Уральские учёные приступают к испытаниям дрона «Канатоход», который призван по максимуму снять с электромонтёров опасные задачи по ремонту высоковольтных линий электропередачи (ЛЭП), а также упростить саму процедуру. Проекты планируются в России, на Ближнем Востоке и в других странах мира. Специалисты отмечают несовершенство ручной проверки сетей ЛЭП и тенденцию к росту травматизма в этой области, но переходить на инновационные технологии крупные сетевые компании не торопятся, не помогают этому и законодательные новшества.
Идея создания дрона, способного работать как минимум за одну бригаду электромонтёров, возникла у основателя екатеринбургской «Лаборатории будущего» Александра Лемеха в 2014 году. До этого во время стажировки в Германии он изучал роботов для операций по спасению людей на случай чрезвычайных ситуаций.
Научным руководителем и сооснователем стартапа стал кандидат технических наук Арнольд Шастин, который в 1986 году в команде учёных в экстренном порядке создавал роботов для работы на взорвавшейся Чернобыльской АЭС.
Прототип «Канатохода» появился в 2014 году, а реальные испытания начались в 2019-м. На сегодняшний день в проект вложено 266 млн рублей, все деньги «Лаборатория будущего» получила в рамках Национальной технологической инициативы и её программы «ЭнерджиНет».
Среди возможностей беспилотного летательного аппарата (БПЛА) – мониторинг ЛЭП, создание 3D-карт и цифровой модели ЛЭП, выявление дефектов и передача данных, нанесение антигололёдной смазки, установка ремонтного зажима.
За время реальных испытаний беспилотник обследовал около 100 километров высоковольтных ЛЭП в России и 5 километров – в Объединённых Арабских Эмиратах. Разработчик также заключил контракт на мониторинг 600 километров высоковольтных линий в Турции и обсуждает детали проекта во Вьетнаме.
Снимая напряжение с энергетиков
В России протяжённость высоковольтных линий электропередачи напряжением 35–1150 киловатт оценивается в 2,5–3 млн рублей. Каждые пять–шесть лет ЛЭП проходят обязательный осмотр, стоимость инженерного контроля зачастую крайне высока.
Осмотры многие энергокомпании ведут по старинке: бригада электромонтёров добирается до опор на транспорте, затем проходит объекты пешком, выискивая неисправности на высоте с помощью бинокля. Такой способ работает не всегда: повреждения бывают не заметными на глаз. Осмотр при помощи специальных диагностических приборов более совершенен, но инструментарий стоит дорого, а специалиста нужно обучать работе с приборами. В зимнее время любые манипуляции становятся более сложными и дорогостоящими.
«Канатоход» быстро устраняет аварии на электросетях и снижает риски для самих электриков.
Использование дрона снижает количество ненужных плановых ремонтов. Допустим, энергетики планируют заменить линию, построенную несколько десятилетий назад, на новую. Следуя логике, узлы и элементы отслужили свой срок и требуют замены. Бывает и так, что старые линии идеально сохранились, а новые – в плачевном состоянии.
– Новые объекты могут строиться с нарушениями, располагаться в агрессивной среде – на местности с сильными ветрами, над водоёмами, на перевалах. Дрон может пройти опоры и сообщить, что инфраструктура идеально сохранилась, тогда тратить деньги на замену оборудования или его обследование не требуется, – рассказал «Октагон.Урал» Ярослав Шиколев, коммерческий директор «Лаборатории будущего».
Путешествия «Канатохода»
Массовые испытания дрона были намечены на 2020–2021 годы, но из-за пандемии реализацию части проектов пришлось отложить. Тестирование решения в Саудовской Аравии пришлось перенести в том числе и из-за температуры под 50 градусов. Сейчас дрон работает в диапазоне от –35 до +45. И всё же в 2021 году разработчики планируют реализовать 10 проектов в России и столько же за рубежом. Например, сейчас идут переговоры об обследовании 1 тыс. километров высоковольтных ЛЭП «Россетей».
Специалисты технического блока компании «Россети-Урал» говорят о серьёзном потенциале использования подобных дронов в сфере энергетики.
«Промышленные квадрокоптеры могут решать одну из важнейших задач – проводить диагностику воздушных линий электропередачи в труднодоступных участках без привлечения персонала».
