Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning

Fra Teknisk regelverk utgitt 1. februar 2017
Hopp til: navigasjon, søk


1 Hensikt og omfang

1.1 Hensikt

Hensikten med dette kapitlet er å stille de nødvendige og tilstrekkelige kravene for jording og utjevning i jernbaneanlegg, slik at det oppnås tilstrekkelig beskyttelse mot elektrisk sjokk i henhold til lover og forskrifter uten at beskyttelsen forringer anleggenes funksjon.

Kapitlet stiller videre en del løsningskrav, slik at det blir begrenset variasjon i løsninger og i tilhørende vedlikeholdsrutiner.

1.2 Omfang

Kapitlet stiller krav for å håndtere farer som kan oppstå som følge av elektrisk jernbane, inkludert:

  • farer på grunn av feil i jernbaneanlegget: isolasjonssvikt, nedreven kontaktledning og feil på strømavtaker,
  • farer på grunn av potensialstigning i returkretsen ved drift og kortslutning i jernbaneanlegget,
  • farer på grunn av potensialstigning i returkretsen ved kortslutning og jordfeil i anlegg som er tilknyttet returkretsen,
  • farer på grunn av induktive og kapasitive koblinger mellom jernbaneanlegget og omkringliggende anlegg
  • fare for mekanisk skade som følge av termisk oppvarming

På ikke-elektrisk jernbane er det færre farer, og krav til ikke-elektrisk jernbane er derfor stilt i et eget avsnitt, Ikke-elektrifiserte baner.

2 Definisjoner

2.1 Liste over sentrale termer

Mange definisjoner er hentet fra NEK EN 50122-1:2011 – én av flere normer som er publisert i NEK 900. Definisjonen av termene finnes ved å følge lenken til aktuell term.

Utsatte ledende deler for banestrømforsyningsanlegg er i hovedsak kontaktledningsmaster, kabelskjermer, sugetransformatorer, autotransformatorer, matetransformatorer, koblingsanlegg.
Utsatte ledende deler for langsgående forsyningsanlegg med 11/22 kV er i hovedsak transformatorer, bryteranlegg og kabelskjermer.
Utsatte ledende deler for lavspenningsanlegg er i hovedsak distribusjonstransformatorer, kabelskjermer, fordelingstavler, belysningsanlegg og annet tilknyttet lavspenningsutstyr.
Utsatte ledende deler for signalanlegg er i hovedsak drivmaskiner, signaler og kabelskjermer.

2.2 Sone for kontaktledning, OCLZ

(OCLZ – overhead contact line zone)

a) Sone for kontaktledning: Sone for kontaktledning skal defineres i henhold til EN 50122-1 punkt 4.

  1. Utførelse: Sone for kontaktledning skal ha følgende parametere:
    • "X" lik 4,00 meter ved kurveradius større eller lik 1000 meter
    • "X" lik 5,00 meter ved kurveradius mindre enn 1000 meter.
    • For en KL-mast der "X" er lik 5,00 meter, gjelder denne grensen for sone for kontaktledning på begge sider av KL-masten frem til neste KL-mast. Se OCLZ i Figur 1 a).
    • Sone for kontaktledning kan begrenses av et solid hinder eller en uisolert ledende del utjevnet til returkretsen. Se OCLZ i Figur 1 b).
    • Sonen for kontaktledning forlenges vertikalt under skinneoverkantplan (SOK) inntil jordoverflaten nås. Forlengelsen (U) begrenses til 4,00 m, se U i Figur 1 b).
    • Ved avspenning av kontaktledning utvides sone for kontaktledning i henhold til trådføringen på stedet, se Figur 1 c).
  2. Utførelse: For strømskinne settes "X" lik 1,30 meter.
Figur 1: Sone for kontaktledning (OCLZ) og sone for strømavtaker (CCZ)
a) generelt, b) ved hinder, c) ved avspenning.
Veiledningen til FEF § 8-6 angir en annen dimensjon for X. Bane NORs vurdering er at ved store kurveradier kan forslaget til parameterverdi i EN 50122-1 anvendes.
I tidligere utgaver av Teknisk regelverk var termen "slyngfelt" tvetydig brukt (omfattet sone for kontaktledning og i noen tilfeller også sone for strømavtaker). Unngå bruk av termen "slyngfelt"!

2.3 Sone for strømavtaker, CCZ

(CCZ – current collector zone)

a) Sone for strømavtaker: Sone for strømavtaker defineres i henhold til EN 50122-1 punkt 4.

  1. Utførelse: Sone for strømavtaker skal ha følgende parametere:
    • "Y" lik 2,50 meter
    • "Z" lik 2,00 meter.
    • "SH", den totale høyden for sone for strømavtaker, skal ikke være lavere enn 8,00 meter. Se CCZ i Figur 1 a) og b).
  2. Utførelse: For strømskinne settes "Y" lik 2,50 meter og "Z" lik 1,00 meter.
Veiledningen til FEF § 8-6 angir andre dimensjoner for Y og Z. Bane NORs vurdering er at foreslåtte parameterverdier i EN 50122-1 kan anvendes. EN 50122-1 er under revisjon.

2.4 Jording og utjevning til kjøreskinner

Figur 2 viser noen komponenter for jording og utjevning.

Figur 2: Utjevning og jording
1. Hovedutjevningsforbindelse, 2. Filterimpedans, 3. Langsgående jordleder, 4. Utjevningsforbindelse, 5. Jordleder, 6. Jordingselektrode (etableres om nødvendig), 7. Hovedskinne for utjevningsforbindelser, MEB, 8. Utsatt ledende del

3 Beskyttelse mot elektrisk sjokk

Forskrifter og normer spesifiserer de grunnleggende kravene til sikkerhet i elektriske anlegg. Ved en eventuell konflikt har forskrifter rang foran normer. De viktigste forskriftene er:

  • Forskrift om elektriske forsyningsanlegg, FEF
  • Forskrift om elektriske lavspenningsanlegg, FEL
  • Forskrift om elsikkerhet i elektronisk kommunikasjonsnett (ekomnett)

I tillegg stiller "Tekniske spesifikasjoner for interoperabilitet – subsystem Energi" (TSI ENE) krav til jordingsanlegget i punkt 4.2.18, med krav til verifikasjon i punkt 6.2.4.6.

Forskrift om sikkerhet ved arbeid i og drift av elektriske anlegg (FSE) angår drift av elektriske anlegg og gjelder i mindre grad prosjektering og bygging.

De viktigste normsamlingene er:

  • NEK 900, spesielt EN 50122-1 Jernbaneanvendelser – Faste installasjoner – Elektrisk sikkerhet, jording og returkrets
  • NEK 440: Stasjonsanlegg over 1 kV, del 2: Jording av stasjonsinstallasjoner med spenning over 1 kV AC
  • NEK 400 Elektriske lavspenningsinstallasjoner

Returkretsens funksjon er å føre returstrøm mellom elektrisk trekkraftmateriell og matestasjon. Samtidig er returkretsen også referansepotensial for beskyttelse mot elektrisk sjokk, og ulike togdeteksjonssystemer benytter kjøreskinnene for deteksjon av kjøretøy i sporet. Returkretsens utforming har også en viss innvirkning på hvor store elektromagnetiske forstyrrelser som utstråles fra jernbaneanlegget.

Personfare eller fare for skade på utstyr eller materiell i henhold til FEF § 8-6 oppstår ved termisk oppvarming som følge av strømgjennomgang, ved tilgjengelig berøringsspenning, og ved overslag som følge av en overspenningsimpuls.

3.1 Generelt

Forskrift om elektriske forsyningsanlegg (FEF) angir overordnede sikkerhetskrav til elektrisk jernbane. NEK 900 / NEK EN 50122-1 angir løsninger for å oppfylle forskriftenes krav for elektriske jernbaneanlegg, og NEK 440 / NEK EN 50522 angir løsninger for å oppfylle forskriftens krav for stasjonsanlegg. Derfor gjelder:

a) Samsvar med standarder: Beskyttelse mot elektrisk sjokk skal sikres ved å utforme jernbaneanlegget i samsvar med EN 50122-1, og stasjonsanlegg i samsvar med EN 50522.

  1. Unntak: Ved avvik fra aktuelle standarder skal det i henhold til Jernbaneinfrastrukturforskriften § 3-1 gjennomføres en sikkerhetsmessig vurdering av avviket.

b) Vurdering av risiko: Det skal alltid gjennomføres en vurdering av risiko for elektriske anlegg, i henhold til FEF § 2-2. Se Felles elektro/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav#Vurdering av risiko og erklæring om samsvar

De etterfølgende kravene innebærer en utdypning av kravene til beskyttelse mot elektrisk sjokk, og gir veiledning om beskyttelse mot elektrisk sjokk for det nasjonale jernbanenettet.

3.2 Utjevning til returkretsen

a) Utsatte ledende deler: Utsatte ledende deler for banestrømforsyningsanlegg skal utjevnes til returkretsen i samsvar med FEF § 2-3 og EN 50122-1:2011 punkt 6.1 og punkt 10.

b) Kontaktledningsmaster: Kontaktledningsmaster skal utjevnes til returkretsen i samsvar med krav til utsatte ledende deler.

  1. Utførelse: Innfestingen av isolatorfestene til utliggere på master i elektrisk ledende materiale kan anses som tilstrekkelig utjevnet. Se også Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Alternativ fremføring om langsgående jordleder opphengt i kontaktledningsmast.
  2. Utførelse: Annet utstyr på master i elektrisk ledende materiale kan anses som utjevnet gjennom innfestingen til masten.
  3. Utførelse: Innfestingen av isolatorfestene til utliggere på tremaster og betongmaster skal utjevnes til returkretsen med egen utjevningsforbindelse.

c) Ledende deler i sone for kontaktledning og i sone for strømavtaker: Ledende deler i sone for kontaktledning og i sone for strømavtaker skal utjevnes til returkretsen, i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 6.2.

  1. Utførelse: For å begrense omfang av tiltak for beskyttelse mot elektrisk sjokk, bør det unngås å plassere andre ledende deler i sone for kontaktledning eller i sone for strømavtaker.
  2. Unntak: Andre beskyttelsestiltak, som plassering utenfor rekkevidde, isolasjon, hinder, beskyttelsesskjerm eller beskyttelse med uisolert ledende del utjevnet til returkretsen, kan alternativt benyttes der det er hensiktsmessig.
    • Dersom det ikke er åpenbart at dette er et beskyttelsestiltak, skal dette varsles med skilt eller merkes.
  3. Unntak: For andre ledende deler med mindre dimensjoner enn angitt i Tabell 1 (små ledende deler) kan beskyttelsestiltak utelates (kilde: Tabell 1 i EN 50122-1:2011). Dette gjelder for eksempel kumlokk, frittstående stolper, varselskilt, og søppelbøtter.

Tabell 1: Største dimensjoner for små ledende deler uten krav til utjevning
Ledende del Parallelt med spor Ut fra jernbanetraseen
Helt ledende 3 m 2 m
Delvis ledende
f.eks. betong
15 m 2 m

d) Helt eller delvis ledende konstruksjon: Helt eller delvis ledende konstruksjoner i sone for kontaktledning og i sone for strømavtaker skal ha beskyttelsestiltak mot farlig berøringsspenning, se EN 50122-1:2011 punkt 6.3. Praktiske eksempler er vist i avsnitt Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Øvrige anlegg.

  1. Utførelse: Normal utførelse skal være utjevning til returkretsen.

e) Langsgående ledende deler: Langsgående ledende deler som utjevnes til returkretsen, skal utjevnes på en slik måte at strøm i delen ikke fører til utillatelig oppvarming, og slik at spenningsforskjell ikke medfører fare for skade på liv, helse og materielle verdier. Se også Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Returkrets og koordinering med togdeteksjonssystemer.

