Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos nettkunder? Arild Østvold og Steinar Myrvåg

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos nettkunder? Arild Østvold og Steinar Myrvåg 1

Elsikkerhet Norge AS Utfører oppdrag fra det lokale eltilsyn i ulike nettselskap bl.a.: Kontroll av el.anlegg Revisjon av virksomheter Revisjon av Elektroentreprenører Kontroll av nyanlegg og utvidelser. Markedskontroll (omsetning av el.materiell og utstyr) Brann og ulykkesetterforskning Informasjon om elsikkerhet i skolene Informasjon om elsikkerhet i forbindelse med el-kontroll og diverse grupper, lag og foreninger Utfører kontroll av målere på oppdrag fra netteiere Feltkontroll av målere Energimerking 2

Litt om oss pr i dag Teller 50 ansatte totalt. Hovedkontor på Ringsaker Eies av 5 netteiere: Eidsiva Nett AS Elverum Energi Stange Energi Valdres Energiverk AS Nord Østerdal kraftlag Har i tillegg en avdeling på Gardermoen med 8 ansatte Utfører oppdrag for Hafslund nett på Øvre Romerike. 3

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos nettkunder? Hvilke skader? Hvordan oppstår skadene? Det som går igjen er at - der det har oppstått 1.polet jordfeil på høyspentnettet som har videreutviklet seg til 2-polet jordfeil, kan dette utløse overførte spenninger til lavspentnettet som i sin tur kan forårsake feil hos nettkundene. Tendensen er at det dreier seg om nettkunde- anlegg som forsynes fra luftnett, med felles jording (Høy og Lavspent). Videre synes det å være en tendens til at jordingsforholdene til nettkunder som får seg en trøkk, er installasjoner med jordelektrode som har lav overgangsmotstand til jord. Ofte lavere enn e-verksjord Det er også en gjenganger at installasjoner med overspenningsvern, trekker til seg disse overførte spenningene der det oppstår spenningsstigning. Annet : Gjennomgående jordline på forsynende høyspentnett er stor fordel. Nullpunktssikringen i forsynende trafo har oftest gjennombrudd 4

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos nettkunder? Kjennskap til omfang på landsbasis? (eller pr. nettselskap) DSB har liten konkret oversikt over denne type skader. Ved henvendelse til DSB finnes kun en grov oversikt over skader som følge av lyn og torden Den mest detaljerte oversikt på skader som følge av overspenning. ( foil fra DSB for 2008) Ved henvendelse til et enkelt nettselskap, (Eidsiva med ca. 140 000 nettkunder) - får vi opplyst følgende på nettsentralen v/espen Andresen: Ca. 20 30 tilfeller pr. år er registrert og loggført (2-polig høyspent feil) Ivar Lingaas (DLE-ansvarlig i Eidsiva Nett AS), - og medlem av elklagenemnda for Norge, opplyser at det for Eidsiva Nett dreier seg om ca. 10 tilfeller pr år. Det blir registrert som uønskede hendelser i forbindelse med nettfrekvente overspenninger, der feilutviklingen har resultert i skader hos nettkunder. 5

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos abonnenter? Kjennskap til omfang på landsbasis? (eller pr. nettselskap) Av disse ca. 10 uønskede hendelser med driftfrekvente overspenninger kan det variere fra skade hos en til flere nettkunder som blir berørt. Har her tatt med noen konkrete skadetilfeller som er registrert hos enkeltkunder : Beløpsmessig har det i følge Lingaas - skjedd skader som har beløpt seg opp mot kr.130000.- pr. skadetilfelle. De fleste skader har oftest mindre omfang. (kr 5000.- til kr 30000.-) Utstyr som vi ut fra erfaring har registrert skade på i slike sammenhenger er oftest utstyr som har lav spenningsholdfasthet og små avstander til jord/metallisk kapsling og gods. Eksempel på noen slike typiske skader er vist i etterfølgende foiler. 6

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos nettkunder? Kjennskap til omfang på landsbasis? (eller pr. nettselskap) Eksempel på utstyr/materiell som blir skadet kan være: Vannpumper Kjøl/fryseskap Varmtvannsberedere PC/data. Annet ømtålig utstyr Installasjonsmateriell ( stikkontakter brytere koplingsbokser osv) Sikringer/vern Overspenningsvern er spesielt utsatt ++ 7

