Kỹ thuật thay thế hoàn toàn phương pháp đào rãnh

Kỹ thuật mới của Herrenknecht hứa hẹn sẽ vận chuyển điện năng được tạo ra từ các trang trại gió ở miền Bắc nước Đức xuống phía nam đất nước dưới lòng đất mà không làm ảnh hưởng đến vùng nông thôn.

Berlin, ngày 2 tháng 7 năm 2015: Tại hội nghị thượng đỉnh về năng lượng, liên minh chính phủ bỏ phiếu mở rộng đường dây điện. Một trong những quyết định cốt lõi: điện gió được tạo ra ở phía bắc đất nước phải được vận chuyển về phía nam thông qua các đường dây DC mới. Và nếu có thể, 2.400 km (1.491 dặm) đường dây truyền tải DC điện áp cao nên được đặt dưới lòng đất.
Varel, ngày 10 tháng 11 năm 2017: Tobias Engel đứng trong bùn khi mưa tuyết rơi xuống mũ bảo hiểm của anh ấy. Trời lạnh và khắc nghiệt – và có rất nhiều hoạt động diễn ra xung quanh anh ấy. Một ống kích dài 9 mét (30 foot) treo trên cần cẩu sắp được hạ xuống hố thi công. Engel nói: “Khi đường ống này bị hỏng, chúng tôi sẽ hoàn thành việc chạy đường ống thứ hai. Ông là giám đốc dự án R&D Đường hầm tiện ích của Herrenknecht. Có trụ sở tại Schwanau ở rìa Rừng Đen, công ty này nổi tiếng với những chiếc máy khoan đường hầm cỡ lớn đầy ấn tượng. Cùng với các đồng nghiệp của mình, Engel đã phát triển một kỹ thuật thoạt nhìn có vẻ không mấy ấn tượng: E-Power Pipe®. Khái niệm này làm cho nghị quyết của đại diện chính phủ Berlin về việc đặt đường dây điện dưới lòng đất trở nên khả thi. Đó cũng là lý do Engel hiện đang đứng giữa một công trường xây dựng ở Lower Saxony, vì đây là nơi E-Power Pipe® được đưa vào sử dụng lần đầu tiên kể từ khi ra mắt thị trường.

Dạo quanh công trường xây dựng, Engel giải thích lý do tại sao E-Power Pipe® lại mang tính cách mạng như vậy: “Với kỹ thuật cắt và che thông thường, trước tiên phải loại bỏ một dải đất rộng 45 mét (148 foot), tiếp theo là các lớp đất của mặt cắt mương tương ứng. Mỗi lớp phải được xếp thành một đống riêng biệt và được xúc trở lại theo đúng thứ tự khi công việc hoàn thành. Điều này làm cho nó trở thành một quá trình cực kỳ tốn kém và có tác động rất lớn đến thiên nhiên,” ông giải thích. Đặc biệt, các khu vực đông dân cư và các đoạn tuyến có nhiều trở ngại vật lý như khu dân cư, khu bảo tồn nước và thiên nhiên cũng như đất quân sự đặt ra thách thức cho các nhà quy hoạch.Cho đến nay, không có giải pháp thay thế nào vì các dây cáp phải được đặt ngay dưới mặt đất, cách nhau một khoảng nhất định và chính xác nhất có thể trên khoảng cách xa. Tất cả các giải pháp không đào rãnh trước đây cho cáp ngầm đều thất bại do các vấn đề về chi phí, an toàn và thời gian. E-Power Pipe® dự kiến sẽ thay đổi điều này. “Bây giờ chúng tôi có thể đạt được đường ống dài hơn 1.000 mét (3.280 feet). Điều này có nghĩa là chúng ta có thể vượt qua khoảng cách này cùng một lúc ở độ sâu chỉ 1,5 mét (5 feet) dưới mặt đất.

