Ausführungsbestimmungen für Bau-, Ertüchtigung und … · 2015-05-09 ·...

27
Ausführungsbestimmungen für Bau-, Ertüchtigung und Instandhaltung von Freileitungen Airport Hotel Frankfurt, 07./08.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt , Dettenheim

Transcript of Ausführungsbestimmungen für Bau-, Ertüchtigung und … · 2015-05-09 ·...

Ausführungsbestimmungen für Bau-,

Ertüchtigung und Instandhaltung von

Freileitungen

Airport Hotel Frankfurt, 07./08.05.2015

Dipl.-Ing. Reiner Schmidt , Dettenheim

Ausführungsbestimmungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 2

Ausführungsbestimmungen

Inhaltsübersicht

- Normungsorganisation

- Grundnormen, Neu- und Umbau, Ertüchtigung

- Werkstoffe im Gittermastbau

- Anwendungsregeln, Instandhaltung, Stahlsanierung, Betrieb

- Freileitungsnormung in Österreich und der Schweiz

- Anwendungsregel AC/DC- und DC-Übertragung

- Techn. Hinweis Einsatz von HT-Leitern

- Vogelschutz, Vogelschutzkennzeichnung

- Kennzeichnung von Luftfahrthindernissen

- Genehmigung von Freileitungen und Kabeln

- Wertigkeit von Vorschriften am Beispiel BG-Bestimmungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 3

Ausführungsbestimmungen

Normungsorganisation

Normungsorganisation international

ISO International Standardization Organisation

IEC International Electrotechnical Commission

Cigre International Council on large Electric Systems

Normungsorganisation europäisch

CEN Comité Européen de Normalisation (analog DIN)

CENELEC Comité Européen de Normalisation Electrotechnique

ETSI European Telecommunication Standardization Institute

Nationale Normung

DIN

VDE

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 4

Ausführungsbestimmungen

Form und Bezeichnung von Normen

Bezeichnung von EN-Normen:

- bei Übernahme von IEC EN 60204 IEC 60204

- bei Übernahme von ISO EN 29001 ISO 9001

- eigenständige Bearbeitung EN 50341 ---

Inhalt und Form: einheitlich

Sprachen: deutsch, englisch, französisch

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 5

Ausführungsbestimmungen

Freileitungsnormung in Deutschland

DKE Deutsche Kommission

Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE

Komitee: K 421 Freileitungen

Arbeitskreise:

AK 421.0.1 Leiter für elektr. Freileitungen

AK 421.0.2 Montage und Werkzeuge

AK 421.0.3 Statik

AK 421.0.4 Elektrische Anforderungen

AK 421.0.5 Komponenten

AK 421.0.6 Klimatische Einwirkungen

AK 421.0.100 Hybride AC/DC-Übertragung, DC-Übertragung

AK 421.0.X Korona-Geräusche an Freileitungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 6

Ausführungsbestimmungen

Grundnormen für den (Neu-)Bau von Freileitungen

Gegenwärtig:

DIN EN 50423-1:2005-05 „ Freileitungen über AC 1 kV bis einschließlich AC 45kV“

DIN EN 50423-3-4:2005-05 „Freileitungen über AC1 kV bis 45 kV, Teil 3-4:

Nationale Normative Festlegungen; Deutsche Fassung „

DIN EN 50341-1:2010-04 „Freileitungen über AC 45 kV -Teil 1: Allgemeine

Anforderungen - Gemeinsame Festlegungen ( sogenannter Mainbody)

DIN EN 50341-3-4:2011-01 mit Änderungen 2006 und 2010, Ursprung 2001

„Freileitungen über AC 45 kV- Teil 3: Nationale Normative Festlegungen (NNA)“

Jetzt erschienen DIN EN 50341-1:2013-11 „Freileitungen über AC 1 kV - Teil 1:

Allgemeine Anforderungen – Gemeinsame Festlegungen…“

ersetzt DIN EN 50423-1 und 50341-1, anzuwenden spätestens 19.11.2016 ?

Zur Zeit in der Endphase DIN EN 50341-2-4:((2015-12)) „Freileitungen über AC

1 kV-Teil 2: Nationale Normative Festlegungen (NNA), Deutsche Fassung…

ersetzt DIN EN 50423-3-4 und 50341-3-4, anzuwenden spätestens 06.01.2018 ?

Hier muss eine Entscheidung herbeigeführt werden!

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt

7

Ausführungsbestimmungen

Inhalt von DIN EN 50341-2-4:2015-12

Aussage:

„auf bestehende Anlagen braucht diese Norm nicht angewendet werden.

In der Planung oder Ausführung befindliche Anlagen können nach der bei

Beginn der Planung geltenden Norm fertiggestellt werden“

Welcher Stand ist der Beginn der Planung?

- Wenn eine Voranfrage bei der Behörde stattfindet?

- Wenn die Aufnahme in den Bedarfsplan erfolgt ist?

- Wenn die Genehmigungsunterlagen eingereicht werden? Oder

- Wenn das für die geplante Leitung vorgesehene Gestänge gerechnet ist?

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 8

Ausführungsbestimmungen

Inhalt von DIN EN 50341-2-4:2015-12

Wesentliche Änderungen:

- Zusammenführung der Teile AC 1-45 kV und über AC 45 kV

- viele Ausführungen wurden von den NNA in den Mainbody verschoben, z.B.

Gründungen, manche Kapitel auch nur als Anhang präsentiert

- Reduzierung von Wiederholungen (z.B. Erläuterungen in NNA und Mainbody)

- verpflichtende Anwendung der Eurocodes und damit veränderte

Nachweisverfahren (z.B. Tragfähigkeit von Einzelbauteilen, Fundamente)

- Überarbeitung der Teilsicherheitsbeiwerte für Lasten

- Neue, bessere Definition der Windnachlaufströmung und spannungs-, bau-

und betriebsbedingten Abstände zu Windenergieanlagen (WEA)

- Durch die Zusammenführung Aufnahme von Holzmasten und faserver-

stärkten Kunstharzmasten

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 9

Ausführungsbestimmungen

Inhalt von DIN EN 50341-2-4:2015-12:

Wesentliche Änderungen, Fortsetzung:

- Bessere Definition von Abständen bei Kreuzungen und Parallelführungen

- Bessere Definition von Lastfällen für die Leiterbemessung bei Kreuzungen

- (Wieder-)Aufnahme von Rutschklemmen, bewegliche Querträger, Spannseile

oder ähnliches als Reduzierung der Verdrehungsbeanspruchung der Maste

- Lastreduzierung(übernommen) für Leitungen mit geringer Höhe und ≤ 45kV

- Bemessung mit praktisch bewährten Methoden (Gründung von Holzmasten

und vergleichbaren Masten)

- Erweiterung der Tabelle „Windwiderstandsbeiwerte Cx“

- Änderung von Begriffen und Indizes z.B. ist „asom“ besser erläutert

- Erläuterung von Formeln und Abkürzungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 10

Ausführungsbestimmungen

Werkstoffe im Gittermastbau

DIN EN 50341(alle Teile): Festlegungen zu den Werkstoffen in Pkt. 7.2

DIN EN 1090-1 und -2: Beschreibt Ausführung von Stahltragwerken…..

- Einstufung der Stahlgittermaste in Ausführungsklasse EXC2 (nächste Folie)

- Festlegung der Produktnormen für unlegierte Baustähle

- technische Lieferbedingungen: DIN EN 10025-1 und 2 (neuer Entwurf liegt vor)

- für Winkelstahl: Abmaße und Toleranzen: DIN EN 10056-1 und -2

- für Bleche: Toleranzen nach DIN EN 10029

- Festlegung zur Oberflächenbeschaffenheit: DIN EN 10163

- Vorgaben zur Materialkennzeichnung und Rückverfolgbarkeit

- Festlegung der Fertigungsverfahren (Schneiden, Lochen, Biegen)

- Werkseigene Produktionskontrolle, Schweißaufsicht, Schweißverbindungen

- Feuerverzinkung DIN EN ISO 1461, Beschichtung DIN EN 12944

07.05.2015 Dipl.-I Reiner Schmidt 11

Ausführungsbestimmungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 12

Ausführungsbestimmungen

Inhalt von DIN EN 50341-2-4:2015-12

Keine Änderung gegenüber DIN EN 50341-3-4:

- bei Eis- und Windlasten und zugehörige -Zonen und –Karten.

