Челябинский прорыв: как цифровой индикатор защитит энергосети России от аварий

В Южно-Уральском государственном университете завершена разработка уникального прибора, способного совершить революцию в управлении надёжностью энергосетей. Индикатор-регистратор импульсов тока, созданный для мониторинга ограничителей перенапряжения, решает критическую проблему внезапных отказов защитного оборудования на линиях электропередачи напряжением 3–750 кВ.

Технология нового поколения

По словам разработчиков, энергосетевые компании сталкиваются с тем, что защитные устройства ЛЭП рано или поздно выходят из строя и требуют замены. Но предсказать момент, когда это произойдет, невозможно. Новый прибор фиксирует ключевые параметры состояния ОПН, такие как утечки тока по 1-й, 3-й и 5-й гармоникам, общий ток утечки, количество срабатываний при экстремальных ситуациях и температуру окружающей среды.

Принципиальное отличие разработки от существующих аналогов — способность регистрировать не просто факт срабатывания, а полный профиль импульса с фиксацией максимального тока и заряда. Станция мониторинга способна обрабатывать данные одновременно с 64 устройств, сама она интегрируется с облачными сервисами или корпоративными серверами, обеспечивая дистанционный мониторинг и возможность заранее спрогнозировать необходимость замены оборудования.

Масштаб воздействия разработки ЮУрГУ

Значимость инновации из Челябинска простирается на все уровни энергосистемы. Для энергокомпаний, таких как «Россети», прибор означает принципиальное снижение аварийности на ЛЭП за счёт прогнозирования отказов ОПН до их критического срабатывания, предотвращая тем самым дорогостоящие повреждения оборудования и внезапные отключения. Непосредственно потребители – промышленные предприятия, объекты ЖКХ и население – получают выгоду в виде повышения надёжности электроснабжения, что минимизирует ущерб от перебоев в работе и жизни. Регионы, особенно с развитой сетевой инфраструктурой, такие как Челябинская область, выигрывают от оптимизации затрат на ремонт и замену оборудования. Важным фактором здесь является доступная стоимость прибора (всего 24–26 тыс. рублей), делающая его внедрение экономически оправданным.

Цифровизация затрагивает все аспекты электрических сетей: от учёта и мониторинга до автоматизации и полного контроля над всеми процессами. В последние несколько лет мы наблюдали за разными пилотными проектами в этой сфере. Такие преобразования, если они будут хорошо скоординированы между собой и будет правильно определена стоимость данных, могут принести российскому энергетическому сектору большую экономию. В любом случае цифровые технологии в электросетевом комплексе, который обеспечивает государство, общество и бизнес важнейшим ресурсом, уже стали неотъемлемой составляющей и гарантом стабильного будущего

Янн Штрауб

вице-президент по технологиям ООО «Энерго Капитал» (Sigfox Russia)

Наконец, на глобальном рынке разработка демонстрирует значительный экспортный потенциал, и может вызвать интерес у стран СНГ, Латинскоой Америки и Азии, сталкивающихся с похожими проблемами защитных устройств в схожих климатических и инфраструктурных условиях. Таким образом, локальная университетская разработка приобретает федеральное и международное значение.

Контекст и аналоги

В апреле 2025 НГТУ им. Алексеева получил евразийский патент на цифровую защиту ЛЭП. Разработанный учеными способ обеспечивает надежную работу защитных систем даже при отказе приборов, которые измеряют напряжение.

В 2020–2024 гг. рост аварий из-за климатических воздействий стимулировал внедрение IoT-мониторинга в ПАО «Россети»

В 2021–2023 гг. происходило активное развитие предиктивной аналитики для трансформаторов в России.

С начала 2020-х в США компания PJM Interconnection активно внедряет систему IoT-сенсоров с алгоритмами ИИ для выявления аномалий. Она анализирует частичные разряды, тепловые нагрузки и колебания энергопотребления с точностью прогноза 92%.

Перспективы развития

Прибор, разработанный в ЮУрГУ, не просто локальное решение, а элемент стратегии цифровой трансформации российской энергетики. Внедрение подобных систем позволит снизить длительность перерывов электроснабжения на 60% (с 2.5 до 1 часа). Партнёрство с крупными холдингами, такими как «Россети», Интер РАО позволит тиражировать технологию как в российских регионах, так и в странах СНГ и Ближнего Закавказья.

Челябинская разработка демонстрирует, как университетская наука отвечает на вызовы национальной технологической независимости. Переход от реагирования на аварии к их предупреждению — ключевой тренд для энергетики будущего, где данные становятся

важнее проводов.