510 2020 Endringsartikkel 2640
Innhold
1 Endringsinformasjon
| EndringsID | 2640 |
| Forslagsdato | 14.04.2020 |
| Forslagsstiller | Øyvind Stensby |
| Klassifisering | Nytt krav |
| Bok | 510 Felles elektro |
| Kapittel | 6 Jording og utjevning |
| Avsnitt | 4 Dimensjonering |
| Forslagstekst | Endringsforslaget gjelder krav a og b, om krav til ledertype og lederisolasjon. Dette er stilt som funksjonelle krav, men det er gitt liten veiledning knyttet til kravene.
Foreslår å utbedre dette, enten ved å gi mer utfyllende veiledning beskrivelser og angivelse av fordeler og ulemper knyttet til ulike løsninger, eller ved å stille mer konkrete løsningskrav knyttet til valg av ledermateriale og til valg av isolert/uisolert leder. |
| Referansedokumenter |
2 Systemdefinisjon
Kravforslaget gjelder elektriske ledere tilknyttet returkretsen. Funksjonen til en elektrisk leder er å begrense potensialforskjellen mellom tilkoplete deler ved drift og kortslutning. Ledere vil føre drifts- og kortslutningsstrømmer, og må være dimensjonert for det for å unngå overoppvarming utover det de tåler.
Lederne har ulike styrker og svakheter, og ulike ledertyper er egnet for ulike anvendelser. Ulike ledertyper har ulik strømføringsevne, mekanisk styrke, korrosjonsmotstand, håndterbarhet, kostnad, attraktivitet for metalltyver. Brudd i en leder kan variere fra ingen konsekvens dersom anlegget er redundant oppbygd, til at det kan oppstå driftsforstyrrelse eller høy tilgjengelig spenningsforskjell med tilhørende personfare ved kortslutning eller normal drift.
Eksisterende krav:
a) Ledertype: Egnet ledertype og ledertverrsnitt skal velges for elektriske ledere tilknyttet returkretsen.
- Utførelse: Ledere som forlegges uisolert i jord, skal ha en utførelse som er beskrevet i tillegg C i EN 50522:2010 (NEK 440), og oppfylle minstekravene til dimensjonering som er angitt der for å sikre mekanisk styrke og korrosjonsmotstand.
- Vurdering: Egnethet bør vurderes ut ifra strømføringsevne, mekanisk styrke, håndterbarhet, påregnelige ytre påvirkninger, kostnader og fare for tyveri og hærverk.
Forslag til nytt krav:
a) Ledertype: Egnet ledertype skal velges for elektriske ledere tilknyttet returkretsen.
- Vurdering: Egnethet skal vurderes ut ifra strømføringsevne, mekanisk styrke, korrosjonsmotstand, håndterbarhet, kostnader, fare for tyveri og hærverk, og eventuelle andre påregnelige ytre påvirkninger.
- Utførelse: Ledere som forlegges uisolert i jord, skal oppfylle minstekrav til dimensjonering som angitt i tillegg C i EN 50522:2010 (NEK 440) for å sikre mekanisk styrke og korrosjonsmotstand.
- Utførelse: Veiledning i Vedlegg x kan brukes som utgangspunkt for vurdering og valg av ledertype.
Vedlegg x:
Vanlige materialvalg er kobber, stål og aluminium. Noen aktuelle vurderinger:
- Mangetrådige ledere er fleksible og leder høye frekvenser og lynimpulser godt, men korroderer lettere enn flertrådige eller massive ledere.
- Hardtrukne ledere er mer utsatt for brudd ved gjentakende bøyninger enn glødete ledere. Ledere som er forlagt nær sporkonstruksjonen utsettes for vibrasjoner og rystelser fra passerende tog som kan utgjøre et stort antall slike bøyninger.
- Uisolerte ledere i jord fungerer som en jordelektrode og bidrar til å forbedre returkretsens jordforbindelse. Se EN 50522:2010 tillegg C for krav til uisolerte ledere forlagt i jord. Bånd og ledere med tykke tråder gir best korrosjonsbeskyttelse.
- Stål og aluminium har normalt lavere kostnad enn kobber.
