Una nuova soluzione per l'ispezione delle linee di trasmissione aeree urbane: lo scanner LiDAR portatile SLAM100.

Con il rapido sviluppo delle città, i sistemi di alimentazione elettrica urbana continuano a crescere a un ritmo relativamente veloce e il chilometraggio delle linee di trasmissione aeree continua ad aumentare, ponendo maggiori sfide alla gestione e alla manutenzione delle linee. Le ispezioni manuali tradizionali si basano principalmente su sopralluoghi in loco, con compiti gravosi e bassa efficienza. Soprattutto nelle aree urbane con scenari complessi, l'efficienza e la precisione non sono ottimali. L'ispezione LiDAR aerea tramite droni è una tecnica ormai consolidata per il controllo delle linee di trasmissione. Attraverso un processo integrato di ispezione in loco, elaborazione e analisi dei dati, è possibile identificare rapidamente i difetti delle linee.

Tuttavia, esistono notevoli differenze ambientali tra le aree urbane e le zone montuose e collinari. Le aree urbane sono densamente popolate da persone ed edifici, e le linee di trasmissione e le formazioni geologiche circostanti formano un complesso intreccio che rappresenta una seria minaccia per la sicurezza del volo dei droni. Per l'ispezione delle linee di trasmissione elettrica nelle aree urbane, la piattaforma mobile lidar S-PACK100, abbinata al sistema SLAM100, si adatta agli intricati scenari di lavoro tipici degli ambienti urbani. Gli operatori trasportano l'S-PACK100 sulla schiena e camminano lungo la linea a passo normale per effettuare la scansione digitale delle linee di trasmissione a distanza ravvicinata.

Linee di trasmissione aeree urbane

La piattaforma a zaino per lidar S-PACK100 è una piattaforma di espansione integrata di recente lancio, adatta allo scanner lidar mobile SLAM100. Supporta l'espansione con il modulo RTK e il modulo telecamera panoramica, consente di montare lo scanner lidar SLAM100 e, grazie alla modalità operativa "a zaino", arricchisce le possibilità di utilizzo dello SLAM100, migliorandone al contempo l'efficienza.

SLAM100+S-PACK100+S-RTK100+S-PANO100

L'area di prova si trova intorno a un grande parcheggio in una determinata città. Il livello di tensione delle linee di trasmissione aeree nella zona è di 220 kV. La linea bersaglio ha un totale di 4 tralicci di base, per una lunghezza di circa 1 km. Ci sono altre due linee parallele ad essa su entrambi i lati. Gli edifici e la vegetazione intorno alla linea sono presenti, così come numerose strade e attività produttive umane; la linea attraversa fiumi e cavalcavia, e l'ambiente è complesso, rispecchiando le principali caratteristiche e condizioni delle linee di trasmissione aeree urbane.

Panoramica dell'area di prova e indicazioni sul percorso

Ambiente dell'area di prova

Considerata la complessa situazione reale dell'area di rilevamento, il personale addetto alla raccolta dati ha elaborato in anticipo il percorso di raccolta per sezione e area, al fine di garantire l'integrità dei risultati della nuvola di punti e prevenire interruzioni e perdite dovute a problemi con le linee elettriche. La pianificazione del percorso di raccolta dati segue i seguenti principi:

♦ Per le normali aree percorribili a piedi (come all'interno del parcheggio), è sufficiente effettuare la raccolta in modo normale lungo entrambi i lati della linea.

♦ Attraversando cavalcavia, fiumi e altre aree, nel rispetto della sicurezza degli operatori, avvicinarsi il più possibile alla linea di destinazione, procedendo da lontano a vicino, e acquisire dati completi su entrambi i lati di cavalcavia e fiumi.

Metodo di raccolta dati

Installare lo SLAM100 insieme alla piattaforma a zaino S-PACK100. Dopo aver acceso lo SLAM100, collegarsi alla rete CORS per selezionare la porta e il nodo sorgente e posizionare lo zaino in un'area aperta per 2-3 minuti, in modo che il modulo RTK possa cercare rapidamente i satelliti e agganciarsi. Una volta completata l'inizializzazione dello SLAM100, gli operatori utilizzano la piattaforma a zaino per acquisire i dati secondo il percorso e le regole di raccolta stabiliti. Durante il processo di raccolta, è possibile visualizzare in tempo reale la panoramica della scansione tramite l'app per smartphone SLAM GO. La scansione del campo è suddivisa in 3 aree, rappresentate da colori diversi. La scansione dell'area 1 (verde) ha richiesto 10 minuti, quella dell'area 2 (rossa) 15 minuti e quella dell'area 3 (gialla) 15 minuti, per un totale di 40 minuti.

Raccolta sul campo

Utilizza il software di supporto per PC SLAM GO POST Pro per elaborare i dati della nuvola di punti con una trasformazione non rigida con un solo clic, basata sulla traiettoria RTK. La trasformazione non rigida non solo utilizza il valore reale delle coordinate per eliminare l'influenza degli errori accumulati e migliorare la precisione delle nuvole di punti, ma incorpora anche direttamente le nuvole di punti nel sistema di coordinate assoluto, eliminando la necessità di successive fasi di registrazione delle nuvole di punti e unendo con precisione le nuvole di punti provenienti da diverse sequenze di scansione per soddisfare i requisiti dei risultati delle nuvole di punti per l'ispezione di potenza.

La densità media dei punti della nuvola di punti del canale della linea di trasmissione aerea è di 980 punti/m², e il doppio circuito sulla stessa torre viene disegnato rapidamente, e le linee elettriche che attraversano il fiume e il cavalcavia sono complete e continue senza interruzioni.

I dati della nuvola di punti relativi ai conduttori del canale della linea di trasmissione aerea, ai fili di terra, ai ponticelli, ai tralicci e agli isolatori sono chiaramente visibili, la struttura è completa e i quattro conduttori divisi sono ben definiti.

Confronta la nuvola di punti con i punti angolari della base della torre misurati tramite GNSS-RTK (i punti rossi sono i checkpoint misurati, per un totale di 16) e confronta e verifica l'accuratezza della nuvola di punti. L'errore sul piano della nuvola di punti è di 5,3 cm e l'errore in elevazione è di 4,7 cm.

Nuvola di punti e corrispondenza del checkpoint

I dati di nuvola di punti ad alta precisione ottenuti con SLAM100 soddisfano pienamente le esigenze dei servizi di ispezione delle linee elettriche. La sua portabilità, l'assenza di GPS e la compatibilità con diverse piattaforme ne consentono l'applicazione alle reti principali e di distribuzione urbane, dove il volo non è possibile in ambienti complessi. Rispetto all'ampia diffusione della tecnologia LiDAR aerea con droni, SLAM100 rappresenta un mezzo tecnico complementare. Inoltre, SLAM100 è in grado di effettuare scansioni dettagliate di apparecchiature elettriche come tralicci e sottostazioni, rilevare con precisione la forma, il profilo e le dimensioni geometriche degli accessori di linea, costruire modelli tridimensionali di tralicci e sottostazioni e creare registri digitali per le apparecchiature di trasmissione elettrica, contribuendo così allo sviluppo delle reti intelligenti.