14
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
СИСТЕМА
СИСТЕМА
Мониторинга
Мониторинга
LineScout,
созданный
исследовательским
институтом
Hydro-Québec’s,
является
роботом
,
используемым
на
линиях
электропере
-
дачи
и
способным
пересекать
препятствия
.
Роботы наступают
Энергетические предприятия используют три
роботизированные технологии для проведения
работ на линии электропередачи, находящейся под
напряжением.
Давид Элизондо (David Elizondo),
Quanta Technology
П
редполагаемый
рост
числа
технологий
работы
на
линиях
под
напряжением
при
эксплуатации
,
ремонте
,
замене
проводников
и
реконструкции
линий
и
оборудования
подтолкнул
к
разработ
-
ке
и
использованию
робототехнических
устройств
.
Эти
устройства
безопасно
минимизируют
риск
эксплуатаци
-
онного
персонала
,
снижают
эксплуатационные
затраты
и
обеспечивают
надёжность
энергосистемы
.
В
настоящее
время
предприятия
и
поставщики
услуг
используют
три
базовых
технологии
робототехники
:
•
роботы
наземного
базирования
разработаны
для
захвата
и
удерживания
проводов
под
напряжением
дистанционно
и
выполняют
задачи
,
находящиеся
да
-
леко
за
пределами
человеческих
возможностей
.
Эта
испытанная
технология
использовалась
на
протяже
-
нии
более
чем
10
лет
,
а
недавние
усовершенствова
-
ния
позволили
поднимать
провода
экстремального
веса
и
размера
.
В
то
время
как
наземные
роботы
превосходно
справляются
с
задачами
,
связанными
с
обслуживанием
,
усовершенствованием
и
сборкой
ЛЭП
,
таких
как
замена
конструкций
,
проводов
и
изо
-
ляции
,
текущие
ограничения
для
этого
типа
роботов
включают
в
себя
тупики
и
решётчатые
структуры
с
фазным
проводом
.
Для
преодоления
этих
ограниче
-
ний
в
конструкционных
проектах
были
разработаны
смягчающие
решения
;
•
линейные
подвесные
роботы
разработаны
как
продолжение
глаз
и
рук
обходчика
,
и
их
основная
функция
—
выполнять
визуальный
осмотр
и
мел
-
кое
обслуживание
.
Эта
технология
использовалась
на
протяжении
пяти
-
восьми
лет
и
способна
на
ре
-
шение
по
меньшей
мере
десятка
задач
,
связанных
с
визуальным
осмотром
различными
типами
камер
,
использованием
специализированных
сенсоров
,
временного
ремонта
/
подгонки
компонентов
ЛЭП
и
специализированным
применением
.
В
настоящее
время
подвесные
роботы
способны
перемещаться
по
проводу
под
напряжением
или
молниезащитным
проводам
ЛЭП
с
различным
наклоном
,
но
обычно
не
более
30—35
градусов
;
•
воздушные
роботы
,
или
беспилотные
лета
-
тельные
аппараты
(
БПЛА
),
разработаны
в
первую
очередь
для
выполнения
визуального
осмотра
различными
типами
камер
.
Типичные
элементы
,
осматриваемые
БПЛА
,
включают
в
себя
компонен
-
ты
ЛЭП
,
условия
земельного
коридора
,
раститель
-
ность
в
земельном
коридоре
,
доступ
к
конструкци
-
ям
,
посягательства
на
земельный
коридор
,
оползни
15
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
СИСТЕМА
СИСТЕМА
Мониторинга
Мониторинга
БПЛА
могут
выполнять
задачи
,
недоступные
людям
.
БПЛА
разработаны
в
первую
очередь
для
визуальной
ин
-
спекции
различными
типами
камер
.
вблизи
опор
конструкций
и
другие
необычные
про
-
исшествия
.
