4.2 Nachweis von elektrischen und magnetischen Feldern zur Einhaltung der 26. BimschV/ DGUV 15/ EMFV

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1 Intern 4.2 Nachweis von elektrischen und magnetischen Feldern zur Einhaltung der 26. BimschV/ DGUV 15/ EMFV Genehmigungsantrag Station DC Konverter Philippsburg 1 UNID: ULTRANET HGÜ Konverter 2000 MW TransnetBW Vertrag Technische Klassifizierung: ECCN: N AL: N Diese Güter sind durch die U.S. Behörden kontrolliert (wenn sie mit ECCN ungleich N gekennzeichnet sind) und dürfen nur in das angegebene Land des Endverwenders geliefert und nur durch diesen verwendet werden. Ohne eine Genehmigung der U.S. Behörden oder eine sonstige Genehmigung gemäß den U.S. Rechtsvorschriften dürfen die Güter nicht in andere Länder oder an andere Personen, außer dem angegebenen Endverwender, verkauft, transferiert oder auf sonstige Weise weitergegeben werden. Weder in ihrer ursprünglichen Form noch nach weiterer Verarbeitung in sonstige Güter. Die mit AL ungleich N gekennzeichneten Güter unterliegen der europäischen / nationalen Ausfuhrgenehmigungspflicht. Für Güter ohne Kennzeichen oder mit Kennzeichen AL:N / ECCN:N kann sich eine Genehmigungspflicht aufgrund des Verwendungszwecks oder des Endverbleibs ergeben. Intern Siemens AG, 2017 Weitergabe sowie Vervielfältigung, Verbreitung und/oder Bearbeitung dieses Dokumentes, Verwertung und Mitteilung seines Inhaltes sind verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patenterteilung, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmustereintragung vorbehalten _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 1 von 35

2 Revisionsverzeichnis Rev. Datum Änderungen Ersteller Prüfer Freigeber Erstausgabe F. Thiem H. Seemann S. Appler Abs Seite 2 von 35

3 Inhaltsverzeichnis: 1 Allgemeine Informationen Umfang der Elektromagnetischen Felder (EMF) Betrachtungen Gültigkeitsbereich/ Betriebszustand der Anlage Referenzen Abkürzungsverzeichnis EMF Anforderungen Anforderungen nach der 26. BImSchV Anforderungen nach DGUV Vorschrift Anforderungen nach der EU Richtlinie 2013/35/EU Quellen elektromagnetischer Felder Vorgehen bei der Bestimmung der elektromagnetischen Felder Berechnungsmethode Simulationssoftware Modellierung der Anlage Bereiche der Feldstärkebestimmung Darstellung der Ergebnisse Ergebnisse der Feldberechnungen Exposition außerhalb der Anlage (Allgemeinbevölkerung) Elektrische Felder Magnetische Felder Exposition innerhalb der Anlage (berufliche Exposition) Elektrische Felder Magnetische Felder Bewertung/ Zusammenfassung Exposition von Personen der Allgemeinheit Exposition von beruflich exponierten Personen Raumladungen entlang der DC Leitungen Zusammenfassung Sonstiges Grafische Darstellung des Modells/ der Simulationsergebnisse Exposition der Allgemeinbevölkerung Berufliche Exposition Abs Seite 3 von 35

4 1 Allgemeine Informationen 1.1 Umfang der Elektromagnetischen Felder (EMF) Betrachtungen Dieses Dokument dient dem Nachweis der Einhaltung von elektrischen und magnetischen Feldern sowie der Einhaltung der 26. BImSchV/ DGUV 15/ EMFV im Zusammenhang mit dem Projekt UltraNet. Ziel dieser Untersuchungen war festzustellen, ob die beim Betrieb der Anlage vorhandenen elektromagnetischen Felder im Hinblick auf Personen unzulässig hohe Amplituden besitzen und inwieweit dies für Personen der Allgemeinheit, die sich im Bereich außerhalb des Anlagengeländes aufhalten können, sowie beruflich exponierte Personen innerhalb des Anlagenbereichs, zutrifft. Der Bereich der betrachteten elektromagnetischen Felder betrifft magnetische Flussdichten und elektrische Felder bei DC (0 Hz) magnetische Flussdichten und elektrische Felder der Frequenz 50 Hz. Harmonische der Grundschwingung (n x 50 Hz) treten aufgrund der Anlagenauslegung als HVDC VSC Anlage nur in einer für diese Simulation vernachlässigbaren Größe auf und wurden deshalb nicht berücksichtigt. Messungen auf Projekten vergleichbarer Anlagen zeigten, dass die gewichteten Beiträge der anlagengenerierten harmonischen Ströme und Spannungen extrem gering sind und daher wegen des ohnehin deutlichen Abstandes der Anlagenemission zum Grenzwert nicht zusätzlich berücksichtigt wurden. Das Dokument beschreibt die Quellen der elektromagnetischen Felder und die von ihnen erzeugten Feldstärken in relevanten Bereichen. Die sich ergebenden Feldstärken bzw. Flussdichten werden bewertet anhand von quantitativen Anforderungen, die sich aus der derzeitigen Rechtslage in der Bundesrepublik Deutschland ergeben. (siehe Kapitel 1.3, Referenzen). Abs Seite 4 von 35

