Neue Leitungsinspektion mithilfe von Drohnen

31.03.2020 – Für einen sicheren und zuverlässigen Stromnetzbetrieb ist es unerlässlich, dass Umspannwerke, Trafostationen, Leitungen und andere Anlagen einwandfrei und ohne Störungen funktionieren. Das weiß auch der regionale Stromversorger MITNETZ STROM aus Sachsen-Anhalt. Um einen unterbrechungs- und störungsfreien Betrieb ihrer Anlagen zu gewährleisten, setzt das Versorgungsunternehmen, das insgesamt eine Fläche von über 30.000 Quadratkilometer in den Regionen Brandenburg, Sachsen-Anhalt, Süd-Sachsen und West-Sachsen mit regenerativem Strom beliefert, auf regelmäßige Inspektionen der Leitungen, Umspannwerke und Trafostationen. Dabei stellen gerade die Untersuchungen der Freileitungen und der dazugehörigen Masten aufgrund ihrer immensen Höhe eine große Herausforderung für den Versorger dar – unter anderem, weil Beschädigungen oder Gefährdungen der Leitungen und Masten vom Boden aus nur schwer zu erkennen sind.

Aus diesem Grund setzte MITNETZ STROM bisher auf eine jährliche Inspektion der Hochspannungsleitungen aus dem Hubschrauber. Wurden dabei Schäden erkannt, leitete man umgehend Instandhaltungsmaßnahmen ein. Dabei war allen Beteiligten klar, dass die Befliegungen via Helikopter – so sinnvoll sie auch sind– vergleichsweise aufwändig und teuer sind. Als im Zuge der Digitalisierung der Energiewirtschaft auch der Einsatz von Drohnen immer mehr in den Fokus rückte, wollte auch die MITNETZ STROM prüfen, ob nicht auch die Trassenbefliegungen auf diesem Wege deutlich vereinfacht und verbessert werden könnten – mit Blick auf Kosten und Aufwand ebenso wie hinsichtlich der Mitarbeitersicherheit, denn im Gegensatz zum Helikopter werden die Drohnen vom Boden aus geflogen.

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Untersuchungen der Freileitungen und der dazugehörigen Masten stellen aufgrund ihrer immensen Höhe eine große Herausforderung dar. Foto: pixabay.com / mimikama

Im Januar 2020 war es schließlich so weit und MITNETZ STROM erprobte erstmals im Rahmen von Pilottests auf der Hochspannungsleitung zwischen Eula und Zwenkau den Einsatz der unbemannten Flugsysteme. Projektpartner dabei war das Unternehmen FlyNex aus Leipzig, ein Software-Dienstleister, der sich auf das Drohnen-Projektmanagement spezialisiert hat. Auf rund 20 Kilometern flog die Drohne nun eine Leitung zwischen Eula und Zwenkau ab – „mit erstaunlichen Ergebnissen“, wie Michael Petrosjan, einer der Gründer von FlyNex, betont.

Künstliche Intelligenz für automatische Schadenserkennung

„Die Testflüge fanden bei uns im Zeitraum zwischen dem 20. und dem 24. Januar in den Ortslagen Eula, Gestewitz, Espenhain, Rötha, Gaulis, Böhlen, Lippendorf und Löbschütz statt“, erklärt Jens Hache, Projektleiter Drohnen@MITNETZ. „Mit der Drohne haben wir Bilder von Seilen, Masten und Traversen aufgenommen. Das Augenmerk richtete sich dabei auf Freileitungsbauteile wie Seile, Mastkonstruktionen, Isolatoren oder Veränderungen im Trassenbereich.“ Besondere Aufmerksamkeit legten die Verantwortlichen auf das Erkennen von Seilschäden, beispielsweise Aufspleißungen oder Aderbrüche, sowie Vogelnester auf den Masten. „Die Aufnahmen wurden im Anschluss an sogenannte eSmart-Systems übergeben und ausgewertet“, führt der Projektleiter aus. Langfristiges Ziel von MITNETZ STROM sei es, so Hache, die Systeme mithilfe von Künstlicher Intelligenz zu befähigen, selbstständig Schadensfälle zu erkennen.

