Спутниковый мониторинг охранных зон ВЛ — область эффективного применения сквозных цифровых технологий в электроэнергетике

146

д

и

а

г

н

о

с

т

и

к

а

 и

 м

о

н

и

т

о

р

и

н

г

диагностика и мониторинг

Спутниковый мониторинг 
охранных зон ВЛ — 
область эффективного 
применения сквозных 
цифровых технологий 
в электроэнергетике

Шишигин

И

.

Н

., 

директор по аудиту и анализу технического состояния 

электрических сетей АО «Техническая инспекция ЕЭС»

В

осстановление  ВЛ  в  зале-

сенных  участках  зачастую 

является  крайней  сложной 

задачей  из-за  отсутствия 

подъездов для техники, что приводит 

к увеличению сроков восстановления 

электроснабжения,  существенному 

недоотпуску  электроэнергии  и  повы-

шенным затратам на восстанов ление.

Также  нередко  в  охранных  зо-

нах  воздушных  линий  встречают-

ся  самовольно  возведенные  стро-

ения,  из-за  которых  существенно 

повышается  риск  повреждения 

ВЛ  и  затрудняется  проведение  как 

профилактических,  так  и  аварий-

но-восстановительных  работ.  Если 

такие  строения  не  были  выявлены 

своевременно,  на  начальных  эта-

пах  стройки,  то  время  на  восста-

новление нормативных условий со-

держания  охранных  зон  возрастает 

кратно,  с  учетом  сроков  судебных 

процессов и выполнения процедуры 

принудительного сноса строений.

Электросетевые  компании  ведут 

непрерывную  работу  по  выявлению 

и  устранению  угроз  функционирова-

нию воздушных линий. В настоящее 

время сбор информации о состоянии 

охранной  зоны  ВЛ  электропередачи 

выполняется, в основном, в ходе пе-

риодических осмотров. Их результаты 

и  полнота  предложений  по  устране-

нию выявленных замечаний целиком 

зависят от персонала, его численнос-

ти,  квалификации  и  оснащенности 

средствами  технического  контроля. 

Низкая  скорость  сбора  данных  не 

поз воляет обследовать протяженные 

сетевые объекты за короткое время. 

Более  того,  в  труднодоступных  рай-

онах  сбор  информации  о  состоянии 

охранной зоны осложнен, а зачастую 

невозможен  без  применения  доро-

гостоящей специальной техники или 

авиации. 

В отдельных электросетевых ком-

паниях применяются различные тех-

нологии, в том числе дорогостоящие 

беспилотные  авиационные  системы 

(БАС), однако это не отменяет необ-

ходимости  выезда  на  место  и  пере-

мещения персонала вдоль ВЛ (в за-

висимости от радиуса действия БАС 

и протяженности ВЛ). 

Планирование  работ  по  поддер-

жанию  охранной  зоны  ВЛ  в  норма-

тивном  состоянии  проводится  на 

основе данных периодических и вне-

плановых  осмотров.  Используемые 

данные не всегда приводят к коррект-

Соблюдение

условий

содержания

охранной

зоны

ВЛ

являет

–

ся

важной

задачей

предприятий

электросетевого

комплекса

. 

Его

необходимость

регулируется

рядом

нормативно

–

правовых

и

нормативно

–

технических

документов

. 

Практика

эксплуата

–

ции

и

анализ

данных

аварийности

показывают

, 

что

более

 30% 

аварийных

отключений

на

воздушных

линиях

электропередачи

вызваны

воздействием

со

стороны

растительности

в

охранной

зоне

ВЛ

, 

а

в

сетях

напряжением

ниже

 110 

кВ

доля

таких

ава

–

рий

еще

выше

. 

147

Рис

. 1. 

В

пролете

опор

№

 1025–1026 

ВЛ

 330 

кВ

, 

проходящем

через

сельско

–

хозяйственные

поля

, 

запланирована

расчистка

ДКР

на

площади

 0,145 

га

ному планированию, пример приве-

ден на рисунке 1. 

