Underjordiske - Undergrounding
Det viser høyere teknologi i utviklede land for brannvern og for å gjøre kraftledninger mindre utsatt for strømbrudd under høye vind tordenvær eller tung snø eller is stormer. En ekstra fordel med underjordiske er den estetiske kvaliteten på landskapet uten kraftlinjer. Undergrounding kan øke den initielle kostnader av elektrisk energioverføring og fordeling , men kan redusere driftskostnadene over levetiden for kablene.
Historie
Den første bruken av underjordisk grunnlag hadde det grunnlag i detonasjonen av gruveeksplosiver og undersjøiske telegrafkabler. Kraftkabler ble brukt i Russland for å detonere gruveeksplosiver i 1812, og for å frakte telegrafsignaler over Den engelske kanal i 1850.
Med spredningen av tidlige elektriske kraftsystemer begynte underjordiske også å øke. Thomas Edison brukte underjordiske DC "gatepiper" i sine tidlige distribusjonsnettverk; de ble isolert først med jute i 1880, før de gikk over til gummiisolasjon i 1882.
Senere utvikling skjedde både innen isolasjon og fabrikasjonsteknikker:
- 1925: Papirisolasjon under trykk brukt på kabler
- 1930: PVC-isolasjon brukt på kabler
- 1942: Polyetylenisolasjon ble først brukt på kabler
- 1962: Etylenpropylengummi-isolerte kabler blir kommersielt tilgjengelige
- 1963: Forhåndsformet kabeltilbehør blir tilgjengelig
- 1970-tallet: Krympbart kabeltilbehør blir tilgjengelig
I løpet av 1900-tallet ble direkte nedgravd kabel vanlig.
Sammenligning
Antennekablene som bærer høyspent strøm , og er støttet av store mastene er generelt ansett som et skjemmende trekk i landskapet. Underjordiske kabler kan overføre kraft over tett befolkede områder eller områder der land er kostbart eller miljømessig eller estetisk sensitivt. Kryssinger under bakken og under vann kan være et praktisk alternativ for kryssing av elver.
Fordeler
- Mindre utsatt for skader fra alvorlige værforhold (hovedsakelig lyn , orkaner / sykloner / tyfoner, tornados, annen vind og frysing)
- Redusert risiko for brann. Luftledninger kan trekke høye feilstrømmer fra vegetasjon-til-leder, leder-til-leder, eller leder-til-jord-kontakt, noe som resulterer i store, varme buer.
- Redusert utvalg av elektromagnetiske felt (EMF) utslipp til det omkringliggende området. Imidlertid, avhengig av dybden på jordkabelen; større EMF kan oppleves på overflaten. Den elektriske strømmen i kabellederen produserer et magnetfelt, men den nærmere grupperingen av underjordiske kraftkabler reduserer det resulterende eksterne magnetfeltet, og ytterligere magnetisk skjerming kan tilveiebringes. Se Elektromagnetisk stråling og helse .
- Underjordiske kabler trenger en smalere omgivende stripe på ca. 1–10 meter for å installere (opptil 30 m for 400 kV kabler under bygging), mens en luftledning krever at en omkringliggende stripe på ca 20–200 meter er bred for å være permanent klar for sikkerhet , vedlikehold og reparasjon.
- Underjordiske kabler utgjør ingen fare for lavtflygende fly eller dyreliv.
- Underjordiske kabler har mye redusert risiko for skade forårsaket av menneskelig aktivitet som tyveri, ulovlige forbindelser, sabotasje og skade fra ulykker.
- Begravelse av brukslinjer gir plass til flere store trær på fortau, trærne gir miljøfordeler og økning av eiendomsverdiene.
Ulemper
- Underjordisering er dyrere siden kostnadene ved å begrave kabler ved overføringsspenninger er flere ganger større enn luftledninger, og livssykluskostnadene til en underjordisk strømkabel er to til fire ganger kostnaden for en luftledning. Overjordiske linjer koster rundt $ 10 per fot og underjordiske linjer koster i området $ 20 til $ 40 per fot. I svært urbaniserte områder kan kostnadene for underjordisk overføring være 10–14 ganger så dyre som overhead. Imidlertid kan disse beregningene forsømme kostnadene ved strømbrudd. Levetidskostnadsforskjellen er mindre for distribusjonsnett med lavere spenning, i området 12-28% høyere enn luftledninger med ekvivalent spenning.
- Mens finne og reparere overhead trådbrudd kan oppnås i timer, kan underjordiske reparasjoner ta dager eller uker, og av denne grunn redundante linjer kjøres.
- Jordkabel steder er ikke alltid åpenbare, noe som kan føre til uforsiktige diggers skade kabler eller blir elektrisk sjokk.
