ÕHULIIN-MAAKAABEL VÕRDLUSUURING

Uuringu lõpparuanne

03.09.2026

Uuringu tellija:

• Elering AS

Uuringu tellijapoolne kontaktisik:

• Priit Heinla

Uuringu täitjapoolne kontaktisik:

• Paul Taklaja

Tallinna Tehnikaülikool

Telefon: 620 2002

E-post: [email protected]

Ehitajate tee 5, 19086 Tallinn

SISUKORD

Sisukord ................................................................................................................................................... 2

Sissejuhatus ............................................................................................................................................. 3

Vahelduvvoolu liinides edastatavad võimsused ..................................................................................... 4

Õhu- ja kaabelliinide genereeritavad reaktiivvõimsused ....................................................................... 6

Õhu- ja kaabelliinide reaktiivvõimsuste kompenseerimine. ................................................................... 8

Probleemid tekkiva kaosoojusega ........................................................................................................ 14

Kaitsevööndid ja liinikoridorid .............................................................................................................. 20

Kaablirikked ja rikete kestus ................................................................................................................. 23

Kaablite hind ja kaabelliini rajamise maksumus ................................................................................... 28

Kokkuvõte õhuliinide ja kaabelliinide eelistest ning puudustest .......................................................... 32

Erinevatest õhu- ja maakaabelliini lõikudest koosnev nn kombineeritud ülekandeliin ....................... 34

Kokkuvõte ............................................................................................................................................. 36

Eksperthinnangu järeldus ..................................................................................................................... 37

Kasutatud kirjandus .............................................................................................................................. 38

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

3

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

SISSEJUHATUS

Antud eksperthinnangus on toodud peamised erinevused vahelduvvoolu kõrge- ja ülikõrgepinge õhu-

ning kaabelliinide vahel. Eksperthinnangu eesmärgiks on selgitada peamisi lähtekohti ning valikuid

tulevaste 110 ja/või 330 kV liinide rajamisel. Eksperthinnangu esmane versioon valmis 2013 aastal, kui

tekkis vajadus selgitada tollal rajatava Harku–Lihula–Sindi 330/110 kV liini erinevaid konfiguratsioone.

Praegu on sarnased küsimused tõstatunud seoses nii Eesti–Läti neljanda 330 kV vahelduvvoolu

elektriühenduse rajamisel, täpsemalt Saaremaal eelistatud trassialternatiivil Mägi-Kurdla ja Kotlandi

alajaamade vahel, kui ka EstLink 3 planeeringu raames, kus rajada tuleb samuti uusi vahelduvvoolu

ühendusi põhivõrkku (nt Aulepa–Rehemäe ning Kindluse–Aruküla alajaamade vahel).

Eesti põhivõrgu ettevõtte Elering AS-i transiitelektrivõrgus kasutatakse peamiselt nimi-pingeklasse

330 ja 110 kV. Võimsad, 330 kV nimipingega transiitelektriliinid moodustavad Eesti elektrivõrgu nn

selgroo ning ühtlasi ühendavad meid sünkroonselt ka naaberelektrisüsteemiga (Läti Vabariik). Rikked

selles võrgus võivad seega mõjutada väga suurt hulka tarbijaskonda. Pikaajalised rikked 330 kV

elektriliinidel ning -võrgus ohustavad selgelt kogu võrgu tõrke- ja talitluskindlust (nt n-1 kriteerium)

ning mõjutavad selliselt elektrisüsteemi kui terviku toimimist. 110 kV nimipingega ülekandeliinid

kannavad edasi väiksemaid võimsuseid ning on olulisteks lülideks siseriiklikul elektrienergiaülekandel.

Rikked 110 kV võrgus võivad samuti mõjutada üsna olulisel määral tarbijaid, kuid kogu elektrisüsteemi

toimimisele on mõju üldjuhul tagasihoidlik.

Tänapäeva madal- ja keskpinge (Eestis vastavalt 0,4 kV ja 6–35 kV) elektrijaotusvõrkudes on õhuliinide

asemel aina enam hakatud kasutama maakaabelliine. Seda eriti just linnades ning suuremates

asulates, kus elektrienergia tarbimine on suurem ning kliente rohkem. Maakaablid asetatakse üldjuhul

ca 1 meetri sügavusele pinnasesse. Viimastel kümnenditel on maakaabelliinide laiema leviku teinud

võimalikuks kaablite kvaliteedi jätkuv paranemine ning liini rajamise hindade langemine. Kaabelliinide

vaieldamatuks eeliseks on visuaalse reostuse vähesus, suur ilmastikukindlus ja liinitrassi hooldamise

vajaduse puudumine või selle oluline vähenemine.

Kuna aina enam madal- ja keskpingeliine rajatakse tihedama asustusega piirkondades maakaabel-

liinidena, siis on inimestel tekkinud lihtsustatud eeldus, et ilma suurema kulu- või probleemideta võib

tulevikus kõik vahelduvpinge õhuliinid asendada maakaabelliinidega. Tegelikkuses aga tuleb arvestada

asjaoludega, et vahelduvvoolu kõrge- ja ülikõrgepingeliinide (110 ning 330 kV) korral on juba pelgalt

kehtivate füüsikaseaduste tõttu kaablite kasutamine tehniliselt oluliselt keerukam ning seega ka

märkimisväärselt kallim kui õhuliinide puhul. Olulised erinevused on ka potentsiaalsete rikete arvudes

ja nende kestustes, mis omakorda mõjutavad kogu elektrisüsteemi talitlus- ning tõrkekindlust.

Eksperthinnangu sisu on reastatud võimalikult loogilises järjestuses, seda parima ülevaate saamiseks

ning teema hõlpsamaks ja kiiremaks mõistmiseks. Järgnevates peatükkides on toodud peamised

positiivsed ning negatiivsed erinevused vahelduvvoolu kõrge- ja ülikõrgepinge õhu-, kaabel- ning

kombineeritud liinide vahel.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

4

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

VAHELDUVVOOLU LIINIDES EDASTATAVAD VÕIMSUSED

Vahelduvpingeliin kannab edasi näivvõimsust (joonis 1). Näivvõimsus koosneb aktiiv- ja reaktiiv-

võimsuse komponentidest. Elektritarbijatele on oluline üle kanda aktiivvõimsust.

Joonis 1. Näiv-, aktiiv- ja reaktiivvõimsuste vektordiagramm

= √2 +2 (1)

kus:

S – näivvõimsus (VA)

P – aktiivvõimsus (W)

Q – reaktiivvõimsus (VAr)

Reaktiivvõimsust edastada pole elektrivõrgus otstarbekas, kuna see suurendab energiakadusid ja

pingekadu. Reaktiivvõimsust on otstarbekam genereerida ning tarbida kohapeal, aktiivvõimsuse

tarbija lähedal. Kadude vähenemise kõrval suureneb sel juhul ka liinide ja trafode läbilaskevõime ning

paraneb pinge kvaliteet. Aktiivvõimsuse osakaalu suurendamiseks ning reaktiivvõimsuse osakaalu

vähendamiseks edastatavas näivvõimsuses tuleb reaktiivvõimsust liinis kompenseerida.

Elektrivõrgus loetakse induktiivset elementi reaktiivvõimsuse tarbijaks ning mahtuvuslikku elementi

reaktiivvõimsuse tootjaks.

Järgnevalt vaadeldakse lihtsat võrku (joonised 2 ja 3), mis koosneb toiteallikast (sõlm 0) ja tarbijat

(koormusega = + ) toitvast liinist. Tarbija juurde on paigaldatud reaktiivvõimsuse

kompenseerimiseks (joonis 2 korral) kondensaatorpatarei võimsusega Qc ja jooni 3 korral šuntreaktor

võimsusega Qx.

Joonis 2. Reaktiivvõimsuse kohalik kompenseerimine, selle genereerimine. [1] [2]

Liinis edastatav võimsus = + ( − ) või = + ( + ) ning võimsus- ja pingekao

vähenemine tingituna reaktiivvõimsuse kompenseerimisest ilmneb ligikaudsetest valemitest (2–5).

S

Q

P

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

5

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

( )

R U

QQP P

n

C  −+

= 2

22

(2)

( )

n

C

U

XQQRP U

−+ = (3)

kus:

∆P – liini aktiivvõimsuskadu

∆U – liini pingekadu

-Qc – liinis edastatav reaktiivvõimsus, selle tarbimine

R – liini aktiivtakistus

X – liini reaktiivtakistus

Un – liini nimipinge

Joonis 3. Reaktiivvõimsuse kohalik kompenseerimine, selle tarbimine.

( ) R

U

QQP P

n

x  ++

= 2

22

(4)

( )

n

x

U

XQQRP U

++ = (5)

kus:

+Qx – liinis edastatav reaktiivvõimsus, selle tootmine

Kuna reaktiivvõimsuse tarbimine ja tootmine sõltub ka aktiivvõimsuse tarbimisest, on liinides

edastatavate reaktiivvõimsuste kompenseerimisvajadus ilmne. Elektrisüsteemi suurimateks

reaktiivvõimsuse tarbijateks on üldjuhul trafod ja elektrimootorid ning vajadusel ka

sünkroongeneraatorid. Elektrisüsteemi suurimateks reaktiivvõimsuse tootjateks on enamjaolt

ülekandeliinid ning kondensaatorpatareid ja vajadusel ka sünkroongeneraatorid.

Kui kõrgepingeelektrivõrgus on tarbimine suhteliselt väike, siis võib elektrivõrk toota reaktiivvõimsust

liigselt ning seda ülejääki tuleb šuntreaktoritega tarbida. Kui elektrivõrgus on tarbimine suhteliselt

suur, siis võib elektrivõrgu toodetud reaktiivvõimsusest jääda vajaka ning sel juhul tuleb puudujääv

osa kondensaatorpatareide ja/või sünkroonkompensaatoritega toota.

Olenemata pingeklassist jaotuvad vahelduvvoolu õhuliinide parameetrid (pikiinduktiivsused,

põikimahtuvused) tehnilises mõttes küllaltki sobilikult, sest nende vajadus reaktiivvõimsuse

kompenseerimisele on üsnagi mõõdukas. Kõrge- ja ülikõrgepinge vahelduvvoolu kaabelliinide korral

on aga olukord oluliselt komplitseeritum.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

6

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

ÕHU- JA KAABELLIINIDE GENEREERITAVAD REAKTIIV-

VÕIMSUSED

Õhuliinide faasijuhid asuvad üksteisest ning maapinnast suhteliselt kaugel. Maakaabelliinide faasijuhid

asuvad üksteisele ning maapinnale oluliselt lähemal, peamiselt seetõttu on kaabelliinide mahtuvused

ca 10–20 korda suuremad kui õhuliinide mahtuvused. Suured mahtuvused aga põhjustavad suuremaid

genereeritavaid reaktiivvõimsuseid kaabelliinide poolt.

Pikka kaabelliini võib võrrelda suure mahtuvusega kondensaatoriga. Mida suurem on mahtuvus või

laadimispinge, seda suuremad on ka kondensaatori laadimisvoolud ja selle genereeritavad

reaktiivvõimsused. See tähendab, et mida pikem liin ja mida suurem liinipinge, seda suurem on ka

kaabli laadimisvool (6) ning genereeritav reaktiivvõimsus (7).

= ∙ 2 ∙ ∙ ∙ (6)

kus:

If – kondensaatori laadimisvool (elektriliini faasivool) (A)

Uf – kondensaatori pinge (elektriliini faasipinge) (V)

π – konstant

f – elektrivõrgu sagedus (Hz)

Cf – kondensaatori mahtuvus (elektriliini faasimahtuvus) (F)

= 2 ∙ 2 ∙ ∙ ∙ (7)

kus:

Qf – kondensaatori (elektriliini ühes faasis) genereeritav reaktiivvõimsus (VAr)

Valemitest (6) ja (7) nähtub, et kaabelliinide 10–20 korda suuremad mahtuvused põhjustavad ka ligi

10–20 korda suuremaid laadumisvoole ning genereeritavaid reaktiivvõimsusi. Oluline on siinjuures

märkida asjaolu, et genereeritavat reaktiivvõimsust nii õhu- kui ka maakaabelliinide korral mõjutab

enim liini pingeklass. Järgnevates tabelites 1 ja 2 on toodud tekkivate laadimisvoolude ning

reaktiivvõimsuste erinevused õhu- ja kaabelliinide korral.

Tabel 1 on näitena toodud ühe ja sama õhuliini korral (330 kV üheahelaline õhuliin, mille faasijuhiks

on kolmeste lõhisfaasidega 3x402 mm2 standardsed alumiiniumjuhid; õhuliini faasijuhi mahtuvuseks

on arvutustes võetud 133 nF/km; õhuliini faasijuhi suurimaks lubatavaks kestevvoolu väärtuseks on

võetud 2 300 A) tekkivad mahtuvuslikud laadimisvoolud ning genereeritavad reaktiivvõimsused

erinevate liinipingete korral.

Tabel 1. Õhuliin

Ul If Ql Sl l

kV mA/km kVAr/km MVA km

330 800 455 1 320 2 880

110 270 50 440 8 650

20 55 8 80 43 230

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

7

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Tabel 2 on näitena toodud ühe ja sama kaabli korral (2 500 mm2 vaskjuhiga ja 25 mm XLPE

isolatsiooniga; kaabelliini faasijuhi mahtuvuseks on arvutustes võetud 2 500 nF/km; kaabelliini

faasijuhi suurimaks lubatavaks kestevvoolu väärtuseks on võetud 1 345 A) tekkivad mahtuvuslikud

laadimisvoolud ning genereeritavad reaktiivvõimsused erinevate liinipingete korral.

Tabel 2. Kaabelliin

Ul If Ql Sl l

kV mA/km kVAr/km MVA km

330 15 000 8 550 770 90

110 5 000 950 255 270

20 900 140 45 1 480

kus:

Ul – liinipinge,

If – faasijuhis tekkiv mahtuvuslik laadimisvool ühe liinikilomeetri kohta,

Ql – liini poolt genereeritav reaktiivvõimsus ühe liinikilomeetri kohta,

Sl – liini edastatav näivvõimsus faasijuhile suurima lubatava kestevvoolu väärtuse korral,

l – liini pikkus, kui laadimisvoolu väärtus võrdub faasijuhile suurima lubatava kestevvoolu väärtusega.

Tabelites 1 ja 2 toodud väärtused on ligikaudsed ning mõeldud võimalikult näitliku ülevaate saamiseks.

