Метод оценки линий электропередачи без прямого участия человека создают в НГТУ НЭТИ

В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ работают над созданием системы определения технического состояния воздушных линий электропередачи — система позволит компьютеру автоматически классифицировать конструкции, сокращая время экспресс-диагностики до трех минут.

«Среди причин аварий на воздушных линиях электропередачи (ВЛ) чаще всего указывают внешние факторы: ветра, смерчи, ледяные нагрузки. Но не все так очевидно, как кажется. У любой конструкции есть собственные частоты — это такая же важная характеристика конструкции, как ее масса, объем или жесткость. И одной из причин подобных разрушений является то, что происходит совпадение частот внешнего воздействия и внутренних, собственных частот. По действующей нормативной документации для контроля состояния конструкций необходимо отслеживать более десятка параметров. Каждый такой параметр подразумевает отдельный измерительный прибор и до нескольких часов работы. Но существует ГОСТ 31937-2011, позволяющий делать экспресс-оценку зданий и сооружений по их динамическим параметрам. Этот метод быстрой оценки мы решили трансформировать и модифицировать для анализа состояния опор линий электропередачи. Это позволит быстро обнаруживать дефектные опоры ВЛ», — рассказал Алексей Кожевников, доцент кафедры прочности летательных аппаратов НГТУ НЭТИ.

Ранее ученые Института электроэнергетики НГТУ разработали специальный аппаратный комплекс для измерения частот колебаний конструкций, а также спроектировали и изготовили уменьшенные экспериментальные конструкции типовых опор ВЛ, которые сохраняют все технологические элементы и характеристики настоящих опор линии электропередачи. Именно на них отрабатывают специальную методику измерения частот собственных колебаний: изучают правильную расстановку датчиков, необходимость и вид внешнего воздействия.

«Разработанную систему контроля технического состояния приводим к автоматизированному формату работы: компьютер без участия человека на основании заложенных алгоритмов принимает решение о распределении конструкции в ту или иную группу технического состояния: исправные, работоспособные, ограниченно работоспособные. Нам предстоит большая работа по набору реальных экспериментальных данных и статистики, но могу сказать, что это позволит проводить экспресс-диагностику буквально за три минуты», — отметил Алексей Кожевников.

Чтобы получить информацию о состоянии опоры ВЛ, требуется установить до четырех датчиков на конструкцию. Затем собранные данные передают в специальное приложение на смартфоне или компьютере. Пользователь получает полный отчет о записанных частотах собственных колебаний в форме графиков и показателей, позволяющих оценить состояние опоры.

По словам ученых, эта система выступает аналогом сразу трех разных комплексов оценки внутренних колебаний, но преимущество заключается в возможности измерения частот собственных колебаний без внешнего дополнительного воздействия на конструкцию опоры. Это позволит облегчить и ускорить процесс оценки фактического технического состояния сооружения. По частоте колебаний можно сделать вывод о том, к какому дефекту она имеет отношение. Возможность проводить измерения и на месте в режиме реального времени анализировать данные представляет собой один из ключевых моментов при использовании данной методики.

Основная перспективная задача — создать норматив, который позволит иметь более точное понимание, какие колебания являются нормой, а какие — отклонением. Для этого проводятся эксперименты на разных типах опор ВЛ. Ученым предстоит отработка методики, дальнейшее тестирование на разных видах конструкции и анализ полученной информации.

Сейчас исследователи продолжают развитие проекта, расширяя область применения проверенной методики на различные типы конструкций: железобетонные стойки опор для сети городского и железнодорожного транспорта, опоры линий электропередачи распределительных сетей невысокого напряжения, которые преимущественно используются в сельской местности и частном секторе. Экспериментальные модели трех типов металлических опор уже подготовлены для исследований.