- Driften er vanskeligere siden den høye reaktive kraften til underjordiske kabler produserer store ladestrømmer og dermed gjør spenningskontroll vanskeligere. Store ladestrømmer oppstår på grunn av høyere kapasitans fra underjordiske kraftledninger og begrenser dermed hvor lang en AC-ledning kan være. For å unngå kapasitansproblemer når du legger underjordiske langdistanseoverføringslinjer, kan HVDC-linjer brukes ettersom de ikke lider av samme problem.
- Mens luftledninger enkelt kan oppgraderes ved å endre linjeavstander og kraftstolper for å bære mer kraft, kan ikke underjordiske kabler oppgraderes og må suppleres eller byttes ut for å øke kapasiteten. Overførings- og distribusjonsfirmaer er generelt fremtidssikre underjordiske linjer ved å installere kablene med høyest rangering, samtidig som de er kostnadseffektive.
- Underjordiske kabler er mer utsatt for skade på grunn av bevegelse i bakken. The 2011 Christchurch earthquake in New Zealand caused damage to 360 kilometres (220 mi) of high voltage underground cables and subsequently cut power to large parts of Christchurch city, whereas only a few kilometres of overhead lines were damaged, largely due to pole foundations being compromised ved kondensering .
- Ettersom reparasjon og kontroll av undergrunnen krever gategraving, skaper det flekker og hull, noe som fører til humpete og usikre kjøreturer for biler og sykler. Verktøyarbeid øker også stenging av kjørefelt, noe som fører til trafikkork og økende kostnader for å overflatearbeide arbeidet fra de lokale myndighetene.
Fordelene kan i noen tilfeller oppveie ulempene med høyere investeringskostnader og dyrere vedlikehold og administrasjon.
Metoder
- Horisontal kjedelig - Dette er en metode der man bruker en borkrone for å bore vannrett fra et punkt på overflaten av bakken og skape en bue under jorden for å komme tilbake ut av overflaten. Denne metoden brukes når minimal skade på overflaten foretrekkes.
- Trench Undergrounding - Den andre metoden for å underjordere kraftledninger er å grave grøfter, legge kraftledninger i grøften og dekke dem opp igjen. Dette gjøres for lengden på kraftledningen.
Forskrifter
Europa
Det britiske regulatoriske kontoret for gass- og elektrisitetsmarkeder (OFGEM) tillater overføringsselskaper å få tilbake kostnadene for noe underjordisk pris i forbrukerne. Underjordingen må være i nasjonalparker eller utpekte områder med enestående naturlig skjønnhet (AONB) for å kvalifisere. De mest visuelt påtrengende kablene til kjernetransmisjonsnettet er ekskludert fra ordningen. Noen underjordiske prosjekter er finansiert av inntektene fra nasjonalt lotteri.
All lav- og middelspenningsspenning (<50 kV) i Nederland leveres nå under jorden.
I Tyskland er 73% av middels spenningskabler under jorden og 87% av lavspenningskabler er under jorden. Den høye andelen underjordiske kabler bidrar til den svært høye nettpåliteligheten (SAIDI <20). Til sammenligning er SAIDI- verdien (minutter uten strøm per år) i Nederland omtrent 30, og i Storbritannia er den omtrent 70.
California
I USA, California Public Utilities Commission (CPUC) Regel 20 tillater undergrounding av elektriske kraftkabler under visse situasjoner. Regel 20A prosjekter er betalt av alle kunder av nettselskapene. Regel 20B-prosjekter er delvis finansiert på denne måten og dekker kostnadene for et tilsvarende overheadsystem. Regel 20C-prosjekter gjør det mulig for eiendomseiere å finansiere undergrunnen.
Japan
Mest strøm i Japan distribueres fortsatt av luftkabler. I Japans 23 avdelinger , ifølge Japans bygg- og transportdepartement, ble bare 7,3 prosent av kablene lagt under jorden fra mars 2008.
Varianter
Et kompromiss mellom underjordisk og bruk av luftledninger er å installere luftkabler. Antennekablene er isolerte kabler spunnet mellom polene og som brukes for kraftoverføring eller telekommunikasjonstjenester. En fordel med antennekabler er at isolasjonen fjerner faren for elektrisk støt (med mindre kablene blir skadet). En annen fordel er at de gir avkall på kostnadene - særlig høye i steinete områder - ved å begrave. Ulempene med luftkabler er at de har de samme estetiske problemene som standard luftledninger, og at de kan bli påvirket av storm. Imidlertid, hvis isolasjonen ikke ødelegges under pylonfeil eller når den treffes av et tre, er det ingen avbrudd i tjenesten. Elektriske farer er minimert og re-hengende kablene kan være mulig uten strømavbrudd.