  1. Utførelse: Dersom delen har tilstrekkelig strømføringsevne for påregnelig strøm, bør delen utjevnes til returkretsen i begge ender og i passende intervall. Intervall mellom to utjevningsforbindelser til returkrets bør ikke overskride avstander angitt for langsgående jordleder i Tabell 4.
  2. Utførelse: Dersom delen ikke har tilstrekkelig strømføringsevne for påregnelig strøm, skal den seksjoneres elektrisk mellom hver tilkobling til returkretsen på en slik måte at krav til tilgjengelig spenningsforskjell overholdes, se Figur 3.
  3. Utførelse: Ved nullfelt og ved seksjoneringer i langsgående jordleder, skal også andre langsgående ledende deler seksjoneres.
  4. Utførelse: Plassering av en langsgående ledende del i sone for kontaktledning og i sone for strømavtaker bør unngås.

f) Utstrakte ledende deler som går ut fra jernbanetraseen: Utstrakte ledende deler som går ut fra jernbanetraseen, kan være utjevnet til returkretsen dersom delen er i elektrisk kontakt med jordsmonnet, for eksempel via fundamenter. Eksempel på en slik del er autovern og gjerde med metallstolper som er i direkte kontakt med jordsmonn.

  1. Utførelse: Dersom delen ikke har elektrisk kontakt med jordsmonnet, skal delen seksjoneres elektrisk nær jernbanetraseen, se Figur 3.
Figur 3: Seksjonering av gjerde langs jernbanetraseen

g) Deler i nærheten av jernbanen: Ledende deler i nærheten av jernbanen som kan forventes å komme under spenning på grunn av induktive eller kapasitive koblinger, skal jordes eller utjevnes til returkretsen i samsvar med punkt 6.3.2 i EN 50122-1:2011.

  1. Vurdering: Jording via ledende stolper eller fundamenter vurderes som tilstrekkelig, også for langsgående autovern som ikke skal utjevnes til returkretsen.
    • Tiltak kan vurderes for autovern og gjerder i en annen utførelse i mindre avstand enn 20 m og med lengde på flere kilometer.

3.3 Potensial i returkretsen

Potensialforskjell oppstår mellom returkretsen og fjernt jordpotensial som følge av belastning og kortslutninger i kontaktledningsnettet.

Når noen står på jordsmonn og berører returkretsen, vil en del av denne potensialforskjellen legge seg over den som berører returkretsen. EN 50122-1 tillegg C.1 angir hvor stor andel av returpotensialet som vil være tilgjengelig i ulike avstander fra nærmeste kjøreskinne eller fundament for returkretsen.

Der ledende deler er i berøringsavstand fra hverandre, og en ledende del er tilkoblet returkretsen og en annen ledende del er tilkoblet et jordingsnettverk som ikke er utjevnet til returkretsen, vil samtidig berøring av de to ledende delene gi eksponering av hele potensialet i returkretsen.

a) Potensial i returkretsen: Potensialstigning i returkretsen som følge av belastning og kortslutning skal ikke medføre fare for elektrisk sjokk.

  1. Utførelse: Kravet kan anses som oppfylt dersom det vises at grenseverdier for kroppsspenning og tilgjengelig berøringsspenning angitt i EN 50122-1:2011 punkt 9 ikke overskrides som følge av potensialstigning i returkretsen ved påregnelig drifts- og kortslutningsstrøm.
  2. Utførelse: Der ledende deler ikke er samtidig tilgjengelige, kan det legges til grunn at det ikke oppstår berøringsspenning mellom delene.
  3. Utførelse: Dersom tilgjengelig spenningsforskjell i returkretsen blir større enn grenseverdiene spesifisert i EN 50122-1, skal tiltak i samsvar med EN 50122-1 punkt 9.2.2.4 vurderes for å begrense risiko fra berøringsspenninger.

Kravet omfatter alle ledende deler som er koblet til returkretsen, inkludert:

  • ledende konstruksjoner og spor,
  • gjerder og autovern,
  • utstyr, kapslinger og lysmaster som er tilkoblet returkretsen via skjerm eller PE-leder for kabler tilkoblet returkretsen.
IEC 61140 definerer at deler som er plassert i større avstand enn 2,5 meter, normalt vurderes som ikke samtidig tilgjengelige. Kortere avstander kan spesifiseres for deler som kun er tilgjengelige for kvalifisert eller instruert personell.

I Vedlegg i: Beregning av tillatt potensial i returkretsen er det gjennomført en beregning av høyeste tillatte potensial i returkretsen for et eksempel med avstand mellom ståplass og fundament på 1,0 meter. Vedlegget viser at det ved jordresistivitet på 500 Ohm·m på ståplassen vil være tillatt med inntil 311 V i returkretsen som følge av driftsstrømmer.

Potensialstigningen i returkretsen er avhengig av:
• elektrisk utforming av kontaktledningen på strekningen
• strømbelastning på strekningen, og
• avledning mellom returkrets og jord.

Elektrisk utforming av kontaktledningen:

I Kontaktledningsutforming: Elektrisk utforming er det strømavhengige potensialet i returkretsen angitt ved ulike avledninger mellom returkrets og jord for de aktuelle elektriske utformingene:
• Kontaktledning med retur i kjøreskinne,
• Sugetransformatorsystem med retur i kjøreskinne,
• Sugetransformatorsystem med returledere,
• Autotransformatorsystem med PL, NL og seksjonert kontaktledning.

Strømbelastning på strekningen:

Strømbelastningen på strekningen deles inn i kortslutningsstrømmer og driftsstrømmer.

Dimensjonerende kortslutningsstrøm for alle banestrekninger er angitt i Felles elektro/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav#Dimensjonerende kortslutnings-strømmer og varigheter for 15 kV-anlegget.

En tilsvarende dimensjonerende driftsstrøm er ikke angitt i Teknisk regelverk. Arbeid med å angi dette pågår. Inntil dette foreligger, gjelder følgende som veiledning for vurdering av driftsstrøm:

For vurdering av potensial i returkretsen ved AT-system er belastningen nær midten av et AT-vindu av størst betydning. Belastningen i tilgrensende AT-vinduer bidrar med en vekt på størrelsesorden 10-30 % av belastningen i AT-vinduet som vurderes. Ifølge Network Statement har hvert tog et tillatt maksimalt strømtrekk på 700 A i mesteparten av landet (noen strekninger har en begrensning på 900 A, og noen strekninger har en begrensning på 450 A). Det er en viss sannsynlighet for at det befinner seg mer enn ett tog innenfor ett AT-vindu, men normalt er sannsynligheten for at togene samtidig trekker maksimal belastning innenfor samme AT-vindu svært lav. Som et utgangspunkt anses det at en momentan strømbelastning innenfor et AT-vindu på 1,5 ganger maksimal belastning for ett tog er rimelig: 700 A x 1,5 = 1050 A. Det er likevel rimelig med en konkret vurdering av dette for aktuell strekning.

Avledning mellom returkrets og jord:

Avledning mellom returkrets og jord påvirkes av jordresistiviteten på stedet og hvor god kontakt returkretsen har med jordsmonnet. Avledning fra fundamenter for kontaktledningsmaster dominerer, men fundamenter for andre konstruksjoner (for eksempel bruer, tunneler og tekniske bygninger) og langsgående jordleder forlagt direkte i jord, kan utnyttes for å øke avledningen. Vedlegg j: Verdier for avledning mellom returkrets og jord oppsummerer fra kjente kilder om verdier for avledning mellom returkrets og jord og angir en metode for estimering av avledning fra et kontaktledningsfundament.

Tiltak for å bedre avledningen mellom returkrets og jord og dermed redusere potensialet i returkretsen, er:
• etablering av langsgående jordleder i bakken,
• utforming av fundamenter for kontaktledningsmaster som gir en god avledning til jord.

Supplerende jordelektroder bidrar lite, og de må eventuelt etableres svært tett for å ha særlig virkning. På grunn av høy kostnad, begrenset virkning av supplerende jordelektroder og øket vedlikehold vurderes disse som lite tjenlige.

Beregnet potensial ved ulike elektriske utforminger av kontaktledningsanlegget

I Tabell 2 er potensialstigningen i returkretsen beregnet for ulike elektriske utforminger av kontaktledningen sammen med tilhørende krav, ved normalt konservative forutsetninger. Med disse forutsetningene viser Tabell 2 at krav til tilgjengelig berøringsspenning vil være oppfylt for dobbeltsporede strekninger uten særlige tiltak, og for mange enkeltsporede strekninger avhengig av kombinasjon av dimensjonerende kortslutningsstrøm og elektrisk utforming.

Tabell 2: Beregnet potensialstigning for utvalgte elutforminger av kontaktledningssystem
Forutsetninger
1)
Beregnet krav
2)
Subtransient
korslutnings-
strøm
Dimensjoner-
ende strøm
Elutforming E:
Dobbeltspor
15 km mellom
autotrans-
formatorer
Elutforming E:
Enkeltspor
15 km mellom
autotrans-
formatorer
Elutforming E:
Enkeltspor
10 km mellom
autotrans-
formatorer
Elutforming C:
Enkeltspor
3 km mellom
sugetrans-
formatorer
Elutforming B:
Enkeltspor
3 km mellom
sugetrans-
formatorer
[V] [kA] [kA] [V] [V] [V] [V] [V]
Returpotensial
per 1000 A [V]
3)
(107,8) (198,7) (161,6) (51,2) (100)
Inntil 5 minutter 311 1,05 113 209 170 54 105
Inntil 0,3 s 2236 12,5 8 862 1590 1293 410 800
16 10,3 1110 2047 1664 527 1030
20 12,8 1380 2543 2068 655 1280
25 16 1725 3179 2586 819 1600
31,5 20,2 2178 4014 3264 1034 2020
Inntil 0,1 s 3730 12,5 12,5 1348 2484 2020 640 1250
16 16 1725 3179 2586 819 1600
20 20 2156 3974 3232 1024 2000
25 25 2695 4968 4040 1280 2500
31,5 31,5 3396 6259 5090 1613 3150
1) For inntil 5 minutter forstås normal drift og en effektiv berøringsspenning på 65 V. Ellers er det utkobling av vern etter henholdsvis 0,3 s og 0,1 s ved kortslutning.
2) Beregnet i henhold til vedlegg i [og EN 50122-1], se spesielt siste kolonne i tabell 5 i vedlegg i. Det er forutsatt en lokal jordresistivitet på 500 ohm·m og en avstand på 1 m fra ståsted til utjevnet objekt.
3) Beregnet under forutsetning av en jordresistivitet på 0,1 S/km per spor (eksempelvis omtrent 150 ohm per mast). Kilde: Kontaktledning/Elutforming.

4 Dimensjonering

Kravene i dette avsnittet sikrer elektrisk dimensjonering av ledere tilknyttet returkretsen. Tillatt maksimal drifts- og kortslutningsstrøm er bestemt av hvor høy temperatur lederen tåler kontinuerlig, midlertidig, og ved kortslutning.

a) Ledertype: Egnet ledertype og ledertverrsnitt skal velges for elektriske ledere tilknyttet returkretsen.