5 1.2 Gültigkeitsbereich/ Betriebszustand der Anlage Die ermittelten Werte berücksichtigen die Situation bei stationären Betriebszuständen der Anlage. Im Hinblick auf worst-case Werte der elektrischen und magnetischen Felder wurde der Betriebszustand Bipolarer Betrieb untersucht, da dieser die höchsten zu erwartenden Emissionen darstellt. Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich im monopolaren Betrieb (Teilbetrieb der Anlage) keine höheren elektrischen und magnetischen Feldstärken ergeben. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in dieser Studie nicht explizit dargestellt. Hinsichtlich einer EMF Betrachtung bedeutet die Betriebsart Bipolarer Betrieb, dass beide Anlagenpole in Betrieb sind und somit auch alle relevanten Leiter auf der Anlage strom- bzw. spannungsführend sind. Dabei wurden Lastwerte für maximal projektierte Leistungsübertragung gewählt, die den Zustand höchster betrieblicher Anlagenauslastung gemäß [1] widerspiegeln. Abs Seite 5 von 35

6 1.3 Referenzen [1] Sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immisionsschutzgesetztes (Verordnung über elektromagnetische Felder 26. BImSchV), Bundesgesetzblatt, Jahrgang 2013 (BGBl. I S. 3266), 14. August 2013 [2] LAI Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BIm- SchV) vom 17/18. September 2014 [3] LAI Handlungsempfehlungen für EMF- und Schallgutachten zu Hoch- und Höchstspannungstrassen, Stand 1 August 2017 [4] Berufsgenossenschaftliche Vorschrift für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (Unfallverhütungsvorschrift Elektromagnetische Felder, DGUV 15), 01. Juni 2001, vormals BGV B11 [5] BGR B11 Berufsgenossenschaftliche Regeln Für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit, Januar 2006 [6] Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU der europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Juni 2013 (EMFV) vom 15. November 2016 Abs Seite 6 von 35

7 1.4 Abkürzungsverzeichnis Innerhalb des Berichts werden folgende Abkürzungen verwendet: 26. BImSchV 26. Bundesimmissionsschutzverordnung LAI Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz DGUV Vorschrift 15 Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung, Unfallverhütungsvorschrift Elektromagnetische Felder (bisher BGV B11) HGÜ Hochspannungs - Gleichstrom - Übertragung VSC Voltage Source Converter EB Expositionsbereich AC Wechselstrom DC Gleichstrom T Tesla mt Millitesla µt Mikrotesla TFH Trägerfrequenzsperre Hochspannung LV Low Voltage HV High Voltage n.a. Nicht anwendbar Tabelle 1.4-1: Abkürzungen Abs Seite 7 von 35

8 2 EMF Anforderungen Hinsichtlich der Exposition von Personen durch elektromagnetische Felder sind in der Bundesrepublik Deutschland derzeit folgende Verordnungen bzw. Vorschriften zu beachten, siehe auch Kapitel 1.3, Referenzen: Für die Allgemeinheit: 26. BImSchV (26. Bundesimmissionsschutzverordnung), 2013 Für berufstätig exponierte Personen: DGUV 15 (Deutsch Gesetzliche Unfallversicherung, Vorschrift 15), vom 01. Juni 2001, vormals BGV B11 mit identischem Inhalt Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU der europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Juni (EMFV) 2.1 Anforderungen nach der 26. BImSchV 3, Niederfrequenzanlagen Im 3 der 26. BImSchV wird gefordert, dass zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen Niederfrequenzanlagen so zu errichten und betreiben sind, dass in ihrem Einwirkungsbereich in Gebäuden oder auf Grundstücken, die zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung folgende Grenzwerte nicht überschritten werden: Magnetische Flussdichte bei 50 Hz : 100 µt Elektrische Feldstärke bei 50 Hz : 5 kv/m Anmerkung: Dem nicht nur vorübergehenden Aufenthalt dienen Gebäude und Grundstücke, in oder auf denen nach der zulässigen bestimmungsgemäßen Nutzung, regelmäßig Personen länger verweilen, wobei es sich in der Regel um Aufenthaltsdauern von mehreren Stunden handelt. Maßgeblich ist dabei die Aufenthaltsdauer der einzelnen Person. Entsprechend dieser Abgrenzung dienen dem nicht nur vorübergehenden Aufenthalt insbesondere Wohngebäude, Krankenhäuser, Schulen, Kindergärten, etc. aber auch Arbeitsstätten, z.b. Geschäfts-, Verkaufsräume oder Werkstätten können dem nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen dienen. 1 Siehe detaillierte Information in Kapitel 2.3, Anforderungen nach der EU Richtlinie 2013/35/EU Abs Seite 8 von 35

