INSTITUT FÜR ELEKTRISCHE ANLAGEN

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Brit Böhmer
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INSTITUT FÜR ELEKTRISCHE ANLAGEN A - 8 GRAZ, Inffeldgasse 8 Telefon: (+43 36) 873-7 Telefax: (+43 36) 873-73 Institutsvorstand: Univ.-Prof. Dr.

2 INSTITUT FÜR ELEKTRISCHE ANLAGEN A - 8 GRAZ, Inffeldgasse 8 Telefon: (+43 36) Telefax: (+43 36) Institutsvorstand: Univ.-Prof. Dr. Lothar Fickert STELLUNGNAHME bezüglich niederfrequente elektrische und magnetische Felder im Bereich der Näherung der Koralmbahn: Graz-Klagenfurt (6,7Hz) Abschnitt: Wettmannstätten-Ostportal nordröhre Koralmtunnel (km 32,3 km 4,) mit -kv und 38-kV-Leitungen Wissenschaftliche Ausarbeitung Dipl.-Ing. Dr. techn. E. Schmautzer Dipl. Ing. K. Friedl 6. Mai 2

3 INHALTSVERZEICHNIS Kap. Titel Seite INHALTSVERZEICHNIS Veranlassung und Umfang der Untersuchungen 2. Aufgabenstellung 2 2 QP km 36,: Kreuzung -kv-freileitung Zwaring- Deutschlandsberg 3 2. Situation Berechnungsergebnisse 4 3 QP km 36,6 Näherung 38-kV-Leitung Obersielach- Kainachtal 6 3. Daten der 38-kV-Freileitung: Berechnungsergebnisse 7

4 Veranlassung und Umfang der Untersuchungen. Aufgabenstellung In dieser Stellungnahme werden die Nachforderungen von Herrn DI Gert Pascoli 3a Gutachter beim Differenzverfahren behandelt. Zur Situation: Im Bereich km 33, der Koralmbahn kreuzt eine -kv-freileitung, die bereits im Gutachten der TU Graz vom 2..2 begutachtet wurde. Im Bereich km 3,9 bis km 36, kreuzt die -kv-hochspannungsleitung Zwaring-Deutschlandsberg der Steweag-Steg welche erst nach der Einreichung der Koralmbahn umgeplant wurde und daher nicht im oben genannten Gutachten enthalten ist. Des Weiteren nähert sich die 38-kV-Leitung Obersielach Kainachtal im Streckenabschnitt km 3,9 bis km 37, sehr stark der geplanten Bahnstrecke, mit einem minimalen Abstand der untersten Leiterseile im Bereich des km 36,96. Daher werden im Folgenden die Querschnitte: QP km 36, (Kreuzung -kv-leitung und Bahn) QP km 36,6 (Näherung Bahn 38-kV-Freileitung und -kv-freileitung) als Worst-Case-Annahmen berechnet und beurteilt. AnsprechpartnerInnen: ÖBB-Infrastruktur AG: Ing. Stefan Radeschnig, Ing. Johan Mitterhauser werner consult ziviltechnikergmbh: Ing. Daniela Ecker Ingenierubüro DI Gert Pascoli, MSc, Berechnung niederfrequenter magnetischer Flussdichten und elektrischer Feldstärken (6,7 Hz) verursacht durch die Koralmbahn: Graz KlagenfurtAbschnitt: Wettmannstätten Ostportal Nordröhre Koralmtunnel (km 32,3 km 4,) Näherung mit -kv- und 38-kV-Freileitungen Seite 2

5 2 QP km 36,: Kreuzung -kv-freileitung Zwaring-Deutschlandsberg 2. Situation Abbildung Lageplan und Längsschnitt der -kv-leitung Zwaring-Deutschlandsberg im Bereich der Kreuzung mit der Bahn (-kv-steweagquerung36.dwg) Näherung mit -kv- und 38-kV-Freileitungen Seite 3

Leiterseil: E-Al/St 24/4 mm², Radius=,9 mm, I therm =64 A, R =,9 Ohm/km Die Phasenanordnung entspricht: L L2 L3, L L3 L2 Abbildung 2 Mastkopfbild der -kv-freileitung Zwaring-Deutschlandsberg 2.

6 Leiterseil: E-Al/St 24/4 mm², Radius=,9 mm, I therm =64 A, R =,9 Ohm/km Die Phasenanordnung entspricht: L L2 L3, L L3 L2 Abbildung 2 Mastkopfbild der -kv-freileitung Zwaring-Deutschlandsberg 2.2 Berechnungsergebnisse Die Freileitung wurde gemäß einer Worst-Case-Berechnung mit den niedrigsten Bodenabständen der untersten Leiterseile im Bereich der Kreuzung und mit maximalen Betriebsparametern (maximale Spannung, maximaler Strom) berücksichtigt. Die Höhe der untersten Leiterseile werden auf SOK bezogen und ergebibt daher ein h S von 3,8 m. Die Erdoberfläche wird eben, auf der Höhe von SOK angenommen (Worst- Case). 4 y in m Abbildung 3 QP km 36,: Expositionsquotient der magnetischen Ersatzflussdichte, maximale Betriebsströme (64A je System für die -kv-freileitung, 3289 A für die Bahnanlage, die Oberschwingungen wurden mit k H,I =, für die Bahn und k H,I =,2 für die -Hz-Freileitung berücksichtigt, ER< bedeutet dass die Referenzwerte gemäß Vornorm ÖVE/ÖNORM E88 eingehalten werden. Näherung mit -kv- und 38-kV-Freileitungen Seite 4