Пресс-служба
«Россети-Урал»
– В случае нарушения работы линии это существенно ускоряет процессы выявления повреждённого участка, сокращается время аварийно-восстановительных работ для возобновления подачи электроэнергии клиентам, – рассказали «Октагон.Урал» в пресс-службе «Россети-Урал».
С разработчиками «Канатохода» компания взаимодействует несколько лет. После завершения этапа опытно-промышленной эксплуатации там готовы внедрять и тиражировать технологию по всему контуру компании.
Беспилотный контроль
У уральских учёных есть и другие разработки беспилотников для нужд электроэнергетики. Дрон «Стрекоза» позволяет вести видеомониторинг состояния линии электропередачи без отключения самой линии. Беспилотники «Паук» и «Шмель» – смазывать провода антигололёдными и антикоррозийными средствами и устанавливать на провод различные устройства: ремонтного зажима, ремонтной муфты, датчиков ИКЗ (индикаторов короткого замыкания). Дрон «Оса» предназначен для проведения операций по локальному ремонту провода. Проверка разработок проходит на полигоне, построенном при поддержке Фонда содействия инновациям, в технопарке высоких технологий Свердловской области. Здесь создан макет линий электропередачи в масштабе 1:1.
Простой видеомониторинг ЛЭП, солнечных и ветроэлектростанций без отключения уже несколько лет проводят как российские, так и зарубежные компании.
– Только в 2015 году в России обследовано более 12 тыс. километров ЛЭП. Это по сравнению с другими способами экономически обоснованно, обеспечивает быстрое получение качественных результатов, снижает вероятность несчастных случаев среди персонала энергетических компаний, – говорит аналитик агентства MForum Analytics Алексей Бойко.
Квадрокоптер «Канатоход». Источник: Технопарк высоких технологий Свердловской области/YouTube
Роботизированные решения будут актуальными в энергетике многие годы, считает профессор и доктор технических наук Сергей Кокин. По его словам, большая часть сетей исчерпала нормативный ресурс. При этом новая технология передачи электроэнергии на большие расстояния не появилась:
– Сохраняются и пределы технологических возможностей сетей. Полное обновление потребует гигантских затрат и повлечёт существенный рост тарифов. Но если сети не обновлять хотя бы локально, то количество аварий будет только расти. При увеличении объёмов работ на сетях скорее всего пропорционально вырастет количество производственных травм и смертельных случаев. Такая картина объективно сложилась во всём мире.
Дроны приземляют законы
В «Россети-Урал» прогнозируют, что массовое применение дронов в энергетике станет реальным в перспективе 5–10 лет, но пока подобным стартапам не хватает именно воли заказчиков – достаточно сложно реализовать проект в крупных энергетических компаниях.
«Это не просто объекты критической инфраструктуры, но и консервативные заказчики. Наша технология – новая для энергетики, из-за чего возникает множество дополнительных согласований даже для тестирования».
Ярослав Шиколев
коммерческий директор «Лаборатории будущего»
– В России «Канатоход» перед массовым использованием необходимо вносить в различные реестры разных ведомств – от Минэнерго до Ростехнадзора. Внесение в реестры позволит проводить инженерный осмотр с помощью дрона. Главное, чтобы заказчики были готовы к новому, – рассказал Ярослав Шиколев.
Существенно повлиять на масштабное внедрение инноваций может ужесточение регулирования в сфере использования дронов. На днях опубликован новый законопроект Минтранса РФ об обязательной сертификации БПЛА.
– Согласно документу, дроны необходимо ставить на учёт, предъявлять аппараты на осмотр, оснащать их транспондерами и бортовыми ответчиками для мониторинга за полётами. Сертификацию предстоит оплачивать производителям, её стоимость составит до 100 миллионов рублей. Кроме того, этот процесс займёт около пяти лет и потребует от бизнеса значительных затрат на расширение штата и закупку дополнительного оборудования, – говорит директор по отраслевым решениям в энергетике ИТ-компании КРОК Алексей Борисов.
По его словам, сложность процедуры приведёт к повышению себестоимости БПЛА и в целом значительно ограничит рынок разработки и производства российских беспилотников:
– В отсутствие таких сдерживающих факторов потенциал применения дронов для удалённой диагностики и обследования энергообъектов, безусловно, имел бы устойчивые перспективы роста.
27 июля 2021