Residente droner

Droneinspeksjoner er for unøyaktige: GPS sliter med norske fjell

Droneinspeksjon med residente droner krever mer testing, viser et prosjekt i regi av Statnett og Sintef.

Her er inspeksjonsdronen i ferd med å lande på hangaren inne på transformatorstasjonen Aura i Sunndal. Her lades den mellom inspeksjonene. Erfaringene fra testprosjektet er gode, men justeringer må gjøres.
Her er inspeksjonsdronen i ferd med å lande på hangaren inne på transformatorstasjonen Aura i Sunndal. Her lades den mellom inspeksjonene. Erfaringene fra testprosjektet er gode, men justeringer må gjøres. (Foto: Statnett)

Droneinspeksjon med residente droner krever mer testing, viser et prosjekt i regi av Statnett og Sintef.

Selskapet avsluttet tidligere i år et to år langt FoU-prosjekt der man har testet automatisert inspeksjon av transformatorstasjoner ved hjelp av såkalte «intelligente» droner. Prosjektleder Thomas Negård sier til Teknisk Ukeblad at testingen ved Aura transformatorstasjon på Sunndalsøra var så vellykket at man ønsker å gå videre.

– Hovedmålet med prosjektet var å lage en kravspesifikasjon til hva som kreves av en resident drone inne på et lukket transformatorområde. Nå ønsker vi mer repetitiv testing for å kvalitetssikre arbeidet.

Alle som har sett en stor transformatorstasjon vet hvor kompleks den er med et vell av strømførende ledninger og komponenter på et inngjerdet område. Statnett har rundt 150 slike stasjoner av ulik størrelse. De må fungere uten feil for å hindre strømbrudd.

I dag foregår noe av inspeksjonen manuelt med et Gopro-kamera festet til en isolatorstang. Det er tungvint, tidkrevende og gir middelmådige bilder. Droner kan raskt finne feil og observere behov for prediktivt vedlikehold, de vil bidra til både å sikre strømforsyning og ansatte.

GPS-problem

Negård forteller at testingen med en resident drone ga flere interessante erfaringer.

Blant annet var ikke krevende værforhold noe stort problem – dronen kunne fly i opptil 15 m/s vind og pøsregn, selv om bildene da ikke blir så gode som i klarvær.

– Derimot fikk vi utfordringer med å parkere dronen i hangaren inne på stasjonsområdet. Her må dronen treffe på centimeteren og det lyktes i 9 av ti tilfeller, men selv det er ikke godt nok. Nå skal det sies at denne stasjonen i Aura ikke er den letteste der den er plassert mellom dype daler. Fjellene blir for høye for GNSS-satelittene, sier Negård.

Testingen ved Aura transformatorstasjon på Sunndalsøra var så vellykket at man ønsker å gå videre. Foto: Statnett

Statnett har drevet testingen i nært samarbeid med Sintef Digital på navigasjon og autonomi, KVS Technologies på brukergrensesnitt og dronehangarog Nordic Unmanned på dronesystemet. Alle tre har gjort nyttige erfaringer når det gjelder hva som kreves av detaljerte spesifikasjoner for å øke nytteverdien av avanserte inspeksjonstjenester. Og det som måtte utvikles spesielt for dette testprosjektet i 2017, finnes nå allerede som hyllevare.

– Vi erfarte at vi ikke kan basere oss utelukkende på GNSS (Global Navigation Satellite System). Vi må ha et sekundært system, et visuelt landingssystem. Noen har veldig gode erfaringer med noe så enkelt som en QR-kode på landingsplattformen. Dette brukes bl.a. for å lande droner på båter i fart og da er man ikke avhengig av GNSS-signaler, sier Negård.

Mindre droner

En annen erfaring for samarbeidspartnerne var behovet for mindre droner. Testmaskinen var relativt stor, utstyrt med stort batteri og mange sensorer.

