Transcriptie

1

2

3

4

5

6 Randstad 380 kv Noordring VK 4.0 Beverwijk - Bleiswijk Beverwijk Station Beverwijk! d 2 Velsen 3 Noordzeekanaal 4 A9 5 N r oo dz ee A22 na ka 6 al 7 lb aa 10 A208 an 9 Zi jk aal Zijkan Spaarndam C A A eg eg w eg Kr ui sw Sp ie rin gw eg N201 en Ro os du in M er en 1 Vijfhuizen 6 Amsterdam r ie Kr om m e Sp i Haarlem er in gw Station Vijfhuizen! d Floriande d Station Haarlemmermeer! eg Be nn eb 16roe ke rw 17 Hoofddorp N eg 33 IJ w Lisse Nieuw - Vennep Lisserbroek Li s 36 se r 37 w eg 38 N HSL A eg 49 g va Ka ag Rin w art 52 Vredeburg Nieuwe Wetering Roelofarendsveen A Rijpwetering id Zu we g Hoogmade A4 Leiden Leiderdorp 75 Oude R i 76 jn Hazerswoude - Rijndijk Randstad 380 kv Noordring VK 4.0 Beverwijk - Bleiswijk 91 Hazerswoude - orp 92 HSL Legenda 93 Mastvoet kV bovengronds (solo) /150kV bovengronds (combi) 97 Benthuizen 380kV ondergronds (indicatief) kV ondergronds (indicatief) Zoetermeer 103 Oosterheem A Opstijgpunt PKB corridor Bestaande verbindingen 380kV Bovengronds Moerkapelle 150kV Bovengronds Project Randstad 380 kv Noordring 150kV Ondergronds Aanmaakdatum Formaat A0 Revisiedatum Schaal 1: Kenmerk R Blad 1 van 1 e amoveren 150kV verbinding A:\p_r380\producten\vergunningen\noordring\120807_vergunningen_VK40\ p_r380_overzicht_noordring_120814_a0s.mxd Station Bleiswijk! d km A12 Aan deze tekening kunnen geen rechten worden ontleend. enne SO B.V.

7

8 Randstad 380 kv Spoorlijn Haarlem - Amsterdam HLM04I 818 N Legenda 31 Pylonen Mastvoet Ontgravingsruimte 380kV bovengronds (solo) Noodlijn Mast 150kV bestaand Bovengronds 150kV bestaand e amoveren verbinding Spoorbaan Prorail Kadastraal perceel HLM04I 669 HLM04I 872 HLM04I 873 N HLM04K Randstad 380 kv Beverwijk HAARLEM Hoofddorp Spoorlijn Haarlem - Amsterdam AMSERAM Project Randstad 380 kv Noordring Aanmaakdatum Formaat A3 Revisiedatum Schaal 1:1.000 Kenmerk R Blad 1 van 1 A:\p_r380\producten\vergunningen\noordring\120807_vergun ningen_vk40\p_r380_noordring_kruising_spoorlijn_a3l.mxd m HLM04K 309 Aan deze tekening kunnen geen rechten worden ontleend. enne SO B.V.

9

10 Ca. 20 meter Ca. 88 meter Ca. 55 meter Ca. 87 meter Ca. 7 meter Ca. 64 meter Ca. 38 meter Ca. 13 meter Randstad 380 kv Afstanden tot spoorlijn Haarlem-Amsterdam 34 Randstad 380 kv Legenda Afstanden tot spoorlijn Haarlem-Amsterdam 35 Mastvoet Bovengronds RIPstrook Spoorbaan Werkterrein / bouwweg Werkterrein 380kV Werkterrein Noodlijn Werkterrein te verwijderen 150kV Bouwweg Opstelruimte Opstelruimte optioneel Beverwijk HAARLEM AMSERAM Hoofddorp Project Aanmaakdatum Revisiedatum Kenmerk Randstad 380 kv Noordring Formaat A Schaal 1:1.000 R Blad 1 van 1 A:\p_r380\producten\vergunningen\noordring\120807_vergunningen _VK40\p_r380_noordring_spoorlijn_Haarlem_Amsterdam_a3s.mxd m Aan deze tekening kunnen geen rechten worden ontleend. enne SO B.V.

