Лінії електропередачі в міських умовах

Лінії електропередачі поділяються на два основних види - повітряні (ВЛЕП), дроти яких підвішені над землею або над водою, і підземні (підводні) КЛЕП, силові кабелі яких прокладаються безпосередньо під землею або в спеціально створених для цього тунелях.

ЛЕП (лінії електропередачі)

Повітряні лінії електропередачі є одним з основних ланок сучасних енергосистем. Напруга в лінії залежить від її протяжності та переданої по ній потужності. По воздушным ЛЭП электрическая энергия передается на значительные расстояния по проводам, прикрепленным к опорам с помощью изоляторов.

Підземна лінія електропередачі складається з одного або декількох кабелів, сполучних і кінцевих муфт (заделок) і кріпильних деталей, а ЛЕП, яка містить маслонаповнений або газонаповнений кабель, забезпечується також живить системою і сигналізацією тиску масла (газу). Кабелі прокладаються в землі, в траншеях на глибині 0,8-1 м, в кабельних каналах, блоках або тунелях. Найбільш економічна підземна прокладка кабелів - до шести кабелів в одній траншеї при відстані між кабелями 0,2-0,3 м. В одному тунелі допускається прокладка не менше 20 кабелів.

Пропускна здатність підземних кабельних ліній обмежується умовами прокладки, і внаслідок технічних причин довжина кабельних ліній не перевищує 10-12 км. То есть, по сути подземные ЛЭП являются локальными и менее распространены.

Історія ЛЕП

Первые кабельные линии, появившиеся вУкаины (в конце 70-x годов XIX в.), были именно подземными (радиус действия – 1 км, напряжение – 2 кВ). Електроенергія, що надходила в кабельну мережу, використовувалася головним чином для освітлення приватних будинків.

Незважаючи на те, що кабельні лінії широко використовуються вже протягом половини століття, тільки зараз сучасні технології проектування та виробництва дозволяють стати їм ефективною альтернативою повітряних ліній електропередачі.

Підземні лінії застосовуються при прокладанні електричних мереж на території міст і промислових підприємств. У великих містах, де прокладка повітряних ліній електропередачі є труднощі (з огляду на щільної забудови), основним засобом передачі електричної енергії стають підземні високовольтні кабельні лінії на напругу 220 кВ і вище, що робить їх основою сучасної енергосистеми міста. Але їх вартість в 2-3 рази перевищує номінальну вартість повітряних ліній електропередачі.

Один з недоліків повітряних ліній ЛЕП - не дивлячись на свою «легкість», вони займають багато місця. З точки зору енергетичного законодавства існує заборона на будівництво в охоронній зоні ЛЕП, яка зазвичай становить до 25 метрів. Перекладання ЛЕП під землю скорочує охоронну зону до одного метра.

Території багатьох великих міст давно вийшли за рамки «дозволених до забудови». Тому влада і будівельні компанії мегаполісів шукають нові резерви для будівництва. І одним з таких резервів є ділянки під лініями електропередачі.

Підземні ЛЕП. Декларовані переваги.

Відмінними можливостями високовольтних кабельних ліній є:

- Гнучкість при проектуванні систем енергопостачання.
Мають унікальні властивості по передачі енергії - вони невидимі на поверхні землі і не вимагають глибокого закапування, не випромінюють електричних полів і можуть бути спроектовані так, щоб не випромінювати магнітні поля, мають поліпшені характеристики по втраті потужності, високу стійкість при аварійних навантаженнях. В результаті підземні кабелі можна використовувати в місцях щільної забудови, річках і складних геологічних умовах, місцях, де потрібно збереження навколишнього середовища, ландшафтів, які є значущими будівель, пам'ятників мистецтва, місцях, зарезервованих для майбутнього будівництва, і т. П.

- Прийнятна рентабельність.
Основним стримуючим фактором використання підземних кабелів в минулому була їх висока вартість. Сьогодні собівартість їх виробництва значно знизилася за рахунок застосування нових технологій і збільшення продуктивності обладнання, і хоча вартість прокладки підземних кабельних мереж як і раніше програє витрат на зведення повітряних ліній електропередачі, все-таки цей спосіб стає все більш доступним. Ожидается, что проектировщики систем электроснабжения все чаще будут останавливать свой выбор на подземных кабельных сетях как на экономически выгодном и технологически эффективном средстве создания энергетической системы города.