– Jo mindre drone, jo mindre fotavtrykk og det er en stor fordel når man skal fly mellom så mange komponenter og i så mange rom. Ladingen med en effekt på 6 kW i vår hangarløsning gikk raskt og smertefritt, sier Negård.

Testingen gikk uten uhell om man ser bort fra skader på et par propeller. Ved et par tilfeller da dronen kom ut av bane, sto en manuell pilot klar som sørget for å dra den inn igjen slik at man unngikk havari eller skader på komponenter. Statnett har som mål å bidra til teknologiutvikling og ser stor nytteverdi i automatiserte inspeksjoner av transformatorer og kraftlinjer. Også på inspeksjon av linjer og master er selskapet i gang med tester.

– Nå vet vi hvilke spesifikke krav som stilles for å realisere autonome inspeksjoner. Det kan godt hende at Statnett ikke trenger et nytt FoU-prosjekt, men at vi like gjerne kan starte et løp for å kvalifisere teknologi sammen med leverandører. Vi trenger repetitiv testing for å finne ut hvor ofte vi må inspisere og hvordan vi skal forholde oss til spesifikke værforhold, som f.eks. hvor mye snøvær må til før datakvaliteten er for dårlig. Vi trenger også brukerdata for å vurdere hvilke stasjoner som bør utstyres med droner. Nytteverdien vil være størst ved stasjoner som ikke er lett tilgjengelig, sier Thomas Negård.

Les også

– Viktig prosjekt

Seniorforsker Aksel A. Transeth sier til Teknisk Ukeblad at Statnetts FoU-prosjekt vil være nyttig for norsk industri og det offentlige.

– Vi tar våre erfaringer videre til andre områder som samferdsel, landbruk og dekommisjonering av kjernekraft hvor vi har pågående prosjekter. I tillegg tar KVS Technologies og Nordic Unmanned også sine teknologier og erfaringer fra prosjektet med seg videre til både norske og utenlandske markeder, sier Transeth.

Sintefs bidrag i Statnett-prosjektet har dreid seg om autonomien i dronen, samt å undersøke bruk av drone i et miljø med svært høye elektriske spenninger.

–  Vi gjorde også tester i Sintefs høyspenningslab for å undersøke sikkerhetsavstander mellom drone og trafoanlegget for å unngå elektrisk overslag.

Autonomien dreide seg om at dronen skal vite hvor den er, hvilken bane den må ta for å komme til ønsket posisjon i trafoanlegget, og hvordan den skal unngå hindringer underveis. Sense and Avoid-teknologi med blant annet Realsense 3D-kamera og LiDAR ble testet for å kunne oppdage hindringer i dronens bane. 

– Vi utviklet og testet automatisk baneplanlegging i prosjektet. Det ble også testet et alternativ med forhåndsprogrammerte baner som kan være nyttig i enkelte tilfeller, men da vil ikke dronen kunne unngå uforutsette hindringer. I tillegg gir automatisk baneplanlegging større fleksibilitet siden dronen enkelt kan kommanderes til å inspisere nye enkeltpunkter og nye inspeksjonsrunder.

Dronepilot og prosjektleder Thomas Negård sier at navigasjon bare basert på GNSS ble en utfordring når dronen skulle styres til hangar, men at dronen landet riktig i ni av 10 tilfeller. Foto: Privat

– GNSS ikke god nok

Transeth bekrefter at det oppsto utfordringer med navigasjon utelukkende basert på GNSS til tross for at leverandøren, Novatel, oppgraderte til nyeste løsning fordi selskapet syntes dette var et så spennende prosjekt.

– Vi vurderte også å ta i bruk lidarbasert lokalisering, men vi ønsket å teste GNSS som den mest modne teknologien. Den viste seg likevel ikke god nok her, trolig mest på grunn av beliggenheten mellom dype daler. Som en endelig løsning vil trolig en kombinasjon av GNSS og annen navigasjonsteknologi – for eksempel QR-kode-lignende systemer – fungere best.

Les også

Kommentarer (3)

Kommentarer (3)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå