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TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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TECHNISCHE EMPFEHLUNG NR. 3der Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen
Richtlinie für Schutzmaßnahmen an Tk-Anlagen gegenBeeinflussung
durch Netze der elektrischen Energieüber-tragung, -verteilung sowie
Wechselstrombahnen
April 2005 (ersetzt die Ausgabe Dezember 2003)
Schiedsstelle für Beeinflussungsfragen
Deutsche Bahn AGDeutsche Telekom AGVerband der
Elektrizitätswirtschaft VDEW e.V.
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Vorwort
Die Technische Empfehlung TE3 beschreibt Schutzmaß-nahmen an
Tk-Anlagen (incl. Breitbandkabelsysteme) gegenBeeinflussungen durch
Hochspannungsnetze der Energie-übertragung und -verteilung sowie
durch Wechselstrombah-nen. Der Regelungsbereich der TE2
(insbesondere die Tk-Netze der DB-AG) wird durch die TE3 nicht
berührt.
Neue bzw. überarbeitete Normen von IEC und CENELEC,Änderungen
aus dem Bereich der ITU-Empfehlungen sowieErfahrungen aus
Beeinflussungsfällen der letzten Jahre ma-chen eine Neufassung der
Ausgabe 1994 notwendig.
Die weitgehende Digitalisierung des Telekommunikati-onsnetzes
führte zum Wegfall bzw. zu auslaufender Nutzungvon bislang
gebräuchlichen technischen Einrichtungen.Durch andere technische
Komponenten und Arten der Sig-nalübertragung sind neue Begriffe
eingeführt worden.
Gegenüber der Vorausgabe wurden folgende wesentlichenÄnderungen
und Ergänzungen vorgenommen:
- Anpassung dieser Ausgabe zur Anwendung bei allen
Te-lekommunikationsnetzbetreibern
- Anpassung an den Stand von Telekommunikationstechnikund
Signalübertragung
- Ergänzungen bei Beeinflussung durch Drehstromanlagenmit
vorübergehender niederohmiger Sternpunkterdung
- Hinweise zum Doppelerdschluss- Berücksichtigung aktueller
Normung
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1 Inhaltsverzeichnis
VORWORT
.........................................................................................................2
1
INHALTSVERZEICHNIS..................................................................3
2
BEEINFLUSSUNG...........................................................................6
2.1 Begriffe der Telekommunikationstechnik
..........................................................6
2.2 Begriffe der elektrischen
Energietechnik...........................................................7
2.3 Beeinflussung durch elektrische Energieanlagen
..........................................10
2.4 Auswirkung der
Beeinflussung.........................................................................12
2.5 Prüfung von
Beeinflussungsmöglichkeiten.....................................................13
2.6 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Drehstromanlagen
...............................13
2.7 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Bahnstromanlagen
..............................16
3
GRENZWERTE..............................................................................18
3.1 Zulässige Beeinflussungsspannungen hinsichtlich
Gefährdung..................19
3.2 Zulässige Beeinflussungsspannungen hinsichtlich
Funktionsstörungen ...20
3.3 Zulässige Geräuschspannung
..........................................................................20
3.4 Grenzabstände hinsichtlich Gefährdung durch ohmsche
Beeinflussung....20
3.4.1 Grenzabstände zu Drehstromanlagen
..............................................................21
3.4.2 Grenzabstände zu Bahnstromanlagen
.............................................................23
4 SCHUTZMAßNAHMEN
.................................................................25
4.1 Schutzmaßnahmen gegen induktive
Beeinflussung.......................................25
4.1.1 Einsatz von Überspannungsableitern
(ÜsAg)..................................................25
4.1.2 Kabel mit Induktionsschutzaufbau
...................................................................25
4.1.3 Reduktionsschutzeinrichtungen
.......................................................................26
4.1.4 Kompensationsleiter
..........................................................................................26
4.2 Schutzmaßnahmen gegen ohmsche
Beeinflussung.......................................27
4.2.1 Abstände zwischen Erdungsanlagen und Kommunikationskabeln
..............27
4.2.2 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in Anlagen
derelektrischen Energietechnik
..............................................................................27
4.2.3 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in den Bereich des
Bahn-PotA
.....................................................................................................................27
5 KENNZEICHNUNG VON
TK-ANLAGEN.......................................28
6 MESSUNGEN
................................................................................28
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6.1 Messen der Beeinflussungsspannung
............................................................ 28
6.1.1 Messaufbau
........................................................................................................
29
6.1.2 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Fehlerfall
.................................. 30
6.1.3 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Normalbetrieb
.......................... 30
6.1.4 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn
.................................... 30
6.1.5 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn
imNormalbetrieb.....................................................................................................
30
6.2 Messen der
Geräuschspannung.......................................................................
31
6.3 Messen der bewerteten
Längsspannung.........................................................
32
6.4 Messen von
Erdungswiderständen..................................................................
32
7 KOSTENERMITTLUNG UND ABRECHNUNG
VONSCHUTZMAßNAHMEN.................................................................
33
7.1 Allgemeine Hinweise
.........................................................................................
33
7.2
Begriffe................................................................................................................
34
7.3 Berechnung der Kosten
....................................................................................
34
7.3.1
Anschaffungskosten..........................................................................................
35
7.3.2 Zuschläge für Betriebs-, Instandhaltungs- und
Erneuerungskosten............ 36
ANHANG 1 TECHNISCHE DATEN VON
TK-KABELN..................................... 37
A. Typenbezeichnung von
Kommunikationskabeln............................................
37
B. Reduktionsfaktoren von Kommunikationskabeln
.......................................... 38
C. Gleichstromwiderstände von Kommunikationskabeln
.................................. 43
D. Erforderliche KVz-Erdausbreitungswiderstände für
Kommunikationskabelmit Induktionsschutz der Baureihe 1DB
.......................................................... 44
E. Ausbreitungswiderstand von Erdungsanlagen
.............................................. 44
ANHANG 2 BESCHREIBUNG DER BETRIEBSWEISE VONHOCHSPANNUNGSNETZEN
....................................................... 47
A.
Drehstromnetze..................................................................................................
47
B. Bahnstromnetze
.................................................................................................
52
ANHANG 3 BESCHREIBUNG DES AUFBAUS
VONTELEKOMMUNIKATIONSNETZEN..............................................
56
A. Basisnetz (Fernlinien; Verbindungsnetz,
überregional)................................ 56
B. Zugangsnetz
(regional)......................................................................................
56
ANHANG 4 BESCHREIBUNG DER WIRKUNGSWEISE
VONSCHUTZMAßNAHMEN.................................................................
58
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A. Kommunikationskabel mit
Induktionsschutzaufbau.......................................58
B. Reduktions-Schutzeinrichtungen
.....................................................................59
C. Überspannungsableiter
(ÜsAg).........................................................................61
D. Kompensationsleiter
..........................................................................................62
ANHANG 5 EINSATZ VON ÜSAG UND LARZA
..............................................65
A. Potenziale und Spannungen an Tk-Adern bei Beeinflussung im
Fehlerfall .66
B. Ermittlung des erforderlichen
KVz-Erdungswiderstandes.............................67
C. Latenter Adern-Reduktionsfaktor beim Zünden der Ableiter
(LARZA)..........68
D. Realisierung von Erdungswiderständen
..........................................................69
E. Schutzmaßnahmen bei Endstellen
...................................................................70
ANHANG 6 RECHTSVORSCHRIFTEN, VEREINBARUNGEN UNDNORMEN
.......................................................................................72
ANHANG 7 VERZEICHNIS DER VERWENDETEN FORMELZEICHEN
..........77
ANHANG 8 VERZEICHNIS DER
ABKÜRZUNGEN..........................................79
A. Kurzzeichen von
Kommunikationskabelbezeichnungen................................79
B. Abkürzungen der
Telekommunikationstechnik...............................................80
C. Abkürzungen der elektrischen Energietechnik
...............................................80
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2 Beeinflussung
2.1 Begriffe der Telekommunikationstechnik
Der historisch gewachsene Begriff der „Fernmeldetechnik“wird in
Literatur, Normen und allgemeinen Sprachgebrauchzunehmend durch die
neue Bezeichnung „Telekommunika-tionstechnik“ ersetzt.Diese
Änderung wird in der vorliegenden Ausgabe der TE3berücksichtigt,
obwohl in einigen gültigen Normen nach wievor die bislang
gebräuchlichen Bezeichnungen vorhandensind.
Für die Bezeichnung „Fernmeldekabel“ wird in Anlehnung anDIN EN
50290 im vorliegenden Dokument das Wort „Kom-munikationskabel“
verwendet.Dem Sprachgebrauch folgend werden die ehemaligen
Be-zeichnungen wie z.B. Fernmeldeanlagen oder Fernmeldelei-tungen
durch Tk-Anlagen und Tk-Leitungen ersetzt.
Telekommunikationsanlagen (Tk-Anlagen)technische Einrichtungen
oder Systeme, die als Nachrichtenidentifizierbare
elektromagnetische oder optische Signalesenden, übertragen,
vermitteln, empfangen, steuern oderkontrollieren können.
Telekommunikationslinienunter- oder oberirdisch geführte
Tk-Kabelanlagen einschließ-lich ihrer zugehörigen Schalt- und
Verzweigungseinrichtun-gen, Masten und Unterstützungen,
Kabelschächte und Ka-belkanalrohre.