11

12 PLS-CA rawing Legenda el : Bundel : H 32 (vkt 4.0) 32 (vkt 4.0) 33 (vkt 4.0) 33 (vkt 4.0) 34 (vkt 4.0) 34 (vkt 4.0) 35 (vkt 4.0) 32 (vkt 4.0) 32 (vkt 4.0) 33 (vkt 4.0) 33 (vkt 4.0) 34 (vkt 4.0) 34 (vkt 4.0) 35 (vkt 4.0) 36 (vkt 4.0) 36 (vkt 4.0) 37 (vkt 4.0) 37 (vkt 4.0) 38 (vkt 4.0) 38 (vkt 4.0) OORV_HOOG 5500e+001 HOOGE N e (vkt 4.0) 36 (vkt 4.0) 37 (vkt 4.0) (vkt 4.0) 38 A Stations portaal Vhz (vkt 4.0) B S B B A Feat. Code Onbebouwd/Landbouwgebied Industrieel gebied Vegetatie aken (helling > 15gr) aken (helling < 15gr) Wegen Land- en argrarischewegen Snelwegen en autowegen Spoorlijnen zonder tractie Spoorlijnen met tractie Waterwegen VH 15 meter Waterwegen VH 20 meter Feature escription Symbool Req Vert Clear 0kV (m) Req Horiz Clear 0kV (m) Req Vert Clear 110kV (m) Req Horiz Clear 110kV (m) Req Vert Clear 150kV (m) Req Horiz Clear 150kV (m) Req Vert Clear 220kV (m) Req Horiz Clear 220kV (m) Req Vert Clear 380kV (m) Req Horiz Clear 380kV (m) EXRA enne Norrm Verticaal Norrm Horizontaal Marge vlgs PVE enne 13 Waterwegen VH 25 meter Waterwegen VH 30 meter Water W Lantaarnpalen, vlaggenmasten, borden e.d. 2 = Compensatie geleider = Bliksemdraad = OPGW = 150kV = 380kV = 14 meter i.v.m. 5kV/m = Minimale vrije ruimte voor 45kV (onbebouwd) = Verschijnen waar extra ruimte nodig is bovenop de minimale vrije ruimte (vkt 4.0) - 33 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1509 (m) 32 (vkt 4.0) - 33 (vkt 4.0), 0kV, BRUGG OPGW 226-AL2/38-A20Sa, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1491 (m) 32 (vkt 4.0) - 33 (vkt 4.0), 380kV, LF AAAC 620 UHC (EHC 3) enne, 6 phases, bundle of 4, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 90 C Creep 1065 (m) 32 (vkt 4.0) - 33 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, 2 phases, bundle of 2, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed + ice-5 C 5*sqrt(d ) Creep 1249 (m) 33 (vkt 4.0) - 34 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1455 (m) 33 (vkt 4.0) - 34 (vkt 4.0), 0kV, BRUGG OPGW 226-AL2/38-A20Sa, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1435 (m) 34 (vkt 4.0) - 37 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1536 (m) 34 (vkt 4.0) - 37 (vkt 4.0), 0kV, BRUGG OPGW 226-AL2/38-A20Sa, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1519 (m) 34 (vkt 4.0) - 37 (vkt 4.0), 380kV, LF AAAC 620 UHC (EHC 3) enne, 6 phases, bundle of 4, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 90 C Creep 1113 (m) 34 (vkt 4.0) - 37 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, 2 phases, bundle of 2, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed + ice-5 C 5*sqrt(d ) Creep 1278 (m) 37 (vkt 4.0) - 38 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1480 (m) 37 (vkt 4.0) - 38 (vkt 4.0), 0kV, BRUGG OPGW 226-AL2/38-A20Sa, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 1456 (m) 37 (vkt 4.0) - 38 (vkt 4.0), 380kV, LF AAAC 620 UHC (EHC 3) enne, 6 phases, bundle of 4, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 90 C Creep 1006 (m) 37 (vkt 4.0) - 38 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, 2 phases, bundle of 2, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed + ice-5 C 5*sqrt(d ) Creep 1211 (m) 38 (vkt 4.0) - Stations portaal Vhz (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, Catenary 1000 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 865 (m) 38 (vkt 4.0) - Stations portaal Vhz (vkt 4.0), 0kV, BRUGG OPGW 226-AL2/38-A20Sa, Catenary 1000 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 853 (m) Project: Randstad 380kV Hoogspanningslijn:380kV Beverwijk - Vijfhuizen Calculations accoording to EN and EN (NNA) Wind zone: Zone 2 Vr =22.5 m/s Zo(m) =0.2 Ct bij beijsde geleider =1.2 Ice region = B, 1.8*SQR() voor de fasen Ice region = A, 5*SQR() voor de bliksemdraad 0 33 (vkt 4.0) - 34 (vkt 4.0), 380kV, LF AAAC 620 UHC (EHC 3) enne, 6 phases, bundle of 4, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 90 C Creep 969 (m) 38 (vkt 4.0) - Stations portaal Vhz (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, Catenary 1000 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 35 C Creep 862 (m) 33 (vkt 4.0) - 34 (vkt 4.0), 0kV, HAWK S/AMS, 2 phases, bundle of 2, Catenary 1800 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed + ice-5 C 5*sqrt(d ) Creep 1189 (m) 38 (vkt 4.0) - Stations portaal Vhz (vkt 4.0), 380kV, LF AAAC 620 UHC (EHC 3) enne, 6 phases, bundle of 4, Catenary 1000 (m) at 10 (deg C) Creep, isplayed 90 C Creep 646 (m) (vkt 4.0) W2S300+5 X= Y= ht=46.30 ele= (vkt 4.0) W2H300+5 X= Y= ht=46.30 ele= (vkt 4.0) W2H300+5 X= Y= ht=46.30 ele= (vkt 4.0) W2H350 X= Y= ht=50.30 ele= (vkt 4.0) W2H350 X= Y= ht=50.30 ele= (vkt 4.0) W2H350 X= Y= ht=50.30 ele= (vkt 4.0) W2H350 X= Y= ht=50.30 ele= (vkt 4.0) W2S X= Y= ht=51.30 ele= (vkt 4.0) W2S X= Y= ht=51.30 ele= (vkt 4.0) W2S X= Y= ht=51.30 ele= (vkt 4.0) W2H300+5 X= Y= ht=46.30 ele= (vkt 4.0) W2H300+5 X= Y= ht=46.30 ele= (vkt 4.0) W2E350 X= Y= ht=50.30 ele= LEGENA Onderleggers Aansluitingen en bestaande HS-lijnen Waterleidingen Kabels en leidingen Perceelgrenzen Waterkeringen en beschermzones Sloot ref 5kV/m Sloot Sloot PI 10 41'13" Pad Water ref 5kV/m PI '15" ref 5kV/m 1 meter Eis Meter (Incl. Veilige afstand) Optit A200 A200, Afrit A200 PI 1 57'14" Polanenpark Polanenpark Polanenpark Polanenpark Pad Ringvaart Haarlemmermeer polder 22.5 meter VH 20 Incl. Veilige afstand Meter ref 5kV/m Zwanenburgerdijk Sloot PI -4 09'06" Spaanwouderweg ref 5kV/m sloot PI 32 18'03" ref 5kV/m Spaanwouderweg PI 0 49'38" Smoorspoel ruimte Stations portaal Vhz (vkt 4.0) Portaal veld 9 en 10 X= Y= ht=21.80 ele=-4.50 orient angle=1.75 PI 3 14'25" PI 0 00'00" Hoogte aanduiding in lengteprofiel efinitief AP WIJZ OMSCHRIJVING Bovenste waarde is hoogte ten op zichte van maaiveld Power lines Onderste waarde is Hoogte ten op zichte van NAP 4.0 Verschuiving mast 33 versie VK MLC EGB CS 3.2 mast type en mast locaties gewijzigd tussen mast 20 en AP EGB CS 380/150kV Lijn Beverwijk - Vijfhuizen A1+ EK.NR VK 4.0 AUM OPGS. BEOOR. GGK RLo AW CS race en lengte profiel mast 32 (vkt 4.0) tot Stations portaal Vhz (vkt 4.0) 30.0 m Horiz. Scale 3.0 m Vert. Scale Printed at: ; 13:10:02 EGB 4 van 4 CS Wijz 4.0 C 2011 KEMA Nederland B.V.