Arvutused on tehtud lihtsustatult, liinide koondparameetrite alusel. Tabelites näidatud tulp l on

toodud laadimisvoolu mõju lihtsaks hindamiseks liini läbilaskevõimele, selle praktiline väärtus, eriti

õhuliinide korral, on tagasihoidlik. Pikemate liinide kui 200…300 km tuleb õigete arvutuste saamiseks

arvestada liini jaotatud parameetritega. Seda eelkõige seetõttu, et väga pikkade liinide korral on liinide

pikkused võrreldavad juba liini lainepikkusega λ ning arvestada tuleb ka laineprotsessi mõjudega.

Tabelitest 1 ja 2 nähtub, et näitena toodud kaabelliini ca 19 korda õhuliinist suurem mahtuvus

põhjustab ka sama arv korda suuremaid laadimisvoolusid ning genereeritavaid reaktiivvõimsuseid.

Eriti ilmekas on tulp l tabelis 2, kust selgub, kui 330 kV maakaabelliini korral ületada ca 90 km piir, siis

ületab laadimisvool kaabli suurimat lubatavat kestevvoolu. Siit võib järeldada, et järelikult pole

üheainsa üle 90 km pika reaktiivvõimsuse kompenseerimiseta kaabelliini ehitamine mõttekas, kuna

– piltlikult öeldes – kaabel lihtsalt sulaks ära, kui see vooluvõrku lülitada.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

8

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

ÕHU- JA KAABELLIINIDE REAKTIIVVÕIMSUSTE KOMPENSEERIMINE.

Nagu eelpool mainitud, jaotuvad vahelduvvoolu õhuliinide parameetrid (pikiinduktiivsused,

põikimahtuvused), olenemata nende pingeklassidest tehnilises mõttes küllaltki sobilikult, sest nende

vajadus reaktiivvõimsuse kompenseerimisele on üsnagi mõõdukas.

Järgnevalt on toodud näiteid tulevikus rajatava EstLink 3 seotud Aulepa-Rehemäe ja Kindluse-Aruküla

(nn Tallinna ringliin) 330 kV liinide alusel, kus mõlema liini kogupikkuseks on planeeritud ca 40 km.

Joonis 4 on toodud nn lihtne võrk, mis koosneb toiteallikast (sõlm Aulepa), õhuliinist (Aulepa-

Rehemäe) ja tarbijast (sõlm Rehemäe), mille koormuseks 0 ehk liin on nn tühijooksul.

Joonis 4. Aulepa–Rehemäe 330 kV kompenseerimata üheahelalise õhuliini modelleerimine

Joonis 4 on näha modelleerimisprogrammiga DIgSILENT PowerFactory tehtud arvutused. Tühijooksul

oleva Aulepa–Rehemäe õhuliini mahtuvustest põhjustatud laadimisvoolud (24 A) piiravad liinil voolu

läbilaskevõimet 1% ulatuses ning genereeritud reaktiivvõimsuse (-14 MVAr) tulemusena tekib

Rehemäe sõlmes 0,2 kV pingetõus. On ilmne, et vaadeldava õhuliini reaktiivvõimsuse

kompenseerimisvajadus on mõõdukas.

Joonis 5. Aulepa–Rehemäe 330 kV kompenseerimata kaheahelalise maakaabelliini modelleerimine

Tabelitest 1 ja 2 nähtub, et näitena toodud 2 500 mm2 vasest juhiga maakaabelliini edastatav

näivvõimsus on ca kaks korda väikesem kui õhuliinil, seega tuleb kaabelliin rajada vähemalt

kaheahelalisena. Joonisel 5 on näha, et tühijooksul oleva Aulepa-Rehemäe kaheahelalise kompen-

seerimata kaabeliini mahtuvustest põhjustatud laadimisvoolud (1 205 A) piiravad liinil voolu

läbilaskevõimet ca 45% ulatuses, see tähendab, et tekkivad laadimisvoolud piiravad pea pooles

ulatuses liini vooluülekande võimekust. Genereeritud reaktiivvõimsuse (-689 MVAr) tulemusena tekib

Rehemäe sõlmes 4,3 kV pingetõus. On ilmne, et vaadeldava kaheahelalise maakaabelliini reaktiiv-

võimsuse kompenseerimisvajadus on vältimatu ja suur.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

9

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Antud jooniselt 5 on lihtne järeldada, et 2,5 korda pikema ehk 100 km pikkuse kaabelliini korral

(nt Mägi-Kurdla – Kotlandi) ületavad laadimisvoolud kaablile lubatavaid kestvaid koormusvoolusid.

Piltlikult öeldes – 100 km kaabel lihtsalt sulaks ära, kui see vooluvõrku lülitada.

Aulepa – Rehemäe 40 km pikkuse 2 500 mm2 vasest juhiga kaabelliini poolt genereeritav reaktiiv-

võimsus on ca 690 MVAr. Mägi-Kurdla – Kotlandi 100 km pikkusega sarnase kaabliga liini poolt gene-

reeritav reaktiivvõimsus jääb suurusjärku ca 1 730 MVAr.

Tasub mainida, et praegune kõikide aegade suurim elektri tiputarbimine Eestis on 1 723 MW

(05.02.2026 kl 10:25) [3]. Mägi-Kurdla – Kotlandi kaabelliini poolt genereeritav reaktiivvõimsus oleks

selle väärtusega pea võrdne.

Joonis 6. Aulepa – Rehemäe 40 km pikkuse mitmeahelaliste 330 kV kaabelliinide genereeritav

reaktiivvõimsus võrreldes terve Eesti 1 854 km õhuliinide poolt genereeritava reaktiivvõimsusega.

Joonis 7. Mägi-Kurdla – Kotlandi 100 km pikkuse mitmeahelaliste 330 kV kaabelliinide genereeritav reaktiivvõimsus võrreldes terve Eesti 1 854 km õhuliinide poolt genereeritava reaktiivvõimsusega.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

10

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Joonistel 6 ja 7 on võrreldud kolme erineva konfiguratsiooniga 40 km pikkusega Aulepa–Rehemäe ja

100 km pikkusega Mägi-Kurdla – Kotlandi kaabelliinide poolt genereeritavaid reaktiivvõimsusi terve

Eesti 330 kV elektrivõrgu õhuliinide poolt genereeritavate reaktiivvõimsustega.

Jooniselt 6 nähtub, et suhteliselt lühikene 40 km mitmeahelaline maakaabelliin genereerib pea samas

mahus reaktiivvõimsust kui terve Eesti 1 854 km [4] kogupikkusega 330 kV õhuliinid. Jooniselt 7

nähtub, et 100 km mitmeahelaline maakaabelliin genereerib kaks ja enam korda reaktiivvõimsust kui

terve Eesti 330kV võrgu õhuliinid kokku.

Eelnevast saab järeldada, et kõrge- ja ülikõrgepinge kaabelliinide korral on reaktiivvõimsuste

kompenseerimisvajadus hädavajalik!

Joonis 8. Aulepa-Rehemäe 330 kV kompenseeritud kaheahelalise maakaabelliini modelleerimine

Joonisel 8 on näidatud Aulepa–Rehemäe 40 km kompenseeritud kaheahelalise maakaabelliini

modelleerimise tulemusi. Kui võrrelda liinivoolu koormatuse protsenti kompenseerimata liiniga

(joonis 5), siis 20 km sammuga liinile ja alajaamadesse paigaldatud reaktiivenergiat tarbivad

šuntreaktorid aitavad seda vähendada 45 protsendilt 11 protsendile. See tähendab, et liini läbiva

transiitvoolu edastusmaht kasvas 55 protsendilt 89 protsendini.

Optimaalse kaabelliini pikkuse, mille järel tuleb reaktiivvõimsust tarbida, määramine on tehnilis-

/majanduslik kalkulatsioon. Siin lähtutakse peamiselt kaablite ja šuntreaktorite maksumusest. Kuna

kaablis tekkiv mahtuvuslik vool piirab kaabelliini edastusvõimsust ja põhjustab kadusid, siis oleks

tehniliselt mõistlik, kui šuntreaktorid asetseksid võimalikult lühikestel kaablilõikudel, et tekkiv

mahtuvuslik vool tarbitaks n-ö kohapeal ning see ei voolaks mööda liinijuhti. Kuna aga šuntreaktorid

on väga suure maksumusega elektrivõrgu seadmed, siis eelistatakse neid majanduslikel põhjustel

süsteemi lisada nii vähe kui võimalik.

110 kV kaabelliinide korral peetakse optimaalseks lahendust, kui reaktiivvõimsust kompenseerida iga

ca 50 km järel. Kompenseerimine 330 kV kaabelliinide korral tähendab aga seda, et kaabli

genereeritavat reaktiivvõimsust oleks otstarbekas iga ca 20 km järel šuntreaktoritega tarbida

(joonised 11 ja 14).

Šuntreaktorite nn sammu tiheduse mõju kaabelliini läbilaskevõimsusele ning -voolule on visuali-

seeritud järgnevatel joonistel 9 kuni 14.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

11

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Joonis 9. Üheahelalise 100 km, 330 kV maakaabelliini reaktiivvõimsuse kompenseerimine liini otstes.

Joonis 10. Üheahelalise 100 km, 330 kV maakaabelliini reaktiivvõimsuse kompenseerimine liini

otstes ja keskel. Šuntreaktorite paiknemissamm 50 km piki liini.

Joonis 11. Üheahelalise 100 km, 330 kV maakaabelliini reaktiivvõimsuse kompenseerimine liini

otstes ja vahel. Šuntreaktorite paiknemissamm 20 km piki liini.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

12

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Joonis 12. Üheahelalise 100 km, 330 kV maakaabelliini reaktiivvõimsuse kompenseerimine liini

otstes. Mahtuvuslik vool moodustab ca 56 % liini nimivoolust.

Joonis 13. Üheahelalise 100 km maakaabelliini reaktiivvõimsuse kompenseerimine liini otstes ja

keskel. Šuntreaktorite paiknemissamm piki liini 50 km. Mahtuvuslik vool on ca 28 % liini nimivoolust.

Joonis 14. Üheahelalise 100 km maakaabelliini reaktiivvõimsuse kompenseerimine liini otstes ja

vahel. Šuntreaktorite paiknemissamm piki liini 20 km. Mahtuvuslik vool on ca 11 % liini nimivoolust.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

13

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Jooniste 9, 10 ja 11 ning jooniste 12, 13 ja 14 võrdlemisel on märgata, et liini aktiivvõimsuse

läbilaskeprotsendile mõjub liinis genereeritav mahtuvuslik reaktiivvõimsus vähem kui seda nt

genereeritava mahtuvusliku voolu ja liinile lubatud koormusvoolu korral. Vastavat erisust põhjustab

aktiivvoolu ja mahtuvusliku reaktiivvoolu vektorite erinev suund.

Seega kui lähtuda esmaselt liini aktiivvõimsuse läbilaskevõimest, siis justkui võiks leppida 100 km

kaabelliini korral kolme šuntreaktori asukohaga liinil, selle otstes ja keskel (joonis 10). Kui aga

täiendavalt arvestada elektriliste ja soojuslike püsikadudega, mida põhjustavad kaabelliini suured

laadimisvoolud (kaod on võrdelised voolu ruuduga), oleks mõistlikum paigaldada liinile tihedama

sammuga ja enam šuntreaktoreid (joonis 14), et kompenseeritavad voolud oleksid võimalikult

väikesed.

Ehitatava Mägi-Kurdla – Kotlandi 100 km kaabelliini korral oleks liinile vajalik rajada vähemalt ca 6

vastavat reaktiivvõimsuse tarbimise punkti (st jaotada liin viieks, ca 20 km pikkusteks osadeks)

(joonis 11) ja Aulepa – Rehemäe 40 km kaabelliini (joonis 8) korral oleks liinile vajalik rajada vähemalt

ca 3 vastavat reaktiivvõimsuse tarbimise punkti (st jaotada liin kaheks, ca 20 km pikkusteks osadeks).

Iga selline reaktiivvõimsuse tarbimise punkt koos vajaliku tehnilise seadmestikuga võrdub sisuliselt

keskmise suurusega kõrgepinge alajaama rajamisega. Kui jätta välja Mägi-Kurdla ja Kotlandi

alajaamad, siis tuleks nende vahelisele 330 kV kaabelliinile rajada veel täiendavalt 4 uut –

reaktiivvõimsuse kompenseerimise – alajaama. Aulepa-Rehemäe 330 kV kaabelliinile tuleks aga rajada

üks täiendav alajaam liini keskele.

Tuleb märkida, et ülikõrgepingeliste alajaamade rajamine on kulukas ning võimsate ja gabariitidelt

suurte šuntreaktorite (joonis 15) hinnad ei erine oluliselt võimsustrafode omast, mis on teatavasti

ühed kalleimad ning olulisimad seadmed elektrivõrkudes.

Joonis 15. 400 kV, 160 MVAr šuntreaktor reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks, selle tarbimiseks. [5]

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

14

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

PROBLEEMID TEKKIVA KAOSOOJUSEGA

Vahelduvvoolu maakaabelliinide ja õhuliinide edastatavad võimsused sarnaste elektrijuhi ristlõigete

korral erinevad teineteisest oluliselt (joonis 16). Peamiseks probleemiks osutub siin kaovõimsusest

tingitud soojuse eemale juhtimine elektrijuhilt – selle jahtumine.

Joonis 16. Maakaabli (vasak) ja õhuliini (parem) faasijuhi suhtelised suurused sarnaste läbilaskevõimsuste korral. [5]

Õhuliinide faasijuhtideks on paljasjuhtmed ning neis eralduv kaosoojus kandub otse edasi juhti

ümbritsevale õhule. Liikuv õhk ehk tuul suurendab oluliselt soojusülekannet juhi ja õhu vahel.

Külmemate ning tuulisemate ilmade korral saab õhuliine olulisel määral n-ö üle koormata (joonis 17).

Joonis 17. Õhuliini ülekoormatavuse potentsiaal, kui faasijuhtideks on 243-AL1/39-ST1A tüüpi juhid.