Längsspannung UL (asymmetrische Spannung,
Gleich-taktspannung)die aus einer elektrischen Energieanlage
induktiv in die bei-den Leiter einer Tk-Leitung eingekoppelte
Spannung
Erdunsymmetrieist die Ungleichheit der elektromagnetischen
Kopplungsei-genschaften der beiden Leitungszweige einer
Tk-Leitungoder eines Telekommunikationsgerätes gegen Erde.
Begriffe derTelekommunikation
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Querspannung Uq (symmetrische Spannung, Gegentakt-spannung)ist
die durch die Längsspannung an der Erdunsymmetrie derLeitung und
des Telekommunikationsgerätes hervorgerufeneSpannung zwischen den
zwei aktiven Leitern der Tk-Leitung(Signalkreis).
Geräuschspannung Ugist die mit dem A-Filter psophometrisch
bewertete Querspan-nung auf analogen Sprechstromkreisen. Das
A-Filter bildetdie frequenzabhängige Empfindlichkeit des
menschlichenOhres nach.
Bewertete LängsspannungMit dem A-Filter psophometrisch bewertete
Längsspannung.Die bewertete Längsspannung dient als Ersatzgröße für
dieBeurteilung von Störgeräuschen, wenn die Geräuschspan-nung nicht
direkt ermittelbar ist.
Kabelmantelreduktionsfaktor rKDer Kabelmantelreduktionsfaktor
ist ein Maß für die Schirm-wirkung einer metallenen Kabelhülle. Der
Kabelmantelreduk-tionsfaktor ist das Verhältnis der Längsspannung
mit beidsei-tig geerdetem Kabelmantel zur Längsspannung ohne
Man-telerdung.
Gesamtreduktionsfaktor rDer Gesamtreduktionsfaktor setzt sich
aus den Reduktions-faktoren für Erdseil, Schiene, Kabelmantel und
Umwelt zu-sammen. Die genaue Berechnung ist in der TE 1 der SfB
be-schrieben.
2.2 Begriffe der elektrischen Energietechnik
Der bisher verwendete Begriff der „Starkstromtechnik“ wirdin
Literatur, Normen und allgemeinem Sprachgebrauch zu-nehmend durch
die neue Bezeichnung „elektrische Energie-technik“ ersetzt.Diese
Änderung wird auch in der vorliegenden Ausgabe derTE3
berücksichtigt, obwohl in einigen gültigen Normen nachwie vor die
bislang gebräuchlichen Bezeichnungen vorhan-den sind.
Elektrische EnergieanlageTechnische Einrichtungen und Systeme
zur Energieerzeu-gung, -übertragung, -verteilung und -nutzung.
Begriffe derEnergietechnik
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DrehstromanlagenSiehe Anhang 2
BahnstromanlagenSiehe Anhang 2
ErdungsanlageÖrtlich begrenztes System von leitend miteinander
verbun-denen Erdern, Erdungsleitern und
Potenzialausgleichsleiternoder metallischen Teilen, die in gleicher
Weise wirken (z.B.Mastfüße, Bewehrungen, metallene Kabelmäntel,
vgl. DINVDE 0101).
ErdkurzschlussBerührung eines Leiters eines Betriebsstromkreises
mit Erde.Erdkurzschluss setzt eine Sternpunkterdung voraus.
Erd-schluss im kompensierten oder isolierten Netz ist kein
Erd-kurzschluss.
Fehlerstrom IFStrom, der vom Betriebsstromkreis zur Erde oder zu
geer-deten Teilen an der Fehlerstelle (Ort des Erdfehlers)
fließt.
Erdungsstrom IEDer Strom, der über die Erdungsimpedanz in die
Erde fließt.Er ist der Teil des Erdfehlerstromes IF, durch den die
Poten-zialanhebung der Erdungsanlage verursacht wird (vgl. DINVDE
0101).
DoppelerdschlussBei einem Doppelerdschluss haben zwei Leiter
eines Dreh-stromsystems an räumlich auseinander liegenden
StellenErdberührung. Dieser Fehlerfall kann in Netzen mit
freiemSternpunkt oder mit Erdschlusskompensation bzw.
vorüber-gehender niederohmiger Erdung auftreten.
Berührungsspannung UTDer Teil der Erdungsspannungen bei einem
Erdfehler, dervom Menschen abgegriffen werden kann. Dabei wird
ange-nommen, dass der Strom durch den menschlichen Körpervon einer
Hand zu den Füßen fließt (vgl. DIN VDE 0101 bzw.VDE0115-3).
Kabelmantelreduktionsfaktor rKDer Kabelmantelreduktionsfaktor
ist ein Maß für die Schirm-wirkung einer metallenen Kabelhülle. Der
Kabelmantelreduk-tionsfaktor ist das Verhältnis des Erdungsstromes
zur Sum-me der Nullströme in den Leitern eines Kabels.
