อ่าน 4 นาที
สายส่งไฟฟ้าใต้ดิน
สายส่ง ไฟฟ้าใต้ดิน ส่ง กระแสไฟฟ้า โดยใช้สายเคเบิลที่อยู่ใต้ดิน เมื่อเทียบกับ สายส่งไฟฟ้าเหนือดิน สายส่งใต้ดินมีความเสี่ยงต่ำกว่าในการก่อให้เกิด ไฟป่า...
สายส่งไฟฟ้าใต้ดิน
สายส่งไฟฟ้าใต้ดินส่งกระแสไฟฟ้าโดยใช้สายเคเบิลที่อยู่ใต้ดิน เมื่อเทียบกับสายส่งไฟฟ้าเหนือดินสายส่งใต้ดินมีความเสี่ยงต่ำกว่าในการก่อให้เกิดไฟป่าและลดความเสี่ยงที่กระแสไฟฟ้าจะหยุดชะงักเนื่องจากไฟป่า เช่น ลมแรง พายุฝนฟ้าคะนอง หรือพายุหิมะหรือน้ำแข็ง นอกจากนี้ ข้อดีอีกประการหนึ่งของการวางสายใต้ดินคือ ทัศนียภาพของภูมิทัศน์จะสวยงามขึ้นโดยไม่มีสายส่งไฟฟ้ากีดขวาง การวางสายใต้ดินอาจเพิ่มต้นทุนการลงทุนใน การส่ง และกระจายกระแสไฟฟ้าแต่ก็อาจลดต้นทุนการดำเนินงานตลอดอายุการใช้งานของสายเคเบิลได้
ประวัติศาสตร์
การวางสายเคเบิลใต้ดินในยุคแรกมีพื้นฐานมาจากการจุดระเบิดวัตถุระเบิดในเหมืองแร่และสายเคเบิลโทรเลขใต้น้ำ สายเคเบิลไฟฟ้าถูกใช้ในรัสเซียเพื่อจุดระเบิดวัตถุระเบิดในเหมืองแร่ในปี พ.ศ. 2355 และเพื่อส่งสัญญาณโทรเลขข้ามช่องแคบอังกฤษในปี พ.ศ. 2393 [ 1 ]
เมื่อระบบพลังงานไฟฟ้ายุคแรกแพร่หลาย การวางท่อใต้ดินก็เริ่มเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน โทมัส เอดิสันใช้ท่อไฟฟ้ากระแสตรงใต้ดินใน เครือข่าย การกระจายพลังงานไฟฟ้า ยุคแรกของเขา โดยท่อเหล่านี้ถูกหุ้มฉนวนด้วย ปอเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2423 และต่อมาได้พัฒนาเป็นฉนวนยางในปี พ.ศ. 2425 [ 1 ]
การพัฒนาต่อมาเกิดขึ้นทั้งในเทคนิคการฉนวนและการผลิต: [ 1 ]
- ปี 1925: มีการใช้ฉนวนกระดาษอัดแรงดันกับสายเคเบิล
- ปี 1930: มีการใช้ฉนวน PVC กับสายเคเบิล
- ปี 1942: ฉนวนโพลีเอทิลีนถูกนำมาใช้กับสายเคเบิลเป็นครั้งแรก
- ปี 1962: สายเคเบิลหุ้มฉนวนยางเอทิลีนโพรพิลีนเริ่มวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์
- ปี 1963: อุปกรณ์เสริมสายเคเบิลแบบขึ้นรูปสำเร็จรูปเริ่มวางจำหน่าย
- ทศวรรษ 1970: อุปกรณ์เสริมสายเคเบิลแบบหดตัวได้เริ่มวางจำหน่าย
ในช่วงศตวรรษที่ 20 การวางสายเคเบิลลงใต้ดินโดยตรงกลายเป็นเรื่องปกติ
การเปรียบเทียบ
สายส่งไฟฟ้าแรงสูง ที่พาดผ่าน เสาไฟฟ้าขนาดใหญ่มักถูกมองว่าเป็นสิ่งที่ไม่สวยงามในชนบท สายเคเบิลใต้ดินสามารถส่งกระแสไฟฟ้าข้ามพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น หรือพื้นที่ที่ราคาที่ดินสูง มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม หรือมีความอ่อนไหวต่อความสวยงาม การสร้างสายเคเบิลใต้ดินและใต้น้ำอาจเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงแทนการข้ามแม่น้ำ
