ELEKTRISKA OCH ICKE ELEKTRISKA ANLÄGGNINGAR INVID SVENSKA KRAFTNÄTS ANLÄGGNINGAR

Transkript

1 SvK4005, v3.3, ENHET, VERKSAMHETSOMRÅDE NT, Nätteknik VÅR BETECKNING TR10-05 DATUM SAMRÅD D TEKNISK RIKTLINJE UTGÅVA A ELEKTRISKA OCH ICKE ELEKTRISKA ANLÄGGNINGAR INVID SVENSKA KRAFTNÄTS ANLÄGGNINGAR Inledning Denna riktlinje utgör en sammanställning av de tekniska krav som Svenska Kraftnät (SvK) ställer på andra innehavares elektriska och icke elektriska anläggningar som nyetableras eller förändras invid SvK:s anläggning. 1/15

2 Innehåll 1 INLEDNING OCH SYFTE ELEKTRISKA ANLÄGGNINGAR Distributionsanläggningar Isolertransformator Transmissionsanläggningar HORISONTELLA AVSTÅND OCH KORSNINGAR FÖR ELEKTRISKA OCH ICKE ELEKTRISKA ANLÄGGNINGAR RÖRANLÄGGNINGAR Allmänt Lik- och växelspänningskorrosion Åtgärder på röranläggningar Åtgärder på Svenska Kraftnäts anläggning Fördelning av kostnad för åtgärder mot växelspänningskorrosion på koncessionspliktiga röranläggningar SCHABLONER, DETALJANVISNINGAR OCH EXEMPEL Installation av isolertransformator Beräkning av induktion mellan parallella ledningar /15

3 1 INLEDNING OCH SYFTE Ellagen (1997:857), 9 kap 1 : Elektriska anläggningar, elektriska anordningar avsedda att anslutas till sådana anläggningar, elektrisk materiel och elektriska installationer skall vara så beskaffade och placerade samt brukas på sådant sätt att betryggande säkerhet ges mot person- eller sakskada eller störning i driften vid den egna anläggningen eller vid andra elektriska anläggningar Innehavare som gör förändring av befintlig eller bygger ny elanläggning skall ombesörja att person- eller sakskada ej kan uppstå på annan innehavares anläggning. Detta gäller såväl transmissions- som distributionsanläggningar. Vid följande arbeten/anläggning måste man speciellt beakta risken för farlig eller skadlig induktion, influens eller potentialsättning från närbelägen transmissionsanläggning: > Förläggning av luftledning invid transmissionsledning. > Samjordning av distributions- och transmissionsnät. > Förläggning av markkabel, med eller utan följelina, t.ex. kablifiering av distributionsledning. > Nybyggande eller förändring av befintligt distributions- eller transmissionsnät. > Uppförande av vägbelysningsanläggning, mast eller andra höga objekt. > Förläggning av metallisk rörledning, t.ex. vatten, avlopp, naturgas eller fjärrvärme. Med distributionsanläggning avses här anläggning 0,4-20 kv systemspänning. Anläggning med systemspänning högre än 20 kv tom 130 kv hänförs till distributions- eller transmissionsanläggning beroende på sammanhang. 3/15