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Ausbreitungswiderstand REWirkwiderstand der Erde zwischen dem
Erder und der Be-zugserde.
Erdungsimpedanz ZEImpedanz zwischen der Erdungsanlage und der
Bezugserde.Anmerkung: Die Erdungsimpedanz wird nicht nur von
denunmittelbar angeschlossenen Erdern bestimmt, sondern auchdurch
angeschlossene Erdseile von Freileitungen, durch an-geschlossene
Kabel mit Erderwirkung sowie durch andereErdungsanlagen, die mit
der betreffenden Erdungsanlagedurch Kabelmäntel und -schirme,
PEN-Leiter oder auf andereWeise leitend verbunden sind (siehe DIN
VDE 0101, Ab-schnitt 2.7.10.3).
KompensationsleiterKompensationsleiter sind beidseitig geerdete
niederohmigeLeiter, die eine Kurzschlussschleife bilden. Das
Magnetfelddes Kurzschlussstromes kann das störende Magnetfeld
teil-weise kompensieren und so die
Beeinflussungsspannungreduzieren.
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2.3 Beeinflussung durch elektrische Energieanlagen
Eine Beeinflussung von Tk-Anlagen im Einwirkungsbereichvon
Hochspannungsdrehstrom- und Bahnanlagen kanndurch induktive,
ohmsche und kapazitive Kopplung auftreten.
(1) Beeinflussende Systeme im Sinne dieser Empfehlung sind:
- Bahnstromanlagen der Wechselstrombahn (Ober- und
Spei-seleitungen, Bahnstromleitungen,
Schienenrückströme,Schienenpotenzial, Erdungsanlagen)
- Drehstromanlagen (Übertragungsleitung, Erdungsanlage)-
Energieversorgungssysteme im Bahnbereich, die die Schiene
als Rückleiter einbeziehen (z.B. elektrische Zugheizung)
(2) Die Beeinflussung durch elektrische Energieanlagen
beinhaltet dieEinkopplung von Spannungen und Strömen in
Tk-Anlagen.
Induktive Beein-flussung
Kapazitive Beein-flussung
Galvanische Be-einflussung
durch das vomStrom in der Ener-gieanlage
erzeugtemagnetischeWechselfeld
durch das von derSpannung imHochspannungs-system
erzeugteelektrische Wech-selfeld
durch Strom übergemeinsame Im-pedanzen an-sonsten unabhän-giger
Stromkreise
⇓ ⇓ ⇓
Telekommunikationstechnik
Bild 1 Arten der Beeinflussung durch
elektrischeEnergieanlagen
(3) Die verursachten Spannungen und Ströme können Anlagen
undPersonen gefährden.
(4) Durch magnetische Wechselfelder, erzeugt durch Betriebs-
oderKurzschlussströme in elektrischen Energieanlagen, werden über
e-lektromagnetische Kopplungen in benachbarten Leitern Spannun-gen
induziert.
Die elektromagnetische Kopplung ist relevant, wenn Tk-Leitungen
inder Nähe oder parallel zu Energieanlagen geführt werden.
(5) Ein an eine Spannungsquelle angeschlossener Leiter baut in
seinerUmgebung ein elektrisches Feld auf. Die influenzierende
Wirkungdes elektrischen Wechselfeldes ruft in den benachbarten
LeiternSpannungen und Ströme hervor.
Die kapazitive Beeinflussung muss beachtet werden, wenn
Freilei-tungen oder ungeschirmte Luftkabel der
Telekommunikationstech-nik im Bereich (Abstand bis mehrere 10 m)
von Energieanlagenverlaufen. Diese Beeinflussungsart wird in dieser
Empfehlung nichtbehandelt.
Beeinflussungs-quellen
InduktiveBeeinflussung
KapazitiveBeeinflussung
Arten der Be-einflussung
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(6) Galvanische Beeinflussung ist die Erzeugung von elektrischen
Po-tenzialen in Tk-Anlagen infolge direkten Stromübertritts von
Anlagender elektrischen Energietechnik. Durch Ströme von
Hochspan-nungsdrehstrom- und Bahnanlagen im Erdreich ändert sich
mit demErdoberflächenpotenzial auch das Potenzial der
Erdungsanlagen.
(7) Die Beeinflussungsdauer ist die Zeitdauer der Einwirkung der
Be-einflussung.
(8) Beeinflussung im Normalbetrieb ist eine dauernd oder
häufiger auf-tretende Beeinflussung, die während des normalen
Betriebs einerelektrischen Energieanlage auftritt.
(9) Beeinflussung im Fehlerfall ist eine Beeinflussung während
einesunterschiedlich lang andauernden aber stets
vorübergehendenFehlerzustands einer elektrischen Energieanlage, z.
