Đăng ký thành viên

Các vùng ngoại ô và nông thôn sẽ chứng kiến ​​hầu hết các chuyển đổi về ngầm hóa lưới điện (Ảnh st)

Việc cấp điện phải đối mặt với gánh nặng của thời tiết khắc nghiệt (lũ quét, bão băng/bão tuyết, bão, cháy rừng, nắng nóng cực đoan). Các kỷ lục tồn tại hàng trăm năm đang bị phá vỡ, dẫn đến thiệt hại kinh tế (Bắc Mỹ, các đảo Caribe, Nam Á/Đông Nam Á, Liên minh Châu Âu (EU) và các quốc gia khác). Mỗi sự kiện tốn hàng trăm triệu USD để phục hồi, kéo dài nhiều tháng. Sự chú ý đang chuyển sang phân phối điện ngầm (và thậm chí cả các hệ thống phân phối trên mặt đất (GLDS)). Các vùng ngoại ô và vùng nông thôn sẽ chứng kiến ​​hầu hết các chuyển đổi như vậy.

Cáp ngầm có đặc điểm riêng so với các đường dây trên không, (a) không bị sét đánh/cây cối/động vật tiếp xúc; (b) an toàn công cộng tốt hơn do không còn rủi ro dây dẫn bị rơi (mặc dù có nguy cơ từ việc đào đất); (c) không cần quản lý thảm thực vật liên tục; và (d) không gây nhiễu thị giác. Nhược điểm là (a) năng lực quá tải kém hơn; (b) thời gian định vị/phục hồi chạm chập dài hơn; và (c) chi phí vốn cao (gấp 4 đến 7 lần so với đường dây trên không).

Hầu hết các phương pháp đi cáp ngày nay đều theo các tiêu chuẩn 70 năm tuổi và chi phí xây dựng của chúng (máy móc, nhiên liệu, vật liệu lấp và nhân công) đã tăng đáng kể theo năm tháng. Ngày nay, riêng chi phí xây dựng chiếm tới 70% của một dự án cáp ngầm.

Sau đây là các phương pháp đi cáp được áp dụng nhiều nhất cho cáp HV (cao áp), MV (trung áp) và LV (hạ áp):

1. Phương pháp ống dẫn: Kéo cáp qua các ống thép/bê tông/PVC/cốt sợi thủy tinh ngầm và các đường ống, đặt cáp trong rãnh và lấp đầy bằng đất hoặc bê tông. Khả năng cáp bị “cháy do ma sát” gây hư hại lớp vỏ PVC bên ngoài là một vấn đề chưa được phân tích và giải quyết (hệ số ma sát tốt nhất đối với ống sợi thủy tinh trơn tru nhất là 0,39 vẫn còn cao). Cáp 3 lõi lớn (mặc dù được bôi mỡ nhiều) vẫn dễ bị sự cố.

2. Phương pháp chôn trực tiếp: Đặt cáp trong một rãnh đào và lót đúng cách bên dưới và bên trên cáp bằng lớp cát dày 150mm, sau đó phủ bằng gạch hoặc đá phiến (bảo vệ cáp) và lấp lại. Đất cát/đất sét dùng để “gia cố” trong quá trình lắp đặt hoặc sử dụng vách bê tông. Việc mua và vận chuyển cát và gạch cùng với công lao động liên quan đến việc thực hiện là tương đối lớn.

Để giảm chi phí xây dựng), chúng ta cần (a) bảo vệ cáp tốt hơn; (b) cho phép đi cáp ở độ sâu nông hoặc thậm chí là đi cáp ở trên mặt đất; (c) có quy trình đơn giản, ít kỹ thuật hơn trên mọi địa hình; và (d) loại bỏ việc đào và lấp đất tốn kém và mất thời gian. 

 Việc đi cáp có bốn thành phần chi phí chính, (a) bản thân cáp; (b) quy trình lắp đặt/xây dựng cáp; (c) tốc độ thực hiện; và (d) sự chậm trễ của dự án. Chi phí điển hình của Bắc Mỹ nêu bật thách thức này (lưu ý: chênh lệch chi phí lớn):

1. Tổng chi phí (năm 2023): Cáp ngầm MV ở mức 1,4 - 2,3 triệu USD/km so với 300 - 500 nghìn USD/km đối với đường dây MV trên cao

2. Chi phí xây dựng: Cáp ngầm MV chiếm 70% tổng chi phí ở mức 1 triệu USD - 1,6 triệu USD/km so với 50% tổng chi phí ở mức 150.000 USD - 250.000 USD/km cho các đường dây MV trên cao

3. Thời gian thực hiện: Cáp ngầm MV là 15 ngày/km so với 9 ngày/km đối với các đường dây MV trên cao

4. Rủi ro dự án: Sự chậm trễ của cáp ngầm MV do việc thuê thiết bị, lịch trình giao dịch, đào đất, lấp đất và kéo cáp so với sự chậm trễ của đường dây MV trên cao do lắp đặt cột điện cách nhau mỗi 45m và kéo dây. Do nhiều yếu tố liên quan, các dự án cáp luôn gặp phải sự chậm trễ.

Trước làn sóng chuyển đổi lưới điện trên cao quy mô lớn dự kiến triển khai tại Bắc Mỹ, các công ty điện lực cần đánh giá lại giải pháp hệ thống cáp hiện có (Ảnh st)

Một giải pháp cải tiến thay thế là sử dụng các đoạn ống cao su tổng hợp EPDM chống va đập, có độ dày ít hơn 0,9m, kết nối với nhau, "ống chia đôi" quấn cáp (giống như ống dẫn) và có thể đi theo địa hình cáp theo độ linh hoạt của nó. Các ống trọng lượng nhẹ, liên kết với nhau này cho phép tạo ra hệ thống bảo vệ đường ống liên tục, có thể thích ứng với các đoạn cáp uốn cong và địa hình. Điều này loại bỏ nhu cầu san lấp đáy rãnh bắt buộc với các đoạn ống dẫn dài 3-6m hoặc lớp lót cát/đá bảo vệ cáp liên quan đến cáp chôn trực tiếp. Các ống chia đôi này có thể lắp đặt theo hai cách: “quấn rồi đặt” (kéo từ đầu cuộn cùng với cáp) hoặc “đặt rồi quấn” (sau khi cáp đã đặt xuống rãnh). Các đoạn ngắn có thể mở và liên kết với nhau giúp việc sửa chữa cáp trở nên dễ dàng hơn nhiều. Công nghệ này hiện đã được triển khai trong vài năm qua tại Liên minh châu Âu (EU) cho nhiều công ty ngành dọc (các công ty điện lực, trang trại năng lượng mặt trời/gió) cho cả cáp MV, LV và cáp truyền thông. Trước làn sóng chuyển đổi lưới điện trên cao quy mô lớn dự kiến triển khai tại Bắc Mỹ, các công ty điện lực cần đánh giá lại giải pháp hệ thống đi cáp hiện có.