Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen" - TECHNISCHE … · 2006. 5. 2. · durch induktive,...

TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17

Seite 1 von 80

TECHNISCHE EMPFEHLUNG NR. 3der Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen

Richtlinie für Schutzmaßnahmen an Tk-Anlagen gegenBeeinflussung durch Netze der elektrischen Energieüber-tragung, -verteilung sowie Wechselstrombahnen

April 2005 (ersetzt die Ausgabe Dezember 2003)

Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen

Deutsche Bahn AGDeutsche Telekom AGVerband der Elektrizitätswirtschaft VDEW e.V.


Seite 2 von 80

Vorwort

Die Technische Empfehlung TE3 beschreibt Schutzmaß-nahmen an Tk-Anlagen (incl. Breitbandkabelsysteme) gegenBeeinflussungen durch Hochspannungsnetze der Energie-übertragung und -verteilung sowie durch Wechselstrombah-nen. Der Regelungsbereich der TE2 (insbesondere die Tk-Netze der DB-AG) wird durch die TE3 nicht berührt.

Neue bzw. überarbeitete Normen von IEC und CENELEC,Änderungen aus dem Bereich der ITU-Empfehlungen sowieErfahrungen aus Beeinflussungsfällen der letzten Jahre ma-chen eine Neufassung der Ausgabe 1994 notwendig.

Die weitgehende Digitalisierung des Telekommunikati-onsnetzes führte zum Wegfall bzw. zu auslaufender Nutzungvon bislang gebräuchlichen technischen Einrichtungen.Durch andere technische Komponenten und Arten der Sig-nalübertragung sind neue Begriffe eingeführt worden.

Gegenüber der Vorausgabe wurden folgende wesentlichenÄnderungen und Ergänzungen vorgenommen:

- Anpassung dieser Ausgabe zur Anwendung bei allen Te-lekommunikationsnetzbetreibern

- Anpassung an den Stand von Telekommunikationstechnikund Signalübertragung

- Ergänzungen bei Beeinflussung durch Drehstromanlagenmit vorübergehender niederohmiger Sternpunkterdung

- Hinweise zum Doppelerdschluss- Berücksichtigung aktueller Normung


Seite 3 von 80

1 Inhaltsverzeichnis

VORWORT .........................................................................................................2

1 INHALTSVERZEICHNIS..................................................................3

2 BEEINFLUSSUNG...........................................................................6

2.1 Begriffe der Telekommunikationstechnik ..........................................................6

2.2 Begriffe der elektrischen Energietechnik...........................................................7

2.3 Beeinflussung durch elektrische Energieanlagen ..........................................10

2.4 Auswirkung der Beeinflussung.........................................................................12

2.5 Prüfung von Beeinflussungsmöglichkeiten.....................................................13

2.6 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Drehstromanlagen ...............................13

2.7 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Bahnstromanlagen ..............................16

3 GRENZWERTE..............................................................................18

3.1 Zulässige Beeinflussungsspannungen hinsichtlich Gefährdung..................19

3.2 Zulässige Beeinflussungsspannungen hinsichtlich Funktionsstörungen ...20

3.3 Zulässige Geräuschspannung ..........................................................................20

3.4 Grenzabstände hinsichtlich Gefährdung durch ohmsche Beeinflussung....20

3.4.1 Grenzabstände zu Drehstromanlagen ..............................................................21

3.4.2 Grenzabstände zu Bahnstromanlagen .............................................................23

4 SCHUTZMAßNAHMEN .................................................................25

4.1 Schutzmaßnahmen gegen induktive Beeinflussung.......................................25

4.1.1 Einsatz von Überspannungsableitern (ÜsAg)..................................................25

4.1.2 Kabel mit Induktionsschutzaufbau ...................................................................25

4.1.3 Reduktionsschutzeinrichtungen .......................................................................26

4.1.4 Kompensationsleiter ..........................................................................................26

4.2 Schutzmaßnahmen gegen ohmsche Beeinflussung.......................................27

4.2.1 Abstände zwischen Erdungsanlagen und Kommunikationskabeln ..............27

4.2.2 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in Anlagen derelektrischen Energietechnik ..............................................................................27

4.2.3 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in den Bereich des Bahn-PotA .....................................................................................................................27

5 KENNZEICHNUNG VON TK-ANLAGEN.......................................28

6 MESSUNGEN ................................................................................28


Seite 4 von 80

6.1 Messen der Beeinflussungsspannung ............................................................ 28

6.1.1 Messaufbau ........................................................................................................ 29

6.1.2 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Fehlerfall .................................. 30

6.1.3 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Normalbetrieb .......................... 30

6.1.4 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn .................................... 30

6.1.5 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn imNormalbetrieb..................................................................................................... 30

6.2 Messen der Geräuschspannung....................................................................... 31

6.3 Messen der bewerteten Längsspannung......................................................... 32

6.4 Messen von Erdungswiderständen.................................................................. 32

7 KOSTENERMITTLUNG UND ABRECHNUNG VONSCHUTZMAßNAHMEN................................................................. 33

7.1 Allgemeine Hinweise ......................................................................................... 33

7.2 Begriffe................................................................................................................ 34

7.3 Berechnung der Kosten .................................................................................... 34

7.3.1 Anschaffungskosten.......................................................................................... 35

7.3.2 Zuschläge für Betriebs-, Instandhaltungs- und Erneuerungskosten............ 36

ANHANG 1 TECHNISCHE DATEN VON TK-KABELN..................................... 37

A. Typenbezeichnung von Kommunikationskabeln............................................ 37

B. Reduktionsfaktoren von Kommunikationskabeln .......................................... 38

C. Gleichstromwiderstände von Kommunikationskabeln .................................. 43

D. Erforderliche KVz-Erdausbreitungswiderstände für Kommunikationskabelmit Induktionsschutz der Baureihe 1DB .......................................................... 44

E. Ausbreitungswiderstand von Erdungsanlagen .............................................. 44

ANHANG 2 BESCHREIBUNG DER BETRIEBSWEISE VONHOCHSPANNUNGSNETZEN ....................................................... 47

A. Drehstromnetze.................................................................................................. 47

B. Bahnstromnetze ................................................................................................. 52

ANHANG 3 BESCHREIBUNG DES AUFBAUS VONTELEKOMMUNIKATIONSNETZEN.............................................. 56

A. Basisnetz (Fernlinien; Verbindungsnetz, überregional)................................ 56

B. Zugangsnetz (regional)...................................................................................... 56

ANHANG 4 BESCHREIBUNG DER WIRKUNGSWEISE VONSCHUTZMAßNAHMEN................................................................. 58


Seite 5 von 80

A. Kommunikationskabel mit Induktionsschutzaufbau.......................................58

B. Reduktions-Schutzeinrichtungen .....................................................................59

C. Überspannungsableiter (ÜsAg).........................................................................61

D. Kompensationsleiter ..........................................................................................62

ANHANG 5 EINSATZ VON ÜSAG UND LARZA ..............................................65

A. Potenziale und Spannungen an Tk-Adern bei Beeinflussung im Fehlerfall .66

B. Ermittlung des erforderlichen KVz-Erdungswiderstandes.............................67

C. Latenter Adern-Reduktionsfaktor beim Zünden der Ableiter (LARZA)..........68

D. Realisierung von Erdungswiderständen ..........................................................69

E. Schutzmaßnahmen bei Endstellen ...................................................................70

ANHANG 6 RECHTSVORSCHRIFTEN, VEREINBARUNGEN UNDNORMEN .......................................................................................72

ANHANG 7 VERZEICHNIS DER VERWENDETEN FORMELZEICHEN ..........77

ANHANG 8 VERZEICHNIS DER ABKÜRZUNGEN..........................................79

A. Kurzzeichen von Kommunikationskabelbezeichnungen................................79

B. Abkürzungen der Telekommunikationstechnik...............................................80

C. Abkürzungen der elektrischen Energietechnik ...............................................80


Seite 6 von 80

2 Beeinflussung

2.1 Begriffe der Telekommunikationstechnik

Der historisch gewachsene Begriff der „Fernmeldetechnik“wird in Literatur, Normen und allgemeinen Sprachgebrauchzunehmend durch die neue Bezeichnung „Telekommunika-tionstechnik“ ersetzt.Diese Änderung wird in der vorliegenden Ausgabe der TE3berücksichtigt, obwohl in einigen gültigen Normen nach wievor die bislang gebräuchlichen Bezeichnungen vorhandensind.

Für die Bezeichnung „Fernmeldekabel“ wird in Anlehnung anDIN EN 50290 im vorliegenden Dokument das Wort „Kom-munikationskabel“ verwendet.Dem Sprachgebrauch folgend werden die ehemaligen Be-zeichnungen wie z.B. Fernmeldeanlagen oder Fernmeldelei-tungen durch Tk-Anlagen und Tk-Leitungen ersetzt.

Telekommunikationsanlagen (Tk-Anlagen)technische Einrichtungen oder Systeme, die als Nachrichtenidentifizierbare elektromagnetische oder optische Signalesenden, übertragen, vermitteln, empfangen, steuern oderkontrollieren können.

Telekommunikationslinienunter- oder oberirdisch geführte Tk-Kabelanlagen einschließ-lich ihrer zugehörigen Schalt- und Verzweigungseinrichtun-gen, Masten und Unterstützungen, Kabelschächte und Ka-belkanalrohre.

Längsspannung UL (asymmetrische Spannung, Gleich-taktspannung)die aus einer elektrischen Energieanlage induktiv in die bei-den Leiter einer Tk-Leitung eingekoppelte Spannung

Erdunsymmetrieist die Ungleichheit der elektromagnetischen Kopplungsei-genschaften der beiden Leitungszweige einer Tk-Leitungoder eines Telekommunikationsgerätes gegen Erde.

Begriffe derTelekommunikation


Seite 7 von 80

Querspannung Uq (symmetrische Spannung, Gegentakt-spannung)ist die durch die Längsspannung an der Erdunsymmetrie derLeitung und des Telekommunikationsgerätes hervorgerufeneSpannung zwischen den zwei aktiven Leitern der Tk-Leitung(Signalkreis).

Geräuschspannung Ugist die mit dem A-Filter psophometrisch bewertete Querspan-nung auf analogen Sprechstromkreisen. Das A-Filter bildetdie frequenzabhängige Empfindlichkeit des menschlichenOhres nach.

Bewertete LängsspannungMit dem A-Filter psophometrisch bewertete Längsspannung.Die bewertete Längsspannung dient als Ersatzgröße für dieBeurteilung von Störgeräuschen, wenn die Geräuschspan-nung nicht direkt ermittelbar ist.

Kabelmantelreduktionsfaktor rKDer Kabelmantelreduktionsfaktor ist ein Maß für die Schirm-wirkung einer metallenen Kabelhülle. Der Kabelmantelreduk-tionsfaktor ist das Verhältnis der Längsspannung mit beidsei-tig geerdetem Kabelmantel zur Längsspannung ohne Man-telerdung.

Gesamtreduktionsfaktor rDer Gesamtreduktionsfaktor setzt sich aus den Reduktions-faktoren für Erdseil, Schiene, Kabelmantel und Umwelt zu-sammen. Die genaue Berechnung ist in der TE 1 der SfB be-schrieben.

2.2 Begriffe der elektrischen Energietechnik

Der bisher verwendete Begriff der „Starkstromtechnik“ wirdin Literatur, Normen und allgemeinem Sprachgebrauch zu-nehmend durch die neue Bezeichnung „elektrische Energie-technik“ ersetzt.Diese Änderung wird auch in der vorliegenden Ausgabe derTE3 berücksichtigt, obwohl in einigen gültigen Normen nachwie vor die bislang gebräuchlichen Bezeichnungen vorhan-den sind.