B. Erdschlussoder Erdkurzschluss.
GalvanischeBeeinflussung
Beeinflussungs-dauer
Normalbetrieb
Fehlerfall
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2.4 Auswirkung der Beeinflussung
Die durch Beeinflussung aus Anlagen der Energietechnik
er-zeugten Spannungen und Ströme können sich in Tk-Anlagenwie folgt
auswirken:
(1) Eine Personengefährdung ist möglich durch gleichzeitiges
Berührenspannungsführender und geerdeter Anlagenteile.
Untersuchungenüber physiologische Wirkungen des elektrischen
Stromes zeigen,dass wegen der kurzen Einwirkungsdauer eine
Gefährdung durchdie möglichen Stromstärken nicht zu erwarten ist,
falls die in dieserEmpfehlung niedergelegten Maßnahmen getroffen
werden.
(2) Eine mögliche Sachgefährdung durch Beeinflussung im
Fehlerfallbetrifft Tk-Geräte, die an die beeinflussten Tk-Leitungen
unmittelbarangeschlossen sind. Bei den Tk-Leitungen ist das Risiko
einerSachgefährdung geringer, insbesondere dann, wenn es sich
umkunststoffisolierte Kabel handelt.
(3) Funktionsstörungen können im Normalbetrieb auftreten, wenn
Lei-tungen von Tk-Anlagen mit erdunsymmetrischer Zeichengabe
un-zulässig beeinflusst werden. Die hierdurch bewirkte Verzerrung
derWählimpulse kann Fehlsteuerungen zur Folge haben. Bei den
heuteüberwiegend digital betriebenen Tk-Einrichtungen sind
Beeinträch-tigungen durch die Grundschwingung der
Beeinflussungsspannungnicht zu erwarten.Funktionsstörungen im
Fehlerfall können auftreten(z. B. Bitfehler durch Zünden von
Überspannungsableitern) undwerden wegen der Seltenheit dieses
Ereignisses akzeptiert.
(4) Störungen durch Geräuschspannungen.
Die Geräuschspannung ist eine durch Grundschwingung und
Ober-schwingungen einer elektrischen Energieanlage auf analog
betrie-benen Tk-Stromkreisen oder Tonleitungen hervorgerufene
fre-quenz-bewertete Fremdspannung. Da das Berechnen von
Ge-räuschspannungen mit erheblichen Unsicherheitsfaktoren
behaftetist, können zuverlässige Aussagen nur durch Messungen an
derbeeinflussten Tk-Anlage gewonnen werden.
Personen-gefährdung
Sachgefährdung
Funktions-störung
Geräusch-störung
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2.5 Prüfung von Beeinflussungsmöglichkeiten
Die Prüfung von Tk-Anlagen auf Beeinflussung sollte bis
zufolgenden Näherungsabständen zu elektrischen Energiean-lagen
durchgeführt werden:
1000 m in ländlicher Umgebung 250 m in dicht besiedeltem
Gebiet
(z.B. Städte)
Bei allen Beurteilungen wird das gleichzeitige Auftreten vonzwei
oder mehreren voneinander unabhängigen Fehlern so-wie das Versagen
von Schutzeinrichtungen aufgrund vonErfahrung und Theorie als
unwahrscheinlich angesehen unddaher nicht berücksichtigt.
Im Anhang 2 werden die Betriebsweise elektrischer Netzeder
Energietechnik und mögliche Fehler in diesen Netzenbeschrieben, die
im Zusammenhang mit möglichen Beein-flussungen zu betrachten
sind.
2.6 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Drehstroman-lagen
Tabelle 1 gibt eine Übersicht, in welchen Fällen
möglicheBeeinflussungen beim Zusammentreffen von Tk- und
Dreh-stromanlagen zu untersuchen sind.
In den mit einer Ziffer gekennzeichneten Fällen sind
Untersu-chungen nur dann erforderlich, wenn die den Ziffern
zuge-ordneten Kriterien zur Tabelle 1 erfüllt sind.