13

14 1 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem 1 INLEIING In het geval van een hoogspanningsverbinding in de (directe nabijheid) van een spoorlijn moet rekening worden gehouden met de elektrische beïnvloeding van de hoogspanningsverbinding op de spoorlijn. Er is sprake van ontoelaatbare beïnvloeding in die gevallen dat de beïnvloeding kan leiden tot onveilige situaties voor personeel of verstoring van spoorbaansystemen van Prorail. In het project Randstad 380kV wordt ondermeer een 380 kv hoogspanningsverbinding aangelegd tussen de hoogspanningsstations Beverwijk en Vijfhuizen. Voor de realisatie van deze verbinding wordt deels gebruik gemaakt van bestaande tracés van 150 kv hoogspanningsverbindingen. er hoogte van km 12.5 kruist de bestaande 150 kv hoogspanningslijn Velsen Vijfhuizen de spoorlijn Amsterdam Sloterdijk Haarlem. enne is voornemens om (vrijwel) in het tracé van deze 150 kv hoogspanningslijn een 380 kv hoogspanningslijn te realiseren tussen Beverwijk en Vijfhuizen en de 150 kv hoogspanningslijn af te breken. e bestaande kruising van de 150 kv hoogspanningslijn wordt daarmee vervangen door een kruising van een 380 kv lijn met de spoorlijn. eze notitie belicht de effecten van het vervangen van de 150 kv hoogspanningslijn door een 380 kv hoogspanningslijn in het de kruising van de spoorlijn op het gebied van elektromagnetische interferentie van de hoogspanningsverbindingen op de spoorlijn. en opzichte van een eerdere notitie E N02 rev.1 d.d. 23 maart 2012 is rekening gehouden met de wijziging van de locatie van één van de masten bij de spoorkruising en een aangepaste ontwerpbelasting van de hsplijn (3 ka per circuit in plaats van 4 ka per circuit). 2 GEHANEERE UIGANGSPUNEN e in deze notitie als uitgangspunt gehanteerde eisen zijn ontleent aan de opgaven van ProRail in het project Balijeweg te Maastricht. 2.1 Beschrijving situatie Afbeelding 1 en bijlage A geven een overzicht van de kruising van de 380kV hoogspanningslijn met de spoorbaan tussen Amsterdam Sloterdijk en Haarlem. Afbeelding 1, overzicht met spoorlijn (rood) en bovengrondse hoogspanningslijnen (groen) P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