-
Підземні лінії ЛЕП менш сприйнятливі до важких погодних умов, таким як: шторми, землетруси. Повітряні ЛЕП більш схильні до зносу, ніж підземні. Робота останніх не буде залежати від ураганів, снігопадів і так далі, відповідно, термін служби кабельних ліній набагато довше звичайних.

Сучасні кабельні мережі використовують поперечно зшитий поліетилен (XLPE) в якості основного ізоляційного матеріалу, який вже 20 років підтверджує свою високу надійність. Кабельні лінії із зшитого поліетилену більш надійні і зручні в експлуатації, мають вищу пропускну спроможність, максимально захищені від зовнішніх атмосферних впливів і мисливців за кольоровим металом. В майбутньому це дасть можливість скоротити витрати на обслуговування і ремонт ліній.

Гарантійний термін служби кабелю становить 10 років, що можна порівняти з досвідом застосування кабельних ліній за кордоном. Оскільки кабель напругою 330 кВ і навіть 220 кВ вУкаіни поки не проводиться, в найближчій перспективі при будівництві підземних кабельних ЛЕП буде застосовуватися продукція зарубіжних компаній.

-
Підземні кабелі містять велику кількість міді, найбільш токопроводящего металу, який працює при більш низьких температурах, в результаті чого на 30% знижуються втрати при високих навантаженнях в порівнянні з повітряними лініями електропередачі, а отже, підвищується рентабельність всієї енергосистеми. Поєднання цих якостей дозволяє постачати електроенергію споживачам з максимальною ефективністю, що особливо важливо в цілях збереження навколишнього середовища та економії енергоресурсів.

- Сучасні технології монтажу.
Нові технології зчленування ділянок кабелю і прокладки його в ґрунті дозволяють реалізовувати проекти створення енергетичних систем протягом декількох місяців при тому, що раніше на це йшли роки. У тих місцях, де неможливо прокопати кабельну траншею або канал, кабелі монтуються в тунелях. У деяких випадках використання вже існуючих тунелів дозволяє знизити вартість робіт.

- Можливість моніторингу стану кабелю.
Підземні кабельні мережі не тільки зникають з візуального простору, а й значно скорочують вартість обслуговування в порівнянні з повітряними лініями. Для скорочення часу аварійного відключення оператори енергетичних систем можуть вимірювати температуру високовольтного кабелю по всій його довжині з кроком півметра за допомогою оптичного волокна, вмонтованого в зовнішню оболонку кабелю. Такий моніторинг дозволяє управляти загальним навантаженням всієї мережі, оптимально перерозподіляючи її між лініями не допускаючи перевантажень. У разі пошкодження кабелю внаслідок перевантаження або зовнішнього впливу система моніторингу з точністю до метра визначить місце пошкодження, що значно скоротить час на усунення аварії.

Можливості та складності підземних електричних мереж

І все-таки при всіх перевагах, підземні електричні кабелі мають свої недоліки. Вони досить істотні, навіть якщо опустити часто зустрічаються юридичні складності з оформленням земель, що звільняються від споруд повітряних ЛЕП.

вартість
Во-первых, такой процесс по-прежнему не дешев, как уже было сказано выше. Як будівництво нових ліній, так і перенесення існуючих ЛЕП під землю - процедура дорога. На південному заході Москви недавно був реалізований один з проектів по перенесенню ЛЕП в підземний колектор. В рамках проекту перекладка кілометра проводів коштувала близько 1 млн євро.

У Підмосков'ї це трохи дешевше. Підрахунок вартості перекладки ЛЕП в Хімках показав, що близько 600 метрів проводів «упакувати» в кабель коштує 400 тис. Євро. З огляду на те, що в Москві вартість цих витрат вище, виходить, що один метр ЛЕП можна перебазувати за 1 тис. Євро.

Очевидно, що далеко не кожна компанія може дозволити собі такі витрати, проте кожен «захований» метр ЛЕП дозволяє звільнити під забудову 25 м² майданчика. Тому такі плани час від часу реалізуються.

Боротьба з вогнем може бути утруднена, якщо кабелі не вдається відразу знеструмити. В даний час для проводки електрики використовуються більш сучасні кабельні системи, що знижують ризик загоряння, проте повністю виключити його не можна.

