Støy i banestrømforsyningen

1 Støy

Støy i denne sammenhengen defineres som forstyrrelser på andre deler av anlegget. Det kan være akustisk støy fra en omformerstasjon, magnetisk stråling, psofometrisk støy som påvirker telesambandet og andre former for forstyrrelser som genereres av jernbaneanlegget. De som blir påvirket av støyen trenger ikke å tilhøre jernbanen, men kan være omkringliggende anlegg.

2 EMC

EMC (elektromagnetisk sameksistens) kan deles inn i to hoveddeler. Det er:

• elektromagnetisk immunitet
• elektromagnetisk stråling

Et apparat eller anleggs immunitet sier noe om hvor mye stråling anlegget tåler uten at funksjonene blir forstyrret eller apparatet slutter å fungere. Strålingen forteller hvor mye ”støy” et apparat sender ut. Ved planlegging av EMC langs jernbanetraséen er det derfor viktig at ingen delsystemer utsettes for mer stråling enn de tåler.

For banestrømforsyningen er det viktig å ta hensyn til blant annet signal og teleanlegg som tilhører jernbanen. Men det skal heller ikke glemmes at det finnes 3. parts utstyr langs jernbanetraséen som også kan påvirkes av stråling fra banestrømforsyningen.

Ved prosjektering og planlegging skal det hele tiden legges vekt på å begrense de elektromagnetiske feltene mest mulig.

2.1 Krav stilt

Jernbaneverket er bundet til å følge vedtatte normer for elektromagnetisk forurensing. Følgende normer for EMC i industri /høyspenningsmiljø gjelder for banestrømforsyningen.

• CENELEC EN 50082-2: Elektromagnetisk immunitet
• CENELEC EN 50081-1: Elektromagnetisk stråling
• CENELEC EN 50081-2: Elektromagnetisk stråling

Disse normene stiller krav til hvor mye stråling utstyr skal tåle og hvor stor stråling som er tillatt fra anlegget som helhet.

2.2 Kort beskrivelse

Elektromagnetiske felt settes opp av strøm i leder. For banestrømforsyningen er det normalt store strømmer i lederne. Dette gir kraftige elektromagnetiske felt. Feltenes inntrengningsdybde i forskjellige materiell er avhengig av frekvensen. Lav frekvens gir en stor inntrengningsdybde. Dette gjør at banestrømforsyningens lavfrekvente elektromagnetiske felt vil ”nå” lenger enn et felt med 50 Hz.

Elektromagnetiske felt oppstår rundt en strømførende leder. Feltene er retningsbestemt. Dersom frem- og returleder føres med liten innbyrdes avstand, vil de elektromagnetiske feltene som settes opp rundt disse lederne tilnærmet kansellere hverandre, og det resulterende feltet vil bli minimalt.

For banestrømforsyningen tilsier dette at det må tilstrebes å legge tur- returkabler og ledninger nært. Dersom kablene forlegges i kabelkanal er det viktig at de legges i samme rom. Ved montering på master bør avstanden være minst mulig, men dog tilstrekkelig med hensyn på sikkerhet.

Eksempler i forbindelse med feilkoblinger …

3 Psofometrisk

3.1 Definisjoner

Psofometrisk støy er hørbar støy på telefonlinjer generert av høyspennings kraftoverføringer i nærheten av telelinjen. Dette vil si strøm og spenning med en frekvens rundt 800 Hz.

3.1.1 Psofometrisk spenning (støyspenning)

De forstyrrelsene på en telefonsamtale som kan observeres på en telefonforbindelse, og er forårsaket av elektromotoriske krefter (e.m.f.) av ekstern opprinnelse, kan kvantitativt bli uttrykt ved verdien av en elektromotorisk kraft ved frekvens 800 Hz. For en gjennomsnitts iakttaker produserer denne de samme forstyrrelsene som de elektromotoriske kreftene av ekstern opprinnelse. 800 Hz er den vanligste referansefrekvensen for beregninger av telefonoverføringer.

Erfaring har vist at simusformede komponenter med lik amplitude og ulik frekvens i en telefonsamtale ikke har lik forstyrrende effekt på det menneskelige øre. Ved studier av forstyrrelser vektlegges derfor forskjellige frekvenser ulikt.

Pr. definisjon er den psofometriske spenningen på et vilkårlig punkt mellom de 2 ledningene i en telefonisk krets utsatt for induksjon fra en høyspent linje, gitt ved uttrykket:

(6.1) hvor:

U_f: frekvenskomponenten for frekvensen f av spenningen som oppstår ved tilstedeværelsen av kraftlinjen og målt mellom de to ledningene i telefonkretsen.

p_f: vektingen for denne frekvensen gitt i vekted tabell assosiert med psofometriske spesifikasjoner. Tabellen gir verdier av p_f for varierende frekvenser, når p₈₀₀ er lik med konvertering 1000.

Psofometer er et måleinstrument som har en veldig høy inngangsimpedans og gir en direkte avlesbar verdi for den psofometriske spenningen mellom de to punktene hvor det er tilknyttet.

3.1.2 Psofometrisk elektromotorisk kraft:

Den elektromotoriske kraften ved slutten av en telefonlinje er det dobbelte av den psofometriske spenningen målt over en ikke-induktiv 600 [math]\Omega[/math] motstand når den andre enden av linjen er terminert med en impedans lik linjens karakteristiske impedans. Motstanden (600 [math]\Omega[/math]) terminerer linjen der hvor målingene foretas, dersom det er nødvendig foretas målingen via en impedans-utjevnende transformator.

3.2 Krav til psofometrisk støystrøm

For en ubelastet linje fra en omformerstasjon skal støystrømmen ikke overstige 0,5 A i sum returstrøm inn til omformerstasjonen. Dette kravet gjelder for inntil 100 km lange linjer.

Ved belastning i form av elektriske togsett som trafikkerer strekningen i en avstand 20 km fra matestasjonen skal psofometrisk støystrøm ikke overstige 1,5 A målt i sum strøm gjennom lokomotivet. Kravet gjelder ved mating på en om lag 50 km lang matelinje uten dempefilter i enden.

4 Radio

{Kapittelet er ikke utarbeidet}

5 100 Hz

Ved konvertering fra 50 Hz til 16 2/3 Hz med statiske omformere genereres det en del harmoniske. 6. harmoniske for 16 2/3 Hz er 100 Hz. Denne frekvensen benyttes også av enkelte signalanlegg hos Jernbaneverket. Ved for stor generering av 100 Hz fra banestrømforsyningen kan signalanleggets funksjon bli forstyrret.

En del effektbrytere genererer 100 Hz komponenter under koblingsforløpet, for nærmere forklaring av hvordan dette oppstår henvises det til koblingshus.

5.1 hva blir forstyrret

{Kapittelet er ikke utarbeidet}

5.2 hvordan kan det beregnes

{Kapittelet er ikke utarbeidet}

Regelverket kap. 5.9.7

6 Overharmoniske strømmer

{Kapittelet er ikke utarbeidet}

Regelverk, kap. 5.2.4, Regelverk, kap. 5.14

7 Litteraturhenvisninger

1. CCIT – Directives, volume I, Design, construction and operational principles of tlecommunication, power and electrified railway facilities, International telecommunication union, (1989)