Destrukce stožáru vedení V497 způsobená tornádem
Ničivé tornádo, které se v červnu 2021 prohnalo jižní Moravou, za sebou zanechalo i poškozené 400kV vedení V497 spojující jihomoravskou transformovnu Sokolnice se Slovenskem. Způsobilo pád a destrukci osmi stožárů. Společnost ČEPS, provozovatel přenosové soustavy, situaci brzy po havárii dočasně vyřešila náhradní přenosovou trasou v poškozené části vedení. Zároveň zahájila přípravné práce na opravu V497, která byla ukončena a vedení zprovozněno v plánovaném termínu 31. 1. 2022.
Dne 24. 6. 2021 v 19:15 hodin došlo k výpadku mezinárodního vedení 400 kV s provozním označením V497, které propojuje transformovnu Sokolnice na české straně s transformovnou Stupava situovanou na území Slovenska. Po výpadku vedení proběhly na straně obou provozovatelů ČEPS a SEPS (Slovenská elektrizačná prenosová sústava) standardní úkony spojené s identifikací a vyhodnocením poruchy, přičemž na základě působení ochran byla za místo události označena lokalita jižní Moravy, přes kterou prošlo v době výpadku vedení devastující silou tornádo. Jak se následně prokázalo, v zasaženém prostoru mezi Břeclaví a Hodonínem se v průběhu silné bouře vyskytlo tornádo, které bylo na základě způsobených škod vyhodnoceno jako spadající do kategorie F3–F4 Fujitovy stupnice. Postupovalo od jihozápadu k severovýchodu po ose Břeclav – Hrušky – Moravská Nová Ves – Mikulčice – Lužice – Hodonín a před obcí Hrušky zasáhlo, resp. prošlo skrz vedení V497 v oblasti, kde se nachází otevřená, velmi mírně zvlněná krajina.
Lokalizaci přesného místa poruchy vedení V497 a identifikaci poškození zařízení ztížily značné škody způsobené tornádem a omezení dopravy. I přes tyto komplikace došlo v rámci zásahu pohotovostní skupiny společnosti ČEPS k lokalizaci přesného místa poruchy a určení konkrétních škod na zařízení přenosového vedení 400 kV. Postupně byly již během noci identifikovány úplné destrukce sedmi stožárových konstrukcí typu Mačka (č. 143, 144, 145, 146, 147, 148 a 149) a významné poškození spojené s narušením statiky stožáru č. 150. Vedení V497 bylo uvedeno do provozu v roce 1986 a jeho stožárové konstrukce byly vyrobeny z pozinkované oceli třídy 11 373 a 11 523.
Účinky působení tornáda – různé směry pádu stožárů i zkroucené konstrukce
Havárie postihla kotevní úsek mezi výstužnými stožáry č. 142–151 o celkové délce 3 115 metrů. Charakter poškození stožárových konstrukcí byl neobvyklý a o přímém působení tornáda svědčily i rozdílné směry pádu jednotlivých stožárů, které lze vysvětlit rotačními účinky postupujícího extrémního meteorologického jevu. Deformace byly navíc v několika případech viditelně spojeny s krutem konstrukce. Oba výztužné stožáry č. 142 a 151 zůstaly v lokalitě zasažené tornádem staticky nepoškozeny, a zabránily tak kaskádovitému rozšíření havárie do dalších úseků. Lana fázových vodičů a zemnicích lan nebyla přerušena.
Popisovaná havárie způsobila dočasné zastavení provozu na dálnici D2 Brno–Bratislava, kterou V497 křižuje na cca 50. kilometru mezi stožáry č. 146 a 147. Přes dálnici zůstaly po destrukci obou přilehlých stožárů ležet fázové vodiče i zemnicí lana. Spadlá lana vedení byla z dálnice odklizena následující den po havárii krátce po 13. hodině.
Výstavba náhradní přenosové trasy proběhla za tři týdny
Vzhledem k povaze a rozsahu poškození vedení V497 bylo hned následující den po havárii rozhodnuto o výstavbě takzvané náhradní přenosové trasy (NPT), která by zajistila provozuschopnost vedení do doby provedení opravy v plném rozsahu, respektive uvedení do původního stavu. NPT představuje stavebnicový systém provizorních stožárů tvořený unifikovanými konstrukčními díly. Rozdíl NPT oproti standardnímu vedení spočívá ve zhruba poloviční výšce stožárů stavěných zhruba třikrát hustěji, aby byla dodržena bezpečná vzdálenost vodičů nad terénem. Tyto stožáry nemají pevné betonové základy – jejich konstrukce stojí na dřevěných pražcích a je podle své velikosti kvůli stabilitě ukotvena minimálně osmi lanovými kotvami. Tento koncept tak má vysokou mobilitu, lze jej přizpůsobit příslušným místním podmínkám a je možné ho instalovat v relativně krátké době. Společnost ČEPS má NPT, kterou buduje pouze výjimečně v situacích, kdy je třeba rychle obnovit přenos v poškozeném vedení, zajištěnu formou služby poskytované společností OMEXOM GA Energo.
V tomto konkrétním případě bylo třeba pomocí NPT překlenout postižený úsek o délce 3 115 metrů, což podle příslušné projektové dokumentace představovalo instalaci 33 provizorních stožárových konstrukcí. Fázový vodič byl zvolen v provedení dvojsvazek AlFe 450/52 s maximální přenosovou schopností 1 530 A, nicméně v případě potřeby mohl být použit i trojsvazek s maximální zatížitelností 2 265 A. Samotná výstavba NPT trvala 21 dní, přičemž celková doba do jejího zprovoznění, včetně projekční části a všech dalších souvisejících prací, trvala 28 dní. Vedení V497 s využitím NPT bylo uvedeno zpět do provozu 21. 7. 2021. Trasa NPT vedla přes dálnici D2, nicméně během instalace (a nakonec i demontáže) byl provoz na dálnici omezen vždy pouze částečně uzavřením jen jednoho pruhu v každém směru, přičemž práce na stavbě probíhaly za nejpřísnějších bezpečnostních podmínek. Následný provoz vedení V497 až do plánované odstávky pro finální opravu se obešel bez komplikací a průběžná kontrola stavu NPT probíhala v předepsaném intervalu.
NPT je standardním nástrojem řešení havarijních stavů, kterým provozovatel přenosové soustavy dlouhodobě disponuje. V minulosti ji ČEPS využila například v roce 2003 na blokovém vedení V465/466 z elektrárny Prunéřov II, tři roky poté na přeshraničním vedení V441 (SRN) nebo v roce 2008 na vedení V415 po působení orkánu Emma.
Oprava vedení – původní stožáry typu Mačka nahradil typ Delta
Bezprostředně po havárii začali pracovníci ČEPS pracovat na přípravě podkladů pro výběr zhotovitele projektové dokumentace. Proběhlo statické posouzení stožárových konstrukcí v místě styku se základovými díly a zjistilo se, že deformace je takového rozsahu, že nebude možné zachovat stávající základové díly a postavit nově pouze vrchní část stožárů. Byla tedy nutná kompletní demolice původních základů a betonáž nových.
Dále bylo potřeba přihlédnout ke skutečnosti, že výroba stožárů vyžaduje zpracování výrobní a montážní dokumentace, která je časově náročná. K původním stožárovým konstrukcím typu Mačka z roku 1986 nebyla tato dokumentace k dispozici. Proto jsme se rozhodli pro jejich nahrazení typem Delta (dalším důvodem pak byla podobnost obou typů, které jsou pro laika téměř k nerozeznání). Toto rozhodnutí výrazně zkrátilo dobu zpracování projektové dokumentace.
Příprava i realizace stavby vedení v extrémně krátkém termínu
Kvůli zvýšení bezpečnosti se dále rozhodlo, že nosný stožár č.147 nacházející se nejblíže dálnice D2 bude nahrazen stožárem kotevním a zemnicí lana budou v místě křížení s D2 a v obou ke křižovatce s dálnicí přilehlých rozpětích osazena výstražnými koulemi. Tímto byl definován technický rozsah projektové dokumentace pro provedení stavby (DPS). DPS zpracovala a odevzdala společnost OMEXOM GA Energo 30. 8. 2021, tj. pouhých devět týdnů po havárii.
Souběžně probíhala jednání se zástupci společnosti SEPS o možném termínu realizace tak, aby odstávka V497 neohrozila další plánované akce v přenosových soustavách obou společností. Odstávka byla po složitých jednáních dohodnuta na termín 3.–31. 1. 2022.
V září proběhlo výběrové řízení na zhotovitele stavby, přičemž ČEPS požadovala realizaci stavby v termínu 10/2021 – 31. 1. 2022, tedy v extrémně krátkém čase pro zajištění dodávek materiálu, dostatečných montážních kapacit a dodržení všech technologických postupů. Vítězem výběrového řízení se stala společnost SPIE Elektrovod, a. s., a v polovině října 2021 došlo k předání staveniště. Počasí bylo naštěstí příznivé a kompletní práce na betonáži základů včetně stavby stožárů byly dokončeny 21. 12. 2021. Pracovníci zhotovitele si tak mohli dopřát zasloužený vánoční odpočinek.
Montáž izolátorových závěsů, tažení vodičů a další související práce byly realizovány v plánovaném termínu odstávky a zapnutí, respektive předání V497 do provozu proběhlo 31. 1. 2022. Současně byla dokončena demontáž NPT, která sloužila do 3. ledna letošního roku. Do konce září 2022 se ještě uskuteční nátěr stožárů ochranným nátěrovým systémem, jehož součástí je výstražné červenobílé značení vrchních částí v blízkosti dálnice.
Jiří Brejcha
Ing. Ladislav Paul
Ing. Milan Sedláček
ČEPS, a. s.
