Dlaczego operatorzy zastępują linie napowietrzne SN kablowymi

Czym jest skablowanie linii

Skablowanie to zastąpienie odcinka linii napowietrznej linią kablową w ziemi. W praktyce buduje się nową linię kablową — często inną trasą, wzdłuż dróg i ulic — przełącza na nią zasilanie, a potem demontuje przewody, izolatory i słupy starej linii.

Skablowanie rzadko ogranicza się do samej linii. Razem z nią zwykle przebudowuje się punkty zasilania odbiorców: stacje słupowe zastępuje się kompaktowymi, odgałęzienia na słupach — punktami rozdzielczymi lub stacjami z kilkoma polami liniowymi, a sieć 0,4 kV częściowo również trafia pod ziemię.

Niezawodność zasilania

Główny argument to niezawodność. Jakość usług operatorów ocenia się m.in. wskaźnikami SAIDI (średni czas przerw na odbiorcę w roku) i SAIFI (średnia liczba przerw). Regulator — NKREKP (ukraiński regulator energetyki) — monitoruje te wskaźniki, więc operatorzy są zainteresowani ich poprawą.

Linia napowietrzna jest wrażliwa na zdarzenia, którym kabel w ziemi praktycznie nie podlega: upadki drzew i gałęzi, zerwanie przewodów przez wiatr, przeskoki wywołane wyładowaniami atmosferycznymi, kontakt z maszynami czy ptakami. Jedno takie zdarzenie może wyłączyć całą linię i wszystkich odbiorców za miejscem uszkodzenia, dopóki nie zostanie ono znalezione i wydzielone. Zastąpienie najbardziej awaryjnych odcinków kablem w połączeniu z możliwością sekcjonowania sieci skraca zarówno liczbę, jak i czas przerw.

Wichury, oblodzenie i burze

Silny wiatr łamie drzewa i słupy, a mokry śnieg i oblodzenie gwałtownie zwiększają obciążenie przewodów i konstrukcji. Po rozległych nawałnicach odbudowa sieci napowietrznych może trwać wiele dni, bo brygady muszą dotrzeć do każdego uszkodzonego miejsca.

Kabel w ziemi jest przed tymi zjawiskami w dużej mierze chroniony. Nie znaczy to, że się nie uszkadza: może zostać zahaczony podczas obcych robót ziemnych, a źle zmontowana mufa może ulec awarii. Ale wiatr, oblodzenie i drzewa mu nie zagrażają. Sieć podziemna jest też lepiej chroniona przed uszkodzeniami odłamkami, choć nie jest odporna na bezpośrednie zniszczenia.

Linie w lasach, pasach zadrzewień i miejscowościach

Linia napowietrzna przez las lub wzdłuż pasa zadrzewień wymaga regularnego oczyszczania przecinki. To koszty dla operatora i ingerencja w drzewostan, a drzewa poza przecinką i tak mogą upaść na przewody. Po skablowaniu wzdłuż drogi utrzymywanie przecinki nie jest potrzebne.

W miejscowościach na pierwszy plan wychodzą bezpieczeństwo i przestrzeń. Znika ryzyko dotknięcia zerwanego przewodu czy najechania na słup, ulice zostają uwolnione od słupów, a strefy ochronne linii napowietrznych, ograniczające zabudowę sąsiednich działek, zastępuje znacznie węższa strefa linii kablowej. Dla nowej zabudowy zasilanie kablowe jest często jedynym akceptowalnym wariantem.