4 2 ELEKTRISKA ANLÄGGNINGAR 2.1 Distributionsanläggningar När en distributionsanläggning är belägen i närheten av SvK:s anläggning föreligger risk att jordfelsströmmar från den senare ger upphov till farlig eller skadlig potentialsättning. Även induktionsströmmar kan i vissa fall ge upphov till spänningssättning så att beröringsspänningar uppstår. Dessa är normalt låga men kan kännas obehagliga i t.ex. våtutrymmen. Innehavaren av distributionsanläggningen och SvK skall i samråd vidta nödvändiga åtgärder för att förebygga att skada uppkommer på grund av induktion och förhöjd markpotential vid jordfel i SvK:s nät. Innan skyddsåtgärd vidtas skall överenskommelse ha träffats mellan SvK och det andra nätets innehavare om typ och omfattning av åtgärd samt dess utförande. Hänsyn bör härvid tas till framtida utbyggnader. Som förebyggande åtgärd avses någon eller en kombination av följande: > Insättning av isolertransformator och avledare i distributionsnätet. > Ändring av distributionsnätets jordning. > Anläggande av nya systemjordpunkter. > Förändring av distributionsnätets utbredning Isolertransformator Med isolertransformator avses en normalt Dyn-kopplad krafttransformator med omsättning 1:1 som placeras mellan distributionsnätets matningstransformator och slutförbrukaren. Syftet är att begränsa den potentialhöjning som ett jordfel i SvK:s anläggningar kan orsaka mellan PEN-ledare och jordtag hos slutförbrukaren. Även en normal distributionstransformator kan användas som isolertransformator. Var och när isolertransformator ska installeras bestäms efter särskild utredning och påverkas bland annat av avstånd, jordfelsström, jordresistivitet och jordningsförhållanden av såväl transmissions- som distributionsanläggning. Isolertransformator ska förses med ventilavledare som skydd mot överspänningar. För schabloner vid dimensionering av isolertransformator och ventilavledare, se kapitel 5.1. Bild 1 och 2 nedan visar exempel på inkopplingsschema respektive exempel på en 15 kva isolertransformator med ventilavledare. Ett liknande användningsområde för isolationstransformator är vid installation av teknikbod för mobiltelefonmast som placeras i eller bredvid SvK:s ledningsstolpe. 4/15

5 Vid placering i ledningsstolpen är anläggningen samjordad med transmissionsnätet. Beskrivning av detaljerat utförande framgår av SvK tekniska riktlinje TR För att hitta tillverkare av isolertransformatorer hänvisas tex till någon sökmotor på Internet där man söker på ordet krafttransformatorer. Bild 1. Inkopplingsschema för isolertransformator. Bild kva isolertransformator med ventilavledare. 5/15

6 2.2 Transmissionsanläggningar För krav på transmissionsanläggning se kapitel 3 nedan. 3 HORISONTELLA AVSTÅND OCH KORSNINGAR FÖR ELEKTRISKA OCH ICKE ELEKTRISKA ANLÄGGNINGAR Nedanstående tabell 1 är en sammanfattning av krav på avstånd till SvK:s anläggning för elektriska och icke elektriska anläggningar som uppförs invid eller korsar SvK:s anläggning. Dessutom finns hänvisning till anvisning som anger hur man beräknar minsta avstånd mellan arbetsjordningar vid arbete på luftledning som är utsatt för farlig induktion från parallellgående ledning. Tabell 1 Anläggning/ plats Luftledning (blankledare och kabel) Vindkraftverk, master Min. avstånd till SvK:s anläggning Ledningsstolpes totallängd + sp. tillägg, se EN Verkets totala maxhöjd+ 10 meter Anmärkning Markförlagd kraftkabel <10 kv systemsp. Se SvK TR 10-02, TR05-13 Markförlagd kraftkabel >10 kv systemsp. Enl ovan Markförlagd telekabel Enl ovan Jordtag vid särjordning, tex distributionstransf. Schablonvärde 100 m, beror på markförhållande mm Vid behov installeras isolertransformator 6/15

7 Teknikbod för antennanläggning Se SvK TR VA-ledning, gasledning Bostadshus, byggnad, väg, järnväg Skjutbana, skolgård, idrottsplats, travbana, Anlagd campingplats, bad- och lekplats, Åskådarplats, bollplan, golfbana, Brännbart upplag, område med explosionsrisk* Jakttorn Viltstängsel, djurstängsel Se SvK TR05-13 Se EN , ELSÄK-FS 2008:1 Se EN , ELSÄK-FS 2008:1 Se krav för byggnad Utformning se EBR IN:55 För ny SvKanläggning tillämpas magnetfältspolicyn, max 0.4 microtesla (beräknat med årsmedelvärde för belastningssström) * tex bensinstationer och vissa typer av p-platser 7/15

