Nettstasjoner i kjøpesentre og parkeringshus. Stig Kyrkjeeide

Like dokumenter
Nettstasjon I bygg branntekniske krav

AVDELING FOR TEKNOLOGI. Emne: Elektriske forsyningsanlegg TELE3005-A Kraftnett ØVING 2

To effektbryterfeil - Hva skjedde og hvorfor

Høy spenning i lavspenningsanlegg

TEMATRÄFF. Hurhar utvecklingkring transformatorrisker variti Norge. Ole A. Westberg Tematräff

Hovedprosjekt gruppe 46 Felles jording for nettstasjon og forbrukerinstallasjon konsekvenser

Forskrifter om elektriske forsyningsanlegg Jording

Dokumenttype: Dato: Side 1 av 5 Rutine

Hovedpunktene i normsamlingen NEK 440

Godkjent av: <ikke styrt>

Tekna, Trondheim 5. januar Hvordan løse myndighetskrav til ombygging av transformatorarrangement i mast?

Forskriftskrav jordfeil

Regelverk med krav til jording

Havari ved Frogner Transformatorstasjon den 25. og og etablering av tiltak. Gunnar Svendsen

Miljøvennlige Fordelingstransformatorer Forbedret Sikkerhet og Pålitelighet

Sammenheng mellom. til jordingssystemet. Krav i forskrift om elektriske forsyningsanlegg. veiledning til fef en normer Bransjeretningslinjer

Høyspenningsnett

NETTSELSKAPETS PRESISERINGER UTOVER REN. Gjelder fra:

Veglysforvalter n et praktisk kurs i drift av gatelys Gardermoen

En viktig normsamling for bransjen

INNHOLDSFORTEGNELSE. Denne tekniske spesifikasjonen gjelder elektrotekniske krav til nettstasjoner av typene

Optimal belastning av kabel. REN AS Kåre Espeland

AVDELING FOR TEKNOLOGI. Emne: Elektriske forsyningsanlegg TELE3005-A Kraftnett ØVING 2 - LØSNINGSFORSLAG

EX-anlegg, sier du? Hvor? NEKs Elsikkerhetskonferansen 2013

Nye produkter for brannsikker lufting. Eivind Elnan, Securo AS

NK 64. UPS Vern og Selektivitet, FEBDOK

TEK10 med veiledning Røykkontroll og røykventilasjon -ventilasjonsanlegg. TROND S. ANDERSEN Brannvernkonferansen 2014

4.2 Brannbeskyttelse

NES-Jordforbedring etter havari av fordelingstransformatorer

IEC serien. IEC består av følgende deler under den generelle tittel Virkninger av strøm på mennesker og husdyr

Merknader til foreslått revidering av Energilovsforskriften av 7. desember 1990 nr. 959 (ref. nr )

Brytning av strøm. - Hvordan brytes strøm? - Hvordan lages brytere? Den elektriske lysbuen, koblingsoverspenninger etc.

Av Rontech AS ved Ronny Holtnæs som representerer DEHN+SÖHNE i Norge

Overskytende transformatorer på grunn av nedbygging og overgang til 400V

11-7. Brannseksjoner

Ca 600 ansatte totalt Opprettet 1. september 2003 Hovedkontor i Tønsberg. Tre skoler Fem regionkontorer for eltilsyn 20 sivilforsvarsdistrikter.

- PROSJEKTERING OG UTFØRELSE - SAMSVARSERKLÆRING - JORDFEIL

TEK 10 kapittel Risikoklasser 11-3 Brannklasser 11-4 Bæreevne og stabilitet

FORPROSJEKTRAPPORT. Nytt spenningsnivå Mosseporten trafostasjon 11. APRIL B16E11 Alexander Dahl & Andreas Lilleby Karlsen

Fordelingstransformatorer og levetid

REVIDERT NEK 400: 2014 MYNDIGHETSKRAVENE FORHOLDET TIL REVIDERT NORM

Lavspenning og 22 kv/vedlikehold/sporvekselvarme

Oljeisolerte transformatorer for distribusjonsnett

Brannteknisk rådgivning og prosjektering. Harald Landrø

Valg av vern mot kortslutning og overbelastning. Kjell Morten Halvorsen

Innhold 1. Sammendrag Risikoanalyse Begreper... 3

STRØMFORSYNINGSSYSTEMER...

ROMBEHOV TEKNISKE ANLEGG INNHOLD 1 INNLEDNING 2

Spørsmål 1: Bygningsloven:

Tilstanden på kraftnettet vårt?? Anngjerd Pleym SINTEF Energiforskning AS

ØKODESIGNFORSKRIFTEN FOR KRAFT- OG FORDELINGSTRANSFORMATORER. Nemanja Grubor og Kårstein Longva, Møre Trafo AS

Brannteknisk rådgivning og prosjektering. Harald Landrø

1 RISIKOKLASSE OG BRANNKLASSE 2 OPPSUMMERING AV BRANNKRAV

Praktisk bruk av NEK 440: Stein Kotheim

Konsesjonssøknad for Tellenes. Vedlegg: Nett og nettilknytninger

TEK 10 - Brannsikkerhet

Veiledning om tekniske krav til byggverk Rømningsvei

11-7. Brannseksjoner

Gass Hvordan forebygge hendelser AGA Safety

Brukerveiledning fordelingstransformator type Steinkjer

Løsningsforslag TELE2005_A14V_ GT

Tilstandskontroll av kabel- og transformatoranlegg. Del 1: Kabel.

RENblad nummer: 342 Versjon: 1.2 Tittel: Tilknytning og nettleieavtale - innmating ls nett - vedlegg 2 Selskap: STANGE ENERGI NETT AS

LØSNINGSFORSLAG AVDELING FOR TEKNOLOGI PROGRAM ELEKTRO- OG DATATEKNIKK. Emne: Elektriske lavspent installasjoner TELE2005-A

Sikkerhet i omgivelsene - informasjon om DSBs arbeid med etablering av akseptkriterier og hensynssoner

STIFTELSEN NORDMØRE MUSEUM INNHOLD RISIKOVURDERING OMBYGGING MAGASINBYGG - KNUDTZONDALEN. 1 Innledning og sammendrag 2

Krav til kontroll av brannsikringsanlegg Brannvernkonferansen, Hamar 8. mai 2012

Sørlandets Travpark November Kjell Morten Halvorsen

3.0 Omfang Instruksen omfatter hele fordelingsnettet tilhørende Hafslund Nett Øst.

Ing. Einar Urheim fra 83 til 94 Bergen Kommune fra 94 til 99 IR Norge fra 99 ut 08 Bergen Vann KF fra 09 -? av Alfred Taule

DSBs HENVISNING TIL STANDARDER I ELFORSKRIFTENE

Falig Forum Nordland. Fauske 04. og 05. september Et trygt og robust samfunn - der alle tar ansvar

Formålet med jording i elektriske anlegg

NEK 900 Elektriske jernbaneanlegg

NEK401, KAR-analyse Dokumentasjon. Jørgen H. Walther COWI AS. en del av COWIgruppen. COWI presentasjon

Aldring av passiv brannbeskyttelse

NEK Landstrømsforum 12. april 2018 Sted: Næringslivets Hus Middeltuns gate 27, Oslo

INNHOLDSFORTEGNELSE. Partielle utladninger. Typer utladninger. Årsaker til partielle utladninger. Hvorfor bør man ha fokus på partielle utladninger?

Brannteknisk rådgivning og prosjektering. Harald Landrø

Elektriske biler. Hurtiglading og elektrisk sikkerhet

Forbruker. Nå også som produsent. Hvordan integrere disse i distribusjonsnettet. André Indrearne

Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap

Nedre Toppenhaug 50 - brannteknisk notat

11-6. Tiltak mot brannspredning mellom byggverk

Bare problemer. En innledning om. Trykksetting trapperom. Geir Jensen COWI AS

N o t a t. (anbud) Endring fra risikoklasse 6 til 5. Trafikkterminal. Ingen endring 3. etasje (fortsatt risikoklasse 4)

Løsningsvalg - Ombygging av mastearrangement (nettstasjon i mast) REN blad 6050 (Prosjektering) REN blad 6015 (Montasje)

NEK 400 Bolig. Delnorm 823 / Teknisk spesifikasjon REGELVERKET

11-6. Tiltak mot brannspredning mellom byggverk

Aker Kværner Elektro. Retrofit løsninger for eksisterende tavlesystem. Sigmund Hovland

Kapittel 12. Brannkjemi Brannfirkanten

11-9. Materialer og produkters egenskaper ved brann

AVANSERTE MÅLEM STYRINGSSYSTEMER EN FARE FOR ELSIKKERHETEN ELLER NYE MULIGHETER?

Pålitelighet av ulike brannsikringstiltak. Anders Arnhus

NEK Elsikkerhetskonferanse 2009

Magnetfelt. Saksbehandling med hensyn på magnetfelt. REN AS Kåre Espeland

Nytt regelverk for sikkerhet på bio- og deponigassanlegg. Tore Woll, Norsk Energigassforening/ TI Norsk Gassenter

Utførelsen plankekjøringen og fallgrubene. Olav Pettersen Skanska Norge AS

Andre del: Generelle bestemmelser

Transkript:

Nettstasjoner i kjøpesentre og parkeringshus Stig Kyrkjeeide

Innledning Prosjektere, bygge og utstyre nettstasjoner på eller ved sterkt beferdede områder slik at de gir sikkerhet for personer i og utenfor anlegget Høyspenningsutstyr: Fare for overslag og lysbuer Oljefylt utstyr: Dekomponering av isolervæsken og temperaturøkning med tilhørende trykkstigning og fare for at spaltingsgasser og oljetåke spruter ut. Dersom oljetåken antennes, vil kraftige eksplosjoner samt brann kunne oppstå. Brann mye omtalt i litteraturen, mens trykk/eksplosjoner lite omhandlet og få generelle retningslinjer Valgt fokus: Problemstillinger rundt fordelingstransformatorer 2

Innhold Feilstatistikk fordelingstransformatorer Interne feil i oljefylte fordelingstransformatorer Overstrømsbeskyttelse av fordelingstransformatorer Forskriftens og normers krav Case: Nettstasjon i parkeringskjeller under kjøpesenter Anbefalinger fra brannteknisk konsulent Skadebegrensende tiltak og utforming av nettstasjonen Oppsummering Referanser 3

Feilstatistikk fordelingstransformatorer [1] 1. Norge (luftnett) 1981-1991 mastetransformatorer: Midlere feilrate 1,85% pr. år (0.7-4.1 feil pr. 100 transf.år) 2. Tyskland 1985: Blandet nett: 0.147% 3. Tyskland 1985: Kabelnett: 0,085% 4. Nederland: Kabelnett 1987-1990: 0,075% 5. England: Kabelnett 1984-1989: 0,109% Norge 1994-2003: 0,78% [9] Estimat for feilrate i kabelnett Norge [1]: <0.07% 4

Feil i fordelingstransformatorer Feilårsaker: Termisk Mekanisk Elektrisk Aldring Annet Interne feil dominerer Sjeldnere feil: Feil vedr. høyspenningstilkoblingene Sammenkoblinger på høyspenningssiden inne i transformatoren Trinnkoblerne 5