Talutava koormusvoolu I suhte nimivoolu I0 sõltuvus tuule kiirusest v (tuule suund on faasijuhtidega risti ning puhub neile küljelt) erinevatel õhutemperatuuridel, kus pidevjoon tähistab ilma soojuskiirguseta ja katkendlik joon soojuskiirgusega soojusülekannet. [6]

Faasijuht

XLPE Dielektrik

Metallmantel

Polüetüleen kaitsemantel

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

15

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Siit tuleneb ka õhuliinidele lubatava ülekandevõimsuse sesoonne erinevus: külmadel talvekuudel võib

330 kV üheahelalisi ja kolmeste lõhisfaasidega 3x402 mm2 standardsete alumiiniumjuhtidega õhuliine

koormata enam – ca 2 900 A, kui soojematel suvekuudel – ca 2 300 A. Õhuliini projekteerimise

tehniliste nõuetega määratakse faasijuhi suurim lubatud temperatuur, mis seab piirangud liini lubatud

kestvale koormusvoolule. Uutele õhuliinidele Eestis on lubatud suurim temperatuur +60 °C, vanadel

õhuliinidel oli see üldjuhul +35 °C.

Kaablis katab elektrijuhti tahkest dielektrikust isoleermaterjal (joonis 16), mille peamisteks

ülesanneteks on taluda sellele rakenduvaid suuri elektriväljatugevusi, mis kaablis valitsevad ning mitte

juhtida elektrit, st isoleerida elektriliselt faasijuhti.

Isoleermaterjaliks olevas dielektrikus, milleks on enamasti immutatud paber või XLPE (ristlüliga

polüetüleen), tekivad vahelduvpinge tõttu lisaks juhtivuskadudele ka polarisatsioonikaod. Neid

kadusid nimetatakse dielektrikuskadudeks . Isolatsioonikadusid mõõdetakse ning hinnatakse

kaotangensi (tan ) vääruste alusel. Immutatud paberi ja XLPE isolatsiooni kaotangensi suurused

jäävad üldjuhul suurusjärku, vastavalt 23 ∙ 10−4 ning 1 ∙ 10−4.

= 2 ∙ 2 ∙ ∙ ∙ ∙ (8)

kus:

Pdf – kondensaatoris (elektriliini ühes faasis) tekkiv dielektriline kaovõimsus (W)

Uf – kondensaatori pinge (elektriliini faasipinge) (V)

π – konstant

f – elektrivõrgu sagedus (Hz)

Cf – kondensaatori mahtuvus (elektriliini faasimahtuvus) (F)

tan – dielektriku kaotangens

Kui kaabli dielektrikuna kasutada immutatud paberit, jääks ligi 100 km pikkusega Mägi-Kurdla –

Kotlandi 330 kV kaheahelalises vahelduvvoolu kaabelliinis tekkiv dielektriline kaovõimsus suurusjärku

5,9 MW. Kui kaabli dielektrikuna kasutada XLPE’d, jääb sama pikkusega kaheahelalise kaabelliini

kaovõimsus suurusjärku 0,26 MW. Siit järeldub, kui kasutada XLPE dielektrikuga kaableid, siis jäävad

dielektrikuskaod üsna mõõdukateks.

Lisaks headele dielektrilistele isoleerivatele omadustele on dielektrikutel ka termiliselt head

isoleerivad omadused. See aga tähendab, et kaablijuhis tekkiv kaosoojus ei kandu kaablist seda

ümbritsevasse keskkonda edasi sama kergelt kui õhuliinide korral. Isoleermaterjali kiht takistab

soojusülekannet.

Vältimaks faasijuhi liigset kuumenemist, suurendatakse selle ristlõiget (joonis 16) ja piiratakse lubatud

voolutihedust vastavas kaablis. Näiteks 330 kV õhuliini ühe lõhisfaasi 3x402 mm2 = 1 204 mm2

summaarse ristlõikega alumiiniumist voolujuhiga sarnast voolutugevust ja võimsust saab

maakaabelliini korral edasi kanda nt kolme paralleelse 1 200 mm2 faasijuhi ristlõikega kaabelliiniga,

kus siis summaarseks ühe faasijuhi ristlõikeks kujuneb 3x1200 mm2 = 3 600 mm2 (tabel 3).

Seega alumiiniumist juhtmetega õhuliini asendamine sama võimsa alumiiniumist juhtidega

kaabelliiniga tõstab – soojusprobleemide tõttu – vähemalt ca kolm korda vaid juhtme juhimaterjali

ristlõike ja mahu vajadust ning rahalist kulu sellele.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

16

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Joonis 18. Kaablite kolmnurkpaigaldus (vasak) ja tasapindpaigaldus (parem) [7]

Joonis 19. Kaablite ekraanide (metallmantlite) otsene maandamine mõlemal pool otstes

Joonis 20. Kaablite ekraanide (metallmantlite) ristühendus (transponeerimine)

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

17

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Suurt mõju maakaabelliinide soojusülekandele seda ümbritsevale keskkonnale omab selle ümbritseva

keskkonna iseloom, kaablite paigutus (joonis 18) ja kaablite metallmantlite omavaheline ühendus-

ning maandamisviis (joonised 19 ja 20).

Maakaabel võidakse paigutada nt märga või kuiva pinnasesse (kusjuures rolli mängib ka pinnase

koostis: liiv, muld, kivi, savi jne), ventileeritavasse või mitteventileeritavasse kaablikanalisse.

Pinnasesse paigaldatud võimsatel kaablitel võivad lubatavad koormusvoolud, olenevalt maandus- ja

paigaldusviisist, olla 20–35% madalamad kui vabasse õhku paigaldatud kaablitel. Probleemiks on siin

kaabli ümber oleva pinnase soojenemine ja ka selle võimalik kuivamine, mistõttu halveneb pinnase

soojusjuhtivus, mis omakorda põhjustab kaabli tasakaalutemperatuuri tõusu. Vältimaks kaabli liigset

soojenemist, tuleb sellele lubatavaid koormusvoolusid vähendada.

Pikkade liinide korral võivad kaablitrassi pinnase omadused (soojusjuhtivused) olla vägagi erinevad,

mistõttu võib olla vajalik juhtmete vahekauguste (joonis 18, s) suurendamine kohtades, kus pinnase

soojusjuhtivus on madalam. Juhtmete vahekauguste suurendamine aga põhjustab kaabli induktiivsuse

kasvu (9) ning kohtades, kus kaabli induktiivsus on suurem, on ka reaktiivtakistused ning kaod

suuremad, mis omakorda põhjustavad nendes kohtades lisa kaosoojuse teket.

= 0,05 + 0,2 ∙ ( ∙

) [8](9)

kus:

L – kaabelliini induktiivsus ühe kilomeetri kohta (mH/km)

K – paigalduskonstant, K=1 – kolmnurkpaigalduse puhul, K=1,26 – tasapindpaigalduse puhul

s – kaablite vaheline kaugus, juhtme tsentrist mõõdetuna (mm)

rc – kaabli faasijuhi raadius (mm)

Kui soovida vältida pinnase soojusjuhtivuste erinevustest tingitud probleeme, tuleb maakaabelliin

rajada ventileeritavatesse või spetsiaalsete vesijahutussüsteemidega kaablikanalitesse või

kaablitunnelitesse. Võib eeldada, et selliste ventileeritavate või vesijahutussüsteemidega maa-aluste

rajatiste rajamine ning ekspluatatsioon on märkimisväärselt kulukam kui mitteventileeritava

kaablikanali rajamine.

Kuna mitteventileeritavas kaablikanalis asub maakaabel ligi 1,5 m sügavusel pinnases, kus on

aastaringselt suhteliselt konstantne temperatuur, siis pole kaabelliinidel ka sesoonseid erinevusi

lubatavatel ülekandevõimsustel (nagu eelpool toodud, on nt 2 500 mm2 vaskjuhiga ja 25 mm XLPE

isolatsiooniga 330 kV maakaabli, mis asub suhteliselt kuivas pinnases, suurim lubatud kestevvool

ca 1 345 A – viimane oleneb ka kaablite paigalduslaadist ning metallmantlite ühendus- ning

maandusviisidest). Maakaabelliine saab aga lühiajaliselt ülekoormata. Maakaablitele lubatavad

suurimad juhitemperatuurid sõltuvad kaablitüübist, kuid üldjuhul ei ületa need +90 °C.

Vahelduvvoolu kaabelliinide läbilaskevõimsustele ja kaablite metallmantlites tekkivatele kadudele

avaldavad suurt mõju nende metallmantlite (ekraanide) omavaheline ühendus- ning maandamisviis.

Kaablite metallmantlite omavaheline ühendus- ning maandamisviis võivad kaablite tasapind-

paigalduse korral mõjutada kaablitele lubatavaid koormusvoole ligi 2 korda ja kolmnurkpaigalduse

korral kuni ca 1,4 korda.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

18

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Peamiseks põhjuseks on siin kaabli faasijuhi koormusvooludest põhjustatud elektripinge

indutseerimine kaabli ekraani. Kuna ekraani indutseeritud pinge on nii kaablile, seadmetele kui ka

elusolenditele ohtlik, siis tuleb ekraan maandada. Lihtsaimaks ekraani maandamise mooduseks on

selle otsene maandamine mõlemal pool kaabli otstes (joonis 19). Otsene maandamine aga põhjustab

metallmantlis üsna suurte indutseeritud voolude voolamist, mis põhjustavad kadusid ning tõstavad

kaabli temperatuuri, piirates sellega kaabli läbilaskevõimet.

Kadude vähendamiseks ning kaabli läbilaskevõime suurendamiseks ühendatakse kaabelliini kaablite

metallmantlid teatud vahekauguste järel (muhvikohtades) transponeeritult (rist-ühendatuna), et

vähendada indutseeritavaid pingeid ning metallmantlis voolavaid voolusid (joonis 20). Kuna kaablite

ekraanid ühendatakse transponeeritult, siis toimub neis küll teatav pinge indutseerimine, kuid

metallmantlis voolavad voolud on väga väikesed. Suurimad indutseeritavad pinged ekraanis esinevad

ekraanide transponeerimise punktides. Nendesse kohtadesse on vajalik lisada ekraanidele ka

liigpingepiirikud, mis kaitsevad metallmantlit kaitsevat välist isolatsioonikihti ülepingetest tulenevate

ohtude eest. Lisanduvad liigpingepiirikud ja transponeerimise punktid aga tõstavad kaabelliini

rajamise maksumust.

Joonis 21. Kaabelliini metallmantli maandamisviiside mõju liini läbilaskevõimele.

Joonisel 21 on lihtsustatult näidatud metallmantli maandamisviiside mõju liini läbilaskevõimele.

Joonisel tähistavad S1, Q1 ja P1 juhtumit, kus 2 500 mm2 vasest juhiga kaabelliini metallmantel on

otseselt maandatud liini mõlemast otsast (joonis 19). Liini läbilaskevõime S1 on sellel juhul ca 400 MVA

ning reaktiivvõimsuse Q1 tootmine kaablis võrdub kaabelliini läbilaskevõimsusega kui liini pikkus

ulatub ca 46 kilomeetrini. Aktiivvõimsuse ülekandmise osakaalu vähenemist – kaablis genereeritava

reaktiivvõimsuse tõttu – liinipikkuse kasvades näitab oranž P1 kõver.

Kui kaabelliini metallmantlite (ekraanide) korral kasutada transponeerimist (joonis 20), saab samast

kaabelliinist muudel sarnastel tingimustel lasta läbi oluliselt – ca kaks korda – suuremat näivvõimsust

S2, ca 770 MVA (joonis 21). Sellisel juhul võrdub Q2 mahtuvuslik reaktiivvõimsus kaabelliini

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

19

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

läbilaskevõimsusega kui liini pikkus on ca 90 km. Aktiivvõimsuse ülekandmise osakaalu vähenemist

liinipikkuse kasvades näitab oranž P2 punktiirkõver.

Eelnevast saab taaskord järeldada, et kaosoojuse põhjustatud lisaprobleemide tõttu tuleb sama

võimsuse edasikandmiseks – ca 1 300 MVA – ühe õhuliini (joonis 4) asemel ehitada kas kaks või kolm

paralleelset kompenseeritud maakaabelliini (nt joonis 8), mille ekraanid on transponeeritud

(joonised 20 ja 21).

Küsimus, kas ehitada kaks või kolm paralleelset maakaabelliini sõltub eelkõige sellest, kui kalliks

kujuneb rahaliselt juhtme juhi (alumiinium või vask) ja isolatsiooni materjali kulu ning samuti kaablite

paigaldamine pinnasesse – st kui palju kallimaks kujuneb kahe paralleelliini asemel paigaldada

pinnasesse kolm paralleelliini.

Tabel 3. Kaabelliini juhtme materjali, ristlõigete ja paralleelahelate mõju liini läbilaskevõimsusele ning liini poolt genereeritavale mahtuvuslikule reaktiivvõimsusele. Võrdluseks on lisatud ka õhuliin.

Mägi-Kurdla - Kotlandi liin

Aulepa - Rehemäe liin Liini näivvõimsus

S Pikkus QC Pikkus QC

Liini tüüp Juhtme ristlõige (MVA) (km) (MVAr) (km) (MVAr)

Kaabelliin Cu 3x3x800 mm2 1 320 100 1 600 40 640

Kaabelliin Al 3x3x1200 mm2 1 290 100 2 000 40 800

Kaabelliin Cu 2x3x2500 mm2 1 540 100 1 730 40 690

Õhuliin Al 3x3x400 mm2 1 320 100 50 40 20

Maakaablite korral on oluline tõik, et suurema juhtme juhi ristlõike korral väheneb ka efektiivne

voolutihedus juhtmes, ehk mitme väiksema ristlõikega paralleelse juhtme kasutamise korral saab

sama summaarse juhtme ristlõike korral edastada suuremaid võimsuseid. Ühtlasi saab selliselt kokku

hoida ka juhtme juhi materjali (nt vase) koguseid. Samuti on väiksema ristlõikega juhtmetel ka

väiksemad mahtuvused ning seega ka tekitavad need vähem reaktiivvõimsust. Lihtsustatud

arvutustega teostatud võrdlusnäited on toodud tabelis 3.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

20

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

KAITSEVÖÖNDID JA LIINIKORIDORID

Elektriliinid paiknevad liinikoridorides, mis on piiratud kaitsevööndiga. Kaitsevöönd on

elektripaigaldisi ümbritsev maa-ala, õhuruum või veekogu, kus paigaldise ohutuse ja kaitse tagamiseks

on seatud piirangud maa kasutamisele ning kaitsevööndis tegutsemisele ja töötamisele. Kaitsevööndi

ulatus sõltub elektripaigaldise puhul paigaldise pingeklassist [9].