Основные
ограничения
применения
этих
роботов
включают
в
себя
риск
столкновения
,
прави
-
ла
и
регламенты
контролирующих
органов
авиации
и
непредвиденные
погодные
изменения
,
такие
как
порывы
ветра
.
Современные
тенденции
По
инициативе
научно
-
исследовательских
работ
,
проспонсированных
30
лидирующими
международны
-
ми
электроэнергетическими
компаниями
—
членами
CEATI
международной
группы
управления
активами
ЛЭП
—
был
провёден
комплексный
обзор
использова
-
ния
предприятиями
и
поставщиками
услуг
ультрасо
-
временных
роботов
для
работы
на
действующих
ЛЭП
.
Сперва
был
проведён
обзор
публичной
литературы
,
за
которым
последовала
разработка
и
проведение
опро
-
сов
,
включавших
применение
роботов
для
работы
на
ЛЭП
под
напряжением
.
За
опросом
последовали
ин
-
формационные
запросы
и
интервью
с
предприятиями
и
производителями
роботов
.
Была
установлена
связь
с
56
предприятиями
,
и
ква
-
лифицированным
поставщикам
услуг
,
расположенным
в
Канаде
,
Китае
,
Японии
и
США
,
были
направлены
за
-
просы
данных
.
Из
56
предприятий
ответили
25, 32%,
или
8
из
25
респондентов
,
сообщили
об
использовании
роботов
для
работ
на
своих
ЛЭП
.
Среди
предприятий
-
респондентов
,
использующих
роботизированные
технологии
,
около
63%
используют
наземных
роботов
, 38%
используют
роботов
,
подвешен
-
ных
на
линии
,
и
только
около
13%
используют
воздушных
роботов
.
Некоторые
из
предприятий
используют
больше
одного
типа
роботизированных
технологий
.
Согласно
предприятиям
-
респондентам
,
наиболее
частое
приме
-
нение
наземных
роботов
—
ремонт
или
замена
конструк
-
ций
(75%),
за
ней
следует
чистка
изоляции
(25%).
После
пяти
лет
активной
научно
-
исследовательской
работы
по
теме
применения
роботов
для
работ
на
ЛЭП
под
напряжением
стало
очевидно
,
как
различные
техно
-
логии
усиливают
свои
позиции
на
рынке
.
В
целом
пред
-
приятия
,
использующие
роботизированные
технологии
для
обслуживания
ЛЭП
,
говорят
,
что
они
нуждаются
в
этих
технологиях
.
Необходимость
сильно
зависит
от
трёх
факторов
:
•
региональное
и
географическое
расположение
предприятия
;
•
системная
топология
(
большая
радиальная
подача
);
•
ограничения
работы
системы
(
малонагруженные
и
сильнонагруженные
линии
).
Как
ожидается
,
использование
роботизированных
технологий
в
электроэнергетике
существенно
увели
-
чится
в
следующие
10—15
лет
.
Электроэнергетические
предприятия
,
компании
,
обслуживающие
ЛЭП
,
и
по
-
ставщики
возобновляемой
энергии
делают
существен
-
ный
научно
-
исследовательский
вклад
в
роботизиро
-
ванные
технологии
.
Научно
-
технический
обмен
между
конструкционным
,
автомобильным
и
военным
рынками
делает
возможным
активизацию
усилий
.
Впрочем
,
на
то
чтобы
стандартизировать
роботизированные
техно
-
логии
для
работы
на
ЛЭП
под
напряжением
,
у
электро
-
энергетики
уйдут
годы
из
-
за
циклов
разработки
,
проце
-
дур
безопасности
и
правительственного
контроля
.
Экономическое
обоснование
Использование
роботизированных
технологий
в
ос
-
новном
обуславливается
экономической
выгодой
от
не
-
прерывного
использования
энергоустановок
.
При
при
-
менении
любой
из
описанных
технологий
недопустим
простой
любого
элемента
энергосистемы
.
