언더그라운드

Undergrounding

토목공학에서 지하화는 전력 또는 통신을 제공하는 가공 케이블을 지하 케이블로 대체하는 것입니다.이는 선진국의 화재 예방과 강풍, 뇌우 또는 폭설이나 얼음 폭풍 시 전력선이 정전에 덜 취약하도록 하기 위한 첨단 기술을 보여준다.지하화의 또 다른 장점은 전원선이 없는 경관의 미적 품질입니다.지하화는 송전 및 배전의 초기 비용을 증가시킬 수 있지만 케이블의 수명 동안 운영 비용을 줄일 수 있습니다.

역사

지하화의 첫 번째 용도는 광산 폭발물과 해저 전신 케이블의 폭발에 근거를 두었다.1812년 러시아에서는 광산 폭발물을 터뜨리고 [1]1850년에는 전신 신호를 영국 해협을 건너는 데 전기 케이블이 사용되었습니다.

초기 전력 시스템의 보급과 함께 지하화도 증가하기 시작했다.토마스 에디슨은 초기 유통망에서 지하 DC "가로 파이프"를 사용했다; 그것들은 1882년에 [1]고무 단열재로 발전하기 전에 1880년에 처음으로 주트로 단열되었다.

그 후 단열 및 제작 [1]기법 모두에서 다음과 같은 개발이 이루어졌습니다.

  • 1925: 케이블에 사용되는 가압지 절연체
  • 1930: 케이블에 사용되는 PVC 절연
  • 1942년 : 케이블에 최초로 사용된 폴리에틸렌 절연체
  • 1962년 : 에틸렌 프로필렌 고무 절연 케이블 상용화
  • 1963년: 케이블 악세사리가 준비되었습니다.
  • 1970년대: 축소 가능한 케이블 악세사리가 등장

20세기에는 케이블을 직접 매설하는 것이 일반적이었습니다.

비교

고압 전기를 운반하고 대형 주탑으로 지탱되는 공중 케이블은 일반적으로 시골의 매력적이지 않은 특징으로 여겨진다.지하 케이블은 인구밀집지역이나 토지가 비싸거나 환경적으로나 미적으로 민감한 지역에 전력을 전달할 수 있습니다.지하와 수중 건널목은 강을 건너는 실질적인 대안이 될 수 있다.

이점

  • 악천후(주로 번개, 허리케인/사이클론/태풍, 토네이도, 기타 바람 및 결빙)에 의한 피해의 영향을 덜 받는다.
  • 화재 위험 감소가공 전력선은 식생 대 컨덕터, 컨덕터 대 컨덕터 또는 컨덕터 대 접지 접점에서 높은 고장 전류를 끌어낼 수 있으며, 이로 인해 크고 뜨거운 [2]아크가 발생합니다.
  • 주변으로의 전자기장(EMF) 방출 범위 감소.단, 지하 케이블의 깊이에 따라서는 [3]표면에서 EMF가 높아질 수 있습니다.케이블 도체의 전류는 자기장을 발생시키지만, 지하 전원 케이블의 그룹화가 가까워지면 외부 자기장이 감소하여 추가적인 자기 차폐가 제공될 수 있습니다.'전자파 방사 및 건강'을 참조하십시오.
  • 지하 케이블은 설치하기 위해 약 1~10m의 좁은 주변 스트립(공사 중 400kV 케이블의 경우 최대 30m)이 필요한 반면, 가공 라인은 안전, 유지보수 및 수리를 위해 약 20~200m 폭의 주변 스트립을 영구적으로 확보해야 합니다.
  • 지하 케이블은 저공비행 항공기나 야생동물에게 아무런 해가 되지 않는다.
  • 지하 케이블은 도난, 불법 접속,[4] 파괴 행위,[5][6] 사고로 인한 손상 등의 인체 활동에 의한 손상 위험을 크게 줄일 수 있습니다.
  • 송전선 매설은 환경적 이익과 재산 [8]가치의 증가를 위해 인도에 [7]더 많은 큰 나무들을 위한 공간을 만듭니다.