Специалистами  нашей  компании 

проведен  детальный  анализ  име-

ющихся  технологий  обследования 

состояния охранной зоны ВЛ 110 кВ 

и  выше,  рассмотрены  актуальные 

в  настоящее  время  способы  и  ме-

тоды  контроля  условий  содержания 

охранных зон ВЛ, получения актуаль-

ных и достоверных данных, на осно-

ве  которых  можно  принимать  каче-

ственные управленческие решения.

В рамках анализа специалистами 

АО  «Техническая  инспекция  ЕЭС» 

опробованы  методы  воздушного 

и  наземного  лазерного  сканирова-

ния,  аэрофотосъемки  с  последую-

щей обработкой полученных данных 

методами  стереофотограмметрии, 

съемки с БАС, спутниковый монито-

ринг.  Указанные  методы  обладают 

высокой производительностью сбора 

информации,  представляют  точные 

пространственные  данные  о  параметрах  состояния 

ВЛ в электронном виде, позволяют исключить субъек-

тивность на этапе сбора и передачи данных.

Сравнительный анализ данных методов показы-

вает, что каждый из них имеет свои преимущества 

и  недостатки.  При  выборе  технологии  дистанци-

онного  обследования  целесообразно  учитывать 

наиболее  эффективную  область  ее  применения. 

Так,  для  обследования  состояния  охранных  зон 

ВЛ, планирования работ по расчистке трасс ВЛ от 

ДКР и расширению просек, а также последующего 

контроля  результатов  данных  работ  по  результа-

там проведенного анализа наиболее оптимальным 

и  эффективным  методом  является  спутниковый 

мониторинг в совокупности с актуальными цифро-

выми сквозными технологиями. Данный метод име-

ет ряд преимуществ: 

– производительность  (один  космический  снимок 

может покрыть до 40 км протяженности ВЛ); 

– отсутствие  необходимости  полномасштабного 

полевого выезда на трассу ВЛ; 

– возможность проверки участков ВЛ, расположен-

ных в труднодоступной местности.

В настоящее время АО «Техническая инспекция 

ЕЭС» разработало и внедрило технологию проверки 

состояния охранной зоны воздушных линий электро-

передачи напряжением 110 кВ и выше с применени-

ем спутникового мониторинга. Для анализа исполь-

зуются космические снимки, сделанные спутниками 

как  российской,  так  и  зарубежных  группировок  кос-

мических  средств  дистанционного  зондирования 

Земли.

Для  спутникового  мониторинга  используются 

полноцветные  (мультиспектральные)  и  панхрома-

тические  (черно-белые)  космические  снимки  раз-

решением  0,3–1,0  м  (размер  одного  пикселя  циф-

рового снимка на земной поверхности), по которым 

производится  геокодирование  координат  опор, 

наземных  объектов  (дорог,  рек,  озер,  сооружений 

в охранной зоне ВЛ); составляется поопорная ведо-

мость; рассчитываются длины пролетов, анкерных 

пролетов; производится векторизация лесных мас-

сивов и отдельных заросших участков в охранной 

зоне ВЛ, составляется таблица насаждений в про-

секе ВЛ.

По результатам спутникового мониторинга может 

быть получена информация о наличии:

– растительности в охранной зоне ВЛ, определена 

фактическая ширина просеки;

– строений  в  охранной  зоне  ВЛ,  наличии  строе-

ний  под  проводами  ВЛ,  произведен  контроль  за 

выполнением работ по расчистке трасс ВЛ от ДКР 

и расширению просек;

– порубочных остатков в просеке.

Анализ  архивных  снимков  и  их  сравнение  с  опе-

ративными дает возможность проконтролировать кор-

ректность планирования и фактического выполнения 

работ по расчистке и расширению трасс ВЛ.