Havari av nettstasjon [1] 6

Havarert fordelingstransformator [1] 7

Havarert fordelingstransformator [1] 8

Video fra EFITR A4200 Interne feil i mineraloljefylte fordelingstransformatorer

Feilforløp interne feil i mineraloljefylte fordelingstransformatorer De fleste interne feil starter med en vindingskortslutning stor strøm i vindingen gir temp.økning Feilen videreutvikles flere og flere vindinger involveres gradvis i kortslutningen Primærstrømmene øker Lokal oppvarming, delutladninger og interne lysbuer i viklingen danner gasser Lokal oppvarming: Metan CH 4, Etylen C 2 H 4, Propylen C 3 H 6 Interne lysbuer i mineralolje: Hydrogen H 2, acetylen C 2 H 2, karbonmonoksid CO og karbondioksid CO 2 Overopphetet olje gir oljedamp Eksplosjonsgrensene for gassene blandet med luft er vide og selvantennelsestemperaturene relativt lave. Det samme gjelder for oljedamp og oljestøv hvor selvantennelsestemperaturen går ned mot 330-350 o C. Alternativt kan gassene og oljedamp/oljestøv bli antent av lysbuer i anlegget eller av glødende partikler fra transformatoren. Primærstrømmene ved intern feil øker typisk til 3-10x merkestrøm (Yy-koblet) 10

Transformatorens overstrømsbeskyttelse Normalt strømbegrensende høyspenningssikring og lastskillebryter i kombinasjon, alternativt effektbryterløsning Noen av vernets oppgaver: Beskytte fordelingsnettet mot utkobling ved trafofeil Beskytte transformatoren mot overlast Redusere konsekvensene ved interne feil i transformatoren og dermed øke sikkerheten til driftspersonell og andre Den primære overstrømsbeskyttelsen skal ikke løse ut pga. transformatorens innkoblingsstrømmer. Etablert praksis: Velger tid-strøm-karakteristikk som ligger til høyre for et punkt på 8-12 x I N (merkestrøm) med varighet 0,1 sek. Ved intern feil i trafo vil primærstrømmene bli begrenset typisk til 3-10 x merkestrøm, dvs. høyspenningssikring, eventuelt overstrømsvern, vil få vansker med å detektere slike feil innen rimelig tid. 11

Transformatorens overstrømsbeskyttelse Buchholz-relé (gassvakt) fungerer meget tilfredsstillende og raskt både for transformatorer med konservatorer og for hermetisk lukkede transformatorer. Buchholz-relé sammen med overstrømsvern og effektbryter eller sikring- /lastbryterkombinasjon vil gi et meget godt vern som i de aller fleste tilfeller vil gi rask nok utkobling til å hindre eksplosjon av transformatoren forårsaket av indre feil [1]. NB! Overstrømsbeskyttelsen hindrer ikke at feil oppstår, men reduserer omfanget av skadene etter at feilen har oppstått. 12

Forskriftens og normers krav FEF 2006, 4-7 Bygninger - plassering: Rom for høyspenningsanlegg i bygg for annet formål eller sammenhengende med slik bygning skal være utført som branntrygt rom (EI 60/A2-s1 eller REI 60/A2-s1). Slike rom skal fortrinnsvis ha dør til det fri. Minstekrav til installasjon av innendørs transformatorer er hovedsakelig som ovenfor. Oljeisolerte transformatorer med væskevolum >1000 l har krav til sikkerhetstiltak EI 90 eller REI 90, alternativt REI 60 med automatisk slukkeanlegg. 13

Forskriftens og normers krav FEF 2006, 4-7 Bygninger Trykkpåkjenning i bygninger: Skal tas hensyn til forventet mekanisk påkjenning og trykk forårsaket av lysbue og eventuelt oljedampeksplosjon. Rom for transformator eller høyspenningsanlegg skal utføres slik at rommet ikke slipper gjennom flammeball, oljebrann, eksplosjonstrykk eller røyk til andre deler av bygget Trykket skal så vidt mulig avlastes gjennom egnede avlastingsåpninger mot friluft I boligbygg, forretningsbygg, kontorbygg, bygg med forsamlingslokaler, skoler og lignende, skal oljefylte transformatorer plasseres i rom med yttervegg. Oljefylte transformatorer bør fortrinnsvis plasseres utendørs. 14

