Poprawa bezpieczeństwa pracy linii WN w świetle ...forum.ptpiree.pl/konferencje/forum/2017/materialy/15.pdf · PN-E-05100.-1:1998 2007r.: PN-EN 50423-1:2007 w praktyce niestosowana

Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych

Lubelskie Targi Energetyczne ENERGETICS

Lublin, 14-16 listopada 2017 r.

Poprawa bezpieczeństwa pracy linii WN

w świetle najnowszej normalizacji.

Niezawodność, pewność,

bezpieczeństwo.

Dominik Brudniak

Tomasz Musiał


2013r.: PN-EN 50341-1:2013-03

powyżej 1kV do 45kV

.

powyżej 45kV

. . 1998r.: PN-E-05100-1:1998

2007r.: PN-EN 50423-1:2007 w praktyce niestosowana z uwagi na

brak załącznika krajowego

2005r.: PN-EN 50341-1:2005

2010r.: załącznik krajowy

PN-EN-50341-3-22:2010

2016r.: projekt załącznika krajowego

PN-EN 50341-2-22

o napięciu:

do 1998r.: nowelizowane wersje PN-…/E-05100

NNA2010

NNA2016



3

Elektroenergetyczną linię napowietrzną należy zaprojektować i zbudować w taki sposób,

aby w przewidywanym okresie użytkowania:

- spełniała swoją funkcję dla określonego zbioru warunków, z akceptowalnymi poziomami

niezawodności i w ekonomiczny sposób;

- nie była narażona na katastrofę postępującą (zjawisko kaskadowe) w przypadku

wystąpienia uszkodzenia w określonym podzespole;

- nie dopuszczała do narażenia ludzi na obrażenia lub utratę życia podczas budowy

i utrzymania.

Dodatkowo bezpieczeństwo pracy linii należy zapewnić poprzez:

- odpowiednie wykonanie oraz

- podjęcie środków w celu zapewnienia jakości (zarówno na etapie projektowania

jak i realizacji).

NIEZAWODNOŚĆ

PEWNOŚĆ

BEZPIECZEŃSTWO

TRWAŁOŚĆ

ZAPEWNIENIE JAKOŚCI

Wymagania podstawowe

Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych Podstawy projektowania

. . .

ogólne lub empiryczne

Podejście

obliczeniowe

NNA2016

ogólne

EN 50341-1:2005

NNA2010

EN 50341-1:2013

Elementy podejścia ogólnego

Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych Podstawy projektowania

. . .

ogólne lub empiryczne

Podejście

obliczeniowe

NNA2016

ogólne

EN 50341-1:2005

NNA2010

EN 50341-1:2013

Elementy podejścia ogólnego

. . Skutki przyjęcia w NNA2016 podejścia tzw. „ogólnego”

konieczność przyjęcia określonego poziomu niezawodności

zmiana wartości współczynników częściowych

zmiana zasady stosowania współczynników częściowych


6

Niezawodność (konstrukcji) wg EN 50341

Prawdopodobieństwo, że system spełni daną funkcję, w danym zbiorze warunków, przez

okres odniesienia, a tym samym miara poprawności systemu w spełnianiu swojej funkcji.

Niezawodność

(wg EN 1990 „Eurokod. Podstawy projektowania konstrukcji.”)

Zdolność konstrukcji lub elementu konstrukcji do spełnienia wymagań, łącznie

z uwzględnieniem projektowanego okresu użytkowania na który została zaprojektowana.

Niezawodność wyraża się zwykle miarami probabilistycznymi.

Uwaga: Niezawodność obejmuje nośność, użytkowalność i trwałość konstrukcji.

Słupy linii napowietrznych pod względem bezpieczeństwa

należy zaliczyć do konstrukcji klasy 1 według EN 1990.