Die Reduzierungen bei niedrigen MSP-Leitungen blieben erhalten.

Der NA-Bau (DIN) hat Einspruch eingelegt, aber dieser konnte nicht bear-

beitet werden. Es geht hier wohl mehr um Kompetenzen als um die Sache.

Auch CEN arbeitet daran, meteorologische Daten festzulegen. Es ist also

eine Frage der Zeit, wann wir wieder über meteorologische Lasten reden.

- Bei Abständen generell, aber

Durch die Wiederaufnahme der Spannungsebene 1-45 kV dürften sich einige

Fehler eingeschlichen haben. Dies zeigt sich in der praktischen Anwendung

- Bei Steigeinrichtungen und Schutz gegen Besteigen, aber

Aussage, dass Schutz gegen Besteigen gewährleistet ist, wenn

die Aufstiegshilfe erst ab 2,20m über dem Erdboden beginnt

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 13

Ausführungsbestimmungen

FNN-Anwendungsregel

VDE-AR-N 4210-4 „Stützpunkte von Freileitungen- Anforderungen

an die Zuverlässigkeit bestehender Stützpunkte von Freileitungen“

- diese AR kommt zum Tragen, wenn dem Netzbetreiber Erkenntnisse vorliegen, die Unter-

suchungen im Rahmen der Verkehrssicherung notwendig machen. Z.B. Feststellung von

Sprödbruchgefahr durch Stickstoff. Siehe VDE-AR-N 4210-3 „Prüfungs- und Bewertungs-

verfahren zur Ermittlung der Tragfähigkeit von Bauteilen aus Thomasstahl…..“

- mit dieser AR kann der Nachweis geführt werden, dass die bestehende Leitung im Sinne

des § 49 EnWG technisch sicher ist

- je nach dem wie die zu erwartende Schadensfolge aufgrund eines Mastumbruches ist,

werden die Zuverlässigkeitsniveaus standortspezifisch angesetzt, d.h. mit aktuellen

Lastannahmen aber unterschiedlichen Häufigkeiten

- es sind zwei verschiedene Vorgehensweisen zur Ermittlung der Zuverlässigkeit beschrie-

ben, die probabilistische und die semiprobabilistische.

- es besteht dringender Bedarf an Aussagen, wie die Eckstielverankerung im Fundament

und die Fundamente selbst nachzuweisen ist

- wegen der Komplexität des Themas hat FNN hierzu einen Hinweis verfasst……. 07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 14

Ausführungsbestimmungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 15

Inhalt:

Anwendungsbereich

Normative Verweisungen

Begriffe

Anwendungsbeispiele

Stand 01.08.2014

Ausführungsbestimmungen

Freileitungsnormung in Österreich

- In Österreich ist EN 50341-1 im Jahr 2006 verbindlich eingeführt worden. Ergänzend

wurde im Jahr 2011 ein NNA mit der Bezeichnung „ÖVE-Richtlinie 1“ R1 eingeführt

- Derzeit arbeitet Österreich an den NNA, es wird umgestellt von deterministischer auf

semiprobabilistische Bemessung. Danach soll EN 50341:2013-11 zusammen mit dem

neuen NNA verbindlich werden. Der Zeitpunkt ist völlig offen, da sehr zeitintensiv.