Для
подсчёта
экономической
выгоды
наземных
ра
-
бот
,
проводимых
под
напряжением
,
особенно
наиболее
распространённой
замены
элементов
ЛЭП
,
были
опре
-
делены
следующие
подходящие
показатели
:
•
стоимость
распространения
и
производства
;
•
бронирование
оперативной
информационной
систе
-
мы
с
открытым
доступом
(OASIS)
и
потеря
доходов
;
•
стоимость
людских
ресурсов
;
•
уровень
надёжности
.
Первые
три
показателя
были
подсчитаны
с
исполь
-
зованием
общедоступной
информации
и
предполагают
необходимость
отключения
ЛЭП
на
120
дней
для
заме
-
ны
конструкций
методом
без
напряжения
или
150
дней
на
замену
конструкций
при
работе
под
напряжением
.
Кроме
того
,
для
работ
под
напряжением
показатели
предполагают
установку
фундамента
командой
из
7
че
-
ловек
, 4
человека
команды
поддержки
и
11
квалифици
-
рованных
обходчиков
.
Подсчёт
показателей
показывает
,
что
отключение
ЛЭП
на
120
дней
при
использовании
метода
работы
без
напряжения
оказывает
прямое
экономическое
воз
-
действие
на
стоимость
предприятия
и
доход
.
Большая
часть
экономического
влияния
оказывается
на
стои
-
16
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Региональное
падение
использования
роботизированных
технологий
предприятиями
,
выбранными
для
телефонного
интервью
.
Применение
роботов
в
работах
на
ЛЭП
под
напряжением
Область
применения
Процент
использования
(%)
Ремонт
/
замена
конструкций
50
Чистка
изоляции
20
Замена
проводников
10
Замена
прокладок
10
Прочее
10
Бригады
используют
наземных
роботов
для
работ
на
ЛЭП
под
напряжением
.
В
процессе
замены
34-
километровой
линии
наземная
рука
-
робот
используется
для
пере
-
броски
проводов
под
напряжением
со
старой
Н
-
образной
рамы
на
двухкаскадную
моноопору
.
СИСТЕМА
СИСТЕМА
Мониторинга
Мониторинга
мость
перераспределения
и
производства
,
которая
со
-
ставляет
примерно
4,74
млн
долл
.,
за
ней
идёт
потеря
на
бронирование
OASIS —
примерно
1,45
млн
долл
.
Тем
не
менее
работы
без
напряжения
требуют
меньше
времени
и
оборудования
,
поэтому
проведение
этих
работ
мето
-
дом
без
напряжения
выливается
в
меньшую
стоимость
рабочей
силы
по
сравнению
с
работой
под
напряжением
.
Увеличившаяся
стоимость
выполнения
работ
под
напря
-
жением
по
подсчётам
составляет
447
тыс
.
долл
.
с
учётом
показателя
стоимости
рабочей
силы
.
В
целом
выполнение
работ
без
напряжения
стоило
бы
примерно
6,2
млн
долл
.
против
447
тыс
.
долл
.
при
работе
под
напряжением
.
Таким
образом
,
выгода
про
-
ведения
работ
под
напряжением
составляет
примерно
5,75
млн
долл
.
Показатель
надёжности
оценивается
исходя
из
про
-
цедуры
оценки
рисков
,
и
существует
риск
,
связанный
с
надёжностью
,
который
может
вылиться
в
штраф
,
ва
-
рьирующийся
от
600
тыс
.
до
7
млн
долл
.
в
случае
сбоя
подачи
питания
,
вызванного
отключением
линии
.
Этот
проект
замены
конструкций
демонстрирует
преимуще
-
ства
работ
под
напряжением
.
Эта
замена
конструкции
ЛЭП
основана
на
действующем
проекте
,
относящемся
к
34-
километровой
ЛЭП
230
кВ
.
