Elektrotechniekstudent ontwikkelt inspectierobot voor Tennet

29 mei 2019

Thijs Laagland (19) kwam in het 3e jaar Elektrotechniek als stagiair terecht bij netwerkbeheerder TenneT. Daar startte hij de ontwikkeling van een nieuwe inspectiemethode voor hoogspanningsmasten.

Wintrack hoogspanningsmasten - Foto ©TenneT

Thijs studeert Elektrotechniek en koos voor de differentiatie Industrial and Power Systems. Hij werd projectleider en kreeg de leiding over een team engineeringstudenten, waarmee hij aan de slag ging om een robot te ontwikkelen, die hoogspanningsmasten van het type Wintrack kan inspecteren.

Na deze stage in het 5e semester van zijn opleiding, bracht Thijs de opdracht (met succes) in als S6-project voor het 6e semester van de engineeringopleidingen. Hierdoor kon hij ook in dit deel van zijn opleiding zijn werk als projectleider voortzetten. Ook straks in zijn laatste studiejaar blijft Thijs samenwerken met TenneT. In het 4e jaar gaat hij de minor Projectmanagement doen. 

De aanleiding

TenneT is de 1e grensoverschrijdende elektriciteitstransporteur van Europa. Met 23.000 kilometer aan hoogspanningsverbindingen en 41 miljoen eindgebruikers in Nederland en Duitsland behoort TenneT tot de top 5 elektriciteitstransporteurs van Europa. Voor het energietransport gebruikt TenneT in enkele delen van Nederland de betrekkelijk nieuwe Wintrack hoogspanningsmasten.

De inspectie aan deze masten blijkt arbeidsintensiever te zijn dan verwacht. In plaats van enkele inspecties gedurende de hele levenscyclus van de mast, blijkt dat de constructie veel frequenter moet worden geïnspecteerd. Vooral de punten waar de verschillende mastdelen met flensverbindingen en bouten aan elkaar zijn bevestigd, blijken de hoogspanningsmasten gevoelig voor externe invloeden.

Een Wintrackmast bestaat uit 2 pylonen, met elk aparte stroomvoerende circuits. Op iedere pyloon is een klimsysteem bevestigd, de HighStep Rail, waarmee een gecertificeerd specialist de mast kan beklimmen.

Bij een inspectie door een persoon moeten om veiligheidsredenen alle stroomvoerende circuits in beide pylonen volledig buiten bedrijf worden gesteld. Dit betekent dan dat er op dat moment over het hele tracé geen stroom meer kan worden getransporteerd. Zo’n situatie wordt een VNB genoemd: een voorziene niet-beschikbaarheid. Elke niet-beschikbaarheid brengt voor de netwerkbeheerder kosten met zich mee. Wanneer het elektriciteitstransport tijdens een inspectie niet hoeft te worden onderbroken, worden deze kosten dus vermeden.

De uitdaging waarvoor TenneT zich gesteld zag, was het ontwikkelen van een inspectiemethode zonder persoon, waardoor de stroomvoerende circuits van maximaal 1 pyloon uit bedrijf kunnen worden gesteld. De circuits van de andere pyloon kunnen dan in bedrijf blijven wat betekent dat er nog stroom over het tracé getransporteerd kan worden. Thijs werd gevraagd met zijn team een concept voor zo’n nieuwe inspectiemethode te ontwikkelen en te realiseren.

Van brainstorm tot concept

In meerdere brainstormsessies kwamen de studenten uit op een inspectierobot die het afgeschakelde deel van de mast met een camera kan inspecteren en daarbij gebruik maakt van het al aanwezige HighStep Railsysteem.

Thijs Laagland: “Een groot deel van mijn stagetijd is gaan zitten in alle voorbereidingen. Nu, in het 6 e semester van mijn opleiding, zijn we echt begonnen met de constructie waarmee we straks de inspectiebeelden verkrijgen. Dit betekent dat er nu enkele subsystemen kunnen worden gebouwd. Zo zijn de werktuigbouwkundigen bezig met het ontwerp van een intrekbare, elektrisch geïsoleerde arm en zijn de studenten Elektrotechniek bezig met een robotarm die obstakels kan ontwijken, zodat alle delen van de hoogspanningsmast kunnen worden bereikt, met het bijbehorende besturingssysteem. Dit betekent dat er gedetailleerde berekeningen moeten worden gemaakt en dat er veel moet worden getest. Dit gebeurt in nauwe samenwerking met medewerkers van TenneT. Als het goed is, hebben we in juni het ontwerp klaar en daar gaan we dan in september weer mee verder.”

Op dit ogenblik werken er, naast Thijs, 7 andere engineeringstudenten van de HAN aan de inspectierobot: Derdejaarsstudenten Elektrotechniek Eke Boersma (differentiatie Industrial and Power Systems) en Paul Stordiau (Embedded Systems), Studenten Werktuigbouwkunde Bart Hendriksen, Lars Roozeboom en Lex van Duijnhoven en tot slot Ibe van Gemert en Tessa van Maanen, die allebei in het 2e jaar van hun opleiding Industrieel Product Ontwerpen zitten.

Een project als dit is te groot voor alleen studenten. Thijs: “Daarom ligt er een plan om de realisatie met 3 externe partijen te doen. Op dit moment werken wij aan de voorbereidingen en de plannen om deze partnerschappen op te kunnen zetten. Eén partij zorgt ervoor dat wij met een liftje de HighStep Rail op en af kunnen. Op deze constructie kunnen wij dan onze inspectierobot als module monteren. Een andere partij maakt de constructie waarmee we ook bij de achterzijde van de mast kunnen komen. De 3e partij is voor de interpretatie van de inspectiebeelden. Deze 3 partijen vormen samen een mooi setje om deze nieuwe inspectiemethode mee te ontwikkelen.”

De volgende stap

Als projectowner en projectleider vervult Thijs dus een centrale rol in het project. Zo is hij nauw betrokken bij het opzetten van de partnerschappen en heeft hij onlangs ook een eerste subsidieaanvraag ingediend.

Het komende semester staan er weer nieuwe ontwikkelingen op stapel. Het huidige studententeam stopt in juni en er moeten nu nieuwe stages worden uitgezet. Er zijn nieuwe studenten Elektrotechniek en Werktuigbouwkunde nodig, maar er komen nu ook vacatures voor studenten van de opleiding HBO-ICT. Thijs: ”Ik wil in de ICT-hoek bijvoorbeeld laten onderzoeken of we de interpretatie van de inspectiebeelden volledig kunnen automatiseren. Dus met een soort kunstmatige intelligentie.” Verder is er in het project plaats voor studenten Control Systems van de Masteropleiding Engineering Systems.

Verder staat het maken van offertes en het verwerven van nieuwe subsidies op het onuitputtelijke things-to-do-lijstje voor het volgende semester.

Presentatie resultaten

Acht engineeringstudenten, die betrokken warenbij het project, presenteerden hun resultaten bij hoogspanningsnetbeheerder in Arnhem. Hier lees je meer over op de website van de HAN.

Bron: HAN.nl (Tekst: Lex Eggink)