ต้นทุนการลงทุนของสายส่งไฟฟ้าใต้ดินโดยทั่วไปจะสูงกว่าสายส่งไฟฟ้าแบบแขวนตามเส้นทางเดียวกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ในปี 2024 คณะกรรมการบริการสาธารณะของรัฐวิสคอนซินได้กำหนดว่าต้นทุนการติดตั้งสายส่งไฟฟ้าใต้ดินขนาด 69 กิโลโวลต์มีราคา 1.5 ล้านดอลลาร์ต่อไมล์ เมื่อเทียบกับเพียง 284,000 ดอลลาร์ต่อไมล์สำหรับสายส่งไฟฟ้าเหนือพื้นดินที่มีขนาดเทียบเท่ากัน เนื่องจากผู้จ่ายค่าไฟฟ้าเป็นผู้รับภาระต้นทุนเหล่านี้ในท้ายที่สุด บริษัทสาธารณูปโภคจึงมีดุลยพินิจในการเลือกสายส่งที่จะฝังใต้ดิน[ 2 ]
ข้อดี
- มีโอกาสน้อยที่จะได้รับความเสียหายจากสภาพอากาศรุนแรง (โดยเฉพาะฟ้าผ่า พายุเฮอริเคน/ไซโคลน/ไต้ฝุ่น พายุทอร์นาโด ลมแรงอื่นๆ และภาวะเยือกแข็ง)
- ลดความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะสามารถดึงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงจากการสัมผัสระหว่างพืชกับตัวนำ ตัวนำกับตัวนำ หรือตัวนำกับพื้นดิน ซึ่งส่งผลให้เกิดประกายไฟขนาดใหญ่และร้อนจัด[ 3 ]
- ระยะ การปล่อย สนามแม่เหล็กไฟฟ้า (EMF) ลดลงในพื้นที่โดยรอบ อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับความลึกของสายเคเบิลใต้ดิน อาจพบ EMF มากขึ้นบนพื้นผิว[ 4 ] กระแสไฟฟ้าในตัวนำสายเคเบิลสร้างสนามแม่เหล็ก แต่การรวมกลุ่มของสายไฟใต้ดินที่ใกล้กันมากขึ้นจะลดสนามแม่เหล็กภายนอกที่เกิดขึ้น และอาจมีการป้องกันสนามแม่เหล็กเพิ่มเติมดูรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและสุขภาพ
- สายเคเบิลใต้ดินต้องการพื้นที่โดยรอบที่แคบกว่าประมาณ 1–10 เมตรสำหรับการติดตั้ง (สูงสุด 30 เมตรสำหรับสายเคเบิล 400 kV ในระหว่างการก่อสร้าง) ในขณะที่สายส่งไฟฟ้าเหนือพื้นดินต้องการพื้นที่โดยรอบกว้างประมาณ 20–200 เมตรที่ต้องเว้นว่างไว้ตลอดเวลาเพื่อความปลอดภัย การบำรุงรักษา และการซ่อมแซม
- สายเคเบิลใต้ดินไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อเครื่องบินที่บินในระดับต่ำหรือสัตว์ป่า
- สายเคเบิลใต้ดินมีความเสี่ยงต่อความเสียหายที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การขโมย การเชื่อมต่อที่ผิดกฎหมาย[ 5 ]การก่อวินาศกรรม และความเสียหายจากอุบัติเหตุ ลดลงอย่างมาก [ 6 ] [ 7 ]
- การฝังสายสาธารณูปโภคทำให้มีพื้นที่สำหรับต้นไม้ใหญ่บนทางเท้ามากขึ้น[ 8 ]เพื่อประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและเพิ่มมูลค่าทรัพย์สิน[ 9 ]
ข้อเสีย
- การวางสายใต้ดินมีราคาแพงกว่า เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการฝังสายเคเบิลที่แรงดันส่งสูงกว่าสายส่งไฟฟ้าเหนือพื้นดินหลายเท่า และต้นทุนตลอดอายุการใช้งานของสายส่งไฟฟ้าใต้ดินสูงกว่าสายส่งไฟฟ้าเหนือพื้นดินสองถึงสี่เท่า สายส่งเหนือพื้นดินมีต้นทุนประมาณ 10 ดอลลาร์ต่อ 1 ฟุต (0.30 เมตร) และสายส่งใต้ดินมีต้นทุนอยู่ในช่วง 20 ถึง 40 ดอลลาร์ต่อ 1 ฟุต (0.30 เมตร) [ 10 ]ในพื้นที่เมืองที่มีความหนาแน่นสูง ต้นทุนการส่งไฟฟ้าใต้ดินอาจสูงกว่าสายส่งเหนือพื้นดินถึง 10-14 เท่า[ 11 ]อย่างไรก็ตาม การคำนวณเหล่านี้อาจละเลยต้นทุนของการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้า ความแตกต่างของต้นทุนตลอดอายุการใช้งานจะน้อยกว่าสำหรับเครือข่ายการกระจายแรงดันต่ำ ซึ่งอยู่ในช่วง 12-28% สูงกว่าสายส่งเหนือพื้นดินที่มีแรงดันเทียบเท่ากัน[ 12 ]