Elektrische EnergieanlageTechnische Einrichtungen und Systeme zur Energieerzeu-gung, -übertragung, -verteilung und -nutzung.

Begriffe derEnergietechnik


Seite 8 von 80

DrehstromanlagenSiehe Anhang 2

BahnstromanlagenSiehe Anhang 2

ErdungsanlageÖrtlich begrenztes System von leitend miteinander verbun-denen Erdern, Erdungsleitern und Potenzialausgleichsleiternoder metallischen Teilen, die in gleicher Weise wirken (z.B.Mastfüße, Bewehrungen, metallene Kabelmäntel, vgl. DINVDE 0101).

ErdkurzschlussBerührung eines Leiters eines Betriebsstromkreises mit Erde.Erdkurzschluss setzt eine Sternpunkterdung voraus. Erd-schluss im kompensierten oder isolierten Netz ist kein Erd-kurzschluss.

Fehlerstrom IFStrom, der vom Betriebsstromkreis zur Erde oder zu geer-deten Teilen an der Fehlerstelle (Ort des Erdfehlers) fließt.

Erdungsstrom IEDer Strom, der über die Erdungsimpedanz in die Erde fließt.Er ist der Teil des Erdfehlerstromes IF, durch den die Poten-zialanhebung der Erdungsanlage verursacht wird (vgl. DINVDE 0101).

DoppelerdschlussBei einem Doppelerdschluss haben zwei Leiter eines Dreh-stromsystems an räumlich auseinander liegenden StellenErdberührung. Dieser Fehlerfall kann in Netzen mit freiemSternpunkt oder mit Erdschlusskompensation bzw. vorüber-gehender niederohmiger Erdung auftreten.

Berührungsspannung UTDer Teil der Erdungsspannungen bei einem Erdfehler, dervom Menschen abgegriffen werden kann. Dabei wird ange-nommen, dass der Strom durch den menschlichen Körpervon einer Hand zu den Füßen fließt (vgl. DIN VDE 0101 bzw.VDE0115-3).

Kabelmantelreduktionsfaktor rKDer Kabelmantelreduktionsfaktor ist ein Maß für die Schirm-wirkung einer metallenen Kabelhülle. Der Kabelmantelreduk-tionsfaktor ist das Verhältnis des Erdungsstromes zur Sum-me der Nullströme in den Leitern eines Kabels.


Seite 9 von 80

Ausbreitungswiderstand REWirkwiderstand der Erde zwischen dem Erder und der Be-zugserde.

Erdungsimpedanz ZEImpedanz zwischen der Erdungsanlage und der Bezugserde.Anmerkung: Die Erdungsimpedanz wird nicht nur von denunmittelbar angeschlossenen Erdern bestimmt, sondern auchdurch angeschlossene Erdseile von Freileitungen, durch an-geschlossene Kabel mit Erderwirkung sowie durch andereErdungsanlagen, die mit der betreffenden Erdungsanlagedurch Kabelmäntel und -schirme, PEN-Leiter oder auf andereWeise leitend verbunden sind (siehe DIN VDE 0101, Ab-schnitt 2.7.10.3).

KompensationsleiterKompensationsleiter sind beidseitig geerdete niederohmigeLeiter, die eine Kurzschlussschleife bilden. Das Magnetfelddes Kurzschlussstromes kann das störende Magnetfeld teil-weise kompensieren und so die Beeinflussungsspannungreduzieren.


Seite 10 von 80

2.3 Beeinflussung durch elektrische Energieanlagen

Eine Beeinflussung von Tk-Anlagen im Einwirkungsbereichvon Hochspannungsdrehstrom- und Bahnanlagen kanndurch induktive, ohmsche und kapazitive Kopplung auftreten.

(1) Beeinflussende Systeme im Sinne dieser Empfehlung sind:

- Bahnstromanlagen der Wechselstrombahn (Ober- und Spei-seleitungen, Bahnstromleitungen, Schienenrückströme,Schienenpotenzial, Erdungsanlagen)

- Drehstromanlagen (Übertragungsleitung, Erdungsanlage)- Energieversorgungssysteme im Bahnbereich, die die Schiene

als Rückleiter einbeziehen (z.B. elektrische Zugheizung)

(2) Die Beeinflussung durch elektrische Energieanlagen beinhaltet dieEinkopplung von Spannungen und Strömen in Tk-Anlagen.

Induktive Beein-flussung

Kapazitive Beein-flussung

Galvanische Be-einflussung

durch das vomStrom in der Ener-gieanlage erzeugtemagnetischeWechselfeld

durch das von derSpannung imHochspannungs-system erzeugteelektrische Wech-selfeld

durch Strom übergemeinsame Im-pedanzen an-sonsten unabhän-giger Stromkreise

⇓ ⇓ ⇓

Telekommunikationstechnik

Bild 1 Arten der Beeinflussung durch elektrischeEnergieanlagen

(3) Die verursachten Spannungen und Ströme können Anlagen undPersonen gefährden.

(4) Durch magnetische Wechselfelder, erzeugt durch Betriebs- oderKurzschlussströme in elektrischen Energieanlagen, werden über e-lektromagnetische Kopplungen in benachbarten Leitern Spannun-gen induziert.

Die elektromagnetische Kopplung ist relevant, wenn Tk-Leitungen inder Nähe oder parallel zu Energieanlagen geführt werden.

(5) Ein an eine Spannungsquelle angeschlossener Leiter baut in seinerUmgebung ein elektrisches Feld auf. Die influenzierende Wirkungdes elektrischen Wechselfeldes ruft in den benachbarten LeiternSpannungen und Ströme hervor.

Die kapazitive Beeinflussung muss beachtet werden, wenn Freilei-tungen oder ungeschirmte Luftkabel der Telekommunikationstech-nik im Bereich (Abstand bis mehrere 10 m) von Energieanlagenverlaufen. Diese Beeinflussungsart wird in dieser Empfehlung nichtbehandelt.

Beeinflussungs-quellen

InduktiveBeeinflussung

KapazitiveBeeinflussung

Arten der Be-einflussung


Seite 11 von 80

(6) Galvanische Beeinflussung ist die Erzeugung von elektrischen Po-tenzialen in Tk-Anlagen infolge direkten Stromübertritts von Anlagender elektrischen Energietechnik. Durch Ströme von Hochspan-nungsdrehstrom- und Bahnanlagen im Erdreich ändert sich mit demErdoberflächenpotenzial auch das Potenzial der Erdungsanlagen.

(7) Die Beeinflussungsdauer ist die Zeitdauer der Einwirkung der Be-einflussung.

(8) Beeinflussung im Normalbetrieb ist eine dauernd oder häufiger auf-tretende Beeinflussung, die während des normalen Betriebs einerelektrischen Energieanlage auftritt.

(9) Beeinflussung im Fehlerfall ist eine Beeinflussung während einesunterschiedlich lang andauernden aber stets vorübergehendenFehlerzustands einer elektrischen Energieanlage, z. B. Erdschlussoder Erdkurzschluss.

GalvanischeBeeinflussung

Beeinflussungs-dauer

Normalbetrieb

Fehlerfall


Seite 12 von 80

2.4 Auswirkung der Beeinflussung

Die durch Beeinflussung aus Anlagen der Energietechnik er-zeugten Spannungen und Ströme können sich in Tk-Anlagenwie folgt auswirken:

(1) Eine Personengefährdung ist möglich durch gleichzeitiges Berührenspannungsführender und geerdeter Anlagenteile. Untersuchungenüber physiologische Wirkungen des elektrischen Stromes zeigen,dass wegen der kurzen Einwirkungsdauer eine Gefährdung durchdie möglichen Stromstärken nicht zu erwarten ist, falls die in dieserEmpfehlung niedergelegten Maßnahmen getroffen werden.

(2) Eine mögliche Sachgefährdung durch Beeinflussung im Fehlerfallbetrifft Tk-Geräte, die an die beeinflussten Tk-Leitungen unmittelbarangeschlossen sind. Bei den Tk-Leitungen ist das Risiko einerSachgefährdung geringer, insbesondere dann, wenn es sich umkunststoffisolierte Kabel handelt.

(3) Funktionsstörungen können im Normalbetrieb auftreten, wenn Lei-tungen von Tk-Anlagen mit erdunsymmetrischer Zeichengabe un-zulässig beeinflusst werden. Die hierdurch bewirkte Verzerrung derWählimpulse kann Fehlsteuerungen zur Folge haben. Bei den heuteüberwiegend digital betriebenen Tk-Einrichtungen sind Beeinträch-tigungen durch die Grundschwingung der Beeinflussungsspannungnicht zu erwarten.Funktionsstörungen im Fehlerfall können auftreten(z. B. Bitfehler durch Zünden von Überspannungsableitern) undwerden wegen der Seltenheit dieses Ereignisses akzeptiert.

(4) Störungen durch Geräuschspannungen.

Die Geräuschspannung ist eine durch Grundschwingung und Ober-schwingungen einer elektrischen Energieanlage auf analog betrie-benen Tk-Stromkreisen oder Tonleitungen hervorgerufene fre-quenz-bewertete Fremdspannung. Da das Berechnen von Ge-räuschspannungen mit erheblichen Unsicherheitsfaktoren behaftetist, können zuverlässige Aussagen nur durch Messungen an derbeeinflussten Tk-Anlage gewonnen werden.

Personen-gefährdung

Sachgefährdung

Funktions-störung

Geräusch-störung


Seite 13 von 80

2.5 Prüfung von Beeinflussungsmöglichkeiten

Die Prüfung von Tk-Anlagen auf Beeinflussung sollte bis zufolgenden Näherungsabständen zu elektrischen Energiean-lagen durchgeführt werden:

1000 m in ländlicher Umgebung 250 m in dicht besiedeltem Gebiet

(z.B. Städte)

Bei allen Beurteilungen wird das gleichzeitige Auftreten vonzwei oder mehreren voneinander unabhängigen Fehlern so-wie das Versagen von Schutzeinrichtungen aufgrund vonErfahrung und Theorie als unwahrscheinlich angesehen unddaher nicht berücksichtigt.

Im Anhang 2 werden die Betriebsweise elektrischer Netzeder Energietechnik und mögliche Fehler in diesen Netzenbeschrieben, die im Zusammenhang mit möglichen Beein-flussungen zu betrachten sind.

2.6 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Drehstroman-lagen

Tabelle 1 gibt eine Übersicht, in welchen Fällen möglicheBeeinflussungen beim Zusammentreffen von Tk- und Dreh-stromanlagen zu untersuchen sind.

In den mit einer Ziffer gekennzeichneten Fällen sind Untersu-chungen nur dann erforderlich, wenn die den Ziffern zuge-ordneten Kriterien zur Tabelle 1 erfüllt sind.

