510 2021 Endringsartikkel 2884

1 Endringsinformasjon

EndringsID	2884
Forslagsdato	06.01.2021
Forslagsstiller	Øyvind Stensby
Klassifisering	Kravendring
Bok	510 Felles elektro
Kapittel	6 Jording og utjevning
Avsnitt	7 Høyspenningskabler
Forslagstekst	Gjelder krav f, TRV:01094 Foreslår endring av kravet slik at hovedregelen blir: - Sammenkopling av jordingsanlegg ved matestasjoner. Her er spenningsstigning i returkretsen normalt lav, og jordlederne er/blir tilstrekkelig dimensjonert. I tillegg innebærer adskillelse i noen sammenhenger risiko for svært stor spenningsstigning i noen feiltilfeller. - Sammenkopling av jordingsanlegg ved innmating til 22 kV langsgående jordingsanlegg, under betingelse av at sammenkoplingen skjer ved en plassering som innebærer lav spenningsstigning i returkretsen. Dette er normalt oppfylt i umiddelbar nærhet av autotransformatorer og i umiddelbar nærhet av returnedføringer for sugetransformatorsystem med returledere (for elutforming C og D) - Adskillelse av jordingsanlegg ved øvrige lavspenningsinnmatinger. Dette bør være hovedreglene, men for alle tilfellene kan det ut ifra lokale vurderinger velges annerledes. Det skal uansett verifiseres at krav i forskrifter/standarder til berøringsspenninger for utstyr koplet til returkretsen og til nettselskapets jordingsanlegg blir oppfylt ved relevante drifts- og feiltilfeller. I tilfeller der det blir vanskelig å oppfylle kravene både med adskillelse og med sammenkopling, kan et akseptabelt kompromiss oppnås ved sammenkopling via impedans (motstand eller spole) med tilpasset impedansverdi.
Referansedokumenter

2 Systemdefinisjon

Det har historisk fram til 2016 vært krav om at returkretsen alltid skal være elektrisk adskilt fra jordingsanlegg for e-verk i nærheten av jernbanen. Den internasjonale standarden EN 50122-1 er imidlertid ikke like kategorisk, og angir at direkte sammenkopling mellom disse jordingssystemene også er en mulighet, men at det finnes noen farer som det da kan bli behov for å håndtere. For matestasjoner angir foreliggende utkast prEN 50122-1:2020 eksplisitt at jordingsanleggene kan sammenkoples.

Farene ved sammenkopling opptrer i hovedsak i nettselskapet sitt jordingsnettverk:

• Spenningsstigning i returkretsen ved drift og ved kortslutning kan bli overført til nettselskapets jordingsanlegg.
• Ved flere sammenkoplingspunkter mellom de to jordingssystemene kan returstrøm fra jernbanesystemet gå i nettselskapet sitt jordingsanlegg. Kablene til nettselskapet må da være dimensjonert for den strømmen som kan gå der, slik at overoppvarming unngås.
• Ved elutforming B, sugetransformator med retur i kjøreskinner, oppstår det i tillegg en fare for at flere sammenkoplinger kan kortslutte forbi en sugetransformator via nettselskapets jordingsanlegg. Konsekvensen av det vil være at sugetransformatoren ikke lengre får noen funksjon, og at det går stor strøm i nettselskapets jordingsanlegg.

Det historiske kravet til adskillelse mellom returkretsen og jordingsanlegg for nettselskaper er utfordrende på ulike måter for ulike typer anlegg.

• Ved omformerstasjoner vil det i en del tilfeller med stor jordfeilstrøm i matende nett være nødvendig å sammenkople jordingssystemene for å oppfylle forskriftskrav til spenningsstigning ved jordfeil. Samtidig er farene ved sammenkopling klart lavest her, fordi spenningsstigningen i returkretsen ved en omformerstasjon blir betydelig lavere enn den høyeste spenningen som kan opptre. (Den høyeste spenningen vil opptre rett ved en sugetransformator ved elutforming B eller midt mellom to autotransformatorer ved elutforming E/F).
• Ved innmatinger til langsgående høyspentnett for infrastrukturforsyning (normalt 22 eller 11 kV) oppstår det samme fysiske forholdet med jordfeil. Ettersom jordfeilstrømmen normalt er betydelig lavere for 22 og 11 kV-nett (med isolert nøytralpunkt) enn 66 - 132 kV innmatinger til omformerstasjoner (som oftere har direktejordet nullpunkt), blir jordfeilstrømmen imidlertid en god del lavere slik at problemet med adskilte jordingssystemer her ikke nødvendigvis blir like stort som ved omformerstasjoner. I tillegg er det mulig at slike innmatinger plasseres nærmere steder med stor potensialstigning i returkretsen.
• Ved lavspenningsinnmatinger er problemstillingen ikke lengre at faren for jordfeil fra matende nettverk til returkretsen gjør sammenkopling nødvendig. Det er heller et praktisk spørsmål om hvordan det er mulig å oppnå en reell elektrisk adskillelse mellom de ulike jordingsnettverkene når anlegg og konstruksjoner som skal jordes til hvert sitt nettverk bygges i umiddelbar nærhet av hverandre. I noen tilfeller er bygningsmassen med ulike jordpotensialer ganske godt integrert med hverandre. Farene ved sammenkopling er de samme, og ved de mest utfordrende plasseringene kan det bli behov for omfattende tiltak i nettselskapets jordingsnettverk for å håndtere spenningsstigningen fra jernbanen. I de tilfellene vil sammenkobling være lite aktuelt.