- ในขณะที่การค้นหาและซ่อมแซมสายไฟเหนือศีรษะที่ขาดสามารถทำได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง การซ่อมแซมใต้ดินอาจใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์[ 13 ]และด้วยเหตุนี้จึงมีการวางสายสำรองไว้
- ตำแหน่งของสายเคเบิลใต้ดินนั้นไม่ชัดเจนเสมอไป ซึ่งอาจทำให้คนขุดที่ไม่ระมัดระวังทำสายเคเบิลเสียหายหรือถูกไฟฟ้าช็อตได้
- การดำเนินงานจะยากขึ้นเนื่องจากกำลังปฏิกิริยา สูงของสายเคเบิลใต้ดิน ทำให้เกิดกระแสประจุขนาดใหญ่ ทำให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าทำได้ยากขึ้น กระแสประจุขนาดใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากความจุที่สูงขึ้นจากสายส่งไฟฟ้าใต้ดิน จึงจำกัดความยาวของสาย AC เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาความจุเมื่อวางสายส่งระยะไกลใต้ดิน สามารถใช้สาย HVDC ได้ เนื่องจากสายเหล่านี้ไม่ประสบปัญหาเดียวกัน[ 14 ]
- ในขณะที่สายส่งไฟฟ้าเหนือพื้นดินสามารถเพิ่มกำลังส่งได้ง่ายๆ โดยการปรับระยะห่างของสายส่งและเสาไฟฟ้าเพื่อให้รองรับกำลังไฟฟ้าได้มากขึ้น แต่สายเคเบิลใต้ดินไม่สามารถเพิ่มกำลังส่งได้ และต้องเสริมหรือเปลี่ยนใหม่เพื่อเพิ่มความจุ บริษัทผู้ส่งและจำหน่ายไฟฟ้าโดยทั่วไปจะวางแผนรองรับอนาคตของสายส่งใต้ดินโดยการติดตั้งสายเคเบิลที่มีกำลังส่งสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ยังคงรักษาต้นทุนให้คุ้มค่า
- สายเคเบิลใต้ดินมีความเสี่ยงที่จะได้รับความเสียหายจากการเคลื่อนตัวของพื้นดินมากกว่าแผ่นดินไหวที่เมืองไครสต์เชิร์ช ประเทศนิวซีแลนด์ ในปี 2011ทำให้สายเคเบิลใต้ดินแรงดันสูงเสียหายเป็นระยะทาง 360 กิโลเมตร (220 ไมล์) และส่งผลให้ไฟฟ้าดับในหลายพื้นที่ของเมืองไครสต์เชิร์ช ในขณะที่สายส่งไฟฟ้าเหนือพื้นดินได้รับความเสียหายเพียงไม่กี่กิโลเมตร ส่วนใหญ่เกิดจากฐานเสาไฟฟ้าทรุดตัวเนื่องจากปรากฏการณ์ดินเหลว
- เนื่องจากการซ่อมแซมและการตรวจสอบใต้ดินจำเป็นต้องมีการขุดถนน ทำให้เกิดรอยปะและหลุมบ่อ ส่งผลให้การขับขี่รถยนต์และจักรยานไม่ราบรื่นและไม่ปลอดภัย นอกจากนี้ งานสาธารณูปโภคยังทำให้ต้องปิดเลนมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่ปัญหาการจราจรติดขัดและเพิ่มต้นทุนในการซ่อมแซมผิวถนนของรัฐบาลท้องถิ่น[ 15 ] [ 16 ]
วิธีการ