Eesti põhivõrgus on õhuliinide kaitsevöönd maa-ala ja õhuruum, mida piiravad mõlemal pool piki liini

telge paiknevad mõttelised vertikaaltasandid ning mille ulatus mõlemal pool liini telge sõltuvalt

pingeklassist on [10]:

• 110 kV – 25 meetrit

• 330 kV – 40 meetrit

Maakaabelliini kaitsevöönd on piki kaabelliini kulgev ala, mida mõlemalt poolt piiravad liini äärmistest kaablitest 1 meetri kaugusel paiknevad mõttelised vertikaaltasandid [10].

Joonis 22. 330 kV õhuliini (vasak) ja maakaabelliini (parem) kaitsevööndid [10]

Nagu jooniselt 22 näha, on praegune maakabelliini kaitsevöönd – võrreldes õhuliiniga – väga tagasihoidlik ja kitsas. Kui 330 kV õhuliini korral jätab 80 meetrit lai kaitsevööndi liinikoridor piisavalt ruumi ka ligipääsuteedele ja liinihooldamise tehnikale, siis maakaabelliini kaitsevööndi laius on selgelt liiga kitsas, et vaid selles alas mahuks eriseadmetega maakaabelliini paigaldama, hooldama või remontima.

On ilmselge, et praktikas kujuneks ülikõrgepingelise maakaabelliini koridori laius Eesti põhivõrgus oluliselt suuremaks, kui on joonisel 22 näidatud maakaabelliini kaitsevöönd.

Kui lähtuda peamiselt maakaabelliini elektrilistest parameetritest, st ahelate arvust ja kaosoojusest, siis tuleks kaheahelalise maakaabelliini liinikoridori laiuseks – kaablitrasse kaevates – vähemalt ca 9 meetrit ja kolmeahelalise maakaabelliini korral ca 15 meetrit.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

21

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Joonis 23. Kaheahelaline maakaabelliin (nt 2x3x2500 mm2 Cu) kui kaablitrassid on kaevatud

Joonis 24. Kolmeahelaline maakaabelliin (nt 3x3x1200 mm2 Al) [11]

Kui lähtuda sellest, et kaabelliinile on liinikoridoris tarvilik ka ligipääs (hooldustee) ning vaba ruumi

ajutiseks pinnase ladustamiseks ja ka töövahendite hoiustamiseks, siis tuleks arvestada täiendava

ca 15 meetrise laiuslisaga liinikoridoris. Sellisel juhul tuleks kaheahelalise maakaabelliini rajamisel

arvestada liinikoridori laiusega vähemalt ca 24 meetrit ja kolmeahelalise maakaabelliini rajamisel

ca 30 meetrise liinikoridoriga, kui kaablitrassid on rajatud kaevamise teel (joonis 25).

Joonis 25. Kolmeahelaline maakaabelliin koos hooldustee ja pinnase ajutise ladustamise võimalusega

Kui kaablid on paigaldatud tunnelisse, võivad hooldustee ja pinnase ladustamise vajadused

– liinikoridori laiuse mõttes – olla tagasihoidlikumad. Kuna tunneli rajamine on kulukam kui kaablitrassi

kaevamine, siis võib eeldada, et hõreasustusega maa- ja metsatingimustes tunneli rajamist ei plaanita.

Lühemate kaabelliinide rajamistel – eriti tiheasustusega piirkondades (sh ka jõgede ning raud- ja

maanteedega ristumistel) – kasutatakse aina enam horisontaalpuurimise meetodit, mis võimaldab

kaableid paigaldada väga vähese nähtava pinnase nn sonkimise mõjualaga. Horisontaalpuurimine on

aga jätkuvalt kulukam – eriti pikkade vahemaade korral hõreasustusega maa- ja metsatingimustes –

kui avamaa kaevamine ning võib eeldada, et kogu kaabelliini pikkuse ulatuses horisontaalpuurimist

majanduslikel põhjustel ei rakendataks.

Horisontaalpuurimise korral näitab senine kohalik praktika, et suurimaks probleemivabaks

puuritavaks lõigu pikkuseks on ca 800 meetrit. Sellest pikemate kaablilõikude paigaldamine vajaks

puurimise asemel juba kaevamist. Seega mõjutab paigaldatava kaablilõigu pikkust – kaabli ristlõike ja

transportimise trumli suuruse kõrval – ka selle pinnasesse paigaldamise viis (nt kas kaevates või

horisontaalpuurides).

Väikesema ristlõikega kaableid – nt madal- ja keskpinge võrgus – paigaldatakse ka nn kündmise

meetodil, mis on teistega võrreldes suhteliselt kiire ja odav meetod. Suuremate ristlõigetega ja

0,5 m 0,5 m 5 m

6 m 6 m

ca 30 m

Pinnase ladustamine

Hooldustee

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

22

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

kõrgema pingega kaablite maasse kündmine on hetkel aga pigem alles nn katsetamise järgus oleva

tehnoloogia arendamine, mitte laialt levinud võte ja praktika ülikõrgepingeliste kaabelliinide rajamisel

[12].

Praktikas tuleb arvestada ka asjaoluga, et kogu kaablitrassi pikkuses pole tihti võimalik paigaldada

kaableid ca 1,5 meetri sügavusele. Kaablitrassi ristumistel suuremate teede ja teiste

kommunikatsioonitrassidega on praktikas ette tulnud juhtumeid kus kaablid on paigaldatud

pinnasesse kuni 6 meetri sügavusele. Kuna sügavuse kasvades halvenevad pinnasesse paigaldatud

kaablil jahtumistingimused, vähenevad seetõttu ka kogu kaabelliinile lubatavad koormusvoolud ja

edastusvõimsused.

Vältimaks selliste edastusvõimsust piiravate nn pudelikaelade teket kaabelliinil, tuleks kaablid

paigaldada nendes kohtades kas nt ventileeritavatesse kaablikanalitesse või püüda suurendada neis

liinilõikudes kaablijuhtide ristlõiget (nt kasutades vajalikes kohtades suurema ristlõikega kaablilõike

või paigaldades paralleelahelaid). Sellised võimalikud tegevused on aga tehniliselt tülikad

ettevõtmised mis kergitavad kaabelliini rajamise, käitamise ja hooldamise kulusid.

Kui õhuliinide korral viidatakse tihti visuaalse reostuse olemasolule ja maakaabelliinide korral selle

puudumisele, siis praktikas puuduksid maakaabelliini liinitrassil (nt Mägi-Kurdla – Kotlandi) küll kõrged

metallsõrestikust liinimastid ja ka liinikoridor oleks ca poole kitsam aga visuaalselt selgelt nähtav

liinikoridor ikkagi tekiks ja oleks, st ka maakaabelliini puhul.

Nagu õhuliini koridori korral, tuleks ka ülikõrgepingelise maakaabelliini koridori regulaarselt hooldada,

et seal puud ja põõsad liigselt vohama ei hakkaks ning et – eritehnikale – püsiks võimalikult hõlbus ja

pidev ligipääs igale kaabelliini lõigule.

Täiendavalt tuleks tagada piisav vaba ruum ning ligipääs ka liinil paiknevatele šuntreaktoreid

käitavatele ning teenindavatele alajaamadele.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

23

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

KAABLIRIKKED JA RIKETE KESTUS

Õhuliinid on tihti altimad erinevatele võimalikele riketele (tormid, langenud puud, jäited, saastumised

jne) kui kaabelliinid. Õhuliinide rikete altisus sõltub nt liinipingetest, 110 kV õhuliinidel esineb

sagedamini rikkeid kui 330 kV õhuliinidel. Kuna kõrgema pingega liinid edastavad suuri võimsusi, on

ka nende töö- ja tõrkekindluse nõuded rangemad. Mida vähem on rikkeid ning mida lühemad on rikete

kestused, seda töökindlam on ka elektrivõrk. Kuna õhuliinid on lihtsa konstruktsiooniga ning enamasti

kergesti ligipääsetavad, saab rikkekoha kiiresti – visuaalselt – kindlaks määrata ning rikke üldjuhul ka

suuremate raskusteta eemaldada.

Kõrge- ja ülikõrgepinge õhuliinide rikked on enamjaolt lühiajalised (nn mööduvad lühised) ning nende

kestust mõõdetakse tavaliselt sekundites. Pikemaid – st püsivaid rikkeid – toimub väga harva

(tabel 4 ja joonis 27) ning nende kestusi mõõdetakse pigem tundides ja päevades (joonis 28). Kõrge

tõrkekindluse tagamiseks on kõrgepingeliinid võrku ühendatud silmuseliselt (ringtoide) (joonis 26), st

et moodustuvad kinnised kontuurid ning ühe liini väljalülimisel ei toimu tarbijaile toitekatkestust

(n-1 kriteerium). Sellise konfiguratsiooniga elektrivõrgus pole üksikute liinide lühiajalised tõrked kuigi

suureks probleemiks.

Joonis 26. Radiaal-, ring- ja silmusvõrk

Maakaabelliinid on üldjuhul väliste, atmosfääriliste mõjutuste (tormid, vihmad jne) suhtes tundetud.

Välispidiseid probleeme valmistavad kas väga võimsad stiihilised loodusjõud või kooskõlastamata ning

ebaprofessionaalsed kaevetööd. Kaablite sisemiste rikete peamisteks allikateks võivad olla niiskuse

sattumine kaablisse ja osalahendused, mis põhjustavad lõpuks isolatsiooni täieliku läbilöögi.

Kuna kaablid asuvad pinnases ligi 1,5 m sügavuses, on rikete tuvastamine ja eemaldamine aeganõudev

töö. Kõrgepingekaabli isolatsioonirikke parandamine nõuab väga spetsiifilisi eriteadmisi ning -oskusi.

Kuigi kaablirikkeid toimub suhteliselt harva, on nende kestused väga pikad. 110 või 330 kV kaablirikke

kestusi võib üldjuhul mõõta nädalates ja isegi kuudes. Üksikute liinide pikaajalised rikked on ohuks

elektrivõrgu tõrke- ning talitluskindlusele.

Eesti 330 kV võrgu õhuliinide kogupikkuseks on ca 1 851 km [4], Iirimaa 400 kV, 275 kV ja 220 kV

pingeklassiga õhuliinide kogupikkus on ca 2 245 km. Üheksa-aastase (perioodil 2004 – 2012) statistilise

rikkeinfo põhjal toimus Iirimaa ülikõrgepingega õhuliinidel 100 km liini pikkuse kohta 1 rike iga ca 28

aasta järel [13]. Liigilt on siin tegu püsiva rikkega, st mis vajas eemaldamist ning liini remontimist

ennem kui liini sai taas pingestada.

CIGRE avaldas 2009 aastal uuringu, kus uuriti ülikõrgepingeliste – 220 kV kuni 500 kV – vahelduvvoolu

maakaablite talitluskindlust ja kaablitel toimunud rikkeid [14]. Uuritavate kaabelliinide pikkus oli

kokku ca 1 388 km ning dielektriliseks isolatsioonimaterjaliks oli kõigil XLPE. Uuringus osales kokku 73

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

24

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

võrguettevõtet üle maailma. CIGRE kogutud statistilise rikkeinfo põhjal toimus ülikõrgepingega

maakaabelliinidel 100 km liini pikkuse kohta 1 rike iga ca 51 kuu, ehk iga ca 4 aasta ja 3 kuu järel.

Vastav tulemus on ca 7 korda kehvem kui see on uuritud õhuliinide korral!

Iirimaa võrguoperaatori EirGrid ja CIGRE poolt avaldatud rikkeinfo põhjal on koostatud tabel 4, kus on

toodud kaabel- ja õhuliinide korral ajaperioodid, mille vältel võiks – st mineviku teabe põhjal

prognoosida tulevikku – eeldatavalt toimuda liinil püsiv rike. Liinipikkustena on toodud 40 km ja

100 km vastavalt antud uuringu objektiks olevatele liinidele Aulepa – Rehemäe, Tallinna ringliin ja

Märgi-Kurdla – Kotland. Tabeli 4 veerg “Liini ahelaid“ näitab kui mitu ahelat – st paralleelliini – ühes

liinikoridoris kulgeb, veerg “Liinijuhtmete pikkus“ näitab summaarset juhtmete pikkust antud liinis –

st paralleelliinide korral on juhtmete kogupikkus ahelate arv korda pikem kui liini(koridori) pikkus.

Tabel 4. Ühe rikke toimumiseks kuluv eeldatav aeg erinevate liinitüüpide ja liinipikkuste korral kui liinipinge on 330 kV.

Liini- Rikke

Liini Liini juhtmete toimumise

pikkus ahelaid pikkus eeldatav välp

(km) (tk) (km) (kuud)

Kaabelliin 40 1 40 128

Kaabelliin 40 2 80 64

Kaabelliin 40 3 120 42

Kaabelliin 100 1 100 51

Kaabelliin 100 2 200 26

Kaabelliin 100 3 300 17

Õhuliin 40 1 40 840

Õhuliin 100 1 100 336

Joonis 27. Eeldatav aeg rikkeni 330 kV erinevate pikkustega kaabel- ja õhuliinidel

Joonisel 27 on tabeli 4 arvandmed kujutatud graafilisel kujul. Nii jooniselt kui tabelist on näha, et

maakaabelliinidel toimuks sama liinikilomeetri kohta oluliselt enam püsivaid rikkeid. Täiendavalt on

Maakaabelliinid Õhuliinid

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

25

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

näha tõik, et mitmeahelaliste – st paralleel – liinide korral väheneb aeg võimaliku rikkeni ehk rikke

toimumise tõenäosus kasvab seetõttu, et liinijuhtmete kogupikkus liinikoridoris kasvab.

Kui nt kaheahelalise ja 2 500 mm2 vaskjuhiga maakaabelliini asemel rajada nt kolmeahelaline ja

800 mm2 vaskjuhiga maakaabelliin – soovides selliselt vähendada ca poole võrra kasutatava vase

määra (tabel 3) – siis kasvanud juhtmete kogupikkuse tõttu kaabelliinis (tabel 4 ja joonise 27 alusel)

suureneb selle tõenäosus rikkele.

Antud juhul ei anna aga pelgalt liinikaabli kogupikkus edasi olulist tehnilist nüanssi. 2 500 mm2

vaskjuhiga kaabli diameeter on 137 mm ning seda saab paigaldada suurimale maismaal kasutatavale

transportkaablitrumlile ca 560 m [7]. Kui see liin on 100 km pikk, siis tuleb kaheahelalise liini korral

kasutada vähemalt ca 1 070 jätkumuhvi, et kaablilõigud omavahel kaabelliiniks ühendada. 800 mm2

vaskjuhiga kaabli diameeter on 110 mm ning seda saab paigaldada suurimale maismaal kasutatavale

transportkaablitrumlile ca 1 168 m [7]. Kui see liin on 100 km pikk, siis tuleb kolmeahelalise liini korral

kasutada vähemalt ca 770 jätkumuhvi, et kaablilõigud omavahel kaabelliiniks ühendada.