Näherungs-abstände


Seite 14 von 80

Tabelle 1 Zu untersuchende Beeinflussungsfälle bei Drehstrom-anlagen

Bedeutung der Ziffern:1) Untersuchung nur bedingt, gemäß Kriterium 12) Untersuchung nur bedingt, gemäß Kriterium 23) Untersuchung nur in Netzen mit vorübergehender niederohmiger Stern-

punkterdung und gemäß Kriterium 34) Untersuchung nur in Netzen mit vorübergehend niederohmiger Sternpunkt-

erdung und gemäß Kriterium 4

+ Untersuchung erforderlich(+) Untersuchung nur unter Beachtung der Kriterien erforderlich.- keine Untersuchung erforderlich

Drehstromanlagen Tk-Anlagen

Gefährdung durchSternpunkt-behandlung

Art desNetzes Zustand induktive

Beein-flussung

ohmscheBeein-

flussung

Normalbetrieb (+)1 -

Freileitung

Erdkurzschluss + +

Normalbetrieb - -

NiederohmigerSternpunkt

Kabel

Erdkurzschluss (+)2 -

Normalbetrieb (+)1 -

Erdschluss bzw.Erdkurzschluss (+)

4 (+)3Freileitung

Doppelerdschluss - -

Normalbetrieb - -

Erdschluss bzw.Erdkurzschluss - (+)

3

isolierterSternpunkt

erdschluss-kompensiert

vorübergehendniederohmigerSternpunkt

Kabel

Doppelerdschluss - -

Tabelle 1Beeinflussungdurch Dreh-stromanlagen


Seite 15 von 80

Anmerkung zur Tabelle 1:

Nach den derzeit gültigen Normen (DIN VDE 0228) sindSchutzmaßnahmen gegen Schäden durch das Auftreten vonDoppelerdschlüssen nicht erforderlich. Nach übereinstim-mender Ansicht der Mitglieder der Schiedsstelle für Beein-flussungsfragen sind Schutzmaßnahmen auch zukünftig nichtzu treffen. Der Aufwand, der zur Erzielung eines Schutzesvor Schäden durch das Auftreten von Doppelerdschlüssennotwendig wäre, steht in keinem akzeptablen Verhältnis zurSchadenshöhe wegen der relativ geringen Häufigkeit desAuftretens dieses Ereignisses.Die Schiedsstelle stellt fest, dass das Unterbleiben von sol-chen Schutzmaßnahmen kein pflichtwidriges Unterlassendes Betreibers der beschädigten Anlagen (siehe auchAnhang 6).

Kriterien zur Tabelle 1

Kriterium 1

Die Beeinflussung einer Tk-Anlage durch den Normal-betrieb einer Hochspannungsfreileitung wird nur be-rücksichtigt, wenn eine Tk-Leitung in enger Näherungverläuft. Mit einer Gefährdung durch unzulässige Be-einflussungsspannung ist zu rechnen, wenn das Ver-hältnis:

IB • l • rk/a > 35 ist.

a Näherungsabstand in ml Näherungslänge in mIB Betriebsstrom in kArk Reduktionsfaktor für Tk-Kabelmantel

Kriterium 2

Der Erdkurzschluss von Hochspannungskabeln, die zueinem Hochspannungsnetz mit niederohmiger Stern-punkterdung gehören, wird nicht berücksichtigt bei:- Drehstromkabeln mit Aluminium- oder Bleimantel o-

der mit Kupferschirmen von mind. 16mm2 Quer-schnitt, wenn bei einer Nennspannung von 20 kVund darunter der Erdkurzschlussstrom ≤ 2 kA ist,

- Drehstromkabeln im Stahlrohr, wenn der Erdkurz-schlussstrom 15 kA nicht übersteigt.

Doppel-erdschluss

Kriterium 1

Kriterium 2


Seite 16 von 80

Kriterium 3

In Drehstromanlagen, die zu einem Netz mit vorüberge-hender niederohmiger Sternpunkterdung gehören, istdie Untersuchung von Tk-Anlagen in Bezug auf eineGefährdung durch ohmsche Beeinflussung erforderlich,wenn sich Näherungen der Tk-Anlage ergeben (s. auchTabelle 4).

Kriterium 4

Mit einer unzulässigen induktiven Beeinflussung istdann zu rechnen, wenn eine Näherung zwischen Hoch-spannungsfreileitung und Tk-Kabel vorliegt und dasVer-hältnis

IK • l •rK/ ln a > 0,64 ist.

a Näherungsabstand in ml Näherungslänge in kmrk Reduktionsfaktor für Tk-KabelmantelIK Fehlerstrom in kA

2.7 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Bahnstroman-lagen

Tabelle 2 gibt eine Übersicht, in welchen Fällen möglicheBeeinflussungen beim Zusammentreffen von Tk- und Bahn-stromanlagen zu untersuchen sind.

Kriterium 3

Kriterium 4


Seite 17 von 80

Bahnstromanlage Tk-Anlage

Gefährdung durchBeeinflussende

LeitungArt desNetzes Zustand

induktiveBeein-

flussung

ohmscheBeein-

flussung

Normalbetrieb + +Ober- und Spei-seleitung Freileitung

Kurzschluss + +

Normalbetrieb + +

Speiseleitung Kabel

Kurzschluss + +

Normalbetrieb - -

Erdschluss - (+) 5Freileitung

Doppel-erdschluss - -

Normalbetrieb - -

Erdschluss - -

Bahnstrom-leitung mit Erd-schluss-kompensation

Kabel

Doppel-erdschluss - -

Tabelle 2 Zu untersuchende Beeinflussungsfälle bei Bahnstrom-anlagen

Bedeutung der Ziffern:

+ Untersuchung erforderlich(+) Untersuchung nur unter Beachtung der Fußnote 5) erforderlich- keine Untersuchung erforderlich

5) Untersuchung nur für das Unterwerk in „96361 Steinbach am Wald“ oder fürvergleichbare Anlagen mit Erdschlusslöschspulen, siehe Anhang 2

Tabelle 2Beeinflussungdurch Bahn-stromanlagen


Seite 18 von 80

3 Grenzwerte

Beim Beurteilen der Beeinflussung von Tk-Anlagen ist zu be-rücksichtigen, dass sich die Berechnung der möglichen Be-einflussungsgrößen teilweise auf statistische Angaben stützt,die aus Erfahrungswerten hergeleitet sind und in Abhängig-keit von Ort, Dauer und Größe streuen.

Für die Beurteilung der induktiv in Tk-Leitungen eingekop-pelten Beeinflussungsspannung sind hinsichtlich einer Ge-fährdung der Normalbetrieb und der Fehlerfall, hinsichtlichmöglicher Funktionsstörungen bzw. Störungen des Informati-onsflusses der Normalbetrieb maßgebend.

Die induktiv eingekoppelten Beeinflussungsspannungen wer-den gemäß der „Technischen Empfehlung 1 der SfB“ (TE 1)nach folgender Gleichung berechnet:

ω••••= rlMIEi

'

Ei induktiv eingekoppelte SpannungI beeinflussender StromM‘ längenbezogene Gegeninduktivitätl Näherungslänger Gesamtreduktionsfaktorω Kreisfrequenz = 2π • f

Der Gesamtreduktionsfaktor setzt sich aus den Reduktions-faktoren verschiedener Kompensationsleiter und dem Um-weltreduktionsfaktor zusammen, das Verfahren zu deren Er-mittlung ist in den „Technischen Empfehlungn 1 und 8 derSfB“ (TE 1 und TE8) beschrieben.

InduzierteSpannung

Grenzwerte


Seite 19 von 80

3.1 Zulässige Beeinflussungsspannungen hinsichtlichGefährdung

In Tabelle 3 sind die zulässigen Grenzwerte der in Tk-Anlagen induktiv und ohmsch eingekoppelten Beeinflus-sungsspannungen gegen örtliche Erde hinsichtlich Personen-und Sachgefährdung angegeben.

Gefährdungsart Betriebszustand Dauer Spannung

t ≤ 0,1 s 2000 V

0,1 s < t ≤ 0,2 s 1500 V

0,2 s < t ≤ 0,35 s 1000 V

0,35 s < t ≤ 0,5 s 650 V

0,5 s < t ≤ 1,0 s 430 V

1,0 s < t ≤ 3,0 s 150 V

Fehlerfall

t > 3,0 s 60 V

Personen-gefährdung

Normalbetrieb ohne Begrenzung 60 V

t ≤ 0,2 s 1030 V

0,2 s < t ≤ 0,35 s 780 V

0,35 s < t ≤ 0,5 s 650 V

0,5 s < t ≤ 1,0 s 430 V

1,0 s < t ≤ 3,0 s 150 V

Fehlerfall

t > 3,0 s 60 V

Sach-gefährdung

Normalbetrieb ohne Begrenzung 60 V

Tabelle 3 Grenzwerte der Beeinflussungsspannungen gegenörtliche Erde hinsichtlich Gefährdung

Die Dauer der Beeinflussungsspannungen und die dazu ge-hörenden Spannungsgrenzwerte sind den ITU-T Empfehlun-gen K.33 und K.53 entnommen.

Tabelle 3GrenzwerteGefährdung


Seite 20 von 80

3.2 Zulässige Beeinflussungsspannungen hinsichtlichFunktionsstörungen

Für Tk-Anlagen gelten hinsichtlich Funktionsstörungen dieWerte für Sachgefährdung gemäß Tabelle 3.

Für vorhandene alte Techniken (unsymmetrische Zeichenga-be z.B. Leitungen für analoge Durchwahlanlagen, Signalisie-rungsleitungen o. ä.) gelten folgende Werte:

Zulässige Beeinflussungsspannung bei16,7 Hz 50 Hz

Tk-Anlagen mit erdun-symmetrischer Zeichengabe 15 Veff 20 Veff

3.3 Zulässige Geräuschspannung

Die Geräuschspannung im Gesprächszustand darf 0,5 mVnicht überschreiten (VDE0228, Teil 1). Ersatzweise musseine bewertete Längsspannung (A-Filter) von 200 mV ein-gehalten werden.

Anmerkung: Der Grenzwert wurde abgeleitet aus dem in den ITU-T-Empfehlungen enthaltenen Querspannungsgrenzwert 1 mVEMK, der äquivalent zu 0,5 mV ist, die auf einer abgeschlos-senen Leitung gemessen werden, wenn ein Wert für die Un-symmetriedämpfung von 46 dB nach der ITU-T-EmpfehlungK.10 zu Grunde gelegt wird.

3.4 Grenzabstände hinsichtlich Gefährdung durchohmsche Beeinflussung

Die Einhaltung von Grenzabständen ist nur zu untersuchen,wenn nach den Tabellen 1 oder 2 eine Prüfung erforderlichwird.Im Bereich einer Erdungsanlage der elektrischen Energie-technik, in dem das Erdoberflächenpotenzial noch kein neut-rales Potenzial erreicht hat, sind an Tk-Anlagen Schutzmaß-nahmen gegen Beeinflussung durch ohmsche Kopplung nichterforderlich, wenn die in Tabelle 4 angegebenen Grenzab-stände a eingehalten werden.

Der Grenzabstand a versteht sich hierbei als lichter Abstandzwischen dem äußeren Rand von Hochspannungs- und Tk-Anlage (einschließlich ihrer Erdungsanlagen).

GrenzwerteFunktions-störungen

GrenzwerteGeräusch-spannung

Grenzabständebei ohmscherBeeinflussung


Seite 21 von 80

3.4.1 Grenzabstände zu Drehstromanlagen

Die für den Bereich von Drehstromanlagen in Tabelle 4 an-gegebenen größten Grenzabstände a sind nach Möglichkeiteinzuhalten. Ist dies wegen der räumlichen Gegebenheitennicht möglich, sind Abstände innerhalb der angegebenenBereiche möglich, wenn die zugehörigen ErsatzmaßnahmenE angewendet werden.

Sind Kommunikationskabel in eine Anlage der elektrischenEnergietechnik eingeführt, so sind an den Tk-AnlagenSchutzmaßnahmen nur erforderlich, wenn die Grenzwerteder Beeinflussungsspannungen die Werte der Tabelle 3 ü-berschreiten.Die Auswahl von Schutzmaßnahmen gegen ohmsche Beein-flussungsspannungen enthält der Abschnitt 4.2.


