Forfattere: Tom Ivar Pedersen og Mariann Merz
I løpet av de siste årene har droner blitt tatt i bruk på stadig flere områder, som landbruk, inspeksjon av infrastruktur og søk- og redningsoperasjoner.
Da luftledninger er spredt over store geografiske områder, ofte har vanskelig tilkomst, og består av mange komponenter som kan forårsake avbrudd, er det mye som taler for at bruk av droner for inspeksjon og feilsøking har betydelig potensial til å forbedre HMS og redusere kostnader.
En annen viktig faktor er at luftledninger står for over halvparten av ikke-levert energi i det norske strømnettet, noe som gjør dem kritiske for forsyningssikkerheten (Figur 1).
Dette blogginnlegget ser nærmere på dagens status, utfordringer og fremtidige muligheter for bruk av droner til inspeksjon av luftledninger i Norge. Denne bloggen er basert på artikkelen «Use of UAS for Overhead Powerline Inspection in Norway – Status and Challenges» av Merz et al. (2024).
Fremveksten av droner for kraftlinjeinspeksjoner
Det siste tiåret har det vært en rivende teknologisk utvikling innen droneteknologi og tilhørende sensorsystemer. Droner kan i dag utstyres med høyoppløselige kameraer for å ta bilder, samt sensorer for termografering og LiDAR-skanning. Dagens droner er veldig manøvrerbare og muliggjør rask og effektiv innsamling av bilder og annen data fra vanskelig tilgjengelige områder. Dette er spesielt gunstig i Norge, hvor utfordrende terreng ofte gjør tradisjonelle inspeksjonsmetoder, som helikoptre eller manuelle inspeksjoner, både risikable og kostbare.
Nåværende operasjonelle tilnærminger
I studien (Merz et al., 2024) ble representanter fra seks store norske nettoperatører intervjuet om nåværende praksis for bruk av droner. De fleste av de intervjuede nettselskapene har et betydelig antall utdannede piloter (>20), og samtlige planlegger å øke dronebruken fremover. Hovedmotivasjonen for å bruke droner er først og fremst raskere lokalisering av feil ved strømbrudd. Andre typiske bruksområder inkluderer:
- Lokalisering av avvik i mastetopper.
- Kartlegging av tilkomstveier.
- Inspeksjon av tak på bygninger.
- Kartlegging før, under og etter prosjekt (f.eks. dokumentasjon av kjøreskader i terreng).
Nettoperatørene benytter hovedsakelig hyllevare-droner fra DJI, som anses som brukervennlige, pålitelige og prisgunstige. For det planlagte inspeksjonsprogrammet for luftledninger brukes fortsatt primært helikoptre, da dette fremdeles er mer kostnadseffektivt sammenlignet med droner. Imidlertid tas droner i økende grad i bruk ettersom kostnadsforskjellen har blitt mindre de siste årene. Droner gir dessuten bedre bildekvalitet og kan operere under forhold som er uegnet for helikoptre, som etter mørkets frembrudd og i dårligere vær.
Tabell 1 Oversikt over sensortyper brukt av respondentene
| Sensortype | Kommentar |
| Bilde / RGB kamera | Alle de intervjuede nettselskapene benytter dette. Da droner kan fly nærmere komponenter i mastetopp kan man få bedre bilder sammenlignet med helikopter. |
| Termisk kamera | Nettselskapene har blandet erfaring med termografi. Noen rapporterer at termografering er svært nyttig for å avdekke avvik, mens andre som har benyttet termografi i det planlagte tilstandskartleggingsprogrammet, melder om at svært få avvik ble avdekket. |
| LiDAR | De fleste nettselskapene leier inn LiDAR-skanning fra tjenesteleverandører, som for det meste benytter helikopter. Dette skyldes blant annet den spesialiserte programvaren og kompetansen som kreves for å håndtere de innsamlede dataene. LiDAR brukes til innmåling av mastepunkt, barduner og faselinjer, samt til kartlegging av vegetasjon og oppfølging/dokumentasjon ifm. byggeprosjekter. Flere peker på at gode LiDAR-skanninger er en viktig forutsetning for automatisert flyging med drone. |
| UV-kamera for detektering av koronautladning | Per i dag er det ingen som benytter dette som en del av planlagte inspeksjonsprogrammer. Flere har uttrykt ønske om å anskaffe sensorer for deteksjon av koronautladning fra droner, men to nettselskaper har liten tro på nytten av dette basert på tidligere erfaringer med måling av korona ved hjelp av UV-kamera fra helikopter. |
| Multispektralt kamera | Få har tatt dette i bruk, men enkelte nettselskap har gode erfaringer i forbindelse med kartlegging av risiko-trær langs linjetrase. Data ble da samlet inn med helikopter, blant annet for å identifisere syke trær og kartlegge tresorter langs linjetrasene. |
Fordeler og utfordringer
Det er mange fordeler ved å bruke droner til kraftlinjeinspeksjoner. Eksempler er:
- Redusert sikkerhetsrisiko for linjearbeidere ved å minimere behovet for ferdsel i ulendt terreng og klatring i stolper.