- Österreich hat keine mit den deutschen FFN-Anwendungsregeln vergleichbare Regeln

für die Instandhaltung/Sanierung von Leitungen. Jedes EVU hat interne Richtlinien. Bei

der Bestimmung der Resttragfähigkeit von Profilen geht man aber nahezu analog zu

VDE-AR-N 4210-3 vor.

- In den zurückliegenden Jahren wurden fast ausschließlich Steigeinrichtungen mit Steig-

bolzen und Sicherheitssteigbolzen (Sauschwänze) an den Masten eingebaut. Man hat

durchweg gute Erfahrungen gemacht, da wartungsfrei und von den Steigern akzeptiert.

- In Österreich werden Maste fast ausschließlich nach dem „in-factory-DUPLEX-Prinzip“

beschichtet. Man hat seit 30 Jahren mit diesem System Erfahrung

- Eis- und Windansätze auf Seile und Maste differieren erheblich zu den deutschen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 16

Ausführungsbestimmungen

Freileitungsnormung in der Schweiz

- In der Schweiz gilt nach wie vor die Leitungsverordnung (LeV). Was hier nicht

definiert ist, kann z.B. aus EN 50341 bzw. EN 50423 entnommen werden.

- EN 50341-1:2013-11 soll, wenn der neue NNA fertig und der Fachöffentlichkeit vorge-

stellt ist, gemeinsam eingeführt werden. Zunächst ist nochmals eine Revision der LeV

geplant. Die Erarbeitung der NNA erfolgt teilweise mit Österreich zusammen.

- Größter Leiterzug nach LeV, Stand 01.07.2012, ist bei -20°C Leitertemperatur ohne

Zusatzlast oder 0°C und 20N/m Zusatzlast je Teileiter, ohne Wind. Je nach Baugebiet

sind tiefere Temperaturen oder/und höhere Eislasten anzusetzen.

- In der Schweiz gibt es keine Anwendungsregeln wie die deutschen FNN. Betrieb und

Instandhaltung ist Sache der EVU`s. Größere Schäden mit der Ursache Stahlver-

sprödung gibt es in der Schweiz nicht, aber man ist sensibilisiert.

- Sämtliche neue Maste werden mit einem Steigsystem versehen. Dies spricht i.d.R. das

zuständige EVU mit der SUVA (BG) ab. Keine Nachrüstpflicht für bestehende Maste

- Sämtliche Gittermaste werden feuerverzinkt angeliefert und dann aus Umweltgründen

möglichst rasch beschichtet.

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 17

Ausführungsbestimmungen

FNN-Anwendungsregel mit Status gültig für Nennspannungen ˃ 45kV

VDE-AR-N 4210-5:2011-04 „Witterungsabhängiger Freileitungsbetrieb“

Nach DIN EN 50182 ist die Dauerstrombelastbarkeit eines Stromkreises und

nach DIN EN 50341 auch die allgemeine Bemessung unter folgender Annahme

der Leiterseilbeanspruchung festgelegt:

- +35°C Außentemperatur

- 0,6m/s rechtwinklige Windanströmung

- volle Globalstrahlung

Die Anwendungsregel ist bei Betrieb mit höherem Strom heranzuziehen.

Dabei müssen die Umgebungsbedingungen an der Freileitung mit ausrei-

chender Genauigkeit prognostiziert werden. Dies ist - ggf. sogar nach länge-

rem Monitoring - nicht immer einfach. Sehr häufig gibt es Meinungsverschie-

denheiten zwischen Netzbetreibern und Energieeinspeisern

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 18

Ausführungsbestimmungen

FNN Anwendungsregel von 03/2014, mit Einsprüchen bis 30.06.2014

VDE-AR-E 2210-200 „Freileitungen über 45kV- hybride AC/DC-

Übertragung und DC-Übertragung“

- bisher keine deutsche Norm oder AR vorhanden

- beinhaltet einen Anwendungswarnvermerk (hat noch Entwurfsstatus)

