Программа по использованию дронов для обследования линий электропередач в Киевской области стартовала в сентябре этого года. За первые два месяца работы специалисты успели изучить 180 километров электросетей Бориспольского района и выявить не только явные повреждения, но и потенциально аварийные места.

До конца года ДТЭК Сети обследует беспилотниками еще 220 км линий электропередач на территории Киевской области. В дальнейшем компания планирует полномасштабное внедрение дронов в работу энергетиков.

ДТЭК Сети развивает бизнес по распределению электроэнергии в Киеве, Киевской, Днепропетровской, Донецкой и Одесской областях. Предприятия обслуживают 5,4 млн домохозяйств и 150 тыс. предприятий. В работе компании тщательная проверка состояния сетей играет одну из важнейших ролей. Не выявленный вовремя дефект или поломка могут стать причиной аварии и лишить света десятки тысяч людей.

Общая протяженность электросетей под управлением операторов системы распределения составляет более 180 тысяч километров. Выявлять и устранять все неисправности оперативно и качественно с помощью стандартного для отрасли наземного патрулирования попросту невозможно. Поэтому в 2019 году ДТЭК Сети подписал контракт с эстонской компанией Hepta Airborne, которая предложила осуществлять автоматизированный анализ с помощью дронов.

Пилотный проект стартовал в 2020 году в Днепропетровской области. С помощью беспилотника исследовали 500 километров линий среднего напряжения 10 кВ, где происходит больше всего аварий. Выяснилось, что новый подход лучше фиксирует неисправность оборудования и позволяет за один рабочий день обследовать в 2-3 раза больше линий, чем при пешем осмотре. За три месяца специалисты обнаружили 916 дефектов изоляторов, из которых при обычном осмотре нашли бы всего 176.

Существует два основных способа проверять линии электропередач. При обычном наземном методе при визуальном обходе с земли специалисты фиксируют дефекты. При этом даже очень внимательные специалисты не могут определить значительную часть критических дефектов в верхней части линии, а также не могут качественно обследовать больше, чем 5-6 километров линий за день. Беспилотник же может облететь в два-три раза большее расстояние, одновременно загружая все результаты проверки в компьютерную систему и экономя время на ручную обработку данных.

При втором, высотном способе сотрудник лезет на столб чтобы вплотную оценить поломку. При этом участок линии обесточивают, а электроснабжение клиентов прерывается. Используя дрон, прекращать подачу электричества не нужно, как и лишний раз влезать на столбы - сотрудники поднимаются наверх, только чтобы провести ремонт.

Кроме того, дроны помогают энергетикам провести обзор в труднодоступных местах: на заболоченной местности, над деревьями, водными преградами и промышленными районами. Использование дронов и программного обеспечения по обнаружению дефектов упрощает обследование воздушных линий и повышает безопасность персонала. Небольшой беспилотник оснащен видеокамерой и тепловизором.

Управляя полетом дрона, специалист использует видеокамеру для фото и видеосъемки в высоком разрешении. В инструкции для операторов дронов на сайте компании Hepta Airborne для оценки общего состояния линий и высоты соседних деревьев советуют снять несколько общих планов параллельно проводам. Чтобы оценить состояние конкретной опоры, надо сделать как минимум два ее снимка с противоположных сторон. А фотографии с близкого расстояния и верхнего ракурса позволяют рассмотреть подробности конкретных дефектов.

Тепловизионная камера регистрирует температурные отклонения - нагрев чаще всего означает короткое замыкание или другую неисправность, незаметную невооруженному взгляду.

Огромное количество данных, собранных дронам, было бы абсолютно бесполезным, попытайся человек упорядочить эту информацию своими руками. Ценность технологии в значительной мере зависит программного обеспечения uBird. Оно было специально создано для решения задач подобных тем, которые приходится решать специалистам распределительных сетей.

Для исследования линий электропередач в Киевской и Днепропетровской областях использовали платформу uBird. Компания Hepta Airborne разработала ее для работы с большим количеством изображений, снятых с помощью дронов или другими методами, например, для быстрого обнаружения дефектов сети. uBird создан на основе нейронных сетей - специальные алгоритмы машинного обучения позволяют программе приспосабливаться к любым условиям и новым данным.