8 4 RÖRANLÄGGNINGAR 4.1 Allmänt För en metallisk rörledning för t.ex. vatten, avlopp, naturgas eller fjärrvärme som anläggs i närheten av SvK:s anläggning kan induktion och potentialsättning av marken orsaka växelspänningskorrosion och farlig beröringsspänning på rörledningen samt eventuella skyddjordningar som är anslutna till rörledningen. Vissa anläggningar kan påverkas upp till 50 km från SvK:s anläggning. Den nämnda korrosionen beror på de strömmar som bildas mellan rörledning och jord. Även om rörledningen kan ha ett isolerande ytterskikt går det ej helt att förhindra kontakt med omgivningen eftersom skiktet i praktiken ej kan hållas helt intakt. 4.2 Lik- och växelspänningskorrosion Åtgärder på röranläggningar För rörledning kan följderna av läckage orsakad av korrosion bli omfattande och även medföra personfara om rörledningen innehåller explosiv gas. Innehavaren förser därför anläggningen med skyddsanordning mot likspänningkorrosion, oftast så kallade katodiska skydd. Denna åtgärd skyddar dock anläggningen endast upp till en viss nivå på markpotentialerna, cirka 5 Volt. Det finns en annan åtgärd som kan vidtas på rörledningar vid hög korrosionshastighet. Den innebär att ledningen indelas i sektioner som sinsemellan är elektriskt isolerade. Åtgärden är effektiv men kan bli kostsam, särskilt om den ska utföras efter att anläggningen tagits i drift Åtgärder på Svenska Kraftnäts anläggning Om det föreligger misstanke att SvK:s anläggning har skadlig korrosionspåverkan ska potentialmätningar göras vid rörledningen. Dessa ska tidskorreleras med uppgifter från SvK:s driftövervakningssystem på belastningsströmmar i SvK:s närliggande kraftledningar. Om korrosionspåverkan därvid verifieras påbörjas en utredning av lämpliga åtgärder för att reducera markpotentialerna till en långsiktigt acceptabel nivå, se Cigré rapport 290/2006 AC Corrosion on metallic pipelines due to intereference from ac power lines. Enligt standard EN 12954:2000 ska korrosionshastigheten vara lägre än 0,01 mm/ år. Ågärderna ska främst inriktas på att reducera läckströmmarna i området där kraftledningen går nära rörledningen. Speciellt gäller detta där de olika ledningarna eventuellt korsar varandra och vid skruvningar av kraftledningen. 8/15

9 Nedan följer en förteckning över några tänkbara åtgärder på SvK:s anläggning: > Isolering av topplinor på en sträcka så att inducerade strömmar flyttas bort från det aktuella området. > Avlägsna stolpjordtag i det aktuella området med samma syfte som ovan. > Kapning av genomgående markledare som bidrar till att leda inducerade strömmar till det aktuella området. Observera att detta försämrar markledarens ursprungliga funktion. > Potentialutjämning av det aktuella området genom förläggning av jordlinor. > Förbättra symmetrin för magnetfältet genom att installera nya eller flytta befintliga skruvningspunkter på kraftledningarna. Eftersom de olika åtgärderna kan påverka varandra kan man behöva prova sig fram och genomföra dem i flera steg med verifierande mätningar emellan. 4.3 Fördelning av kostnad för åtgärder mot växelspänningskorrosion på koncessionspliktiga röranläggningar Nedan anges förslag på en metod för att minimera parternas kostnader för åtgärder. En kostnadskalkyl för att utföra lämpliga åtgärder på SvK:s anläggning görs. Om arbetet inte kan göras under planerat driftavbrott ska eventuell kostnad för extra avbrott medräknas. Innehavaren av rörledningen gör en liknande kalkyl för kostnad att vidta åtgärder på dennes anläggning. Efter jämförelse av kostnaderna beslutas gemensamt på vilken anläggning som det är mest fördelaktigt att vidta åtgärder. Detta förfarande har stöd i ellagen 9 kap, 7. 9/15