- gilt für AC/DC auf gemeinsamem Mastgestänge und für reine DC-Leitungen

- Schwerpunkte sind hauptsächlich elektr. Anforderungen wie Isolationskoor-

dination, Abstände, Erdung, elektrische und magnetische Felder mit Bezug

auf die 26. BImSchV vom 21.08.2013

- Verweis auf internationale Dokumente, hauptsächlich auf

IEC 60071-1 und -2

IEC/TS 60815-1 bis -4

- Abstände sind, so wie sie jetzt in der AR stehen, (praktisch) nicht anwendbar

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 19

Ausführungsbestimmungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 20

Technischer Hinweis „Einsatz von Hochtemperaturseilen“

Stand: April 2013, erarbeitet von der Projektgruppe „Hochtemperaturseile“ des FNN

- gibt Hinweise auf einzuhaltende Normen und AR und definiert:

- ACSR-Leiter bis 80°C Leitertemperatur

- TAL-Leiter über 80°C Leitertemperatur

- HT-Leiter, welche bei gleicher Strombelastung einen

geringeren Durchhang als ACSR-Leiter haben

- Begriffe wie Knickpunkt, Mantelkompression, Vorrecken

welche für die effektive Verlegung erforderlich sind

- weist auf Schwierigkeiten bei Armaturen hin

- macht Aussagen über zu erwartende Felder, Geräusche

und Genehmigung, weil höhere Übertragungsleistung

- sehr nützliche Zusammenstellung der meist englischen

Bezeichnungen und Abkürzungen

Ausführungsbestimmungen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 21

Vogelschutzkennzeichnung/Vogelschutzmaßnahmen

Der Vogelschutz an Mittelspannungsfreileitungen ist im Bundesnaturschutzgesetz -

BNatSchG vom 29.07.2009- verankert. Es bedurfte also einer praktischen Umsetzung:

Die VDE-AR-N 4210-11: 2011-08 „Vogelschutz an Mittelspannungsfreilei-

tungen“ beinhaltet verbindlich wirksame Maßnahmen für 1- 45kV. z.B. Isolatorenlänge,

Vogelabweiser, Hängeketten statt Stützisolatoren etc.

Seit einigen Jahren wird immer öfter – erst in Vogelflugschneisen, jetzt fast

flächendeckend- verlangt, dass Hoch-und Höchstspannungsfreileitungen mit

Vogelschutzmarkern ausgestattet werden. Hier gibt es keine einheitliche Vorgaben.

DIN VDE V 0212-490:2014-12 „Bauteile für den Vogelschutz- Anforderungen

und Prüfungen“ will die Bauteile vereinheitlichen und einen sicheren Betrieb gewähr-

leisten. Form und Aussehen sind nicht Gegenstand dieser Norm. (Seilmechanik!)

Ausführungsbestimmungen

Kennzeichnung von Freileitungsseilen als Luftfahrthindernis

„Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Kennzeichnung von Luftfahrt-

hindernissen“ macht Aussagen unter welchen Bedingungen und wie Frei-

leitungsseile und Maste zu kennzeichnen sind. In der Ausgabe vom 02.09.

2004 steht für die Tageskennzeichnung in Abschnitt 5.4 zu lesen:

Auf Seilen sind Kugeln mit D=60 cm im Abstand von 40m einzubauen

In der (wohl unbemerkt) schon einige Jahre gültigen Revision steht unter 5.5:

Rhomben von 1,00x1,50m mind. alle 60m oder wahlweise paarweise

angeordnet Kugeln mit D=60 cm im Abstand von max.30 m.

Dies entspricht einer Mehrbelastung von ca. 130%. Dies bedingt Untersuch-

ungen bezüglich des Trag- und Schwingverhalten des (meist) Erdseiles.