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos nettkunder? Overspenningsvern og vedlikehold Vi som er på kontrolloppdrag i boliger og fritidsboliger - ser stadig at det er overspenningsvern som viser rødt flagg. Dvs. - er havarerte Det er spesielt viktig med tanke på innføring av regelstyrt krav om overspenningsvern : at det gis tilstrekkelig informasjon om behovet for vedlikehold og observasjon fra eier. 8

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos abonnenter? Noen viktige punkter for å fastslå at det er 50Hz overspenning For å fastslå om skaden i lavspenningsinstallasjonen er forårsaket av eksempelvis en driftfrekvent 50Hz, 2-polig jordslutning, - er det viktig å bl.a. verifisere om feiltidspunktet for oppstått feil hos kunden er sammenfallende med loggført feil på høyspentnettet. Dette kan gjøres ved at det tas kontakt med nettsentral eller driftssentral for vedkommende forsynende nettområde. 9

Støtspenningsholdfasthet og utstyr: 10

Nær 40 % av bygningsbranner er knyttet til elektrisitet 11

Saksumdalsvegen Vedleggsrapport Saksumdalsvegen.doc Sikingsautomat til kurs nr 11 til 2.etg er sterkt skadet og forbrent Akustisk signalgiver til jordfeilvarsler virker ikke Koplingsboks ved tak samt inn og utgående kabel er sterkt skadet etter overspenning Betjeningsbryter for lys er også skadet. Koplingsboks ved tak samt inn og utgående kabel er sterkt skadet PC på kontor i 2.etg type: integral systemer. Skriver/scanner på kontor i 2.etg type: hp psc/355 Stereoanlegg i 2.etg type: JVC MX- j750r Telefonsystem i huset var ute av drift etter overspenningskade. Dette må ettersees og feil utbedres. Oppvaskmaskin av eldre dato på kjøkken i 1.etg virker ikke etter overspenning.. 12

Olasvevegen Lillehammer Ved vårt besøk den 20. desember ble det registrert defekte overspennings-avledere i sikringsskapet (se bilde nedenfor) Vedleggsrapport ang Olasvevegen.doc 13

Rustenvegen Saksumdal Vedleggsrapport ang Rustenvegen Saksumdal.doc Kårbolig/ kjøkken Lysarmatur 2/36 w (fabr: Hooks )i tak i kjøkken var defekt etter overspenning skade. Kårbolig/ sikringsskap i 2. etg. Kurs nr. 5 hadde litt lav isolasjonsverdi ved måling ca 0,1 Mohm. Hovedbolig/kjeller Oljebrenner type heatmaster/esso funger ikke etter overspenning. Brenner må undersøkes/repareres av kompetent serviceperson. Hovedbolig/ sikringsskap Pluggbare overspenningsvern type OBO 280 V var defekt etter driftfrekvent overspenning. Det oppstod branntilløp i papirer i skapet på grunn av stikkflammer ut 14

Saksumdal Lillehammer Vedleggsrapport ang overspenning i Saksumdal J.doc Aspirasjonsenhet i driftsbygning var ikke lenger funksjonsdyktig etter overspenning Overspenningsvern type VM IT 360 V var defekt etter driftsfrekvent overspenning. Pyrox varmeelement 2 KW til CTC oljefyr (serie 170) i kjeller var defekt ( brudd ) etter overspenning. 15

Olasvev 94 2618 Lillehammer Overspenningsvern var av fabrikat Scandinavian Electric type: SECS1 15/230 IR med Uc =275V grensespenning og vernenivå på Up 1,2 KV. I tillegg var den ene av hovedsikringene sterkt forbrent i feilutviklingen (se bilde nedenfor) 16

Overspenningskade i Gudbrandsdal Rapport etter overspenningskade i Gudbrandsdal.doc Overspenningsvern type OBO V-20 var defekt. Flere automatsikringer løste ut ved overspenningen Sikringsautomaten er fastbrent på den ene polen El-kolbe til varmtvannsbereder fabr. OZO har redusert isolasjonsmotstand Stikkontakt i garasje var brent samt tilhørende kurskabel. 17