Kuna liini rajamisel paigaldatakse kaablitele jätkumuhvid töömaal kohapeal, on need üldjuhul

nõrgimateks lülideks – talitluskindluse mõttes – kaabelliinides. Seega sellest aspektist lähtudes peaks

eelduslikult tõrkekindlam olema liin millel on vähem muhve. Antud võrdlusjuhtum näitlikustab seda,

et kuigi üldised nn keskmised numbrilised näitajad on tihti headeks indikaatoriteks, ei pruugi need

teatud juhtudel anda piisavalt rahuldavat ülevaadet tegelikkusest.

Kui võrrelda omavahel maa- ja merekaableid, siis merekaablitel on kas oluliselt vähem jätkumuhve,

või need puuduvad sootuks. Seda põhjusel, et spetsiaalsele kaablipaigalduse laevale saab

kaablitrumlile üldjuhul kerida kümneid kilomeetreid kaablit, mõnel juhul isegi kuni ca 100 km jagu.

Pelgalt jätkumuhvide arvu suure erinevuse tõttu on maa- ja merekaablite korral rikete esinemise

tõenäosused samuti erinevad, seda siis maakaabelliinide kahjuks.

Väärib mainimist, et eelpool viidatud CIGRE avaldatud 2009 aasta uuringus vaadeldud

ülikõrgepingelised vahelduvolu kaabelliinid olid enamasti kõik – st antud uurimistöös vaadeldavate

kaabelliinide pikkuste (40 ja 100 km) mõttes – lühikesed kaabelliinid, jäädes enamasti mõne kilomeetri

pikkusteks, pikim kaabelliin Euroopas ulatus ca 20 kilomeetrini. Avalikult leiduva informatsiooni põhjal

on hetkel pikimaks 330 kV vahelduvvooluga maakaabelliiniks Austraalias, Sidneys asuv South –

Haymarket, mille liinipikkus on 28 km ja pikimaks 500 kV vahelduvvooluga maakaabelliiniks on

ca 40 km pikkune Shin-Keiyo–Shin-Toyosu liin Jaapanis, Tokyos [13].

Seega, tegelikkuses puudub operatiivtalitluse ülevaade ja rikkestatistika väga pikkade (st üle ca 40 km)

ülikõrgepingeliste vahelduvpinge liinide kohta, sest selliseid maakaabelliine hetkel lihtsalt ei eksisteeri.

Üldjuhul on senini rajatud suhteliselt lühikesi ülikõrgepingelisi maakaabelliine suurlinnadesse, kus

õhuliinide rajamine on pealmaakasutuse mõttes osutunud kulukamaks. Isegi jõukas Taani kuningriik,

mille poliitiline juhtkond on võtnud sihiks pikemas plaanis õhuliinid asendada maakaabelliinidega, on

teinud erandi ülikõrgepingeliste vahelduvvoolu transiitliinide rajamise osas, kus riiklikult elutähtsate

transiitühenduste korral eelistatakse maismaal jätkuvalt õhuliinide rajamist.

Peamisteks probleemideks on ülikõrgepingeliste vahelduvvoolu maakaabelliinide rajamismaksumus

ning tehnilise kogemuse puudumine – st teadmatus – kui palju praktikas mõjutavad pikkade kaabel-

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

26

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

liinide suured mahtuvused ja reaktiivvõimsuse genereerimised ning neid kompenseerivate suurte

reaktorite suured induktiivsused ja reaktiivvõimsuse tarbimised, elektrivõrgu üldist talitluskindlust.

Teada on, et suurte mahtuvustega (nt pikkade kaabelliinide) seadmete sisselülitamised võivad

tekitada ka suuri löökvoole mis koormavad seadmeid. Samuti on teada, et suurte induktiivsete

elementide väljalülitamine tekitab väga järsu tõusuga transientliigpingeid, mis võivad kahjustada

seadmete dielektrilist isolatsiooni. Liigpingete tippusid saab piirata liigpingepiirikutega aga pinge

tõusu järskusi (mis samuti tekitavad isolatsioonile lisastressi) on juba keerukam muuta või mõjutada.

Transiitelektrivõrgus toimub aegajalt eri laadi lühiseid. Täiendavaid probleeme – lisakahjustusi –

lühiste korral võib põhjustada mahtuvuslik reaktiivenergia, mis on salvestunud pikka kaabelliini ja mis

lühise korral võib kergitada lühisvoolu tipuväärtuseid. Õhuliiniga võrreldes on maakaabelliinid

suurema ristlõikega, st väiksema aktiivtakistusega, mille tulemusena on rikke korral lühisvoolude

väärtused kaabelliinides suuremad kui õhuliinides. Liigsuurte lühisvoolude piiramiseks võib tekkida

vajadus paigaldada liinile piki-reaktorid. Suuremate lühivoolude katkestamine vajab võimsamaid ja

kallimaid lülitusseadmeid. Paigaldatavad piki-reaktorid ja võimsamad lülitusseadmed tõstavad nii liini

rajamise, hooldamise kui ka käitamise kulusid. Täiendavaid probleeme võivad põhjustada erinevad

võnkeprotsessid (nt resonantsid) induktiivsete ja mahtuvuslike võrguelementide vahel.

Suure mahtuvusega kaabelliin esitab väljakutseid ka võrgu elektrikvaliteedile, selle pingestabiilsusele.

Kuna kaabelliini reaktiivvõimsuse genereerimine sõltub võrgupinge ruudust, siis juba suhteliselt

väikesed pinge muutused põhjustavad märgatavaid reaktiivvõimsuse muutuseid. Pinge tase ja

reaktiivvõimsuse genereerimine liinis on omavahel positiivse tagasisidestusega. Kui inimeste korral on

positiivne tagasiside hea nähtus, siis tehnikas on positiivne tagasisidestus pigem halb omadus, sest

muutunud toitepinge (st sisend) liinil muudab samas suunas ka liini reaktiivvõimsuse genereerimist

(st väljundit). Seega toimub nn võimenduse efekt kus nt vähenenud toitepinge tõttu väheneb

reaktiivvõimsuse genereerimine liinis mis omakorda põhjustab liinil pinge vähenemist.

Eelneva lühikokkuvõtteks, pikkade ülikõrgepingeliste vahelduvvoolu kaabelliinide osas on peamisteks

probleemideks kordades kallim hind (võrreldes õhuliinidega), praktilise kogemuse puudumine ning

teadmatus kõikide võimalike kitsaskohtade osas. Senini on ka Eestist rikkamad ja rahvarohkemad riigid

ehitanud suhteliselt lühikesi ülikõrgepingelisi kaabelliine. Vastavaid, suhteliselt lühikesi ülikõrge-

pingelisi kaabelliine on rajatud pigem juhtudel, kus selleks on olnud väga mõjuvad põhjused. Tehnilise

keerukuse ja suure maksumuse tõttu on aga välditud pikkade ülikõrgepingeliste vahelduvvoolu

maakaabelliinide rajamisi.

CIGRE avaldas 2009 aastal täiendava uuringu [15], kus 73 võrguettevõttelt saadud praktilise info alusel

leiti, et peale riket – kui rikke asukoht oli maakaabelliinis tuvastatud – võttis vahelduvvoolu kaabelliini

parandamine ja remontimine keskmiselt aeg ca 25 päeva kui kaabel oli paigaldatud pinnasesse ja

ligipääs sellele oli võimalik kaevetööde kaudu. Kui ülikõrgepingeline kaabel oli aga paigaldatud

kaablitunnelisse, võttis keskmine kaabliparandamise protsess aega ca 45 päeva.

Iirimaa võrguoperaatori EirGrid üheksa-aastase (perioodil 2004 – 2012) statistilise rikkeinfo põhjal

võttis nende ülikõrgepingeliste õhuliinide korral püsiva rikke eemaldamine ning liini parandamine

keskmiselt aega alla ca 2 päeva [13]. Vastavalt CIGRE ja EirGrid infole on koostatud ka visuaalselt

ülevaatlik joonis 28.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

27

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Joonis 28 Eeldatav aeg rikke eemaldamiseks ja liini remontimiseks, 330 kV kaabel- ja õhuliinide korral

Teatavasti võtab Eesti elektrisüsteemi operaator Elering AS tõsiselt elektrivõrgu talitluskindlust, sestap

teostab ettevõte koos partneritega regulaarselt erinevaid õppusi ja harjutusi, kuidas käituda erinevate

võimalike häirete ning rikete korral. Ettevõtte (17.07.2026) avalikust uudisest [16] saab lugeda kuidas

harjutati avariitaastesüsteemi läbimängu, mille raames püstitati loetud tundidega ajutine

kõrgepingeliin, et elektrivarustuse saaks taastada olukordades kus iga minut loeb.

See on oluline erinevus kas võimalik tulevane Eesti–Läti vaheline ja ka Saaremaad toitev 330 kV

transiitliin on tulevikus võimaliku rikke korral tööst väljas kas ca 2 või kuni 25 ööpäeva.

Kui õhuliinid on ehituselt lihtsad, lihtsasti remonditavad ning ligipääsetavad ja uue remontbrigaadi

koolitamine toimub samuti suhteliselt kiirelt, siis maakaabelliini korral on need näitajad täpselt

vastupidised. Maakaabelliinid on ehituselt keerukad, raskesti ligipääsetavad ning jätkumuhvide

paigaldamine nõuab väga spetsiifilisi eriteadmisi, –oskusi ja –kogemusi ning aega.

Kui ülikõrgepingeliste õhuliide osas on Eestis kohapeal olemas nii kompetentsed ja pädevad inimesed

kui ka vajalik eritehnika mastide püstitamiseks ning faasijuhtmete õhuliinile paigaldamiseks, siis

ülikõrgepingeliste maakaabelliinide korral on puudus nii oskustega kohalikest inimestest kui ka

eritehnikast, kui peaks tekkima tarvidus paigaldada 330 kV maakaabelliinile näiteks uut jätkumuhvi.

Kui 330 kV kaabelliini jätkumuhvi paigaldamise teenus osta sisse mõnest välisriigist, siis pelgalt

inimeste ja eritehnika transpordi tõttu kujuneb kaablirikke kestus pikemaks juhul kui need võimekused

oleksid võtta Eestist kohapealt.

Kohapealse kompetentsi loomine, hoidmine ning eritehnika hankimine annaks juurde reageerimise ja

remontimise kiirust, kuid oleks seejuures täiendavaks püsivaks nn operatiivse valmisoleku kuluks.

Peatüki kokkuvõtvaks lühijärelduseks on, et statistiliselt toimub ülikõrgepingelistel maakaabelliinidel

samade liinikilomeetrite kohta kordades enam püsivaid rikkeid kui õhuliinidel ning nende rikete

eemaldamine ning liini remontimine kestab samuti kordades kauem. Tööst väljas olevad

ülikõrgepingelised transiitliinid ohustavad terve riigi elektrivõrgu talitluskindlust (nt ei võimalda teatud

juhtudel tagada n-1 reegli kehtivust).

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

28

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

KAABLITE HIND JA KAABELLIINI RAJAMISE MAKSUMUS

Kuna kaablite valmistamisel tuleb kasutada suurema ristlõikega juhte ning spetsiaalseid isoleer- ja

kattematerjale, siis on kaablite hinnad juba pelgalt kasutatavate toormaterjalide tõttu kordades

kõrgemad kui õhuliini paljasjuhtidel.

Toodetavate ülikõrgepingeliste 330 kV maakaablite pikkused ei ületa üldjuhul 1,1 km [7], olenevalt

sellest, kui rasked või kui suurte ristlõigetega need on, võivad üksikute kaablite pikkused olla ka

oluliselt lühemad. Kaablite pikkusele seavad piiri kaablitrumli suurus ning transportmasina

kandevõime. Pikemate ülikõrgepingeliinide rajamise korral tuleb kõik need ca 0,5–1,1 km pikkused

kaablijupid jätkumuhvide abil ühendada üheks pikaks liiniks. Nagu eelpool mainitud, on

ülikõrgepingeliinide korral jätkumuhvide, mis samamoodi tähendab ka kaabli parandamist,

paigaldamine kulukas ning aeganõudev toiming.

Kui näiteks 100 km Mägi-Kurdla – Kotlandi liin rajada kahe- või kolmeahelalise 330 kV kaabelliinina,

siis oleks tarvis paigaldada vastavalt vähemalt ca 1 070 või 770 jätkumuhvi. Kaabelliini rajamise kulusid

tõstab ja mõjutab oluliselt ka kaevandatava pinnase maht ja tüüp. Samuti mõjutab kaabelliini hinda

kaabli elektrijuhi materjal (vask või alumiinium), selle elektrijuhi ristõige ning kaabelliini mahtuvusliku

reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks vajalik šuntreaktorite koguvõimsus ja -hulk. Visuaalne näide

kuidas need erinevad tegurid ülikõrgepingelise vahelduvvoolu kaabelliini rajamise ühikkulu hinda

orienteeruvalt võivad mõjutada on toodud joonisel 29.

Joonis 29. Ülikõrgepingelise õhuliini ja erinevate konfiguratsioonidega maakaabelliinide rajamiste

suhtelised maksumuste erinevused

Jooniselt 29 nähtub, et liigselt üldistatud ühikkulude kasutamine ülikõrgepingeliste liinide

rajamismaksumuste hindamisel ja võrdlemisel võib olla mõnevõrra eksitav.

Täiendavaid ebatäpsusi üldistatud ühikkulude kasutamisel põhjustab tõik, et vastupidiselt harjumus-

pärasele tavaloogikale muudes – suurte mahtudega – valdkondades, kus ühikkulude hinnad pigem

vähenevad mahtude kasvamisel, siis vahelduvvoolu ülikõrgepingeliste maakaabelliinide korral

ühikkulud hoopiski kasvavad rajatava liinipikkuse suurenedes. Seda peamiselt kasvavate reaktiiv-

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

29

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

võimsuste kompenseerimisega seotud tehniliste nn väljakutsete tõttu. Vahelduvvoolu õhuliinide ja

alalisvoolu maakaabelliinide korral aga jäävad ühikkulud liini pikkuse kasvades suhteliselt samaseks,

kui liini pikkused ei ületa ca paarisadat kilomeetrit. Visuaalne põhimõttejoonis võimalikest

ehitusmaksumustest erinevate liinitüüpide ja -pikkuste korral on toodud joonisel 30.

