Програма з використання дронів для обстеження ліній електропередачі у Київській області стартувала у вересні цього року. За перші два місяці роботи фахівці встигли вивчити 180 кілометрів електромереж Бориспільського району та виявити не лише явні ушкодження, а й потенційно аварійні місця.

До кінця року ДТЕК Мережі обстежить безпілотниками ще 220 км ліній електропередачі на території Київської області. Надалі компанія планує повномасштабне впровадження дронів в роботу енергетиків.

ДТЭК Сети розвиває бізнес із розподілу електроенергії у Києві, Київській, Дніпропетровській, Донецькій та Одеській областях. Підприємства обслуговують 5,4 млн домогосподарств та 150 тис. підприємств. У роботі компанії ретельна перевірка стану мереж грає одну з найважливіших ролей. Невиявлений вчасно дефект чи поломка можуть стати причиною аварії та позбавити світла десятки тисяч людей.

Загальна довжина електромереж під керуванням операторів системи розподілу становить понад 180 тисяч кілометрів. Виявляти та усувати всі несправності оперативно та якісно за допомогою стандартного для галузі наземного патрулювання просто неможливо. Тому у 2019 році ДТЕК Мережі підписав контракт з естонською компанією Hepta Airborne, яка запропонувала здійснювати автоматизований аналіз за допомогою дронів.

Пілотний проєкт стартував у 2020 році у Дніпропетровській області. За допомогою безпілотника досліджували 500 кілометрів ліній середньої напруги 10 кВ, де відбувається найбільше аварій. З'ясувалося, що новий підхід краще фіксує несправність обладнання та дозволяє за один робочий день обстежити у 2-3 рази більше ліній, ніж при пішому огляді. За три місяці фахівці виявили 916 дефектів ізоляторів, з яких за звичайного огляду знайшли б лише 176.

Існує два основних способи перевіряти лінії електропередачі. При звичайному наземному методі під час візуального обходу із землі фахівці фіксують дефекти. При цьому дуже уважні спеціалісти не можуть визначити значну частину критичних дефектів у верхній частині лінії, а також не можуть пройти більше 5 кілометрів ліній за день. Безпілотник же встигає облетіти вдвічі-втричі більшу відстань, одночасно завантажуючи всі результати перевірки в комп'ютерну систему заощаджуючи час на ручну обробку даних.

При другому, висотному способі співробітник лізе на стовп, щоб впритул оцінити поломку. При цьому ділянку лінії знеструмлюють, а електропостачання клієнтів переривається. Використовуючи дрон, припиняти подачу електрики не потрібно, як і зайвий раз залазити на стовпи - співробітники піднімаються нагору тільки, щоб провести ремонт.

Крім того, дрони допомагають енергетикам провести огляд у важкодоступних місцях: на заболоченій місцевості, над деревами, водними перешкодами та промисловими районами. Використання дронів та програмного забезпечення для виявлення дефектів спрощує обстеження повітряних ліній та підвищує безпеку персоналу. Невеликий безпілотник оснащений відеокамерою та тепловізором.

Керуючи польотом дрона, фахівець використовує відеокамеру для фото та відеозйомки у високій якості. В інструкції для операторів дронів на сайті компанії Hepta Airborne для оцінки загального стану ліній та висоти сусідніх дерев радять зняти кілька спільних планів паралельно проводам. Щоб оцінити стан конкретної опори, треба зробити як мінімум два знімки з протилежних сторін. А фотографії з близької відстані та верхнього ракурсу дають змогу розглянути подробиці конкретних дефектів.

Тепловізійна камера реєструє температурні відхилення – нагрівання найчастіше означає коротке замикання або іншу несправність, непомітну неозброєному погляду.

Величезна кількість даних, зібраних дроном, була б абсолютно марною, спробуй людина впорядкувати цю інформацію своїми руками. Цінність технології значною мірою залежить від програмного забезпечення uBird. Воно було спеціально створено для вирішення завдань подібних до тих, які доводиться вирішувати спеціалістам розподільчих мереж.

Для дослідження ліній електропередачі у Київській та Дніпропетровській областях використовували платформу uBird. Компанія Hepta Airborne розробила її для роботи з великою кількістю зображень, знятих за допомогою дронів або іншими методами, наприклад для швидкого виявлення дефектів мережі. uBird створений на основі нейронних мереж - спеціальні алгоритми машинного навчання дозволяють програмі пристосовуватися до будь-яких умов та нових даних.