Utført oppdrag for Gjensidige i annet nettområde. Rapport etter overspenningskadehos på Sel.doc Defekt overspenningsvern fabr: Dobeke type UA1 EM 275V. Defekt hovedjordfeilbryter 63A/ 30 ma 3-pol. Flere sikringsautomater til forbrukerkurser løste ut ved overspenningen 2 stk 125W HQL lysarmaturer i tak var defekt etter overspenningsskade Elkolbe og termostatenhet m/drift- og sikkerhetstermostat var defekt El-takke hadde skade etter overspenning Lysramatur 2x18 w hadde skadet drossel etter overspenning 2 stk Wirpool fryseskap ble skadet Husquerna symaskin ble også skadet i feilutviklingen 18

Eksempel på anbefalt løsning etter befaring og registrering av skade Anbefalte tiltak til forbedring i trafo: Tiltak i trafo T2624 Det anbefales i dette tilfelle at høy- og lavspent jording skilles i trafo. Dvs at disneuter jordes ved at jordingen til denne føres ut til egen elektrode minst i avstand fra høyspent lokal jording i trafo T2644. Ved å gjøre dette vil en oppnå at 50 Hz feilstrømmer ved 2-polet jordfeil vil føres til jord og derved vesentlig redusere spenningstigning mot nullpunktsikringen da denne får galvanisk skille mot høyspentjordingen. Den nye elektroden til disneuter må utføres så god som mulig helst ikke dårligere enn 60 ohm. Overspenningsvern i bolig/driftsbygning. Det bør vurderes om overspenningsvern i bolig bør ha en høyere merkespenning eller 280 V. Det kan være grunn til å benytte vern med 380V merkespenning på IT-nett for å unngå unødvendig havari av vern ved bl.a induktive jordfeil i lavspentnettet. Bolig og driftsbygning Etterkontroll: Det er en anbefaling at det tas en gjennomgang av de mest kritiske punktene i el-anleggene i løpet av våren (april,mai). Det må da utføres nødvendige isolasjonsmålinger og en visuell sjekk på de steder som var mest påkjent i feilsituasjonen. 19

NEK-400-8-823-2010- Hørings-kommentarer fra Elsikkerhet Norge AS Bør vi ha regelstyrt krav om overspenningsvern i boliger og lignende?? For boliger i luftnett: Der det oppstår 50 Hz overspenninger på grunn av høyspent jordfeil på luftnett vil det være spesielt utsatt for den nye nettkunden som det nå blir regelstyrt krav til overspenningsvern. Erfaringsmessig er det ofte den/de som da får rasert sin installasjon på grunn av store feilstrømmer 50 Hz som tar veien om bl.a overspenningsvernet. Har flere slike eksempler. For boliger i bynært område forsynt fra Kabelnett : I denne type anlegg hvor det i tillegg sjelden eller aldri har vært problemer med overspenning som følge av tordenvær, følgelig lite påkjent område ut fra geografisk/topografisk beliggenhet. Må det diskuteres nærmere om det er gode grunner ut fra kost nytte prinsippet for å innføre regelstyrt krav om overspenningsvern. Vi er altså ikke enig i regelstyrt krav her, men heller at dagens løsning videreføres. Det er jo bra tilgang på registrert hyppighet av lyn og tordenaktivitet/nedslag fra metrologiske observasjonspunkter i Norge samt Statnett sine observasjoner. Den lokale kjennskap vil vel også være til god hjelp for å vurdere dette best mulig ut fra risiko slik som det er i dag. 20

Forslag til endring i NEK 400 Fra Elsikkerhet Norge AS Ingen endring, - men foreslår at dagens løsning og krav videreføres Alternativt: Dersom en i tilfelle innfører regelstyrt krav til overspenningsvern bør en samtidig : - kreve vernet montert i brannsikker kapsling der det er luftnett. 21

IT- luftnett felles jording HS og LS Side 22

IT - Kabelnett Side 23

Hvilke påkjenning kan utstyret bli utsatt for ved luftnett og ved kabelnett? Luftnett se fig RT 8072: En og topolte jordfeil lager en spenningstigning UE i jordingssystemet i nettstasjonen. Spenningsstigningen avhenger av jordfeilstrømmens størrelse og total overgangsmotstand til jord. Hvis jordfeilstrømmen som flyter inn i nettstasjonen er 50 A, og overgangsmotstanden til jord for nettstasjon er 50 Ω vil spenningsstigningen, UE, for jordingssystemet mot sann jord bli 2500V. Denne spenningen vil påkjenne utstyret til alle nettkundene som er tilkoplet nettstasjonen med en tilsvarende spenningsstigning UE. (Pluss LS fasespenning). Kabelnett se fig RT 8073: På grunn av utjevningsforbindelse mellom HSarrangementsjording LS nullpunktsjording og skjermen i nettkundens forsyningskabel vil det ikke oppstå potensialforskjell mellom de to jordingssystemene Side 24