9 Nur zum vorübergehenden Aufenthalt von Menschen dienen dagegen Orte, an denen die Verweilzeit des Einzelnen in der Regel gering ist. Hierunter fallen beispielsweise Straßen, Bahnsteige, Bushaltestellen oder in Gebäuden Räumlichkeiten wie Gänge, Treppenhäuser. 3a, Gleichstromanlagen Gemäß 3a der 26. BImSchV für Gleichstromanlagen ist der Grenzwert der magnetischen Flussdichte in Bereichen einzuhalten, die zum dauerhaften oder vorübergehenden Aufenthalt bestimmt sind: Magnetische Flussdichte bei 0 Hz (DC) : 500 µt Elektrische Feldstärke bei 0 Hz (DC) : kein Grenzwert 4, Anforderungen zur Vorsorge Nach 4 der 26. BImSchV sind bei Errichtung und wesentlicher Änderung von Niederfrequenzanlagen sowie Gleichstromanlagen die Möglichkeiten auszuschöpfen, die von der jeweiligen Anlage ausgehenden elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder nach dem Stand der Technik unter Berücksichtigung von Gegebenheiten im Einwirkungsbereich zu minimieren. Das Design der Anlage insbesondere in der Nähe des Anlagenzauns an den zu Öffentlichen Bereichen angrenzenden Anlagenteilen ist so konzipiert, dass die elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder ausreichend minimiert werden und somit die Anforderungen der 26. BImSchV umfänglich berücksichtigt werden. Bei der Auslegung der Anlage wird durch entsprechende Maßungs- und Erdungskonzepte sichergestellt, dass Wirkungen wie Funkenentladungen auch zwischen Personen und leitfähigen Objekten, die zu erheblichen Belästigungen oder Schäden führen könnten, nach der 26. BImSchV vermieden werden. Dies gilt gleichermaßen für Niederfrequenzanlagen und Gleichstromanlagen. Abs Seite 9 von 35

10 Die Grenzwerte 26. BImSchV für hochfrequente Emissionen >10 MHz mit Blick auf Personenschutz liegen deutlich oberhalb der Anforderungen für Funkschutz. Untersuchungen an vergleichbaren Anlagen zeigen, dass typische Emissionen im HF Bereich verglichen mit Personenschutzanforderungen in diesem Frequenzbereich um mehrere Zehnerpotenzen geringer sind und daher nicht explizit betrachtet werden müssen. Einen Leitfaden zu Interpretation und Umsetzung der Anforderungen der 26. BImSchV stellen die LAI Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BImSchV) [2] dar. 2.2 Anforderungen nach DGUV Vorschrift 15 Diese Anforderungen betreffen Personen, die in Folge ihres Berufes elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sind. Nach den Vorschriften der Deutschen gesetzlichen Unfallversicherung ist dafür zu sorgen, dass in Arbeitsstätten und an Arbeitsplätzen weder unzulässige Expositionen noch unzulässige mittelbare Wirkungen durch EM-Felder auftreten. Die DGUV Vorschrift 15 unterscheidet hinsichtlich der Exposition von Personen zwischen verschiedenen Expositionsbereichen. Expositionsbereich 2 ist der Bereich, der alle Bereiche des Unternehmens umfasst, sofern sie nicht dem Expositionsbereich 1, dem Bereich erhöhter Exposition oder dem Gefahrbereich zuzuordnen sind (Anmerkung: hier gelten die niedrigsten, d.h. strengsten Grenzwerte). Keine Zeitliche Einschränkung der Aufenthaltsdauer. Expositionsbereich 1 ist der Bereich, der kontrollierte Bereiche sowie Bereiche umfasst, in denen aufgrund der Betriebsweise oder der Aufenthaltsdauer sichergestellt ist, dass eine Exposition oberhalb der zulässigen Werte von Expositionsbereich 2 nur vorübergehend erfolgt. "Vorübergehende Exposition" bedeutet, dass die Expositionszeiten weniger sind als im Mittel 8 h täglich an 5 Tagen in der Woche bei 50 Wochen im Jahr. Bereich erhöhter Exposition ist ein kontrollierter Bereich, in dem die Werte des Expositionsbereiches 1 überschritten werden. Aufenthaltsbeschränkung in diesem Bereich: 2 h /Tag. Gefahrbereich ist ein kontrollierter Bereich, in dem die Werte für Bereiche erhöhter Exposition überschritten werden. Die Grenzwerte für den Expositionsbereich 2 betragen: Magnetische Flussdichte bei DC (0 Hz): 21,22 mt Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 424 µt Elektrische Feldstärke bei DC (0Hz): 20 kv/m Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 6,67 kv/m Abs Seite 10 von 35

