ТочкаНевозврата_Финал

1. Напряжение под контролем

МБОУ «СОШ №65»
Зайцев Евгений
Локтев Степан
Юсупова Алина
Полякова Вера
Щекочихин Дмитрий
Целлер Никита

2. Возможные места возникновения пробоев в изоляции и их причины

В соединительных муфтах. Тут проблема
пробоев встречается чаще всего. Любое
отклонение от нормы в муфтах может быть
катастрофичным, поэтому они требуют установку
и обслуживание профессионалами.
В местах сильного изгиба. В изоляции
на подобных участках могут появиться
множество микротрещин, что может
повлечь за собой пробой или более
серьёзное нарушение защиты кабеля.
В целом месте кабеля. Тут пробои
появляются наиболее редко, но могут
появиться вследствие неправильной
установки или действий каких-либо
внешних факторов.
Причины пробоев:
-Ультрафиолетовое
излучение
-Химические воздействия
-Температура
-Влажность
-Электрические нагрузки
-Механические повреждения

3.

Преимущества и недостатки методов диагностики
кабеля с бумажно-масляной изоляцией
Методы определения места
повреждения кабельной линии. В
чём заключается?
Импульсивный метод. Метод
основан на измерениях времени
пробега импульса в линии от места
посылки до места повреждения и
обратно.
Урон по Откл. от
кабелю сети
Необходимое
оборудование
Для чего применяется
Нет
Да
Импульсивный
генератор.
Рефлектометр
Для определения расстояния
до места повреждения в
кабельных линиях при
однофазных и межфазных
замыканиях, а также при
обрывах жил.
Метод колебательного разряда.
Измерение периода
свободных колебаний, возникающих
в заряженной кабельной линии при
пробое изоляции
Нет
Да
Специальный
генератор
высоковольтны
х импульсов,
осциллограф
Для определения расстояния
до места пробоя в кабеле.
Емкостной метод. Основывается на
зависимости емкости кабеля от его
длины
Нет
Да
Баллистически
й гальванометр
на постоянном
токе.
Для определения зоны
повреждения при обрывах
одной
или нескольких жил
кабельной линии.

4.

Методы определения места
повреждения кабельной линии.
В чём заключается?
Урон по Откл.
кабелю от
сети
Индукционный метод. При
Нет
пропускании по кабелю
однофазного переменного тока
вокруг кабеля образуется
магнитное поле
Системы измерений и локализации Нет
мест дефектов изоляции (OWTS).
Измерение напряжение
возникновения импульсов
частичных разрядов (ЧР)
Испытания кабеля повышенным
Да
напряжением. Пропускание через
кабель напряжения в 6 раз больше
рабочего значения кабеля в
течение определенного времени с
проверкой на появление пробоев
Да
Да
Да
Необходимое
оборудование
Генератор
переменного тока,
антенна из проволоки
Для чего применяется
Для отыскания мест пробоя
изоляции жил между собой,
для определения трассы и
глубины залегания
неповрежденного кабеля
Источник напряжения Для определения, анализа и
постоянного тока,
локализации мест
катушки
возникновения ЧР в изоляции,
индуктивности,
локализация мест дефектов
конденсатор связи ЧР, изоляции кабелей
контроллер,
преобразователь
Генератор высокого
Подтверждения соответствия
напряжения,
состояния кабеля техническим
миллиамперметр,
требованиям, обнаружения
мегаомметр
скрытых дефектов, способных
вывести проводники из строя

5.

Методы определения места
повреждения кабельной линии. В
чём заключается?
Коэффициент абсорбции. При
повреждении изоляции кабеля
пропитка бумажного слоя изоляции
будет вытекать из кабеля, что
повлечет изменение коэффициента.
Нет
Откл. Необходимое
от
оборудование
сети
Да
Мегаомметр
Нет
Да
Высоковольтные
конденсаторы
Можно определять
повреждения различного
характера или всех жил.
Метод измерения потенциалов.
Нет
Заключается в пропускании через
место повреждения постоянного тока
и измерении величины напряжения
на металлической оболочке кабеля
Да
Электрометр
Для непосредственного
отыскания места однофазного
замыкания
на трассе КЛ
Акустический метод. Заключается в
создании в месте повреждения
мощных электрических разрядов и
фиксации на поверхности земли
звуковых колебаний.
Урон по
кабелю
Для чего применяется
Применяется для проверки
состояния гигроскопической
изоляции кабеля

6.

Наш подход?
Повреждение изоляции, даже если оно
носит мелкомасштабный характер,
приводит к утечке тока и вызывает
повышение температуры.
Мы предлагаем использовать дрона для
мониторинга состояния изоляции. На
своём борту он будет нести тепловизор.
Предлагается использование pLTE
сетей для связи с дроном, что даст
возможность развития автоматизации и
улучшения безопасности на комбинате.
Управление и анализ данных с дрона могут
выполнять нейросети. После завершения
задачи, дрон располагается в специальном
месте, где он будет заряжаться и
обмениваться информацией о полёте с
«базой». Там же находится сервер для
работы нейросетей и место для
управления pLTE сетью.
Нами также были рассмотрены и другие
способы связи с дроном: Wi-Fi (имеет
малую дальность), подключение по кабелю
(маломобильность), радиосвязь (задержки
аналогового сигнала).
Такая система практически без ошибок
сможет находить на высоковольтных
кабелях места с износом изоляции для
проверки его состояния и с последующей
замены при необходимости. Это позволит
уменьшить количество пробоев, а
следовательно и аварийных ситуаций.