단점들

지하 케이블 마커경로를 표시하고 케이블에 파고드는 위험을 경고하기 위해 정기적으로 마커를 부착합니다.
  • 케이블의 전송전압 매설비용은 가공전원선보다 몇 배 비싸고 지하전원선의 라이프 사이클비용은 가공전원선 비용의 2~4배이기 때문에 지하화가 더 비쌉니다.지상선은 피트당 약 10달러, 지하선은 [9]피트당 20달러에서 40달러 사이이다.고도로 도시화된 지역에서는 지하 전송 비용이 [10]오버헤드보다 10-14배 더 비쌀 수 있습니다.다만, 이러한 계산에서는, 전원 공급 중단의 코스트를 무시할 수 있습니다.저전압 배전망에서는 등가전압의 [11]오버헤드라인보다 12~28% 높은 범위에서 라이프타임비용 차이가 작습니다.
  • 가공선의 파손을 검출해 수시간 이내에 수리할 수 있는 반면, 지하 수리는 며칠 또는 몇 [12]주가 걸릴 수 있습니다.이 때문에 용장 회선이 가동됩니다.
  • 지하 케이블의 위치가 항상 명확한 것은 아니며, 이로 인해 부주의로 인해 케이블이 손상되거나 감전될 수 있습니다.
  • 지하 케이블의 높은 무효 전력으로 인해 대량의 충전 전류가 생성되어 전압 제어가 더욱 어려워지기 때문에 작업이 더욱 어려워집니다.지하 전력선으로부터의 캐패시턴스가 높기 때문에 큰 충전 전류가 발생하므로 AC선의 길이가 제한됩니다.장거리 전송로의 지하화를 회피하기 위해 HVDC 회선은 같은 [13]문제를 겪지 않기 때문에 사용할 수 있습니다.
  • 가공선은 더 많은 전력을 전달하도록 라인 간극과 전봇대를 수정함으로써 쉽게 업그레이드할 수 있지만 지하 케이블은 업그레이드할 수 없으며 용량을 늘리기 위해 보완 또는 교체해야 합니다.송전 및 배전 업체들은 일반적으로 최고 등급의 케이블을 설치하는 동시에 비용 효율성을 유지함으로써 미래에 대비할 수 있는 지하선을 구축하고 있습니다.
  • 접지 케이블은 접지 이동에 의해 파손되기 쉽습니다.2011년 뉴질랜드 크라이스트처치 지진은 360km(220mi)의 고압 지하 케이블이 손상되고 크라이스트처치 시의 많은 부분에 전기가 끊긴 반면, 주로 액상화에 의해 기둥 기초가 손상되었기 때문에 몇 km의 가선만 손상되었다.
  • 지하 보수와 점검은 도로 굴착이 필요하기 때문에 패치와 움푹 패인 곳이 생겨 자동차와 자전거가 울퉁불퉁하게 주행할 수 없게 된다.공공사업도 차선폐쇄를 증가시켜 교통체증을 초래하고 [14][15]지방정부의 재포장 공사비용을 증가시킨다.

경우에 따라서는, 높은 투자 코스트와 고비용의 유지 보수 및 관리에 의한 단점보다 이점이 더 큰 경우가 있습니다.

방법들

2013년 브로드웨이 케이블
  • 수평보링 – 드릴비트를 이용해 지면의 한 지점에서 수평으로 구멍을 뚫어 지하에 호를 만들어 지표면에서 나오는 방식이다.이 방법은 표면의 손상을 최소화하는 것이 [16]바람직할 때 사용합니다.
  • 트렌치 언더그라운드 - 송전선 지하화를 위한 또 다른 방법은 참호를 파고, 참호 안에 송전선로를 깔고 다시 덮는 것입니다.이것은,[17] 전원선의 길이에 대해서 행해집니다.
  • 덕트 뱅크 - 세 번째 방법은 스페이서로 고정되는 평행 도관을 사용하여 도관 사이에 모래 또는 콘크리트를 채웁니다.설치방법 : 도관과 스페이서를 직접 홈에 타설하거나 콘크리트 형태로 타설하거나 콘크리트와 [18]도관의 미리 만들어진 단면.

규정

유럽

영국 규제 기관인 OFGEM(Office of Gas and Electric Markets)은 전송 회사가 일부 지하화 비용을 소비자에게 회수할 수 있도록 허용합니다.지하화 구역은 국립공원이나 지정된 자연 미관 구역(AONB)에 있어야 자격이 주어진다.2021년 윈터본 압바스 인근부터 프리어 와든까지 이어지는 400kV 가공 송전선 중 9km(5.6mi)를 매립하는 프로젝트를 시작했습니다.도셋 AONB의 50°40°08°N 2°30°50°W / 50.669°N 2.514°W / 50.669; -2.514, Weymouth 북서쪽)스노도니아, 피크 지구, 노스웨식스 [19]다운스에도 비슷한 계획이 계획되어 있다.

코어 전송 네트워크의 가장 가시적인 오버헤드 케이블은 이 방식에서 제외됩니다.몇몇 지하 프로젝트들은 국민 복권의 수익으로 자금을 조달받는다.

네덜란드의 모든 저전압 및 중전압 전력(50kV 미만)이 이제 지하에 공급됩니다.