Joonis 30. Visualiseering ligikaudsetest ehitusmaksumustest erinevate liinitüüpide ja -pikkuste korral

Sõltuvalt mitmetest erinevatest hinnastamise teguritest erinevate liinitüüpide lõpphindade

kujunemisel võib alalisvoolu ja vahelduvvoolu maakaabelliinide rajamishindade nn ristumispunkt

(joonis 30) nihkuda mööda liini pikkuse telge, kuid üldjuhul ei ületa see ca 90 kilomeetrit.

Alalisvooluliinide kõrget alghinda (joonis 30) põhjustavad liini otstesse rajatavad AC/DC ja DC/AC

konverteralajaamad, mis muundavad vahelduvvoolu alalisvooluks ja alalisvoolu vahelduvvooluks.

Üks olulisim teave, mida jooniselt (joonis 30) saab näha on see, et lühikeste ülikõrgepingeliste

vahelduvvoolu maakaabelliinide rajamine on suhteliselt odav. Liinipikkuse kasvades (nt üle viie või

kümne kilomeetri) aga muutub vahelduvvoolu maakaabelliini rajamismaksumus kiiresti kordades

kallimaks võrreldes õhuliini rajamisega.

Euroopa Liidu (EL) energeetikasektorit reguleerivate asutuste koostöö amet ACER (European Union

Agency for the Cooperation of Energy Regulators) tegeleb muuhulgas ka turuseirega ning kogub infot

EL’is rajatud elektroenergeetika valdkonna infrastruktuuri kohta ning koostab kolme aastase välbaga

infrastruktuuri võrdluskulude osas ülevaatlike raporteid. Nii eelmises, 2023 aasta raportis [17], kui

selle aasta kevadel avaldatud raportis on toodud ka infot 330 kV õhu- ja maakaabeliinide

rajamiskulude kohta [18].

Kuna 330 kV võrku on Euroopa Liidus suhteliselt vähe, siis sellesse pingeklassi tehtud varade (nt õhu-

ja maakaabelliinid ning alajaamad) investeeringute arv on väikene. Eelmises raportis kasutati

referentsina nt vaid kahe õhuliini rajamise infot. Selle aastases raportis aga kaheksa õhuliini ja nelja

kaabelliini infot vastaval nimipingeklassil. Seega on alginfo valim väga tagasihoidlik. Täiendavat

keerukust valmistab see, et raportis kasutatavate liinide pikkused pole eraldi välja toodud ning

näidatud on vaid juba üldistatud väärtust €/km, ehk rahalist kulu kilomeetri kohta. Samuti pole

toodud, mis materjalist (nt alumiinium või vask) on maakaabli voolujuhid. On põhjust eeldada, et

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

30

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

valimisse sattunud 330 kV kõrgepingelised vahelduvvoolu maakaabeliinid on suhteliselt lühikesed, st

enimalt mõne kilomeetri pikkused ning nende reaktiivvõimsuse kompenseerimisvajadus vähene.

Joonis 31. Kõrgepingeliste õhuliinide rajamise maksumused megaeurodes liinikilomeetri kohta [18]

Joonis 32. Kõrgepingeliste maakaabelliinide rajamise maksumused megaeurodes liini (km) kohta [18]

Näidatud tulemustest (joonised 31 ja 32) nähtub, et üheahelalise 330 kV vahelduvvoolu maakaabelliini

rajamise keskmised kulud on õhuliini rajamisest ca 2,43/0,33 = 7,36 korda kallimad. Minimaalsete

rajamishindade erinevus on ca 3,77 korda ja maksimaalne rajamishindade erinevus vastavalt ca 13,92

korda.

Ühtlasi nähtub joonistest 31 ja 32, kus sama pingelassiga õhu- ja maakaabelliinide rajamis-

maksumused võivad praktikas erineda kordades, kuna iga individuaalse liini rajamismaksumus sõltub

väga palju selle geograafilisest asukohast, tehnilisest konfiguratsioonist ja pikkusest.

Kui arvestada asjaolu, et senine avalikult teadaolev 500 kV ülikõrgepingelise maakaabelliini suurim

pikkus on ca 40 km ja 330 kV maakaabelliini korral ca 28 km, on nendest pikemate maakaabelliinide

tegelikku rajamise lõpphinda praktikas väga keeruline adekvaatselt prognoosida, sest tegu on senini

– rahvakeeli – nn kaardistamata alaga.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

31

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Teadmist, et isegi Eestist oluliselt rikkamad ja/või suuremad riigid pole senini rajanud ca 40

kilomeetrist pikemaid vahelduvvoolu ülikõrgepingelisi maakaabelliine, võiks võtta väga tõsiselt.

Füüsikaseadused kehtivad kõigile võrdselt ning nende ignoreerimine või nende vastu “võitlemine“

läheb üldjuhul väga kulukaks maksma.

Ülemaailmse Kõrgepinge Elektrisüsteemide Nõukogu CIGRE (Conseil International des Grands Réseaux

Electriques) töögrupi WG B1.07 tehtud uurimuse „Statistics of AC underground cables in Power

networks” ja ICF Consulting poolt Euroopa Komisjonile koostatud aruande „Overview of the Potential

for Undergrounding the Electricity Networks in Europe” baasilt võib järeldada, et eri-pingeklasside

korral on õhu- ja kaabelliide rajamise hinnavahemikud erinevad ning suure varieeruvusega.

Kui 110 kV õhu- ja kaabeliini rajamise hinnaerinevused kipuvad jääma 2–4 kordseks, siis 330 kV õhu-

ja kaabelliini rajamise hinnaerinevused võivad küündida 5–21 kordseks. Kuna väiksemad

hinnaerinevused on üldjuhul toodud suhteliselt lühikeste, alla 10 km kaabelliinide korral, siis pikemate

ja mitmeahelaliste kaabelliinide planeerimisel tuleb arvestada pigem suurema hinnaerinevusega. Liini

täpsem ja lõplik hind selgub üldjuhul alles pärast liini ehitamist. Liini esialgse hinna määramist

raskendavad oluliselt rajatava elektriliini konfiguratsiooni võimalikud variatsioonid. Samuti mõjutab

olulisel määral hindu kaablite hetkeline maailmaturuhind, mis on omakorda sõltuvuses müüjatele

esitatud tellimuste määrast ning kaabli toormaterjalide kättesaadavustest ja nende turuhindadest.

Kuna juba ca 40 kilomeetrine ülikõrgepingeline vahelduvvoolu maakaabelliin on äärmiselt pikk

(kui võrrelda seda seni maailmas tehtuga), siis selle rajamishinna prognoosimisel võiks samuti lähtuda

pigem kõige kõrgemast ühikhinnast (st ca 21 korda kallim kui õhuliin).

Seega kui praeguse seisuga on tulevikus rajatava ca 40 kilomeetrise Aulepa–Rehemäe 330 kV õhuliini

maksumuseks planeeritud ca 13 M€, siis selle asendades vahelduvpinge maakaabelliiniga, tuleks

arvestada tehtavate kulutustega, mis jäävad suurusjärku ca 270 M€.

Kuna senini pole – avalikult teadaolevalt – rajatud ca 100 km pikkust ülikõrgepingelist vahelduvvoolu

maakaabelliini, ehk rajatava liini puhul oleks selgelt tegu “eksperimentaalliiniga“, siis selle

rajamishinna prognoosimisel oleks kõige kõrgemast ühikhinnast (st ca 21 korda kallim kui õhuliin)

lähtumine pigem väga konservatiivne ja tagasihoidlik eeldus.

Praeguse seisuga on tulevikus rajatava ca 100 kilomeetrise Mägi-Kurdla – Kotlandi 330 kV õhuliini

hinnanguliseks maksumuseks ca 33 M€. Kui vastav vahelduvpinge õhuliin on soov asendada

vahelduvpingelise maakaabelliiniga, siis tuleks arvestada tehtavate kulutustega, mis kujunevad

suuremaks kui ca 700 M€.

Selliste, ligi ja üle kahekümnekordsete lisakulutuste põhjendamine peab elektritarbijatele olema väga

hästi põhjendatud, sest vastavad hiigelinvesteeringud tõstaksid märkimisväärselt võrgutasusid.

Keerulisema konstruktsiooni ja spetsiaalsete erimaterjalide tõttu on kaabelliinide eeldatavad eluead

ca 1,5–2 korda lühemad õhuliinide eeldatavast elueast. Õhuliinide eeldatavaks tehniliseks elueaks on

ca 60…80 aastat [19] [20]. Seega vajavad kaabelliinid rekonstrueerimist iga ca 30…50 aasta järel [20]

[21] [22] [23]. Rekonstrueerimine aga tähendab sisuliselt uue kaabelliini ehitamist. Kuuekümne aasta

jooksul tehtavad topeltinvesteeringud maakaabelliinidesse on nende selge puudus pikaealisemate

õhuliinide ees.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

32

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

KOKKUVÕTE ÕHULIINIDE JA KAABELLIINIDE EELISTEST NING

PUUDUSTEST

Lühidalt eelnevat kokku võttes võib vahelduvvoolu kõrge- ja ülikõrgepinge õhuliinide korral nende

positiivseteks omadusteks pidada:

• ehituslikku lihtsust,

• suhtelist töökindlust,

• püsivate rikete vähesust liinikilomeetri kohta,

• rikete tuvastamise ja eemaldamise kiirust,

• pikaealisust,

• suurt ülekandevõimsust võrreldavatel juhiristlõigetel,

• sesoonset (talvist) ülekoormatavust,

• odavust.

Peamisteks negatiivseteks külgedeks võib pidada:

• suuremat visuaalset reostust,

• liinitrassi laiu koridore, mida tuleb teatud vältusega hooldada (metsade korral tähendab

see üldjuhul lageraiet liinikoridorides).

Kõrge- ja ülikõrgepingeliste vahelduvvoolu kaabelliinide peamisteks positiivseteks omadusteks on:

• vähem visuaalset reostust,

• lühiajalise ülekoormamise võimalus,

• tormikindlus.

Negatiivseteks omadusteks on:

• suur mahtuvus,

• väiksem läbilaskevõimsus,

• eeldatav lühem tehniline eluiga,

• rikete suurem arv liinikilomeetri kohta,

• rikete kõrvaldamise pikk kestus (kordades pikem kui õhuliinide korral),

• kõrge maksumus.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

33

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Tabelites 5 ja 6 on toodud mõned olulised erinevused 330 kV õhu- ja kaabelliinide korral.

Tabel 5. 330 kV õhu- ja kaabelliinide ligikaudsetest maksumustest, genereeritavatest reaktiiv- võimsustest ning šuntreaktorite arvust

Õhuliin Kaabelliin Õhuliin Kaabelliin Õhuliin Kaabelliin

liini ligikaudne maksumus

(M€)

liini genereeritav reaktiivvõimsus

(MVAr)

hinnanguline reaktorite arv

(tk)

Mägi-Kurdla – Kotlandi 33 700 50 1 730 0...1 10

Rehemäe – Aulepa 13 270 20 690 0...1 4

Tallinna ringliin 13 270 20 690 0...1 4

Tabel 6. 330 kV õhu- ja kaabelliinide eeldatavad rikke toimumise välbad ja rikete kõrvaldamise ajad

Õhuliin Kaabelliin Õhuliin Kaabelliin

rikke kõrvaldamise eeldatav aeg (päevades)

rikke toimumise eeldatav välp

(aastates)

Mägi-Kurdla – Kotlandi < 2 25…45 28 2,2

Rehemäe – Aulepa < 2 25…45 70 5,3

Tallinna ringliin < 2 25…45 70 5,3

Tabelitest 5 ja 6 on näha, et lisaks suurtele erinevustele liini rajamise maksumustes, on suured

erinevused ka liinirikete toimumise eeldatavates välpades ning rikete kõrvaldamise eeldatavates

kestustes.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

34

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

ERINEVATEST ÕHU- JA MAAKAABELLIINI LÕIKUDEST

KOOSNEV NN KOMBINEERITUD ÜLEKANDELIIN

Ülekandeliinide, mis on kombineeritud erinevatest õhu- ja maakaabelliini lõikudest, rajamisel tuleb

arvestada ka nende eritüübiliste liinide kombineeritud positiivsete ning negatiivsete omadustega.

Kõrge- ja ülikõrgepingeliste vahelduvvoolu kombineeritud tüüpi ülekandeliini positiivseteks

omadusteks on:

• visuaalse reostuse vähenemine soovitavates liinilõikudes,

• eeldatav madalam ehitusmaksumus, kui liini rajamine terves ulatuses maakaabelliinina.

Mõne üksiku (1–2 tk) ja väga lühikese (kuni 2 km) maakaabelliini lõigu rajamisel on tehniliselt võimalik

ka n-ö mööda vaadata spetsiaalsete lisašuntreaktorite vajadusest. Küll aga tuleb arvestada muude

probleemidega, mida põhjustab liini kombineeritud olemus.

Negatiivsed tehnilised omadused on järgmised:

• kaob õhuliini positiivne omadus seda sesoonselt ülekoormata,

• kaob kaabelliini positiivne omadus seda lühiajaliselt ülekoormata,

• oht sagedasematele riketele maakaabellõikudes, kuna õhuliinidelt võivad edasi kanduda

erinevad äikeseliigpinged,

• äikese liigpingete kaablisse edasikandumise vältimiseks tuleb kaabli otstes kasutada

liigpingepiirikuid, mis aga ei suuda tagada täielikku tõrkekindlust (üldjuhul suudavad

liigpingepiirikud kaitsta kaableid äikese liigpingete eest ca 80% tõenäosusega),

• rikete pikemad kestused isegi sellistel juhtudel, kui rikked toimuvad õhuliini lõikudes (lähtuda

tuleb sellest, et vigastatud on maakaabellõik, mistõttu on raskendatud ka automaatse

taaslülitamise kasutamine, mis aga omakorda põhjustab katkestuse kestuse pikenemist,

samuti on liini kaitseautomaatika ning taaslülituse seadistused ja sätted keerukamad),

• rikkekoha tuvastamise oluliselt pikem kestus,

• rikke toimumisel maakaabelliini lõigus on rikete kestused väga pikad (nädalad ja kuud),

• kombineeritud liinide pikaajalised tõrked on ohuks elektrivõrgu töökindlusele (eriti ohtlik on

olukord, kus kombineeritud liinil toimub rike ajal, kui mõni muu sama alajaama toitev liin ehk

ringtoiteliin on hoolduses),

• kui maakaabellõikude osakaal kombineeritud liinis kasvab suureks, tekib vajadus

reaktiivvõimsuste kompenseerimisele,

• õhuliinist kõrgem hind.

