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為什么我們不把電線埋地下

電力工程技術2019-12-08 15:07:45

作者:Eleanor Cummins


Credit:HW

當年第一條電報能發出去就是因為弄了電線和電線桿,而當時的人們就表現出了對這套東西的厭惡。而到今天,人們依然不待見這些東西,而且認為這些東西隱患很大。

每年都有颶風,暴風雪和其他各種天氣事件破壞地上的電線桿。大雪和冰會壓住電線。更常見的是,妖風會刮倒電線桿,或者將鄰近的樹木連根拔起來,這些樹會將附近的電線拖倒。

相應的斷電成本是巨大的。許多分析表明,即使停電一小時,商業和工業設施的損失也可能高達數萬美元,并且停電時間往往比這個更長。在像博物館這樣的特殊行業中,停電可能意味著安全問題及文物的損壞風險。而正如我們在波多黎各颶風瑪利亞過去之后所見證的,受損的電網可以奪取人命。

這就是為什么許多人認為應該“埋地”,即把現有電線桿從當前位置移動到地下的受保護隧道里。隨著颶風季臨近,支持者發聲強烈,稱這一舉措將確保電網的“彈性”,即使在佛羅里達州南部等颶風多發的地方也是如此。但佛羅里達大學公共事業研究中心能源研究主任泰德庫里說,不能操之過急。在某些地方,埋地可能會減少與颶風有關的停電次數。但是這些埋線會帶來他們自己的問題和巨額成本。

花大錢但是沒有保證

有兩種方法挖起電線桿并將電纜埋到地下。最便宜的方法稱為露天挖溝,公用事業公司挖地,隨著時間的推移,鋪設電網并隨后回填。這通常需要交通管制和其他重大(盡管是短期)的社區變動。

許多市政當局選擇定向鉆井。根據舊的石油和天然氣技術,定向鉆井是一種侵入性較小 - 但成本較高的 - 用于地下工程設施的選擇。從安裝固定的角度來看,安裝人員可以通過精心策劃的長達數英里的地下通道來鋪設管道,而不會中斷地面活動。

無論在哪種情況下,懸掛在地上的電線沒有經過處理就無法在地下使用,其中最重要的是絕緣。電線本質上是非常溫暖的,因為它們來回轉動電流。在地上,這種熱量可以消散,但在土壤深處不能。這就是為什么公用事業公司將他們的地下電線包裹在塑料中,并用裝油的導管包圍它們以防止過熱。

雖然這聽起來很簡單 - 好像任何人都可以做到這一點! - 其實不是。根據當地人口和地形的密度,地下工程可能耗資數十億美元。正如庫里在去年秋天為《對話》(The Conversation)寫的一篇文章中所寫的那樣,許多社區已經將埋地開支的費用進行分析,并決定這個價格不值得。例如,在北卡羅萊納州,大約用25年的時間將整個州的公用設施埋入地下的過程將使電價上漲125%。大部分州的電線仍然留在地上。華盛頓特區決定將部分電線埋入地下,預計耗資10億美元,并漲電費。

這也不是唯一的成本。地下的維修通常比地上的維修更加昂貴。庫里說:“當電力耗盡時,電力公司面臨的兩個障礙,一個是確定故障,另一個是確定故障線路。” 雖然智能電網技術使得識別故障更容易 - 設備可以準確地告訴公司是系統中哪里存在一個特定的中斷 - 而對地下系統的訪問則會受到阻礙,修復往往需要破壞性挖掘,要是在發生各種天災過后去檢修就超麻煩。

最終,兩種系統都不能在任何情況下保證電力。在2012年颶風桑迪颶風襲擊美國東北部的過程中,地下電氣設備被淹沒,地上電線桿被擊倒。庫里說:“幾乎不可能保護電網免受損壞。”

別的招也不是沒有

不想資助大型挖地項目的社區確實有其他選擇可供探索。近年來,許多城市用耐用金屬制成的框架取代了舊的木質電線桿。稱為拉線的拉力繩可以幫助將兩極錨定在地上。同時,庫里說植被管理是至關重要的。修剪、澆水和接種樹木以防害蟲能夠保持其健康,并且能夠更好地忍受風暴。與此同時,迅速清除不穩定的樹木可以減少一些古老的橡樹在大風吹起時破壞鄰近的電力線的可能性。

許多公用事業公司也以獨特的方式部署無人機。如昊翔(Yuneec)的商用無人機可以縮短客戶呼叫的響應時間。在一些公用事業區,來自無人機的數據用于與技術人員和客戶共享最新的信息,從電線的高度到鄰近雨水渠。并且無人機可以在風暴發生的地點進行空中偵察。

更智能的電網還幫助公用事業在問題出現之前先行解決。庫里說,在最近的颶風中,佛羅里達州的電力供應商有選擇地關閉有可能遭受洪水或其他損壞的變電站,并重新調整電力調配。希望像這樣的主動決策可以讓電力恢復得更快。

最終,這些策略的組合可以弄出一個更具彈性的電網。但是庫里說,“沒有適用于所有人的一攬子政策”。每個城市都必須為居民做出正確的決定,同時承認當系統對抗大自然時,任何系統都不能完美運行。

本文譯自?popsci,由譯者?HW?基于創作共用協議(BY-NC)發布。

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