Maaseudun keskijännitekaapeli

Abstract

Keskijänniteverkon luotettavuustason merkitys ja sähkön laadun arvostus on viime vuosina kasvanut merkittävästi. Avojohdoista muodostuva keskijänniteverkko on erittäin altis laajoillekin häiriöille. Tästä syystä kohdeyritys aloitti vuonna 2006 säävarman verkon kehittämisen. Kehittäminen on lähtenyt käyntiin pilottihankkeiden muodossa, joiden tarkoituksena on löytää kustannustehokkain keskijänniteverkon rakennustapa. Suurin osa häiriöille alttiista avojohtoverkosta sijaitsee maaseudulla, mikä luo säävarman verkon kehittämiselle lisähaastetta. Työn tarkoituksena oli määritellä luotettavuuden näkökulmasta reunaehdot maaseudulle soveltuville keskijännitekaapeleille, etsiä Pohjois- ja Keski-Euroopasta reunaehdot täyttäviä keskijännitekaapeleita sekä luoda maaseudulle asennettaville keskijännitekaapeleille kunnonhallintamalli. Jotta keskijännitekaapeleiden rakenneosien ja -materiaalien vaikutusta kaapelin luotettavuuteen voidaan tarkastella niin keskijännitekaapelin perusrakenne ja sitä sitovat standardit tulee tuntea. Lisäksi keskijännitekaapelin luotettavuutta heikentävät tekijät ja niiden esiintymiseen johtavat tilanteet sekä olosuhteet on tunnettava ennen reunaehtojen määrittämistä. Tehtyjen vertailujen pohjalta voidaan kaikille verkostokohteille esittää vaippamateriaaliksi polyeteeniä ja johtimeksi alumiinia. Ristisilloitettua polyeteeniä (PEX) voidaan suositella sen ominaisuuksien ja kustannusten puolesta käytettäväksi eristemateriaalina. Erittäin märissä olosuhteissa suurempaa luotettavuustasoa vaativalle kaapelille eristemateriaaliksi sopisi parhaiten vesipuiden(kanavamainen purkausreitti joka muodostuu eristeeseen veden ja sähkökentän vaikutuksesta) kasvua ehkäisevä TR-PEX (lisäaineistettu PEX). Tarkempien reunaehtojen määrittämiseksi maaseudun keskijänniteverkko jaettiin kolmeen osaan: runkolinjoihin, haaralinjoihin ja erityiskohteisiin. Erityiskohteet ovat keskijänniteverkon osia, jotka vaativat erityistä luotettavuustasoa tai vikavirtojen vaatimaa sähköistä ylimitoitusta. Jakamalla verkosto kyseisiin kohteisiin voidaan niissä käytettäville kaapeleille määrittää paras mahdollinen rakenneratkaisu kuormitettavuuden, oikosulkukestoisuuden ja luotettavuuden kannalta. Reunaehtojen pohjalta suoritettiin Pohjois- ja Keski-Euroopan kaapelivalmistajat kattava kaapelikartoitus. Soveltuvia kaapelityyppejä löytyi 3 - 5 kappaletta verkostokohteesta riippuen. Keskijännitekaapeleiden kunnonvalvonta eroaa huomattavasti avojohdon vastaavasta, minkä vuoksi uusi kunnonhallintamalli on luotu vastaamaan kaapeliverkon tarpeita. Mallin perustana on vaipankoestus-, eristeen häviökerroin- ja osittaispurkausmittausten aikaperusteinen kombinaatio. Kaapeleiden luotettavuuden tärkeyttä mallinnettiin soveltamalla luotettavuuspohjaista verkostoanalyysia kohdeyrityksen verkkoalueelta valittuun testikohteeseen.