  1. 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.
  2. Vurdering: Egnethet bør vurderes ut ifra strømføringsevne, mekanisk styrke, håndterbarhet, påregnelige ytre påvirkninger, kostnader og fare for tyveri og hærverk.
Normale materialvalg er kobber, bronse, stål og aluminium. Mangetrådige ledere korroderer fortere enn flertrådige ledere. Hardtrukne, massive eller flertrådige ledere er utsatt for brudd ved gjentakende bøyninger. Ledere i et jernbanemiljø utsettes for vibrasjoner og rystelser fra passerende tog. Forlegning av isolerte ledere i jord, kabelkanal og kummer innebærer risiko for vanninntrengning i isolasjonen.

b) Lederisolasjon: Der det benyttes lederisolasjon, skal isolasjonen være farget, slik at lederens funksjon blir gjenkjennelig.

  1. Utførelse Utjevningsforbindelser og forbindelser mellom kjøreskinner bør være uisolert der det ikke forstyrrer sporfelter.
  2. Utførelse: Isolasjon for ledere i returkretsen skal være svart.
  3. Utførelse: Isolasjon for langsgående jordledere og for utjevningsforbindelser skal være gul/grønn.
  4. Utførelse: Isolasjon for N-ledere skal være blå.

c) Dimensjonering for driftsstrøm: Returkretsen skal dimensjoneres slik at påregnelig driftsstrøm ikke fører til skadelig høy ledertemperatur.

  1. Utførelse: Forbindelser mellom kjøreskinner (skinneforbindere, overkast, tverrforbindere og filterimpedanser) bør dimensjoneres slik at kjøreskinnene skal kunne føre tilsvarende strøm som kontaktledningen, som konvensjonelt angis til 600 A kontinuerlig. Tabell 3 angir hvor stor andel av driftsstrømmen som ulike ledere forventes å bli belastet med.
  2. Utførelse: Kontinuerlig strømføringsevne og overlastbarhet ved aktuell forlegningsmetode angitt av leverandøren av lederen kan brukes ved dimensjoneringen.
  3. Utførelse: Kontinuerlig strømføringsevne for uisolerte ledere som ikke er utsatt for mekanisk påkjenning, finnes i tabell 1 i Tabeller for termisk dimensjonering.
Verdien av påregnelig driftsstrøm er til vurdering i framtidige revisjoner av Teknisk regelverk fordi ulike utforminger av kontaktledningsanlegget gir ulik strømbelastning på returkretsen. System 25 har kontinuerlig strømføringsevne på 800 A, men det er likevel angitt 600 A fordi alle strekninger med system 25 enten har tilgrensende strekninger med lavere strømføringsevne, eller er utført med returleder eller med AT-system slik at kun en andel av returstrømmen går i kjøreskinnene.
Strømføringsevnen for en leder er avhengig av:
  • ledermaterialet, som bestemmer tapene,
  • lederens isolasjonsmateriale, som bestemmer høyeste tillatte ledertemperatur og som påvirker kjølingen, og av
  • lederens forlegning, som bestemmer kjølingen.

d) Dimensjonering for kortslutningsstrøm: Returkretsen og utjevningsforbindelser skal dimensjoneres slik at påregnelig kortslutningsstrøm ikke fører til skadelig høy ledertemperatur.

  1. Utførelse: Lederne skal dimensjoneres for termisk kortslutningsstrøm  I_{th} angitt i Dimensjonerende kortslutningsstrømmer og varigheter for 15 kV-anlegget og i Tabell 3, med den angitte varigheten  t_f for kortslutningsstrømmen.
  2. Utførelse: Maksimal kortslutningsstrøm for lederen, angitt av leverandøren ved aktuell varighet  t_f for kortslutningen, kan benyttes.
  3. Utførelse: Beregningsformelen i Tabeller for termisk dimensjonering kan benyttes for beregning av maksimal kortslutningsstrøm for en leder.
  4. Utførelse: Den samme beregningsformelen er anvendt for noen vanlige tilfeller, og de beregnede verdiene som finnes i tabell 4 i Tabeller for termisk dimensjonering, kan brukes for termisk dimensjonering med kortslutningsstrøm.

e) Parallelle ledere: Flere ledere kan installeres i parallell for å oppnå tilstrekkelig samlet strømføringsevne for en forbindelse.

  1. Utførelse: For forbindelser som består av flere ledere i parallell, kan det avhengig av risiko aksepteres en begrenset temperaturøkning i gjenværende ledere utover angitte krav til ledertemperatur, dersom det oppstår brudd i en enkelt leder.

Tabell 3: Dimensjonering av ledere for termisk strøm.
Leder Kontinuerlig strømbelastning for ledere,
andel av matestrekningens
påregnelige returstrøm
Kortslutningsstrøm for ledere,
andel av matestrekningens
dimensjonerende kortslutningsstrøm
Sammenhengende langsgående jordleder 15 % 80 %
Utjevningsforbindelser
Hovedutjevningsforbindelser
Seksjonert langsgående jordleder
0 % 100 %
Tverrforbindere mellom spor
Tverrforbindere mellom skinner
50 % 50 %
Skinneforbindere og overkast
der hver av kjøreskinnene (og lederen) fører halve returstrømmen.
50 % 50 %
Skinneforbindere og overkast
som i normal drift fører hele returstrømmen.
100 % 80 %
A- og B-tilkobling for filterimpedans 50 % 50 %
0-tilkobling for filterimpedans 100 % 80 %
Forbindelse mellom nullpunkt for autotransformatorer og returkretsen.
Autotransformatorer har stor overlastbarhet som returforbindelsen må dimensjoneres for.
2 x 100 % av autotransformatorens merkestrøm 100 % av autotransformatorens kortslutningsstrøm
Jordledere (forbindelser til jordingselektroder) Jordledere som ikke er forlagt direkte i jord, skal ha et minste tverrsnitt som angitt i punkt 5.2.2 i EN 50522:2010 som følger:
- kobber: 16 mm2
- aluminium: 35 mm2
- stål: 50 mm2.
Ledere som er direkte tilkoblet kjøreskinnene skal i henhold til EN 50122-1:2011 ha et minste tverrsnitt på 50 mm2 for alle aktuelle ledermaterialer.
Tabell 3 er foreløpig, og vil i framtidige revisjoner av Teknisk regelverk bli oppdatert. Det er inntil videre antatt at kortslutningsstrømmer normalt fordeler seg i returkretsen slik at 80% går til det nærmeste matepunktet, og 20% går til matepunktet som er lengst unna.

5 Robusthet

Tilkoblinger til kjøreskinnene er utsatt for mekanisk skade og brudd på grunn av vibrasjoner og vedlikeholdsarbeid. Kontinuitet i returkrets og utjevningsforbindelser er viktig for å ivareta sikkerhet i jernbaneanlegget.

a) Tilkoblinger til kjøreskinner: Ved mekanisk dimensjonering av elektrisk tilkobling til kjøreskinnene skal det tas hensyn til mekanisk påkjenning fra passerende tog.

  1. Utførelse: Alle elektriske tilkoblinger til kjøreskinne skal utføres med presset skruforbindelse.
  2. Utførelse: Returforbindelser og utjevningsforbindelser som tilkobles kjøreskinner, er utsatt for mekaniske påkjenninger og skal derfor ha et ledertverrsnitt på minst 50 mm2, i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 10.3.1.
  3. Utførelse: Ved dimensjonering av antall returforbindelser til kjøreskinnene skal kontinuiteten i returkretsen fortsatt være intakt selv om en enkelt returforbindelse skulle bli avrevet, i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 10.3.1.
  4. Utførelse: Utjevningsforbindelser til enkeltobjekter, som kontaktledningsmaster, kan utjevnes til kjøreskinnene med en enkelt forbindelse.

b) Kontinuitet i returkretsen: Returkretsen skal utføres slik at ett enkelt brudd i en forbindelse eller kjøreskinne ikke fører til en farlig spenningsstigning.

  1. Utførelse: Kjøreskinner som fører returstrøm, skal utstyres med skinneforbinder i alle mekaniske skinneskjøter uten isolasjon.
  2. Utførelse: På enkeltisolerte sporfelt skal skinneforbindere og overkast være dublert.
  3. Utførelse: Ved glideskjøter skal det over skjøten legges doble skinneforbindere med minimum 95 mm2 fleksibel kobberline for hver forbindelse.
  4. Utførelse: Det skal sikres at returkretsen er kontinuerlig gjennom sporveksler. Se også Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Jording_og_utjevning/Vedlegg_-_Returkrets_ved_sporveksel.

Tverrforbindere brukes for:
• å redusere risiko ved brudd i en kjøreskinne eller en leder og
• å fordele belastnings- og kortslutningsstrøm mellom systemets ledere slik at potensialstigningen i returkretsen ved drift og kortslutning begrenses.

c) Tverrforbindelser: Det skal etableres tverrforbindelser mellom ledere i returkretsen. Tabell 4 angir metoder og anbefalte avstander mellom forbindelser ved ulike togdeteksjonssystemer.

  1. Utførelse: Forbindelser bør samlokaliseres der det er mulig for å begrense kostnader.
  2. Vurdering: De angitte avstandene er ikke absolutte og kan justeres der det er rimelig ut ifra kostnader eller praktiske forhold.

Tabell 4: Avstand mellom tverrforbindelser
Tverrforbindelse Dobbeltisolert sporfelt Enkeltisolert sporfelt TI-21 FTG-S Akseltellere,
intet sporfelt
Tverrforbinder mellom skinner Med filterimpedans i hver ende av sporavsnittet. Nei Med filterimpedans i hver ende av sporavsnittet. S-forbindere gir tilstrekkelig forbindelse. 500 – 700 m og ved returtilkobling.
Tverrforbinder mellom parallelle spor Ved hver filterimpedans. 3 300 m og ved returtilkobling. Ved hver filterimpedans. 3 Midt på hvert sporavsnitt til jordet kjøreskinne. 500 – 700 m 2 og ved returtilkobling.
Mellom sammenhengende
langsgående jordleder
og kjøreskinner
Ved hver filterimpedans på sporavsnittet 3, 5. Hver 300 m. 2 Ved hver filterimpedans. 3 Midt på hvert sporavsnitt til jordet kjøreskinne. 500 – 700 m. 2
Mellom seksjonert
langsgående jordleder
og kjøreskinner
Via filterimpedanser. 1
1, 2
Kan alternativt kobles til returleder for stasjon, se avsnitt 6.5.
1, 4
Til jordet kjøreskinne.1
1, 2
Returleder for stasjon Se avsnitt 6.5 Se avsnitt 6.5
-
-
Ikke relevant.
1 For seksjonert langsgående jordleder forutsettes en maksimal avstand på 250 meter mellom tilkoplingspunktet til returkretsen og det fjerneste tilknyttede objektet som kan bli utsatt for kortslutningsstrøm fra kontaktledningen.
2 Samlokaliseres normalt med tverrforbinder mellom skinner / tverrforbinder mellom spor.
3 Tilkobling på filterimpedansens 0-tilkopling.
4 Der dette ikke kan gjøres uten å etablere flere filterimpedanser på strekningen, bør det i stedet benyttes sammenhengende langsgående jordleder.
5 Det er ikke krav om å etablere flere filterimpedanser som følge av sammenhengende langsgående jordleder.

d) Forlegning: Elektriske ledere skal velges og installeres slik at de tåler påregnelige ytre påkjenninger i anleggets forventede levetid.

e) Merking av utjevningsforbindelser og jordledere: Utjevningsforbindelser og jordledere skal merkes som beskrevet i Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Kabellegging_og_kabelkanaler#Merking.

  1. Unntak: Merking av utjevningsforbindelser for enkeltobjekter tilkoblet kjøreskinnene er ikke nødvendig.

f) Utilgjengelige koblinger: Fordi brudd i returkretsen og utjevningsforbindelser er en kritisk situasjon, skal sammenkobling av ledere som inngår i returkretsen og jordingsanlegg, og som blir forlagt utilgjengelig for senere inspeksjon, utføres med termittsveis.