НПА

И

НТД

1.  Постановление  Правительства  Российской  Федера-

ции от 24.02.2009 г. № 160 «О порядке установления 

охранных  зон  объектов  электросетевого  хозяйства 

и  особых  условий  использования  земельных  участ-

ков, расположенных в границах таких зон». 

2.  Правила  технической  эксплуатации  электрических 

станций и сетей Российской Федерации. Утверждены 

Приказом Минэнерго России от 19.06.2003 г. № 229.

3.  Правила  устройства  электроустановок  (ПУЭ), 

7-е изд. Утверждены Приказом Минэнерго России от 

08.07.2002 г. № 204. 

4.  РД 34.20.504-1994. Типовая инструкция по эксплуата-

ции  воздушных  линий  электропередачи  напряжени-

ем 35–800 кВ. 

Снимок 10.06.2019

№

 4 (67) 2021

148

Преимущества метода спутникового мони-

торинга:

– достоверность и объективность полученной 

информации;

– точность  получаемой  информации,  доста-

точная  для  анализа  состояния  раститель-

ности в охранной зоне;

– возможность  контроля  удаленных  и  труд-

нодоступных  территорий  без  масштабного 

полевого обследования;

– возможность получения численных характе-

ристик  (площадей,  длин)  для  оперативного 

выявления  наиболее  проблемных  участков 

и оптимизации планирования работ по рас-

чистке и расширению просек ВЛ;

– снижение стоимости мероприятий по обсле-

дованию трасс ВЛ и приведению их в соот-

ветствие с требованиями НТД.

Специалисты  АО  «Техническая  инспекция 

ЕЭС»  выполнили  ряд  выборочных  проверок 

результатов спутникового мониторинга при уча-

стии представителей эксплуатирующих органи-

заций  с  выездом  на  трассу  ВЛ.  Проведенный 

визуальный и инструментальный контроль под-

твердил  достоверность  результатов,  получен-

ных при спутниковом мониторинге.

При организации проверки состояния охран-

ной  зоны  воздушных  линий  электропередачи 

напряжением  110  кВ  и  выше  с  применением 

спутникового мониторинга электросетевой ком-

пании  необходимо  предоставить  координаты 

опор ВЛ и типы опор ВЛ. 

После получения, отбора и обработки косми-

ческих  снимков  указанных  ВЛ  специалистами 

АО «Техническая инспекция ЕЭС» формируют-

ся графические файлы с контурами раститель-

ности  в  охранной  зоне,  заполняются  таблицы 

с  выявленными  нарушениями  условий  содер-

жания охранной зоны ВЛ, формируется отчет.

В рамках текущей деятельности АО «Техни-

ческая  инспекция  ЕЭС»  фиксирует  значитель-

ный объем нарушений, которых можно было бы 

избежать  при  использовании  спутникового  мо-

ниторинга. К основным из них относится:

1)  неэффективное формирование планов рас-

чистки трассы ВЛ от ДКР (рисунок 1);

2)  фактическое  невыполнение  планов  по  рас-

чистке трассы ВЛ от ДКР (рисунок 2);

3)  фактическое  невыполнение  планов  по  рас-

ширению просек ВЛ (рисунок 3);

4)  несоответствие просеки границам охранной 

зоны ВЛ (заужение просеки) (рисунок 4);

Рис

. 2. 

В

пролете

опор

№

 53–55 

ВЛ

 110 

кВ

заплани

–

рована

расчистка

трассы

ВЛ

от

ДКР

. 

По

информа

–

ции

, 

предоставленной

эксплуатирующей

электро

–

сетевой

компанией

, 

расчистка

ДКР

выполнена

до

апреля

 2020 

года

. 

Применен

космический

снимок

от

 31 

июля

 2020 

года

Рис

. 4. 

Результаты

спутникового

мониторинга

состояния

охранной

зоны

ВЛ

: 

выявлены

расти

–

тельность

в

охранной

зоне

ВЛ

 110 

кВ

, 

зауженная

просека

. 