Forskriftens og normers krav FEF 2006 4-9 Sikkerhetstiltak : Der det er plassert utstyr med isolerende væske skal det være oppsamlingsanlegg, terskel eller andre tiltak slik at væsken ikke renner ut i rommet eller ut i naturen ved en lekkasje. Oljefylte transformatorer med oljevolum mer enn 1000 l skal ha oljegruve med oppsamlingstank. Oljegruven skal ha innretning for slukking av eventuell brann i oljen - steinfilter eller tilsvarende. Volumet skal til sammen kunne motta hele oljemengden pluss regnvann og slukkevæske. REN-kommentar: Dersom samlet oljevolum >1000 l og hvor alle transformatorene hver for seg er < 1000 l, tar en utgangspunkt i samlet oljevolum. Det er krav til brannavstand mellom transformatorene dersom én av transformatorene er >1000 l. Brannkrav for bygning fastsettes fra ytelse til største transformator. Brannskillevegg kan brukes for å unngå avstand mellom transformatorer. 15

Forskriftens og normers krav DSB Elsikkerhet nr. 68: Ut fra risikovurderingen og anleggets art, skal det velges en relevant, akseptert internasjonal norm fra IEC, CENELEC eller IEEE som grunnlag for utførelsen av anlegget. NEK 440:2006 Stasjonsanlegg over 1 kv. Gir retningslinjer/krav for beskyttelse mot brann for transformatorer, samt ulike løsninger for oljeoppsamling. REN-blad 6038 Nettstasjon i bygg branntekniske krav, bygger på bl.a. FEF 2006. Trykk/trykkavlastinger er ikke behandlet. 16

Case: Nettstasjon i parkeringskjeller under kjøpesenter Utvidelse av eksisterende kjøpesenter med underliggende parkeringskjeller (2004). Bussterminal og nærtliggende svømmehall og kino. MYE FOLK som benytter parkeringskjeller! Nedkjøring garasjeanlegg 17

Case: Nettstasjon i parkeringskjeller under kjøpesenter Nettstasjon 18

Case: Nettstasjon i parkeringskjeller under kjøpesenter Brannteknisk rådgiver engasjert som også rådførte DSB Generelle kommentarer: Svært få konkrete retningslinjer i Norge for å beregne nødvendige trykkavlastningsflater (ref. 2004). Tidligere praksis har ikke tatt hensyn til konsekvensen av oljestøveksplosjon/gasseksplosjon Riktig dimensjonert avlastningsflate krever kompliserte beregninger vedr. gassog oljestøveksplosjon samt risikovurdering. ATEX-direktivene: Eier har et ansvar for å gjøre en risikovurdering når det tas i bruk utstyr som utgjør en fare for eksplosjon i bygget. Trykklaster avhenger av: Energi som frigjøres i lysbuen Andel oljetåke som tar del i eksplosjonen Fysiske barrierer Utstyrstetthet i rommet hvor eksplosjonen skjer 19

Case: Nettstasjon i parkeringskjeller under kjøpesenter HOVEDKONKLUSJONER: Krav avlastningsflater for transformatorrom: Avlastningsflater mot det fri uavhengig av om koblingsanlegget legges i egen bygning Avlastningsflater inn mot parkeringskjeller tillates ikke. Sjakt ved yttervegg som leder trykket mot det fri må derfor graves ut. Sjakten skal ikke legges direkte i tilknytning til ovenforliggende rømningsvei/inngang. Alle konstruksjoner mot parkeringskjeller skal tilfredsstille brannmotstand EI90 og ha tilstrekkelig mekanisk styrke. Avlastningsflatenes størrelse avhengig av tørrisolert eller oljeisolert transformator: Tørrisolert: Dimensjoneres ut fra forekommende lysbueenergi. Ifølge Tafjord utgjør dette 0.5 m 2 forutsatt fri utlufting og at døren tåler min. 5 kn/m2. Ved bruk av sjakt mot det fri må avlastingsflatene oppdimensjoneres noe. Oljeisolert (mineral- eller silikonolje): Dimensjoneres ut fra påfølgende oljestøveksplosjon. Erfaringsmessig betyr dette at arealet må være 5-10 ganger større enn ved kun lysbueenergi. 20

