Implementação de sistemas de inspeção de linhas alternativos ao helicóptero

Implementação de sistemas de inspeção de linhas alternativos ao helicóptero

por J. Gomes-Mota, R. Oliveira, S. Antunes,

Albatroz Engenharia

 

apresentado na Conferência da ERIAC - Encuentro Regional Iberoamericano de Cigré, Argentina, 17-21 Maio 2015, ERIAC .

Distinguida como "melhor contribuição técnica" no Comité de Estudos B2 - Linhas Aéreas, a partir de um conjunto de 21 Contribuições Técnicas oriundas de 5 países.

 

Resumo

Este artigo surge na senda de dois artigos dedicados à conceção de sistemas de inspeção de linhas elétricas apresentados no XII ERIAC (2007, Brasil) e no XIV ERIAC (2011, Paraguai). Em 2015, os autores apresentam as primeiras implementações de sistemas de inspeção alternativos aos helicópteros que permanecem como a ferramenta de referência para inspeção de linhas de transmissão.
O desenho dos novos sistemas obedeceu a três exigências fundamentais: 1) continuidade de interpretação entre os diferentes métodos de inspeção; 2) manutenção das características de integração, flexibilidade e dados em tempo real herdados dos sistemas heli-transportados e 3) complementaridade de métodos de inspeção.
O sistema de inspeções terrestres a partir de um veículo terrestre foi introduzido em 2011 e melhorado: na modalidade atual, dispõe de registo vídeo 2MPixel e um mini-LiDAR com cerca de 50m de alcance na deteção de cabos, associado a GPS e sensor de orientação. Este sistema foi declinado numa versão portátil que pode ser transportada e usada em locais de difícil acesso.
Os sistemas baseados em veículos aéreos não tripulados [VANT] de asa rotativa desenvolveram-se muito desde 2011, sobretudo os do tipo "multicopter" com um arranjo simétrico de hélices. E se, por um lado, esta expansão e banalização lançou no mercado as primeiras soluções "práticas" para inspeção de infraestruturas, nomeadamente torres de linhas elétricas, torres eólicas e chaminés de centrais térmicas, por outro, evidenciou as limitações de eficiência operacional resultantes de limites regulatórios ao vôo, das características físicas dos sistemas e do desempenho dos operadores. A solução tem sido limitar as inspeções às modalidades visuais, tirando partido da leveza e qualidade dos sistemas de imagem digital e da enorme melhoria entretanto registada na largura de banda e cobertura das redes sem fios.
Também os VANT de asa fixa foram usados para inspeções de linha experimentais ou de I&D. Neste caso, a ajuda de pilotos automáticos permite estender o alcance e tempo de trabalho dos sistemas enquanto reduz a fadiga do piloto que exerce apenas a função de supervisor, guardando-se para as fases especiais do vôo: a descolagem, calibração de sensores e aterragem e a resolução de exceções.
A exigência de compatibilidade dos produtos de inspeção pode contribuir para limitar alguns desenvolvimentos de sistemas mas pode servir também para reforçar a complementaridade entre modos de inspeção. Neste caso, o que se pretende é que os produtos ou métodos de análise de cada modo de inspeção sejam complementares aos outros para assim ver a linha sob um novo ponto de vista. Além da complementaridade nos modos de inspeção (incluindo variação de veículos, sensores e procedimentos) pode também ser útil introduzir heterogeneidade nas frequências e modos de inspeção, adaptando os ritmos a cada um dos fenómenos a observar. A simplificação ou supressão de modos de inspeção pode contribuir significativamente para o aumento da eficiência económica da inspeção e, por vezes, até para o aumento da sua eficácia técnica pela redução de restrições ou incompatibilidades entre modos de inspeção.

Palavras chave:

Inspeção – Helicóptero – VANT - Todo-o-terreno - Processamento em tempo real - Interface homem-máquina – Ergonomia – Autonomia – Aeronavegabilidade.