11 Die Grenzwerte für den Expositionsbereich 1 (vorübergehender Aufenthalt) betragen: Magnetische Flussdichte bei DC (0 Hz): 67,9 mt Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 1358 µt Elektrische Feldstärke bei DC (0Hz): 30 kv/m Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 21,3 kv/m Die Grenzwerte für den Bereich erhöhter Exposition betragen: Magnetische Flussdichte bei DC (0 Hz): 127,3 mt Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 2546 µt Elektrische Feldstärke bei DC (0Hz): 30 kv/m Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 30 kv/m 2.3 Anforderungen nach der EU Richtlinie 2013/35/EU Die Richtlinie 2013/35/EU des europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Juni 2013 legt Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen fest. Diese Richtlinie wurde im November 2016 in nationales Recht umgesetzt, siehe [6]. Inhaltlich stellt diese Richtlinie teilweise schärfere Forderungen auf, als aktuell zum Zeitpunkt dieses Dokuments in der DGUV Vorschrift 15 vorliegen. Insofern werden für die EMF Betrachtung sowohl die Grenzwerte der DGUV Vorschrift 15 als auch die Grenzwerte/ Auslöseschwellen der EMF Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU für Feldexposition innerhalb der Anlage zugrunde gelegt. Der jeweils schärfere Grenzwert (DGUV 15 oder EMFV) entscheidet über die Zugänglichkeit am jeweiligen Expositionsort. Expositionsgrenzwerte für statische Magnetfelder: Sensorische Wirkungen (normale Arbeitsbedingungen) 2 T Expositionsgrenzwerte für statische elektrische Felder: Maximalwert der externen elektrischen Feldstärke 28,2 kv/m Abs Seite 11 von 35

12 Die Werte für die untere Auslöseschwelle 2 betragen: Magnetische Flussdichte Exposition z.b. Herzschrittmacher bei DC (0 Hz): 0,5 mt Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 1000 µt Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 10 kv/m Die Werte für die obere Auslöseschwelle 3 betragen: Magnetische Flussdichte Exposition z.b. Herzschrittmacher bei DC (0 Hz): 1 mt Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 6000 µt Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 19,94 kv/m In der Praxis sind die Auslöseschwellen wie folgt zu interpretieren: Werte unterhalb der unteren Auslöseschwelle: Keine gesundheits- und sicherheitsrelevanten Risiken, keine Maßnahmen erforderlich. Werte oberhalb der unteren, aber unterhalb der oberen Auslöseschwelle: Sicherheitsrelevante Risiken. Maßnahmen wie Information und Training erforderlich. Hinsichtlich der Exposition von Trägern von aktiven medizinischen Implantaten (z.b. Herzschrittmacherträger) ist nach [6] folgendes zu berücksichtigen: Die untere Auslöseschwelle für statische Magnetfelder beträgt 0,5 mt 4, die Hohe 1 mt. Eine Zugangsberechtigung für Personen mit aktiven medizinischen Implantaten ist nicht vorgesehen, daher wird dieser Grenzwert nicht herangezogen. 2 Effektivwerte 3 Effektivwerte 4 Dieser Wert ist identisch mit dem Grenzwert der 26. BImSchV für zeitlich unbeschränkten Aufenthalt. Abs Seite 12 von 35

13 3 Quellen elektromagnetischer Felder Alle leitfähigen Strukturen, die unter Spannung stehen oder in denen Ströme fließen, stellen grundsätzlich die Quellen elektromagnetischer Felder dar. Auf Grund physikalischer Bedingungen können diese Felder in zwei Typen unterschieden werden: Elektrische Felder: Dieser Typ von Feldern ist auf leitfähige Strukturen zurückzuführen, die unter Spannung stehen, wie Freileitungen, Sammelschienen, etc. Die Amplitude des von ihnen erzeugten Feldes nimmt zu mit zunehmender Spannung der Leiter in Bezug auf des Referenzpotential (= Erdpotential). Die elektrische Feldstärke an den betrachteten räumlichen Stellen hängt darüber hinaus von weiteren Randbedingungen wie der räumlichen Leiteranordnung oder dem Vorhandensein anderer leitfähiger Strukturen (die nicht unter Spannung stehen) in der Nähe der spannungsführenden Komponenten ab. Jene beeinflussen die räumliche Verteilung des elektrischen Feldes und damit auch die resultierenden Feldstärken. Die elektrische Feldstärke wird in der Größe V/m oder kv/m ausgedrückt. Magnetische Felder: Diese Felder werden von stromführenden Strukturen erzeugt. Die Amplitude der von ihnen verursachten Felder nimmt mit steigender Stromstärke zu und ist von der räumlichen Anordnung der stromführenden Leiter abhängig. Im Rahmen dieses Dokuments wird zur quantitativen Beschreibung der Wert der magnetischen Flussdichte herangezogen (anstatt der magnetischen Feldstärke). Die magnetische Flussdichte wird in der Größe T (Tesla) ausgedrückt, wobei im vorliegenden Falle die Einheiten µt und mt verwendet werden. Abs Seite 13 von 35