- Stål og aluminium er mindre utsatt for tyveri og hærverk enn kobber.
- Stål har lav strømføringsevne sammenliknet med aluminium og kobber.
- Aluminium korroderer fort i alkalisk eller surt miljø og ved forlegningsmetoder som innebærer et slikt miljø må aluminiumsledere beskyttes mot korrosjon.
| Anvendelse | Foreslåtte ledertyper | Begrunnelse |
|---|---|---|
| Langsgående jordleder opphengt i luft | Uisolert aluminium | Aluminium har lav kostnad og er lite attraktivt for metalltyver. |
| Langsgående jordleder i kabelkanal | Isolert aluminium | I kabelkanal må det benyttes isolasjon. Aluminium har lav kostnad og er lite attraktivt for metalltyver. |
| Langsgående jordleder i jord | Uisolert kobber eller stål | Kobber benyttes for å begrense spenningsstigning ved feil og ved behov for lav motstand i lederen. Det vil si de fleste tilfeller. Stål kan vurderes som alternativ, men kan kreve tett tilkobling til sporet for å begrense spenningsstigning ved kortslutning. Potensialstyring under betongelementer på plattform vil være et aktuelt bruksområde. Begrunnelse for å velge stål framfor kobber vil være lavere kostnad. |
| Utjevning til kjøreskinne ved dobbeltisolert sporfelt | Isolert aluminium eller kobber | Ved dobbeltisolert sporfelt må utjevninger til kjøreskinnene være isolert for å beskytte sporfeltenes funksjon. Aluminium har nesten like gode elektriske egenskaper som kobber men har lavere kostnad og er mindre attraktivt for metalltyver. Ved tilkobling til kjøreskinne med aluminiumsleder må utførelsen være slik at vanninntrengning i isolasjonen med tilhørende fare for korrosjon unngås. |
| Utjevning til kjøreskinne som ikke er isolert for sporfelt Utjevning til langsgående jordleder i jord Utjevning til langsgående jordleder i kabelkanal Utjevning til midtpunkt på filterimpedans |
Uisolert stål, Isolert aluminium, Isolert eller uisolert kobber |
Uisolert leder har lavere kostnad enn isolert leder. Uisolert leder forbedrer strekningens jordforbindelse der lederen er i kontakt med jord. Uisolert leder tåler å bli varmere enn isolert leder. Ved forlegning i kabelkanal er det krav om at lederen skal være isolert eller i rør. Stål har lav strømføringsevne og kan kreve stort tverrsnitt der kortslutningsstrømmene er store. Ved tilkobling til kjøreskinne med aluminiumsleder må utførelsen være slik at vanninntrengning i isolasjonen med tilhørende fare for korrosjon unngås. |
| Utjevning til langsgående jordleder opphengt i luft | Uisolert aluminium, kobber eller stål | Disse utjevningene er korte og økonomisk har valg av materiale lite å si. Stål har lav strømføringsevne og kan kreve stort tverrsnitt der kortslutningsstrømmene er store. |
| Tverrforbinder mellom spor | Isolert aluminium, Uisolert eller isolert kobber |
Kobber kan benyttes uten isolasjon for å begrense kostnadene og for å oppnå jordelektrodevirkning når lederen er i kontakt med jord. Der lederen må være isolert av hensyn til føringsvei (i kabelkanal, i master/åk, etc), så kan aluminium brukes for å oppnå lavere kostnader. |
| Overkast, skinneforbinder, tverrforbinder mellom skinner | Uisolert eller isolert kobber | Uisolert kobber gir størst strømføringsevne for driftsstrøm. Minstekrav for ledere som kobles til kjøreskinnene er 50 mm2 av hensyn til mekanisk styrke. Disse lederne er i et miljø der de kan bli utsatt for store mekaniske påkjenninger, og for bedre beskyttelse kan et større minstetverrsnitt (eks. 70 mm2) være hensiktsmessig. |
3 Vurdering av endringen
3.1 Generelt
Det viktigste formålet med endringen er å redusere livsløpskostnader ved å angi at det kan brukes ledertyper som har lave investeringskostnader og som er lite attraktive for metalltyver: Det vil si at i en del tilfeller kan det brukes aluminium eller stål framfor kobber.