- การเจาะแนวนอน - วิธีนี้ใช้หัวเจาะเจาะในแนวนอน โดยเริ่มจากจุดหนึ่งบนผิวดินแล้วเจาะเป็นรูปโค้งใต้ดิน ก่อนจะโผล่ขึ้นมาบนผิวดิน วิธีนี้ใช้เมื่อต้องการลดความเสียหายต่อผิวดินให้น้อยที่สุด
- การขุดร่องเพื่อวางสายไฟใต้ดิน - อีกวิธีหนึ่งสำหรับการวางสายไฟใต้ดินคือการขุดร่อง วางสายไฟลงในร่อง แล้วกลบดินทับ ทำเช่นนี้ตลอดความยาวของสายไฟ[ 17 ]
- ระบบท่อร้อยสายไฟ - วิธีที่สามใช้ท่อร้อยสายไฟแบบขนานที่ยึดด้วยตัวเว้นระยะ โดยมีทรายหรือคอนกรีตเติมอยู่ระหว่างท่อร้อยสายไฟ วิธีการติดตั้ง: วางท่อร้อยสายไฟและตัวเว้นระยะลงในร่องโดยตรง วางท่อร้อยสายไฟและตัวเว้นระยะในแบบหล่อคอนกรีต หรือใช้ส่วนคอนกรีตและท่อร้อยสายไฟที่ทำไว้ล่วงหน้า[ 18 ]
ข้อบังคับ
ยุโรป
สำนักงานกำกับดูแลตลาดก๊าซและไฟฟ้าของสหราชอาณาจักร(OFGEM) อนุญาตให้บริษัทส่งไฟฟ้าสามารถชดเชยค่าใช้จ่ายในการวางสายใต้ดินบางส่วนในราคาสำหรับผู้บริโภคได้ การวางสายใต้ดินจะต้องอยู่ในอุทยานแห่งชาติหรือพื้นที่ที่กำหนดให้เป็นพื้นที่ที่มีความสวยงามทางธรรมชาติโดดเด่น (AONB) จึงจะมีคุณสมบัติ ในปี 2021 ได้เริ่มโครงการวางสายไฟฟ้าแรงสูง 400kV ยาว 9 กิโลเมตร (5.6 ไมล์) จากบริเวณใกล้Winterbourne AbbasไปยังFriar Waddon ( 50.669°N 2.514°WทางตะวันตกเฉียงเหนือของWeymouth ) ในพื้นที่ AONB ของ Dorsetโครงการที่คล้ายกันนี้กำลังวางแผนสำหรับSnowdonia , Peak DistrictและNorth Wessex Downs [ 19 ] สาย เคเบิลเหนือศีรษะที่รบกวนสายตามากที่สุดของเครือข่ายส่งไฟฟ้าหลักจะไม่รวมอยู่ในโครงการนี้ โครงการวางสายใต้ดินบางโครงการได้รับเงินทุนจากรายได้จากลอตเตอรี่แห่งชาติ 50°40′08″เหนือ2°30′50″ตะวันตก /
เกือบทั้งหมดของพลังงานไฟฟ้าแรงดันต่ำและแรงดันปานกลาง (<50 kV) ในเนเธอร์แลนด์ถูกส่งผ่านใต้ดิน ณ ปี 2548 ยังคงมี สายส่งไฟฟ้าแรงดันต่ำเหนือพื้นดินบางส่วนใกล้กับ Waddinxveen [1] , [2]
ในเยอรมนี สายเคเบิลแรงดันปานกลาง 73% อยู่ใต้ดิน และสายเคเบิลแรงดันต่ำ 87% อยู่ใต้ดิน สัดส่วนที่สูงของสายเคเบิลใต้ดินส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของโครงข่ายสูงมาก (SAIDI < 20) [ 20 ]
แคลิฟอร์เนีย
ในสหรัฐอเมริกา กฎข้อที่ 20 ของคณะกรรมการสาธารณูปโภคแห่งรัฐแคลิฟอร์เนีย (CPUC) อนุญาตให้วางสายไฟฟ้าใต้ดินได้ในบางกรณี โครงการตามกฎข้อ 20A ลูกค้าของบริษัทสาธารณูปโภคเป็นผู้รับผิดชอบค่าใช้จ่ายทั้งหมด โครงการตามกฎข้อ 20B ได้รับการสนับสนุนทางการเงินบางส่วนในลักษณะเดียวกันและครอบคลุมค่าใช้จ่ายของระบบสายส่งเหนือดินที่เทียบเท่ากัน โครงการตามกฎข้อ 20C อนุญาตให้เจ้าของทรัพย์สินเป็นผู้รับผิดชอบค่าใช้จ่ายในการวางสายไฟฟ้าใต้ดิน
ญี่ปุ่น
ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในญี่ปุ่นยังคงส่งผ่านสายเคเบิลเหนือพื้นดินจากข้อมูลของกระทรวงการก่อสร้างและการขนส่งของญี่ปุ่น ณ เดือนมีนาคม 2551 พบว่า ใน 23 เขตของโตเกียว มีสายเคเบิลเพียง 7.3 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่วางอยู่ใต้ดิน