Расстояние

до

растительности

 — 9 

м

Снимок 31.07.2020

Пролет опор 

№ 156–157

ВЛ 110 кВ 

Общая площадь 

растительности 

в пролете — 0,6 га

Минимальное расстоя-

ние по горизонтали от 

крайних проводов до

растительности — 9 м

Рис

. 3. 

Пролет

опор

№

 787–788 

ВЛ

 500 

кВ

. 

Выявлена

расти

–

тельность

в

охранной

зоне

ВЛ

, 

ширина

просеки

не

соответ

–

ствует

границам

охранной

зоны

ВЛ

. 

Расстояние

от

крайних

проводов

до

растительности

по

горизонтали

составляет

около

 5 

м

. 

В

предоставленной

эксплуатирующей

электро

–

сетевой

компанией

 «

Информации

о

планах

по

расширению

просек

» 

зафиксировано

, 

что

на

данной

ВЛ

 500 

кВ

работы

по

расширению

просеки

в

указанном

пролете

выполнены

ДИАГНОСТИКА 

И  МОНИТОРИНГ

149

5)  наличие  зданий  и  сооружений  в  охранной 

зоне ВЛ (рисунок 5);

6)  ИТС ВЛ не отражает нарушений условий со-

держания охранной зоны ВЛ.

Кроме того, зафиксированы случаи оставле-

ния  порубочных  остатков  в  охранной  зоне  ВЛ 

(рисунок 6).

При традиционной технологии спутникового 

мониторинга  все  этапы  обработки  снимка  вы-

полняются  оператором  «вручную»,  что  огра-

ничивает производительность данного метода. 

Однако  современные  технологии,  использую-

щие нейросети, позволяют снизить или исклю-

чить человеческий фактор.

В  настоящее  время  АО  «Техническая  ин-

спекция  ЕЭС»  накоплен  значительный  опыт, 

который позволил автоматизировать обработку 

космических снимков с применением нейросе-

ти (рисунок 7).

Нейросеть  способна  определить  границы 

охранной  зоны,  распознать  растительность  на 

мультиспектральных 

высокодетализованных 

спутниковых снимках, посчитать площадь расти-

тельности в каждом пролете, определить высоту 

ДКР (в градациях 1–4 м, 4–10 м, выше 10 м).

Рис

. 5. 

Пролет

опор

№

 2456–2457 

ВЛ

 500 

кВ

.

Сооружения

в

охранной

зоне

ВЛ

Пролет опор 

№ 17–18

ВЛ 110 кВ 

Порубочные остатки

Рис

. 6. 

Результаты

спутникового

мониторинга

состояния

охранной

зоны

ВЛ

: 

выявлены

порубочные

остатки

в

охранной

зоне

ВЛ

 110 

кВ

Рис

. 7. 

Результат

обработки

космического

снимка

трассы

ВЛ

 110 

кВ

с

применением

программного

обеспечения

, 

использующего

распознавание

изображений

с

помощью

искусственного

интеллекта

. 

Построена

охранная

зона

ВЛ

, 

проекции

крайних

фазных

проводов

ВЛ

на

земную

поверхность

, 

опоры

ВЛ

. 

На

спутниковом

снимке

искусственным

интеллектом

нанесены

контуры

растительности

, 

цвета

соответствуют

градациям

по

высоте

 (

зеленый

 — 

1–4 

м

, 

желтый

 — 4–10 

м

, 

красный

 — 

выше

 10 

м

)

№

 4 (67) 2021

150

Рис

. 8. 

Пример

отчетных

данных

 — 

выходная

таблица

: 

параметры

ВЛ

 (

номера

опор

, 

длина

пролета

, 

ширина

охранной

зоны

); 

параметры

растительности

 (

площади

насаждений

в

градациях

по

высоте

слева

и

справа

от

оси

ВЛ

с

минимальными

горизонтальными

расстояниями

от

провода

ВЛ

, 

общая

площадь

пролета

, 

общая

площадь

растительности

в

пролете

). 