3.2 R - pålitelighet
Valg av korrekt ledertype bidrar til å forhindre skader som kan oppstå på lederen.
3.3 A - tilgjengelighet
Elektriske ledere er et passivt system som, korrekt dimensjonert, skal være tilgjengelig 100% av tiden. Brudd kan føre til driftsstans og til høye tilgjengelige spenningsforskjeller. Riktig valg av ledertype forhindrer brudd og sikrer dermed at lederne er tilgjengelige og oppfyller funksjonen å begrense potensialforskjell mellom tilgjengelige deler ved drift og kortslutning.
3.4 M - vedlikeholdbarhet
En elektrisk leder er et passivt system som i utgangspunktet ikke trenger annet vedlikehold enn sporadisk kontroll av elektrisk kontinuitet. Valg av ledertype påvirker ikke muligheten for vedlikehold.
3.5 S - sikkerhet
Ledere tilknyttet returkretsen har en sikkerhetsrelatert funksjon ved at det kan oppstå høy tilgjengelig spenning ved brudd, som i noen tilfeller kan medføre berøringsfare ved normal drift eller under en kortslutning. Det skal normalt flere hendelser til før en farlig situasjon oppstår. I de tilfellene et enkelt brudd alene vil føre til en farlig situasjon krever Teknisk regelverk at lederen skal være dublert. Det er krav om jevnlig kontroll av ledere tilknyttet returkretsen ettersom de påvirker berøringssikkerheten til ledende deler nær jernbanen.
Valg av riktig ledertype begrenser muligheten for brudd i ledere i returkretsen og det bidrar derfor til å forbedre sikkerheten.
3.6 L - levetid og kapasitet
Elektriske ledere kan degraderes ved mekaniske påkjenninger, korrosjon og degradering av isolasjon. Valg av type og forlegning som begrenser degradering kan føre til at de elektriske lederne i praksis vil ha større levetid enn anlegget for øvrig.
Kapasitet (strømføringsevne) for lederen er det eget krav for. Strømføringsevnen vil i noen tilfeller være bestemmende for valg av ledertype.
3.7 Ø - økonomi
Et av de viktige formålene med dette endringsforslaget er å begrense kostnader knyttet til investering i ledere og ved bytte av ledere etter metalltyveri. Ved økt bruk av aluminium og stål forventes det reduserte kostnader over livsløpet.
3.8 K - klima og miljø
Miljø har ikke vært del av vurderingen i dette endringsforslaget. Metaller utvinnes i gruver og har ulike kjemiske prosesser knyttet til foredling. Det er ikke undersøkt hvilken miljøbelastning utvinning av de ulike metallene representerer, og heller ikke hvilken miljøbelastning eventuell avrenning innebærer.
3.9 Oversikt over dokumenter som er relevante for vurderingen av endringen
3.10 Høringskommentarer
Endringsartikkelen har vært sendt på høring til Utbygging, Jernbaneteknikk og Energi. Det er ikke mottatt kommentarer.
4 Innstilling fra fagansvarlig
Innstiller på foreslått endring
--Stoy (diskusjon) 24. aug. 2020 kl. 15:11 (CEST)
5 Behandling i godkjenningsrådet
5.1 Trafikk
ok--Erik Borgersen (diskusjon) 31. aug. 2020 kl. 14:01 (CEST)
5.2 Prosjekter
OK--Jse (diskusjon) 31. aug. 2020 kl. 09:15 (CEST) ok--Magheg (diskusjon) 3. sep. 2020 kl. 09:36 (CEST)
5.3 Infrastruktureier
Ok--Tbr (diskusjon) 2. sep. 2020 kl. 21:58 (CEST)
5.4 Teknologi
Kontrollert (Elkraft) og sendes til Godkjenning --Tore Telstad (diskusjon) 26. aug. 2020 kl. 16:54 (CEST)
5.5 Konklusjon
Endringen gjennomføres --Christopher Schive (diskusjon) 3. sep. 2020 kl. 10:22 (CEST)
Hjelpetekst: Husk å endre kategori til \"Endringsartikler til godkjenning\" når forslaget er klart!