Flug ausserhalb der Sichtweite

Eine weitere Besonderheit des Projekts: Die Befliegung fand als erste ihrer Art außerhalb der Sichtweite statt – ohne, dass ein menschlicher Eingriff notwendig war. „Wir wissen schon länger, dass BVLOS-Befliegungen, also Flüge außerhalb der Sichtweite, möglich sind“, erklärt Petrosjan und führt aus: „Genau hier bringen Drohnen einen enormen wirtschaftlichen Vorteil für alle Beteiligten. Gerade Strommasten und Freileitungen, aber auch Gas-Pipelines, sind prädestiniert für diese Art der Inspektion aus der Luft.“ Auf diese Weise kontrollierte das Fluggerät insgesamt 70 Strommasten.

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Mithilfe Künstlicher Intelligenz sollen die Systeme befähigt werden, selbstständig Schadensfälle zu erkennen. Foto: pixabay.com / Hans

Dafür wurde ein spezieller Oktokopter, eine 8-rotorige Drohne, mit einer Kamera ausgestattet, um Seilschäden, Vogelnester und Systemnummern zu erkennen. Für Versorgungsunternehmen bedeutet diese neue Art der Leitungsinspektion vor allem eins: Kosten- und Zeitreduktion. „Der Preis für eine solche Maßnahme ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall. Natürlich ist eine 20 Kilometer lange Befliegung kostenintensiver als eine, die nur 5 Kilometer Länge hat“, erklärt Petrosjan. „Generell sparen die Unternehmen durch die Drohneninspektion jedoch im Schnitt zwischen 15 und 20 Prozent gegenüber klassischen Inspektionsverfahren. Das liegt zum einen an der hohen Datenqualität, die wir gewährleisten können, zum anderen aber auch an der Möglichkeit, Schadstellen gezielt anzufliegen und damit den ganzen Prozess effizienter zu gestalten.“

Keine Einschränkungen für Anwohner

„Insgesamt verliefen die Pilotbefliegungen zwischen Eula und Zwenkau durchgehend erfolgreich“, betonen Petrosjan und Hache unisono. Einzig die Akkus der Fluggeräte bedurften besonderer Aufmerksamkeit, so Michael Petrosjan, der insgesamt jedoch ein positives Fazit zieht: „Das ist in der kalten Jahreszeit normal. Wir mussten den Akku lediglich kurz aufwärmen, um die normale Reichweite zu gewährleisten. Ansonsten waren alle Beteiligten – unsere Spezialisten und auch die Experten und Verantwortlichen von MITNETZ STROM – top auf das Projekt vorbereitet.“

Die aufgenommen Bilder liegen derzeit zur Auswertung in der FlyNex-Plattform vor. „Besonders erfreulich war es für uns, dass für die Anwohner der Region keinerlei Einschränkungen mit der Drohneninspektion verbunden sind. Interessierte Bürger können die Drohnenflüge außerdem in unmittelbarer Umgebung der Trasse beobachten“, fügt Hache hinzu.

Datenschutz und Drohnenflug?

Wichtig ist den Beteiligten auch, dass die Befliegungen datenschutzkonform durchgeführt werden können. Schließlich haben zahlreiche Bürger nach wie vor Vorbehalte gegen die unbemannten Flugsysteme und die Angst, Aufnahmen von Personen, Privatgrundstücken oder Wohnungen im Internet zu finden, ist deutlich spürbar. „Bei uns ist sichergestellt, dass keine unrechtmäßigen Aufnahmen von Personen oder Grundstücken gemacht werden“, gibt Projektleiter Hache Entwarnung. „Falls wir doch versehentlich Bilder von Personen, Fahrzeugen oder Privatgrundstücken aufgenommen haben, sortieren wir diese im weiteren Verarbeitungsprozess aus, löschen sie und verarbeiten sie selbstverständlich nicht weiter.“

Nähere Informationen dazu können über die Datenschutzauskunft der MITNETZ STROM bezogen werden. Wie es jetzt weitergeht, ist für Jens Hache klar: „Wir werden die Ergebnisse auswerten und dann entscheiden, wie die nächsten Schritte zum Einsatz von Drohnen und zur digitalisierten Erkennung von Schäden konkret aussehen.“ Sicherlich müsse man noch an der einen oder anderen Stellschraube drehen, doch sei das Fazit insgesamt positiv. (jr)

Kontakt

FlyNex GmbH
Michael Petrosjan
info@flynex.de
www.flynex.io