  1. Utførelse: Termittsveis skal utføres i tråd med fabrikantens anvisninger.

g) Tilgjengelige koblinger: Sammenkoblinger som er tilgjengelige for inspeksjon, kan utføres med C-press eller annen pressmetode.

h) Kabler i betongkanal: For å unngå konsentrert avledningsstrøm i ytre kappe og varmgang i kontaktflater, skal kabler i betongkanal ha en isolerende ytterkappe.

Når kabler forlegges i jordsmonn eller i isolerende rør, vil kabler med halvledende ytre kappe ikke medføre fare for konsentrert avledningsstrøm i kontaktflater.

i) Magnetfelt: For å begrense induktiv påvirkning fra jernbaneanlegget på omgivelsene, bør ledere som fører tur- og returstrøm, henges opp eller forlegges nær hverandre.

  1. Vurdering: Der det er langt til eksterne anlegg som kan bli påvirket av magnetfelt fra jernbanen, bør kravet vurderes opp mot de kostnadene det medfører.
    • Se Felles elektro/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav#Elektromagnetiske krav.

j) Ytre påvirkninger for kabler: Prosjektering og utførelse av jordingsanlegg skal ta hensyn til de ytre påvirkningene og den bruk anlegget kan bli utsatt for, slik som påregnelig maskinelt og manuelt sporvedlikehold.

  1. Utførelse: Miljøbetingelser som er spesielle for jernbaneanlegg, bør fastsettes i samsvar med EN 50125-2.
  2. Vurdering: Det bør foretas en vurdering av risiko for mekanisk og fysisk påkjenning på ledere og isolasjon (UV, varme, strekk, vridning, vibrasjoner og rystelser) ved dimensjoneringen.

k) Ledende deler som ikke er i bruk: Det skal sikres at ledende deler som ikke er i bruk, for eksempel gamle spunter og kabler, ikke forstyrrer sporfeltsystemer eller overfører farespenninger.

  1. Utførelse: Deler som tas permanent ut av drift, bør i størst mulig grad fjernes, i samsvar med FEF §1-2 med veiledning.
  2. Utførelse: I noen tilfeller kan eksisterende kabler av god kvalitet (visuelt kontrollert og kontinuitetstestet) gjenbrukes på et annet sted i anlegget.

5.1 Tyveri og hærverk

a) Tyveri og hærverk: Materiell, forlegning, tilkoblinger og tilgjengelighet av ledere, forbindelser og elektroder skal vurderes spesielt med tanke på fare for tyveri og hærverk.

Ledere forlagt i kabelkanal er spesielt utsatt for tyveri. Mulige tiltak for å hindre tyveri, er:
  • forlegning andre steder enn i kabelkanal,
  • bruk av ledermateriale med lav verdi (for eksempel aluminium),
  • bruk av lederkonstruksjon der det er vanskelig å gjenvinne metallet,
  • bruk av sporingsmaterialer i ledningskonstruksjonen,
  • forankring av lederen slik at det er strevsomt å få den ut av kanalen.

6 Returkrets og koordinering med togdeteksjonssystemer

6.1 Koordinering med togdeteksjon

Tilkoblinger til kjøreskinnene omfatter i hovedsak returforbindelser, utjevninger, og kretser for sporfelter. Avhengig av togdeteksjonssystem på den aktuelle strekningen vil praktisk utførelse av tilkoblingen variere. Dette avsnittet beskriver krav til tilkobling til returkretsen under ulike betingelser.

På strekninger uten sporfelter er det ikke krav til elektrisk isolering av kjøreskinnene fra underlaget (sviller/jordsmonn).

a) Strekninger uten sporfelter: På strekninger uten sporfelter (inkludert strekninger med akseltellere) skal returforbindelser og utjevningsforbindelser kobles direkte til kjøreskinnene.

  1. Utførelse: Ved tilkobling av returforbindelser til kjøreskinnene skal det etableres tverrforbindere slik at returstrømmen fordeler seg jevnt mellom kjøreskinnene.
  2. Utførelse: Kjøreskinnene skal forbindes med tverrforbindere med passende intervall for å sikre at spenningsforskjellen mellom kjøreskinnene er innenfor tillatte verdier, i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 10.3.3. Tabell 4 angir anbefalte avstander mellom tverrforbindere.

b) Audiofrekvente sporfelter FTGS: På strekninger med audiofrekvente sporfelter FTGS skal returforbindelser og utjevningsforbindelser tilkobles kjøreskinnene som beskrevet i Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Audiofrekvent sporfelt - FTG S#Jording og returstrøm.

c) Audiofrekvente sporfelter TI 21: På strekninger med audiofrekvente sporfelter TI 21 skal returforbindelser og utjevningsforbindelser tilkobles kjøreskinnene som beskrevet i Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Audiofrekvent_sporfelt_-_TI21#Jording_og_returstrøm.

Normal utførelse er med filterimpedanser og langsgående jordleder.

d) Enkeltisolerte sporfelter: For å unngå påvirkning på togdeteksjonssystemet skal returkretsen utformes slik at returstrøm fra tog som befinner seg utenfor det aktuelle sporfeltet eller stasjonsområdet, ikke overføres i jordet skinne, se Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Vekselstrømsporfelt_-_95/105_Hz#Oppbygning_og_bruk_av_vekselstrømsporfelt_-_95.2F105_Hz.

  1. Utførelse: Det skal benyttes returleder, se også Figur 8
  2. Utførelse: Returforbindelser skal tilkobles returlederen.
  3. Utførelse: Utjevningsforbindelser skal tilkobles returlederen eller fastsatt, jordet kjøreskinne.
  4. Unntak: Enkeltisolerte sporfelter som er kortere enn 250 meter, kan eventuelt bygges uten returleder. Se Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Vekselstrømsporfelt_-_95/105_Hz#Enkeltisolert_sporfelt_for_stasjon_.28Type_1.29 og Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Vekselstrømsporfelt_-_95/105_Hz#Enkeltisolert_sporfelt_for_stasjon_-_ved_store_returstr.C3.B8msforstyrrelser_.28Type_2.29.
  5. Utførelse: Det skal finnes en redundant vei for returstrøm i tilfelle brudd i jordet skinne. Kravet anses som oppfylt med minst to parallellkoblede spor eller ved etablering av returleder eller for AT-system (med NL og PL) der det er enkeltisolerte sporfelt.

e) Dobbeltisolerte sporfelter: For dobbeltisolerte sporfelter (95/105 Hz) kan utjevningsforbindelser kobles direkte til en av kjøreskinnene.

  1. Utførelse: Utjevningsforbindelser til kjøreskinner skal utføres med isolerte ledere for å begrense avledning.
  2. Utførelse: Utjevningsforbindelser skal kobles til kjøreskinnene på en slik måte at avledningen mot jord antas å bli mest mulig balansert for de to kjøreskinnene.
  3. Unntak: Returforbindelser, en eventuell langsgående jordleder, langsgående ledende deler og nøytralpunkt for lavspenningsnett skal tilkobles kjøreskinnene via filterimpedans.
    Langsgående ledende deler som skal utjevnes til returkretsen i flere punkter, kan alternativt utjevnes til én og samme kjøreskinne innenfor samme sporavsnitt.
  4. Unntak: Der det er langsgående jordleder, bør utjevninger kobles til denne.

På etablerte strekninger finnes det sporavsnitt som er lengre enn spesifisert krav i Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Vekselstrømsporfelt_-_95/105_Hz#Oppbygning_og_bruk_av_vekselstrømsporfelt_-_95.2F105_Hz. Det finnes også sporfelt med mange filterimpedanser eller utjevnede fundamenter i svært god kontakt med jord. Følgen kan bli stor avledning mellom kjøreskinnene og svikt i togdeteksjon. Grenseverdier for maksimal avledning på et sporavsnitt er gitt i Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Vekselstrømsporfelt_-_95/105_Hz#Øvrig.

f) Dobbeltisolerte sporfelter med stor avledning: På strekninger med dobbeltisolerte sporfelter (95/105 Hz) med stor avledning mellom kjøreskinnene, skal det gjennomføres tiltak for å begrense avledningen for dermed å opprettholde en pålitelig togdeteksjon i sporfeltet.

  1. Utførelse: Avledning kan begrenses gjennom ett eller flere av følgende tiltak:
    • utjevne konstruksjoner som har stor avledning, til kjøreskinnene via en filterimpedans,
    • bruke samme filterimpedans til flere forbindelser til kjøreskinnene, og på den måten begrense antall filterimpedanser,
    • utjevne til returkretsen via en langsgående jordleder på hele eller deler av sporavsnittet,
    • utjevne til kjøreskinnene via en VLD, (se eget vedlegg)
    • forkorte sporavsnittet.
Forhold som påvirker avledningen, er:
• jordsmonnets resistivitet (varierer over året og påvirkes av frost, fuktighet og temperatur),
• kvaliteten på ballasten,
• antall tilknyttede filterimpedanser,
• sporavsnittets lengde – og følgelig:
• antall kontaktledningsmaster og deres avledning til jord,
• andre utjevnede komponenter med avledning til jord, og
• skade på spor (sviller og skinnebefestigelser).

Tabell 5 oppsummerer kravene a) til f) og angir mulig utjevning på ikke-elektrifiserte banestrekninger.

Tabell 5: Metoder for utjevning til returkrets i sporfelt – en oversikt
Metode Ingen
sporfelt
Aksel-
tellere
DC
4)
Enkeltisolerte
sporfelt 95/105 Hz
Dobbeltisolerte
sporfelt 95/105 Hz
2)
Dobbeltisolerte
sporfelt 95/105 Hz
stor avledning
TI 21 FTGS
endematet /
midtmatet
Langsgående jordleder,
returleder på stasjon
(X) 1) (X) 1) (X) 1) (X) 1) (X) 1) X (X) 1)
Kjøreskinne med
utjevningsfunksjon
X X X 3)
Midtuttak på filterimpedans (X) X X
Vilkårlig kjøreskinne X X X 5)
Tabellen er veiledende. "(X)" angir en tillatt alternativ løsning. Uten spesielle utløsende krav er det ikke nødvendig å etablere jordingselektroder.
1) Det foretas en vurdering av risiko og godtgjøres at fordelene ved å etablere langsgående jordleder rettferdiggjør investeringskostnadene.
2) Det er forutsetning om begrenset avledning til jord.
3) Utjevning må tilkobles kjøreskinne tilstrekkelig langt (systemavhengig) fra mate- og deteksjonspunktene til sporfeltene.
4) Aktuelt for ikke-elektrifisert bane (uten returkrets).
5) Utjevning av nøytralpunkt for lavspenningsnett skal ikke foretas direkte til en kjøreskinne ved dobbeltisolert sporfelt.

6.1.1 Filterimpedanser

a) Filterimpedans: For balansert tilkobling av returkretsen til kjøreskinner på strekninger med sporfelter skal det brukes filterimpedans.

  1. Utførelse: Ved vanlig belastning (returstrøm) skal filterimpedansen ha minst mulig seriemotstand.
  2. Utførelse: Filterimpedansen skal begrense lekkasje av sporfeltstrøm mellom kjøreskinnene.
  3. Utførelse: Filterimpedansen skal ha en metningskarakteristikk eller en annen beskyttelse som begrenser spenningen mellom kjøreskinnene til tillatt berøringsspenning i henhold til EN 50122-1:2011 punkt 9.
  4. Utførelse: En filterimpedans skal plasseres med lokket i plan med svillens overkant slik at den er synlig og med isolatortilkoblinger vekk fra spor.