ตัวแปร
การติดตั้งสายเคเบิลลอยฟ้าเป็นการประนีประนอมระหว่างการวางสายใต้ดินและการใช้สายเหนือดินสายเคเบิลลอยฟ้าเป็นสายเคเบิลหุ้มฉนวนที่ขึงระหว่างเสาและใช้สำหรับการส่งกระแสไฟฟ้าหรือบริการโทรคมนาคม ข้อดีของสายเคเบิลลอยฟ้าคือฉนวนช่วยลดอันตรายจากไฟฟ้าช็อต (เว้นแต่สายเคเบิลจะเสียหาย) ข้อดีอีกประการหนึ่งคือช่วยลดค่าใช้จ่ายในการฝังสาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่เป็นหิน ข้อเสียของสายเคเบิลลอยฟ้าคือมีปัญหาด้านความสวยงามเช่นเดียวกับสายเหนือดินทั่วไป และอาจได้รับผลกระทบจากพายุ อย่างไรก็ตาม หากฉนวนไม่ถูกทำลายระหว่างที่เสาไฟฟ้าล้มหรือถูกต้นไม้ล้มทับ ก็จะไม่มีการหยุดชะงักของบริการ อันตรายจากไฟฟ้าจะลดลง และการติดตั้งสายเคเบิลใหม่ก็อาจทำได้โดยไม่ทำให้กระแสไฟฟ้าหยุดไหล
ดูเพิ่มเติม
- สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ
- สายเคเบิลฝังดินโดยตรง
- รายชื่อสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูงใต้ดินและใต้น้ำ
- อุโมงค์สาธารณูปโภค
ลิงก์ภายนอก
- โครงการวางท่อใต้ดินของเมืองซานดิเอโก
- กลุ่มล็อบบี้ของสหรัฐฯ - Scenic America เก็บถาวรเมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2019 ที่Wayback Machine
- กลุ่มล็อบบี้ในสหราชอาณาจักร - "REVOLT" เก็บถาวรเมื่อ 17 ตุลาคม 2016 ที่Wayback Machine
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สายส่งไฟฟ้าใต้ดิน
สายส่ง ไฟฟ้าใต้ดิน ส่ง กระแสไฟฟ้า โดยใช้สายเคเบิลที่อยู่ใต้ดิน เมื่อเทียบกับ สายส่งไฟฟ้าเหนือดิน สายส่งใต้ดินมีความเสี่ยงต่ำกว่าในการก่อให้เกิด ไฟป่า...
ประวัติศาสตร์
การวางสายเคเบิลใต้ดินในยุคแรกมีพื้นฐานมาจากการจุดระเบิดวัตถุระเบิดในเหมืองแร่และสายเคเบิลโทรเลขใต้น้ำ สายเคเบิลไฟฟ้าถูกใช้ในรัสเซียเพื่อจุดระเบิดวัตถุระเบิดในเหมืองแร่ในปี พ.ศ. 2355 และเพื่อส่งสัญญาณโทรเลขข้ามช่องแคบอังกฤษในปี พ.ศ. 2393 [ 1 ]
การเปรียบเทียบ
สายส่ง ไฟฟ้า แรงสูง ที่พาดผ่าน เสาไฟฟ้า ขนาดใหญ่มักถูกมองว่าเป็นสิ่งที่ไม่สวยงามในชนบท สายเคเบิลใต้ดินสามารถส่งกระแสไฟฟ้าข้ามพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น หรือพื้นที่ที่ราคาที่ดินสูง มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม หรือมีความอ่อนไหวต่อความสวยงาม...
ข้อดี
มีโอกาสน้อยที่จะได้รับความเสียหายจากสภาพอากาศรุนแรง (โดยเฉพาะ ฟ้าผ่า พายุ เฮอริเคน/ไซโคลน/ไต้ฝุ่น พายุทอร์นาโด ลมแรงอื่นๆ และภาวะเยือกแข็ง) ลดความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะสามารถดึงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงจากการสัมผัสระหว่างพืชกับตัวนำ...