2 2013-04-09 Oppdatert etter kommentarer fra SVV GMS JS ØT 1 2011-11-10 Oppdatert i forbindelse med utsendelse av 1. utkast GMS ØT ØT 0 2011-06-20 Utkast GMS JS ØT Revisjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontroll Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS for den oppdragsgiver og i anledning det oppdrag som fremgår nedenfor. Innholdet i dokumentet er Norconsult AS eiendom og skal behandles konfidensielt. Dokumentet skal bare benyttes for det formål som oppdraget gjelder, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig i større utstrekning enn formålet tilsier. Oppdragsgiver Statens vegvesen Region øst Sak Dato utarbeidet FV 33 FALKENTUNNELEN 2011-06-20 Utarbeidet av Entreprise Elektro og SRO GMS Fagkontrollert av Risikovurdering av elektriske anlegg iht. FEL JS Godkjent av Oppdragsnummer Dokumentnummer Revisjon 5007533 RV01 2 ØT
Side 2 av 7 1. Bakgrunn og formål. Forskrift om Elektriske Lavspenningsanlegg (FEL), 16 Planlegging og vurdering av risiko, setter krav til at elektriske anlegg skal planlegges og utføres, slik at mennesker, husdyr og eiendom er beskyttet mot fare og skader ved normal bruk, og slik at anlegget blir egnet til den forutsatte bruk. I denne risikovurderingen er det foretatt en systematisk gjennomgang av elektroinstallasjonene for å sikre at sikkerhetskravene beskrevet i FEL s kap V oppfylles. Dette danner grunnlag for valg av løsninger og funksjonskrav og kan avdekke om det er nødvendig med tiltak utover normal utførelse. 2. Forutsetninger, antakelser og begrensninger: Kravstillende dokumenter Det er prosjektert mhp. FEL, og ved bruk av NEK 400 (2010). Denne forskriften og normen er benyttet for de anleggsdelene som Norconsult har prosjekteringsansvar for i dette oppdraget, og som ikke er å definere som forsyningsanlegg. I tillegg er Forskrift om maskiner lagt til grunn for de deler av anlegget som defineres som maskiner. Dette gjelder ventilatorer og bommer. Anleggene vil være tilknyttet 2 nye forsyningstransformatorer som blir plassert i tilknytning til teknisk bygg T1 og T2. Det er ingen andre abonnenter tilknyttet disse transformatorene. Prosjektering av forsyningstransformatorene og oppstrøms nett gjøres av Eidsiva Energi. Tabell 1: Kravstillende dokumenter. Beskrivelse Forskrift om Elektriske Lavspenningsanlegg (FEL) Norsk elektroteknisk norm, Elektriske lavspenningsinstallasjoner (NEK 400), utgave 2010. FOR-2009-05-20-544 Forskrift om maskiner NEK-EN 60204 Maskinsikkerhet - Maskiners elektriske utrustning NEK EN 60439-1 Forskrift om elektrisk utstyr Håndbok 021 Vegtunneler Utgitt av Produkt- og Elektrisitetstilsynet Norsk Elektroteknisk Komité (NEK) Produkt- og Elektrisitetstilsynet Norsk Elektroteknisk Komité (NEK) Norsk Elektroteknisk Komité (NEK) Statens Vegvesen Spenning og jordingssystem Det er valgt å benytte 400V TN-C-S som generelt spenningsystem for alle installasjoner i tunnelen. TN-C-S som generelt spenningssystem er valgt blant annet fordi: Feilkilden kobles ut automatisk ved jordfeil. Dette spenningssystemet er mindre utsatt for skader knyttet til lynoverspenninger. Pga lavere strømmer enn i et IT-nett får man svakere magnetiske felter. Dette er gunstig sett i forhold til EMC-problematikk. I forhold til IT-systemet har TN-systemet større overføringskapasitet og bedre utnyttelse av kabler, mindre spenningsfall og effekttap. (Økonomisk gunstig) TN-systemet er mer brukt internasjonalt. Det vil si at det meste av utstyr er konstruert for dette spenningssystemet. Nødstrøm Det er som nødstrømsforsyning prosjektert UPS (Uninterruptible Power Supply) med min. backup-tid på 8 timer for digitalt nødnett og 1 time for andre nødstrømsinstallasjoner. UPS ene for nødstrømsinstallasjonene vil bli av type «online» og med automatisk og manuell bypass bryter. En online UPS vil kontinuerlig levere spenningsregulert og «renset» kraft, og det vil ikke bli opphold i kraftleveransen når det ordinære kraftnettet faller. Automatisk bypass-bryter vil normalt sørge for at det kobles over på ordinær nettkraft ved en feil på selve UPS en, eller ved en overlast.