Перспективы
Наземные
и
подвесные
роботы
для
работы
на
ЛЭП
под
напряжением
существовали
дольше
всего
,
при
том
что
в
эти
технологии
и
процессы
на
протяжении
вре
-
мени
вносились
усовершенствования
.
Использование
подвесных
роботов
продвинулось
вперёд
в
последние
2—3
года
.
В
последнее
время
электроэнергетические
предприятия
всё
больше
заинтересованы
в
исследо
-
вании
воздушных
БПЛА
для
автоматизации
повсед
-
невного
обследования
и
оценки
состояния
активов
для
снижения
потенциальных
рисков
безопасности
команд
обслуживания
,
быстрого
выполнения
повторяющихся
осмотров
и
снижения
стоимости
выполняемых
заданий
.
Недавний
прогресс
в
технологии
БПЛА
представля
-
ет
собой
потенциальную
возможность
использования
этих
аппаратов
вместо
обычных
управляемых
вручную
вертолётов
,
наземных
патрулей
,
промышленных
аль
-
17
Март
–
апрель
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Одним
из
вариантов
применения
БПЛА
является
исследование
ущер
-
ба
от
ураганов
и
иных
экстремальных
явлений
,
что
потенциально
снижает
время
ремонта
и
предоставляет
данные
для
планирования
восстановления
.
СИСТЕМА
СИСТЕМА
Мониторинга
Мониторинга
пинистов
и
традиционных
воздушных
осмотров
.
БПЛА
тестируются
несколькими
производителями
роботов
и
поставщиками
услуг
для
применения
их
в
управлении
электроэнергетическими
активами
ЛЭП
.
Эта
технология
дошла
до
уровня
,
когда
её
использование
уже
исследу
-
ют
предприятия
.
В
то
время
как
большинство
областей
,
требующих
применения
БПЛА
,
находятся
за
пределами
Северной
Америки
,
ряд
предприятий
связались
с
кон
-
тролирующими
службами
авиации
с
целью
протестиро
-
вать
БПЛА
в
электроэнергетике
.
Одним
из
наиболее
значимых
вариантов
примене
-
ния
БПЛА
является
восстановление
после
гроз
.
После
крупных
экстремальных
погодных
явлений
земельный
коридор
под
ЛЭП
часто
труднопроходим
для
наземных
групп
.
БПЛА
могут
быть
оперативно
развернуты
и
ис
-
пользованы
для
оценки
ущерба
активам
для
разработ
-
ки
плана
восстановления
с
требованиями
к
ресурсам
.
Недавние
исследования
,
проведённые
совместно
с
CEATI
международной
группы
управления
актива
-
ми
ЛЭП
,
показали
,
что
качество
информации
,
которую
можно
получить
от
БПЛА
,
сравнимо
,
а
в
некоторых
случаях
и
превосходит
то
,
что
могут
получить
аппа
-
раты
с
ручным
управлением
.
По
всему
миру
в
разных
его
частях
для
визуального
обследования
ЛЭП
и
близ
-
лежащей
среды
были
протестированы
как
минимум
8
моделей
БПЛА
с
многообещающими
результатами
.
Наиболее
продвинутые
модели
БПЛА
стали
объектом
интенсивных
лабораторных
тестов
в
дополнение
к
по
-
левым
испытаниям
.
Некоторые
компании
,
основываясь
на
своих
нор
-
мативных
требованиях
,
исследуют
ЛЭП
,
забираясь
на
вышки
и
выполняя
наземное
патрулирование
.
Исследо
-
вания
показывают
,
что
уровень
детализации
,
получае
-
мый
от
инспекций
с
применением
БПЛА
,
сравним
или
превосходит
получаемый
от
инспекций
людьми
.
Таким
образом
,
ожидается
,
что
в
ближайшем
будущем
ис
-
пользование
воздушной
робототехники
увеличится
.
Роботизированные
технологии
Все
три
роботизированные
технологии
—
наземные
,
подвесные
и
воздушные
—
имеют
свои
преимущества
и
недостатки
.