10 Kostnadsfördelningen mellan parterna är i slutändan en förhandlingsfråga i varje enskilt fall. En sådan förhandling ska dock utgå från skrivelsen i ellagen 9 kap, främst 2, 4-7. Där står bland annat följande: Om en elektrisk anläggning genom inverkan på en redan befintlig sådan anläggning kan vålla person- eller sakskada eller störning i driften, svarar innehavaren av den förstnämnda anläggningen för de åtgärder som behövs vid hans anläggning för att förebygga sådan skada eller störning.. gäller också då en elektrisk anläggning kan vålla sakskada genom inverkan på en redan befintlig naturgasledning, för vilken det krävs koncession enligt naturgaslagen (2005:403). Om. innehavaren av en senare tillkommen anläggning genom bristande planläggning av anläggningens utförande eller på annat sätt har föranlett att kostnaden för skyddsåtgärder blivit väsentligt högre än nödvändigt, svarar han för merkostnaden. Som framgår av lagtexten beror kostnadsfördelningen på i vilken tidsordning anläggningarna har byggts, så kallad tidsprioritet. Grovt kan man säga att en senare tillkommen anläggning måste anpassa sig till en redan befintlig. 5 SCHABLONER, DETALJANVISNINGAR OCH EXEMPEL 5.1 Installation av isolertransformator Ett användningsområde för isolertransformator är vid installation av teknikbod för mobiltelefonmast placerad i SvK:s ledningsstolpe, se bild 3. I dessa fall är kundanläggningen samjordad med högspänningsnätet. Utförandet i dessa fall framgår av Svenska Kraftnäts tekniska riktlinje TR /15

11 Bild 3. Exempel på isolertransformator som installeras vid en teknikbod för mobiltelefonmast. Som framgår av bild 3 ska isolertransformatorn förses med ventilavledare som skydd mot överspänningar. Denna eller dessa skall dimensioneras utgående från transformatorns isolerspänning. Ventilavledartillverkarna har tabeller som man kan använda sig av, men generellt kan man säga att tändspänningen bör vara cirka 20 % lägre än transformatorns testspänning vid 50 Hz, 1 minut provet. Då beräknad spänningssättning understiger 50 % av isolertransformatorns isolerförmåga kan ventilavledare utgå. Isolertransformator och ventilavledare samt material som erfordras för uppsättning och inkoppling av isolertransformator inklusive anläggning av jordtag ingår i och placeras hos innehavaren av distributionsnätet. Erforderlig storlek på isolertransformatorn anges av innehavaren av distributionsnätet. Isolationsnivå för isolertransformatorn och data för ventilavledare beräknas. Som alternativ till beräkning kan schablon med marginal väljas. När man väljer isolertransformatorns effekt utgår man från antal kunder och korrigera med sammanlagringsfaktor. Man bör också försöka ta hänsyn till eventuell framtida effektökning. Eventuella övriga skyddsåtgärder skall vid samråd med SvK presenteras av innehavaren av distributionsnätet. Arbete med utförande av skyddsåtgärderna ombesörjes av innehavaren av distributionsnätet som ansvarar för att detta därmed uppfyller starkströmsföreskrifterna. 11/15