7. Сравнение с существующими системами, особенности нашего подхода

Наше предложение отличается от уже существующих возможностью точно определять
места повреждения изоляции кабелей без необходимости выводить их из рабочего
состояния.
Проект полностью автономен и не требует постоянного участия человека, что
позволяет свести к нулю человеческий фактор и снизить расходы
Данный способ мониторинга состояния изоляции кабеля никак
не вмешивается в его работу и не влияет на работоспособность
В заводскую комплектацию дрона входят камера и
тепловизор.
В данном варианте мы предлагаем закупку двух
квадрокоптеров. Наше решение предполагает возможность
одновременного запуска нескольких дронов для ускорения
работы. При внештатной ситуации функции обоих дронов
может выполнять один, пока ремонтируется второй.

8.

Риски и сложности в использовании
Мероприятия по их снижению или ликвидации
Размещение и установка вышек pLTE, дрон-порта,
зарядных станций
Внимательность к деталям (целесообразность
выбранного места) во время поиска необходимой
территории
Неблагоприятные погодные условия
Переждать непогоду
Необходимость в квалифицированных рабочих
Поиск новых кадров или обучение персонала
Помехи в видимости кабеля
При составлении карты местности учитывать их
Неисправность в pLTE сети
Регулярная проверка корректности работы сети
Ошибки нейросетей
Перепроверка результатов анализа информации с
дрона
Потеря сигнала дроном
Данный дрон поддерживает функцию
самостоятельного возврата на базу при потере
сигнала от управляющего устройства
Организация доступа дрона к коллекторам и
галереям, где проложены кабельные линии
Сооружение дополнительных проходов для
доступа квадрокопера к коллекторам и галереям

9.

Стоимость
Электроэнергия:
3,8 руб/сутки – дрон
32.3 руб/сутки – сервер
375 руб/сутки – сеть pLTE
Обслуживание:
500 руб/сутки дрон, сервер,
зарядные станции
135 руб/сутки сеть pLTE
`
Сеть pLTE. В среднем на рынке около 12 млн руб.
Дрон. Средний ценовой сегмент 2 млн руб.
Зарядные станции 750 тыс. руб. Так как нынешние
технологии не позволяют дрону летать больше
нескольких часов, то мы не можем пролетать весь
маршрут на одном заряде. Для преодоления
маршрута потребуется 5 циклов зарядки,
следовательно 5 зарядных станций – 150 тыс. руб
каждая.
Нейросеть для управления дроном. 4 млн руб.
Непосредственно управляет дроном и следит за
обстановкой.
Нейросеть для анализа данных. 3.5 млн руб.
Обрабатывает и анализирует данные, полученные
с тепловизора. Делает выводы о состоянии
изоляции кабеля.
Сервер для нейросетей. 1.9 млн руб.
Эксплуатационные затраты: 1046.1 руб/сутки
Капитальные затраты: 24.2 млн руб.

10.

Дорожная карта

11.

Список источников
pLTE сеть
https://www.iksmedia.ru/articles/5952341-Chastnye-seti-LTE-dlyarossijskix.html?ysclid=mibdi3w4od738992628
https://wifiray.ru/catalog/ustroystva_3g_4g_lte/bazovye_stantsii_lte/?ysclid=mibdgk6mis15869
5205
https://jet.su/services/resheniya-dlya-postroeniya-chastnoy-seti-lte/
https://trialink.ru/wp-content/uploads/2022/06/trifonov-statya-private-lte-i-sistemy-svyazi-iupravleniya-urovnya-mission-critical.pdf
https://leo.ru/catalog/lte-plte/?ysclid=mia98ysch2311953530
https://skmstal.ru/antennyye-opory-bashni-i-vyshki-svyazi
Дрон, его комплектующие, дрон-база
https://www.pergam.ru/catalog/bpla/indoor-drones/s400.htm?ysclid=miaanvtdu450262280
https://aeromotus.ru/nashi-uslugi/remont-i-obsluzhivanie-bpla/
https://www.rc-russia.ru/catalog/akkumulyatory-li-pol/6s?ysclid=miacac3oy1355352740
https://aeromotus.ru/product-category/aksessuary-i-zapchasti/
https://easy-byte.ru/blog/skolko-stoit-razrabotka-nejroseti-na-zakaz-v-2025-godu-ot-chegozavisit-cena-i-kak-ocenit-investicii/
https://server-center.ru/catalog/servers

12.

Список источников
Кабели и существующие методы
https://cable.ru/articles/1308-dopustimaya-temperatura-nagrevakabelya/?srsltid=AfmBOorphD5d0BWW44QbuDYaT_QsRN0C8F0MrpOnk729WqtP5C
RzIEEP
https://www.dvfu.ru/upload/medialibrary/a82/Xolyanova_O.M.,_Vinakovskaya_N.G._Me
tody_opredeleniya.pdf
https://electricalschool.info/main/ekspluat/1794-kojefficient-absorbcii.html
http://news.elteh.ru/pdf/109/Sidelnikov_109.pdf
https://saprd.ru/grsi/47523-11/2011-47523-11.pdf
https://electricalschool.info/main/ekspluat/1943-kakie-faktory-vlijajut-nastarenie.html#:~:text=%D0%92%D0%BB%D0%B0%D0%B6%D0%BD%D0%BE%D1%
81%D1%82%D1%8C%20%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%B6%D0%B5%20%D1%8
1%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D1%81%D1%82%D0%B2%D1%8
3%D0%B5%D1%82%20%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B2%D0%B8%D1%82%D0
%B8%D1%8E%20%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8
%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85,%D0%B1%D0%BB%D0%B5
%D1%81%D0%BA%D0%B0%2C%20%D1%8D%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82
%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D0%B8%20
%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8
%20%D0%B8%D0%B7%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D0%B8

13.

Спасибо за внимание!