15 2 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem e nieuwe hoogspanningslijn kruist de spoorlijn tussen km 12.5 en km 12.4 onder een grote hoek. In het overzicht zijn de bovengrondse hoogspanningsverbindingen in het gebied van 5 km aan weerszijden van de kruising en tot 2 km afstand vanuit het hart van de spoorlijn aangegeven. In de huidige situatie staat in vrijwel hetzelfde tracé een 150 kv hoogspanningslijn die vervalt. e dichtstbijzijnde mast van de nieuwe hoogspanningsverbinding staat in de toekomst op een afstand van circa 79 m uit het hart van het buitenste spoor. 2.2 oelaatbare beïnvloeding Functioneren van apparatuur Magneetvelden en/of verstoring van signalen in aangesloten kabels kunnen de werking van elektronische) apparatuur aantasten. Voor elektromagnetische compatibiliteit dient de apparatuur van ProRail te voldoen aan de immuniteitseisen van norm NEN-EN Voor apparatuur buiten de 3 meter zone (3 meter tot hart dichtstbijzijnde spoor) dient de immuniteit te voldoen aan de eisen van NEN-EN Volgens deze norm dient de apparatuur (enclosure port) normaal te blijven werken bij blootstelling aan magneetvelden van 30 A/m (37,7 µ). oepassing van apparatuur in een omgeving met hogere magneetvelden dan de immuniteit waarvoor deze apparatuur is gegarandeerd kan mogelijk leiden tot falen van deze apparatuur. Blootstelling mensen aan magnetische inductie Volgens ICNIRP moet de blootstelling van algemene bevolking aan magnetische velden van 50 Hz zijn beperkt tot 100 µ. Voorberoepsbevolking wordt uitgegaan van een blootstellingslimiet (actiewaarde) van 500 µ. Overbruggingsspanningen e optredende spanningen op de spoorsystemen van ProRail moeten worden getoetst aan de eisen uit NEN-EN e toelaatbare aanraakspanningen (wisselspanning) zijn in tabel 1 opgenomen. Hierbij is uitgegaan is van de aanraakspanningen waarin een additionele weerstand van schoeisel (1000 Ohm) is opgenomen (effective touch voltages). abel 1, oelaatbare aanraakspanningen volgens NEN-EN (permissible effective touch voltages) tijdsduur [s] Maximaal toelaatbare aanraakspanning [V] Langdurig kortstondig > ,9 80-0,8 85-0, <0, , , , , , , , , P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

16 3 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem In werkplaatsen of vergelijkbare locaties mag de toelaatbare aanraakspanning niet hoger worden dan 25 Volt. Capacitieve oplading/ontladingen Volgens NEN-EN moet de oplading van geïsoleerde objecten door elektrische velden nabij de hoogspanningslijn zijn beperkt tot zone A in IEC (zie afbeelding 2). it betekent dat een ontlading bij aanraking van dit object voor het grootste deel van de mensen niet merkbaar zal zijn. Wanneer een object wordt opgeladen tot een niveau boven lijn b in deze afbeelding, zal iemand die het object aanraakt, de ontlading waarschijnlijk als pijnlijk zal ervaren. In dit rapport is aangegeven vanaf welke oppervlakte, een geïsoleerd opgesteld object op de meest ongunstige locatie onder de hoogspanningslijn, ter hoogte van de spoorlijn opgeladen zou kunnen worden tot boven zone A. Afbeelding 2, Gevolgen van aanraking bij een opgeladen object volgens IEC Gegevens hoogspanningsverbindingen In de berekeningen wordt uitgegaan van de minimale hoogten van de geleiders volgens het ontwerp. e minimale hoogte van de geleiders is gebaseerd op de hoogste temperatuur, de hoogten van de P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