Olulisimate tehniliste puudustena kombineeritud liinis võib tuua maakaabelliinide lõigud, mis on nn

nõrgimateks lülideks ketis.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

35

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Negatiivseteks eetilis/poliitilisteks külgedeks on:

• võrdse kohtlemise reegli eiramine (osades liinilõikudes/asulates on visuaalne reostus, osades

mitte – tuleb koostada erisuste lubamise põhimõtted ja reeglid, millede praktiline ning kõiki

osapooli rahuldav teostus on aga äärmiselt komplitseeritud ja aeganõudev ülesanne),

• võrdse kohtlemise reegli teostamine (praktikas tähendaks see liini rajamist täispikkuses

maakaabelliinina)

Olulisimaks eetilis/poliitiliseks probleemiks kombineeritud liinidel on võrdse kohtlemise reegel. Võib

eeldada, et isegi ühe erisuse lubamine viib olukorrani, kus suur enamus maaomanikke, kelle maid

liinitrass läbib, soovivad või nõuavad ka enda maale jääva liiniosa maakaablisse viimist. See aga

tähendab, et vältimaks kauakestvaid vaidlusi, oleks mõttekas juba terve liin sellisel juhul rajada

maakaabelliinina. Nagu eelpool mainitud, on maakaabelliini rajamine finantsiliselt oluliselt kulukam

kui õhuliini rajamine.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

36

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

KOKKUVÕTE

Antud uuring võrdleb kõrge- ja ülikõrgepinge vahelduvvoolu õhu- ning maakaabelliinide tehnilisi,

majanduslikke ja töökindlusega seotud omadusi. Täpsemalt käsitletakse kavandatavaid ligikaudu

40 km pikkust Aulepa–Rehemäe ja 100 km pikkust Mägi-Kurdla–Kotlandi 330 kV ühendust.

Uuringu kohaselt on 330 kV vahelduvvoolu maakaabelliinide peamine tehniline probleem nende väga

suur elektriline mahtuvus. Maakaabli mahtuvus võib olla õhuliiniga võrreldes 10–20 korda suurem,

mistõttu tekivad kaablis suured laadimisvoolud ja genereeritakse palju reaktiivvõimsust. Näiteks

toodaks 40 km pikkune kaheahelaline Aulepa–Rehemäe kaabelliin ligikaudu 690 MVAr ning 100 km

pikkune Mägi-Kurdla–Kotlandi kaabelliin ligikaudu 1 730 MVAr reaktiivvõimsust. See piirab kaabli

aktiivvõimsuse ülekandevõimet, suurendab kadusid ja põhjustab pingetõusu.

Reaktiivvõimsuse ohjamiseks tuleks 330 kV kaabelliin jagada ligikaudu 20 km pikkusteks osadeks ning

paigaldada liinile šuntreaktorid. Mägi-Kurdla–Kotlandi ühenduse puhul tähendaks see lisaks liini otstes

asuvatele alajaamadele ligikaudu nelja uue kompenseerimisalajaama rajamist. Aulepa–Rehemäe liini

puhul oleks vaja vähemalt üht täiendavat alajaama liini keskele. Kompenseerimisseadmed on suured,

kallid ja muudavad võrgu juhtimise keerukamaks.

Kaabelliini läbilaskevõimet piirab ka soojuse hajumine. Õhuliini paljasjuhid jahtuvad ümbritsevas õhus

ning neid saab külma ja tuulise ilmaga märkimisväärselt üle koormata. Maakaabli isolatsioon ja pinnas

takistavad soojuse ärajuhtimist, mistõttu tuleb kasutada suurema ristlõikega juhte ning sama

võimsuse edastamiseks rajada kaks või kolm paralleelset kaabliahelat (st paralleelliini). Kaabli

läbilaskevõime sõltub oluliselt ka pinnase soojusjuhtivusest, kaablite paigutusest ning metallmantlite

maandamis- ja ristühendusviisist.

Maakaabli kaitsevöönd on õhuliiniga võrreldes kitsam, kuid tegelik ehitus- ja hoolduskoridor oleks

oluliselt laiem. Kaevamise korral tuleks arvestada kaheahelalise kaabelliini puhul ligikaudu

24 meetri ja kolmeahelalise liini puhul ligikaudu 30 meetri laiuse koridoriga. Seetõttu ei kao ka

maakaabli puhul täielikult maastikuline mõju ega vajadus koridori regulaarselt hooldada.

Uuringus leiti, et maakaablid on küll tormikindlamad ja põhjustavad vähem visuaalset reostust, kuid

neil võib esineda liinikilomeetri kohta õhuliinidega võrreldes oluliselt rohkem püsirikkeid ning ka rikete

kõrvaldamine kestab oluliselt kauem. Õhuliini püsiv rike parandatakse keskmiselt vähem kui kahe

ööpäevaga, maakaabli remont võib kesta ligikaudu 25–45 päeva. Pikkade 330 kV kaabelliinide

kasutuskogemus ja rikkestatistika on maailmas piiratud, sest üle 40 km pikkusi sellelaadseid

vahelduvvoolu maakaabelliine pole – avaliku info alusel – varem rajatud.

Majanduslikult on 330 kV maakaabelliin õhuliinist kordades kallim. Uuringus toodud allikate järgi

võivad rajamiskulud olla ligikaudu 5–21 korda suuremad. Ligikaudu 13 miljonit eurot maksva Aulepa–

Rehemäe õhuliini asendamine maakaabliga võiks maksta umbes 270 miljonit eurot. Ligikaudu 33

miljonit eurot maksva Mägi-Kurdla–Kotlandi õhuliini maakaablina rajamise kulu võib kujuneda üle 700

miljoni euro. Lisaks on kaabelliini eeldatav tehniline eluiga õhuliinist lühem ning liin võib vajada 30–50

aasta järel sisulist täielikku rekonstrueerimist.

Eksperthinnangu lõppjäreldus on, et nii Aulepa–Rehemäe, Tallinna ringliin kui ka Mägi-Kurdla–

Kotlandi 330 kV ühendused tuleks rajada täies ulatuses õhuliinidena. Samuti ei ole soovitatavad

kombineeritud õhu- ja maakaablilõikudega lahendused, sest kaablilõigud muutuksid liini tehniliselt

nõrgimaks osaks, suurendaksid kulusid ja rikete kestust ning tekitaksid maaomanike võrdse

kohtlemisega seotud vaidlusi.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

37

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

EKSPERTHINNANGU JÄRELDUS

Eksperthinnangu järeldusena on soovitatav nii ca 100 kilomeetrine Mägi-Kurdla – Kotlandi kui

ca 40 kilomeetrised Tallinna ringliin ja Aulepa–Rehemäe 330 kV liinid täies ulatuses rajada

õhuliinidena. Ülikõrgepingeliste maakaabelliinide rajamine on väga kulukas ning nende planeerimised

peavad olema eelkõige elektritarbijatele väga hästi põhjendatud, sest ca 21 korda ja enam kallimate

kaabelliinide ehitamine tõstab võrgutasude hinda ja aeglustab ülejäänud ülekandevõrgu osade

kaasajastamist.

Samuti on nii tehnilistest, finantsilistest kui ka eetilis/poliitilistest põhjustest lähtuvalt soovitatav mitte

rajada erinevatest õhu- ja maakaabelliini lõikudest koosnevaid nn kombineeritud vahelduvvoolu

ülikõrgepingeliine.

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

38

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

KASUTATUD KIRJANDUS

[1] E. Tiigimägi, Elektrivõrgud, Tallinn: TTÜ Elektroenergeetika instituut, 1997.

[2] M. Meldorf, H. Tammoja, Ü. Treufeldt ja J. Kilter, Jaotusvõrgud, Tallinn: TTÜ kirjastus, 2007.

[3] Elering, „Elektri tarbimine ja tootmine,“ 2026. [Võrgumaterjal]. Available:

https://elering.ee/elektri-tarbimine-ja-tootmine. [Kasutatud 25 07 2026].

[4] Elering, „Elektri ülekandevõrk,“ 2026. [Võrgumaterjal]. Available: https://elering.ee/elektri-

ulekandevork. [Kasutatud 25 07 2026].

[5] CIGRE Working Group B1.07, Statistics of AC underground cables in power networks, CIGRE,

2007.

[6] University of Duisburg Essen.

[7] ABB, XLPE Land Cable Systems, User's Guide, ABB, 2013.

[8] A. Aurairatch, A Preliminary Study of Loss Factor in Dielectric of Cable Produced in Thailand,

Bangkok: King Mongkut's Institute of Tehcnology North Bangkok, 2006.

[9] Elering, „Kaitsevööndid,“ 2026. [Võrgumaterjal]. Available: https://elering.ee/kaitsevoondid.

[Kasutatud 25 07 2026].

[10] Elering, „Elektripaigaldise kaitsevöönd,“ [Võrgumaterjal]. Available:

https://elering.ee/elektripaigaldise-kaitsevoond. [Kasutatud 25 07 2026].

[11] Entsoe, „Experience of the operation of EHV-transmission cable systems (2006-2012),“ ENTSO-

E, Brussels, 2013.

[12] UK Government & Ramboll, „RAF021/2425 Study of the Potential for Cost Reduction in

Undergrounding Transmission Lines over Long Distances (Literature Review and Cost

Assessment),“ Department for Energy Security and Net Zero, 2025.

[13] EirGrid, „North-South 400kV interconnection development,“ December 2017. [Võrgumaterjal].

Available: https://cms.eirgrid.ie/sites/default/files/publications/North-South-

Interconnector_Comparative-Assessment-of-Transmission-Techno....pdf. [Kasutatud 23 07

2026].

[14] Cigré Technical Brochure 379, „Update of Service Experience of HV Underground and Submarine

Cable Systems,“ CIGRE , ISBN 978-2-85873-066-7 , Aprill 2009.

[15] CIGRE, Update of Service Experience of HV Underground and Cable Systems, CIGRE, 2009.

[16] Elering, „Kuidas taastada kõrgepingeliin loetud tundidega,“ 17 07 2026. [Võrgumaterjal].

Available: https://www.facebook.com/eleringAS. [Kasutatud 25 07 2026].

Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring

39

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

[17] ACER (European Union Agency for the Cooperation of Energy Regulators, „Unit Investment Cost

Indicators - Project Support to ACER,“ ACER, 2023.

[18] ACER (European Union Agency for the Cooperation of Energy Regulators, „Energy infrastructure

unit investment cost (UIC) indicators,“ ACER, 2026.

[19] J. Schenk, „Technologies in the extra-high-voltage grid,“ Swissrid, 2024.

[20] Comission oh the European communities, „First UCTE Comments on the Background Paper

Undergrounding of Electricity Lines in Europe,“ UCTE, Brussels, 2003.

[21] Chunbin Cable Co., Ltd, „What are the restrictions on XLPE cable?,“ Chunbin Cable Co., Ltd, 2026.

[22] A. S. Alghamdi ja R. K. Desuqi, „A study of expected lifetime of XLPE insulation cables working at

elevated temperatures by applying accelerated thermal ageing,“ Heliyon, kd. 6, 2020.

[23] R. Mutepe, B. Thango ja P. Bokoro, Practical Study on the Lifetime Prediction of High Voltage

Cross-Linked Polyethylene Cable (XLPE) using Thermal Aging, Johannesburg, 2023.

[24] P. Ashworth, Comparing high voltage overhead and underground transmission infrastructure (up

to 500 kV), Sydney: The University Of Queensland, 2023.

1 / 2

Vastused ja kommentaarid Saaremaa Vallavalitsuse ettepanekule Eesti-Läti IV

elektriühenduse riigi eriplaneeringule

10.09.2026

Saaremaa Vallavalitsus ja Saarte Energiaagentuur pöördusid 04.03.2025 Majandus- ja

Kommunikatsiooniministeeriumi (edaspidi MKM) poole palvega Eesti-Läti IV elektriühenduse

riigi eriplaneeringus (edaspidi eriplaneering) rõhutatult välja tuua, miks eelistatakse õhuliini,

mitte ühenduse rajamist maakaablina.

MKM andis oma 02.04.2025 vastuskirjas nr 13-3/996-2 vallavalitsusele teada, et

eriplaneeringu raames maakaabli uuringut läbi ei viida ja kogu trassi ulatuses maakaabli

alternatiivi sisse ei tooda. Vastuskirja kohaselt pidi Elering koostama kirjelduse, kus

selgitatakse, miks ei saa ühe krundi piires minna maakaablisse ja miks ei ole üleüldiselt

ühiskonna jaoks mõistlik, kui 330 kV liin on suures osas maakaablis.

Kuna Saaremaa Vallavalitsusele ja Saarte Energiaagentuurile jäi jätkuvalt selgusetuks miks

ei kaaluta planeeringulahenduses maakaabli rajamist samadel alustel nagu õhuliini

trassikoridoride alternatiive, koostasid ja esitasid pöördujad 08.10.2025 nr 5-2/5585-1

küsimused MKM’ile.

Eelnevast lähtuvalt, tellis Elering AS Tallinna Tehnikaülikooli elektroenergeetika ja

mehhatroonika instituudi energiamajanduse ja kõrgepingetehnika uurimisrühmalt töö

“Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring“. Vastavas uuringus on piisava detailsusega välja toodud

mitmeid olulisi aspekte ja asjaolusid, mis lähtudes ning põhinedes peamiselt füüsikaseadustel

ja tavapraktikal, seletavad ning kirjeldavad ülikõrgepingeliste vahelduvvoolu õhu- ja

maakaabelliinide tehnilisi erinevusi ning põhjendavad miks on selliste maakaabelliinide

rajamine kümneid kordi kulukam kui õhuliinide rajamine.

Käesoleva dokumendi eesmärgiks – põhinedes peamiselt teostatud uurimistööle “Õhuliin-

maakaabel võrdlusuuring“ – on anda kommentaare ja vastuseid Saaremaa Vallavalitsuse

poolt 08.10.2025 kirjas nr 5-2/5585-1 MKM’ile esitatud küsimustele.

