Powerline-inspectie was ooit een van de meest uitdagende dingen die je kon doen met een vliegende robot. Het is ook een van de meest lonende toepassingen van moderne drone-technologie. Met corrosie, losraken van bouten, slecht weer of zelfs nesten van vogels, kan er van alles mis gaan.
Energietransmissie- en distributiebedrijven (T&D) zijn in verschillende Amerikaanse staten wettelijk verplicht om visuele inspecties uit te voeren. Door vroege detectie kunnen problemen worden aangepakt voordat ze zich voordoen, wat kan helpen ervoor te zorgen dat klanten hun macht krijgen.
Als toonaangevende fabrikant van op maat gemaakte T&D-palen, wordt het in de VS gevestigde Valmont Utility beschouwd als een autoriteit op het gebied van hoogwaardige inspectie van hoogspanningslijnen. Traditioneel voert het bedrijf deze inspecties handmatig uit, een proces dat even veeleisend en vervelend als duur en riskant is. Maar toen industriële drones naar voren kwamen als een efficiënt en kosteneffectief alternatief voor conventionele inspectieprocessen, verloor Valmont geen tijd om de technologie te omarmen.
Inhoudsopgave
Wanneer technologie talent ontmoet
Het bedrijf startte officieel zijn drone-programma in 2018, na bijna een jaar lang testen te hebben gedaan op het DJI Matrice 200 Series-platform. Hun team had tegen die tijd voldoende door gegevens ondersteund bewijs verzameld om te bewijzen dat het gebruik van drones net zo goed was als, zo niet beter, dan technici voor niet-destructieve tests (NDT) op een kraan te hijsen voor handmatige inspecties.
Hoewel het negeren van het veiligheidsrisico voor ingenieurs die op hoogte werken rond hoogspanningsleidingen, voor Valmont voldoende reden was om drones in hun activiteiten op te nemen, realiseerde het bedrijf zich al snel dat er verschillende andere voordelen waren om ‘een oogje in het zeil te houden’.
“In de afgelopen 2 jaar hebben we ongeveer 70 procent van het inspectiewerk overgeschakeld naar drones”, zegt Jake Lahmann, Quality – UAS Manager, Valmont Utility. “Dit heeft zowel de kwaliteit als de snelheid van onze inspecties verhoogd en we kunnen de klanten nauwkeurigere, bruikbare rapporten bieden. Nog indrukwekkender is dat we een hoop geld, letterlijk miljoenen dollars, hebben bespaard voor onze klanten.”
Masten voor nutsvoorzieningen bevinden zich vaak op zeer ruige en afgelegen terreinen – denk aan steile hellingen, moerassige gebieden of zelfs golvend land zonder wegen. Het kan extreem moeilijk en dus duur zijn om zwaar materieel zoals kranen naar sommige van deze locaties te krijgen. In sommige gevallen moest Valmont hulp krijgen van bulldozers om een kraan omhoog te trekken en bij een paal te plaatsen!
Maar met drones hoeft het bedrijf slechts een bemanning van twee personen te sturen – dronepiloot en cameraman – om optimale bevindingen van elke inspectie te garanderen. De goed opgeleide en ervaren NDT-inspecteurs doorzoeken de gegevens in hoge resolutie op kantoor en voorzien de klanten van een strategisch plan voor onderhoud en reparatie van activa.
Vliegen rond kritieke infrastructuur
Het vastleggen van de juiste gegevens is echter niet zo eenvoudig als het klinkt. De UAV moet gehard zijn tegen elektromagnetische interferentie (EMI) van hoogspanningslijnen en de piloot moet worden getraind om ervoor te zorgen dat de drone te allen tijde op veilige afstand vliegt – zelfs tijdens ongunstige weersomstandigheden.
“We opereren doorgaans niet in de beste omstandigheden. Het is stoffig, nat en zelfs fysiek vermoeiend voor de jongens”, legt Lahmann uit. “West-Texas is bijvoorbeeld zowel modderig als heuvelachtig en vereist dat we sterke wind trotseren.”
Een drone die niet specifiek is ontworpen om in dergelijke omstandigheden te presteren, zou heel goed kunnen leiden tot schade aan eigendommen van klanten. Dit was een grote zorg voor zowel het management als de piloten in Valmont voor elke vlucht, geeft Lahmann toe. “Een enkele fout zou kunnen betekenen dat het vervangen van 20 mijl optische aardingsdraad (OPGW), die bovenop zendmasten is geïnstalleerd, enkele miljoenen kan kosten.”
Terwijl de standaardprocedures van Valmont in detail beschrijven hoe een drone moet worden behandeld als deze bezwijkt voor EMI, heeft het bedrijf zich nu tot een formidabele machine gewend die hoge prestaties combineert met ongeëvenaarde betrouwbaarheid: de Matrice 300 RTK met Zenmuse H20-serie laadvermogen.
Een naadloze oplossing voor inspecties
Robuustheid en veiligheid:
DJI’s veiligste drone-platform tot nu toe voor inspecties van nutsvoorzieningen, de M300 RTK biedt niet alleen bescherming tegen EMI, maar is ook uitgerust met een next-gen systeem om botsingen te voorkomen. Van zijn robuuste reiskoffer en omgekeerde propellers tot zijn IP45-beschermingsclassificatie, is de drone ontworpen om ongekende wendbaarheid en manoeuvreerbaarheid mogelijk te maken – zelfs bij harde wind en ruwe omgevingen van West-Texas.
