Innova tar undervannsteknologi til nye høyder

I et tøffere marked med lavere aktivitet, er det viktig å tenke ut av boksen og se nye muligheter. Innova brukte kompetansen sin innen utvikling av fjernstyrt undervannsteknologi og robotikk til å hjelpe Statnett med å montere flymarkører på høyspentlinjer.
  • Forfatter Åge Jevnaker
  • Forfatter selskap Innova
  • Fotograf Innova, Statnett

Utfordringen
Nye krav fra Luftfartstilsynet medfører at flere høyspentlinjer må merkes med flymarkører for å øke sikkerheten for flytrafikken. Statnett som drifter store deler av strømnettet ble derfor pålagt å merke flere av sine linjer. Totalt skal om lag 1000 flymarkører monteres innen en relativt kort tidsfrist, noe som gjorde at Statnett gikk ut i markedet og spurte etter konseptforslag til en robotisert metode for montering.

Statnett satte følgende krav til konseptforslagene:

  • Festemetode for flymarkørene skulle bestå av bolter.
  • Endringer av flymarkører skulle reduseres til et minimum da disse allerede var testet og kvalifisert.
  • Roboten skulle håndteres ved hjelp av helikopter.

For ingeniørene hos Innova ble dette sett på som en spennende utfordring, og en flott mulighet til å sikre Innova sin aktivitet utenfor olje og gass der aktiviteten har vært nedadgående de siste årene. Dette utviklingsarbeidet bygger på Statnetts FoU-målsetning, 20-20-20. Det vil si 20 % økt sikkerhet, 20 % reduksjon av kostnad og 20 % redusert operasjonstid.

Løsning
Innova sitt forslag ble en gravitasjonsbasert mekanisme for å klemme sammen de to flymarkørhalvdelene, samt 4 servomotorer for å trekke til de 4 boltene. Systemet er helt autonomt og styres av endebrytere som trigger selve operasjonen.  

De to flymarkørhalvdelene holdes på plass i hver sin vogn, som er direkte koplet til robotens hengslede «vinger». Et to-part løfteskrev er festet til vingene slik at disse holdes oppe, og dermed markørene adskilt, så lenge roboten henger i løftestroppen. Så snart roboten er landet i riktig posisjon på line, avlastes løftestroppene ved at helikopteret senker løftekroken. Vingene vil da senkes til nedre posisjon samtidig som de presser de to markørhalvelene sammen rundt linen.Endebrytere benyttes for å detektere landing på line og at markørene er klemt sammen. Kontrollsystemet iverksetter da selve monteringen, dvs. 4 servomotorer som trekker til de 4 boltene. Standard tiltrekningsmoment er satt til 80Nm, men justerbart i området 60-90Nm. Alle operasjoner logges i systemet slik at hver markør-installasjon dokumenteres i separat loggfil.

På robotens overside er det plassert et grønt og rødt signallys som kommuniserer systemets status direkte til helikopterpilot. Selve monteringen tar mindre enn ett minutt, og blir av helikopterpilotene omtalt som en relativt enkel operasjon. Hittil har den største utfordringen for piloten vært å lande markørene på riktig posisjon basert på GPS-koordinater. Et nytt verktøy er for tiden under utvikling for å forenkle posisjoneringen samt etablere en visuell referanse på line.

Prosjektgjennomføring
Innova valgte å løse denne oppgaven ved å dele opp utviklingen i flere faser:

  • Konseptutvikling
  • Detaljengineering
  • Bygging og testing av prototype
  • Teknologikvalifisering
  • Fabrikasjon av 3 stk. roboter

Etter ferdigstilling av de ulike fasene ble det utført en grundig gjennomgang før neste steg ble iverksatt. Dermed fikk vi redusert både teknisk og økonomisk risiko for begge parter. Slik vi ser det, har dette vært en av de viktigste årsakene til suksess i denne utviklingen. Gjennom hele prosessen har Statnett vært en aktiv deltaker og jobbet som en partner med fokus på framdrift og løsninger; dette har også vært en viktig suksessfaktor.

Å bygge en fullskala prototype var svært verdifullt, da konseptet kunne testes grundig for å høste erfaringer før de endelige robotene ble satt i produksjon. I utviklingsprosjekter opplever vi ofte at man dropper prototype-fasen, for eksempel ved at den første leveransen går direkte fra prototype til leveranseprodukt.  Dette medfører ofte høy økonomisk og teknisk risiko både for leverandør og sluttkunde.

Det må også nevnes fordelen med å komme tidlig i inngrep med leverandørene av flymarkørene; kroatiske Dalekovod og Mosdorfer fra Østerrike. En stor del av utviklingsarbeidet har vært knyttet til engineering av grensesnittet mellom robot og flymarkør. Da flymarkørene allerede var ferdig utviklet og kvalifisert i Statnettsystemet, satte dette en del begrensninger i utførelsen av grensesnittet. Kort oppsummert betyr det at grensesnitt mellom markør og toppline skulle forbli uendret, og at bolter skulle benyttes for montering. Etter en del møtevirksomhet og utallige forsendelser av 3D-filer mellom alle involverte, kom vi frem til et felles, utvendig grensesnitt for de to markørtypene. Under utførelsen av grensesnittet er det i tillegg tatt høyde for grensesnitt mot en fremtidig robot for å fjerne markørene når det skulle bli nødvendig.

Som tidligere nevnt har Statnett opptrådt som svært løsningsorienterte i dette utviklingsprosjektet. Krav til nødvendig dokumentasjon har vært på et fornuftig nivå, og det har vært den tekniske løsningen og operasjon av verktøyet som har hatt hovedfokus.

                                                              Flymarkørrobot
 

Testing
Fra signering av kontrakt til testing av den første prototypen gikk det kun 6 måneder. Foran et publikum representert av alle involverte selskaper fikk vi demonstrert vellykkede monteringer av begge typer markører på både horisontal og 30° line på testrigg i verksted. Senere fikk vi testet roboten i sitt rette element i Statnetts testanlegg i Kristiansand. Denne testen ble gjennomført som en fullskala installasjon på reell toppline ved bruk av helikopter. I løpet av testingen av prototypen ble det gjort flere funn og elementer med forbedringspotensial som ble brukt som erfaringsgrunnlag under sluttføringen av designet. De 3 første robotene for operasjon ble bygget i løpet av våren 2017, og har gjennomgått grundig testing for å kvalifisere systemet for bruk i Statnett sine anlegg. I tillegg til testing i testanlegget i Kristiansand, har roboten også blitt benyttet for montere 10 flymarkører på en linje som går mellom Åna-Sira og Kjelland. Robotene er foreløpig ikke testet på spenningsatt linje, eller såkalt AUS, arbeid under spenning. Dette vil bli testet på et senere tidspunkt. Å kunne installere flymarkører på en spenningsatt linje vil kunne spare Statnett for store kostnader. I tillegg vil planlegging av disse jobbene forenkles da en ikke trenger å ta høyde for utkopling av linjene.

Det er planlagt å sette de tre robotene i full virksomhet fra og med neste sesong, dvs. mars til september.