Näherungs-abstände
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Tabelle 1 Zu untersuchende Beeinflussungsfälle bei
Drehstrom-anlagen
Bedeutung der Ziffern:1) Untersuchung nur bedingt, gemäß
Kriterium 12) Untersuchung nur bedingt, gemäß Kriterium 23)
Untersuchung nur in Netzen mit vorübergehender niederohmiger
Stern-
punkterdung und gemäß Kriterium 34) Untersuchung nur in Netzen
mit vorübergehend niederohmiger Sternpunkt-
erdung und gemäß Kriterium 4
+ Untersuchung erforderlich(+) Untersuchung nur unter Beachtung
der Kriterien erforderlich.- keine Untersuchung erforderlich
Drehstromanlagen Tk-Anlagen
Gefährdung durchSternpunkt-behandlung
Art desNetzes Zustand induktive
Beein-flussung
ohmscheBeein-
flussung
Normalbetrieb (+)1 -
Freileitung
Erdkurzschluss + +
Normalbetrieb - -
NiederohmigerSternpunkt
Kabel
Erdkurzschluss (+)2 -
Normalbetrieb (+)1 -
Erdschluss bzw.Erdkurzschluss (+)
4 (+)3Freileitung
Doppelerdschluss - -
Normalbetrieb - -
Erdschluss bzw.Erdkurzschluss - (+)
3
isolierterSternpunkt
erdschluss-kompensiert
vorübergehendniederohmigerSternpunkt
Kabel
Doppelerdschluss - -
Tabelle 1Beeinflussungdurch Dreh-stromanlagen
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Anmerkung zur Tabelle 1:
Nach den derzeit gültigen Normen (DIN VDE 0228)
sindSchutzmaßnahmen gegen Schäden durch das Auftreten
vonDoppelerdschlüssen nicht erforderlich. Nach übereinstim-mender
Ansicht der Mitglieder der Schiedsstelle für Beein-flussungsfragen
sind Schutzmaßnahmen auch zukünftig nichtzu treffen. Der Aufwand,
der zur Erzielung eines Schutzesvor Schäden durch das Auftreten von
Doppelerdschlüssennotwendig wäre, steht in keinem akzeptablen
Verhältnis zurSchadenshöhe wegen der relativ geringen Häufigkeit
desAuftretens dieses Ereignisses.Die Schiedsstelle stellt fest,
dass das Unterbleiben von sol-chen Schutzmaßnahmen kein
pflichtwidriges Unterlassendes Betreibers der beschädigten Anlagen
(siehe auchAnhang 6).
Kriterien zur Tabelle 1
Kriterium 1
Die Beeinflussung einer Tk-Anlage durch den Normal-betrieb einer
Hochspannungsfreileitung wird nur be-rücksichtigt, wenn eine
Tk-Leitung in enger Näherungverläuft. Mit einer Gefährdung durch
unzulässige Be-einflussungsspannung ist zu rechnen, wenn das
Ver-hältnis:
IB • l • rk/a > 35 ist.
a Näherungsabstand in ml Näherungslänge in mIB Betriebsstrom in
kArk Reduktionsfaktor für Tk-Kabelmantel
Kriterium 2
Der Erdkurzschluss von Hochspannungskabeln, die zueinem
Hochspannungsnetz mit niederohmiger Stern-punkterdung gehören, wird
nicht berücksichtigt bei:- Drehstromkabeln mit Aluminium- oder
Bleimantel o-
der mit Kupferschirmen von mind. 16mm2 Quer-schnitt, wenn bei
einer Nennspannung von 20 kVund darunter der Erdkurzschlussstrom ≤
2 kA ist,
- Drehstromkabeln im Stahlrohr, wenn der Erdkurz-schlussstrom 15
kA nicht übersteigt.
Doppel-erdschluss
Kriterium 1
Kriterium 2
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Kriterium 3
In Drehstromanlagen, die zu einem Netz mit vorüberge-hender
niederohmiger Sternpunkterdung gehören, istdie Untersuchung von
Tk-Anlagen in Bezug auf eineGefährdung durch ohmsche Beeinflussung
erforderlich,wenn sich Näherungen der Tk-Anlage ergeben (s.
auchTabelle 4).
Kriterium 4
Mit einer unzulässigen induktiven Beeinflussung istdann zu
rechnen, wenn eine Näherung zwischen Hoch-spannungsfreileitung und
Tk-Kabel vorliegt und dasVer-hältnis
IK • l •rK/ ln a > 0,64 ist.
a Näherungsabstand in ml Näherungslänge in kmrk Reduktionsfaktor
für Tk-KabelmantelIK Fehlerstrom in kA
2.7 Beeinflussungsmöglichkeiten durch Bahnstroman-lagen
Tabelle 2 gibt eine Übersicht, in welchen Fällen
möglicheBeeinflussungen beim Zusammentreffen von Tk- und
Bahn-stromanlagen zu untersuchen sind.