6.1.2 Isolerte skjøter

For krav til isolerte skjøter henvises til Overbygning/Prosjektering/Sporkonstruksjoner#Isolerte skjøter.

6.2 Bruk av langsgående jordleder

Etablering av langsgående jordleder er et mulig tiltak for å oppnå en eller flere av nedenstående forhold på en banestrekning.

a) Krav om langsgående jordleder: Det er ikke et krav at langsgående jordleder skal etableres.

  1. Unntak: Langsgående jordleder kan være nødvendig for sporfelt med TI21, se Signal/Prosjektering/Togdeteksjon/Audiofrekvent_sporfelt_-_TI21#Jording_og_returstrøm.
På strekninger uten sporfelter for togdeteksjon vil kjøreskinnene ivareta den samme elektriske funksjonen som langsgående jordleder.

b) Begrensning av avledning mellom kjøreskinner: Langsgående jordleder kan etableres på en strekning med dobbeltisolert sporfelt som et tiltak for å begrense avledning mellom kjøreskinnene, og dermed opprettholde påliteligheten for deteksjon av tog i sporfeltene.

c) Begrensning av antall tilkoblinger til kjøreskinner: Langsgående jordleder kan etableres på en strekning for å begrense antall tilkoblinger til kjøreskinnene slik at faren for brudd i utjevningsforbindelser ved arbeid eller mekanisk påvirkning begrenses.

d) Begrensning av skinnepotensial: Langsgående jordleder kan etableres for å redusere skinnepotensialet på en strekning, som en metode for å begrense risiko for elektrisk sjokk.

e) Kostnadseffektiv løsning: Langsgående jordleder kan etableres der dette vurderes som en praktisk og kostnadseffektiv løsning for utjevning av mange ledende deler langs banen, slik som i en tunnel.

f) Kostnader: Etablering av langsgående jordleder er kostnadsdrivende, og bør følgelig vurderes kritisk.

g) Delstrekning: Der det er behov for langsgående jordleder på kun deler av en strekning, kan bruk av langsgående jordleder begrenses til disse delstrekningene.

h) Dokumentasjon: Der det etableres langsgående jordleder, skal begrunnelsen for dette dokumenteres.

6.3 Krav til utførelse for langsgående jordleder

Langsgående jordleder finnes i sammenhengende og seksjonert utførelse. Den sammenhengende utførelsen er enklest og mest robust. Den seksjonerte utførelsen er mange steder valgt for å sikre ivaretakelse av skinnebruddsdeteksjon. Ettersom det ikke lenger er krav til skinnebruddsdeteksjon, har den viktigste begrunnelsen for valg av seksjonert langsgående jordleder falt bort.

Kravene i dette avsnittet til utførelse av langsgående jordleder gjelder på strekninger mellom stasjoner (signal: «linjeblokker»). På stasjoner gjelder krav i Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Returkrets på stasjoner.

Ved to skinnebrudd på et sporavsnitt med dobbeltisolert sporfelt vil etablering av sammenhengende langsgående jordleder medføre at deteksjon av tog mellom to skinnebrudd svikter. Der det er etablert gjentakelsessperre er sikkerheten ivaretatt, men på stasjonsområder med dobbeltisolerte sporfelter må tiltak iverksettes, se Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Returkrets på stasjoner.

a) Langsgående jordleder: På nye anlegg skal langsgående jordleder være sammenhengende.

  1. Utførelse: Ved større ombygginger på eksisterende strekninger med seksjonert langsgående jordleder bør denne kobles om til sammenhengende langsgående jordleder.
  2. Unntak: Langsgående jordleder skal seksjoneres ved en sugetransformator med nullfelt, se Figur 5.
  3. Unntak: En kort langsgående jordleder kan utføres med en enkelt seksjon for å begrense antall filterimpedanser.
Eksempel på utførelse av langsgående jordleder er langsgående jordskinne vist i Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Returkrets på stasjoner, se Figur 7 til Figur 12.

b) Utjevning av langsgående jordleder: Langsgående jordleder skal utjevnes til kjøreskinnene i intervaller som angitt i Tabell 4.

6.3.1 Langsgående jordleder i bakken

a) Langsgående jordleder i bakken: Langsgående jordleder skal, der det er mulig, forlegges i jordsmonn, på formasjonsplan under eller ved siden av sporet eller under kabelkanal, for å oppnå god avledning til jordsmonnet.

  1. Utførelse: Ved slik forlegning skal det ikke etableres ytterligere jordingselektroder for langsgående jordleder, ettersom forlegningsmetoden innebærer at jordlederen i seg selv er en god jordingselektrode.
  2. Utførelse: For å oppnå sikker og varig tilkobling til langsgående jordleder der tilkoblingen er forlagt utilgjengelig, skal termittsveising benyttes, se Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Jording#Robusthet.
  3. Utførelse: Disse forlegningsmetodene skal utføres med ledertype som er robust mot korrosjon og vibrasjoner.
Ettersom alle kontaktledningsmaster blir utjevnet til langsgående jordleder ved bygging, anses tilkobling til kontaktledningsmaster som en tilstrekkelig god løsning ved senere behov for utjevning av komponenter til returkretsen. Aktuelle materialvalg ved forlegning i bakken er for eksempel kobber, kobberkledt stål, galvanisert stål, eller bronse.

6.3.2 Alternativ fremføring

a) Alternativ fremføring: Der anbefalt forlegningsmetode ikke er praktisk eller mulig, for eksempel på eksisterende spor der det ikke etableres kabelkanal, eller i tunneler, kan langsgående jordleder alternativt forlegges i kabelkanal eller henges opp i kontaktledningsmast eller på tunnelvegg.

  1. Utførelse: Ved opphengning i kontaktledningsmaster skal lederen være uisolert. Det skal kontrolleres at mastene er dimensjonert for denne ekstrabelastningen.

6.4 Sugetransformatorer

a) Sugetransformatorsystem med retur i kjøreskinner: For å ivareta sugetransformatorsystemets funksjon, skal det sikres at ingen komponenter kortslutter forbi sekundærsiden av sugetransformatoren. Se Figur 4 og Figur 5.

  1. Utførelse: Det skal være nullfelt ved sugetransformatorene for å redusere risiko for overslag over isolerskjøtene.
  2. Utførelse: Langsgående ledende deler plassert ved en sugetransformator skal ha elektrisk seksjonering på samme sted som sugetransformatoren.

b) Sugetransformatorsystem med returledere: Returlederne skal isoleres fra resten av returkretsen og jord med et isolasjonsnivå som spesifisert i Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Isolasjonskoordinering_og_overspenningsbeskyttelse#Isolasjonsnivå_i_banestrømmens_returkrets. Se Figur 6.

  1. Utførelse: Ved system med returledere skal det ikke bygges nullfelt for sugetransformatorene, fordi:
    • Nullfelt har liten effekt på induksjon fra jernbaneanlegget
    • Uten nullfelt blir kjøreskinnene sammenhengende over en lengre strekning slik at funksjonen som jordingselektrode forbedres
    • Nullfelt skaper tilgjengelige potensialforskjeller
    • Nullfelt er kostbare og krever ekstra vedlikehold
Figur 4: Sugetransformator med retur i kjøreskinner og nullfelt
Figur 5: Sugetransformator med retur i kjøreskinner, nullfelt og langsgående jordleder (husk seksjonering!)
1) Dersom langsgående jordleder er etablert i bakken, se Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Jording#Langsgående jordleder i bakken, brukes denne i stedet for impulselektrode, og da kobles metalloksidavlederne til eventuell langsgående jordleder.
2) Betongelementer til KL-master o.l. kan fungere som jordingselektroder.
Figur 6: Sugetransformatorsystem med returledere
1) Dersom langsgående jordleder er etablert i bakken, se Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Jording#Langsgående jordleder i bakken, brukes denne i stedet for en impulselektrode, og da kobles metalloksidavlederne til langsgående jordleder.
2) Betongelementer til KL-master o.l. kan fungere som jordingselektroder.
3) Sporfeltet kan sette begrensning på hvor det kan være utjevning fra kjøreskinner til langsgående jordleder

6.5 Returkrets på stasjoner

Utførelse av returkretsen på stasjoner krever koordinering med sporfelter og eventuelt plattformer med betongelementer. Dette avsnittet beskriver prinsippløsninger for:

  • enkeltisolerte sporfelt som er lengre enn 250 meter, noe som krever at returstrømmen føres utenom kjøreskinnene,
  • dobbeltisolerte sporfelt uten gjentakelsessperre, der det sikres at to skinnebrudd innenfor samme sporavsnitt ikke fører til tap av togdeteksjon, og
  • betongplattformer med krav til utjevning av betongelementer fordi de er plassert i sone for kontaktledning.

a) Sugetransformator: Sugetransformatorer skal ikke plasseres innenfor stasjonsområdet fordi trekkraftmateriell kan stoppe der, og fordi sugetransformator kan gjøre returkretsen på stedet berøringsfarlig.

b) Tilgrensende strekning: I tilkoblingspunktet for returledere på stasjon til kjøreskinnene (eventuelt via en filterimpedans), kan også returledere og/eller langsgående jordleder på tilgrensende strekning termineres.

Stasjoner med akseltellere eller uten sporfelt er vist i Figur 7.

Figur 7: Stasjon enten med akseltellere eller uten sporfelt (Prinsippskisse)
1) Ved behov monteres langsgående jordskinne for utjevning av betongelementer i plattform og andre utsatte ledende deler på stasjonen.

c) Stasjoner med enkeltisolerte sporfelter: På stasjoner med enkeltisolerte sporfelter som er lengre enn 250 meter, skal det etableres returleder forbi hele stasjonsområdet, se Figur 8.

  1. Utførelse: Returkretsen skal kobles slik at et sporfelt kun belastes med strøm fra trekkraftmateriell som er på stasjonsområdet.
Figur 8: Stasjon med enkeltisolert sporfelt (Prinsippskisse)
1) Ved behov monteres langsgående jordskinne for utjevning av betongelementer i plattform og andre utsatte ledende deler på stasjonen.
(Kryssing av spor kan utføres under Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Kabellegging_og_kabelkanaler#Kabelfritt_profil eller i åk.)

d) Stasjoner med dobbeltisolerte sporfelter: På stasjoner med dobbeltisolerte sporfelter skal det sikres at det ikke er en parallell vei for sporfeltstrøm.

  1. Utførelse: Følgende utførelser kan benyttes:
    • Uten returleder, se Figur 9 .
    • Kort returleder forbi stasjonen uten sporvekselfelter, se Figur 10 .
    • Lang returleder forbi stasjonen og sporvekselfelter, se Figur 11 .
Figur 9: Stasjon med dobbeltisolert sporfelt uten returleder (Prinsippskisse)
(Kryssing av spor kan utføres under Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Kabellegging_og_kabelkanaler#Kabelfritt_profil eller i åk.)
Figur 10: Stasjon med dobbeltisolert sporfelt og kort returleder (Prinsippskisse)
1) Ved behov monteres langsgående jordskinne for utjevning av betongelementer i plattform og andre utsatte ledende deler på stasjonen.
2) Kryssing av spor kan utføres under Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Kabellegging_og_kabelkanaler#Kabelfritt_profil eller i åk.
Figur 11: Stasjon med dobbeltisolert sporfelt og lang returleder (Prinsippskisse)
1) Ved behov monteres langsgående jordskinne for utjevning av betongelementer i plattform og andre utsatte ledende deler på stasjonen.
2) Kryssing av spor kan utføres under Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Kabellegging_og_kabelkanaler#Kabelfritt_profil eller i åk.

e) Vurdering av dublering: På stasjoner kan kjøreskinnene benyttes som dublering for returlederen, slik at det er tilstrekkelig med en returleder på stasjonen.

f) Returleder på stasjon: På stasjoner med returleder kan kontaktledningsmaster utjevnes til returlederen.

På stasjoner der det ikke er installert sugetransformator, og returlederen er tilkoblet kjøreskinnene i hver ende av stasjonsområdet, er returlederen berøringssikker.

g) Ledende deler på plattform: Ledende deler på plattform skal prosjekteres slik at krav til til beskyttelse mot elektrisk sjokk ivaretas, se Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Beskyttelse mot elektrisk sjokk og Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Lavspent strømforsyning.

  1. Utførelse: Ledende deler bør i størst mulig grad plasseres utenfor sone for kontaktledning og sone for strømavtaker.
  2. Utførelse: På midtplattformer kan alle ledende deler utjevnes til returkretsen slik at det kun blir ett tilgjengelig potensial på plattformen.
  3. Utførelse: Der plattformelementer i betong er utjevnet til returkretsen, kan det installeres elektrisk ledende taktil merking ved plattformkant, slik som støpejernselementer.

h) Plattform med betongelementer: Betongelementer på plattform skal utjevnes til returkretsen, for å unngå overføring av farespenning fra feilsted.

  1. Utførelse: Utjevningen kan utføres ved en langsgående skinne i ledende materiale, se Figur 12, eller med en langsgående leder i kobber eller stål i umiddelbar mekanisk kontakt med undersiden av alle plattformelementene se Figur 13 - og med nødvendig strømføringsevne.
  2. Utførelse: Den langsgående skinnen skal festes til alle betongelementene på plattform nærmest sporet.
  3. Utførelse: Det skal være minst to utjevningsforbindelser fra den langsgående skinnen ved plattformkant eller den langsgående lederen under plattformelementene til returkretsen.
  4. Utførelse: Den langsgående skinnen eller den langsgående lederen under plattformelementene kan også fungere som MEB for utjevning av annet utstyr på plattformen og for utjevning av eltekniske hus.

i) Utjevningsforbindelser på plattform: Utjevningsforbindelser på plattform skal være utført i samsvar med Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Tyveri og hærverk slik at sannsynligheten for tyveri og hærverk begrenses.

Figur 12: Forslag til montasje av langsgående jordleder/jordskinne under plattformkant
Figur 13: Forslag til montasje av langsgående jordleder under plattformelementer

7 Høyspenningskabler

Høyspenningskabler omfatter kabler for kontaktledningssystem, AT-system og matekabler, kabler for fjernledningssystemer, og 22 kV-kabler for forsyning til jernbanetekniske installasjoner. For disse kablene gjelder:

a) Høyspenningskabler som er del av jernbanens infrastruktur: Skjerm i høyspenningskabler som er del av jernbanens infrastruktur, skal utjevnes til jernbanens returkrets.

  1. Utførelse: Utjevning til returkretsen kan utføres i den ene enden eller i begge ender av høyspenningskabelen.
Utjevning bare i én ende har tidligere vært krav. Ved større kabellengder enn hva som var vanlig tidligere, spesielt for AT-system og for langsgående kabler med 22 kV og 50 Hz, blir dette problematisk på grunn av den store spenningen som induseres i kablene ved kortslutning. For:
• AT-system, og for
• BT-system med returledere
blir det lite returstrøm i kabelskjermene – selv ved utjevning i begge ender, og på strekninger med disse systemene er det i noen tilfeller mulig å utjevne høyspenningskabler til returkretsen i begge ender.

b) Høyspenningskabler som utjevnes i en ende: Ved utjevning i en ende, skal spenningen mellom kabelskjermen og returkretsen i den åpne enden ikke bli så høy at kabelen tar skade under kortslutning.

  1. Utførelse: Høyspenningskabler som har én ende i friluft og én ende i tunnel, bør utjevnes i den enden som er i friluft, slik at kabelen er best beskyttet mot lynspenninger.
  2. Vurdering: Spenningsstigning i kabelskjermen ved dimensjonerende kortslutningsstrøm skal vurderes.

Se Felles elektro/Prosjektering og bygging/Isolasjonskoordinering_og_overspenningsbeskyttelse#Overspenningsvern_ved_høyspenningskabler for krav til beskyttelse mot lynspenninger i åpen ende.

c) Høyspenningskabler som utjevnes i begge ender: Ved utjevning i begge ender, skal høyspenningskabelen være dimensjonert for den økte termiske belastningen som følge av strøm som går i skjermen.

  1. Vurdering: Termisk oppvarming av kabelen ved utjevning i begge ender skal vurderes.

For eksterne høyspenningskabler, tilknyttet et galvanisk nettverk som også benyttes til forsyning av andre kunder, gjelder:

d) Eksterne høyspenningskabler som krysser jernbanetraseen: Skjerm/jordleder for eksterne høyspenningskabler som krysser jernbanetraseen, men som ikke er del av jernbanens infrastruktur, skal ikke sammenkobles med jernbanens returkrets.

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).

Under kortslutning i det eksterne høyspenningsnettet kan det være vanskelig å oppfylle krav til berøringsspenning i returkretsen dersom returkretsen og nettselskapets jordingsanlegg ikke er sammenkoblet. Det kan også være praktiske utfordringer med å opprettholde et skille mellom returkretsen og nettselskapets jordingsanlegg. I slike tilfeller er sammenkobling mellom returkretsen og nettselskapets jordingsanlegg en mulighet.

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.

8 Lavspenningsanlegg

Lavspenningsanlegg finnes med flere nettsystemer. Følgende nettsystemer anvendes i Norge: IT, TT og TN. For krav vedrørende valg av nettsystem henvises det til Felles elektro/Prosjektering og bygging/Lavspent strømforsyning. I dette avsnittet stilles det krav til hvordan elsikkerheten skal ivaretas ved lavspenningsforsyning av utsatte ledende deler som skal utjevnes til returkretsen.

For jording og beskyttelse mot elektrisk sjokk i lavspenningsanlegg gjelder FEF, FEL, EN 50122-1:2011 punkt 7 og krav i NEK 400. NEK 400 punkt 542 angir generelle krav til jording av lavspenningsanlegg.

Krav i dette avsnittet er en utdypning av kravene i disse forskriftene og standardene.

a) Utsatte ledende deler plassert i sone for kontaktledning eller i sone for strømavtaker: Utsatte ledende deler for lavspenningsanlegget plassert i sone for kontaktledning eller i sone for strømavtaker skal utjevnes til returkretsen i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 7.

  1. Utførelse: PE-leder for lavspenningsanlegget skal ikke kobles til:
    utsatte ledende deler som er utjevnet til returkretsen
    andre ledende deler som er utjevnet til returkretsen,
    fordi PE-lederen ikke dimensjoneres for de drifts- og kortslutningsstrømmene fra kontaktledningen som ville gå gjennom den ved sammenkobling.
  2. Unntak: Dersom en utsatt ledende del er beskyttet mot kontaktledningen med en elektrisk beskyttelsesskjerm eller med et solid hinder i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 7.3.1, kan delen kobles til PE-leder i stedet for til returkretsen.

b) Lavspenningskabler: Lavspenningskabler i sone for kontaktledning eller i sone for strømavtaker skal være beskyttet slik at spenning fra kontaktledningsanlegget ikke kan ledes inn i kabelen.

  1. Utførelse: Beskyttelse kan oppnås ved at kabelen isoleres for å motstå spenning i kontaktledningen, eller ved forlegning med elektrisk beskyttelsesskjerm eller solid hinder (rør eller kabelkanal).
Formålet med en beskyttelsesskjerm er å sikre at det oppstår en direkte forbindelse mellom en nedreven kontaktledning og returkretsen, og på den måten hindre at kortslutningsstrøm ledes inn i PE-leder. Det er derfor tillatt med en svært enkel utførelse av beskyttelsesskjermen, for eksempel en ledende del eller en uisolert leder som er plassert slik at en nedreven kontaktledning vil komme i kontakt med den.

Lavspenningsnett utføres enten med eller uten utjevning av PE-leder til returkretsen Valg mellom disse to bestemmes av hvorvidt nettet forsyner områder der det er utsatte ledende deler utjevnet til returkretsen.

8.1 Lavspenningsanlegg som ikke utjevnes til returkretsen

a) Lavspenningsnett som ikke utjevnes til returkretsen: For lavspenningsnett som bygges i tilstrekkelig avstand fra jernbanetraseen, slik at det ikke er krav om utjevning av utsatte ledende deler til returkretsen, skal anlegget utformes i samsvar med NEK 400.

  1. Utførelse: PE-leder for slike lavspenningsnett skal ikke kobles til returkretsen.
  2. Utførelse: For lavspenningsnett som har et fåtall utsatte ledende deler i sone for kontaktledning eller i sone for strømavtaker, kan disse komponentene beskyttes med beskyttelsesskjerm eller hinder i stedet for å utjevne lavspenningsnettet til returkretsen.
  3. Unntak: Det kan etter en vurdering velges å utforme anlegget i samsvar med Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Lavspenningsanlegg som utjevnes til returkretsen.

8.2 Lavspenningsnett som utjevnes til returkretsen

a) Lavspenningsnett som er utjevnet til returkretsen: Der et lavspenningsnett har forsyning til en eller flere utsatte ledende deler som er utjevnet til returkretsen, skal PE-leder for lavspenningsnettet også være utjevnet til returkretsen.

  1. Utførelse: Alle utsatte ledende deler for det galvanisk sammenhengende lavspenningsnettet skal da være utjevnet til returkretsen, direkte eller via PE-leder.

b) PE-leder: PE-leder skal utjevnes til returkretsen i bare ett punkt, via MEB i nettets forsyningsende.

  1. Utførelse: Metode for tilkobling til returkretsen ved dobbeltisolerte sporfelt skal velges i samsvar med Tabell 5 (enten filterimpedans eller langsgående jordleder).

c) Beskyttelse mot potensial i returkretsen: Tilknyttede ledende deler være beskyttet i samsvar med Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Potensial i returkrets.

  1. Utførelse: For utstyr som ikke er plassert i elteknisk hus eller i umiddelbar nærhet av jernbanen, kan kravet praktisk ivaretas ved bruk av utstyr i beskyttelsesklasse II i samsvar med EN 61140 (utstyr med dobbelt eller forsterket isolasjon) eller ved plassering utenfor rekkevidde.
Dersom en PE-leder ikke er utjevnet til returkretsen, vil det oppstå en potensialforskjell mellom tilknyttede ledende deler og returkretsen. Dette vil medføre krav til beskyttelsestiltak i samsvar med Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Potensial i returkrets mellom en ledende del tilkoblet et slikt lavspenningsnett og en ledende del utjevnet til returkretsen.
Inne i elteknisk hus og stasjonsbygninger er kravet ivaretatt ved utjevning til MEB. Kravet til beskyttelsesklasse II er relevant for utvendig montert utstyr og lysarmatur.

I henhold til EN 50122-1 og NEK 400 er det krav om en minste jordresistans for lavspenningsnett. Returkretsen er systemjord, og for TN-system og for IT-system som har alle utsatte ledende deler tilkoblet returkretsen, anses kravet til minste jordresistans som automatisk oppfylt. For TT-system og for IT-system som har utsatte ledende deler som er jordet på annen måte enn ved tilkobling til returkretsen, kan ikke dette kravet anses som automatisk oppfylt, og for slike nett kan det være nødvendig å installere ekstra jordingselektroder.