Как объясняют специалисты эстонской компании вовремя вебинара по uBird, система собирает и обрабатывает все полученные данные в несколько этапов. Сначала компьютер создает точнейшую карту линий электропередач, привязывая ее к объемной копии местности и географическим координатам. Эта карта работает как своеобразный каталог, в котором содержится подробная информация о состоянии любой точки сети. Все изображения с камеры, а также данные, собранные с помощью теплового датчика и лидара привязываются к каждому конкретному объекту.

Самым сложным устройством во всем проекте является лидарная камера. Лидар (абревиатура от Light Identification, Detection and Ranging) - специальное устройство, которое использует отраженный свет для определения расстояний между объектами и строит объемную цифровую копию среды вокруг беспилотника. Результат сканирования – 3D модель линии и автоматический анализ профиля растительности и зон расчистки.

После система анализирует изображения и сверяет их со своей базой дефектов, определяя, какие неисправности на каком объекте обнаружены. Если система не видит на фотографии знакомого дефекта, но регистрирует повышение температуры или другой тревожный сигнал, то сообщает об этом оператору. Специалист просматривает увеличенные изображения объекта и сам определяет проблему.

Таким образом программу обучают распознавать новые дефекты или наоборот отличать случаи ложной тревоги. Данные о всех аварийных участках автоматически загружаются в общую базу, чтобы формировать отчеты и заявки на ремонт, планировать необходимые работы и делится подробной информацией с работниками ремонтной службы, которые не авторизированы в системе.

Еще недавно казалось, что основным применением дронов будет создание медийного фото-видео контента и просто развлечение. Сейчас беспилотники все чаще используют для решения задач конкретного бизнеса.

Ярким примером того являются соотечественники Hepta Airborne компания Elektrilevi. Это крупнейший оператор распределительных сетей в Эстонии, покрывающий 93% инфраструктуры линий электропередач страны. Раньше контроль над сетями Elektrilevi осуществлялся группой наземного патрулирования, что было довольно непросто. Во-первых, большая часть территории сети электропередач находится в сельской местности, куда сложно добраться даже на специальном транспорте. Во-вторых, пеший патруль отнимал слишком много времени — требовалось до 7 лет, чтобы завершить полный цикл проверки всех линий.

Сначала Elektrilevi попробовали обследовать дронами лишь часть сети, но уже скоро убедились в преимуществах нового метода. Сегодня контроль практически всех линий происходит с помощью беспилотников, что позволило сократить полный цикл проверки до 2,5 лет, в два раза снизить затраты, находить на 1 линейном километре в среднем на 11 дефектов больше чем обычным методом.

Дроны востребованы и в аграрной отрасли. С их помощью можно распылять удобрения и средства защиты, анализировать грунты, создавать карты полей и посевов. Главное — возможность отслеживать состояние культур на всех этапах созревания, определять, на каких участках нужны удобрения или защита от вредителей, что существенно сокращает траты, повышает урожайность и увеличивает эффективность бизнеса.

Как утверждает Бенджамин Пинге, Product and Solution Manager технологической компании senseFly, потенциал беспилотных летательных аппаратов в улучшении устойчивого сельского хозяйства огромен. Исследования показали, что изображения с дронов обеспечивают более высокую точность и разрешение даже в пасмурные дни.

Используют дроны и для решения нестандартных задач. Так несколько лет назад в Киеве провели эксперимент, чтобы выяснить, как влияет на качество воздуха высота этажа здания, а также близость крупных транспортных развязок и обычных светофоров. Замеры делали с помощью крупного беспилотника, на который установили систему газовых сенсоров. Эксперимент тогда показал, что зависимость между высотой и концентрацией СО действительно есть, но она зависит не только от высоты над дорогой, но и от близости транспортных развязок.

Использование беспилотников становится все более востребованным для многих отраслей. Дроны используются в нефтегазовой промышленности, геодезии и топографии, аграрной отрасли, а также для спасательных операций и ликвидации последствий стихийных бедствий. В энергетике эта технология полезна не только для обследования линий электропередач, но и для диагностики различных других систем.