Side 3 av 7 I nasjonale tilpasninger i FEL er det for nødstrømsforsyning listet opp under tillatte spenningssystemer at TN-S ikke kan benyttes og det er satt krav til at sikkerhetstiltak mot elektrisk støt ikke skal baseres på automatisk utkobling av første feil. Dette kan løses med et 230V IT-anlegg hvor jordslutningsstrømmer ikke løser ut kurssikringene eller fører til farlige berøringsspenninger, eller et dobbeltisolert 400V TNanlegg hvor elektrisk utstyr ikke skal tilkobles jord. I Norconsults vurdering har vi kommet frem til at vi best kan tilfredsstille forskriften ved å bygge et 230V IT-anlegg for nødstrøm. Byggherre har imidlertid bestemt at det skal benyttes et dobbeltisolert 400V TN-anlegg. Risikovurderingen er skrevet på bakgrunn av dette. Personvernet med tanke på berøringsspenning er ivaretatt ved dobbeltisoleringen. Det er allikevel valgt å prosjektere kabler med jordledere. Dette for å ta høyde for at en ved en senere anledning skal bytte utstyr og en ikke velger dobbeltisolering. Erfaringsmessig vil det også være vanskelig for entreprenørene og fremskaffe alt nødstrømsutstyr i dobbeltisolert utførelse og en må da jorde utstyret. Fjernstyrte bommer er et av utstyrene som kobles til nødstrøm som det sannsynligvis ikke lykkes å få dobbeltisolert. For å øke sikkerheten på forsyningen til bommer legges det derfor en egen stiger fra nødstrømsfordelingen til hver enkelt bom/skap i dagen. Forutsetninger og begrensninger i prosjekteringen Det forutsettes at overliggende nett er tilstrekkelig dimensjonert og at det leveres tilstrekkelig spenningskvalitet og kortslutningsytelser til fordelingen til tunnelen. Vurderingen omfatter kun den del av det elektriske anlegg som Norconsult AS (NO) har prosjekteringsansvar for. Dette begrenser seg derfor til lavspenningsanleggene. Da det er valgt å forsyne veilys fra tunnelens hovedfordelinger har vi valgt å prosjektere veilysdanlegget iht FEL ved bruk av NEK400. Veilysmaster godkjent av SVV skal benyttes. Vurderingen omfatter ikke høyspenttilførsel, omkringliggende høyspentanlegg og foranliggende transformator. Det forutsettes at tilsendt dokumentasjon for Everkets høy- og lavspentspentanlegg er korrekt. 3. Planlegging og vurdering av risiko Tabell 2 viser hvilke vurderinger som er gjort, og tiltak som er prosjektert for å redusere risikoen i anlegget. Tabell 2: Vurdering av risiko. 1 20 Beskyttelse mot elektriske støt ved normal bruk. Grunnleggende beskyttelse er ivaretatt ved grunnleggende isolasjon av spenningsførende deler eller ved avskjerminger, eller kapslinger. Det etableres beskyttelsesjording i form av ringjord og jordspyd ved tekniske bygg, jordspyd i SOS-kiosker havarinisjer i tunnel. I trekkerørsgrøfter i dagsone legges KHF 25 mm 2 og i tunnel (fra nødstyreskap til nødstyreskap) legges det en KHF 50 mm 2 Cu. Langsgående på kabelbro legges en IX 25 mm 2 Cu som tilknyttes kabelbroen og utstyr i tunnelen. Det etableres jordskinner i tekniske bygg, i utendørsskap og i nødstasjoner og i sokkel på nødstasjoner i SOS-kiosker. Beskyttelsesjord i grøft og utjevningsforbindelser tilkobles disse. Jordingsanlegget vil bidra til lavere berøringsspenning ved feil og bidra til kortere utkoblingstid for vern.
Side 4 av 7 2 21 Beskyttelse mot Dette er ivaretatt ved bruk av automatisk utkobling ved feil og dette er elektrisk støt ved feil dokumentert i Febdok beregninger. 3 22 Beskyttelse mot skadelige termiske virkninger 4 23 Beskyttelse mot overstrøm 5 24 Beskyttelse mot feilstrømmer For nødstrømsanlegg er det valgt å benytte dobbeltisolert TN-S spenningssystem. I et dobbeltisolert TN-nett sørger den ekstra isolasjonen for beskyttelse mot direkte berøring av spenningsførende deler. En stor del av nødstrømsforsyningen skal bygges med ekstra lav spenning (SELV og PELV). Strømforsyningen må for disse anleggene være i samsvar med NEK EN 61558-2-6. Hoved- og underfordelinger bygges med en ytre kapslingsgrad på IP44 og IP2XC med åpen skapdør. De forskjellige feltene i fordelingene skal tilfredsstille følgende formkrav: Inntaksfelt FORM 4A Stigere/Avganger til underfordelinger FORM 4A Gruppebrytere FORM 4A Tavlefelt for tunnelventilatorer FORM 3B pr. ventilator Felt for belysningskurser samlet FORM 3B. Felt for generelle installasjoner i teknisk bygg FORM 3B Felt for nødlys FORM 3B Felt for nødstrøms installasjoner i teknisk bygg FORM 3B Febdok-beregninger viser at prosjekterte kabler ikke overopphetes og at eventuelle feil som kan medføre varmeutvikling og brann kobles ut innen forskriftens krav. Videre er det i anlegget benyttet kabler i kabelklasse 1 iht. håndbok 021 kun for kabler som ligger i trekkerør fra teknisk bygg og til utstyr. Dette gjelder f.eks. kabler til ventilatorer. Kabelklasse 2 er benyttet bl.a. for lyskurser i tunnel og diverse installasjoner i teknisk bygg. For nødstrømsanlegg som ikke er branntrygt forlagt er kabler i kabelklasse 3 benyttet. Det er vurdert at kabelklasse 3 ikke er nødvendig for ventilatorer og nødstasjoner med bakgrunn i følgende: -Kabeltraseen er branntrygg med unntak av den korte kabelstrekningen fra tunneltak og ned til sikkerhetsbryteren for ventilatorene. Kabeltraseen er branntrygg fra fordeling frem til nødstasjoner. Sannsynligheten for at kabelen alene fører til bortfall av ventilatoren er lav. Alle strømførende ledere i anlegget beskyttes av ett eller flere vern som gir automatisk utkobling av strømtilførselen ved overbelastning og kortslutning. I tillegg er det valgt kabler med tverrsnitt som tåler de eventuelle overstrømmene som kan opptre i anlegget, dette gjelder også N-leder. Dette er dokumentert i Febdok-beregningene. Det er generelt benyttet effektbrytere med elektronisk vern for hoved- og gruppebrytere og stigere. Dette for å sikre tilstrekkelig selektivitet og utkobling av minste jordfeil-/kortslutningsstrøm. Effektbryter med termomagnetisk vern er benyttet for nødnett UPS. Denne type vern har en lavere gjennomsluppet energi og er derfor valgt foran disse installasjonene. Det etableres beskyttelsesjording og utjevningsforbindelser i anlegget som kan føre feilstrømmer som følge av isolasjonssvikt eller feil. Anlegget skal kunne føre feilstrømmen uten å anta for høy temperatur.
Side 5 av 7 6 25 Beskyttelse mot overspenninger TN-anlegg er mindre utsatt for skader ved lynoverspenninger. Jordingsanlegget vil også bidra positivt ved evt. atomsfæriske utladninger ved å lede lynstrømmer ved et evt. lynnedslag til jord. Forventet tordenværhyppighet: > 60-80 nedslag pr. 100 km 2 /år Foranliggende luftledningssnett: Nei Meterologiske forhold: Normale forhold Store belastningsvariasjoner: Ja, blant annet start og stopp av store motorer. Med bakgrunn i dette er faren for atmosfæriske overspenninger og koblingsoverspenninger vurdert som moderat. Med bakgrunn i denne vurderingen etableres det kombinert grovvern og mellomvern, type 1+2 i inntaket i alle hovedfordelinger og mellomvern, type 2 i underfordelinger. Alle eksterne signaler (utenfor tavleskroget) skal ha overspenningsvern. 7 26 Beskyttelse mot underspenning 8 27 Spenningsfall i forbrukerens anlegg 9 28 Beskyttelse mot ytre påvirkninger Ikke relevant Det settes følgende krav til støtspenningsholdfastheten til utstyr montert i installasjonen: Utstyr montert i inntaksfelt skal tilfredsstille kravene i overspenningskategori 4. (F.eks målere og overspenningsvern) Utstyr i fordelingstavler, kabler, brytere, stikkontakter, UPS, motorer, fast tilkoblet lys- og varmeutstyr skal tilfredsstille overspenningskategori 3. Dataanalegg, PLS-anlegg, tele, radio og datautstyr i tunnelen skal tilfredsstille overspenningsklassekategori 1. Det velges kabler med tverrsnitt som er dimensjonert slik at anlegget i normal drift ikke utsettes for spenningsfall som er større enn det som er spesifisert i tabell 52F-1 i NEK400 for installasjonstype A. For lyskurser og ventilatorer med høye startstrømmer vil det kunne oppstå høyere spenningsfall i startperioden. Kurser med NaH-armaturer skal ha maksimalt 60% belastning beregnet ut fra merkeeffekten til armaturene på kursen. Det settes krav til at utstyret og kablene som skal installeres skal tåle det miljøet som eksisterer i en veitunnel med tanke på IP-grader og temperaturkrav. Krav som er beskrevet i generell tekst under prosess 36 i beskrivelsen gjelder med unntak listet opp nedenfor: Fordelinger i tekniske bygg IP44 Lys og stikk i tekniske bygg IP44 Utelys teknisk bygg IP55 Innvendig belyste skilter IP66 10 29 Nødutkobling Ikke relevant Det henvises også til KAR-analyse.
Side 6 av 7 11 30 Utstyr for frakobling Det blir installert automatsikringer som kurssikringer, effektbrytere som hoved-, gruppe- og stigervern og lastskillebrytere som hovedbrytere som muliggjør frakobling av kurser, hele og deler av fordelinger. Det er lagt opp til egen gruppebryter for ventilasjon og tunnellys. I tillegg er det gruppebryter for generelle installasjoner i tekniske bygg, nødstrøm i tekniske bygg og nødlys. 12 31 Avbrudd i strømforsyning 13 32 Merking av kabler, vern og annet materiell 14 33 Elektriske og elektromagnetiske forstyrrelser Ventilatorer vil også være utstyrt med sikkerhetsbrytere. Nødstrømsanlegget blir forsynt fra en 20 kva UPS i hvert av de tekniske byggene. Disse UPS ene er dimensjonert for å sikre utkobling ved feil i batteridrift. Batteripakken er dimensjonert for 1 time med 15 kva belastning. Digitalt nødnett og kringkastingsanlegg forsynes fra en 5 kva UPS i hvert av de tekniske byggene. Batteripakken er dimensjonert for 8 timer med 0,75 kva belastning. Nødstrømsutstyr plassert i tunnelen er forsynt på følgende måte: Nødskap i tunnel er forsynt med nødstrøm fra nærmeste tekniske bygg i hver ende av tunnelen. Skap tilknyttet bommer og nødstyrepanel har egne forsyninger fra nødstrømsfordelinger. Installasjoner i tekniske bygg som SAT, nødtelefon mm. er forsynt med 2 stk. 230V kurser fra nødstrømsfordeling. Ledelys annenhver forsynt fra forskjellig kurs. Ledelysene er forsynt fra nærmeste teknisk bygg. Innvendig belyste skilter i tunnel, havarinisje, nødstasjon er forsynt fra egne 24V-kurser i nødstasjoner, evt med 230 V dobbeltisolert løsning hvis utstyret kan fremskaffes i dobbeltisolert utførelse. For å opprettholde kraftforsyningen så lenge som mulig ved en eventuell brann er det for nødstrømsforsyningen benyttet funksjonssikre kabler, kabelklasse 3 iht. håndbok 021 eller kabler forlagt branntrygt. Nødstrømskabler i klasse 1 bør legges i egne rør så langt dette er mulig. Bommer forsynes fra nødstrømsanlegget selv om de ikke bygges dobbeltisolert. Det er av byggherre vurdert at leveringssikkerheten er noe mindre kritisk for bomanlegget. Til bommer er det benyttet kabler i kabelklasse 1. For å redusere risikoen er det valgt å legge egne kurser til hver bom. Byggherre ønsker å benyttes to merkesystem. For merking av trafikkstyring benyttes standard OPC-grensesnitt for VTS og for merking av elektroteknisk utstyr benyttes TFM. To merkesystem fører til dobbelmerking av en del utstyr som vil kunne virke noe uryddig i dokumentasjonen av anlegget. Det lages derfor utstyrsliste med alt utstyr som viser sammenhengene mellom merkesystemene som arbeidstegninger. Det benyttes fiberkabler for signaloverføring mellom tekniske bygg, nødstasjoner og nødstyreskap (innsnakk). For lokal signalinnhenting til SRO-anlegget benyttes i hovedsak signalkabler av typen skjermet IFSI 0,75 mm 2 Cu kabel. Lokale signalkabler er skjermet, men skal som prinsipp legges med så stor avstand som mulig til kraftkabler. Det skal installeres overspenningsvern i det elektriske anlegget. Dette sammen med jordingsanlegget vil være med å redusere støy ved f.eks overspenninger. Det installeres gassavledere på eksterne signalkabler.
Side 7 av 7 15 34 Beskyttelse mot innbyrdes skadelige påvirkninger mellom elektriske og ikkeelektriske anlegg 16 35 Bygningskonstruksjonens mekaniske og brannsikkerhetsmessig e egenskaper 17 36 Anlegg og tilkobling Leverandører og utførende entreprenører er pålagt å tilfredsstille gjeldene forskrifter og normer for elektriske anlegg. Det legges utjevningsforbindelser til utsatte ledende deler og andre ledende deler som f.eks konstruksjoner. Tekniske bygg bygges etter de krav som stilles i HB021. Det vil si det etableres høyspent-, lavspent-, tele-, batteri-, og nødstrømsrom. Arbeid i forbindelse med det elektriske anlegget skal utføres slik at dette ikke får betydning for bygningskonstruksjoner, eller brannsikkerhetsmessige egenskaper. F.eks. ved gjennomføringer i vegger og andre konstruksjoner skal det så langt som mulig benyttes etablerte føringsveier. Føringsveier for det elektriske anlegget i tunnelen føres direkte til det rommet hvor kraften til utstyret hentes. Branntetting skal utføres i tekniske bygg og der trekkerør kommer ut i tunnelen. Trekkerør skal ikke være synlig i tunnelen. Som beskrevet i pkt 12 er det iverksatt tiltak for å øke oppetiden til anlegget ved en eventuell tunnelbrann. Dette er gjort både ved at anlegget er forsynt fra avbruddsfri strømforsyning, valg av funksjonssikker kabel, branntrygg forlegning og at kritisk sikkerhetsutstyr er forsynt fra forskjellige kurser. Utstyr skal tilkobles og brukes slik fabrikantens bruksanvisninger og menteringsanvisninger foreskriver. 18 37 Egenskaper Det benyttes kun Cu kabler i tunnelen. Al kabler er kun benyttet til veilys. Dette pga at Cu-kabler eer mindre utsatt for korrosjon. 19 38 Tilkobling med bevegelige ledninger Ikke relevant Anlegget vil bli bygget med de aktuelle kapslingsgrader som kreves iht. gjeldne versjon av NEK400 avsnitt 210 og håndbok 21 kap. 10.1.3. Det beskrives korrosjonsbeskyttelse og materialkvaliteter tilpasset miljøet i tunnelen. 4. Konklusjon Det er i denne vurderingen vist at installasjoner og utstyr omfattet av NOs prosjektering er iht. FEL og NEK 400. Sannsynligheten for feil som kan representere en uakseptabel risiko for personsikkerhet eller funksjonssikkerhet er derfor lav. Dette elektriske anlegget inneholder ingen spesielle installasjoner som medfører fare eller skade for mennesker, husdyr og eiendom ved normal bruk.