De vernieuwing van het ontwerp betekent ook dat piloten de drone kunnen inzetten en hun doelen sneller dan ooit tevoren kunnen bereiken. “Snel naar een toren gaan voor live-inspecties kan heel goed levens redden tijdens natuurrampen, wanneer elke seconde telt”, zegt Lahmann. “Laten we niet vergeten dat we niet alleen hoogspanningslijnen inspecteren, maar ook communicatie-, politie- en EMS (ambulance en ziekenhuis) torens.”
OcuSync Enterprise-overdracht:
Live-inspecties profiteren ook van het nieuwe transmissiesysteem op de M300 RTK, dat zelfs op afstand een uitstekende beeldkwaliteit belooft.
Omdat OcuSync Enterprise piloten de langste en meest responsieve verbinding met hun drone en zijn lading geeft, kan de Valmont-bemanning ook verder weg blijven tijdens routine-inspecties van constructies op moeilijk terrein. “We kunnen eenvoudig naar een structuur vliegen in plaats van ernaartoe te rijden”, grapt Lahmann.
Deze ontwerpwijzigingen en de verbeterde focus op veiligheid en transmissie waren monumentaal voor de inspecteurs van Valmont. Maar dat zijn niet de enige redenen waarom Lahmann gelooft dat elke nieuwe drone die het bedrijf nu koopt een M300 RTK zal zijn met een Zenmuse H20 multisensor-lading.
Enorme tijdwinst:
Tot 55 minuten vliegtijd en hot-swappable batterijen op de M300 RTK hebben de hoeveelheid en tijd van batterijwissels die nodig zijn gedurende de dag drastisch verminderd. Het heeft ook de downtime van het team verminderd.
De bemanning van Valmont heeft elke dag meer dan 80 minuten kunnen winnen als tijdsbesparing op het werk. Dit vertaalt zich effectief in minimaal één extra constructie die die dag wordt geïnspecteerd, en vaak twee.
Almachtige sensoren:
De tijdwinst komt ook van DJI’s eerste hybride sensoroplossing – de Zenmuse H20-serie. Omdat de camera 20 MP zoom en 23x hybride optische zoom biedt, hoeven technici van Valmont niet langer zo dicht bij een object te vliegen als voorheen, om zeer gedetailleerde beelden te krijgen. De bemanning kan eenvoudig een interessegebied in een brede cameraweergave kadreren en de zoomcamera maakt automatisch een reeks 20 MP-beelden van het gebied.
“Alleen al die functie bespaart ons ongeveer 10 minuten op elke structuur”, vertelt Lahmann, eraan toevoegend dat de hogere resolutie en verhoogde zoomniveaus NDT-inspecteurs in staat hebben gesteld zelfs de kleinste defecten te identificeren, wat van cruciaal belang is voor inspecties van nutsvoorzieningen en communicatie-infrastructuur.
DJI Zenmuse H20
AI-algoritmen aan boord:
Deze efficiëntiewinst zal alleen maar toenemen als het team de volledige kracht van AI Spot Check ontketent – een nieuwe functie waarmee de drone de positie, hoek en kader van interessegebieden kan repliceren voor toekomstige missies.
Lahmann geeft toe dat hij deze functie als een doorbraak ziet en zegt: “Hoewel sommige inspecties jaarlijks worden uitgevoerd, vereisen andere projecten dat we een structuur elk kwartaal opnieuw inspecteren. AI Spot Check stelt ons in staat om echt appels met appels te vergelijken en onze klanten met het grootste vertrouwen te vertellen of alles OK is of niet.”
Toekomst van inspecties in Valmont
Valmont Utility wil de grenzen blijven verleggen voor contactloze inspecties van kritieke infrastructuur. Het bedrijf investeert fors in het verbeteren van data-analyse, maar Lahmann merkt snel op dat dit het belang van NDT-inspecteurs niet zal verminderen. “We willen het menselijke element niet verwijderen, we willen het alleen maar beter maken.”
Valmont heeft ook vier verschillende robotarmen gepatenteerd die het in de toekomst wil gebruiken in combinatie met drones. Verder installeert Valmont, als wereldwijde fabrikant van stroomstructuren, ook slimme sensoren in T&D-torens om klanten een permanent niveau van gezondheidsinformatie te verstrekken. Dus als er een ijsstorm is of de sensor meldt dat een zwaar voertuig mogelijk tegen een toren is gecrasht, kan het bedrijf de klant snel waarschuwen en tijdig een inspectie uitvoeren met behulp van een drone.
“Over het algemeen heeft de M300 RTK met Zenmuse H20-serie laadvermogen onze efficiëntie met minstens 30 procent verhoogd. Dit betekent dat deze drone voor ons niet zomaar een aankoop is; het is een investering die zichzelf terugbetaalt.” – Jake Lahmann, kwaliteit – UAS-manager, Valmont Utility
Meer informatie over waarom de Matrice 300 RTK een inspecteursdroom is