독일에서는 중전압 케이블의 73%, 저전압 케이블의 87%가 지하에 있습니다.지하 케이블의 높은 비율은 매우 높은 그리드 신뢰성에 기여합니다(SAIDI < 20).[20]이에 비해 네덜란드는 SAIDI 값(연간 전기 없이 분)이 약 30, 영국은 약 70이다.

캘리포니아

미국에서는 California Public Utilities Commission(CPUC) 규칙 20에 따라 특정 상황에서 전원 케이블을 접지할 수 있습니다.규칙 20A 프로젝트는 유틸리티 회사의 모든 고객이 비용을 지불합니다.규칙 20B 프로젝트는 이러한 방식으로 부분적으로 자금이 지원되며 동등한 오버헤드 시스템의 비용을 충당한다.규칙 20C 프로젝트는 부동산 소유자가 지하화 자금을 조달할 수 있도록 한다.

일본.

일본의 대부분의 전력은 여전히 공중 케이블로 배전되고 있다.일본 건설교통성에 따르면 도쿄 23개 구에서는 2008년 3월 현재 7.3%의 케이블만 지하에 깔렸다.

변종

지하화와 가선 사용 사이에서 타협점을 찾는 것은 공기 케이블을 설치하는 것입니다.안테나 케이블은 극 사이에서 회전하는 절연 케이블로 전력 전송 또는 통신 서비스에 사용됩니다.안테나 케이블의 장점은 절연체가 감전 위험을 제거한다는 것입니다(케이블이 손상되지 않은 경우).또 다른 장점은 매몰 비용(특히 암석이 많은 지역)이 불필요하다는 것입니다.공중 케이블의 단점은 표준 가공선과 동일한 미관상의 문제가 있으며 폭풍의 영향을 받을 수 있다는 것입니다.단, 주탑 파손 시 또는 나무에 부딪혔을 때 단열재가 파괴되지 않으면 서비스 중단이 발생하지 않습니다.전기적 위험을 최소화하고 전원 중단 없이 케이블을 다시 걸 수 있습니다.

독일 마크그뢰닝겐 남쪽의 전 주탑 변압기.오늘날, 주탑은 두 개의 지하 케이블에 의해 공급되는 스위치만 운반한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c "History of underground power cables - IEEE Journals & Magazine". doi:10.1109/MEI.2013.6545260. S2CID 30589908. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  2. ^ "How Do Power Lines Cause Wildfires?". Texas Wildfire Mitigation Project. 2014-02-13. Retrieved 2018-05-13.
  3. ^ "Underground power cables".
  4. ^ "To curb power theft, Maharashtra explores underground supply network across state". DNA India. 11 May 2015. Retrieved 20 July 2015.
  5. ^ "No party for thousands of Victoria residents after rogue balloons hit power lines". CBC. Retrieved 7 August 2020.
  6. ^ "Truck snags power line, causes major damage downtown". The Mount Airy News. 22 July 2020. Retrieved 7 August 2020.
  7. ^ http://www.thestate.com/opinion/letters-to-the-editor/article41203599.html[베어 URL] (설명 필요)
  8. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2016-01-18. Retrieved 2016-01-18.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  9. ^ Edison Electric Institute - Underground Vs.오버헤드 배전선: 고려해야 할 문제
  10. ^ 로스앤젤레스 수도 및 전력 시스템 개발부의 비용 견적 데이터
  11. ^ Kim, Kim, Cho, Song, Kweon, Chung, Choi, Jae-Han, Ju-Yong, Jin-Tae, Il-Keun, Bo-Min, Il-Yop, Joon-Ho (20 March 2014). "Comparison between Underground Cable and Overhead Line for a Low-Voltage Direct Current Distribution Network Serving Communication Repeater". Energies. 7 (3): 1656–1672. doi:10.3390/en7031656.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  12. ^ 전선을 지하에 설치해야 하는가?
  13. ^ "Underground vs. Overhead Transmission and Distribution" (PDF). Retrieved 2019-05-09.
  14. ^ "Roadway resurfacing in Boston". 9 July 2018.
  15. ^ Residents of South City neighborhood say digging by utility is leaving bumpy patches on road, retrieved 2022-03-19
  16. ^ "Directional boring". Retrieved 2019-05-09.
  17. ^ "Underground Transmission Lines". Archived from the original on 2021-12-21. Retrieved 2019-05-09.
  18. ^ "NEC 310.60". Retrieved 2021-11-13.
  19. ^ Boothroyd, John (10 December 2021). "Power for the past". British Archaeology. No. 182. York. pp. 49–50. ISSN 1357-4442.
  20. ^ http://www.kas.de/wf/doc/kas_38837-544-1-30.pdf?140919123212

외부 링크

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