Пролеты

, 

в

которых

необходимо

проведение

работ

по

расчистке

и

/

или

расширению

, 

выделены

цветом

в

столбце

 15

ДИАГНОСТИКА 

И  МОНИТОРИНГ

По  результатам  спутникового  мониторинга  со-

стояния охранных зон ВЛ и обработки космических 

снимков  с  применением  разработанного  программ-

ного  обеспечения  электросетевая  компания  может 

получить следующие результаты: 

– определение  высоты  массивов  ДКР  и  отдельно 

стоящих  деревьев/кустов  в  охранной  зоне  ВЛ 

в градациях: 1–4 м, 4–10 м, выше 10 м;

– ведомость  с  площадями  зарастания  ДКР  в  каж-

дом пролете ВЛ, с указанием высоты раститель-

ности в приведенных выше градациях (рисунок 8);

– фактическое расстояние от края просеки до про-

екции  крайних  фазных  проводов  ВЛ  на  земную 

поверхность.

Это  дает  возможность  повысить  эффективность 

планирования  работ,  точно  определить  участки  ВЛ 

или отдельные пролеты ВЛ, где риск воздействия на 

элементы ВЛ со стороны растительности особенно 

высок.

Для повышения эффективности применения про-

граммного  комплекса  в  настоящее  время  органи-

зовано  его  техническое  сопровождение,  в  рамках 

которого  ведется  дальнейшее  обучение  нейросети, 

развитие сервиса, функционала выбора и обработки 

космических снимков.

Применение  спутникового  мониторинга  в  де-

ятельности  электросетевой  компании  является 

наиболее оптимальным решением перечисленных 

выше  проблем  как  с  точки  зрения  затрачиваемых 

ресурсов, так и качества получаемых результатов. 

Использование  системы  позволяет  действовать 

в  рамках  риск-ориентированного  подхода,  иметь 

актуальные  достоверные  данные  для  принятия 

управленческих  решений  в  культуре  data  driven 

management, значительно повышая эффективность 

бизнес-процессов.

Накопленный  опыт  применения  спутникового 

мониторинга  позволяет  сделать  вывод  об  эффек-

тивности  данного  метода  для  анализа  состояния 

охранных зон ВЛ напряжением 110 кВ и выше. С его 

развитием  состояние  охранных  зон  становится 

прозрачным как для контролирующих органов, так 

и  для  технических  руководителей  электросетевых 

компаний.  Применение  спутникового  мониторин-

га  позволяет  решить  проблемы  как  с  выявлением 

пролетов  ВЛ,  в  которых  необходимо  проведение 

расчистки  трассы  ВЛ  от  ДКР  и/или  расширения 

просеки, с последующим планированием выполне-

ния  данных  работ,  так  и  с  контролем  фактическо-

го выполнения работ по расчистке и расширению, 

максимально  спрогнозировать  риски,  связанные 

с  воздействием  растительности  на  элементы  ВЛ, 

и принимать управленческие решения уже на осно-

ве полных объективных данных.  

Р

Издательство

журнала

 «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

. 

Передача

и

распределение

»

выпустило

книгу

академика

РАЕН

, 

профессора

В

.

А

. 

НЕПОМНЯЩЕГО

Тираж

книги

 5000 

экз

., 

объем

 196 

с

., 

формат

 170

х

235 

мм

. 

Для

приобретения

издания

звоните

по

многоканальному

телефону

 +7 (495) 645-12-41 

или

напишите

по

 e-mail: info@eepir.ru

В монографии исследована надежность оборудования электростанций и электриче-

ских сетей напряжением 1150–10(6) кВ, разработана методика сбора и статистичес-

кой обработки информации о надежности оборудования. На основе статистических 

данных и расчетов определены основные параметры надежности и динамика их из-

менения в процессе эксплуатации. Выявлены статистические законы распределения 

отказов и времени восстановления элементов энергосис тем. Проведено их сравне-

ние с зарубежными данными.