14 Bereiche Beruflicher Exposition (innerhalb der grünen Linie) Z Y X Bereiche Exposition der Allgemeinbevölkerung (außerhalb der grünen Linie) Abbildung 3-1: Layout der UltraNet Konverterstation B / Philippsburg mit Quellenlokalisierung Zugängliche Quellen AC elektrische/magnetische Felder Zugängliche Quellen DC elektrische/magnetische Felder Im Betrieb nicht zugängliche Quellen elektrischer/magnetischer Felder Info: Der für die Allgemeinbevölkerung zugängliche Bereich ist in allen relevanten Grafiken außerhalb des die Anlage umgebenden Zaunes (grüne Linie). Abs Seite 14 von 35

15 4 Vorgehen bei der Bestimmung der elektromagnetischen Felder Für die Ermittlung der elektrischen Feldstärke und der magnetischen Flussdichte wurde folgendes Vorgehen angewandt: Alle relevanten spannungs-und stromführenden Komponenten mit Spannungen > 1 kv und Strömen größer 100 A bei 50 Hz und DC wurden bei der Berechnung berücksichtigt. Die betrachteten Komponenten werden in ein physikalisches Modell überführt, welches deren räumliche Anordnung berücksichtigt. Das räumliche, physikalische Modell ist mittels des Computerprogramms Winfield (siehe Kapitel 4.2, Simulationssoftware) analysiert und die von ihm verursachten Felder numerisch bestimmt worden. Die ermittelten magnetischen Flussdichten werden in Form von 2D Feldverteilungen bzw. Isolinien- Diagrammen aufbereitet, die die Verteilung der Feldstärken in den betrachteten Bereichen zeigen. Elektrische Felder innerhalb von nicht zugänglichen Bereichen in Gebäuden (z.b. Umrichterhalle) wurden ebenfalls nicht betrachtet Hinsichtlich der für die EMF Bewertung berücksichtigten Betriebszustände wurden in einer Simulation folgende worst-case Werte für Spannungen und Ströme berücksichtigt. Abs Seite 15 von 35

16 4.1 Berechnungsmethode Die elektrischen und magnetischen Felder lassen sich mittels Simulationsprogrammen bestimmen. In beiden Fällen wurde das Simulationsprogramm WinField eingesetzt. 4.2 Simulationssoftware Winfield- Electric and Magnetic Field Calculation Version 2016 (Build 3166) LF Forschungsgesellschaft für Energie und Umwelttechnologie FGEU mbh Copyright Berlin Modellierung der Anlage Abbildung 3-1 zeigt das generelle Layout der Anlage mit Nennung der Emissionsquellen und der Anordnung der verschiedenen Komponenten wie Leitungen, Verschienungen sowie Transformatoren. Das von diesem Layout abgeleitete Modell, das für die Simulationen verwendet wurde, ist in Abbildung 7-1 und Abbildung 7-2 dargestellt. Abs Seite 16 von 35

17 4.4 Bereiche der Feldstärkebestimmung Die elektrischen und magnetischen Feldstärken wurden für folgende räumliche Bereiche ermittelt: Außerhalb der Anlage: Hier wird im Allgemeinen lediglich der nähere Bereich um die Anlage berücksichtigt, da aufgrund der Position der Emissionsquellen innerhalb der Anlage die Emissionen eindeutig am Zaun am höchsten sind und mit zunehmendem Abstand von der Anlage die Feldstärken abnehmen. Gemäß der LAI Durchführungshinweise [2] wird bei dem untersuchten Anlagentyp ein 5 m breiter Streifen um den äußeren Anlagenzaun als maßgeblicher Immissionsort definiert, für den eine Betrachtung der elektrischen und magnetischen Felder erfolgt. Die Höhe für die Bewertung der elektrischen und magnetischen Feldstärken beträgt 1 m über dem Erdboden gemäß [2]. Relevante Grenzwerte: BImschV für Exposition Allgemeinbevölkerung Innerhalb der Anlage: Die Werte in diesem Bereich berücksichtigen die Tatsache, dass sich hier über einen längeren Zeitraum beruflich exponierte Personen aufhalten können. Gemäß der BGR B11 [5] sind die Grenzwerte der DGUV Vorschrift 15 in einer Höhe von 1,9 m über dem Erdboden nachzuweisen (Steharbeitsplätze). Die Bewertung der Felder erfolgte in einer Höhe von 2 m über Erdboden. Unter Berücksichtigung der Feldquellensituation stellt die Berechnungshöhe von 2 m den Worst Case für Exposition einer im Stehen arbeitenden Person dar, in einer Höhe von 1.9 m sind die Felder nachweislich geringer. Relevante Grenzwerte: - DGUV Vorschrift 15 für Berufliche Exposition (Expositionsbereiche 1, 2 oder Bereich erhöhter Exposition) und - Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU (EMFV) Als minimaler Abstand zur Bewertung der Feldstärken an berührbaren Oberflächen wie Wänden, Zäunen und Konstruktionen wurden 0,2 m verwendet. Dieser Abstand gemäß [2] orientiert sich an der typischerweise minimal möglichen Messentfernung mit entsprechenden Sonden unter Berücksichtigung der Vermeidung struktureller Einflüsse mit Blick auf Feldverzerrungen. Abs Seite 17 von 35