12 Innehavarens kostnad för materiel och arbete vid uppsättning, inkoppling av isolertransformator och avledare samt ändring av befintliga eller utförande av nya jordtag ersätts av SvK sedan specificerad faktura samt dokumentation presenterats. I SvK:s dokumentation över ledningar, så kallade stolptabeller finns korsningar och angränsande distributionsnät med isolertransformatorer införda. Det är viktigt att innehavaren av distributionsnäten anger förändringar både för elsäkerhet och korrekt dokumentation. Observera att det är innehavaren som har huvudansvaret för upprätthållande av fullständig dokumentation för isolertransformatorn. Att detaljerat beräkna spänningssättning av anläggningar är mycket komplicerat då många praktiska parametrar har stor inverkan. Sådana parametrar är: > Jordmån (markresistivitet). > Jordade föremål i mark och deras belägenhet (t.ex. järnvägsräls). > Jordtagens placering och inbördes absolutvärden. > Ej dokumenterade förändringar i anläggningarna. > Eventuella isolationsfel eller saknade anläggningsdelar (t.ex. stulen marklina) En karta med anläggningarna inritade är nödvändig för att bedöma ovanstående. Nedan följer ett antal schabloner som hjälp vid installation av isolertransformator. > Områden som ska kontrolleras är vid jordtag med inbördes avstånd mindre än cirka 100 m. Om lågspänningsanläggningen placeras närmare än cirka 100 m ska kabel som förbinder jordtaget förläggas i vattentät plastslang så att avståndet 100 m innehålls. > För isolertransformator mot induktion eller spänningssättning där distributionsnätet ej är samjordat med transmissionsnätet krävs minst 4 kv isolerspänning motsvarande 10 kv, 50 Hz 1s prov. Högspänningsavledare behövs ej. > Isolertransformator mot spänningssättning där distributions- och transmissionsnätet är samjordat krävs minst 20 kv isolerspänning motsvarande 50 kv, 50 Hz 1s prov. (75 kv stötprov) Högspänningsavledare skall finnas. > Kapslingsmetoden skall anpassas till vad omgivningens miljö kräver. > Värmeelement behövs normalt inte eftersom förlustvärmen är tillräcklig för att driva ut fukt. > Om jordad del passerar invid särjordat jordtag skall isolerslang användas på minst 20 m åt vardera hållet. För mer detaljer se teknisk riktlinje TR05-13 jordningar. 12/15

13 5.2 Beräkning av induktion mellan parallella ledningar Förutsättning för beräkningen är att arbete ska utföras på en nybyggd eller befintlig icke driftsatt ledning som går parallellt med en eller flera driftsatta ledningar som överför ström. Arbetsjordningar ska anbringas längs den förstnämnda ledningen med ett visst inbördes avstånd. Avståndet mellan jordningarna måste vara så litet att den inducerade spänning som uppstår i var och en av induktionsslingorna ej överstiger 100 V. Om beräkningsresultatet visar att värdet 100 V överskrids skall lämpliga säkerhetsåtgärder vidtas. Normalt anbringas ytterligare arbetsjordningar så att induktionsslingornas längd minskar. Notera att ovanstående är ett grundläggande exempel. I praktiken kan det finnas flera givande ledningar med olika längder på inbördes avstånd och parallellsträckor. Nedan beskrivs beräkningsgången för att beräkna inducerad spänning per längdenhet i en mottagande faslina som löper parallellt med och på samma höjd som en givande spänningssatt ledning. Beräkningarna utgår ifrån värsta fallet i det avseendet att givande och mottagande ledning, längs hela sträckningen, har exakt samma avstånd mellan ledningarna, dvs spannen för respektive ledning är helt identiska. Om flera givande ledningar finns så får bidraget från respektive ledning räknas ut var för sig. Om summan av alla bidrag summeras så erhålls maximalt möjliga inducerade spänning, dvs beräkningsresultatet ger högsta säkerhet. Antag att den givande ledningen har konstant fasavstånd, d, och att fasledarna är monterade horisontella, typ portalstolpe. Antag att den mottagande linan är på avståndet x från närmaste faslina på givande ledningen. I det fasläge där närmaste faslinan bär strömmen I, och de två andra faslinorna bär strömmen I/2 så blir den mottagande linan utsatt för magnetfältet B. ( ( ) ( ) ) Den inducerade spänningen kan för varje ögonblick (där den givande ledningen har faserna R, S och T) beräknas såsom 13/15

14 Om R är riktfas och den fas som ligger längst från ledningen så blir Efter en del räknande blir inducerad spänning per längdenhet { ( ) ( ) ( ) ( ( ) ( ))} Effektivvärdet av inducerad spänning kan beräknas enligt ( ) Efter en del räknande blir effektivvärdet av inducerad spänning per längdenhet Där ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 14/15

15 Exempel Antag att man har 1 km parallellgång där givande ledning har fasavstånd 9 m och 100 A i ström. Avstånd mellan givande lednings närmsta fas och mottagande lina är 20 m. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 15/15