17 4 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem masten en de afstand tussen de masten. Voor de aan te leggen hoogspanningsverbinding Beverwijk Vijfhuizen wordt gerekend met de volgende door enne opgegeven worst case gegevens: - oepassing van 2 circuit 380 kv Wintrack masten voor 400 m velden; - Maximale stroombelasting bij normaal bedrijf van 1500 Ampère per circuit. Voor de beschouwde situatie van 1 circuit in vollast is uitgegaan van een maximum van 3000 Ampère. - e door enne opgegeven maximale één- en driefasen kortsluitstromen bedragen 50 ka. enne heeft een beveiligingsconcept. it document beschrijft de beveiligingsprincipes voor het beveiligen van hoogspanningsnetten van enne met een spanning van 110 kv tot en met 380 kv. Conform dit beveiligingsconcept dienen hoogspanningsinstallaties te worden beveiligd. it beveiligingsconcept stelt de volgende eisen aan het beveiligingssysteem: o Een volledig operationeel beveiligingssysteem dient alleen de verbinding waarop een kortsluiting opgetreden is, binnen 100 ms af te schakelen. o Bij een enkelvoudige storing in het beveiligingssysteem dient de door een kortsluiting getroffen verbinding zo snel mogelijk doch altijd binnen 300 ms te worden afgeschakeld. Alleen bij falen van een vermogensschakelaar zou (een deel van) een kortsluiting niet binnen 100 ms uitgeschakeld kunnen zijn. In de toetsing gaan we er van uit dat een kortsluiting binnen 100 ms is afgeschakeld. - e minimale hoogte van de onderste geleiders voldoet aan de eisen volgens NEN-EN : bij breuk van een geleiderbundel in een veld tenminste 8,7 + del m boven de bovenkant van de spoorstaven en onder alle overige omstandigheden tenminste 10,3 +del m boven de bovenkant van de spoorstaven. e waarde del is afhankelijk van de gekozen isolatoren in het ontwerp van de hoogspanningslijn. Voor de door enne gecontracteerde isolatoren moet conform opgave van de fabrikant worden uitgegaan van een bliksemhoudspanning van 1680 kv. Met een del van 3,3 m wordt conform NEN-EN ruimschoots voldaan aan de hieraan gerelateerde eis. e kleinste hoogte van de fase-geleiders boven de spoorstaven ter plekke van de spoorkruising bedraagt (bij vollast) 18 m. Mogelijk wordt de hoogspanningslijn voorzien van compensatiegeleiders. eze compensatiegeleiders zouden in dat geval onder de fasen op een hoogte van minimaal 11,50 m boven de bovenkant spoor worden opgehangen. - oepassing van compensatiegeleiders wordt door enne overwogen. Indien compensatiegeleiders worden toegepast dan zal dit een gunstig effect hebben op zowel de elektrische velden onder de hoogspanningslijn als de maststroom bij kortsluiting. In deze notitie is ervan uitgegaan dat er geen compensatiegeleider wordt toegepast daar hiermee de meest ongunstige situatie is beschreven. - Mogelijk worden in het ontwerp van enne de geleiders op grotere hoogte boven de spoorlijn gehangen dan in de berekening nu is aangenomen. Het effect daarvan zou dan zijn dat de optredende beïnvloeding (magnetische velden en elektrische velden ter hoogte van de spoorkuising lager zijn. Soortgelijke effecten mogen worden verwacht indien een compensatiegeleider wordt toegepast. - Hoewel hiervan slechts mondjesmaat gegevens van beschikbaar zijn, is de maximale a- symmetrie in de bedrijfsvoering van de hoogspanningsnetten in de praktijk beperkt. Meetwaarden laten waarden zien van circa 2%. In de beschouwing is in overeenstemming met de afspraken voor het project Balijeweg in Maastricht, rekening gehouden met 0, 2 en 4% a- symmetrie. 2.4 Spoorbaan e kruising betreft de dubbelspoors spoorlijn Amsterdam Slotervaart Haarlem. eze spoorlijn is voorzien van een elektrisch tractiesysteem (1500 V C). Het tracé van de hoogspanningslijn kruist de spoorlijn nabij km e afleidweerstand van de spoorrails naar aarde is niet bekend, in P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

18 5 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem berekeningen wordt rekening gehouden met 100 Ωkm. Bij het berekenen van de inductieve beïnvloeding moet rekening worden gehouden met de karakteristieke impedanties van de spoorstaven door de berekeningsmodellen hiermee af te sluiten. 2.5 Beïnvloeding overige hoogspanningsverbindingen Vanwege het superpositiebeginsel zou bij de beoordeling van de elektrische beïnvloeding van de nieuwe hoogspanningsverbinding rekening gehouden moeten worden met de beïnvloeding van overige aanwezige beïnvloedingbronnen. In het ergste geval moet er rekening mee worden gehouden dat de resulterende beïnvloeding van de nieuwe en bestaande hoogspanningsverbindingen even groot is als de som van de amplituden van de bestaande en de beïnvloeding van de nieuwe kabelverbinding (superpositie). Zoals te zien in afbeelding 1 zijn er in de nabijheid van de spoorkruising van de nieuwe hoogspanningslijn geen overige hoogspanningslijnen waarvan significante beïnvloeding moet worden verwacht. Wel liggen in het gebied waarschijnlijk ondergrondse 150 kv kabels op circa 1 km afstand over een lengte van ongeveer 2 km parallel aan de spoorlijn. eze kabels kruisen de spoorlijn ongeveer 2 km ten westen van de nieuwe hoogspanningsverbinding onder een grote hoek (vergelijkbaar met de nieuwe hoogspanningsverbinding). Omdat het niet bekend is in welke mate sprake is van elektrische beïnvloeding van de spoorlijn door overige beïnvloedingsbronnen, is uitgegaan van een fictieve bestaande beïnvloeding in de huidige situatie ter grootte van de maximaal toelaatbare langdurige beïnvloeding. Verder wordt ervan uitgegaan dat bij een kortsluiting in de nieuwe verbinding, er geen sprake is van gelijktijdige kortsluiting in overige hoogspanningsverbindingen (overige netvlakken zijn onafhankelijk van de nieuwe 380 kv hoogspanningsverbindingen). Voor het beoordelen van de beïnvloeding in een kortsluitsituatie wordt zekerheidshalve uitgegaan van de toelaatbare beïnvloeding voor de tijdsduur van de kortsluiting, verminderd met de maximaal toelaatbare langdurige beïnvloeding. 3 BEÏNVLOEINGSMECHANISMEN Er zijn vijf mechanismen waarmee in principe rekening moet worden gehouden, te weten weerstands-, capacitieve en inductieve beïnvloeding, magnetische velden en elektrische velden: 3.1 Weerstandsbeïnvloeding Op plaatsen waar stromen uit een hoogspanningsverbinding de grond in kunnen vloeien ontstaat een potentiaaltrechter. Afhankelijk van de locatie van een object in deze trechter, kunnen (delen van) de uittredende stroom naar vreemde objecten lopen. Weerstandsbeïnvloeding speelt een rol wanneer objecten voorkomen op locaties waar stromen uit een hoogspanningsverbinding naar de grond kunnen vloeien. In het geval van de kruisende hoogspanningsverbinding moet rekening worden gehouden met de aanwezigheid van een hoogspanningsmast nabij de spoorlijn. P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