Seite 22 von 80

Hochspannungsanlage Näherung zu einer Tk-Anlage

DrehstromanlagenArt Sternpunkt-

behandlung

Erdfühlige Bau-teile einer Tk-

Anlage

IsoliertesTk-Kabel

Niederohmig

Vorübergehendniederohmig

a ≥ 150m

oder

150m > a > 0,5mund E1

a ≥ 2m

oder

2m > a > 0,5mund E3

Umspann-anlagen

KraftwerkeIsoliert

Erdschluss-kompensiert

a ≥ 2m

oder

2m > a > 0,5mund E1

a ≥ 0,5m

Trafostationen

HochspannungerdfreiundNiederspannungniederohmig

a ≥ 2m

oder

2m > a > 0,5mund E1

a ≥ 0,5m

Niederohmig

a ≥ 20m

oder

20m > a > 0,5mund E2

a ≥ 2m

oder

2m > a > 0,5mund E3

Maste Vorübergehendniederohmig

isoliert

Erdschluss-kompensiert

a ≥ 2m

oder

2m > a > 0,5mund E1

a ≥ 0,5m

BahnstromanlagenErdfühlige Bau-teile einer Tk-

Anlage

IsoliertesTk-Kabel

Unterwerkea ≥ 5moderE4

a ≥ 1,2moderE4

Fahrschienea ≥ 5moderE4

a ≥ 1,2moderE5

Oberleitungen u.Oberleitungsmaste

a ≥ 5moderE4

a ≥ 1,2moderE5

Maste von 110-kV-Bahnstroman-lagen

a ≥ 2moder2m > a > 0,5mund E1

a ≥ 0,5m

Tabelle 4 Grenzabstände a von Tk-Anlagen zu Energieanlagenhinsichtlich Gefährdung durch ohmsche Beeinflus-sung

Tabelle 4Grenzabstände zuDrehstrom- undBahnstromanl.


Seite 23 von 80

Ersatzmaßnahmen E :

E1: Es ist zu prüfen, ob an der Tk-Anlage die zulässige Berührungsspannunggemäß DIN VDE 0101 bzw. DIN EN 50122-1 (VDE 0115 Teil 3) eingehal-ten wird. Der Betreiber der Hochspannungsanlage muss auf Anfrage An-gaben bereitstellen, die zur Ermittlung der Berührungsspannung notwen-dig sind.Bei Überschreitung der Grenzwerte sind alternativ folgende Schutzmaß-nahmen zu treffen:

E1.1: Verwendung von nicht leitenden Materialien und Vermeidung von berühr-baren Metallteilen für die Tk-Anlage.

E1.2: Potenzialsteuerung durch einen mit der Erdungsanlage der Tk-Anlageverbundenen Oberflächenerder in etwa 1m Abstand vom Rand der Tk-Erdungsanlage in höchstens 0,5m Tiefe.

E1.3: Isolierung des Standortes:Die verwendeten Isolierschichten müssen eine solche Ausdehnung haben,dass eine Berührung von geerdeten leitfähigen Teilen der Tk-Anlage mitder Hand von einem Standort außerhalb der Isolierschicht nicht möglichist.Die Isolierung des Standortes gilt ohne Nachweis als ausreichend bei ei-ner:- Schotterschicht von mind. 100 mm Dicke- Asphaltschicht mit entsprechendem Unterbau (z.B. Schotter)

E2: Anwendung der Ersatzmaßnahme E1.1 bis E1.3 ohne Prüfung, ob diezulässigen Berührungsspannungen gemäß DIN VDE 0101 bzw. DIN EN50122-1 (VDE 0115 Teil 3) eingehalten werden.

E3: Einziehen des Kommunikationskabels in ein Schutzrohr aus Kunststoff biszu einem Abstand von 2m beidseitig der Erdungsanlage. Die Verwendungvon Rohr-Halbschalen ist nicht zulässig.Anstelle eines Schutzrohres ist auch das Aufbringen einer zusätzlichen I-solierung zulässig, die vergleichbar mit den Isolationseigenschaften einesSchutzrohres ist.

E4: Sofern keine baulichen Bestimmungen entgegenstehen, darf der Mindest-abstand unterschritten werden, wenn die Tk-Anlage mit Bahnerde verbun-den werden kann. Hierzu müssen die Voraussetzungen nach VDE 0800,Teil 2 erfüllt sein und das Einverständnis des Bahnbetreibers vorliegen.Dies gilt sinngemäß auch für den Oberleitungsbereich.

E5: Die Mindestabstände der Kommunikationskabel zu Fahrschienen und zuBauteilen, die mit den Gleisen verbunden sind, dürfen unterschritten wer-den, wenn die Kabel eine isolierende Außenhülle besitzen.

Hinweis:Da die Normen DIN VDE 0101 und DIN EN 50122-1 (VDE 0115 Teil 3)differierende Werte für die zulässige Berührungsspannung bei Stark-stromanlagen mit Nennspannungen über 1 kV bzw. bei Bahnanwendun-gen - Ortsfeste Anlagen - angeben, sind die jeweiligen Anwendungsberei-che zu beachten.

3.4.2 Grenzabstände zu Bahnstromanlagen

Die für den Bereich von Bahnstromanlagen in Tabelle 4 an-gegebenen größten Grenzabstände a sind nach Möglichkeiteinzuhalten.

Ersatzmaßnahmen


Seite 24 von 80

Ist dies wegen der räumlichen Gegebenheiten nicht möglich,sind Abstände innerhalb der angegebenen Bereiche zuge-lassen, wenn die dazugehörigen Ersatzmaßnahmen E ange-wendet werden.Sind Kommunikationskabel in eine Anlage der elektrischenEnergietechnik eingeführt, so sind an diesen Schutzmaß-nahmen erforderlich, wenn die Beeinflussungsspannung diein Tabelle 3 genannten Werte überschreitet. Die Auswahl derSchutzmaßnahmen gegen ohmsche Beeinflussungsspan-nungen enthält Abschnitt 4.2.


Seite 25 von 80

4 Schutzmaßnahmen

Grundsätzlich gilt:- Es ist ein möglichst großer Abstand zwischen Tk-Anlage

und Hochspannungsanlage einzuhalten.- Der Parallelverlauf einer Tk-Linie zu einer Hochspan-

nungsleitung sollte möglichst kurz sein.- Der Einsatz von metallfreien Glasfaserkabeln ist ebenfalls

eine Schutzmaßnahme gegen induktive und ohmsche Be-einflussung

Anhang 1 enthält die technischen Daten von Kommunikati-onskabeln, in Anhang 4 werden die Schutzeinrichtungen be-schrieben.

4.1 Schutzmaßnahmen gegen induktive Beeinflussung

4.1.1 Einsatz von Überspannungsableitern (ÜsAg)

Einzelheiten über die Bauarten und Funktionsweise der ÜsAgenthält Anhang 4C.

Die Vorgehensweise für den Einsatz von Überspannungsab-leitern im Zugangsnetz und die Ermittlung der einzelnen Ein-flussgrößen ist im Anhang 5 dargestellt.

Werden in LWL-Kabeln vorhandene Kupferadern mit ÜsAgausgerüstet, muss darauf geachtet werden, dass eine Beein-flussungsspannung im Normalbetrieb von 130 Veff nicht über-schritten wird (Brandgefahr durch intermittierendes Anspre-chen der ÜsAg).Bei Überschreitung dieses Grenzwertes sollten die Kupfer-adern direkt geerdet werden.

4.1.2 Kabel mit Induktionsschutzaufbau

Einzelheiten über den grundsätzlichen Aufbau und die Wir-kungsweise der Induktionsschutzkabel siehe Anhang 4A.

Die Bezeichnung der heute zur Verfügung stehenden Norm-baureihen sind in der Tabelle A1.2 des Anhangs 1 enthalten.

Die Kabelmantelreduktionsfaktoren der Baureihen D und DBkönnen den Bildern aus Anhang 1, Abschnitt B entnommenwerden.

Grundsätze fürSchutzmaßnahmen

Einsatz vonInduktions-schutzkabeln

Einsatz von ÜsAg


Seite 26 von 80

Beim Einsatz im Zugangsnetz sind am KVz-Ende in Abhän-gigkeit vom Wert der Beeinflussungsspannung und der Hk-Länge bestimmte KVz-Erdungswiderstände einzuhalten. FürKabel der Baureihe 1DB und 16,7 Hz sind die notwendigenAngaben dem Anhang 1, Abschnitt D zu entnehmen.

4.1.3 Reduktionsschutzeinrichtungen

Reduktionsschutzeinrichtungen werden zur Reduzierung derBeeinflussungsspannung im Zugangsnetz eingesetzt. Siesind als aktive (ARS) und passive (PRS) Bauweisen verfüg-bar. Neu aufgebaut werden nur noch passive Reduktions-schutzeinrichtungen. Passive Reduktionsschutzeinrichtungenkönnen neben den Längsspannungen auch Geräusche redu-zieren.

Für Beschreibung und Schaltbild der PRS, siehe Anhang 4,Abschnitt B.

4.1.4 Kompensationsleiter

Nähere Angaben zu Kompensationsleitern sind im Anhang 4,Abschnitt D enthalten.

Kompensationsleiter sind alle in der Nähe der beeinflussen-den oder der beeinflussten Anlage verlaufenden erdfühligenoder beidseitig geerdeten leitfähigen Anlagen.

Die Berechnung von Kompensationsleitern ist in der TE8 er-läutert.

Für nachträglich notwendige Kompensationsleiter gibt es fol-gende Ausführungsvarianten:

- beidseitig geerdeter isolierter Kupferleiter mit 50–120 mm²Querschnitt

- isolierter Kupferleiter mit 50–120 mm² Querschnitt als Ü-berbrückungsstelle zwischen induktionsgeschützten Ka-beln

- beidseitiges Erden freier Doppeladern

Einsatz vonARS und PRS

Einsatz vonKompensations-leitern


Seite 27 von 80

4.2 Schutzmaßnahmen gegen ohmsche Beeinflussung

4.2.1 Abstände zwischen Erdungsanlagen und Kommunika-tionskabeln

Grenzabstände sind in Tabelle 4 des Abschnitts 3 beschrie-ben.

Soweit diese Abstände nicht eingehalten werden können,sind Ersatzmaßnahmen E anzuwenden.

4.2.2 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in Anlagender elektrischen Energietechnik

- Soweit die Grenzwerte nach Tabelle 3 nicht überschrittenwerden, sind keine Schutzmaßnahmen erforderlich.

- Soweit die Werte der Tabelle 3 überschritten aber1700 Veff unterschritten werden, ist der Kabelmantel zuerden, und die Adern sind beidseitig (in der Hochspan-nungsanlage und im KVz bzw. im VNK) mit ÜsAg zu be-schalten.

- Bei Beeinflussungsspannungen > 1700 Veff sind dieSchutzmaßnahmen zwischen dem EVU und dem Tk-Un-ternehmen abzusprechen.

- Für Trafostationen gilt folgende Regelung: Um Ver-schleppungen des Spannungspotenzials bei Erdschlusszu vermeiden, darf der TK-Kabelmantel nicht unmittelbarin den Potentialausgleich einbezogen werden.

4.2.3 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in den Be-reich des Bahnpotenzialausgleichs

- Soweit die Grenzwerte der Tabelle 3 nicht überschrittenwerden, sind keine Schutzmaßnahmen erforderlich.

- Um Verschleppungen des Schienenspannungspotenzialszu vermeiden, darf der Tk-Kabelmantel nicht unmittelbarin den Potenzialausgleich einbezogen werden.

- Die Stromversorgung von Endgeräten muss in jedem Fallvon der Bahnseite bereitgestellt werden.