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Inspecção com vídeo visível

Inspecção com câmara de infra-vermelhos

Exemplos de dados recolhidos com sistemas de pequeno porte alternativos ao helicóptero

Integração, Flexibilidade e Tempo Real: Critérios Críticos no Desenho de uma Solução de Inspecção de Linhas

Integração, Flexibilidade e Tempo Real: Critérios Críticos no Desenho de uma Solução de Inspecção de Linhas

por João Gomes Mota, Carlos Silva

artigo em Português apresentado no XII ERIAC, XII Encontro Região Ibero-Americana do CIGRÉ, Foz do Iguaçu, Brasil, 20 a 24 de Maio de 2007.

Resumo

Este artigo descreve o processo de concepção e implementação de uma solução de inspecção de linhas aéreas orientada pelos princípios de integração de modalidades de inspecção; flexibilidade dos equipamentos, procedimentos e tratamento dos dados; obtenção de resultados em tempo real que permita aos inspectores analisar e reagir imediatamente aos pontos de interesse detectados ao longo da linha. Supletivamente, foram considerados critérios de integração de bases de dados e expansibilidade.

A solução proposta baseia-se no uso simultâneo de sensores vídeo, termografia, laser, GPS e outros, dando competência aos inspectores para efectuarem múltiplas inspecções numa única passagem pelas linhas e combinando a experiência humana dos inspectores com a informática e o processamento de sinal em tempo real que permite reforçá-los em tarefas que envolvem grande intensidade numérica.

A solução destina-se às linhas eléctricas de transmissão e distribuição, às inspecções efectuadas pelo ar ou ao nível do solo. São descritas as funções já desenvolvidas de registo digital dos dados de inspecção, interface com os utilizadores e detecção automática de obstáculos na faixa.

O artigo inicia-se com a discussão do caderno de encargos e das especificações; na segunda secção apresenta-se a arquitectura da solução, justificando-se as opções tomadas; a terceira secção descreve as funções principais; de seguida, analisa-se o desempenho de algumas configurações no campo, os constrangimentos encontrados e as alterações efectuadas para os minimizar; na última secção avalia-se o projecto e lançam-se pistas de investigação para melhorar a inspecção de linhas.

Palavras-Chave

Manutenção preventiva, inspecção de linhas, equilíbrio ambiental, integração sensorial, laser, vegetação, faixa da linha, termografia, defeito, helicóptero.

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Desenhando uma família de sistemas de inspecção de linhas desde o peão até ao helicóptero tripulado (PT)

Desenhando uma família de sistemas de inspecção de linhas desde o peão até ao helicóptero tripulado

por João Gomes Mota (Comité de Estudos B2)

artigo em Português apresentado no XIV ERIAC - XIV Encontro Região Ibero-Americana do CIGRÉ, Ciudad del Este, Paraguai, 22 a 26 de Maio, 2011, xiveriac.cigre.org.py .

 

Resumo

A diversidade de linhas eléctricas aéreas que necessitam de inspecção justificou a criação de uma família de soluções que integre as várias funções de inspecção e permita desenhar um sistema tecnicamente eficaz e economicamente eficiente para cada tipo de rede.

O artigo começa com uma breve ilustração do mercado do ponto de vista da engenharia de sistemas e com a descrição de cada uma das funções de inspecção e seus pontos críticos no desenho: inspecção visual, registo imagens, termografia, ultra-violeta e vegetação. A secção principal apresenta o processo de desenho dos sistemas de inspecções a partir do ponto de vista da empresa eléctrica, seguido de referências a sistemas montados em veículos aéreos tripulados, não tripulados, terrestres ou mesmo sem veículo.

É dado relevo ao impacto do factor humano no desenho, à necessidade de olhar a inspecção como parte de um ciclo global de exploração que inclui a manutenção e a auditoria, à segurança aeronáutica e ao impacto da inspecção no meio ambiente e populações vizinhas das linhas.