18 Besondere Situation der Konverterstation B Philippsburg: Die Anlage ist gemäß aktueller Planung auch außerhalb des direkt um die Anlage führenden Zauns vollständig in einen der Öffentlichkeit nicht zugänglichen Bereich integriert. Danach wären formal direkt außerhalb des Anlagenzaunes auch noch die höheren Grenzwerte für berufliche Exposition anwendbar. Dennoch wird der Anlagenzaun als Grenze zur Allgemeinheit betrachtet und außerhalb dieses Zaunes die Projektanforderungen für Exposition der Allgemeinheit angewendet (siehe Abbildung 3-1). 4.5 Darstellung der Ergebnisse Die ermittelten Amplituden für die elektrischen und magnetischen Felder werden in Form von 2-D- Farbkarten dargestellt, die die räumliche Verteilung in den betrachteten Gebieten widerspiegeln. Bei den dargestellten Werten handelt es sich jeweils um die Beträge der Feldstärkevektoren. Die Darstellung erfolgt in einer Auflösung von 0,2 m x 0,2 m. Die Darstellungen zeigen immer die Komplettanlage. Die Skalierung der errechneten Feldstärken erfolgt in Abhängigkeit der Relevanz für Allgemeinbevölkerung (26. BImSchV) und beruflich exponierter Personen (DGUV Vorschrift 15/ EMFV) Entsprechend der Unterteilung der betrachteten Bereiche werden die Ergebnisse in verschiedenen Diagrammen mit unterschiedlicher Skalierung für beruflich exponierte Personen (= innerhalb der Anlage) sowie für die Allgemeinheit (um die Anlage herum) dargestellt. Das Maximum der Skalierung entspricht jeweils dem einzuhaltenden Grenzwert, wenn nicht anderweitig gekennzeichnet. Abs Seite 18 von 35

19 5 Ergebnisse der Feldberechnungen Entsprechend der Aufteilung der elektromagnetischen Felder, wie sie in Kapitel 3 beschrieben wurde, werden im Folgenden die Ergebnisse zu den magnetischen bzw. elektrischen Feldstärken getrennt nach Expositionskriterium (Allgemeinbevölkerung/ berufliche Exposition) und nach 0 Hz (DC) und 50 Hz (AC) aufgeführt. 5.1 Exposition außerhalb der Anlage (Allgemeinbevölkerung) Elektrische Felder Max. Wert AC Grenzwert 26. BImSchV ok / nicht ok < 1 kv/m 5 kv/m ok < 2,5 kv/m 5 kv/m ok Tabelle : Max. AC E-Felder außerhalb der Anlage Anmerkung: ok: Anforderung erfüllt nicht ok: Anforderung nicht erfüllt Max. Wert DC Grenzwert 26. BImSchV ok / nicht ok < 3,8 kv/m n.a. ok < 2,7 kv/m n.a. ok Ort / Kommentar Entlang des Anlagenzaun, in der Nähe der AC- Leitung, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung Unter der Freileitung zwischen Konverterstation und erstem Freileitungsmast, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung Ort / Kommentar Anlagenzaun, in der Nähe der DC-Leitung auf Anlagenseite/ HV DC Spule Pol 2, Höhe 1 m über dem Boden, Abbildung und entlang des Zaunes Pol 1 Unter der DC Freileitung zwischen Konverterstation und erstem Freileitungsmast, nahe dem Zaun der Konverterstation, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung Tabelle : Max. DC E-Felder außerhalb der Anlage In den Bereichen außerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel der elektrischen Felder deutlich kleiner als der Grenzwert gemäß 26. BImSchV. Abs Seite 19 von 35

20 5.1.2 Magnetische Felder Max. Wert AC Grenzwert 26. BImSchV ok / nicht ok < 8 µt 100 µt ok < 26 µt 100 µt ok Ort / Kommentar Am Anlagenzaun in Nähe der Umrichterspulen Pol 1, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung Unter der AC Freileitung zwischen Konverterstation und erstem Freileitungsmast, Höhe 1 m über dem Boden, nahe Zaun, siehe Abbildung Tabelle : Max. AC B-Felder außerhalb der Anlage Max. Wert DC Grenzwert 26. BImSchV ok / nicht ok < 130 µt 500 µt ok < 50 µt 500 µt ok Tabelle : Max. DC B-Felder außerhalb der Anlage Ort / Kommentar Am Anlagenzaun in Nähe der HV DC Spulen Pol 2, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung Unter der DC Freileitung zwischen Konverterstation und erstem Freileitungsmast, nahe dem Zaun der Konverterstation, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung In den Bereichen außerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel der magnetischen Felder deutlich kleiner als der Grenzwert gemäß 26. BImSchV. Abs Seite 20 von 35