Gilt eigentlich für Neubauten. In Abschnitt 25 „Übergangsvorschriften“ steht:

„Bestehende Kennzeichnungen sollen bei einer Erneuerung den Vorgaben

dieser Vorschrift angepasst werden“

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 22

Ausführungsbestimmungen

Genehmigung von Freileitungen und Kabeln

Wichtigste Gesetze und Verordnungen:

Energiewirtschaftsgesetz - EnWG

Neufassung vom 13.07.2005, mit Änderungen vom 01.08.2014

Energieleitungsausbaugesetz - EnLAG

vom 21.08.2009, letzte Änderung 23.07.2013

Bundesbedarfsplangesetz - BBPlG

vom 23.07.2013, letzte Änderung am 21.07.2014

Netzausbaubeschleunigungsgesetz - NABEG

vom 28.07.2011, geändert 20.12.2012

mit „Leitfaden zur Bundesfachplanung“ nach §§ 4 ff NABEG

mit „Antrag auf Bundesfachplanung“ nach § 6 NABEG

Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz - UVPG vom 01.08.1990,

Neufassung 24.02.2010, zuletzt geändert 25.07.2013

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 23

Ausführungsbestimmungen

Genehmigung von Freileitungen und Kabeln

Aktuelle Schlagzeile:

Das Bundeskabinett hat am 25.03.15 einen Gesetzentwurf beschlossen,

um den Bau von Stromleitungen transparenter und bürgernäher zu gestalten.

„Gesetz zur Änderung von Bestimmungen des Rechts des Energieleitungsbaus“

Mit diesem Gesetz werden geändert:

EnWG, VwGO, EnLAG, NABEG, BBPIG und ARegV

Vorteil: - Netzentwicklungsplan soll im 2-Jahres-Rhythmus angepasst

und Gerichtsverfahren beschleunigt werden

Nachteil: - Die Zeit die beim Genehmigungsverfahren gewonnen werden kann

wird durch noch mehr Bürgerbeteiligung wieder verschenkt

- Akzeptanzerhöhung soll durch mehr Kabelstrecken erfolgen

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 24

Ausführungsbestimmungen

Wertigkeit von Sicherheitsvorschriften am Beispiel Freileitung:

Gesetze, Verordnungen

„Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Benutzung

von PSA bei der Arbeit“ (PSA-Benutzungsverordnung-PSA-BV )

Berufsgenossenschaftliche Vorschriften

„Arbeiten an Masten, Freileitungen, und Oberleitungsanlagen“ (BGV/GUV-V D32)

Berufsgenossenschaftliche Regeln

„Steigbolzen und Steigbolzengänge“ (BGR 140)

„Einsatz von persönlicher Schutzausrüstung gegen Absturz“ (BGR/GUV-R 198)

Berufsgenossenschaftliche Informationen

„Schutz gegen Absturz beim Bau und Betrieb von Freileitungen“ (BGI/GUV-I 5148)

Die Einführung der BGI gibt den Unternehmen mehr Ermessensspiel-

raum zur Beurteilung der betrieblichen Situation, erfordert aber für jede

fiktive/mögliche Situation eine Gefährdungsbeurteilung im Sinne von

§5 ArbSchG und §3 BetrSichV und damit auch die Entscheidung für die

einzusetzenden/vorzuhaltenden Betriebsmittel

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 25

Ausführungsbestimmungen

Beispiel BGI 5148:

Der Unternehmer entscheidet über die Methode zum Einsatz persönlicher

Schutzausrüstung beim Besteigen von und Arbeiten auf Freileitungen

- Y-Seil-Methode

- Kletterstangen-Methode

- Schlaufen-Methode

- Benutzung von Steigbolzen mit Sicherheitseinrichtung, mit oder ohne Vorseil

- Einsatz von festen Führungen, Schiene oder Seil

Alle hier aufgeführten Methoden haben Vor- und Nachteile. Entscheidend für

die Auswahl sollte die Vermeidung häufiger und schwerer Unfälle sein. Dies

kann vor Allem ein wartungsfreies System sein, da es keine zusätzliche Ge-

fährdung bei der Kontrolle des Systems gibt und nur geringe Betriebskosten.

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 26

Ausführungsbestimmungen

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

07.05.2015 Dipl.-Ing. Reiner Schmidt 27