- Redusert miljøpåvirkning sammenlignet med helikoptre.
- Forebygger kostbare strømbrudd gjennom tidligere deteksjon av degraderte komponenter i mastetopp.
Det er imidlertid også en del utfordringer forbundet med bruk av droner, særlig med hensyn til kravene til ny operasjonell kompetanse, samt at det er krevende å utnytte de innsamlede dataene på en kostnadseffektiv måte.
Flere av nettselskapene peker på nødvendigheten av økt grad av automatisering for å gjøre tilstandskontroll med droner kostnadseffektivt. Dette inkluderer behovet for effektiv planlegging og gjennomføring av inspeksjoner over store områder, muligheten til å innhente repeterbare og sammenlignbare datasett, samt utvikling av en helt autonom datainnsamlings- og analyseprosess. Selv om noen nettoperatører har eksperimentert med automatiserte løsninger, gjenstår det fortsatt betydelige utfordringer for å oppnå den nødvendige nøyaktigheten og påliteligheten.
Regulatorisk landskap
Regelverk spiller en avgjørende rolle i adopsjonen av droner. I Norge har innføringen av det risikobaserte europeiske regelverk skapt gunstige forhold for droneinspeksjoner. Flere av de intervjuede nettselskapene har fått, eller jobber med å få, godkjenning som operatør i spesifikk kategori. Men nettselskapene opplever at restriksjoner på Beyond Visual Line of Sight (BVLOS)-operasjoner, sammen med begrensninger i kommunikasjonsteknologi, gjør at droner i dag kun kan opereres innen to til tre kilometer fra dronepiloten (Figur 2).
Da luftledninger er spredd over lange avstander medfører dette behov for hyppig flytting av dronepiloter under inspeksjonsoppdrag. Dette øker den operasjonelle kompleksiteten og tidsbruken forbundet med inspeksjonsoppdrag, og bidrar dermed til høye kostnader.
Fremtidige utsikter
Studien identifiserer flere lovende utviklinger som kan forbedre bruken av droner i kraftlinjeinspeksjoner i tiden fremover. ‘Drone-in-a-box‘-løsninger (eksempelvis DJI Dock 2) – der en drone er lagret i en beskyttende boks og kan starte, lande, lade og utføre oppgaver automatisk uten menneskelig tilsyn – er spesielt attraktive, da de muliggjør fjernlokalisering av feil og rutineinspeksjoner. Ved å introdusere slike løsninger med standby-droner som er klare til umiddelbar utrykning, kan man betydelig redusere varigheten av strømbrudd og senke inspeksjonskostnadene.
Tabell 2. Fordeler, ulemper, trusler og muligheter ved bruk av droner
| Fordeler | Ulemper |
|
|
| Muligheter | Trusler |
|
|
Fremskritt innen autonome droneoperasjoner, økt dronerekkevidde og forbedret kommunikasjonsinfrastruktur er også forventet. Innføringen av U-space, en ny type luftrom for styring av droner, antas å legge til rette for mer komplekse BVLOS operasjoner.
Bruken av AI-baserte løsninger for automatisert dataanalyse er i dag begrenset, blant annet på grunn av mangel på tilgjengelige treningsdata. Som illustrert i Figur 3 er det behov for å automatisere både data-innsamling og -analyse. Dette er nødvendig for å kunne samle inn en tilstrekkelig mengde konsise datasett for å kunne ta i bruk AI-baserte autonome løsninger for anomalioppdagelse og klassifisering av degraderte komponenter. Det er behov for mer forskning og utvikling på begge disse områdene for å kunne utløse det fulle potensialet knyttet til bruk av droner for inspeksjon av luftledninger.
Konklusjon
Bruken av drone for inspeksjon av luftledninger i Norge er et raskt voksende felt med betydelig mulighet for videre utvikling. Den teknologiske og regulatoriske utviklingen i tiden fremover vil være avgjørende for å realisere det fulle potensialet til droner for inspeksjon og vedlikehold av luftledninger og annen kritisk infrastruktur. Dette er spesielt viktig ettersom mye av denne infrastrukturen nærmer seg sin forventede levetid, samtidig som klimaendringer medfører større belastninger i form av økt frekvens og intensitet av ekstremvær.
I denne sammenhengen representerer droner en transformativ teknologi som kan legge til rette for proaktivt vedlikehold og forlenget levetid gjennom smart og effektiv tilstandsovervåking, noe som gjør det mulig å oppdage degraderte komponenter før de utvikler seg til kostbare avbrudd. Ettersom kraftlinjer ofte ligger fjernt fra bebyggelse, er nettoperatører godt egnet til å lede an innen dronebasert tilstandsovervåking. Dette kan komme mange sektorer til gode etter hvert som teknologien modnes.
Kilde:
Merz, M., Pedersen, T.I., Holmstrøm, S., 2024. «Use of UAS for Overhead Powerline Inspection in Norway – Status and Challenges». Presentert på: 2024 IEEE 19th Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), pp. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICIEA61579.2024.10665214
0 kommentarer på “Bruk av droner for inspeksjon av luftledning i Norge”