21 5.2 Exposition innerhalb der Anlage (berufliche Exposition 5 ) Elektrische Felder Max. Wert AC Grenzwert OA 6 DGUV 15 EMFV < 15 kv/m 21,3 kv/m 19,94 kv/m Ort / Kommentar Bereich der AC Portale von den Konvertertransformatoren, Höhe 2 m über dem Boden, siehe Abbildung Tabelle : Max. AC E-Felder innerhalb 7 der Anlage Max. Wert DC Grenzwert DGUV 15 Grenzwert EMFV < 25 kv/m 30 kv/m 28,2 kv/m < 17 kv/m 30 kv/m 28,2 kv/m Tabelle : Max. DC E-Felder innerhalb der Anlage Ort / Kommentar Bereich um die HV DC Spule Pol 1, Höhe 2 m über dem Boden, siehe Abbildung Unterhalb der DC Verschienung im der Nähe der DC Freileitung Höhe 2 m über dem Boden, siehe Abbildung In den Bereichen innerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel der elektrischen Felder kleiner als die Anforderungen der DGUV Vorschrift 15 bzw. obere Auslöseschwelle/ Grenzwerte der EMFV. 5 Grenzwert Expositionsbereich 1, DGUV Vorschrift 15 bzw. obere Auslöseschwelle (OA) gemäß EMFV 6 OA= obere Auslöseschwelle 7 Zugänglicher Bereich während des Betriebs Abs Seite 21 von 35

22 5.2.2 Magnetische Felder Max. Wert AC Grenzwert UA 8 DGUV 15 EMFV < 350 µt 424 µt 1000 µt Ort / Kommentar Umrichterhalle in der Nähe der Umrichterspule, Höhe 2 m über dem Boden, Abbildung Tabelle : Max. AC B-Felder innerhalb der Anlage Max. Wert DC Grenzwert DGUV 15 Grenzwert EMFV UA 9 EMFV OA EMFV < 9 mt 21,22 mt 2 T 0,5 mt 1 mt Tabelle : Max. DC B-Felder innerhalb der Anlage Ort / Kommentar Unterhalb der LV DC Spule Pol1/2, Höhe 2 m über dem Boden, siehe Abbildung In den Bereichen innerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel bei 50 Hz deutlich kleiner als die Grenzwerte der DGUV für Expositionsbereich 2 und die untere Auslöseschwelle der EMFV. Hinsichtlich der statischen Magnetfelder werden die Grenzwerte der DGUV für Expositionsbereich 2 und der Grenzwert nach EMFV eingehalten. Die untere bzw. obere Auslöseschwelle bei statischen Magnetfeldern für Träger aktiver medizinischer Implantate wird überschritten, Maßnahmen gemäß Kapitel 2.3 sind zu Treffen 8 UA= untere Auslöseschwelle 9 UA/ OA für aktive medizinische Implantate Abs Seite 22 von 35

23 6 Bewertung/ Zusammenfassung 6.1 Exposition von Personen der Allgemeinheit Für diesen Personenkreis sind die Ergebnisse im Bereich um die Anlage relevant, d.h. außerhalb des grün markierten Bereichs in Abbildung 3-1. Elektrische Felder (AC und DC) Die Werte der elektrischen Feldstärke außerhalb der Anlage liegen bei 50 Hz deutlich unterhalb des Grenzwertes nach der 26. BImSchV. Für statische elektrische Felder existiert kein Grenzwert für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach der 26. BImSchV, die Felder außerhalb des Anlagenzaunes liegen jedoch deutlich unterhalb des zulässigen Wertes innerhalb der Anlage. Eine Beeinträchtigung der Allgemeinbevölkerung ist somit ebenfalls nicht zu erwarten. Magnetfelder (AC und DC) Die maximalen magnetischen Flussdichten im Bereich um die Anlage liegen deutlich unterhalb der Anforderungen nach der 26. BImSchV. Elektrische und magnetische Feldbeiträge generiert durch den Freileitungsansprung zwischen Konverterstation und erstem Freileitungsmast liegen ebenfalls deutlich unterhalb der Grenzwerte der 26. BImSchV. 6.2 Exposition von beruflich exponierten Personen Für diesen Personenkreis sind die Ergebnisse im Bereich innerhalb der Anlage relevant, d.h. innerhalb des grün markierten Bereichs in Abbildung 3-1. Elektrische Felder (AC und DC) Die Werte der elektrischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der Anforderungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der oberen Auslöseschwellen nach der EMFV. Abs Seite 23 von 35

