Александр Викторович Лемех, ведущий инженер, магистр техники и технологии.

Наша команда разрабатывает роботизированный комплекс для диагностики высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛ) «Канатоход». Комплекс проводит комплексную инженерную инструментальную диагностику ВЛ. Мы объединили орла и ужа – орел взлетает, стыкуется с силовым проводом линии электропередачи, дальше по ней ползет уж и проводит необходимый контроль. Если будет дефект – наше устройство обнаружит его и предотвратит системную аварию.

Уникальность проекта

Наш проект предполагает объединение летающего и мобильного роботов для выполнения комплексного контроля ВЛ. Летающий робот нужен для того, чтобы быстро и по кратчайшему пути достичь любого места ВЛ. Дело в том, что в нашей стране более 2,5 млн. км ВЛ. Они требуют постоянного контроля состояния. Сегодня используется визуальный, как правило, пеший осмотр. Монтажник в бинокль пытается найти дефект на высоте более 20 метров. Это иногда получается.

Более эффективным является инженерный инструментальный осмотр с использованием специальных диагностических приборов. Однако эти приборы дорогостоящие, требуют высокой квалификации и времени проведения диагностики. Также более эффективным является осмотр с подъемом на опору, но он значительно более сложен и в большинстве случаев требует отключения ВЛ, а главное связан со смертельным риском из-за высокого напряжения и работ на высоте.

Наш комплекс предназначен для выполнения комплексного инженерного инструментального верхового осмотра, который получается в 10 раз эффективнее аналогичного комплексного осмотра.

Сегодня для диагностики ВЛ также используют летательные аппараты как пилотируемые, так и беспилотники. Они, как правило, летят на большой скорости на средней высоте и, используя видеокамеру и тепловизор, стремятся выявить крупные дефекты ВЛ. Однако, их применение ограничено вследствие того, что они не дают нужную инженерную информацию, а только отчасти помогают выявить наиболее проблемные зоны ВЛ. Эти устройства часто дают только картинку для начальства, которую сложно использовать в инженерной практике эксплуатации и технического обслуживания ВЛ.

История создания

Идея проекта имеет 2 основания.

5 лет назад в нашей команде был Артем Галушков, который интересовался дирижаблями. Ему они нравились – он говорил только о них. Благодаря его настойчивости мы сделали наш первый дирижабль объемом 1 кубический метр. Потом сделали второй дирижабль объемом 2 кубических литра. В данный момент у нас есть дирижабль объемом 6 кубических литров. В ходе организованной нами выставки на паркете УрФУ с презентацией достижений студенческих инженерных соревнований 2010 года «Наукоград» были организованы полеты дирижабля с возможностью управления всеми желающими. Видео с этих соревнований были опубликованы в интернете.

Мне на почту пришло письмо от представителя немецкого научно исследовательского института Интеллектуального анализа и информационных систем Фраунгофера – институт предложил нам участвовать в крупном интеграционном европейском проекте в рамках 7 рамочной программы Европейского Союза НИФТИ. Проект предполагал создание роботизированного комплекса для операций спасения, состоящего из группы летающих роботов, группы наземных роботов и штаба управления. Я так понял, что в Германии есть проблема – молодежь не идет учиться на технические специальности и, несмотря на высокие зарплаты и отличные условия труда иногда не удается найти исполнителей на такого рода проекты. Естественно, мы очень заинтересовались этим предложением и прошли серию стажировок в этом институте.

Там мы узнали, что в проекте НИФТИ участвует 12 партнеров со всего европейского союза – Институт искусственного интеллекта Голландии, Университет города Рима ди Сапиенца, университет города Прага, Университет города Цюрих, МЧС Германии, Италии, Швейцарии и другие партнеры. Наши задачи в этом проекте затрагивали совершенствование конструкции летающего робота и создание программного обеспечения автономного управления. Членам нашей команды удалось поучаствовать в серии европейских учений, в частности в ходе землетрясения в г. Мирандола на севере Италии.

Из опыта участия в этом проекте мы близко познакомились с проблематикой создания автономных летающих роботов, а также увидели современный уровень постановки задач. Мы обрели определенные компетенции в этой теме. На выставке промышленности и инноваций ИННОПРОМ в 2013 году нами был представлен концепт летающего робота для диагностики ВЛ. Нашей разработкой заинтересовался заместитель генерального директора филиала ОАО «Федеральная сетевая компания» Магистральные электрические сети Урала Андрей Александрович Тараненко. Было организовано совещание, где мы представили наши наработки. В ходе экспертного обсуждения были выявлены наиболее интересные и перспективные направления для исследований и разработок. В частности, стало понятным, что сам по себе летающий робот в электрических сетях не нужен, так как он не может дать инженерных данных о состоянии ВЛ, а дает только картинку — стало быть нужно делать гибридное устройство, которое способно сканировать силовой провод и грозотрос. Также стало понятно, что этот робот должен быть способен проходить ВЛ от подстанции до подстанции, преодолевая расстояния часто более 20, а то и 50 км.

Вторым основанием проекта являются разработки производственного объединения «Атомспецконтроль», г. Заречный. Дело в том, что у нас на Урале в городе Заречный при Белоярской атомной электростанции существовал одна из лучших в стране коллективов по проектированию и производству роботов и автоматов для атомной промышленности. В ходе работы этого коллектива были созданы множество инновационных проектов для диагностики и ремонта атомных станций. Роботы, созданные в ПО «Атомспецконтроль» использовались на всех атомных станцией СССР и СЭВ.

Одной из страниц истории этого коллектива были работы по ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС. Одной из задач, поставленной и решеной тогда уральцами в Чернобыле была разработка для контроля параметров зоны развала реактора: температура, уровень излучения и другие параметры. Дело в том, что до этого эту задачу решали так: армейский вертолет зависал над аварийным реактором, с него опускался диагностический зонд и в течении нескольких минут проводились замеры. При этом экипаж вертолета подвергался влиянию чудовищной дозы радиоактивного излучения. Как правило, это имело фатальный эффект для экипажа и вертолета. Такие замеры проводились несколько раз в день. Эта задача была решена – выстрелом из ракетницы в стену машинного зала аварийного реактора был натянут стальной трос, по которому запускался небольшой мобильный робот с диагностическим зондом.

Очень похожий мобильный робот сегодня закреплен на нашем Канатоходе.

Зона развала аварийного реактора Чернобыльской АЭС

Реализация идеи

Мы знаем, что очень многие изобретения в самых разных сферах науки и техники были сделаны в нашей стране. Однако счет изобретений, которые были широко внедрены в народное хозяйство – значительно меньше. Внедрение инноваций – сложная задача.

На пути внедрения нашего проекта были пройдены несколько этапов. Компания ОАО «Российские сети», объединяющая подавляющую часть электрических сетей нашей страны, стремится внедрять инновации. В 2013 году был проводен конкурс «Энергопрорыв». Организаторами выступили ОАО «Российские сети», Фонд Сколково, ОАО «Московская объединенная электросетевая компания» и другие. Конкурс призван облегчить путь от идеи до внедрения. Было подано более 150 проектов, организована серьезная отраслевая экспертиза. Наша команда приняла участие в конкурсе, заполнила заявку, прошла в финал и победила.

Победа в конкурсе "Энергопрорыв 2014"

По итогам конкурса компания Московская объединенная электросетевая компания взялась внедрить  у себя первый комплекс после удачных испытаний, а Фонд Сколково одобрил получение гранта в 5 млн.рублей. В 2014 году нами была проведена серия испытаний на объектам МЭС Урала и МОЭСК. В данный момент мы оформляем необходимые документы для получения статуса резидента Фонда Сколково и гранта. Затем в декабре выиграли в конкурсе «Инновации в электроэнергетике», проводимом Фондом Сколково.

Испытания роботизированного комплекса «Канатоход» ВЛ 220 кВ, октябрь 2014 года.

Целью нашего проекта является создание автономно работающего комплекса, способного осуществлять диагностику в круглосуточном режиме двигаясь без участия человека от подстанции до подстанции. Сегодня мы делаем первые шаги на этом пути.

Иллюстрация в журнале «Бизнес и жизнь», выпуск июль 2017