7 4 y in m Abbildung 4 QP km 36,: Expositionsquotient der elektrischen Ersatzfeldstärke, maximale Betriebsspannungen (23 kv für die -kv-freileitung und 8 kv für die Bahnanlage), die Oberschwingungen wurden mit k H,U =2 für die Bahn und k H,U =,2 für die -Hz-Freileitung berücksichtigt, ER< bedeutet dass die Referenzwerte gemäß Vornorm ÖVE/ÖNORM E88 eingehalten werden ER E m ER B m ER Abbildung QP km 36,: Expositionsquotienten ER E und ER B (maximale Betriebsparameter, inkl. Oberschwingungen) im Bereich der Kreuzung in m über SOK. Die Referenzwerte der elektrischen Ersatzfeldstärke und der magnetischen Ersatzflussdichte gemäß Vornorm ÖVE/ÖNORM E88 werden in keinem der Allgemeinbevölkerung zugänglichen Bereich im Bereich der Kreuzung überschritten (ER E <). Näherung mit -kv- und 38-kV-Freileitungen Seite

8 3 QP km 36,6 Näherung 38-kV-Leitung Obersielach-Kainachtal 3. Daten der 38-kV-Freileitung: Seildaten: E-Al/St 68/8 mm², R =,42 Ohm/km, Seilradius: 8 mm 2er Bündel, 4 cm Abstand, I therm = A je Seil, I therm = 23 A Die Phasenanordnung entspricht: L L2 L3, L3 L L2; Abbildung 6 Mastkopfbild der 38-kV-Freileitung Obersielach Kainachtal Abbildung 7 Berechneter Querschnitt aus K_WA_EB_EU 37_F_.pdf für die größte Näherung der 38 kv an die Gleise (ungünstigster Fall). Die Position der -kv-leitung entspricht hier laut werner consult der Position vor dem Umbau. Näherung mit -kv- und 38-kV-Freileitungen Seite 6

9 Die Oberfläche wird bei der Berechnung eben, in der Höhe von SOK angenommen (Worst-Case). Die Höhen der Leiterseile werden auf SOK bezogen. Aus Abbildung 7 wird ein vertikaler Abstand zwischen SOK und untersten Leiterseilen der 38-kV-Leitung von 4,6m abgelesen. Der horizontale Abstand zwischen Gleisachse (Gleis ) und Leitungsachse beträgt 26,m. Aus -kv-steweagquerung36.dwg wurde der aktuell gültige Abstand zwischen Achse Gleis und -kv-leitungsachse von,4 m gemessen, der vertikale Abstand zwischen SOK und der untersten Leiterseile beträgt ca. 6,6m. 3.2 Berechnungsergebnisse 6. y in m Abbildung 8 QP km 36,6: Expositionsquotient der elektrischen Ersatzfeldstärke, maximale Betriebsspannungen (23 kv für die -kv-freileitung, 42 kv für die 38-kV-Freileitung und 8 kv für die Bahnanlage), die Oberschwingungen wurden mit k H,U =2 für die Bahn und k H,U =,2 für die -Hz-Freileitungen berücksichtigt, ER< bedeutet dass die Referenzwerte gemäß Vornorm ÖVE/ÖNORM E88 eingehalten werden Näherung mit -kv- und 38-kV-Freileitungen Seite 7

10 6. y in m Abbildung 9 QP km 36,6: Expositionsquotient der magnetischen Ersatzflussdichte, maximale Betriebsströme (64 A je System für die -kv-freileitung,23 A je System für die 38-kV- Leitung und 3289 A für die Bahnanlage), die Oberschwingungen wurden mit k H,I =, für die Bahn und k H,I =,2 für die -Hz-Freileitung berücksichtigt, ER< bedeutet dass die Referenzwerte gemäß Vornorm ÖVE/ÖNORM E88 eingehalten werden.8 ER E m ER B m.6 ER Abbildung QP km 36,6: Expositionsquotienten ER E und ER B (maximale Betriebsparameter, inkl. Oberschwingungen) in m über SOK. Die Referenzwerte der elektrische Ersatzfeldstärke und der magnetischen Ersatzflussdichte gemäß ÖVE/ÖNORM E88 werden auch bei ungünstigsten Bedingungen und Worst-Case-Annahmen in keinem zugänglichen Bereich im Bereich der Näherung überschritten (ER E <). Näherung mit -kv- und 38-kV-Freileitungen Seite 8

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