Niezawodność


7

Klasa konsekwencji CC1 wg EN 1990

Niezawodność

Klasa

konsekwencji Opis Przykładowo

CC1

Niskie zagrożenie życia ludzkiego

lub małe lub nieznaczne konsekwencje

społeczne, ekonomiczne i środowiskowe

budynki rolnicze, w których ludzie

zazwyczaj nie przebywają oraz szklarnie

Klasy niezawodności

wg EN 1993-3-1 „Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych.

Część 3-1: Wieże, maszty i kominy. Wieże i maszty.”

Klasa

niezawodności Charakterystyka obiektu

1

Wieże i maszty na mało zaludnionych otwartych terenach wiejskich, wieże

i maszty, gdy straty w ludziach wskutek ewentualnego zniszczenia są mało

prawdopodobne

2 Wszystkie wieże i maszty, które nie odpowiadają klasom 1 lub 3

3

Wieże i maszty na terenach miejskich, lub w innych miejscach, gdy straty

w ludziach wskutek ewentualnego zniszczenia są bardzo prawdopodobne, znaczące

wieże i maszty telekomunikacyjne; inne ważne konstrukcje, których konsekwencje

zniszczenia mogą być bardzo poważne


8

Poziomy niezawodności wg EN 50341-1:2013

Poziomy niezawodności

Poziom

niezawodności

Teoretyczne okres powrotu T

oddziaływań klimatycznych [lata]

1 50

2 150

3 500

Powyższe trzy poziomy niezawodności, stosowane w kontekście ciągłości eksploatacji,

należy rozważać jako trzy podklasy klasy 1 wg EN 1990.

Od poziomów tych dopuszcza się odstępstwa stosowanie do szczególnych wymagań

rozpatrywanego projektu.


poziom2

. . . podejście

obliczeniowe poziom1 Linie tymczasowe

Kryterium wyboru 2 poziomu niezawodności

Zgodnie z dotychczasowym doświadczeniem projektowym i eksploatacyjnym w trakcie prac nad NNA2016 przyjęto założenie,

że powinny one zapewnić podobną niezawodność linii jak NNA2010.

Linie inne niż tymczasowe oraz specjalne

Linie specjalne zgodnie ze Specyfikacją Projektową poziom3

Wybór poziomu niezawodności

Przyjęte w NNA2016 poziomy niezawodności

NNA2016 dopuszczają zastosowanie dodatkowego współczynnika częściowego stosowanego do efektów oddziaływań.

Zaleca się jego stosowanie w przypadku linii blokowych, wielotorowych oraz nadleśnych.


. .

. Oddziaływanie NNA2010

NNA2016 PN-EN 1993-3-1

Poziom niezawodności

(odpowiadający okres powrotu

oddziaływań klimatycznych)

Klasa niezawodności

1 (50lat) 2 (150lat) 3 (500lat) 1 2 3

Stałe 1.1 1.0 1.0 1.1 1.2

Zmienne:

wiatr 1.3

1.0 1.2 1.4

1.2 1.4 1.6 oblodzenie

1.0 1.25 1.5

Wyjątkowe 1.0

Naciąg przewodów 1.3 nie występuje

Porównanie wartości współczynników częściowych dla oddziaływań

Wybór poziomu niezawodności


S2

S3

S1

S1

S2 S2

S2

S2

S2

S3

S3

Oddziaływanie oblodzenia

. .

.

NNA2010 NNA2016

Zmiana zasięgu stref obciążenia oblodzeniem


12

Zmiana klasyfikacji oddziaływań ze względu na ich zmienność w czasie

Zmiana klasyfikacji oddziaływań

Warunki Klasyfikacja oddziaływań

NNA2010 NNA2016

Niezrównoważone obciążenie oblodzeniem:

- zginanie poprzeczne

- zginanie wzdłużne

- zginanie ze skręcaniem

wyjątkowe zmienne

Kombinacje obciążeń od wiatru

i oblodzenia:

- ekstremalne obciążenie oblodzeniem

z bardzo prawdopodobną prędkością wiatru

- nominalne obciążenie oblodzeniem z mało

prawdopodobną prędkością wiatru

wyjątkowe zmienne

.