- Der Bau von Kabelabschlusseinrichtungen oder Endge-räten im 4m-Schutzbereich der Bahnoberleitung bedarfder Zustimmung der Bahn

- Bei weiterführenden Gleisen nach Ende der Oberlei-tungsstrecke sind die Schutzmaßnahmen zwischen derBahn und dem Tk-Unternehmen abzusprechen

Schutz gegen ohm-sche Beeinflussung

Einführung inAnlagen der el.Energietechnik

Einführung inden Bereich desBahnpotential-ausgleichs


Seite 28 von 80

5 Kennzeichnung von Tk-Anlagen

Die Kennzeichnung von Tk-Anlagen ist dann erforderlich,wenn ohne Berücksichtigung von Schutzmaßnahmen Be-einflussungsspannungen über den Grenzwerten der Tabelle3 liegen.

Die Kennzeichnung ist an den Tk-Einrichtungen (örtlicheKennzeichnung) sowie in den zugehörigen Plan- und Be-schaltungsunterlagen erforderlich.

Bei der örtlichen Kennzeichnung werden nur Schaltpunkte imVerlauf der Tk-Linie und an den Abschlusseinrichtungen miteinem Hinweissymbol (Warnzeichen W 08 der BGI 758 mitdem Zusatzzeichen „Beeinflussung“) ausgerüstet, bei denenspannungsführende Leiter unmittelbar oder ggebenenfallsnach dem Entfernen von Abdeckungen berührt werden kön-nen.

Beeinflussung

6 Messungen

6.1 Messen der Beeinflussungsspannung

Eine Messung von Beeinflussungsspannungen sollte nur beimindestens einer der folgenden Voraussetzungen durchge-führt werden:

– Durch Messung ist eine erhebliche Kostenersparnis beiden zu treffenden Schutzmaßnahmen zu erwarten.

– Eine sichere Bewertung der Beeinflussungssituationdurch Berechnung ist nicht möglich, z.B. bei Ge-räuschspannungen.

– Es besteht die Gefahr einer Grenzwertüberschreitungbei Normalbetrieb.

Die bei Messungen anfallenden Kosten trägt jeder Partner fürseinen Bereich selbst.

Kostentragungbei Messungen

Kennzeichnenvon Tk-Anlagen

Anlässe fürMessungen

WarnzeichenW 08


Seite 29 von 80

6.1.1 Messaufbau

Für die Messung ist eine Doppelader des beeinflusstenKommunikationskabels am fernen Ende kurzzuschließen undzu erden. Am nahen Ende wird die Beeinflussungsspannungmit einem hochohmigen Effektivwertmessgerät gegen örtli-che Erde gemessen (siehe Bild 4).

Entsprechend dem gewählten Messverfahren des stark-stromseitigen Versuchsaufbaues (siehe DIN VDE 0101, An-hang N.4) sind die Messwerte auszuwerten. Sie sind an-schließend auf folgende beeinflussende Ströme hochzurech-nen:

- bei induktiver Beeinflussung auf den über die beeinflus-sende Drehstromleitung fließenden ErdkurzschlussstromI‘‘k1

- bei ohmscher Beeinflussung auf den über die Erdungsim-pedanz ZE der untersuchten Starkstromanlage fließendengesamten Erdungsstrom IE

- bei gemischt ohmscher/induktiver Beeinflussung die in-duktive Komponente auf den Erdkurzschlussstrom I‘‘k1und die ohmsche Komponente auf den Erdungsstrom IE.

Bei Vorliegen einer gemischt ohmschen/induktiven Beein-flussung entspricht die bei der Messung ermittelbare Beein-flussungsspannung der geometrischen Summe aus der in-duktiven und ohmschen Komponente.

U

Ri

1 Doppeladera-Ader

b-Ader

Effektivw ert-messgerät

Beeinflussende Leitung

L

Bild 4 Prinzipschaltbild zur Messung von Beeinflussungs-spannungen an Tk-Kabeln

Anmerkung: Bei Messungen einer Beeinflussung im Normalbetrieb zurBeurteilung der Sachgefährdung ist Ri > 10 kΩ.

BeschreibungMessaufbau

SchaltbildLängsspannungs-messung


Seite 30 von 80

6.1.2 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Fehlerfall

Die Beeinflussungsspannungen für den Fehlerfall sind imNormalbetrieb einer Drehstromanlage nicht messbar.Für den messtechnischen Nachweis ist ein hochspannungs-seitiger Versuchsaufbau erforderlich, der auf niedrigemLeistungsniveau die Verhältnisse des Hochspannungsnetzesbei einem Hochspannungsfehler nachbildet.

Die Spannungen werden mit speziellen Verfahren wie derUmpolungs- oder Schwebungsmethode gemessen (sieheDIN VDE 0101, Anhang N.4).

Die so ermittelten und von den Stör- und Fremdeinflüssenbereinigten Messgrößen werden anschließend auf die realenFehlerströme hochgerechnet und für die Bewertung der Be-einflussungssituation herangezogen.

6.1.3 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Normalbe-trieb

Eine unzulässige Beeinflussung von Tk-Anlagen durch denNormalbetrieb einer Drehstromanlage ist selten. Sie kannent-sprechend Abschnitt 6.1.1 und Bild 4 gemessen werden.

6.1.4 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn imFehlerfall

Die Messung der Beeinflussungsspannung im Fehlerfall istim Normalbetrieb einer Bahnanlage nicht möglich und erfor-dert ein spezielles Messverfahren. Die Summe der längs ei-ner Leitung im Erdkreis induzierten Spannungen lässt sich fürdie Praxis genügend genau ermitteln, wenn man den Ober-leitungsabschnitt gegen Erde mit einem Versuchsstromspeist. Die Kommunikationsleitung ist gemäß Bild 4 vorzube-reiten.

Die so ermittelten Messgrößen werden anschließend auf denrealen Kurzschlussstrom hochgerechnet und dann für die Be-wertung der Beeinflussungssituation herangezogen.

6.1.5 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn imNormalbetrieb

Der Versuchsaufbau für die Messung der Beeinflussung wäh-rend des normalen Bahnbetriebes entspricht dem im

BeeinflussungBahnoberleitungim Fehlerfall

BeeinflussungDrehstromanlagenim Normalbetrieb

BeeinflussungDrehstromanlagenim Fehlerfall

BeeinflussungBahnoberleitungim Normalbetrieb


Seite 31 von 80

Abschnitt 6.1.1.

Es sollte mindestens über eine Dauer von 24 Stunden ge-messen werden.

6.2 Messen der Geräuschspannung

Aus der Einwirkung der Längsspannungen an der Unsym-metrie der Kommunikationsleitung sowie in den Kommunika-tionsgeräten entsteht eine Querspannung Uq zwischen der a-und b-Ader. Sie wäre im Fall vollständiger Symmetrie gleich0 V. Über ein Bewertungsfilter wird nur der für das entspre-chende Übertragungssystem relevante Teil der Querspan-nung als Effektivwert gemessen.

Die Geräuschspannung Ug ist eine für analoge Telekommu-nikationssprechstromkreise frequenzbewertete Fremdspan-nung. Als Bewertungsfilter wird das A-Filter (psophometri-sches Filter) verwendet, der Leitungsabschluss beträgt600 Ω.

ULa ULb

Uq Ug

A-Filter

600 O

hm

beeinflusste Tk-Leitung

Bild 5 Prinzipdarstellung zum Entstehen der Geräuschspan-nung

Die an den unbeschalteten Doppeladern gemessenen Wertegeben bei der im Allgemeinen hohen Symmetrie der Leitun-gen keinen Aufschluss über die zu erwartende Geräuschbe-einflussung beim Betrieb. Es ist deshalb erforderlich, die Ver-mittlungstechnik und die Telekommunikationsgeräte mit de-ren Erdunsymmetrie in die Messung einzubeziehen.

Die Messung wird nach folgendem Messaufbau durchgeführt.

Geräuschspan-nungsmessung

Entstehen derGeräusch-spannung


Seite 32 von 80

APlHVt KVz

Geräuschspannungs-messer mit A-FilterRi = 600 Ω

registrierendesMessgerät

DIV

600 Ω

Telefonanschlußin DIV oder APE

NT TK-Anlage

Kundenbereich

Bild 6 Messen der Geräuschspannung im Gesprächszustand

Für die Messung werden die zum Verbindungsaufbau not-wendigen Telefonapparate unterbrechungsfrei durch Lei-tungsabschlüsse mit 600 Ω ersetzt.

Die Geräuschspannung sollte zeitgleich mit der Längsspan-nung gemessen werden. Geräusche, die im Normalbetriebdurch elektrische Energieanlagen entstehen, dürfen denGrenzwert von 0,5 mV nicht überschreiten (sieheAbschnitt 3).

6.3 Messen der bewerteten Längsspannung

Ist die Geräuschspannung nicht direkt messbar, so muss derGrenzwert von 200 mV für die bewertete Längsspannungeingehalten werden (siehe Abschnitt 3).

Der Messaufbau für die bewertete Längsspannungsmessungentspricht dem Aufbau unter Abschnitt 6.1.1. Als Messgerätwird ein Geräuschspannungsmesser mit A-Filter verwendet.Die Messleitungen werden hochohmig (Ri >10 kΩ) ange-schaltet.

6.4 Messen von Erdungswiderständen

Bei der Messung der Erdausbreitungswiderstände von Ka-belverzweigern ist darauf zu achten, dass der Kabelmanteldes beeinflussten Hauptkabels für die Dauer der Messungvon der örtlichen Erdungsanlage (KVz-Erder) zu trennen ist.

Messen vonErdungswider-ständen

BewerteteLängsspannung

Geräusch-spannung im Ge-sprächszustand


Seite 33 von 80

Alle weiteren in den KVz eingeführten Kabelmäntel müssenmit der örtlichen Erde verbunden bleiben.

Der Gesamtimpedanz vieler miteinander verbundener Einzel-erder bzw. eines Erdungsnetzes größerer Ausdehnung (z.B.Niederspannungsnetz) kann in der Regel nicht mit einer Er-dungsmessbrücke ermittelt werden.

Der Ausbreitungswiderstand eines Einzelerders in Gebietengeschlossener Bebauung kann normalerweise nur in Bezugzum Gesamterdungsnetz gemessen werden (Erdkreiswider-stand).

7 Kostenermittlung und Abrechnung vonSchutzmaßnahmen

7.1 Allgemeine Hinweise

Die Kostentragung für Schutzmaßnahmen regelt sich nachden Festlegungen der Abschnitte 11 und 12 der „Vereinba-rung zur Behandlung von Beeinflussungen zwischen elektri-schen Energieanlagen und Anlagen der Informations- undTelekommunikationstechnik“ der SfB, sofern keine Sonder-vereinbarungen bestehen:

Abschnitt 11: Kosten von Schutzmaßnahmen

Die Kosten von Schutzmaßnahmen zur Vermeidung, Redu-zierung oder Beseitigung von Beeinflussungen hat derBetreiber der beeinflussenden Anlage zu tragen, soweit seineAnlage später erstellt wird. Hiervon abweichende vertraglicheVereinbarungen oder zwingende gesetzliche Vorschriftenbleiben unberührt. Eine spätere beeinflussungserheblicheÄnderung einer Anlage ist wie eine spätere Errichtung derAnlage zu behandeln.Die Kosten nicht erforderlicher oder unverhältnismäßigerSchutzmaßnahmen sind dem Betreiber der beeinflussendenAnlage nicht anzulasten.Stellt der Betreiber der beeinflussenden Anlage dem Betrei-ber der beeinflussten Anlage die Schutzeinrichtung zur Ver-fügung, so soll er ihm das Eigentum daran übertragen.Für die Kosten des Betriebs, der Instandhaltung und Erneue-rung der Schutzeinrichtungen ist dem Eigentümer im Zeit-punkt der Errichtung ein einmaliger Pauschbetrag zu zahlen.