Kriterium 3
Kriterium 4
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Bahnstromanlage Tk-Anlage
Gefährdung durchBeeinflussende
LeitungArt desNetzes Zustand
induktiveBeein-
flussung
ohmscheBeein-
flussung
Normalbetrieb + +Ober- und Spei-seleitung Freileitung
Kurzschluss + +
Normalbetrieb + +
Speiseleitung Kabel
Kurzschluss + +
Normalbetrieb - -
Erdschluss - (+) 5Freileitung
Doppel-erdschluss - -
Normalbetrieb - -
Erdschluss - -
Bahnstrom-leitung mit Erd-schluss-kompensation
Kabel
Doppel-erdschluss - -
Tabelle 2 Zu untersuchende Beeinflussungsfälle bei
Bahnstrom-anlagen
Bedeutung der Ziffern:
+ Untersuchung erforderlich(+) Untersuchung nur unter Beachtung
der Fußnote 5) erforderlich- keine Untersuchung erforderlich
5) Untersuchung nur für das Unterwerk in „96361 Steinbach am
Wald“ oder fürvergleichbare Anlagen mit Erdschlusslöschspulen,
siehe Anhang 2
Tabelle 2Beeinflussungdurch Bahn-stromanlagen
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3 Grenzwerte
Beim Beurteilen der Beeinflussung von Tk-Anlagen ist zu
be-rücksichtigen, dass sich die Berechnung der möglichen
Be-einflussungsgrößen teilweise auf statistische Angaben stützt,die
aus Erfahrungswerten hergeleitet sind und in Abhängig-keit von Ort,
Dauer und Größe streuen.
Für die Beurteilung der induktiv in Tk-Leitungen eingekop-pelten
Beeinflussungsspannung sind hinsichtlich einer Ge-fährdung der
Normalbetrieb und der Fehlerfall, hinsichtlichmöglicher
Funktionsstörungen bzw. Störungen des Informati-onsflusses der
Normalbetrieb maßgebend.
Die induktiv eingekoppelten Beeinflussungsspannungen wer-den
gemäß der „Technischen Empfehlung 1 der SfB“ (TE 1)nach folgender
Gleichung berechnet:
ω••••= rlMIEi
'
Ei induktiv eingekoppelte SpannungI beeinflussender StromM‘
längenbezogene Gegeninduktivitätl Näherungslänger
Gesamtreduktionsfaktorω Kreisfrequenz = 2π • f
Der Gesamtreduktionsfaktor setzt sich aus den
Reduktions-faktoren verschiedener Kompensationsleiter und dem
Um-weltreduktionsfaktor zusammen, das Verfahren zu deren
Er-mittlung ist in den „Technischen Empfehlungn 1 und 8 derSfB“ (TE
1 und TE8) beschrieben.
InduzierteSpannung
Grenzwerte
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3.1 Zulässige Beeinflussungsspannungen
hinsichtlichGefährdung
In Tabelle 3 sind die zulässigen Grenzwerte der in Tk-Anlagen
induktiv und ohmsch eingekoppelten Beeinflus-sungsspannungen gegen
örtliche Erde hinsichtlich Personen-und Sachgefährdung
angegeben.
Gefährdungsart Betriebszustand Dauer Spannung
t ≤ 0,1 s 2000 V
0,1 s < t ≤ 0,2 s 1500 V
0,2 s < t ≤ 0,35 s 1000 V
0,35 s < t ≤ 0,5 s 650 V
0,5 s < t ≤ 1,0 s 430 V
1,0 s < t ≤ 3,0 s 150 V
Fehlerfall
t > 3,0 s 60 V
Personen-gefährdung
Normalbetrieb ohne Begrenzung 60 V
t ≤ 0,2 s 1030 V
0,2 s < t ≤ 0,35 s 780 V
0,35 s < t ≤ 0,5 s 650 V
0,5 s < t ≤ 1,0 s 430 V
1,0 s < t ≤ 3,0 s 150 V
Fehlerfall
t > 3,0 s 60 V
Sach-gefährdung
Normalbetrieb ohne Begrenzung 60 V
Tabelle 3 Grenzwerte der Beeinflussungsspannungen gegenörtliche
Erde hinsichtlich Gefährdung
Die Dauer der Beeinflussungsspannungen und die dazu ge-hörenden
Spannungsgrenzwerte sind den ITU-T Empfehlun-gen K.33 und K.53
entnommen.
Tabelle 3GrenzwerteGefährdung
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3.2 Zulässige Beeinflussungsspannungen
hinsichtlichFunktionsstörungen
Für Tk-Anlagen gelten hinsichtlich Funktionsstörungen dieWerte
für Sachgefährdung gemäß Tabelle 3.
Für vorhandene alte Techniken (unsymmetrische Zeichenga-be z.B.
Leitungen für analoge Durchwahlanlagen, Signalisie-rungsleitungen
o. ä.) gelten folgende Werte:
Zulässige Beeinflussungsspannung bei16,7 Hz 50 Hz
Tk-Anlagen mit erdun-symmetrischer Zeichengabe 15 Veff 20
Veff
3.3 Zulässige Geräuschspannung
Die Geräuschspannung im Gesprächszustand darf 0,5 mVnicht
überschreiten (VDE0228, Teil 1). Ersatzweise musseine bewertete
Längsspannung (A-Filter) von 200 mV ein-gehalten werden.