Case: Nettstasjon i parkeringskjeller under kjøpesenter Krav til dør for nettstasjon mot parkeringskjeller: 1. Brannmotstand EI60 2. Utadslående 3. Panikkbeslag eller lignende 4. Døren skal ikke brukes som trykkavlasting og bør derfor motstå så stort trykk som mulig, minimum 10 kn/m 2. Dess svakere dør, dess større trykkavlastingsflater mot det fri er påkrevd. Risikoreduserende tiltak innført i bygget som beskrevet av TAFJORD: 1. Brannsikkert rom i betong 2. Koblingsanlegget flyttes på utsiden av bygget (annen nettstasjon) 3. Silikonoljeisolert transformator vurdert, men tørrisolert ble valgt. Kommentar fra konsulent: Silikonolje vil kunne redusere sannsynligheten for eksplosjon noe sammenlignet med mineraloljeisolert, men konsekvensene ved eksplosjon blir de samme. 4. Trykkavlastning dimensjonert ut fra lysbueeffekt, P NxUxI hvor N er antall lysbuer, U er lysbuespenning og I er feilstrøm. Minimum avlastingsflate beregnet til 0.5 m 2 ved fri utstrømning. Ved bruk av sjakt må arealet økes noe. 5. Dør m/panikkbeslag: Brannmotstand EI90, eksplosjonstrykk 15-20 kpa, 1 sek. pulsvarighet 21

Case: Nettstasjon i parkeringskjeller under kjøpesenter Trykkavlastingssjakt mot det fri Trafoytelse 630 kva Gulvareal: 25 m 2 Romvolum: 75 m 3 22

Valg av transformatortype - andre teknisk-økonomiske vurderinger Tørrisolert trafo har betydelig høyere innkjøpspris Tørrisolert trafo gir betydelig høyere tap Kapitalisert blir tørrisolert trafo ca. 30-50% dyrere enn oljeisolert trafo, ref. Møre Trafo Tørrisolert trafo kan gi større bygningsmessige krav/kostnader til ventilasjon Tørrisolert trafo: Redusert eksplosjonstrykk ved feil kan gi reduserte bygningsmessige kostnader til trykkavlastning Oljefylt trafo kan gi økt bygningsmessig kostnad vedr. oljegruve/-oppsamling Tørrisolert gir mer støy 23

Oppsummering 1. Risikovurdering bør gjennomføres ved prosjektering 2. Tørrisolert transformator gir minst konsekvenser ved havari 3. Tørrisolert trafo representerer typisk 30-50% større kostnader enn oljeisolert (kapitalisert). Kan medføre merkostnader pga. mulig merbehov for ventilasjon. Oljeisolert trafo kan derimot medføre merkostnader pga. bygningsmessige tiltak inkl. eventuelle oljegruver samt behov for trykkavlastninger 4. Tilfredsstillende overstrømsvern av oljefylte transformatorer kan oppnås ved Buchholz-relé enten i kombinasjon med sikrings-/lastskillebryter eller overstrømsvern/effektbryter 5. Det finnes gode, generelle og spesifikke krav til brannbeskyttelse, men få retningslinjer/krav vedr. eksplosjonstrykk/trykkavlastninger. Trykkberegninger/- simuleringer vil være nødvendig dersom oljeisolert transformator vurderes. 24

Referanser 1. Rønningen, Rein, Solvang: Interne feil i mineraloljefylte fordelingstransformatorer. EFITR A4200, oktober 1995. 2. FEF 2006 3. NEK 440:2006 Stasjonsanlegg over 1 kv, Norsk Elektroteknisk norm, 1. utgave 4. REN blad 6038 Nettstasjoner I bygg Branntekniske krav, versjon 2, 10/2006 5. Longva, Kårstein. Fordelingstransformatorer. Notat, Møre Trafo 6. Longva, Kårstein. Miljøvennlige fordelingstransformatorer - forbedret sikkerhet og pålitelighet, artikkel Møre Trafo 7. Rapport Transformatorstasjon Ålesund Sentrum brannteknisk prosjekteringsunderlag, NBC, 2007 8. Div. korrespondanse med NBC vedr nettstasjon, 2004 9. Planleggingsbok for kraftnett, bind III, kap. 6, SINTEF, utgitt 1993, oppdatert 2006 25