По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 629.064

Интеллектуальное обследование электроэнергетических подстанций с использованием БПЛА: комплексный подход на основе телевизионного и ультрафиолетового контроля с применением искусственного интеллекта

Пономарева З.Р. ассистент, магистр, ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», E‑mail: zem.tregulova@yandex.ru
Горохов И.В. канд. техн. наук, доцент, кафедра электроснабжения и электротехники, ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет», E‑mail: zem.tregulova@yandex.ru

Повышение надежности и бесперебойности работы электроэнергетических систем требует внедрения современных методов диагностики состояния оборудования подстанций. Традиционные методы обследования зачастую сопряжены с рисками для персонала, необходимостью отключения оборудования и высокой трудоемкостью. В данной статье представлен инновационный подход к обследованию подстанций, основанный на применении беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), оснащенных телевизионными и ультрафиолетовыми (УФ) камерами, в сочетании с алгоритмами искусственного интеллекта (ИИ). Метод позволяет дистанционно, безопасно и оперативно выявлять критические дефекты, такие как перегрев контактных соединений и токоведущих частей из-за перегрузки или перенапряжения (посредством телевизионного контроля), а также пробои и деградацию изоляции (посредством УФ-детекции коронных разрядов и частичных разрядов). Интеграция ИИ обеспечивает автоматизацию обработки больших объемов данных, повышение точности диагностики, минимизацию влияния человеческого фактора и формирование прогнозных моделей состояния оборудования. Результаты пилотных проектов демонстрируют значительное повышение эффективности планово-предупредительных ремонтов и снижение риска аварийных отключений.

Литература:

1. Богачев В.Я. Интеграция мультиспектральной съемки в диагностику энергооборудования. — М.: Энергоатомиздат, 2024.

2. Данилов Н.А., Нургалиев И.Р. Экономическая эффективность БПЛА-мониторинга в ТЭК // Вестник НИИ энергетики. — 2025. — №3.

3. ZALA Aero. Технические требования к БПЛА для инспекции высоковольтных объектов. — Ижевск: ZALA Aero, 2024.

4. Khan, M. A., et al. A Comprehensive Review of UAV-Based Remote Sensing Applications in Power Line Inspection. — Energies. — 2022. —N 15 (18). — P. 6735.

5. Gómez Muñoz, C. Q., et al. A new fault location approach for aerial distribution lines using unmanned aerial vehicles (UAVs). — IEEE Transactions on Power Delivery. — 2019. — N 34 (4). — P. 1359-1368.

6. Ullah, F., et al. Applications of Artificial Intelligence in Unmanned Aerial Vehicles for Power Line Inspection: A Review. — IEEE Access. — 2021. — N 9. — P.147602-147623.

7. IEEE Std C57.104-2019: IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers (Relevant for gas analysis extension).

8. IEC 62478:2016: High-voltage test techniques — Measurement of partial discharges by electromagnetic and acoustic methods (Relevant standards context).

Электроэнергетические подстанции являются критически важными узлами в системе передачи и распределения электроэнергии. Отказ оборудования подстанции может привести к масштабным авариям, значительным экономическим потерям и перебоям в электроснабжении потребителей. Традиционные методы технического обслуживания, основанные на плановых ремонтах и визуальных осмотрах персоналом, обладают рядом существенных недостатков: высокий риск для персонала при работе вблизи высоковольтного оборудования, необходимость частичного или полного отключения оборудования (снижение надежности снабжения), субъективность оценки, ограниченный доступ к некоторым узлам и высокая трудоемкость. В связи с этим актуальной задачей является разработка и внедрение дистанционных, автоматизированных и высокоточных методов диагностики.

Технологии БПЛА открывают новые возможности для обследования труднодоступных объектов без необходимости приближения персонала и остановки оборудования. Оснащение БПЛА специализированными датчиками позволяет получать уникальную диагностическую информацию. В частности, тепловизионные камеры фиксируют температурные аномалии, являющиеся индикаторами таких проблем, как ослабленные контакты, перегрузка по току или перенапряжение. Ультрафиолетовые камеры (коронографы) визуализируют невидимое глазу УФ-излучение, возникающее при коронных разрядах и частичных разрядах, которые сигнализируют о дефектах изоляции, загрязнении поверхностей или повреждении элементов.

Однако ручной анализ термограмм и УФ-изображений, особенно при больших объемах данных, получаемых при регулярных облетах, становится узким местом. Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) в процесс обработки данных с БПЛА позволяет преодолеть это ограничение, автоматизируя обнаружение, классификацию и оценку серьезности дефектов, а также обеспечивая прогнозирование их развития.

БПЛА: Для обследования подстанций оптимально применение мультироторных БПЛА (квадро-, гексакоптеры) благодаря их способности к зависанию, маневренности в стесненных условиях и высокой стабильности позиционирования (с использованием RTK-GPS). Важны требования к защите от электромагнитных помех и безопасному полету вблизи электроустановок.

Для Цитирования:
Пономарева З.Р., Горохов И.В., Интеллектуальное обследование электроэнергетических подстанций с использованием БПЛА: комплексный подход на основе телевизионного и ультрафиолетового контроля с применением искусственного интеллекта. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2025;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: