523 2020 Endringsartikkel 2857

1 Endringsinformasjon

EndringsID	2857
Forslagsdato	04.12.2020
Forslagsstiller	Trine Bye Sagen
Klassifisering	Kravendring
Bok	523 Tunneler, vedlikehold
Kapittel	4 Generelle tekniske krav
Avsnitt	5 Vann- og frostsikring
Forslagstekst	Risikovurdering (1996) for bruk av ubeskyttet PE-skum, som kravene i regelverket har tatt utgangspunkt i, er oppdatert. Oppdateringen er gjort for å reflektere endringer i grunnlagsdata. Resultatene viser at forbedrede brannegenskaper i moderne togmateriell har redusert risikonivået for brann i tunnel sammenliknet med risikovurderingen utført i 1996. Forbedringene bidrar til redusert frekvens/sannsynlighet for en stor brann i tog, samt at brannutviklingen skjer langsommere. Kravene i regelverket gås igjennom basert på den oppdaterte risikovurdering fra 2020. Sannsynligheten for at brennende tog må stanse i tunnel er beregnet basert på generisk frekvens for stans av tog i brann i tunnel og sannsynlighet for at hovedsignal er i stopp. I andre tilfeller enn dette antas det at lokfører ved brann vil styre togets nedbremsing og dermed stoppe toget før tunnel, eller rulle/bakke ut av tunnelen. Et brennende tog som må stoppe er antatt å bli stående, og vil med stor sannsynlighet antenne eventuelle ubeskyttet PE-skum som befinner seg ved eller i nærheten av brannstedet. Dersom det ikke er signal i tunnelen, eller det ikke er PE-skum i det området hvor tog står ved stopp for signal, er nytte/kostnadstallene for å sikre evt. PE-skum lavere, og tiltaket er derfor vurdert å ikke være kostnadseffektivt. Resultatene viser at risiko knyttet til brann som oppstår i tunnelutrustning er høyere enn for brann som oppstår i tog. Dette er som følge av høyere frekvens for brann i tunnelutrustning. I løpet av en 10 års periode har det vært åtte branner i eller ved tunnelutrustning i Norge. Det er knyttet betydelig usikkerhet til konsekvensene av brann i tunnelutrustning med tanke på stans av tog i tunnel og evakuering, og vurderingene er konservative. Uansett er det viktig å se nærmere på krav til avstand til spenningsførende installasjoner som kan føre til antennelse av ubeskyttet PE-skum.
Referansedokumenter	Oppdatert risikovurdering DNV ubeskyttet PE-skum (2020)

2 Systemdefinisjon

Den oppdaterte risikovurderingen konkluderer med at dagens krav om minimum 100 m avstand mellom felt på 50 m² vil være tilstrekkelig. Risikovurderingen konkluderer også med at for tunneler uten signal kortere enn 500 m, er sannsynligheten for at et brennende tog må stoppe i tunnelen så liten at det er mindre hensiktsmessig med restriksjoner på bruk av ubeskyttet PE-skum. Det anbefales likevel at man unngår å benytte ubeskyttet PE-skum i lange, sammenhengende partier. Det vurderes imidlertid dithen at kravene i regelverket beholdes, og at ev. avvik fra regelverket om økt mengde ubeskyttet PE-skum/endret avstand mellom felt, ivaretas gjennom dispensasjonsapplikasjon der risikomodellen fra DNV benyttes. På bakgrunn av antall dispensasjoner vil vi vurdere å endre kravet til feltstørrelse og avstand for korte tunneler.

Det finnes flere historiske hendelser der utstyr for banestrømforsyning/kontaktledning har antent PE-skum. Kjente årsaker har vært: (1) serielysbue som er antent ved brudd i kabelterminering, (2) ledende deler i tunneltaket som har falt ned på kontaktledningsanlegget, (3) kort avstand til spenningsførende del. Reduksjon av risiko knyttet til slike forhold vil være (1) å sikre tilstrekkelig avstand mellom PE-skum og kabeltermineringer og andre mulige bruddsteder i kontaktledningsanlegget, og (2) å unngå montasje av ledende deler i tunneltaket over kontaktledningen, eventuelt etablere rutiner som sikrer at delene er godt nok festet og jordet. For (3) er det usikkert konkret hvordan PE-skummet har blitt antent, men det antas at det enten har oppstått direkte kontakt eller overslag gjennom luft til overflaten av PE-skummet, eller at det har oppstått overslag til en jordet del nær PE-skummet der varmen fra overslaget har antent PE-skummet. Det beste tiltaket anses å være styrket isolasjonskoordinering slik at sannsynligheten for overslag fra kontaktledningen rett i nærheten av PE-skummet begrenses.

Tilstrekkelig avstand mellom felter med ubeskyttet PE-skum og spenningsførende deler i kontaktledningen vil bidra til lavere sannsynlighet for at det elektriske anlegget kan antenne PE-skummet ved feilhendelser. Imidlertid er mange av Bane NOR sine tunneler svært trange og det vil uansett være nødvendig å bygge deler av anleggene med svært korte isolasjonsavstander.

Isolasjonsavstander (klaringer) i kontaktledningsanlegget er definert ut ifra hvor stor impulsspenning i kontaktledningen som med høy sannsynlighet ikke vil tenne lysbue over isolasjonsavstanden. De definerte isolasjonsavstandene har liten innvirkning på sannsynligheten for å antenne PE-skum under ulike typer (mekaniske) feilhendelser som (1) og (2) over. Det vil eventuelt være nødvendig med andre tiltak for å begrense sannsynlighet for brann under slike hendelser.

Vi vurderer det uansett slik at et bevisst forhold til isolasjonsavstander i nærheten av uisolert PE-skum vil ha en effekt i å begrense risiko knyttet til lett brennbart PE-skum i nærheten av spenningssatt kontaktledning. Nedenstående endring i Felles elektro, Prosjektering og bygging, Isolasjonskoordinering og overspenningsbeskyttelse, har til hensikt å reflektere det.

2.1 Eksisterende krav

TRV:02926

a) Impulsholdespenning: Impulsholdespenning skal være U_Ni = 125 kV.

1. Utførelse: For spesielt sårbare anleggsdeler kan impulsholdespenningen økes til 170 kV for å redusere sannsynlighet for overslag.

TRV:02928

c) Klaringer i luft: Minste klaring mot jord i luft skal i samsvar med EN 50124-1 settes lik:

• 235 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 125 kV,
• 270 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 145 kV og
• 310 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 170 kV.

1. Verifikasjon: Verifikasjon av tilstrekkelig klaring skal gjennomføres ved måling av klaringen, eller ved test.
2. Verifikasjon: Der tilstrekkelig klaring for komponenter verifiseres med test, skal lynimpulstest i henhold til EN 50124-1 utføres som typetest hos produsent eller tredjepart, og kraftfrekvenstest i henhold til EN 50124-1 utføres som rutinetest.
3. Verifikasjon: Der tilstrekkelig klaring for et sammensatt anlegg verifiseres med test, skal testen utføres som en kraftfrekvenstest i henhold til EN 50124-1.

TRV:02929

d) Klaringer i luft for bevegelig innspente liner: For bevegelig innspente liner i kontaktledningsanlegget kan klaringene som er angitt i punkt c) (fra EN 50124-1) mot jord i luft, reduseres til:

• 150 mm (statisk klaring) og
• 100 mm (dynamisk klaring).

1. Utførelse: Ved seksjonering med bruk av seksjonsisolator skal isolasjonsavstanden mellom spenningssatt del og frakoblet/jordet del i henhold til veiledningen til FEF §8-3 være minst 150 mm.
2. Utførelse: Krav til dynamisk klaring skal overholdes ved en kraft på 200 N mellom strømavtaker og kontakttråd.
3. Utførelse: For å begrense risiko for overslag ved bruk av mindre klaringer enn spesifisert i EN 50124-1, bør det benyttes tilleggsbeskyttelse, for eksempel overspenningsavleder eller isolert leder.

2.2 Forslag til endringer

TRV:02926

a) Impulsholdespenning: Impulsholdespenning skal være U_Ni = 125 kV.

1. Utførelse: For spesielt sårbare anleggsdeler bør impulsholdespenningen settes til 170 kV, eller minst ett nivå høyere enn overspenningsavlederens restspenning for å oppnå margin, med referanse til de opplistede nivåene i krav c) (TRV:02928).
2. Utførelse: Krav til impulsholdespenning for en anleggsdel kan reduseres ved bruk av overspenningsavleder som begrenser restspenningen til et definert nivå.

Spesielt sårbare anleggsdeler omfatter transformatorer, kabler og områder med brannfarlige omgivelser. Ubeskyttet PE-skum i tunneler anses å utgjøre brannfarlige omgivelser.

TRV:02928

c) Klaringer i luft: Minste klaring mot jord i luft skal i samsvar med EN 50124-1 settes lik:

• 150 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 75 kV,
• 180 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 95 kV,
• 235 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 125 kV,
• 270 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 145 kV,
• 310 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 170 kV, og
• 380 mm ved impulsholdespenning U_Ni = 200 kV.

1. Utførelse: Der tilstrekkelig klaring ikke kan oppnås, kan det benyttes tilleggsbeskyttelse for å hindre lysbuedannelse.
2. Verifikasjon: Verifikasjon av tilstrekkelig klaring skal gjennomføres ved måling av klaringen, eller ved test.
3. Verifikasjon: Der tilstrekkelig klaring for komponenter verifiseres med test, skal lynimpulstest i henhold til EN 50124-1 utføres som typetest hos produsent eller tredjepart, og kraftfrekvenstest i henhold til EN 50124-1 utføres som rutinetest.
4. Verifikasjon: Der tilstrekkelig klaring for et sammensatt anlegg verifiseres med test, skal testen utføres som en kraftfrekvenstest i henhold til EN 50124-1.

Overslag i luft oppstår der det elektriske feltet er høyere enn luftens dielektriske holdfasthet. Eventuell tilleggsbskyttelse må etableres slik at det elektriske feltet i luft ikke blir så sterkt at det oppstår overslag. Tilleggsisolasjon vil også kunne føre til at et eventuelt overslag i luft vil føre så lav strøm at overslaget blir ufarlig.

TRV:02929

d) Klaringer i luft for bevegelig avspente liner: For bevegelig avspente liner i kontaktledningsanlegget kan følgende klaringer benyttes, i henhold til EN 50119:

• 150 mm (statisk klaring) og
• 100 mm (dynamisk klaring).

1. Betingelse: Disse klaringene tillates ikke benyttet uten tilleggsbeskyttelse i brannfarlige omgivelser.
2. Utførelse: Ved seksjonering med bruk av seksjonsisolator skal isolasjonsavstanden mellom spenningssatt del og frakoblet/jordet del i henhold til veiledningen til FEF §8-3 være minst 150 mm.
3. Utførelse: Krav til dynamisk klaring skal overholdes ved en kraft på 200 N mellom strømavtaker og kontakttråd.

Med disse klaringene unngår man overslag ved sannsynlige koplingsoverspenninger. Det forventes likevel at lynspenninger kan gi overslag. I brannfarlige omgivelser må klaringene økes og koordineres med bruk av overspenningsavleder og/eller tilleggsisolasjon som angitt i krav a) og c). En praktisk tilnærming vil være å etablere overspenningsavleder ved hver tunnelmunning i tilfeller med kort avstand til ubeskyttet PE-skum.

--

Det legges inn en lenke til disse kravene fra 523 Tunneler/Vedlikehold/Generelle tekniske krav

3 Vurdering av endringen

3.1 R - pålitelighet

Endringen forbedrer påliteligheten ved at sannsynligheten for at høyspenningsanleggene antenner omkringliggende PE-skum reduseres noe.

3.2 A - tilgjengelighet

Endringen forbedrer tilgjengeligheten for jernbanen ved at det er mindre sannsynlighet for at banen må stenges som følge av en hendelse, se "Pålitelighet".

3.3 M - vedlikeholdbarhet

Endringen påvirker ikke vedlikeholdbarheten.

3.4 S - sikkerhet

Endringen kan ha en positiv påvirkning på sikkerheten ved at sannsynligheten for at kontaktledningsanlegget kan antenne brann i PE-skum i tunneler blir noe redusert. Det finnes imidlertid mange barrierer mot at en slik brann kan føre til sikkerhetskonsekvenser for personer, slik at påvirkningen på sikkerhet blir liten.

3.5 L - levetid og kapasitet

Endringen påvirker ikke banens levetid og kapasitet.

3.6 Ø - økonomi

Økonomi vurderes som den største risikoen med endringen. PE-skum brukes hovedsakelig i trange tunneler. Med større avstandskrav til kontaktledningen i nærheten av PE-skum kan kravet i flere eksisterende tunneler bli utfordrende å oppfylle ved fornyelse av kontaktledningen og ved innføring av nye felter med PE-skum. Metoder for å løse slike utfordringer uten å måtte øke tunnelprofilet kan være:

• Bruk av overspenningsavleder som reduserer den største overspenningen i tunnelen
• Isolasjon rundt bæreline ved nærføringen
• Bruk av konstruksjoner for kontaktledning med lav byggehøyde

3.7 K - klima og miljø

Endringen påvirker ikke klima og miljø.

4 Innstilling fra fagansvarlig

Innstiller på endringen. --Stoy (diskusjon) 27. jan. 2021 kl. 13:22 (CET)

--Trine Bye Sagen (diskusjon) 27. jan. 2021 kl. 13:22 (CET)

5 Behandling i godkjenningsrådet

5.1 Trafikk

ok--Erik Borgersen (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 12:38 (CET)

5.2 Prosjekter

OK--Jse (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 14:46 (CET) ok--Magheg (diskusjon) 3. feb. 2021 kl. 07:07 (CET)

5.3 Infrastruktureier

Ok--Tbr (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 22:16 (CET)

5.4 Teknologi

OK --Christopher Schive (diskusjon) 2. feb. 2021 kl. 14:37 (CET)

5.5 Konklusjon

Endringen gjennomføres