13

Pewność

Zdolność systemu do uniknięcia większych awarii (efektu kaskadowego), jeżeli w danym

podzespole zostanie zapoczątkowane uszkodzenie, które może być spowodowane przez

czynniki elektryczne lub konstrukcyjne.

Obciążenia związane z pewnością wg EN 50341-1:2013

Obciążenia wzdłużne Obciążenia skręcające

Pewność

Obciążenia i naciągi przewodów wylicza się dla normalnej referencyjnej temperatury

otoczenia bez obciążenia wiatrem lub oblodzeniem i są to ostateczne wartości obliczeniowe.

W NNA lub Specyfikacji Projektowej mogą być określone surowsze warunki klimatyczne.


14

Pewność – wymagania NNA2016

Opis Dotyczy Temperatura

[°C]

Poziom

niezawodności Ciężar

1 2 3 G

Oddziaływanie od zerwania przewodu

fazowego (pojedynczego lub całej wiązki)

lub odgromowego przy oblodzeniu

zredukowanym współczynnikiem 0,7,

bez obciążenia wiatrem

słupy mocne -5

A1

1,0

1,0

Oddziaływanie o wartości 75%

jednostronnego naciągu przewodów

przy równomiernym ekstremalnym oblodzeniu

we wszystkich przęsłach

słupy mocne -5

A2

1,0

1,0 1,25 1,5

Oddziaływanie całkowitego jednostronnego

naciągu przewodów w warunkach

ekstremalnego oblodzenia

słupy mocne

(patrz Uwaga) -5

A2

1,0

1,0 1,25 1,5

Uwaga: Przypadek obciążeniowy dotyczy tylko poprzeczników, wieżyczek oraz innych elementów

konstrukcji, na których zawieszone są w sposób odciągowy mniej niż trzy przewody.

Obciążenia związane z pewnością wg NNA2016

W celu ograniczenia skutków awarii kaskadowych zaleca się ograniczenie długości sekcji

odciągowej do 4,0 km oraz do 8 słupów przelotowych.


15

Porównanie wartości obliczeniowych naciągów

wyznaczonych wg NNA2016 i NNA2010

Pewność – wymagania NNA2016

75% · Naciąg NNA2016 / 2/3 · Naciąg NNA 2010

Strefa W1 S1 Strefa W1 S2

poziom niezawodności 2 (I=1.25)

Linie 110 kV

PO: AFL - 1,7 70 mm2 1,10 0,99

PF: AFL - 6 240 mm2 1,08 0,98

Linie 400 kV

PO: AFL - 1,7 95 mm2 1,12 0,99

PF: AFL - 8 350 mm2 1,11 1,00


16

Bezpieczeństwo

Zdolność systemu do nie powodowania obrażeń lub śmierci ludzi w czasie jego budowy,

pracy i utrzymania.

Obciążenia wymuszone, spowodowane naciągiem przewodów, wspinaniem się na słupy itp.,

należy określać deterministycznie z uwzględnieniem bezpieczeństwa osób pracujących na

budowie.

Bezpieczeństwo

Obciążenia związane z ciężarem montera

Dla wszystkich elementów, po których można się wspinać i które są nachylone pod kątem

mniejszym od 30° do poziomu, należy przyjąć obciążenie charakterystyczne równe 1,0 kN

działające pionowo w środku elementu, bez żadnych dodatkowych obciążeń.


Słupy spełniające wymagania norm EN 50341-1:2013 oraz NNA2016

Nowe serie słupów EJ24 oraz ED24


Dziękujemy za uwagę [email protected]

[email protected]

Słupy spełniające wymagania norm EN 50341-1:2013 oraz NNA2016

Nowe serie słupów EJ24 oraz ED24

Documents

Poprawa bezpieczeństwa pracy linii WN w świetle ...forum.ptpiree.pl/konferencje/forum/2017/materialy/15.pdf · PN-E-05100.-1:1998 2007r.: PN-EN 50423-1:2007 w praktyce niestosowana