Taristu alginvesteering

Saaremaal eelistatud trassialternatiivil Mägi-Kurdla – Kotlandi korral tuleks planeeritava

330 kV liini pikkuseks ca 100 km. Avalike andmete alusel on hetkel maailma pikimaks 330 kV

ülikõrgepingeliseks vahelduvvoolu maakaabelliiniks Austraalias, Sidneys asuv South –

Haymarket, mille kogupikkuseks on ca 28 km.

Tehnilise keerukuse, praktilise kogemuse puudumise ja väga suure eeldatava rajamishinna

tõttu pole Austraalias olevast pikemat 330 kV vahelduvvoolu maakaabelliini maailmas senini

rajatud. Saaremaale rajatava 100 km maakaabelliini puhul oleks tegu esimese nn

eksperimentaalliiniga, mille hind koos lisaseadmetega kujuneks eeldatavalt üle 21 korra

suuremaks võrreldes sama pika ja võimsusega õhuliiniga.

Kui õhuliini korral tuleks arvestada rajamiskuluga ca 33 M€, siis maakaabelliini eeldatav

rajamiskulu ületaks 700 M€.

Taristu oodatav kasutusiga

Erinevate pingeklassidega õhuliinidel on erinevad oodatavad tehnilised eluead. Kuna 330 kV

transiitelektrivõrk peab olema talitluskindel ja pikaealine, on selle pingeklassi õhuliinide

oodatav eluiga 60…80 aastat.

Keerulisema konstruktsiooni ja spetsiaalsete erimaterjalide tõttu on kaabelliinide eeldatavad

eluead ca 1,5–2 korda lühemad õhuliinide eeldatavast elueast. Seega vajavad kaabelliinid

rekonstrueerimist iga ca 30…50 aasta järel.

Ehitajate tee 5 19086 Tallinn Rg-kood 74000323

Tel 620 2002 E-post [email protected] www.taltech.ee

2 / 2

Rekonstrueerimine tähendab aga sisuliselt uue kaabelliini rajamist. Kuuekümne aasta jooksul

tehtavad topeltinvesteeringud maakaabelliinidesse on nende selge puudus pikaealisemate

õhuliinide ees.

Trajektoori pikkuse erinevus (st. ei ole vajalik suure kaarega ümber minna majapidamistest?)

Kuigi maakaabel pakub teatud oludes tõesti täiendavaid trassi alternatiive võrreldes

õhuliinidega, tuleks jätkuvalt ka maakaabelliini korral mööda minna majapidamistest ja

muudest tundlikest aladest.

Nagu õhuliini juhtmete korralgi, peab maakaabelliini kaablitele olema tagatud ligipääs, et

võimaliku rikke korral saaks neid kiirelt remontida ja talitluskorda seada.

Eeldatavad hoolduskulud

Hoolduskulud sisaldavad mitmeid komponente. Kui sooviks on hoolduskuludena võrrelda

ainult nt liinikoridori perioodilist puhastamist puudest ja põõsastest, siis tõesti võivad sellised

kulud kaabelliinide korral moodustada ca 40% õhuliinidele minevatest kuludest.

Kui aga hoolduskuludena arvestada täiendavalt erinevate liini- ja alajaamakomponentide

hoolduseid liini eeldatava kasutusea jooksul, võib eeldada, et praktikas see protsent tuleb

suurem. Teada on, et liini koguhoolduskulud on väikesed võrreldes liini rajamismaksumusega.

Näiteks kui võtta aluseks võimaliku ülikõrgepingelise maakaabelliini eeldatava rajamis-

maksumuse, siis nii õhu- kui ka maakaabelliini liinikoridoride korral moodustaksid

hoolduskulud (st perioodiline puhastamine puudest ja põõsastest) nende eeldatava eluea

jooksul kokku alla 1% maakaabelliini rajamismaksumusest!

Eeldatavad elektrikaod

Eeldatavad elektrikaod sõltuvad suuresti antud elektriliini poolt edastatavast võimsusest, ehk

selle koormatusest. Madalamatel koormustel on ülikõrgepingeliste kaabelliinide elektrilised

kaod suuremad kui õhuliinidel, seda peamiselt kaabelliini suure mahtuvusuliku reaktiiv-

võimsuse genereerimise tõttu. Suurematel liinikoormustel võivad kaabelliini kogukaod jääda

väiksemateks kui need on õhuliinil. Liinikoormust, millal kaabel- ja õhuliinil on võrdsed kaod,

saab täpsemini hinnata kui on teada lõplikud tehnilised konfiguratsioonid mõlema liini korral.

Kuna vahelduvpinge liinid on harva koormatud nendele suurima lubatud koormusega siis

pigem võib eeldada, et kadude sesoonne erinevus jääb tagasihoidlikumaks kui 20%.

Trassi hooldamisel või likvideerimisel tekkivad utiliseerimiskulud

Võrreldes maakaabelliiniga, on õhuliini utiliseerimise kulud oluliselt tagasihoidlikumad.

Õhuliinidel kasutatakse suuresti materjale mis on lihtsasti taaskasutatavad (nt klaasist

isolaatorid, alumiiniumist ja terasest koosnevad liinijuhtmed ning rauast liinimastid) või

sobivad nt täitematerjaliks ehitusel (liinimasti vundamendi elemendid).

Maakaabelliini utiliseerimise teeb kulukaks selles kasutatava isolatsioonimaterjali (XLPE ja/või

PVC) käitlemine. XLPE (ristseotud polüetüleen) on raskesti taaskasutatav, see kas

mehaaniliselt jahvatatakse täiteaineks (nt asfaldisegu) või siis põletatakse spetsiaalses

prügipõletusjaamas. PVC (polüvinüülkloriid) materjali saab lihtsamini taaskasutada, sest seda

saab üles sulatada ja uueks tooteks vormida. PVC põletamine on aga ohtlik, sest sellest

eraldub toksilisi gaase.

Rikete tekkimise tõenäosus ja sellest tekkivad lisakulud

Senise kasutusinfo kohaselt toimub ülikõrgepingelistel maakaabelliinidel sama liinikilomeetri

kohta ligikaudu seitse korda enam püsivaid rikked kui õhuliinide korral (nt õhuliinide korral,

100 km liini pikkuse kohta, toimub 1 rike iga ca 28 aasta järel ning maakaabelliinidel vastavalt

1 rike iga ca 4 aasta ja 3 kuu järel).

Õhuliini püsiva rikke kõrvaldamise eeldatav aeg on üldjuhul alla 2 päeva. Ülikõrgepingelise

maakaabelliini rikke eemaldamise aeg on ca 25…45 päeva.

Paul Taklaja, PhD

Vanemlektor

Energiamajanduse ja kõrgepingetehnika uurimisrühm

Elektroenergeetika ja mehhatroonika instituut

Tallinna Tehnikaülikool

Suur-Ameerika 1 / 10122 Tallinn / 625 6342 / [email protected] / www.mkm.ee

Registrikood 70003158

Saaremaa Vallavalitsus

[email protected]

Teie 09.08.2026 nr 5-2/3223-2

Meie 15.09.2026 nr 13-3/2222-27

Vastuskiri

Täname Teid Eesti–Läti neljanda elektriühenduse riigi eriplaneeringu ja keskkonnamõju

strateegilise hindamise aruande eelnõu kohta esitatud arvamuse eest. Oleme Teie kirjas esitatud

seisukohad läbi vaadanud ning vastame neile järgnevalt.

Õhuliini ja maakaabli võrdlus

Olete välja toonud, et Saaremaa Vallavalitsus on varasemalt teinud ettepaneku hinnata õhuliini

ja maakaabliga kaasnevaid kulusid ning mõjusid võrreldavatel alustel. Samuti märkisite, et

Majandus- ja Kommunikatsiooniministeerium lubas tellida selleks sõltumatu eksperthinnangu,

kuid avaliku väljapaneku ajal ei olnud uuring veel materjalide hulgas. Vallavalitsus ei poolda

uute kõrgepinge õhuliinide rajamist ning eelistab Saaremaal maakaabli lahendust.

Elering AS-i tellimusel on nüüdseks valminud Tallinna Tehnikaülikooli eksperthinnang, milles

võrreldakse kõrge- ja ülikõrgepinge õhu- ning maakaabelliinide tehnilisi omadusi, töökindlust,

ruumivajadust ja maksumust. Käesoleva kirjaga edastame uuringu ka Saaremaa

Vallavalitsusele tutvumiseks.

Uuringus vaadeldi eraldi ka ligikaudu 100 km pikkust Mägi-Kurdla–Kotlandi 330 kV ühendust.

Eksperthinnangu kohaselt kaasneks nii pika maakaabelliiniga märkimisväärne

reaktiivvõimsuse kompenseerimise vajadus, täiendavate kompenseerimisalajaamade rajamine

ning sama ülekandevõimsuse saavutamiseks kahe või kolme paralleelse kaabliahela vajadus.

Samuti oleks maakaabli rikete kõrvaldamine õhuliiniga võrreldes oluliselt ajamahukam.

Uuringus hinnatakse Mägi-Kurdla–Kotlandi õhuliini rajamismaksumuseks ligikaudu 33

miljonit eurot, samas kui sama ühenduse maakaablina rajamise maksumus võib kujuneda üle

700 miljoni euro. Lisaks on maakaabli eeldatav tehniline eluiga õhuliinist lühem ning see võib

30–50 aasta järel vajada ulatuslikku rekonstrueerimist. Eksperthinnangu järeldus on, et Mägi-

Kurdla–Kotlandi 330 kV ühendus on tehnilist, töökindluse ja majanduslikku külge tervikuna

arvestades põhjendatud rajada õhuliinina.

Mõistame, et maakaabli peamisteks eelisteks on väiksem visuaalne mõju ja suurem

vastupidavus ilmastikutingimustele. Samas näitab eksperthinnang, et ligikaudu 100 km pikkuse

330 kV ühenduse rajamine maakaablina tooks kaasa oluliselt suuremad investeeringukulud

ning täiendavad tehnilised piirangud. Seetõttu on planeeringu koostamisel jõutud järeldusele,

et Saaremaa kesk- ja lääneosas on võrgu töökindlust, tehnilisi võimalusi ja majanduslikku

põhjendatust tervikuna arvestades eelistatud lahenduseks õhuliin.

2

Majandusliku põhjendatuse hindamisel tuleb arvesse võtta ka mõju elektritarbijatele, sest

elektrivõrgu investeeringute kulud kaetakse lõppkokkuvõttes võrgutasude kaudu, mida tasuvad

kõik võrguga liitunud tarbijad.

TalTechi analüüsi kohaselt võib Saaremaa lõigus maakaabli rajamine olla õhuliinist kümneid

kordi kallim (kuni 21 korda). Sellise lahenduse korral suureneks Eleringi põhivara väärtus ja

seeläbi ka ülekandetariifi arvutamise alus enam kui 20%, mis tähendaks kõrgemaid

võrgutasusid kõigile Eesti tarbijatele. Mõju ei kajastuks ainult kodutarbijate elektriarvetes, vaid

ka ettevõtete kuludes, mis kanduks edasi kaupade ja teenuste hindadesse. Seetõttu eelistatakse

tehniliselt ja keskkonnamõjude poolest võimalikku lahendust, mis saavutab riigi eesmärgid

väikseimate kuludega ning aitab vältida tarbetut hinnasurvet tarbijatele.

Õhuliinide kavandamine looduskaitsealadel ja tiheasustusaladel

Samuti on Saaremaa Vallavalitsus toonud välja, et looduskaitsealadel ja tiheasustusaladel ei ole

võimalik uusi õhuliine rajada ning vastav põhimõte on kavas sätestada ka koostatavas valla

üldplaneeringus.

Planeeringulahenduse koostamisel on trassikoridoride kujundamisel ning alternatiivide

võrdlemisel arvestatud looduskaitseliste väärtuste ja asustusega. Võimaluse korral on koridorid

kavandatud eluhoonetest ja kaitstavatest loodusobjektidest eemale ning mõju vältimiseks ja

vähendamiseks on planeeringus seatud täiendavad tingimused.

Selgitame, et riigi eriplaneeringu kehtestamise järgselt ei ole võimalik õiguspäraselt koostada

ega kehtestada üldplaneeringu lahendust, mis takistaks riigi eriplaneeringu elluviimist või oleks

vastuolus riigi eriplaneeringus kavandatuga. Seetõttu palume koostatavas Saaremaa valla

üldplaneeringus arvestada Eesti-Läti neljanda elektriühenduse riigi eriplaneeringu lahendusega

ning käsitleda vajaduse korral selle seoseid üldplaneeringu üldiste ruumilise arengu

põhimõtetega.

Täiendava alajaama rajamine Valjala piirkonda

Tegite ka ettepaneku kaaluda Saaremaa elektrivõrgu tugevdamiseks täiendava alajaama

rajamist Valjala piirkonda.

Elering AS-i hinnangul annab Saaremaa olemasolevale elektrivõrgule suurima tugevdava mõju

esimene kavandatava 330 kV võrguga ühendatav 330/110 kV ühendus, mis on planeeritud

Kotlandi alajaama. Kui tulevikus tekib vajadus Saaremaa elektrivõrku täiendavalt tugevdada,

on selleks võimalik kasutada Mägi-Kurdla alajaama. Mõlema alajaama maa-ala suuruse

määramisel on arvestatud võimaliku tulevase laiendamise vajadusega, mis võib tuleneda nii

võrgu tugevdamisest kui ka uutest liitujatest. Seetõttu ei kavandata käesolevas riigi

eriplaneeringus täiendavat alajaama Valjala piirkonda. Samas ei välista lahendus tulevikus

täiendavaid võrguarendusi, kui selleks tekib põhjendatud tehniline vajadus.

Täiendavalt on manuses Tallinna Tehnikaülikooli elektroenergeetika ja mehhatroonika

instituudi koostatud vastus Saaremaa Vallavalitsuse 08.10.2025 kirjale nr 5-2/5585-1, mis

tugineb uuringule „Õhuliin-maakaabel võrdlusuuring“.

Planeeringu ja KSH aruande koostamist jätkatakse, arvestades menetluse käigus esitatud

arvamusi ning neile antud vastuseid. Planeeringulahenduse ja mõjude hindamise tulemusi

tutvustatakse ka avalikel aruteludel, mis toimuvad 2026. aasta septembris. Täpsem teave on

kättesaadav planeeringu veebilehel Eesti–Läti neljas elektriühendus.

3

Lugupidamisega

(allkirjastatud digitaalselt)

Ivan Sergejev

planeeringute asekantsler

Monika Korolkov +372 5884 7055

[email protected]