Mimo większych kosztów inwestycji, linie kablowe zdobywają coraz większą popularność, ponieważ są bezpieczniejsze i mniej awaryjne, niż stosowane powszechnie linie napowietrzne. Nie zmienia to jednak faktu, że jak każda inna technologia, mają również swoje minusy. Żeby ich użytkowanie było bezpieczne, trzeba więc stosować się do ściśle ustalonych zasad i przestrzegać dobrych praktyk.
Linie kablowe a pole elektromagnetyczne
Podczas układania i eksploatacji linii kablowych, szczególnie wysokiego napięcia, należy zachować ostrożność na każdym etapie. Podczas układania, przydają się takie elementy wyposażenia, jak opończa kablowa. Zagrożenie nie kończy się jednak na tym etapie, ponieważ nawet sprawne, nieuszkodzone linie kablowe wytwarzają wokół siebie pole elektroenergetyczne, co może skutkować zakłóceniami. Linie wysokiego napięcia pozwalają na przesyłanie dużych mocy, ale ma to swoje minusy, ponieważ nie można wykluczyć negatywnego oddziaływania na środowisko i organizmy żywe.
O tego typu wątpliwościach mówi się częściej, ponieważ coraz większa część linii to właśnie linie wysokiego napięcia. Niejednokrotnie znajdują się w pobliżu linii elektrycznych, telefonicznych, ciągów cieplnych i gazowych. Prowadzi się je również w niewielkiej odległości od różnego rodzaju budynków mieszkaniowych i użytkowych. Pole elektroenergetyczne może więc w pewnym stopniu wpływać na systemy informatyczne czy sygnalizacyjne. Konieczna jest więc ocena, jak duże zakłócenia może wywoływać linia kablowa. Istnieją też sposoby, aby je zminimalizować np. przez odpowiednie ułożenie i uziemienie czy zastosowanie dodatkowych ekranów przeciwzakłóceniowych.
Sprzężenie magnetyczne
Generowanie zakłóceń przez linie elektromagnetyczne polega przede wszystkim na sprzężeniach magnetycznych i galwanicznych. Mechanizmy powstawania tego problemu są różne. W dużej mierze wynika z indukowania napięć i prądów w elementach metalowych i przewodach, które znajdują się w pobliżu linii elektromagnetycznej, takich jak kable sygnalizacyjne, linie telefoniczne, informatyczne, ciągi gazowe czy cieplne. Drugim mechanizmem są problemy z uziemieniem, które mogą pojawić się, jeśli podłączone są do niego przewody innych systemów.
Skala sprzężenia magnetycznego jest zależna od wielu czynników, do których należą:
- Wartość prądu płynącego w żyle roboczej,
- Indukcyjność wzajemna,
- Rezystywność gruntu,
- Wartość prądu w pracy długotrwałej i stanach awaryjnych,
- Rodzaj uziemienia.
Sprzężenie magnetyczne nie jest jedynym problemem, który może pojawić się podczas użytkowania linii kablowych wysokiego napięcia. Kolejnym z nich jest sprzężenie galwaniczne.
Sprzężenia galwaniczne
Przy prawidłowym zaprojektowaniu i wykonaniu uziemienia, ten problem nie ma zbyt dużego znaczenia. Może pojawić się, jeśli w pobliżu wejścia kabla do stacji transformatorowej doszło do krótkotrwałego zwarcia. Wartości sprzężenia galwaniczne są zależne od rezystancji gruntu i miejsca wystąpienia zwarcia. Mają więc marginalne znaczenie, jeśli chodzi o bezpieczeństwo użytkowania linii kablowych wysokiego napięcia. Do wykluczenia problemów ze sprzężeniami galwanicznymi zazwyczaj wystarczy więc np. zastosowanie odpowiedniego ekranu.
Szacowanie napięcia indukowanego przez linie kablowe
Bezpieczne układanie i użytkowanie linii kablowej wymaga szczegółowego projektowania. Na pierwszych etapach dotyczy to między innymi zastosowania takich rozwiązań, jak wciągarka pasowa, a na kolejnych: np. obliczenia współczynnika redukcyjnego. Ze względów praktycznych, określa się głównie możliwe sprzężenia magnetyczne i wartość prądu zwarcia. Wszystko to wiąże się z obecnością pola elektromagnetycznego, emitowanego przez linię kablową wysokiego napięcia. Natężenie pola oczywiście nie w każdym przypadku jest tak samo duże. Trzeba mieć na uwadze, że wartości różnią się w zależności od warunków eksploatacji, zarówno podczas długotrwałej pracy, jak i w warunkach awaryjnych.
W rzeczywistości zakłócenia w liniach kablowych nie są aż tak duże, ponieważ w ich generowaniu nie bierze udziału cały prąd zwarciowy. Jego część płynie z powrotem do transformatora przez żyłę powrotną. Kompensuje to zakłócenia wywołane zwarciem w żyle roboczej, dlatego uszkodzenie nie ma aż tak negatywnego wpływu na otoczenie. Pomocne jest również zastosowanie dodatkowych ekranów metalicznych, ponieważ płyną w nich prądy kompensujące zakłócenia. Prawidłowe ułożenie i ekranowanie sprawiają więc, że korzystanie z linii kablowych wysokiego napięcia jest bezpieczne.
Podczas określania ryzyka pod uwagę dość często bierze się również dodatkowy czynnik redukcyjny, nazywany powszechnie korekcyjnym. Uwzględnia on fakt, że ryzyko, aby prąd zwarciowy płynął wśród całej długości zbliżenia przewodu, jest niezwykle niskie. Pomija się to jednak np. podczas budowy sygnalizacyjnych linii kolejowych.
Oględziny linii kablowych
Na etapie układania linii kablowych, ze względów bezpieczeństwa niezbędne jest takie wyposażenie, jak najazd do bębnów. Nawet odpowiedni projekt i układanie nie są jednak w stanie całkowicie zapobiec uszkodzeniom. Konieczne jest więc przeprowadzanie oględzin, a częstotliwość jest zależna od typu linii kablowej:
- Kable 30 kV: raz w roku,
- Kable 6 kV: raz na 3 lata,
- Kable nN: raz na 5 lat.
Zawsze należy też pamiętać o oględzinach, jeśli w pobliżu trasy kabla były wykonywane roboty ziemne lub budowlane. Stan techniczny należy skontrolować również po samoczynnym wyłączeniu linii kablowej. Szczególnej kontroli wymagają takie elementy, jak:
- Części linii kablowych znajdujące się w pobliżu zbiorników wodnych,
- Wejścia do tuneli, kanałów itp.,
- Osłony przeciwkorozyjne,
- Głowice kablowe,
- Połączenia przewodów uziemiających i zacisków,
- Urządzenia przeciwpożarowe i sprzęt pożarniczy.
Regularna kontrola stanu technicznego linii kablowych oraz profesjonalnie wykonany projekt pozwalają uniknąć negatywnych skutków ich użytkowania. Jeśli jednak pojawiło się ryzyko uszkodzenia linii, konieczne są jak najszybsze oględziny.