В
конце
концов
,
всё
дело
в
экономической
выгоде
конкретной
задачи
и
её
экономическом
обоснова
-
нии
.
Были
разработаны
методологии
для
подсчёта
тех
-
нического
и
экономического
обоснования
применения
роботов
для
работ
на
ЛЭП
под
напряжением
,
что
свиде
-
тельствует
о
положительных
тенденциях
на
рынке
.
При
условии
,
что
нормативные
преграды
могут
быть
обойдены
,
доля
рынка
в
ближайшем
будущем
,
скорее
всего
,
наиболее
увеличится
для
БПЛА
.
Оценка
инфра
-
структуры
передачи
и
распространения
после
крупных
погодных
явлений
и
детальное
обследование
опор
ЛЭП
являются
одними
из
самых
многообещающих
примене
-
ний
БПЛА
в
электроэнергетике
.
Благодарности
Некоторые
из
материалов
,
включённых
в
статью
,
ос
-
нованы
на
работе
,
спонсированной
CEATI
международ
-
ной
группы
управления
активами
ЛЭП
.
Автор
выражает
признательность
за
годы
сотрудничества
в
применении
роботизированных
технологий
в
работах
на
ЛЭП
.
Применение
б е с п и л о т
-
ных
лета
-
т е л ь н ы х
аппаратов
(
БЛА
)
в
гражданском
секторе
про
-
гнозировалось
с
самого
начала
возникновения
летающих
робо
-
тов
.
БЛА
в
ряде
задач
могут
суще
-
ственно
расширить
возможности
диагностики
состояния
объектов
электроэнергетики
.
Опыт
,
при
-
ведённый
в
статье
,
показывает
,
что
БЛА
могут
быть
не
только
«
глазами
»,
но
и
«
руками
».
Использование
БЛА
непосред
-
ственно
для
работ
,
в
том
числе
для
помощи
верхолазам
—
новая
возможность
.
Опыт
американ
-
ской
компании
по
помощи
в
подъ
-
ёме
тросов
на
опоры
ЛЭП
может
оказаться
очень
интересным
и
для
применения
в
России
.
Бурное
развитие
квадрокоптеров
,
как
одного
из
видов
БЛА
,
уже
даёт
возможность
улучшить
каче
-
ство
осмотра
ЛЭП
без
особых
затрат
.
При
осмотре
опор
и
про
-
водов
только
через
оптические
приборы
наблюдения
почти
по
-
ловина
ракурсов
остаётся
без
осмотра
.
Можно
предположить
,
что
технологии
использования
квадрокоптеров
могут
ускорить
работы
по
ликвидации
обрывов
проводов
ВЛ
,
не
требуя
транс
-
портировки
тяжёлой
техники
к
месту
аварии
.
Возможно
,
электроэнергетикам
необходимо
озвучить
ряд
про
-
блем
диагностики
и
ремонта
,
решаемые
в
настоящее
время
с
большими
затратами
.
В
России
существует
достаточное
коли
-
чество
мелких
компаний
,
по
соб
-
ственной
инициативе
создающих
БЛА
и
технологии
их
использова
-
ния
для
различных
сфер
примене
-
ния
.
Но
они
не
знают
задач
,
сто
-
ящих
перед
эксплуатантами
ВЛ
.
Эксплуатантам
ВЛ
и
российским
создателям
БЛА
нужно
двигать
-
ся
навстречу
друг
другу
.
Иначе
эту
нишу
могут
занять
КОММЕНТАРИЙ
Амир Валиев, президент Ассоциации предприятий индустрии
беспилотных авиационных систем
Оригинал статьи: Роботы наступают
Энергетические предприятия используют три роботизированные технологии для проведения работ на линии электропередачи, находящейся под напряжением.
Комментарий к статье:
Амир Валиев, президент Ассоциации предприятий индустрии беспилотных авиационных систем.