IT nett uten jordingsfelleskap 25

IT nett med jordingsfelleskap 26

Forslag til tiltak for å forebygge skader i bygningsinstallasjoner og utstyr, - forårsaket av hendelser på høyspenningsnettet : 27

Forslag til tiltak for å forebygge skader i bygningsinstallasjoner og utstyr, - forårsaket av hendelser på høyspenningsnettet forts 28

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos abonnenter? Sakset fra Elsikkerhet nr 64 FELLES JORDINGSANLEGG FOR HØY- OG LAVSPENNINGSANLEGG. ANSVAR FOR SKADER VED FEIL Det er registrert skader (brann o.l.) i hytte-/boliginstallasjoner som sannsynligvis skyldes at boligens jordingsanlegg utsettes for større belastning enn det er beregnet for, grunnet jordfeil i høyspenningsnettet. Situasjonen kan oppstå dersom en hytte-/boliginstallasjon har svært god jord i forhold til jordingen i everkets nettstasjon og jord i hytte/bolig og jord. nettstasjon knyttes sammen eksempelvis via kabelskjerm og/ eller det skjer gjennom overslag til jord utstyr eller lignende Dersom jord for høy- og lavspenning knyttes sammen i nettstasjonen, vil boligens jord inngå i jordingsanlegget for høyspenningsnettet. Mange distribusjonsnett har høye jordstrømmer, 100 A og større, og denne vil fordele seg mellom jordingsanlegget i nettstasjonen og jordingsanlegget i hytte-/boliginstallasjonen i samme forhold som konduktansen i de to jordingsanleggene sett fra sammenknytningspunktet i nettstasjonen 29

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos abonnenter? Sakset fra Elsikkerhet nr 64 forts FELLES JORDINGSANLEGG FOR HØY- OG LAVSPENNINGSANLEGG. ANSVAR FOR SKADER VED FEIL Eksempel: Jordstrøm ved jordfeil i høyspenningsanlegg: 100 A Overgangsmotstand til jord i nettstasjon: 20 Ω Overgangsmotstand til jord i bolig: 4 Ω Motstand i jordtråd fra nettstasjon til bolig: 1 Ω Konduktans bolig: 1/(4+1) = 0,2 S Konduktans nettstasjon: 1/20 = 0,05 S Strøm i jordingsanlegg hytte/bolig: 100 x 0,2/(0,2 + 0.05) = 80 A Strøm i jordingsanlegg nettstasjon: 100 x 0,05/(0,2 + 0,05) = 20 A. Andelen jordstrøm til hytte/bolig vil flyte i hovedutjevningsforbindelsen som etter NEK 400, pkt. 547.1.1 kan være ned til 6 mm2 kobber. 30

Medvirker nettstasjoners jordingsanlegg til brann og materielle skader hos abonnenter? Sakset fra Elsikkerhet nr 64 forts. FELLES JORDINGSANLEGG FOR HØY- OG LAVSPENNINGSANLEGG. ANSVAR FOR SKADER VED FEIL Andelen jordstrøm til hytte/bolig vil flyte i hovedutjevningsforbindelsen som etter NEK 400, pkt. 547.1.1 kan være ned til 6 mm2 kobber. Som eksempelet viser kan denne medføre å bli kraftig overbelastet og fare for bl.a. brann. Det er bare everket som kjenner de jordstrømmer som hytte-/boliginstallasjonen kan bli utsatt for ettersom det bare er de som kjenner de jordfeilstrømmer som kan forekomme og jordingsforholdene i nettstasjonen. I slike situasjoner er det derfor everket som må påse at nødvendige tiltak treffes. Dette er også en rimelig tolkning av bestemmelsen i forskrifter for elektriske anlegg - forsyningsanlegg (fea-f) 99.3, 2. ledd. 31