Безпека для людей
Також виникають питання безпеки. Впервые опасное воздействие электромагнитных полей ЛЭП на человеческий организм было обнаружено в 60-х годах ХХ в. В ході досліджень розроблялися нормативи безпечної відстані від житлових будинків до ліній електропередачі (ЛЕП). Напруга електричного струму в лініях електропередачі може бути різним, а тому слід розрізняти безпечне і небезпечне напруга. Дальність дії магнітного поля, створюваного ЛЕП, прямо пропорційна потужності самої лінії.

Надо отметить, что результаты исследований о влиянии индуцированных ЛЭП электромагнитных волн разных частот на здоровье человека весьма противоречивы, но тем не менее, потенциальную опасность нельзя недооценивать. Крім того, незважаючи на те, що магнітне поле в усьому світі зараз вважається найбільш небезпечним для здоров'я, гранично допустима величина магнітного поля для населення вУкаіни не нормується. Тому велика частина ЛЕП вУкаіни будувалася практично без урахування цієї небезпеки.

Зрозуміло, що шкідливий вплив стосується всіх видів ЛЕП - як повітряних, так і підземних. Однак дослідження проводилися в більшій мірі для вивчення впливу повітряних ЛЕП. Що ж стосується впливу від високовольтних ліній, прокладених під землею, то тут все складніше. Електромагнітне випромінювання підземних ЛЕП і його вплив на людський організм вивчено ще менше. Прокладання ліній під землею пропонується з метою використання цих земель, в тому числі і під житлову забудову. Потенційні забудовники земель, які звільняються від ЛЕП, а разом з ними і московський уряд, стверджують, що сучасні технології дозволять повністю ізолювати електромагнітне випромінювання. Для цього планується використовувати коаксіальні кабелі, що прокладаються в спеціальних екранують колекторах. Однак контролювати вплив електромагнітного поля в такому випадку досить важко, оскільки люди позбавлені інформації про те, що знаходиться у них під фундаментом (повітряні лінії ЛЕП хоча б видно неозброєним поглядом).

«Забудованих» підземелля
Передбачається, що закопувати лінії електропередачі під землю - значить звільняти поверхню території міста для її більш ефективного використання. Однак варто зауважити, що під міською землею знаходиться не пусте, а в деяких випадках, навіть більш щільно «забудоване» простір. Це і численні підземні комунікації, промислові конструкції, лінії зв'язку (в тому числі і спецзв'язку), елементи споруд метрополітену і т. Д. І т. П. Ситуації, коли в процесі будівельних робіт пошкоджується підземна інфраструктура, зустрічаються у великих містах часто-густо . Таким чином, щільність забудови властива великим містам в повній мірі, і обмеження по вільному підземному простору виступає істотним стримуючим фактором поширення кабельних мереж.

Перспективи будівництва підземних ЛЕП

Однак підземні кабелі все одно будуватимуть. Стимулом для будівництва нового виду електропостачання виступають не тільки інтереси забудовників, а й держава. Наведемо кілька прикладів будівництва підземних ЛЕП в ряді українських міст.

Такий кабель в порівнянні з кабелем в паперово-масляної ізоляції, який використовували раніше, більш надійний в експлуатації і стійкий до впливу агресивних середовищ. Він має велику пропускну здатність, низька вага, коефіцієнт його пошкоджуваності зводиться до мінімуму. В регіоні використовуються не тільки підземні кабельні лінії, а й наземні. В області кабельні лінії використовуються більше 50 років. В даний час їх протяжність становить близько 5900км. В основному кабель застосовується в Броварах і Старому Осколі, мала частка - в окремих населених пунктах регіону. У Броварах кабельні мережі складають приблизно 70% від загального обсягу ЛЕП.

За даними ГУП «Мосгоргеотрест», в даний час по території Москви проходять ЛЕП загальною протяжністю близько 1 млн 260 тис. Метрів і напругою від 6 до 500 кіловольт. Вони займають площу понад 9 тис. Га, що становить 10% території міста, не рахуючи 40 електропідстанцій відкритого типу, які теж займають «дорогоцінний» місце. Столичні архітектори підкреслюють, що в європейських столицях ЛЕП вже давно не існує, тому програма про перенесення ліній електропередачі під землю - це прогресивний шлях розвитку.

Таким чином, незважаючи на згадані обмеження, і в Москві, і в Харкові, і в інших великих містах країни є плани подальшого розвитку підземної прокладки кабелів. Адже дана технологія все ж більше підходить сучасним мегаполісам.

В. МИКІЛЬСЬКА,
директор з досліджень агентства ABARUS Market Research