Suurjännitekaapeleiden reittisuunnittelu : maanrakentamisen ja kaapeligeometrian suunnittelun erityispiirteet

Abstract

Opinnäytetyön on koottu standardeista ja lakisääteisistä vaatimuksista yhtenäinen kokonaisuus suurjännitekaapeleiden reittisuunnitteluun maanrakentamisen ja kaapeligeometrian erityispiirteistä. Suurjännitteisten maakaapelien osuus Suomen suurjännitteisessä sähköverkossa on pieni, mutta alati kasvava osuus sähköverkon sääilmiöiltä suojaamisen sekä valtakunnallinen huoltovarmuuden takia.

Suurjännitteisistä maakaapeleista ei ole suunnitteluohjeita maanrakentamisen tai kaapeligeometrian näkökulmasta. Suomen ensimmäiset 400 kV:n maakaapelihankkeet ovat rakenteilla ja valmistuvat vuonna 2026. 110 kV:n maakaapeliyhteyksiä on toteutettu kasvavissa määrissä, pääsääntöisesti tiheään rakennetussa kaupunkiympäristössä tilanpuutteen vuoksi. Suomessa ei ole 220 kV:n maakaapeliyhteyksiä. Suurjännitekaapeleiden suunnittelua ohjaavat kansalliset lait, sekä asiaankuuluvat standardit, tärkeimpänä SFS 6001:2025 Suurjännitesähköasennukset. Maanrakentamisen yleiset laatuvaatimukset löytyvät InfraRYL-palvelusta. Työ tehtiin Ramboll Finland Oy:n toimeksiannosta.

Opinnäytetyöhön hankittiin tietoa alan julkaisuista, ohjeista ja standardeista sekä asiaankuuluvista laeista. Suurjännitekaapelireitin suunnittelussa ja asennuksessa käytettävät numeeriset arvot kaarresäteisiin, kuormitettavuuksiin ja suurimpiin sallittuihin vetorasituksiin suurjännitekaapeleiden valmistaja määrittää käytettävän kaapelin ominaisuuksien mukaisesti. Turvalliset suojaetäisyydet muihin kunnallistekniikan rakenteisiin määrää kyseisen rakenteen omistaja. Muiden rakenteiden suojaamiseksi voidaan suojaetäisyyksiä kasvattaa myös johtosiirroilla. Suurjännitekaapeleiden sähkömagneettisia vaikutuksia voidaan vähentää asennussyvyydellä ja -tavalla. Vähäiset ja lyhytkestoiset altistumiset suurjännite-kaapeleiden sähkömagneettisille vaikutuksille eivät aiheuta toimenpiteitä.

Suurjännitteisen sähköverkon maakaapeloinnin rakennuskustannukset ovat korkeat suurjännitekaapelireitin kattavan kaapelikaivannon maatöiden takia. Suurjänniteverkon maakaapelointi on erinomainen keino sähkönsiirtoon kaupunkiympäristössä pienen tilantarpeensa takia. Suurjännitekaapelihankkeiden kasvavan määrän vuoksi suurjännitekaapeleiden suunnittelu kaipaisi suunnitteluohjetta.

The purpose of this thesis was to compile a unified whole about special features of civil works and cable geometry in route planning of high-voltage underground cables. The underground cables in the high-voltage power grid are currently relatively rare. However, the proportion of high-voltage underground cables is steadily increasing to protect the national power grid from weather phenomena and to ensure the security of supply.

The design of high-voltage underground cables is directed by national lawful requirements and relevant standards, most importantly the SFS 6001:2025 High-Voltage Electrical Installations. The first 400 kV underground cable connections are to be completed in 2026, whereas the number of completed 110 kV underground cable connections has been steadily growing, especially in urban areas due to the lack of space.

As a result of this thesis, it was found that the numeral values in the planning and installation of the high-voltage underground cables were to be determined by the cable manufacturer according to the cable’s specifications. The safe protective distances between the high-voltage underground cables and other municipal engineering structures were to be determined case by case.

The construction costs of high-voltage underground cable connections are relatively high due to the civil work covering the cable route. Underground cabling of the high-voltage power grid is an efficient way to transfer electricity mainly in the urban areas due to the small space requirement.