19 6 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem 3.2 Capacitieve beïnvloeding Hiervan kan uitsluitend sprake zijn bij bovengrondse, geïsoleerde objecten nabij een bovengronds systeem met hoge spanningen. eze vorm van beïnvloeding wordt veroorzaakt door elektrische velden. In het geval van de spoorkruising moet er rekening mee worden gehouden dat in verband met capacitieve oplading de omvang van geïsoleerd onder de hoogspanningslijn opgestelde objecten moet worden beperkt. 3.3 Inductieve beïnvloeding Hiermee moet rekening worden gehouden in het geval van geleidende objecten zoals spoorrails, hekwerken, (signaal-)kabels et cetera parallel aan de hoogspanningsverbinding. Inductieve beïnvloeding wordt veroorzaakt door de magnetische velden nabij een systeem met hoge stromen. e afstand waarbinnen dit bij parallelle ligging van een hoogspanningslijn en spoorlijn zou kunnen leiden tot ontoelaatbare beïnvloeding is beperkt tot een orde van grootte van enkele malen de indringdiepte. Conform NEN-EN moet in de nabijheid van een bovengrondse hoogspanningslijn tot afstanden van maximaal 2 km vanaf de hoogspanningsverbinding bij parallelle geleidende objecten rekening worden gehouden met mogelijk ontoelaatbare inductieve beïnvloeding. In de praktijk is deze afstand vaak kleiner (grootte-orde circa 750 m, afhankelijk van de bodemweerstand en de daaraan gerelateerde indringdiepte van de stromen) en moet sprake zijn van een significant lange parallelloop (meerdere kilometers). Wanneer sprake is van haakse kruising ontbreekt een parallelloop en is er dus ook geen inductieve beïnvloeding. Volgens Cigré (publicatie 95) en ProRail RLN (beïnvloeding van een 25 kv tractiesysteem op systemen van derden) is dit het geval wanneer de hoek in de kruising groter is dan 45. ProRail heeft aangegeven de Cigré publicatie niet te accepteren en omdat verdere afspraken hierover tussen enne en ProRail ontbreken is afgesproken dat de optredende inductieve beïnvloeding wordt berekend. 3.4 Elektrische velden Hiermee moet rekening worden gehouden in het geval van bovengrondse hoogspanningsinstallaties. Elektrische velden moeten zijn beperkt tot dusdanig lage waarden dat in het geval van uitvoering van werkzaamheden aan de spoorlijn aan de eisen volgens de arbeidsomstandigheden regelgeving wordt voldaan (maximaal 10 kv/m). e maximale elektrische veldsterkte treedt op bij 1 circuit in bedrijf, waarbij het andere circuit zwevend is verondersteld. e maximale toelaatbare spanning van het systeem bedraagt 418 kv (10% overspanning). 3.5 Magnetische velden Magnetische velden kunnen onder omstandigheden ontoelaatbaar zijn voor het functioneren van apparatuur of kunnen ontoelaatbaar zijn in verband met gezondheidsaspecten bij blootstelling van mensen. e grootte van de veldsterkte is hoofdzakelijk afhankelijk van de stroomsterkte in de geleiders, de configuratie van de geleiders en de afstand tot de geleiders. P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