På grunn av faren med forbikopling av sugetransformator ved elutforming B kan ikke innmatinger til langsgående høyspenningsnett eller lavspenningsinnmatinger sammenkoples med nettselskapets jordingsanlegg på strekninger med denne elektriske utformingen. Denne problemstillingen gjelder imidlertid ikke ved matestasjoner, ettersom all returstrøm uansett skal tilbake dit.

Som følge av disse forholdene er det foreslått å justere kravet slik at normalutførelsen ved matestasjoner blir sammenkopling, normalutførelsen ved innmatingspunkter til 22 kV-systemer også er sammenkopling, under betingelse av at innmatingen er ved en plassering som gir liten spenningsstigning i returkretsen, og at det ikke er en strekning med elutforming B.

I alle tilfellene med sammenkopling må det forutsettes at sammenkoplingen av jordingsanleggene er regulert i en avtale mellom Bane NOR og aktuelt nettselskap. Det er også krav i EN 50122-1 der slike sammenkoplinger etableres.

Endringsartikkelen omfatter ikke endringer for lavspenningsinnmatinger. For lavspenningsinnmatinger vil normalutførelsen fortsatt være adskillelse, men også her kan det i tråd med NEK 900 etter en spesifikk stedlig vurdering av farene sammenkoples.

---

Eksisterende krav i avsnitt 8, Høyspenningskabler:

TRV:01093

e) Eksterne høyspenningskabler som forsyner jernbanetekniske anlegg: Skjerm/jordleder for eksterne høyspenningskabler som forsyner jernbanetekniske anlegg, skal ikke sammenkobles med jernbanens returkrets.

1. Unntak: Se f).

TRV:01094

f) Sammenkobling mellom returkretsen og jordingsanlegg for nettselskap: Der skille mellom returkretsen og nettselskapets jordingsanlegg er vanskelig eller kostbart, kan det etter en vurdering velges en sammenkobling, enten direkte eller via en motstand eller en induktans.

1. Utførelse: Det skal inngås en avtale med aktuelt nettselskap om håndtering av eventuelle farer i nettselskapets anlegg som følge av sammenkoblingen, se også EN 50122-1 punkt 7.

Punkt 7 i EN 50122-1 gjelder for lavspenningsanlegg, men forholdet er også overførbart til høyspenningsanlegg. EN 50122-1 angir at følgende farer vil oppstå ved sammenkobling:
• Drifts- og kortslutningsstrøm fra jernbaneanlegget vil gå gjennom nettselskapets jordingsanlegg og føre til oppvarming av ledere og kabler.
• Returkretsens potensial mot fjern jord vil bli overført i nettselskapets jordingsanlegg.

---

Foreslått nytt krav i avsnitt 8, Høyspenningskabler:

TRV:01093

e)  Eksterne høyspenningsanlegg som forsyner jernbanetekniske anlegg: Ved forsyning med høyspenning til matestasjoner og andre jernbanetekniske anlegg skal jordingsanlegg for matende høyspenningsnett og jernbanens returkrets som hovedregel sammenkobles.

1. Unntak: Innmating med høyspenning til langsgående forsyningsanlegg med 50 Hz (22 eller 11 kV) som ikke er felles med innmatingen til en matestasjon, skal likevel ikke sammenkobles i følgende tilfeller:

• på strekninger med elutforming B eller D, fordi det her er fare for forbikobling av nullfelter ved sugetransformatorer.
• ved større avstand enn 500 m i sporets lengderetning fra nærmeste autotransformator ved elutforminger med autotransformator, fordi det her er fare for stor potensialstigning i returkretsen.

