Risk för personskada vid fel i elanläggningar

Transkript

1 Risk för personskada vid fel i elanläggningar TSN Seminarium

2 Elektriska krav på elanläggning > Elanläggning skall vara så utförd att vid fel på anläggningen otillåtna spänningar i utsatta delar förebyggs både till storlek och varaktighet. > Luftledning och jordfel

3 Vad är jordfel? > En strömgenomgång från en faslina till jord normalt via stolpen.

4 Varför blir det jordfel? > Spänningen över t.ex. en isolatorkedja blir för hög > Blixnedslag direkt i faslina > Blixtnedslag i topplina eller stolpe (backöverslag) > Kopplingar i nätet (kopplingsöverspänningar) > Isolationen blivit försvagad > Nedsmutsning > Is och snö

5 Blixtnedslag > A Jordelektrod > Låg impedans till jord > B Topplina > Fångar upp blixten > Skyddar faslinorna > Leda bort blixtströmmen

6 Jordfel i en direktjordad högspänningsanläggning > Stolpen blir spänningssatt p.g.a. en ljusbåge från faslinan > Mycket höga jordfelströmmar > Kan ge stora konsekvenser om det är fel på jordningen

7 Direktjordad anläggning > Systemspänning 0,4 kv och >100 kv Transformator Ledning Transformator

8 Direkt- och impedansjordat > Direktjordat > 0,4 kv och >100 kv > Impedansjordat > 1 kv 100 kv Z

9 Risk för personskada vid jordfel > Vid jordfel i en direktjordad anläggning finns en risk för person- eller sakskada > Lag, förordning och föreskrifter > Elsäkerhetslag (2016:732) > Elsäkerhetsförordning (2017:218) > 7 Om en högspänningsledning ingår i en direktjordad anläggning där det vid enfasigt fel kan uppkomma jordslutningsström med större styrka än 500 ampere, får ledningen inte tas i bruk innan Elsäkerhetsverket gett tillstånd till det (drifttillstånd). > ELSÄK-FS 2008:1

10 Jordfel vid en stolpe > Lokala problem vid stolpe eller längs linjen > Steg- och beröringsspänningar > Problem långt från ledning, minst 1 km > Beröringsspänningar i lågspänningsnät > Störningar på teleledningar

11 Steg- och beröringsspänning > Enligt ELSÄK-FS 2008:1 skall spänningen inte överskrida 600 V mätt med en voltmeter över 3000 Ω resistans. > Beröringsspänningen skall vara max 600 V > Stegspänning skall vara max 600 V > Gäller för direktjordade högspänningsanläggningar med maximalt 0,5 s frånkopplingstid för jordfel

12 Statistik Jordfel direktjordade system

13 Jordfelsströmmar utan topplina > Spänningssättande ström = 3I 0 > 3I 0 = I a + I b + I c

14 Strömfördelning vid jordfel (1 r) 3I 0B Ställverk toppledare (1 r) 3I 0A 3I0B 3I 0B 3I 0 3I 0A 3I 0A nedledare markledare Ström till jord genom marklinenätet Total ström till jord, I E I E = r (3I 0A + 3I 0B ) r = reduktionsfaktor

15 Reduktionsfaktor > TSN meddelande nr 20

16 Jordfelsströmmar med topplina > Spänningssättande ström = 40 % till 90 % av 3I 0 > Returströmmen går tillbaka till transformatorns nollpunkt via: > Väg 1: Topp- och markledare, 10% till 60% > Väg 2: Marken, 40% till 90% (Den andelen är spänningssättande)

17 Överspänningar vid jordfel Rj

18 Markpotential som funktion av avstånd från jordfel

19 Verklig markpotential som funktion av avstånd från jordfel

20 Inducerad spänning E = I * Z * L

21 Jordresistivitet och tjäle

22 Beröringsspänning

23 Närhet till direktjordad kraftledning ( kv) > Mellanspänning (1-35 kv) > Lågspänning (0,4 kv) > Teleledning > Rörledning av metall > Stängsel > Belysningsmast > Byggnad

24 Närhet till kraftledning

25 Jordtagsspänning vid jordfel Ground potential rise V E > Stegspänning (A) > Spänning mellan fötter > Beröringsspänning (B) > Spänning mellan hand och fot B Touch voltage (V T ) A Surface potential with rod electrode Step voltage (V s ) Rod electrode I F

26 Exempel på potentialyta vid jordfel

27 Jordfelets påverkan långt från felstället

28 Beröringsspänning

29 Beröringsspänning

30 Innehavarens allmänna skyldigheter Innehavaren ska; > Fortlöpande kontrollera starkströmsanläggningen eller elektrisk utrustning så att den ger betryggande säkerhet på person eller sakskada ( 6, 19 Elsäkerhetslagen)

31 Åtgärder mot spänningssättning > Isolertransformator > Särjordning av lågspänningsnät > Isolering av längre metallstrukturer > Jordning på fastigheten > Isolering och potentialutjämning > Mer genomtänkt jordningsstrategi > (mätning)

32 Lågspänning (0,4 kv) > Samjordad, särjordad eller isolerad? > Medföljande marklina? > Korsningar, avstånd (TSN nr 21)

33 Direktjordade system > Stor jordfelsström > Hög potentialhöjning av mark > Steg- och beröringsspänning > Lägre spänningshöjning på friska faser vid jordfel medför låga isolationskrav relativt isolerade system > Ingen självsläckning av ljusbåge > Inducerade störningar på teleledningar

34 Jordfelsströmmar längs en ledning