20 7 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem 4 FAALWIJZEN 4.1 Kortsluiting In het geval van een kortsluiting tussen fasen van een circuit of van één van de fasen naar aarde, kunnen hoge stromen vloeien. 4.2 Falen eerste trap beveiliging oor enne is aangegeven dat de beveiliging bestaat uit een differentiaalbeveiliging met als backup een distantiebeveiliging. e maximale uitschakeltijd van de differentiaalbeveiliging bedraagt minder dan 100 ms na optreden van de fout. e maximale uitschakeltijd van de distantiebeveiliging bedraagt eveneens minder dan 100 ms na optreden van de fout. In eerste instantie zal bij een gedetecteerde fout zowel de distantiebeveiliging als differentiaalbeveiliging aanspreken. Beide typen beveiliging sturen een vermogensschakelaar waarmee de verbinding wordt afgeschakeld. Wanneer de vermogensschakelaar faalt, wordt de stroom afgeschakeld door de rail in het station af te schakelen. Een dergelijke afschakeling vindt in minder dan 300 ms plaats. Gewoonlijk wordt hiermee geen rekening gehouden bij het beoordelen van optredende overbruggingsspanningen, er wordt rekening gehouden met één fout tegelijk (de kortsluiting) en niet met twee fouten gelijktijdig (kortsluiting en falen van vermogensschakelaar). 4.3 Asymmetrie stromen Netstromen zijn in de praktijk niet altijd ideaal symmetrisch. Een asymmetrische stroomverdeling leidt echter tot aanmerkelijk hogere (stationaire) magneetvelden en daarmee tot een toename van de inductieve beïnvloeding van parallelle structuren. In de praktijk is sprake van kleine asymmetrie (tot enkele procenten). In de beschouwing is de invloed van asymmetrie onderzocht door de optredende magnetische velden te berekenen voor een asymmetrie van 0% (volledige symmetrie), 2% en 4%. 5 BESCHOUWINGEN 5.1 Weerstandsbeïnvloeding Over het algemeen moet deze vorm van beïnvloeding worden beschouwd indien de afstand tussen de mast en een object relatief klein is (voor buisleidingen wordt hiervoor 50 m aangehouden). Omdat de eisen in het geval van een spoorlijn en spoorse systemen strenger zijn dan de eisen in het geval van een ondergrondse buisleiding, moet in het geval van de mast nabij deze spoorlijn, bij het ontwerp van de fundering en aardingsvoorziening van de mast, rekening worden gehouden met weerstandsbeïnvloeding. e bodempotentiaal op een afstand van 11 m uit het hart van het buitenste spoor moet kleiner zijn dan de toelaatbare overbruggingsspanningen voor de tijdsduur van een kortsluiting, verminderd met de maximale toelaatbare langdurig optredende spanning volgens NEN-EN (zie tabel 1). e P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

21 8 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem maximale bodempotentiaal bij een kortsluiting moet op een afstand van 11 m buiten het hart van het buitenste spoor kleiner zijn dan 725 V. Wanneer apparatuur binnen het spoorse gebied tevens moet voldoen aan NEN 1010 moet tevens rekening worden gehouden met een maximaal toelaatbare bodempotentiaal van 610 V (660V toelaatbare spanning gedurende 0,1 seconde verminderd met 50V toelaatbare spanning voor lange tijdsduren). In principe ontwerpt enne de mastaarding zodanig dat op een afstand van maximaal 68 m uit het hart van de mast de bodempotentiaal als gevolg van stromen door de mastaarding is beperkt tot maximaal 610 V gedurende 0,1 seconde. Hiermee wordt in het beheersgebied van de Spoorlijn aan zowel de eis volgens NEN 1010 als aan de eis volgens NEN-EN voldaan. Aanbevolen wordt om de potentiaaltrechter rondom de mast te meten na realisatie van de fundering en aardingsvoorziening en met de meting aan te tonen dat met de gerealiseerde aarding aan de eisen wordt voldaan. 5.2 Capacitieve beïnvloeding Bij het beoordelen van de capacitieve beïnvloeding is de oppervlakte van een ongeaard object berekend waarbij ontladingen door capacitieve beïnvloeding kunnen optreden, hoger dan lijn A volgens afbeelding 21 van NPR-IEC (zie afbeelding 1). Bij een geïsoleerd opgesteld object met een afmeting groter dan circa 30 m 2 moet rekening worden gehouden met een oplading die gebied A te boven gaat. Wanneer dergelijke objecten worden opgesteld op de spoorlijn onder de hoogspanningslijn moet rekening worden gehouden met de noodzaak dergelijke objecten te aarden. 5.3 Inductieve beïnvloeding e door inductieve beïnvloeding optredende maximale spanningen zijn berekend voor een model als schematisch gegeven in afbeelding 3. In deze afbeelding is de beïnvloedende hoogspanningslijn bij een loodrechte projectie op de spoorlijn gegeven, waarbij de x-as de spoorlijn voorstelt Afbeelding 3, Schema gemodelleerde situatie e lengten van de hoogspanningslijn is door de projectie sterk vertekend weergegeven in de afbeelding. Van de beïnvloedende hsp-lijn (gebruikt voor het bepalen van de mutuele impedanties) zijn 340 m, 210 m en 395 m. P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