Kostentragung fürSchutzmaßnahmen


Seite 34 von 80

Abschnitt 12: Bereitstellung von Plan- und Berechnungsun-terlagen

Die Partner informieren sich rechtzeitig über alle Vorhaben,die Beeinflussungen verursachen oder verändern können.Sie stellen sich wechselseitig die erforderlichen Plan- undBerechnungsunterlagen kostenlos zur Verfügung. Die Ver-antwortung für die Richtigkeit der Unterlagen übernimmt derPartner, der sie erstellt hat.

Von den Schutzmaßnahmen ist die zu wählen, die die tech-nisch und wirtschaftlich beste Gesamtlösung darstellt.

7.2 Begriffe

Die Gesamtkosten einer Schutzmaßnahme können aus fol-genden Teilkosten bestehen:

• Anschaffungskosten

Dies sind Aufwendungen, die für Errichtung und Inbe-triebnahme einer Schutzmaßnahme notwendig sind. Siesetzen sich zusammen aus:- Materialkosten- Montagekosten- Zuschlag für Bauvorbereitung und Baudurchführung

• Instandhaltungs- und Betriebskosten

Notwendige Aufwendungen, die für die Aufrechterhaltungder Schutzwirkung einer Schutzmaßnahme erforderlichsind.

• Erneuerungskosten

Dies sind alle Aufwendungen, die für den Ersatz einerSchutzeinrichtung bzw. Teilen davon notwendig sind, umdie Schutzwirkung während der Dauer des Schutzbe-dürfnisses zu gewährleisten.

7.3 Berechnung der Kosten

Auf der Grundlage technischer Angaben des EVU bzw. derDB AG (z. B. Trassenpläne der Hochspannungsleitungen,Stromdiagramme) über neue oder geänderte Anlagen derelektrischen Energietechnik ermittelt das Tk-Unternehmen

Begriffe derKostenberechnung

Berechnung derKosten

Bereitstellen vonPlänen


Seite 35 von 80

kostenlos die Art und den Umfang von Schutzmaßnahmenfür ihre Anlagen und erstellt den Kostenvoranschlag.

Das EVU bzw. die DB AG prüft die vorgelegten Unterlagen.Falls den vorgesehenen Maßnahmen nicht zugestimmt wer-den kann, wird eine einvernehmliche Lösung angestrebt undüber das weitere Vorgehen entschieden.

Nach Eingang der Kostenübernahmeerklärung des EVU bzw.der DB AG beginnt das Telekommunikationsunternehmen mitder Realisierung der vereinbarten Schutzmaßnahmen. Ab-wei-chungen bis zu 10 % vom veranschlagten Betrag bedür-fen keiner Begründung. Für die Ermittlung und Abrechnungder Kosten gelten nachfolgende Festlegungen.

7.3.1 Anschaffungskosten

Überspannungsableiter

Es wird unterschieden zwischen:• Maßnahmen, bei denen die Abschlusseinrichtungen be-

reits Vorrichtungen zur Aufnahme der Schutzbauteile ent-halten. Die Anschaffungskosten umfassen die Material-kosten für Magazine/Halter und ÜsAg, sowie die dafür er-forderlichen Montagekosten und die Kosten für die Erstel-lung des ggf erforderlichen Potentialausgleichs.

• Maßnahmen, bei denen zusätzlich die Abschlusseinrich-tungen gegen solche mit Aufnahmevorrichtungen fürSchutzbauteile ausgetauscht werden müssen. Die An-schaffungskosten umfassen zusätzlich die Aufwendungenfür den Austausch der Abschlusseinrichtungen.

Kabel mit Induktionsschutzaufbau

Bei evtl. Ersatz eines bereits verlegten Telekommunikations-kabels gegen ein Kabel mit Induktionsschutzaufbau sind dieAnschaffungskosten und die Montageleistungen für diesesSonderkabel voll in Rechnung zu stellen.

Aktive und passive Reduktionsschutzeinrichtung

Zu den Anschaffungskosten wird ein einheitlicher Durch-schnittsbetrag für die Steuerleitung (Pilotader) in Höhe von500 Euro gerechnet.

Besonderheiten beiAnschaffungskosten


Seite 36 von 80

7.3.2 Zuschläge für Betriebs-, Instandhaltungs- und Erneue-rungskosten

Die Betriebs-, Instandhaltungs- und Erneuerungskosten wer-den durch einen einmaligen prozentualen Zuschlag zu denAnschaffungskosten abgegolten. Eine besondere Erfassungder Kostenanteile für den jeweiligen Einzelfall kann entfallen.

Für Überspannungsableiter sind diese Zuschläge wie folgt zubemessen:

• ohne Austausch der Abschlusseinrichtungen 32 %• mit Austausch der Abschlusseinrichtungen 16 %

Für alle weiteren Schutzmaßnahmen werden keine Betriebs-,Instandhaltungs- und Erneuerungskosten erhoben.

Zuschläge beiInstandhaltungs-kosten


Seite 37 von 80

Anhang 1Technische Daten von Tk-Kabeln

A. Typenbezeichnung von Kommunikationskabeln

In den Tabellen A1.1 u. A1.2 sind die Typenbezeichnungenhäufig eingesetzter Kabel zusammengestellt.Erläuterungen zu den Kurzzeichen der Kabelbezeichnungenthält der Anhang 8A.

Schichtenmantelkabel Stahlwellmantelkabel

Typenbe-zeichnung

Aderndurch-messerVerseilung

Typenbe-zeichnung

Aderndurch-messerVerseilung

A-2YF(L)2Y 0,35StIIIBD0,4StIIIBD

------

------

A-02YF(L)2Y 0,5StIIIBD0,6StIIIBD

------

------

A-2Y(L)2Y 0,35StIIIBD0,4StIIIBD0,6StIIIBD

---A-PWE2Y---

---0,4 StIIIBD---

A-02Y(L)2Y 0,5StIIIBD0,6StIIIBD

---A-PWE2Y

---0,6 StIIIBD

A-02Y(L)2Y 0,8 StIIIBD A-PWE2Y 0,8 StIIIBDA-02Y(L)2Y 0,9 StIBD --- ---Tabelle A1.1 Tk-Kabel mit symmetrischen Doppeladern

Kurzbezeichnung 1) Baureihe Kurzbezeichnung Baureihe

AJ- ... (L)1D2Y 1D AJ ... (L)2Y1DB2Y 1DB2)AJ ... WE2Y1D2Y 1D AJ ... WE2Y1DB2Y 1DBAJ ... (L)2Y2D2Y 2D AJ ... (L)2Y2DB2Y 2DBAJ ... WE2Y2D2Y 2D AJ ... WE2Y2DB2Y 2DBAJ ... (L)2Y3D2Y 3D AJ ... (L)2Y3DB2Y 3DBAJ ... WE2Y3D2Y 3D AJ ... WE2Y3DB2Y 3DBAJ ... (L)2Y4D2Y 4D AJ ... (L)2Y4DB2Y 4DBAJ ... WE2Y4D2Y 4D AJ ... WE2Y4DB2Y 4DB1) Bei den Kurzbezeichnungen sind für „...“ die Typenbezeichnung der

Adernisolierung einzusetzenBeispiel: AJ-02Y(L)1D2Y

2) D = Lage aus Kupferdrähten; B = Lage aus StahlbandbewehrungTabelle A1.2 Tk-Kabel mit Induktionsschutz

TypenbezeichnungsymmetrischeTk-Kabel

Typenbezeichnunginduktionsge-schützte Kabel


Seite 38 von 80

B. Reduktionsfaktoren von Kommunikationskabeln

In den Bildern A1.3 bis A1.5 sind die Kabelmantelreduktions-faktoren für Kabel ohne zusätzlichen Induktionsschutz ange-geben.

Für Kabel mit Induktionsschutz der Baureihe D müssen zu-nächst die zugehörigen Außendurchmesser bestimmt wer-den. Dies geschieht mit Tabelle A1.6. Anhand der Bilder A1.7und A1.8 können dann die Reduktionsfaktoren ermittelt wer-den.

Für die Baureihen DB finden sich die Werte in den BildernA1.9 und A1.10.

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Aussendurchmesser des Kabels (mm)

16,7 Hz 50 Hz

Bild A 1.3 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Schichtenmantelkabeln

ReduktionsfaktorenSchichtenmantel-kabel


Seite 39 von 80

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100


Kab

elm

ante

lred

ukt

ion

sfak

tor

50 V/m 100 V/m 200 V/m

Bild A 1.4 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Stahlwellmantelkabeln für 16,7 Hz

16,7 Hz

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100


50 V/m 100 V/m 200 V/m

Bild A 1.5 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Stahlwellmantelkabeln für 50 Hz

50 Hz

ReduktionsfaktorenStahlwellmantelkabel16,7 Hz

ReduktionsfaktorenStahlwellmantelkabel50 Hz


Seite 40 von 80

Kabelaußendurchmesser in mmohne und mit Induktionsschutzaufbau

mit Induktionsschutzder Baureiheohne

1D 2D 3D 4D 1DB 2DB 3DB 4DB30 38,5 39,0 39,5 42,0 42,5 43,0 43,5 46,532 40,5 41,0 41,5 44,0 45,5 46,0 46,5 48,534 42,5 43,0 44,0 46,5 47,5 48,0 48,5 50,536 45,5 46,0 46,5 48,5 49,5 50,0 50,5 52,538 47,5 48,0 48,5 50,5 51,5 52,0 52,5 54,540 49,5 50,0 50,5 52,5 53,5 54,0 54,5 57,542 51,5 52,0 52,5 54,5 56.6 57,0 57,5 59,544 53,5 54,0 54,5 57,5 58,5 59,0 59,5 61,546 56,5 57,0 58,0 59,5 60,5 61,0 62,0 63,548 58,5 59,0 60,0 61,5 62,5 63,0 64,0 65,550 60,5 61,0 62,0 63,5 64,5 65,0 66,0 68,552 62,5 63,0 64,0 65,5 67,5 68,0 69,0 70,554 64,5 65,0 66,0 68,5 69,5 70,0 71,0 72,556 67,0 68,0 69,0 70,5 71,5 72,0 73,0 74,558 69,5 70,0 71,0 72,5 73,5 74,0 75,0 76,560 71,5 72,5 73,0 74,5 75,5 76,5 77,0 79,062 73,5 74,5 75,0 76,5 78,5 79,0 80,0 81,064 75,5 76,5 77,0 79,0 80,5 81,0 82,0 83,066 78,5 79,0 80,0 81,0 82,5 83,0 84,0 85,068 80,5 81,0 82,0 83,0 84,5 85,0 --- ---70 82,5 83,0 84,0 85,0 --- --- --- ---72 84,5 85,0 --- --- --- --- --- ---

72,5 85,0 --- --- --- --- --- --- ---

Tabelle A1.6 Zunahme des Außendurchmessers von Schichten- undStahlwellmantelkabeln durch den zusätzlichen Induktions-schutz (gem. Tabelle A1.2)

Zunahme des Außen-durchmessers durchInduktionsschutz


Seite 41 von 80

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

30 35 40 45 50 55 60 65 70


1D 2D

3D4D

Bild A 1.7 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit Induktionsschutz der Baureihe D für 16,7 Hz (nach Tabelle A 1.6)

16,7 Hz

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

30 35 40 45 50 55 60 65 70


1D 2D

3D4D

Bild A 1.8 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit Induktionsschutz der Baureihe D für 50 Hz (nach Tabelle A 1.6)

50 Hz

ReduktionsfaktorenBaureihe D, 16,7 Hz

ReduktionsfaktorenBaureihe D, 50 Hz


Seite 42 von 80

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 50 100 150 200 250 300

Kabelmantellängsspannung (V/km)

1DB 2DB

3DB4DB

Bild A 1.9 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit Induktionsschutz der Baureihe DB für 16,7 Hz (nach Tabelle A 1.2)

16,7 Hz

0

0,1

0,2

0,3

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500


1DB 2DB

3DB4DB

Bild A 1.10 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit Induktionsschutz der Baureihe DB für 50 Hz (nach Tabelle A 1.2)

50 Hz

ReduktionsfaktorenBaureihe DB, 16,7 Hz

ReduktionsfaktorenBaureihe DB, 50 Hz


Seite 43 von 80

C. Gleichstromwiderstände von Kommunikationska-beln

Unter Benutzung der Tabelle A1.11 und des Bildes A1.12können die für die Berechnung von Schutzmaßnahmen (ge-mäß Abschnitt 4) erforderlichen Gleichstromwiderstände vonKabeln ermittelt werden.

