В 1990-е годы отлаженный механизм проведения регламентных ремонтных работ, обновления документации, ведения генпланов объектов электрохозяйства был ощутимо нарушен. В настоящее время требования по снижению аварийности и повышению надежности электропередачи на энергопредприятиях, реконструкции, модернизации и техническому перевооружению электросетевого комплекса обусловливают необходимость обновления генпланов, компоновочных чертежей инфраструктурных элементов и другой документации.

Следует отметить, что при сравнении имеющихся документов с данными геодезической съемки обнаруживаются "генетически" накопленные ошибки, заложенные еще при строительстве и приеме в эксплуатацию объектов электросетевого хозяйства несколько десятков лет назад.

Компания, активно работающая с 2003 г. в области аэросъемки и воздушной лазерной локации ВЛ по заказам ОАО "ФСК ЕЭС", в настоящее время интенсивно использует технологию наземного лазерного сканирования для обследования сложных объектов — трансформаторных подстанций и открытых РУ.

В процессе сканирования с помощью тахеометра оперативно определяются координаты марок-отражателей в местной системе координат. Метод "посадки" сканов по маркам — наиболее точный, так как марки надежно координируются посредством тахеометра. Координаты базисных пунктов могут быть получены либо с учетом каталога координат, который, как правило, имеется у Заказчика, либо работы проводятся в условной системе координат. Контроль качества съемки осуществляется согласно инструкции "О порядке контроля и приемки топографо-геодезических картографических работ".

В этой статье анализируется опыт работ на примере сканирования объекта ОАО "ФСК ЕЭС" — ПС 330/110/35 "Калининская.

В общем виде технологическая цепочка выглядит следующим образом. Наземный лазерный сканер выполняет съемку объекта, в результате сканирования получается массив точек лазерных отражений с трехмерными координатами. Наибольшая плотность точек лазерных отражений находится в непосредственной близости от сканера и быстро убывает до нуля на расстоянии 1000 м. По результатам обработки этого массива строится цифровая модель объекта. Эта модель позволяет оценить взаимную конфигурацию и размеры различных элементов подстанции с точностью 1 — 3 см в зависимости от расстояния между ними.

Сканирование типичной подстанции на территории площадью 4 — 6 га обычно занимает до 10 рабочих дней, на что влияют сложность застройки и погодные условия. На последующую камеральную обработку полученных результатов сканирования и создание трехмерной цифровой модели подстанции требуется еще порядка двух недель. При необходимости подготовки компоновочных чертежей или ситуационных планов срок представления материалов может также увеличиться. В любом случае выходная документация выдается согласно утвержденному заказчиком сроку.

Технология наземного лазерного сканирования не нарушает работу подстанции, так как любой лазерный сканер действует по принципу дальномера Leica DISTO X310. Не требуются также дополнительные защитные мероприятия съемочного оборудования и обслуживающего персонала ввиду их удаленности от зоны влияния мощных электрических и магнитных полей. Работы можно проводить при температуре воздуха от -20 до +50 °С в отсутствие тумана и осадков. Съемка также возможна при наличии на территории подстанции древесно-кустарниковой растительности. Однако снег и гололед на элементах подстанции препятствуют высокой точности сканирования ввиду их значительной светоотражающей способности.

На основе полученных трехмерных моделей оборудования подстанций можно создавать ситуационные планы и компоновочные чертежи. Последние позволяют сравнивать проектные габаритные размеры с реальными габаритными характеристиками, что весьма важно при приемке подстанций после капитального ремонта.

По трехмерным моделям эксплуатирующая или проектная организация может рассчитывать тяжение проводов, их стрелы провеса, оценивать деформацию ошиновки, осадку пристроенных зданий, отклонение от нормалей порталов и молниеотводов (особенно построенных на пучнистых грунтах), определять отклонения площадок под масляными трансформаторами от принятых уклонов (при этом достигается точность менее одного градуса).

Следует отметить, что трехмерная модель позволяет отображать "в свету" наименьшие расстояния от токоведущих частей до различных элементов оборудования подстанций. Традиционная документация предполагает использование вертикальных и горизонтальных сечений электроустановок. На основе данных моделей возможно создание очень точных карт электромагнитных полей согласно требованиям ПУЭ, что должно способствовать повышению безопасности эксплуатации подстанций.

Итак, построение трехмерных моделей инженерных объектов электросетевого хозяйства отражает общемировые тенденции смещения акцентов деятельности персонала линейных и сетевых служб в область кабинетного анализа.

Технология наземного лазерного сканирования может эффективно использоваться для решения следующих прикладных задач в электросетевом хозяйстве: восстановление генпланов подстанций, создание топографических планов (геоподосновы);восстановление ситуационных схем и компоновочных чертежей;выполнение исполнительной съемки (сравнение существующих пространственно-технических габаритных размеров с проектными данными, исправление документации, содержащей ошибки со времени принятия подстанций в эксплуатацию);создание трехмерных моделей (определение расстояний "в свету", деформаций ошиновки, осадки зданий, уклонов площадок под силовыми трансформаторами, отклонения от нормалей порталов и молниеотводов, вычисление тяжений проводов).

Автор: Георгий Диденко