22 9 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem Het model gaat ervan uit dat een hoogspanningslijn tot maximaal 2 km afstand uit het hart van de hoogspanningslijn lijn kan leiden tot mogelijk ontoelaatbare beïnvloeding (generiek). Vanwege de bodemweerstand in het betreffende gebied (grootte-orde circa 30 Ωm) is de indringdiepte in dit gebied veel kleiner en zou het beïnvloedingsgebied veel beperkter zijn. Het model is hiermee een worst case benadering van de situatie. e berekeningen zijn uitgevoerd met AP en de resultaten zijn gegeven in tabel 2 a t/m 2c (spanningen ten opzichte van verre aarde ). e spoorstaven zijn hierbij aan beide zijden afgesloten met de karakteristieke impedantie, de bovenleiding en kabels zijn verondersteld enkelzijdige te zijn geaard (worst case). abel 2a, Berekende spanningen inductieve beïnvloeding op spoorstaven Scenario Belastingsituatie % asymmetrie Berekende spanning [V] 1 Normaal bedrijf 0 0,25 2 0,37 4 0,53 2 Onderhoud 0 0,72 2 0,86 4 1,04 3 Kortsluiting (3 fasen) Kortsluiting (1 fase) abel 2b, Berekende spanningen inductieve beïnvloeding op bovenleidingen Scenario Belastingsituatie % asymmetrie Berekende spanning [V] 1 Normaal bedrijf 0 0,51 2 0,74 4 1,06 2 Onderhoud 0 1,45 2 1,71 4 2,09 3 Kortsluiting (3 fasen) Kortsluiting (1 fase) abel 2c, Berekende spanningen inductieve beïnvloeding op bekabeling Scenario Belastingsituatie % asymmetrie Berekende spanning [V] 1 Normaal bedrijf 0 0,51 2 0,74 4 1,06 2 Onderhoud 0 1,45 2 1,72 4 2,10 3 Kortsluiting (3 fasen) Kortsluiting (1 fase) Op grond van de berekende spanningen wordt geconcludeerd dat door inductieve beïnvloeding van de nieuwe verbinding geen ontoelaatbare stromen/spanningen optreden. 5.4 Elektrische velden e maximaal optredende elektrische veldsterkte op een hoogte van 9 m boven BS (bovenkant spoorstaaf) is berekend, uitgaande van een minimale geleiderhoogte (fasenbundel) van 18 m boven P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

23 10 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem de spoorstaven (BS+ 18 m). eze elektrische veldsterkte bedraagt 3,5 kv/m op een hoogte van BS + 1 m en 5,4 kv/m op een hoogte van BS+ 9 m. Bij de berekeningen is de aanwezigheid van de bovengrondse geleiders van het tractie energie systeem verwaarloosd. e resultaten zijn door het verwaarlozen van de reducerende werking van deze geleiders worst case. Op grond van de berekende veldsterkten kan geconcludeerd worden dat bij uitvoering van werkzaamheden de actiewaarde voor elektrische velden niet worden overschreden zodat in verband hiermee geen aanvullende maatregelen getroffen hoeven worden. 5.5 Magnetische velden e optredende magnetische veldsterkte is berekend voor de hoogten BS, BS + 1m en BS + 9 m, met 1 circuit in vollast of 2 circuits in maximaal bedrijf. e veldsterkten zijn berekend en samengevat in tabel 3. aarbij is rekening gehouden met volledig symmetrische belastingen, 2% en 4% asymmetrie. abel 3, berekende magnetische veldsterkten Situatie 1 circuit vollast, symmetrische stromen 1 circuit vollast 2% asymmetrische stromen 1 circuit vollast 4% asymmetrische stromen 2 circuits vollast, symmetrische stromen 2 circuits vollast 2% asymmetrische stromen 2 circuits vollast 4% asymmetrische stromen Optredende veldsterkte [A/m] BS BS+1 m BS+9 m 12,4 13,4 33,2 12,8 13,9 34,1 13,2 14,3 35,1 3,9 4,4 15,4 4,0 4,4 15,4 4,0 4,5 15,5 Op grond van de berekende veldsterkte wordt geconcludeerd dat er tot een hoogte van 1 m + BS geen problemen met eventuele elektronische apparatuur wordt verwacht. Voor personeel is tot tenminste 9 m + BS geen probleem met magnetische velden te verwachten. Uitgaande van een asymmetrie van 4% en 1 circuit in vollast (3kA), wordt op hoogten boven BS+8 m een magnetische veldsterkte van circa 30 A/m bereikt. Aanbevolen wordt om in overleg met ProRail vast te stellen tot welke hoogte boven het spoor mogelijk elektronische apparatuur wordt/is geplaatst. 6 CONCLUSIE Omdat de kruising van de hoogspanningslijn met de spoorlijn nog niet volledig is uitgewerkt, is bij de toetsing uitgegaan van de meest ongunstige situaties. Op grond van deze toetsing wordt geconcludeerd dat voor het ontwerp van de aarding van de mast het dichtst bij de spoorlijn rekening moet worden gehouden met de aanwezigheid van de spoorlijn. Aanbevolen wordt om bij oplevering van de (fundering/aarding) van de mast, met een meting nader te onderbouwen dat aan de aanvullende eis voor de potentiaaltrechter wordt voldaan. P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

24 11 E N02 MJ rev.2 20 juli 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem Bij plaatsing van elektronische apparatuur direct onder de hoogspanningslijn op hoogten groter dan BS+8 m, moet rekening worden gehouden met de mogelijkheid dat hier (onder omstandigheden) magnetische veldsterkten groter dan 30 A/m kunnen optreden. Bij plaatsing van geïsoleerd opgestelde objecten met een oppervlakte groter dan 30 m 2 kan bij aanraking mogelijk sprake zijn van merkbare ontladingen. it kan worden voorkomen door het object te aarden. P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E

25 BIJLAGE A, OVERZICH KRUISING 12 E N02 MJ rev.1 23 maart 2012 Elektrische beïnvloedingen kruisende 380 kv hoogspanningsverbinding op spoorlijn Amsterdam Sloterdijk - Haarlem Spoorlijn Amsterdam Sloterdijk- Haarlem 380 kv hoogspanninglijn P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E R S B U R G P E E