Figur 14: Jording og utjevning av forsyning med lavspenning og høyspenning
1) Overspenningsavleder/nøytralpunktsavleder skal monteres ved høyspenningstransformator, men utelates for lavspenningstransformator.
Jordingsmotstand for lavspenningsnett angis ved MEB, med returkretsen innkoblet.

d) Jording av TN-system: Jording av TN-system skal utføres i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 7.4.

e) Jording av TT-system: Jording av TT-system skal utføres i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 7.4.

  1. Utførelse: TT-system er lite brukt i norsk jernbane frem til nå og bør unngås også i fremtiden.

f) Jording av IT-system: Jording av IT-system skal utføres i samsvar med NEK 400:2014 avsnitt 411.6 og Figur 14.

  1. Utførelse: Kurser skal enten ha utkobling ved første jordfeil, eller ha varsel ved første jordfeil og ha utkobling ved andre jordfeil. Valg mellom disse avhenger av kursens tilgjengelighetskrav og hvilket utstyr kursen forsyner. Kriterier for vurdering av dette er angitt i Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Lavspent_strømforsyning#Fordelingssystem.
  2. Utførelse: For kurser der det ikke anvendes utkobling av første jordfeil, skal det i henhold til [FEL] ikke være galvanisk tilknytning til allmenne IT-fordelingsnett. Det vil si at tilkobling skal gjøres via skilletransformator dersom det ikke anvendes utkobling av første jordfeil.
  3. Utførelse: For håndtering av første jordfeil ifølge NEK 400:2014 avsnitt 411.6.2, skal utsatt ledende del for lavspenningsanlegget kobles til returkretsen, eventuelt via PE-leder. Returkretsen anses som en tilstrekkelig god jordingselektrode.
  4. Utførelse: For håndtering av andre jordfeil, ved nye anlegg eller ved større ombygginger der kost/nytte viser at det er hensiktsmessig, skal krav i NEK 400:2014 avsnitt 411.6.4 a) anvendes siden alle utsatte ledende deler for det galvanisk sammenhengende lavspenningsnettet er utjevnet til returkretsen. Da er det ikke gitt noe krav til jordingsmotstand.
  5. Utførelse: For håndtering av andre jordfeil ved mindre ombygginger skal krav i NEK 400:2014 avsnitt 411.6.4 b) anvendes dersom det ikke kan dokumenteres at alle utsatte ledende deler for det galvanisk sammenhengende lavspenningsnettet er utjevnet til returkretsen.

9 Beskyttelse mot lynspenninger

Kontaktledningsanlegget med tilhørende master og liner fanger opp atmosfæriske utladninger og lynspenninger. Kabler og transformatorer er utsatt for stor skaderisiko fra lynspenninger. IEC 62305-serien tar utgangspunkt i skadepotensialet (tap av verdier og avbrudd/forsinkelse) som grunnlag for å beskytte slike komponenter med overspenningsvern som gir effektiv avledning av lyn til jord. Krav til dette står i Isolasjonskoordinering og overspenningsbeskyttelse.

Der det installeres overspenningsvern som beskyttelse av sårbare komponenter, er en mulig konsekvens at ødeleggende spenning føres inn i returkretsen og forårsaker skade på tilknyttede signalanlegg og lavspenningsanlegg. Mulige metoder for å håndtere denne risikoen, er:

  • Tiltak for å beskytte sårbare anlegg mot lynspenninger, for eksempel:
    • bruk av skilletransformatorer for ledere tilknyttet kjøreskinnene
    • begrenset lengde for kabler tilknyttet returkretsen
    • potensialutjevning av kabelskjerm og utstyr til returkretsen.
  • Tiltak for å begrense størrelsen på lynspenningen som ledes inn i returkretsen, er for eksempel:
    • etablering av impulselektrode ved overspenningsavlederen
    • tilkobling av overspenningsavlederen til returkretsen via en stor høyfrekvent impedans, for eksempel via filterimpedans eller ved hensiktsmessig kobling av ledere

Tilgjengelig kunnskap om dette forholdet er begrenset, og kravene i dette avsnittet baserer seg på en konservativ vurdering av risiko samtidig som det søkes å minimere kostnader til impulselektroder.

a) Beskyttelse mot lynspenninger: Ved etablering av overspenningsavledere skal det gjennomføres en vurdering av risiko for sårbart utstyr tilkoblet returkretsen, og nødvendige tiltak skal gjennomføres.

  1. Utførelse: Vurderingen bør omfatte anleggsdeler ca. 500 meter til hver side av tilkoblingspunktet.
  2. Utførelse: Der vurderingen ikke avdekker stor risiko, kan jordpunktet for overspenningsavlederen kobles rett til en kjøreskinne. Dette er eksempelvis aktuelt på strekninger uten sporfelter, og i noen tilfeller på strekninger med enkeltisolerte sporfelter.
  3. Utførelse: Ved høy risiko kan aktuelle tiltak være:
    • Etablering av impulselektrode for overspenningsavlederen og utjevning til en kjøreskinne via en høyfrekvent impedans
    • Gjennomføre tiltak for å bedre immunitet for sårbare anleggsdeler.

På strekninger med konvensjonelle dobbeltisolerte sporfelter vil risikoen normalt vurderes som høy.

En leder som bøyes, får en øket induktans. For 16,7 Hz i banestrømforsyningen må det bli mange tørn før dette får betydning for impedansen og strømmen. Transienter og lynspenninger har et mye høyere frekvensinnhold, og siden impedansen øker lineært med frekvensen, vil en øket induktans gi en stor begrensning for transient- og lynstrømmer.

b) Montasje: Montasje og sammenkobling av overspenningsvern og impulselektrode skal utføres slik at den nødvendige beskyttelsen med avledning av strøm og spenning oppnås. Se Figur 15

  1. Utførelse: Avstanden mellom overspenningsvern og impulselektrode skal være så liten som mulig (kortest mulig jordleder).
  2. Utførelse: Dersom det er etablert en nedgravd langsgående jordleder, kan denne brukes som impulselektrode.
  3. Utførelse: Jordleder skal føres så rettlinjet som mulig, eventuelt i en stor bue (minimum 30 cm radius og med mindre enn 90 graders bend).
  4. Utførelse: En mulig utjevning til returkretsen kan utformes slik at lynspenninger og sterke transienter i størst mulig grad ledes til jord og ikke til returkretsen. Dette oppnås med at utjevningslederen føres i "krokveier" mellom jordlederen og returkretsen.
Figur 15: Montasje og sammenkobling av overspenningsvern og impulselektroder.
a)  Overspenningsvern ved (suge-)transformator der det er mye utstyr utjevnet til returkretsen. Merk ledningsføringen for å lede minst mulig lynstrøm mot returkretsen, samtidig som beskyttelse mot nedfall av kontaktledningen er ivaretatt!
b)  Overspenningsvern som beskyttelse for kabel der det ikke er sporfelter. Merk ledningsføringen for å utnytte jordelektrodevirkningen i kjøreskinnene (returkretsen) og mastefundamentet!
c)  Lynvernanlegg i radiomast for best mulig beskyttelse av teknisk utstyr. Merk ledningsføringen!

Se vedlegg Vedlegg e - Impulselektroder for krav til jordingselektrode for avledning av lynoverspenning (impulselektrode).

10 Kabler for lavspenning, inkludert tele- og signalkabler

FEF § 2-7 pålegger eier av elektriske anlegg å sikre at overførte spenninger til telenett ikke blir for høye, og Forskrift om elsikkerhet i elektronisk kommunikasjonsnett pålegger eieren av kommunikasjonsnettet det samme ansvaret.

a) Overførte spenninger til telenett: FEF §2-7 krever at anlegg skal være slik at det i normal drift og i feilsituasjoner ikke blir overført for høye spenninger til elektroniske kommunikasjonsnett.

  1. Utførelse: Tiltakshaver (dvs. eier av det elektriske anlegget eller eier av kommunikasjonsnettet) skal ved ombygging eller systemendring påse at overført spenning til telenett etter ombyggingen ikke blir for høy.
  2. Utførelse: Grenseverdier for overført spenning angitt i Forskrift om elsikkerhet i elektronisk kommunikasjonsnett, det vil si 60 V kontinuerlig og 1030 V kortvarig (ved kortslutning), skal legges til grunn.
  3. Utførelse: Krav til jording av elektrisk ledende tele- og signalkabler stilles i de følgende underavsnittene for å sikre at forskriftskravet til maksimal overført spenning oppfylles, og for å oppfylle formålet om best mulig beskyttelse av signalene som overføres.

10.1 Langlinjekabler

Hovedkonseptet er å sikre at skjermen i langlinjekabel er jordet på en slik måte at returstrøm gjennom skjermen begrenses, samtidig som skjermen er effektiv også ved lave frekvenser. For å oppnå dette, utformes jordingsanlegget for langlinjekabler i prinsippet med sitt eget jordingsanlegg som ikke er tilknyttet jernbanens returkrets.

a) Jording av armering/skjerm: For å begrense konduktivt og induktivt overført spenning til langlinjekabler, skal armeringen/skjermen jordes med egne jordingselektroder som ikke er tilknyttet returkretsen. Se også Tele/Prosjektering_og_bygging/Kabelanlegg#Kobberkabel_langlinje.

  1. Utførelse: Ved skjøt på langlinjekabel bør armeringen/skjermen jordes i en lokal jordingselektrode. Dette gir litt bedre reduksjonsfaktor for kabelanlegget.
  2. Unntak: Der det er vanskelig å etablere jordingselektrode for langlinjekabel som ikke er konduktivt koblet til returkretsen, slik som i tunneler, skal slik jordingselektrode ikke etableres.

b) Inntakskabel:: Ved inntak av langlinjekabel i elteknisk hus skal langlinjekabelen skjøtes over i en inntakskabel et stykke fra elteknisk hus.

  1. Utførelse: Langlinjekabelens armering/skjerm skal jordes med egen jordingselektrode.
  2. Utførelse: Inntakskabelens skjerm skal være isolert fra langlinjekabelens armering/skjerm.

c) Avgrening til elteknisk hus: For avgrening av kabelpar til elteknisk hus fra en passerende langlinjekabel, kan de aktuelle kabelparene sløyfes ut på en avgreningskabel.

  1. Utførelse: Armering/skjerm kan fortsette ubrutt i langlinjekabelen uten tilkobling til avgreningskabelen.

10.2 Lokale ekom-kabler (inkludert signalkabler)

Hovedkonseptet er å jorde skjermen for lokale ekom-kabler (inkludert signalkabler) kun i ett punkt, normalt i matende ende.

a) Lokale ekom-kabler: Skjerm for lokale ekom-kabler skal jordes kun i ett punkt, fordi induktivt overført spenning over korte avstander ikke fører til spenningsøkning ut over grenseverdiene i Forskrift om elsikkerhet i elektronisk kommunikasjonsnett.

  1. Utførelse: Ekom-kabler skal jordes til MEB i elteknisk hus og utisoleres i den andre enden (i et objekt).

b) Kapsling som ikke er utjevnet til returkretsen: I en kapsling som ikke har egen utjevning til returkretsen, skal skjermen i innkommende kabel fra elteknisk hus kobles sammen med skjermen i utgående kabler (mot underliggende objekter), se Figur 16.

c) Kapsling som er utjevnet til returkretsen: I en kapsling som er utjevnet til returkretsen, skal skjermen i innkommende kabel fra elteknisk hus utisoleres, og skjermen i utgående kabler (mot underliggende objekter) skal utjevnes til kapslingens utjevningsskinne, se Figur 17 (og Figur 16).