Wady i ograniczenia linii kablowych

Skablowanie nie jest wolne od wad. Podejmując decyzję, operator bierze pod uwagę:

• Koszt budowy — linia kablowa jest zwykle droższa od napowietrznej tej samej długości, zwłaszcza gdy na trasie jest wiele przejść HDD i odtworzeń nawierzchni.
• Lokalizacja i naprawa uszkodzeń — miejsce uszkodzenia kabla wyznacza się specjalną aparaturą, potem odkopuje i montuje mufę naprawczą. Trwa to dłużej niż wymiana izolatora na słupie, choć uszkodzenia zdarzają się rzadziej.
• Prądy pojemnościowe — sieć kablowa ma znacznie większą pojemność względem ziemi niż napowietrzna. W sieciach z izolowanym punktem neutralnym zwiększa to prąd jednofazowego zwarcia doziemnego; przy dużym udziale kabli operator musi przewidzieć kompensację prądu pojemnościowego lub uziemienie punktu neutralnego przez rezystor i odpowiednio nastawić zabezpieczenia.
• Uzgodnienie trasy — nowa trasa wzdłuż dróg wymaga uzgodnień z zarządcami dróg, właścicielami innych sieci i organami samorządu lokalnego.
• Jakość wykonania — wady montażu muf czy uszkodzenia powłoki przy układaniu mogą ujawnić się po latach, dlatego liczą się kwalifikacje monterów i próby odbiorcze.

Rozwiązaniem pośrednim jest PLZ — linia napowietrzna z przewodami w osłonie (SIP-3). Jest tańsza od kablowej, lepiej niż linia z gołymi przewodami znosi dotknięcie gałęzi i pozwala na węższą przecinkę, ale pozostaje napowietrzna i wrażliwa na oblodzenie i upadki drzew. Operatorzy wybierają między linią kablową a PLZ w zależności od odcinka, budżetu i planów rozwoju sieci.

Skablowanie, stacje i sieć 0,4 kV

Linia 10 kV na terenach wiejskich zwykle zasila szereg niewielkich stacji, z których wychodzą linie 0,4 kV do odbiorców. Dlatego skablowanie linii SN pociąga za sobą decyzje dotyczące tych punktów:

• Stacje słupowe zasilane z linii napowietrznej zastępuje się stacjami kompaktowymi z wejściem kablowym albo pozostawia się krótki odcinek linii napowietrznej z głowicami na słupie krańcowym.
• Odgałęzienia, które w linii napowietrznej wykonywano na słupach z odłącznikami, w sieci kablowej przenosi się do stacji lub RP z kilkoma polami liniowymi. Pozwala to zasilać odgałęzienia i jednocześnie sekcjonować linię.
• Sieć 0,4 kV często przebudowuje się równocześnie — buduje się linie kablowe lub linie z SIP, montuje szafki rozdzielcze, a stare przewody i słupy demontuje.

Budowę stacji opisujemy w artykule Stacja transformatorowa 10(6)/0,4 kV od środka.

Jak przebiega skablowanie krok po kroku

1. Projekt i uzgodnienia — nowa trasa, punkty połączenia z pozostającą siecią, lokalizacja stacji i RP, miejsca HDD; uzgodnienia z właścicielami gruntów, dróg i innych sieci.
2. Przygotowanie — geodezyjne wytyczenie trasy, zezwolenia na roboty ziemne, projekty organizacji ruchu, dostawy kabli i osprzętu.
3. Budowa linii kablowej — wykopy, przewierty HDD i przeciski pod przeszkodami, układanie kabli w ziemi i rurach, ustawienie stacji.
4. Montaż osprzętu — mufy przelotowe, głowice w stacjach i na słupach, gdzie kabel łączy się z pozostającą linią napowietrzną.
5. Próby i przełączenie — po próbach odbiorczych operator przełącza zasilanie na nową linię.
6. Demontaż linii napowietrznej — zdjęcie przewodów, demontaż izolatorów, słupów i stacji słupowych, uporządkowanie terenu.
7. Dokumentacja i odbiór — inwentaryzacja powykonawcza, protokoły odbioru robót zanikowych, protokoły prób i przekazanie sieci do eksploatacji.

Szczegóły etapów — w artykule Od projektu do odbioru, a nasze podejście do takich prac — na stronie Skablowanie linii napowietrznych.