1. Utførelse: Ved behov for å begrense overført potensial til jordingsanlegget for matende høyspenningsnett, kan sammenkoblingen gjøres via motstand eller impedans.
2. Utførelse: Ved sammenkobling mellom returkretsen og jordingsanlegg for matende høyspenningsnett skal det inngås en avtale med aktuelt nettselskap som beskriver muligheten for overført spenning til nettselskapets jordingsanlegg og muligheten for returstrøm i nettselskapets jordingsanlegg. Dersom nettselskapet ikke vil inngå en slik avtale skal jordingsanlegg ikke sammenkobles.

Jordinganlegg for høyspenningsnett er normalt godt dimensjonert med jordelektroder som begrenser overført potensial, og stort ledertverrsnitt som begrenser oppvarming dersom returstrøm går via høyspenningsnettets jordingsanlegg.

3 Vurdering av endringen

Farene ved sammenkopling er i EN 50122-1 angitt til overført spenning til nettselskapets jordingsanlegg og strøm i nettselskapets jordledere. Altså vil eventuelle problemer oppstå i nettselskapets jordingsanlegg.

prEN 50122-1:2020 angir at ved matestasjoner kan jordingsanleggene sammenkoples. Vi forstår angivelsen slik at de angitte farene ikke vil føre til problemer ved sammenkopling ved matestasjoner. Det samsvarer også med vår egen vurdering.

3.1 R - pålitelighet

Ikke relevant - sammenkopling påvirker ikke anleggenes pålitelighet.

3.2 A - tilgjengelighet

Ikke relevant - sammenkopling påvirker ikke anleggenes tilgjengelighet.

3.3 M - vedlikeholdbarhet

Enkelte vedlikeholdsoperasjoner kan forenkles noe ved at det ikke lenger er behov for å ta hensyn til at det er to ulike jordpotensialer tilgjengelig i et stasjonsanlegg.

3.4 S - sikkerhet

Sammenkopling fører til bedre berøringssikkerhet for komponenter koplet til returkretsen i noen feilsituasjoner.

I noen andre feiltilfeller føres en noe større berøringsspenning fra returkretsen og over til nettselskapets jordingsanlegg. Derfor er det nødvendig med avtalen som sikrer at nettselskapet er oppmerksom på at en slik berøringsspenning kan oppstå og at nettselskapet sitt jordingsanlegg må være dimensjonert for å håndtere den spenningen. Likevel vurderer vi at nettselskaper normalt har jordingsanlegg som er mer enn godt nok dimensjonert for det.

3.5 L - levetid og kapasitet

Endringen påvirker ikke levetid og kapasitet.

3.6 Ø - økonomi

En stor gevinst ved sammenkopling er at det blir betydelig mindre krav til jordingsanlegget til matestasjonen for å ivareta berøringssikkerheten under feilsituasjoner. Konsekvensen er at det som utgangspunkt ikke blir nødvendig med egne dype jordelektroder for matestasjonen - Det må kun etableres ringjord for potensialstyring, som legges horisontalt nær overflaten og derfor er mye billigere å etablere.

3.7 K - klima og miljø

Ikke vurdert

3.9 Høringskommentarer

Det er undersøkt hvilke krav Trafikverket i Sverige har rundt dette, og de angir at returkrets og jordingsanlegg for matende høyspenningsnett alltid sammenkoples i omformerstasjoner i Sverige.

Artikkelen er gjennomgått med Samson Yared i Energi, og han gir tilbakemelding om at Energi er positive til endringen.

Artikkelen er gjennomgått med Per Klepsland.

4 Innstilling fra fagansvarlig

Innstiller på endringen

--Stoy (diskusjon) 29. jan. 2021 kl. 10:59 (CET)

5 Behandling i godkjenningsrådet

5.1 Trafikk

ok--Erik Borgersen (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 09:52 (CET)

5.2 Prosjekter

OK--Jse (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 10:14 (CET) ok--Magheg (diskusjon) 3. feb. 2021 kl. 06:47 (CET)

5.3 Infrastruktureier

Ok--Tbr (diskusjon) 1. feb. 2021 kl. 21:48 (CET)

5.4 Teknologi

Ferdig fra Elkraft og lagt til godkjenning --Tore Telstad (diskusjon) 29. jan. 2021 kl. 16:24 (CET)

OK --Christopher Schive (diskusjon) 3. feb. 2021 kl. 08:28 (CET)

5.5 Konklusjon

Endringen gjennomføres

Hjelpetekst: Husk å endre kategori til \"Endringsartikler til godkjenning\" når forslaget er klart!