Durchmesser Einzeladernin mm

Längenbezogener WiderstandEinzelader in Ω/km

0,35 1760,4 1340,5 860,6 600,8 330,9 26

Tabelle A1.11 Gleichstromwiderstände von Kupferadern (Mittelwerte)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

20 30 40 50 60 70 80 90 100


SchichtenmantelStahlwellmantel

Bild A 1.12 Längenbezogener Kabelmantel-Gleichstromwiderstand von Schichten- und Stahlwellmantelkabeln

Gleichstrom-widerständeTk-Einzeladern

Gleichstrom-widerständeTk-Kabelmäntel


Seite 44 von 80

D. Erforderliche KVz-Erdausbreitungswiderstände fürKommunikationskabel mit Induktionsschutz derBaureihe 1DB

Die erforderlichen KVz-Erdungswiderstände beim Einsatzvon Kabeln mit Induktionsschutz der Baureihe 1DB (gemäßAbschnitt 4.1.2) bei Bahnstrombeeinflussung können demBild A1.13 entnommen werden.

0

1

2

3

4

5

70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120


KV

z-E

rdu

ng

swid

erst

änd

e (O

hm

) l = 1,5 km l = 2,5 km l = 3,5 km

Bild A 1.13 KVz-Erdungswiderstände beim Einsatz von Kabeln mit Induktionsschutz der Baureihe 1DB für 16,7 Hz

16,7 Hz

E. Ausbreitungswiderstand von Erdungsanlagen

Der Ausbreitungswiderstand eines Erders hängt vom spezifi-schen Bodenwiderstand ρE (Richtwerte in DIN VDE 0101,Anhang K) sowie von den Maßen und der Anordnung desErders ab.Er ist hauptsächlich von der Länge des Erders, weniger vonseinem Querschnitt abhängig.Die berechneten Ausbreitungswiderstände gelten nur fürGleichstrom und Wechselstrom niedriger Frequenz (Netzfre-quenz) – nicht für höherfrequente Ströme und nicht für Blitz-ströme.

KVz-Erdungs-widerstände


Seite 45 von 80

Oberflächenerder

Der Ausbreitungswiderstand eines Oberflächenerders lässtsich wie folgt berechnen:

Banderder: d

L

LR

E

E

2ln

' ⋅=πρ

Ringerder:d

D

DR

E

E

ππρ 2

ln2

' ⋅=

Mit L = Länge des Banderders in mD = Durchmesser des Ringerders in md = Durchmesser des Erdseils oder halbe Breite des

Erdungsbandes in mρE = spezifischer Bodenwiderstand

Tiefenerder

Der Ausbreitungswiderstand eines Tiefenerders kann wiefolgt berechnet werden:

d

L

LR

E

E

4ln

2⋅=

πρ

Mit L = Länge des Tiefenerders in md = Durchmesser der Erderstäbe in m

Weitere Ausführungen zur Berechnung von Tiefenerdern sie-he DIN VDE 0101, Anhang K.

Großflächige Erder

Der Ausbreitungswiderstand eines großflächigen Erders istnäherungsweise:

DR E

E2

ρ=

Hierbei ist D der Durchmesser eines Kreises, der den glei-chen Flächeninhalt wie die Fläche der großflächigen Er-dungsanlage hat.

BerechnungOberflächenerder

BerechnungTiefenerder

Berechnung groß-flächige Erder


Seite 46 von 80

Gesamterdungswiderstand

Zur Ermittlung des Gesamterdungswiderstandes einer Tk-An-lage sind alle Ausbreitungswiderstände parallel zu schalten.Bei erdfühligen Kabeln ist dies jedoch nur dann statthaft,wenn diese Kabel auf separaten Trassen und nicht in einemgemeinsamen Kabelgraben verlegt sind.Bei Fundamenterdern darf so gerechnet werden, als ob derLeiter im umgebenden Erdreich verlegt wäre.

Der spezifische Bodenwiderstand ρE für unterschiedliche Bo-denarten kann der DIN VDE 0101, Anhang K entnommenwerden.

Die Ausbreitungswiderstände von Oberflächenerdern, Tiefen-erdern und Tk-Kabeln mit Erderwirkung für die Frequenz 50Hz können ebenfalls der DIN VDE 0101, Anhang K entnom-men werden.

Gesamterdungs-widerstand


Seite 47 von 80

Anhang 2 Beschreibung der Betriebsweise von Hochspan-nungsnetzen

A. Drehstromnetze

Verschiedene Drehstromnetze der Energieversorgung unter-scheiden sich in der Art der Sternpunktbehandlung derTrans-formatoren, Generatoren oder Sternpunktbildner.

Die Art der Sternpunktbehandlung hat wesentlichen Einflussauf die Größe und die Zeitdauer der Ströme und Spannun-gen, die bei einem Fehler mit Erdberührung im Hochspan-nungsnetz auftreten. Vier Arten der Sternpunktbehandlungwerden unterschieden:

Netz mit niederohmiger Sternpunkterdung

Ik

R, X

starre Erdung

IE

Bild A 2.1 Hochspannungsnetz mit niederohmiger Sternpunkter-dung

In Netzen mit niederohmiger Sternpunkterdung ist mindes-tens ein Sternpunkt unmittelbar (starre Erdung) oder übereinen induktiv oder ohmsch wirkenden Widerstand geerdet(Impedanz-Sternpunkterdung). Bei der Erdverbindung einesLeiters (Erdkurzschluss) fließt kurzzeitig im Sekundenbereichein Erdkurzschlussstrom IK, der bis zu einigen 10 kA betra-gen kann.

Durch selektive Schutzeinrichtungen des Netzes wird diefehlerbehaftete Hochspannungsleitung oder das fehlerbe-

Drehstromnetz mitniederohmigerSternpunkterdung


Seite 48 von 80

haftete Anlagenteil und damit der beeinflussende Kurz-schlussstrom selbsttätig abgeschaltet.

Die Höhe des Erdkurzschlussstromes ist vom Fehlerort imNetz abhängig und kann aus Kurzschlussstromdiagrammenentnommen werden.

Alle 220- und 380 kV-Netze in Deutschland werden mit nie-derohmiger, unmittelbarer Sternpunkterdung betrieben.

110-kV-Netze werden sowohl mit niederohmiger Erdung alsauch erdschlusskompensiert betrieben.

Mittelspannungsnetze (UN


Seite 49 von 80

Resonanzpunkt arbeitet. Im Erdschlussfall nimmt der betref-fende Leiter Erdpotenzial an, und der Sternpunkt des Sys-tems wird maximal um die Leiter-Erdspannung (ULE) angeho-ben. In gleicher Weise wird auch das Potenzial der anderen(ungestörten) Leiter erhöht, die betriebsfrequente Spannungdieser Leiter gegen Erde steigt über eine Ausgleichsschwin-gung auf die Dreieckspannung √3⋅ULE. Die Sternpunktspan-nung treibt einen induktiven Strom IL, der sich an der Fehler-stelle den kapazitiven, um 1800 phasenverschoben Fehler-strömen überlagert. An der Fehlerstelle fließt nur noch einkleiner Reststrom, herrührend aus den ohmschen Verlustenund aus der Verstimmung des Resonanzkreises. Der Wertdes Erdschlussreststromes liegt im Bereich von einigen 10 Aund ist wesentlich abhängig von der Ausdehnung des Net-zes.

Durch die Kompensation des kapazitiven Erdschlussstromeswird der Lichtbogenerdschluss in den meisten Fällen sofortgelöscht und die Betriebsstörung von den angeschlossenenKunden gar nicht wahrgenommen. Die Energieversorgungwird nicht unterbrochen und die Fehlerstelle von einer star-ken thermischen Beanspruchung durch große Fehlerströmeentlastet. Darüber hinaus sind die Schritt- und Berührungs-spannungen an der Fehlerstelle klein und führen zu keinenGefährdungen.

Bedingt durch die Spannungserhöhung in den gesundenPhasen kann es bei lang anstehenden und besonders beiintermittierenden Erdschlüssen (mit wiederholtem Zündenund Löschen des Erdschlusslichtbogens) zu einem zweitenErdschluss eines vorher gesunden Leiters kommen.

Liegen beide Fehlerorte im Zuge einer Leitung an räumlichauseinander liegenden Punkten, kommt es zu einem Dop-pelerdschluss (zweipoliger Fehlerstrom) mit einem Stromflussüber Erde. Der Wert des Doppelerdschlussstromes ist imWesentlichen abhängig von der Impedanz des speisendenNetzes und den Impedanzen zwischen den Fehlerpunkten.

Die Dauer eines einfachen, nicht selbsttätig verlöschendenErdschlusses bis zur Abschaltung der fehlerbehafteten Lei-tung kann einige Minuten bis Stunden betragen. Doppelerd-schlüsse hingegen werden durch die Schutzeinrichtungenselbsttätig in Kurzzeit abgeschaltet.

Für die zulässigen Werte des Erdschlussreststromes bei erd-schlusskompensierten Netzen gelten die Löschbedingungennach DIN VDE 0228.


Seite 50 von 80

Wegen des relativ kleinen Erdfehlerstromes bei einem Erd-schluss kann eine unzulässige Beeinflussung einer Tk-Anla-ge ausgeschlossen werden.

Schutzmaßnahmen gegen Schäden bei Doppelerdschlusssind wegen der geringen Wahrscheinlichkeit dieses Fehlerfal-les nicht erforderlich (siehe Anlage 6).

Netz mit isoliertem Sternpunkt

C C C

Bild A 2.3 Hochspannungsnetz mit isoliertem Sternpunkt

In Netzen mit isoliertem Sternpunkt sind die Sternpunktenicht geerdet. Diese Netze unterscheiden sich von Netzenmit Erdschlusskompensation dadurch, dass bei einem Erd-schluss der Erdfehlerstrom IC nicht kompensiert wird. DerErdschlussstrom liegt ebenfalls im Bereich von nur einigen10 A. Um das Selbstverlöschen des Erdschlusslichtbogenssicherzustellen, darf der kapazitive Erdschlussstrom einesNetzes die Grenzwerte nach DIN VDE 0228 nicht über-schreiten.

Für die Auswirkungen von Hochspannungsfehlern in Netzenmit isoliertem Sternpunkt auf Tk-Anlagen gelten für die Über-prüfung der Beeinflussungsmöglichkeit die gleichen Voraus-setzungen wie in Netzen mit Erdschlusskompensation.

Die Netzform mit isoliertem Sternpunkt kommt nur vereinzeltin Mittelspannungsnetzen kleiner Ausdehnung zum Einsatz.

Drehstromnetz mitisoliertem Stern-punkt


Seite 51 von 80

Netz mit vorübergehender niederohmiger Sternpunkter-dung

XL

IL

C C C

IRest

IL

IK

IK

R

Bild A 2.4 Hochspannungsnetz mit kurzzeitiger niederohmigerSternpunkterdung

Diese Art der Sternpunktbehandlung ist eine Kombination derBeschaltung mit einer Erdschlusslöschspule und einer Strombegrenzenden Impedanz-Sternpunkterdung. Im Normalbe-trieb des Netzes ist die Erdschlusslöschspule am Sternpunktangeschlossen. Bei jedem einpoligen Fehler gegen Erde wirdder kapazitive Erdschlussstrom durch den Spulenstrom kom-pensiert. Gelingt diese selbsttätige Löschung des Fehler-stromes nicht, wird nach einer Zeit von einigen 100 ms bis zuwenigen Sekunden die Löschspule durch einen WiderstandR überbrückt. Der Erdschlussstrom steigt dabei vom Wertdes Reststromes auf einige 100A bis zu ca. 2 kA an. Derletztgenannte Wert stellt sich bei Fehlern im Nahbereich vomspeisenden Transformator ein. Im weiter entfernten Netz sinddie Werte kleiner und liegen im Nennstrombereich der Be-triebsmittel.

Die Fehlerstelle kann nach dem Einschalten des Widerstan-des durch selektiv wirkende Netzschutzeinrichtungen auto-matisch vom Netz getrennt werden. Die Kurzschlussdauer istähnlich der bei niederohmiger Erdung eines Netzes.

Weiterhin wird bei dieser Sternpunktbehandlung eine erhöhteIsolationsbeanspruchung durch die Potenzialanhebung(√3⋅ULE) der nicht vom Fehler betroffenen Phasen durch daswiederkehrende Zünden und Löschen des Lichtbogens unddurch länger anstehende Erdschlüsse vermieden. Die Wahr-scheinlichkeit von Doppel- oder Mehrfacherdschlüssen wird

Drehstromnetz mitvorübergehenderniederohmigerSternpunkterdung


Seite 52 von 80

dadurch sehr deutlich herabgesetzt; und kann bei einergünstigen Wahl des Einschaltzeitpunktes des Sternpunktwi-derstands praktisch ausgeschlossen werden.

Liegt eine Näherung zwischen einer Tk-Anlage und dem be-einflussenden Hochspannungsnetz mit dieser Beschaltungdes Netzsternpunktes vor, so ist eine ohmsche bzw. indukti-ve Beeinflussung zu untersuchen (vgl. Tabelle 1).

B. Bahnstromnetze

Bei den 16,7-Hz-Bahnstromnetzen ist zwischen dem 110-kV-Bahnstromnetz und dem 15-kV-Oberleitungsnetz zu unter-scheiden.

Die Trennstelle zwischen beiden Netzen stellen die Unter-wer-ke (Umspannwerke) dar.

110-kV- Bahnstromnetz

XL

IL

C C

IRest

IL

Bild A 2.5 110-kV-Bahnstromnetz

Das 110-kV-Bahnstromnetz ist ein zweiphasiges Freileitungs-netz mit überwiegend zwei Stromkreisen mit einer Nenn-spannung von 110 kV und einer Betriebsfrequenz von 16,7Hz.Es verbindet die Kraft-, Umformer- und Umrichterwerke un-tereinander und leitet die Energie zu den Unterwerken weiter.Das 110-kV-Bahnstromnetz wird im Verbund über Kuppel-umspanner mit dem 132-kV-Netz der Schweizerischen Bun-desbahnen (SBB) und direkt mit dem 110-kV-Bahnstromnetzder Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) betrieben.

Dieses Verbundnetz wird mit Erdschlusskompensation be-trieben. Dazu sind in Deutschland und in Österreich zum Teil

110-kV- Bahn-stromnetz


Seite 53 von 80

einstellbare Erdschlusslöschspulen mit je 100 A Nennstromüber besondere Mittelpunktbildner zur Kompensation deskapazitiven Stromes im Fehlerfall installiert. Es fließt dannnur noch ein kleiner ohmscher Reststrom. Die Löschfähigkeitdes Bahnstromnetzes wird dadurch sicher gestellt, dass derErdschlussreststrom den Wert von 132 A gemäß DIN VDE0228 Teil 2 nicht überschreitet.

Wegen des relativ geringen Erdschlussreststromes bei einemErdschluss kann eine unzulässige Beeinflussung einer Tele-kommunikationsanlage praktisch ausgeschlossen werden.Der Doppelerdschluss, also das gleichzeitige Auftreten zwei-er voneinander unabhängiger Fehler, braucht nicht berück-sichtigt zu werden.

Durch die Erdschlusskompensation wird auch bei einem Erd-schluss eine Fortführung der Energieversorgung sicherge-stellt. Lichtbögen im Freileitungsnetz verlöschen durch dieKompensation selbständig. Bei nicht selbständig löschendenErdschlüssen wird im Unterwerk “Steinbach am Wald” durcheine Erdungseinrichtung nach 2 bis 4 Sekunden der "gesun-de" Leiter auf Erde geschaltet. Dadurch wird ein Doppelerd-schluss erzeugt, der durch das Ansprechen der Schutzein-richtungen und das Auslösen des dem Fehlerort zugeordne-ten Leistungsschalters den Doppelerdschluss abschaltet.Im Allgemeinen ist danach die Leitung wieder betriebsbereit.

Bei einem Erdschluss steigt die Spannung in dem nicht vomFehler betroffenen Leiter bis auf den 2-fachen Wert der Lei-ter-Erde-Spannung an. Hierdurch kann es in seltenen Fällenzu einem zweiten Erdschluss in dem bis dahin gesundenLeiter kommen. Es kommt damit zu einem Doppelerdschluss,der vom Leitungsschutz erfasst wird und zur Auslösung derzugehörigen Leistungsschalter führt.

15-kV-Oberleitungsnetz

110 KV Bahnstromnetz

15 KV Oberleitungsnetz

Fahrschiene

Bild A 2.6 15 kV Oberleitungsnetz

15 kV Bahnober-leitungsnetz


Seite 54 von 80

Im Bahnstromnetz mit zentraler Energieversorgung wird daseinphasige 15-kV-Oberleitungsnetz von den Unterwerkenversorgt. Dort sind Transformatoren aufgestellt, die dieSpannung des 110-kV-Bahnstromnetzes auf die für die Ver-sorgung der elektrischen Triebfahrzeuge erforderliche Nenn-spannung von 15 kV transformieren. Die Oberleitung wirdüber Leistungsschalter gespeist. Die Ströme fließen sowohlim Normalbetrieb als auch im Störungsfall in den Fahrschie-nen und im Erdreich zum Unterwerk zurück.

Im Bahnstromnetz mit dezentraler Energieversorgung fehltdas übergeordnete 110-kV-Bahnstromnetz. Anstelle der Un-terwerke werden Umformerwerke bzw. Umrichterwerke be-trieben. Dort wird die Energie für die Traktion dem Dreh-stromnetz (meist 110 kV) entnommen und über Transforma-tor, Frequenzumformung sowie Schaltanlage in die Oberlei-tung eingespeist.

Im Einflussbereich von Oberleitungen ist die induktive Beein-flussung von Tk-Anlagen im Normalbetrieb (Fahrstrom) undim Störungsfall (Kurzschlussstrom) stets zu berücksichtigen.

Der Betriebsstrom in der Oberleitung kann in SonderfällenWerte bis zu 2 kA und der Kurzschlussstrom bis zu 40 kAerreichen. Die Schaltanlagen der Unterwerke für die Versor-gung der Oberleitungsanlagen verfügen über schnell wirken-de Schutzeinrichtungen und Leistungsschalter mit extremkur-zen Schaltereigenzeiten (


Seite 55 von 80

bzw. 1:3 im Störungsfall, darf der kleinere Wert vernachläs-sigt werden, sofern der größere Wert nicht mehr als 90% desGrenzwertes beträgt.


Seite 56 von 80

Anhang 3 Beschreibung des Aufbaus von Telekommunika-tionsnetzen

A. Basisnetz (Fernlinien; Verbindungsnetz,überregional)

Das Fernliniennetz wird überwiegend in LWL-Technik aus-geführt und ist deshalb nur dann von Beeinflussungen be-troffen, wenn zusätzlich Kupferadern, ein metallisches Zug-element oder ein Aluminiumschirm vorhanden sind.

Soweit noch Fernkabel mit Kupferleitern (symmetrisch oderkoaxial) in Betrieb sind, sind diese mit Übertragern abge-schlossen.

B. Zugangsnetz (regional)

Das Zugangsnetz stellt die Verbindung zwischen dem elekt-ronischen Vermittlungsknoten und den Telekommunikations-einrichtungen beim Kunden her. Es ist überwiegend in Kup-ferleitungen ausgeführt.

Soweit Multiplexeinrichtungen im Zugangsnetz eingesetztwerden, müssen die Beeinflussungsabschnitte Hauptkabelund Verzweigungskabel getrennt betrachtet werden.Nach den Abschlusspunkten für das linientechnische Netz(APL) sind noch die Endstellenleitungen angeschaltet, die imAllgemeinen recht kurz sind, in Einzelfällen aber mehrerehundert Meter lang sein können.

Tk-NetzBasisnetzVerbindungsnetz

Tk-NetzZugangsnetz


Seite 57 von 80

In nachfolgender Skizze sind beispielhaft wesentliche Ele-mente des Basis- und des Zugangsnetzes dargestellt.

Zugangsnetz (Hauptkabelnetz)Zugangsnetz (Verzweigungskabelnetz)

Vermittlungsstelle,Netzknoten(VNK)

Kabelverzw eiger(KVz)

Abschlusspunkt(APL)

Anschlussleitungs-multiplexer,(ASLMUX,PCM11 o.ä.)

Verzweigungskabelnetz

oberirdischeLinie

Basisnetz (Fernliniennetz)



Vermittlungsstelle,Netzknoten(VNK)

Bild A 3.1 Prinzipieller Aufbau des Tk-Netzes

Aufbau desTk-Netzes


Seite 58 von 80

Anhang 4 Beschreibung der Wirkungsweise vonSchutzmaßnahmen

A. Kommunikationskabel mit Induktionsschutzaufbau

Zur Verbesserung des Kabelmantelreduktionsfaktors rk vonKommunikationskabeln können diese mit einem zusätzlichenleitfähigen Kabelmantel versehen werden. Man unterscheidethierbei zwischen zwei Ausführungen:

• Normbaureihe DÜber dem Kunststoffaußenmantel wird eine zusätzlicheLage Kupferdrähte zur Verringerung des Kabelmantel-längswiderstandes und darüber ein weiterer Kunststoffau-ßenmantel aufgebracht.

Kabelseele

Schichtenmantel

Leitdrähte aus Kupfer

Kunststoffaussenmantel

a

Bild A 4.1 Aufbau eines Kabels mit InduktionsschutzBaureihe D

• Normbaureihe DBUm die Kopplung zwischen der Leitschicht aus Kupfer-drähten und der Kabelseele zu verbessern wird zusätzlichzu den Kupferleitdrähten (Baureihe D) noch eine Stahl-bandbewehrung und darüber ebenfalls ein Kunststoffau-ßenmantel aufgebracht werden

Kabelseele

Schichtenmantel

Leitdrähte aus Kupfer

Kunststoffaussenmantel

Stahlbandbew ehrung

Isolierlage

aBild A 4.2 Aufbau eines Kabels mit Induktionsschutz

Ba

Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen" - TECHNISCHE … · 2006. 5. 2. · durch induktive,...

Documents

Transcript of Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen" - TECHNISCHE … · 2006. 5. 2. · durch induktive,...