Як пояснюють фахівці естонської компанії під час вебінару з uBird, система збирає та обробляє всі отримані дані в кілька етапів. Спочатку комп'ютер створює найточнішу карту ліній електропередачі, прив'язуючи її до об'ємної копії місцевості та географічних координат. Ця карта працює як своєрідний каталог, де міститься докладна інформація про стан будь-якої точки мережі. Усі зображення з камери, а також дані, зібрані за допомогою теплового датчика та лідара, прив'язуються до кожного конкретного об'єкта.

Найскладнішим пристроєм у всьому проєкті є лідарна камера. Лідар (абревіатура від Light Identification, Detection and Ranging) – спеціальний пристрій, який використовує відображене світло для визначення відстаней між об'єктами та будує об'ємну цифрову копію середовища навколо безпілотника. Результат сканування – 3D модель лінії та автоматичний аналіз профілю рослинності та зон розчищення.

Після цього система аналізує зображення і звіряє їх зі своєю базою дефектів, визначаючи, які несправності на якому об'єкті виявлені. Якщо система не бачить на фотографії знайомого дефекту, але реєструє підвищення температури або інший сигнал тривоги, то повідомляє про це оператора. Фахівець переглядає збільшені зображення об'єкта та сам визначає проблему. Таким чином, програму навчають розпізнавати нові дефекти або навпаки відрізняти випадки помилкової тривоги. Дані про всі аварійні ділянки автоматично завантажуються у загальну базу, щоб формувати звіти та заявки на ремонт, планувати необхідні роботи та ділитися докладною інформацією з працівниками ремонтної служби, які не авторизовані у системі.

Ще недавно здавалося, що основним застосуванням дронів буде створення медійного фото-відео контенту та просто розвага. Наразі безпілотники все частіше використовують для вирішення завдань конкретного бізнесу.

Яскравим прикладом цього є співвітчизники Hepta Airborne компанія Elektrilevi. Це найбільший оператор розподільних мереж в Естонії, що покриває 93% інфраструктури ліній електропередачі країни. Раніше контроль над мережами Elektrilevi здійснювався групою наземного патрулювання, що було непросто. По-перше, більша частина території мережі електропередачі перебуває у сільській місцевості, куди складно дістатися навіть спеціальному транспорті. По-друге, піший патруль забирав дуже багато часу - потрібно до 7 років щоб завершити повний цикл перевірки всіх ліній.

Спочатку Elektrilevi спробували обстежити дронами лише частину мережі, але вже скоро переконалися у перевагах нового методу. Сьогодні контроль практично всіх ліній відбувається за допомогою безпілотників, що дозволило скоротити повний цикл перевірки до 2,5 років, удвічі зменшити витрати, знаходити на 1 лінійному кілометрі в середньому на 11 дефектів більше, ніж звичайним методом.

Дрони потрібні і в аграрній галузі. З їх допомогою можна розпорошувати добрива та засоби захисту, аналізувати ґрунти, створювати карти полів та посівів. Головне – можливість відслідковувати стан культур на всіх етапах дозрівання, визначати, на яких ділянках потрібні добрива чи захист від шкідників, що суттєво скорочує витрати, підвищує врожайність та збільшує ефективність бізнесу.

Як стверджує Бенджамін Пінге, Product and Solution Manager технологічної компанії senseFly, потенціал безпілотних літальних апаратів у покращенні сталого сільського господарства є величезним. Дослідження показали, що зображення з дронів забезпечують вищу точність та дозвіл навіть у похмурі дні.

Використовують дрони й для вирішення нестандартних завдань. Так кілька років тому у Києві провели експеримент, щоб з'ясувати, як впливає на якість повітря висота поверху будівлі, а також близькість великих транспортних розв'язок та звичайних світлофорів. Виміри робили за допомогою великого безпілотника, на якому встановили систему газових сенсорів. Експеримент тоді показав, що залежність між висотою та концентрацією СО дійсно є, але вона залежить не тільки від висоти над дорогою, а й від близькості транспортних розв'язок.

Використання безпілотників стає все більш затребуваним для багатьох галузей. Дрони використовуються в нафтогазовій промисловості, геодезії та топографії, аграрній галузі, а також для рятувальних операцій та ліквідації наслідків стихійного лиха. В енергетиці ця технологія корисна не тільки для обстеження ліній електропередачі, а й для діагностики різних інших систем.