Når eltekniske hus utjevnes til returkretsen, blir tilknyttede kapslinger også utjevnet til returkretsen via PE-ledere og kabelskjermer. Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Potensial i returkretsen stiller da krav til berøringssikkerheten for kapslingene.

d) Parallelle ekom-kabler: For parallelle ekom-kabler til samme objekt bør skjermer/PE-ledere bare sammenkobles på ett sted, normalt i forsyningsenden.

Figur 16: Håndtering av kabelskjerm
1) Skjerm i tilførselskabel termineres på utjevningsskinne som ikke har utjevning til returkretsen, 2) Skjerm i tilførselskabel utisoleres i kapsling som er en utsatt ledende del i sonen for kontaktledning eller i sonen for strømavtaker, 3) Utsatt ledende del utjevnes til returkretsen, 4) Skjerm utisoleres på ett sted i kabelforbindelse mellom to eltekniske hus, 5) Skjerm til ekstra kabel termineres på egen utjevningsskinne og er utisolert fra skjerm til den første kabelen, 6) Skjerm i utgående kabel kobles til utjevningsskinne for relevant tilførselskabel, 7) Alternativt er skjerm i ekstra tilførselskabel utisolert, 8) Se Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Potensial i returkretsen.
(Merknad til 5) og 6): På store anlegg vil en rendyrket stjernestruktur på utjevningen gi en bedre oversikt under feilsøking, det vil si at jordlederen ikke skilles fra de gjennomkoblede signaltrådene i kablene).
Figur 17: Jording og isolering av kabler til og mellom utsatte ledende deler i sonen for kontaktledningen eller i sonen for strømavtaker

e) Kondensatorjording: Ved høyfrekvent forstyrrelse på ekom-kabler kan dette bedres ved å koble skjermen til disse kablene til returkretsen via kondensator (indirekte jording) som blokkerer grunnharmoniske komponenter, og kortslutter høye frekvenser (høypassfilter).

  1. Utførelse: Kondensatoren skal ha tilstrekkelig spenningsholdfasthet for grunnharmonisk spenning.
  2. Dokumentasjon: Ved bruk av denne løsningen skal beregningene som ligger til grunn for valg av type og plassering av kondensatorer, dokumenteres.

10.3 Eltekniske hus

a) Eltekniske hus: I eltekniske hus skal det etableres en MEB som tilknyttes byggets armering og eventuelle jordingselektroder, returkretsen, PE-leder for lavspenningskabler og skjerm for ekom-kabler.

  1. Utførelse: For eltekniske hus med komponenter som inngår i banestrømforsyningen med tilkobling til returkretsen, skal det etableres en egen skinne for tilkobling av:
    • komponentene i banestrømforsyningen
    returforbindelser til returkretsen og
    • utjevning til MEB.
  2. Utførelse: Returforbindelse mellom elteknisk hus og returkretsen (enten kjøreskinne(r), filterimpedans eller returleder på stasjon) skal ha minst en redundant leder.
  3. Unntak: Der elteknisk hus ligger i stor avstand fra elektrifisert jernbane, og det for øvrig ikke er krav om utjevning av ledende deler i elteknisk hus til returkretsen, kan utjevning av elteknisk hus til returkretsen utelates.
Med strukturen i Figur 18 er det mulig å koble fra transformatorer og mateenheter uten å bryte utjevningen mellom elteknisk hus og returkretsen.

b) Høyspenning i eltekniske hus: I eltekniske hus med høyspenningskomponenter, skal jordingsanlegget utformes i henhold til NEK 440.

Dette gjelder:
* matestasjoner
* koblingshus
* sonegrensebrytere
* kiosker for autotransformatorer, sugetransformatorer og reservestrømstransformatorer, og
* transformatorstasjoner for langsgående 11/22 kV-nett.

c) Eksisterende anlegg: Dersom det planlegges utjevning til returkretsen fra et eksisterende elteknisk hus som tidligere ikke har vært utjevnet, skal det sikres at innføring av eventuelle langlinjekabler er utført som beskrevet i Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning#Langlinjekabel før utjevningen til returkretsen kan gjennomføres.

Lavspenningsinstallasjoner, sikringsanlegg og ekominstallasjoner på stasjoner ved ikke-elektrifiserte jernbaner kan bruke utjevning til kjøreskinnene som en forbedring av jordingsanlegget.

d) Trestruktur: Jordingsanlegget i elteknisk hus skal bygges opp med en trestruktur, for god beskyttelse mot elektromagnetisk påvirkning, se Figur 18.

Figur 18: Jording og utjevning i elteknisk hus

10.4 Strålekabler

a) Strålekabler: Strålekabler med tilstrekkelig DC-blokkering skal anses som en isolert del utenfor rekkevidde, og skal ikke utjevnes til returkretsen.

11 Øvrige anlegg

11.1 Tunneler, kulverter og snøoverbygg

a) Tunneler, kulverter og snøoverbygg: Utjevning av betonghvelv og ledende deler til returkretsen i tunneler, kulverter og snøoverbygg skal utføres i overensstemmelse med en vurdering av risiko som viser at det oppnås tilstrekkelig beskyttelse mot elektrisk sjokk.

  1. Utførelse: Vedlegg f bør brukes som utgangspunkt for en vurdering av risiko, slik at løsningene i størst mulig grad blir ensartede.
Det er nødvendig å tilpasse vurderingene i Vedlegg f til de spesifikke forutsetninger i hvert enkelt anlegg, og på den bakgrunnen konkret velge løsning for det enkelte anlegg.

b) Jordingselektroder i tunneler og kulverter: Det bør ikke etableres jordingselektroder inne i tunneler og kulverter.

  1. Utførelse: Jordingselektroder ved overspenningsvern av høyspenningskabler i innløpet til tunnel eller kulvert kan anses som tilstrekkelig for å beskytte mot lynoverspenninger.
  2. Utførelse: Langlinjekabler med metallisk armering/skjerm bør ikke jordes inne i tunneler og kulverter. I grenskjøter med uttak av kabelpar skal armeringen/skjermen ha elektrisk kontinuitet.
  3. Utførelse: For andre formål kan utjevning til returkretsen betraktes som en tilstrekkelig god jording inne i tunneler og kulverter.

c) Metallisk håndløper: Metallisk håndløper skal utjevnes til returkretsen i samsvar med krav til langsgående ledende deler.

Utjevning av håndløper kan unngås dersom overflaten på håndløper utføres i isolerende polymer eller kompositt. Metallisk punktinnfesting av håndløper er kurant uten egen jordingsforbindelse. Nødbelysning kan integreres i eller kombineres med håndløper.

11.2 Bruer over jernbanen

a) Overkant for hinder: Se krav til hinder i Bruer og konstruksjoner/Prosjektering og bygging/Overgangsbruer. Rekkverk på overgangsbruer som fungerer som et hinder for å unngå farespenninger fra kontaktledningen, skal utjevnes til returkretsen og til eventuell armering eller stålkonstruksjon for brua.

  1. Utførelse: Utjevningen skal være dimensjonert for kortslutningsstrøm.
Faresituasjon: Gjenstander festet i wire, tråd, eller liknende, kastes over hinderet og kommer i elektrisk kontakt med kontaktledningen.

11.3 Stasjonære krananlegg, svingskiver

a) Stasjonære kraner: Stasjonære kraner (også skinnegående på lasteområde) som i normal drift eller ved et uhell kan komme inn i sone for kontaktledning eller i sone for strømavtaker, skal utjevnes til returkretsen.

b) Svingskiver: Svingskiver skal ha utjevningsforbindelse til returkretsen.

  1. Utførelse: Alle tilstøtende spor skal ha tverrforbindere mellom kjøreskinnene og være innbyrdes forbundet.
  2. Utførelse: Begge kjøreskinnene på svingskiven skal være forbundet med skivens understilling.

11.4 Midlertidige konstruksjoner og anleggsmaskiner

a) Midlertidige konstruksjoner og anleggsmaskiner: Midlertidige konstruksjoner og anleggsmaskiner som i normal drift eller ved et uhell kan komme inn i sone for kontaktledning eller i sone for strømavtaker, skal utjevnes til returkretsen.

11.5 Parallelle DC-jernbaner

a) Parallelle DC-jernbaner: Farer forbundet med parallelle eller kryssende DC-jernbaner skal identifiseres og risikovurderes i samsvar med EN 50122-3.

11.6 Faresoner

a) Faresoner: Fremføring av jernbane gjennom faresoner skal risikovurderes og utføres i samsvar med EN 50122-1:2011 punkt 8.

12 Ikke-elektrifiserte baner

På ikke-elektrifiserte baner er det usikkert både om den enkelte strekningen skal elektrifiseres, og hvorvidt det i tilfelle blir mulig å utnytte eventuelle forberedelser som gjøres for fremtidig elektrifisering.

a) Fremtidig elektrifisering: På ikke-elektrifiserte strekninger bør det ikke investeres i forberedelse for fremtidig elektrifisering.

b) Elektriske anlegg nær ikke-elektrifiserte strekninger: Elektriske anlegg i eller i nærheten av ikke-elektrifisert baner skal følge allmenne forskrifter for elektriske anlegg.

  1. Utførelse: Det skal tas hensyn til mulig forskjell mellom lokalt jordpotensial og potensial i kjøreskinnene under feil i elektriske anlegg.

Et mulig tiltak er å sammenkoble kjøreskinner med lokale jordingselektroder.

c) Kjøreskinner: Kjøreskinner kan brukes som jordingselektrode.

  1. Utførelse: Tilkoblingen til kjøreskinne(r) skal ikke forstyrre funksjonen i eventuelle sporfelter.

13 Dokumentasjon

Krav til FDV-dokumentasjon er gitt i relevante normer og i Felles_bestemmelser/Generelle_bestemmelser#Dokumentasjon.

a) Jordingselektroder: Alle jordingselektroder skal dokumenteres med skjema og innmåling.

b) Tverrfaglig jordingsplan: Alle tilkoblinger til returkretsen skal dokumenteres.

  1. Utførelse: Samtlige tilkoblinger til returkretsen bør vises i én og samme presentasjon (figur, tabell, database e.l.).
  2. Utførelse: I jordingsanlegg skal kontinuitet i tilkoblinger og utjevningsforbindelser verifiseres og dokumenteres.
Endringer i tverrfaglig jordingsplan meldes inn til fagmiljøet "EH".

14 Vedlegg

Vedlegg a, Planlegging av jordingsanlegg — utgått

Vedlegg b (.dwg) Mal for tverrfaglig jordingsplan
Vedlegg b (.pdf) (Mal for) tverrfaglig jordingsplan
Vedlegg b (.ods) Tabell for jording av objekter

Vedlegg c (.ods) Beregning av tverrsnitt og lengder for langsgående jordleder

(Vedlegg d Retningslinjer for jording av store ledende konstruksjoner — utgått)

Vedlegg d - Returkrets ved sporveksel

Vedlegg e - Impulselektroder

Vedlegg f – Risikoanalyse – Beskyttelse mot elektrisk sjokk i tunnel

Vedlegg g - Prosedyre for måling av overgangsmotstand mot jord

Vedlegg h (.pdf) Rapport fra måling av overgangsmotstand mot jord

Vedlegg h (.xlt) Rapport fra måling av overgangsmotstand mot jord

Vedlegg i: Beregning av tillatt potensial i returkretsen

Vedlegg j: Verdier for avledning mellom returkrets og jord

Vedlegg k: Tabeller for termisk dimensjonering

Se også:
Felles elektro/Prosjektering og bygging/Isolasjonskoordinering og overspenningsbeskyttelse/Vedlegg - Spenningsbegrensende komponenter – VLD