24 Magnetfelder (AC und DC) Die Werte der magnetischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der Anforderungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der Grenzwerte nach der EMFV. Träger aktiver medizinischer Implantate: Es ist zu beachten, dass Personen mit aktiven medizinischen Implantaten keine Zugangsberechtigung für die Anlage erteilt wird 6.3 Raumladungen entlang der DC Leitungen Entlang der DC Bus Bars und DC Freileitungen können durch Bildung sog. Raumladungswolken über Ionisationsprozesse temporäre Feldstärkeverzerrungen in der Nähe der Leitungen auftreten. Rechnerisch können diese Effekte nicht ermittelt werden, da die exakte Amplitude der Raumladung und die dementsprechende Höhe des raumladungsbehafteten Feldes stark abhängig von Komponenten wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit sind. Informationen hinsichtlich einer Beeinträchtigung von beruflich exponierten Personen sowie der Allgemeinbevölkerung durch das Auftreten von Raumladungseffekten liegen derzeit nicht vor. 6.4 Zusammenfassung Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Gesamtanlage UltraNet Station DC Konverter Philippsburg 1 außerhalb des eingezäunten Bereichs die Anforderungen der 26. BImSchV [1] einhält und unterschreitet. Innerhalb des eingezäunten Bereichs gilt folgendes: Elektrische Felder (AC und DC) Die Werte der elektrischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der Anforderungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der oberen Auslöseschwellen nach der EMFV. Abs Seite 24 von 35

25 Magnetfelder (AC und DC) Die Werte der magnetischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der Anforderungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der Grenzwerte nach der EMFV. Es ist zu beachten, dass die untere bzw. obere Auslöseschwelle bei statischen Magnetfeldern für Träger aktiver medizinischer Implantate an den HV/ LV DC Drosseln überschritten wird, Maßnahmen gemäß Kapitel 2.3 sind zu treffen, bzw. eine generelle Zugangsbeschränkung für den genannten Personenkreis auf der Anlage wird empfohlen. 6.5 Sonstiges Geführte Besuchergruppen können sich innerhalb der Anlage unter Berücksichtigung der gegebenen Grenzwerte und Expositionszeiten in den entsprechenden Expositionsbereichen (wenn erforderlich mit vorheriger Unterweisung) aufhalten. Die genannte Zutrittsbeschränkung für Personen mit elektrischen/ elektronischen Implantaten ist hier ebenso zu berücksichtigen. Abs Seite 25 von 35

26 7 Grafische Darstellung des Modells/ der Simulationsergebnisse Die grafische Darstellung des Modells bzw. die Darstellung der Simulationsergebnisse der elektrischen und magnetischen Felder wird in den folgenden Abbildungen gezeigt. Tabelle 7-1 gibt einen Überblick über die vorhandenen Abbildungen. Jede Feldberechnung wird als 2D Feldverteilung dargestellt. Expositionsart Feld Typ Diagramme Allgemeinbevölkerung Berufliche Exposition Tabelle 7-1: Elektrisches Feld Magnetisches Feld Elektrisches Feld Magnetisches Feld Abbildungsübersicht zu den Simulationsergebnissen AC Abbildung DC Abbildung AC Abbildung DC Abbildung AC Abbildung DC Abbildung AC Abbildung DC Abbildung Abs Seite 26 von 35

27 Abbildung 7-1: Computermodel von der UltraNet Konverterstation B zur Berechnung der elektrischen und magnetischen Felder (Ansicht 1) Abbildung 7-2: Computermodel von der UltraNet Konverterstation B zur Berechnung der elektrischen und magnetischen Felder (Ansicht 2) Abs Seite 27 von 35

28 7.1 Exposition der Allgemeinbevölkerung Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage Abbildung 7.1-1: AC 50 Hz elektrische Feldstärke (kv/m) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung) _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 28 von 35

29 Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage Abbildung 7.1-2: DC 0 Hz elektrische Feldstärke (kv/m) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung), kein Grenzwert gegeben _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 29 von 35

30 Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage Abbildung 7.1-3: AC 50 Hz magnetische Flussdichte (µt) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung) _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 30 von 35

31 Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage Abbildung 7.1-4:DC 0 Hz magnetische Flussdichte (µt) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung) _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 31 von 35

32 7.2 Berufliche Exposition Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Abbildung 7.2-1: AC 50 Hz elektrische Feldstärke (kv/m) in einer Höhe von 2 m über Erdboden (Berufliche Exposition, EMFV, obere Auslöseschwelle 19,94 kv/m) _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 32 von 35

33 Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Abbildung 7.2-2: DC 0 Hz elektrische Feldstärke (kv/m) in einer Höhe von 2 m über Erdboden (Berufliche Exposition, Grenzwert EMFV, 28,2 kv/m) _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 33 von 35

34 Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Abbildung 7.2-3: AC 50 Hz magnetische Flussdichte (µt) in einer Höhe von 2 m über Erdboden (Berufliche Exposition, Grenzwert DGUV 15, EB 1, 1358 µt) _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 34 von 35

35 Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Nicht zugänglicher Bereich während des Betriebs Abbildung 7.2-4: DC 0 Hz magnetische Flussdichte (µt) in einer Höhe von 2 m über Erdboden, (Berufliche Exposition, Untere Auslöseschwelle für Träger vom aktiven medizinischen Implantaten, 0,5 mt _P _ED_UL12_D_00AT004_ACB010_005.docx Abs Seite 35 von 35