On the use of drones for electrical grid monitoring

Thumbnail Image

Files

master_Rintala_Arttu_2025.pdf (892.2 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-11-18

Department

Major/Subject

Energy Systems and Markets

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Kehittyneiden energiaratkaisujen maisteriohjelma
Magisterprogrammet i avancerade energilösningar

Language

en

Pages

66

Series

Abstract

In the developing field of electrical grid monitoring, unmanned aerial vehicles offer a promising technology for automating these operations. This use case is relatively new and rapidly evolving. Additionally, both the technology and regulatory frame-work limit the current, exact capabilities. An examination of present-day sensor technology in the context of UAVs reveals that while optical cameras are by far the most mature technology, various electrical and magnetic field sensors are the current interest in the field. Alongside sensor technology, the advancements in image recognition and machine learning methods have allowed for experimental research into more autonomous grid inspection. Currently, the limiting variables of UAV devices themselves for inspection purposes appear to be their carry capacity, operation time, and to a lesser extent the onboard processing capability. The different general designs of UAVs pose their own strengths and weaknesses, which can translate to different optimal uses in electric grid inspection. At least when compared to helicopter-based electrical grid inspection, UAVs are a financially superior alternative. However, due to limiting regulation and required operational changes, UAVs are unlikely to replace on-foot inspections, instead complementing these and offering new tools for the surveyors.

Sähköverkon valvonnan kehittyvällä alalla miehittämättömät ilma-alukset tarjoavat lupaavan teknologian näiden toimintojen automatisointiin. Tämä käyttötarkoitus on suhteellisen uusi ja ala nopeasti kehittyvä. Lisäksi sekä teknologia että sääntelykehys rajoittavat teknologian tarkkaa kyvykkyyttä. Nykyisen sensoriteknologian tarkastelu miehittämättömien ilma-alusten kontekstissa paljastaa, että vaikka optiset kamerat ovat ylivoimaisesti kypsintä teknologiaa, erilaiset sähkö- ja magneettikenttäanturit ovat tällä hetkellä alan kiinnostuksen kohteena. Sensoriteknologian ohella kuvantunnistuksen ja koneoppimismenetelmien kehitys on mahdollistanut kokeellisen tutkimuksen autonomisemmasta verkon tarkastuksesta. Tällä hetkellä itse ilma-alusten tarkastustarkoituksia rajoittavina muuttujina näyttävät olevan niiden kantokyky, toiminta-aika ja vähäisemmässä määrin aluksen sisäinen prosessointikyky. Miehittämättömien ilma-alusten erilaisilla yleisillä malleilla on omat vahvuutensa ja heikkoutensa, jotka voivat johtaa erilaisiin optimaalisiin käyttötarkoituksiin sähköverkon tarkastuksessa. Ainakin verrattuna helikopteripohjaiseen sähköverkon tarkastukseen miehittämättömät ilma-alukset ovat taloudellisesti parempi vaihtoehto. Rajoittavien säännösten ja vaadittavien operatiivisten muutosten vuoksi miehittämättömät ilma-alukset eivät kuitenkaan todennäköisesti korvaa jalkaisin tehtäviä tarkastuksia, vaan täydentävät niitä ja tarjoavat uusia työkaluja mittaajille.

Description

Supervisor

Lehtonen, Matti

Keywords

drone, UAV, eectrical grid, power line inspection, predictive maintenance, fault detection

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202512159204

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC