер
-
пывающей
информации
о
техническом
состоянии
ВЛ
,
так
как
многие
элементы
линий
электропереда
-
чи
(
например
,
провода
и
грозозащитные
тросы
)
не
отображаются
на
спутниковых
снимках
в
силу
огра
-
ничения
разрешения
снимков
.
Тем
не
менее
,
дан
-
ные
,
полученные
с
помощью
такого
обследования
,
могут
быть
полезны
при
эксплуатации
ВЛ
.
Рис
. 2.
Результаты
обследования
того
же
участка
ВЛ
(
пролет
№№
85–86)
технологией
аэрофотосъёмки
Уточнены
координаты
опор
,
оконтурена
растительность
с
ранжирова
-
нием
по
высотам
.
Определена
площадь
вырубки
.
57
№
1 (34) 2016
В
первую
очередь
это
дан
-
ные
о
состоянии
раститель
-
ности
в
охранной
зоне
ВЛ
(
на
-
личие
деревьев
в
охран
ной
зоне
,
соответствие
ширины
просеки
трассы
ВЛ
нормати
-
вам
,
контроль
работ
по
расши
-
рению
или
расчистке
просек
).
Могут
быть
определены
пере
-
секаемые
объекты
в
проле
-
тах
ВЛ
,
в
том
числе
и
ВЛ
раз
-
личных
классов
напряжения
,
здания
и
сооружения
,
рас
-
положенные
в
охранной
зоне
ВЛ
.
Также
с
помощью
спут
-
никовых
снимков
могут
быть
определены
местоположения
опор
и
,
как
результат
,
могут
быть
вычислены
или
уточне
-
ны
длины
пролётов
.
Кроме
того
,
результаты
спутниково
-
го
мониторинга
могут
быть
использованы
в
целях
управления
имущественно
-
земельным
комплексом
электросетевой
компании
,
при
работе
с
землеустро
-
ителями
,
владельцами
лесных
хозяйств
и
т
.
д
.
Для
выполнения
работ
по
обследованию
состоя
-
ния
охранных
зон
ВЛ
разрешение
исходных
спутни
-
ковых
снимков
(
размер
проекции
пикселя
)
должно
быть
не
более
1
м
.
Технологии
дистанционного
обследования
ли
-
ний
электропередачи
также
имеют
недостатки
.
Эти
технологии
не
позволяют
производить
в
пол
-
ном
объёме
проверку
всех
конструктивных
эле
-
ментов
.
Так
,
например
,
не
может
быть
оценено
со
-
стояние
фундаментов
и
заземляющих
устройств
.
Однако
исчерпывающий
объём
информации
о
геометрических
параметрах
ВЛ
,
полученный
,
на
-
пример
,
при
лазерном
сканировании
,
позволяет
сконцентрировать
усилия
линейного
персонала
на
контроль
состояния
тех
элементов
ВЛ
,
кото
-
рые
данным
методом
обследованы
быть
не
могут
.
Наилучший
результат
достигается
,
когда
резуль
-
таты
,
полученные
в
ходе
дистанционного
обследо
-
вания
ВЛ
,
дополнены
данными
наземных
осмотров
,
обследований
и
измерений
.
Такой
подход
обеспе
-
чит
комплексную
информацию
о
техническом
со
-
стоянии
ВЛ
,
что
позволит
повысить
качество
плани
-
рования
ремонтных
работ
,
снизит
объём
работ
для
обслуживающего
ВЛ
персонала
,
определив
участ
-
ки
трассы
,
где
дистанционное
обследование
обна
-
ружило
конкретные
,
наиболее
критические
дефек
-
ты
(
покосившаяся
опора
,
негабарит
до
земли
и
т
.
д
.).
При
проведении
дистанционного
обследования
учитываются
следующие
факторы
:
•
Провода
фаз
,
грозозащитные
тросы
и
гирлянды
изоляторов
изменяют
свое
положение
в
про
-
странстве
в
зависимости
от
климатических
усло
-
вий
и
электрической
нагрузки
,
передаваемой
по
ВЛ
.
Это
может
иметь
важное
значение
при
«
сшивке
»
снимков
или
данных
лазерного
скани
-
рования
,
сделанных
в
разное
время
.
Рис
. 3.
Результаты
обследования
того
же
участка
ВЛ
220
кВ
по
результатам
спутникового
мониторинга
Оконтурена
растительность
.
Определена
площадь
вырубки
.
•
Одновременно
с
обследованием
ВЛ
необходи
-
мо
произвести
обследование
и
трассы
линии
,
то
есть
получить
достаточные
и
достоверные
данные
по
рельефу
местности
,
растительности
,
пересекаемым
объектам
и
объектам
,
располо
-
женным
в
охранной
зоне
ВЛ
и
зоне
её
влияния
.
•
Многие
элементы
ВЛ
,
подлежащие
съёмке
,
име
-
ют
небольшие
геометрические
размеры
,
напри
-
мер
провод
фазы
или
грозозащитный
трос
.
Для
получения
полной
пространственной
информа
-
ции
необходимо
тщательно
подбирать
режим
съёмки
.
•
При
обработке
данных
,
полученных
в
результа
-
те
дистанционного
обследования
,
необходимо
преобразовать
результаты
в
форматы
,
удобные
для
дальнейшего
использования
персоналом
эксплуатирующих
электросетевых
компаний
.
Кроме
того
,
результаты
дистанционного
обсле
-
дования
необходимо
правильно
классифицировать
и
интерпретировать
в
соответствии
с
нормами
ПУЭ
и
других
документов
,
для
чего
помимо
опыта
экс
-
плуатации
ВЛ
используются
специализированные
программы
расчёта
стрел
провеса
,
механических
напряжений
для
расчёта
габаритов
в
нормируемых
режимах
.
При
сравнении
различных
технологий
дистанци
-
онного
обследования
можно
сделать
следующие
выводы
:
1.
Наиболее
полная
информация
о
техническом
состоянии
ВЛ
может
быть
получена
с
примене
-
нием
технологии
лазерного
аэросканирования
.
2.
Основным
ограничением
использования
аэро
-
фотосъёмки
является
технология
съёмки
,
по
-
зволяющая
получить
высококачественные
сним
-
ки
,
при
обработке
которых
возможно
определить
координаты
точек
на
элементах
ВЛ
,
объектах
в
охранной
зоне
,
земной
поверхности
.
3.
Область
применения
спутникового
мониторин
-
га
—
контроль
состояния
охранной
зоны
ВЛ
.
Требования
к
снимкам
:
отсутствие
облачности
,
чёткость
и
контрастность
.
Оригинал статьи: Применение дистанционных методов при обследовании воздушных линий электропередачи
В настоящее время основным источником получения информации о техническом состоянии воздушных линий электропередачи (ВЛ) являются осмотры, проводимые силами персонала электросетевых компаний. Данный метод в течение длительного времени применяется в электросетевом комплексе РФ, регламентирован нормативно-техническими документами, разработанными ещё до реструктуризации отрасли. Основными недостатками данного метода является влияние человеческого фактора на этапе сбора, обработки, хранения информации о техническом состоянии ВЛ, а также высокая трудоёмкость, большие временные затраты и сложность обследования труднодоступных участков трасс ВЛ.