Schwanau, ngày 10 tháng 11 năm 2017: Khi nhìn ra ngoài cửa sổ văn phòng, Stefan Pabst nhìn thấy những đồng cỏ, cánh đồng và đường dây điện trên cao. Sau này sẽ bắt đầu biến mất khỏi cảnh quan trong tương lai nhờ vào công việc của mình. Stefan Pabst là giám đốc kỹ thuật quy trình cho Đường hầm tiện ích tại Herrenknecht. Cùng với đồng nghiệp của mình, Michael Huser, anh đã trang bị cho máy đào hầm các thiết bị điện tử và phần mềm cần thiết cho kỹ thuật mới. Đây không phải là một thành công dễ dàng vì đường kính ngoài 490 mm (19 inch) của nó chỉ còn rất ít chỗ cho các bộ phận cần thiết. “Việc thiếu không gian để cung cấp điện và truyền dữ liệu cũng là một vấn đề đau đầu. Chúng tôi phải lắp cả hai vào một sợi cáp duy nhất có đường kính nhỏ hơn 70 mm (3 inch),” Pabst nhớ lại. Các loại cáp riêng biệt là điều không cần thiết: “Khi lắp đặt các ống kích mới, việc ghép cáp nhanh chóng và dễ dàng là điều bắt buộc. Mất khoảng mười hai phút để đẩy một đường ống về phía trước và nếu quá trình ghép nối mất quá nhiều thời gian, chúng ta sẽ mất đi lợi ích về thời gian đào hầm tốt. Hai dây cáp sẽ quá cồng kềnh. Những gì chúng tôi cần là một sợi cáp đa năng duy nhất,” Pabst nói. Nhưng một giải pháp có sẵn không tồn tại. Vì vậy, anh ấy đã liên hệ với Rainer Maier, giám đốc bán hàng khu vực của HELUKABEL: “Tôi đã nói với anh ấy rằng chúng tôi cần một sợi cáp có khả năng truyền tải 22 kilowatt ở điện áp 690 volt và nó phải bao gồm cả cáp dữ liệu,” Pabst giải thích. Ông lưu ý: “Thách thức vận chuyển năng lượng, tương đương với lượng năng lượng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho hai ngôi nhà, thông qua một sợi cáp cực nhỏ trên khoảng cách 1.500 mét (4.921 feet) không phải là vấn đề đơn giản”.

>>Xem thêm: Sản phẩm cáp động lực của HELUKABEL

Rainer Maier ngay lập tức biết rằng cáp lai để truyền tải điện và dữ liệu chính là giải pháp. Ông nói: “Kinh nghiệm dồi dào có được từ các dự án chung trước đây đã giúp các chuyên gia phát triển của chúng tôi ở Windsbach thực hiện nhiệm vụ dễ dàng hơn. Với trọng tâm là đường kính nhỏ, nhóm bắt tay vào làm việc và nhanh chóng đưa ra đề xuất đầu tiên cho Stefan Pabst và Michael Huser: cáp cấp nguồn có mặt cắt ngang 25 mm vuông (4 AWG). “Nhưng sau đó các thông số kỹ thuật đã thay đổi và cần nhiều năng lượng hơn, đó là lý do tại sao cáp hiện tại có tiết diện 35 mm vuông (2 AWG). Thông qua cách bố trí thông minh của các thành phần khác nhau, chúng tôi có thể giảm đường kính hơn nữa,” Maier báo cáo. Điều này đã giúp ích rất nhiều cho Herrenknecht trong việc thiết kế đầu nối, Stefan Pabst cho biết: “Vì điều này chiếm nhiều không gian hơn nên đường kính cáp nhỏ là điều cần thiết để giữ đường kính của đầu nối dưới mức tối đa 70 mm (3 inch).

>>Đọc thêm: Chỉ số AWG của dây cáp điện là gì?

Các đối tác phát triển cũng tiến hành từng bước thiết kế thành phần của cáp truyền dữ liệu. Michael Huser, kỹ sư điện tử của Herrenknecht giải thích: “Ban đầu, chúng tôi dự định có hai dây dẫn dữ liệu. “Một để điều hướng và một để điều khiển. Tuy nhiên, khi chúng tôi nhận ra rằng mình cần điều khiển máy đào hầm chính xác hơn nữa, chúng tôi phải bổ sung hệ thống định vị thứ hai, tức là có thêm một cặp dây dẫn cho bus CAN.” Các chuyên gia của Windsbach đã thực hiện được điều này bằng cách tạo ra một gói hoàn chỉnh đầy ấn tượng chứa cáp năm thành phần, đường kính nhỏ dành cho điện áp từ 375 đến 690 vôn. Ngày nay, giải pháp HELUKABEL hỗ trợ hai hệ thống định vị, bộ điều khiển và đầu khoan, đồng thời đảm bảo liên lạc dữ liệu đáng tin cậy giữa máy và bảng điều khiển. Huser và Pabst hài lòng cùng với đồng nghiệp Tobias Engel của họ ở Varel. Ở đó, khung kích đã rút ống bảo vệ cáp. Một đoạn khác của tuyến đường hướng Nam vừa được hoàn thành.