Palavras-Chave

Inspecção de linhas – gestão de risco operacional – interoperabilidade – eficiência – ambiente – Veículo Aéreo Não Tripulado – helicóptero – todo o terreno – termografia – vídeo – LiDAR

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Estratificação de inspecções por função de inspecção e por veículos de inspecção

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Multi – desafios e benefícios de inspecções de linhas aéreas integradas

Multi - desafios e benefícios de inspecções de linhas aéreas integradas

por Artur Matos André1, José Matos2, João Gomes-Mota3

1LABELEC SA (Grupo EDP), 2EDP Distribuição (Grupo EDP), 3Albatroz Engenharia SA

apresentado no CIRED09 - Sessão 20, artigo 0848, Praga, República Checa, 8 a 11 de Junho, 2009.

 

Resumo

A longa experiência da LABELEC nas inspecções aéreas de infravermelhos e visuais das linhas eléctricas aéreas da EDP Distribuição é agora enriquecida com a possibilidade de medir e localizar as distâncias anómalas entre os condutores e as árvores ou outros obstáculos. Isto foi alcançado usando uma solução Laser-Global Positioning System (GPS) que começou por ser desenvolvida na LABELEC e que mais tarde foi operacionalizada pela Albatroz Engenharia. Anteriormente, tinham sido feitas mediadas de distâncias aos obstáculos en linhas eléctricas aéreas de distribuição usando equipamentos de topografia aérea de alta qualidade mas também de alto custo. Agora, os pontos quentes detectados por termograifa e as anomalias visuais podem ser complemnentadas com medidas suficientemetne exatas das distâncias às linhas a a localização GPS correspondento, usando o sistema da Albatroz, apenas com um pequeno aumento dos custos operacionais. Os três tipos de inspecção podem ser efectuados num único vôo sobre linhas de transmissão e distribuição usando um helicóptero de custo operacional médio, como o Eurocopter Colibri EC 120B.

O futuro próximo pode trazer a integração da detecção do efeito de coroa e a visualização no sistema multi-funções da LABELEC melhorando ainda o nível de eficiência das actividades de manutenção.

 

Helicóptero de inspecções na descolagem

Integração, Flexibilidade e Tempo Real: Critérios Críticos no Desenho de uma Solução de Inspecção de Linhas (PT)

Integração, Flexibilidade e Tempo Real: Critérios Críticos no Desenho de uma Solução de Inspecção de Linhas

por João Gomes Mota, Carlos Silva

artigo em Português apresentado no XII ERIAC, XII Encontro Região Ibero-Americana do CIGRÉ, Foz do Iguaçu, Brasil, 20 a 24 de Maio de 2007.

Resumo

Este artigo descreve o processo de concepção e implementação de uma solução de inspecção de linhas aéreas orientada pelos princípios de integração de modalidades de inspecção; flexibilidade dos equipamentos, procedimentos e tratamento dos dados; obtenção de resultados em tempo real que permita aos inspectores analisar e reagir imediatamente aos pontos de interesse detectados ao longo da linha. Supletivamente, foram considerados critérios de integração de bases de dados e expansibilidade.

A solução proposta baseia-se no uso simultâneo de sensores vídeo, termografia, laser, GPS e outros, dando competência aos inspectores para efectuarem múltiplas inspecções numa única passagem pelas linhas e combinando a experiência humana dos inspectores com a informática e o processamento de sinal em tempo real que permite reforçá-los em tarefas que envolvem grande intensidade numérica.

A solução destina-se às linhas eléctricas de transmissão e distribuição, às inspecções efectuadas pelo ar ou ao nível do solo. São descritas as funções já desenvolvidas de registo digital dos dados de inspecção, interface com os utilizadores e detecção automática de obstáculos na faixa.

O artigo inicia-se com a discussão do caderno de encargos e das especificações; na segunda secção apresenta-se a arquitectura da solução, justificando-se as opções tomadas; a terceira secção descreve as funções principais; de seguida, analisa-se o desempenho de algumas configurações no campo, os constrangimentos encontrados e as alterações efectuadas para os minimizar; na última secção avalia-se o projecto e lançam-se pistas de investigação para melhorar a inspecção de linhas.

Palavras-Chave

Manutenção preventiva, inspecção de linhas, equilíbrio ambiental, integração sensorial, laser, vegetação, faixa da linha, termografia, defeito, helicóptero.

Exemplo de interface de vôo no modo de medição de distâncias.