Anmerkung: Der Grenzwert wurde abgeleitet aus dem in den
ITU-T-Empfehlungen enthaltenen Querspannungsgrenzwert 1 mVEMK, der
äquivalent zu 0,5 mV ist, die auf einer abgeschlos-senen Leitung
gemessen werden, wenn ein Wert für die Un-symmetriedämpfung von 46
dB nach der ITU-T-EmpfehlungK.10 zu Grunde gelegt wird.
3.4 Grenzabstände hinsichtlich Gefährdung durchohmsche
Beeinflussung
Die Einhaltung von Grenzabständen ist nur zu untersuchen,wenn
nach den Tabellen 1 oder 2 eine Prüfung erforderlichwird.Im Bereich
einer Erdungsanlage der elektrischen Energie-technik, in dem das
Erdoberflächenpotenzial noch kein neut-rales Potenzial erreicht
hat, sind an Tk-Anlagen Schutzmaß-nahmen gegen Beeinflussung durch
ohmsche Kopplung nichterforderlich, wenn die in Tabelle 4
angegebenen Grenzab-stände a eingehalten werden.
Der Grenzabstand a versteht sich hierbei als lichter
Abstandzwischen dem äußeren Rand von Hochspannungs- und Tk-Anlage
(einschließlich ihrer Erdungsanlagen).
GrenzwerteFunktions-störungen
GrenzwerteGeräusch-spannung
Grenzabständebei ohmscherBeeinflussung
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3.4.1 Grenzabstände zu Drehstromanlagen
Die für den Bereich von Drehstromanlagen in Tabelle 4
an-gegebenen größten Grenzabstände a sind nach
Möglichkeiteinzuhalten. Ist dies wegen der räumlichen
Gegebenheitennicht möglich, sind Abstände innerhalb der
angegebenenBereiche möglich, wenn die zugehörigen ErsatzmaßnahmenE
angewendet werden.
Sind Kommunikationskabel in eine Anlage der
elektrischenEnergietechnik eingeführt, so sind an den
Tk-AnlagenSchutzmaßnahmen nur erforderlich, wenn die Grenzwerteder
Beeinflussungsspannungen die Werte der Tabelle 3 ü-berschreiten.Die
Auswahl von Schutzmaßnahmen gegen ohmsche Beein-flussungsspannungen
enthält der Abschnitt 4.2.
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Hochspannungsanlage Näherung zu einer Tk-Anlage
DrehstromanlagenArt Sternpunkt-
behandlung
Erdfühlige Bau-teile einer Tk-
Anlage
IsoliertesTk-Kabel
Niederohmig
Vorübergehendniederohmig
a ≥ 150m
oder
150m > a > 0,5mund E1
a ≥ 2m
oder
2m > a > 0,5mund E3
Umspann-anlagen
KraftwerkeIsoliert
Erdschluss-kompensiert
a ≥ 2m
oder
2m > a > 0,5mund E1
a ≥ 0,5m
Trafostationen
HochspannungerdfreiundNiederspannungniederohmig
a ≥ 2m
oder
2m > a > 0,5mund E1
a ≥ 0,5m
Niederohmig
a ≥ 20m
oder
20m > a > 0,5mund E2
a ≥ 2m
oder
2m > a > 0,5mund E3
Maste Vorübergehendniederohmig
isoliert
Erdschluss-kompensiert
a ≥ 2m
oder
2m > a > 0,5mund E1
a ≥ 0,5m
BahnstromanlagenErdfühlige Bau-teile einer Tk-
Anlage
IsoliertesTk-Kabel
Unterwerkea ≥ 5moderE4
a ≥ 1,2moderE4
Fahrschienea ≥ 5moderE4
a ≥ 1,2moderE5
Oberleitungen u.Oberleitungsmaste
a ≥ 5moderE4
a ≥ 1,2moderE5
Maste von 110-kV-Bahnstroman-lagen
a ≥ 2moder2m > a > 0,5mund E1
a ≥ 0,5m
Tabelle 4 Grenzabstände a von Tk-Anlagen zu
Energieanlagenhinsichtlich Gefährdung durch ohmsche
Beeinflus-sung
Tabelle 4Grenzabstände zuDrehstrom- undBahnstromanl.
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Ersatzmaßnahmen E :
E1: Es ist zu prüfen, ob an der Tk-Anlage die zulässige
Berührungsspannunggemäß DIN VDE 0101 bzw. DIN EN 50122-1 (VDE 0115
Teil 3) eingehal-ten wird. Der Betreiber der Hochspannungsanlage
muss auf Anfrage An-gaben bereitstellen, die zur Ermittlung der
Berührungsspannung notwen-dig sind.Bei Überschreitung der
Grenzwerte sind alternativ folgende Schutzmaß-nahmen zu
treffen:
E1.1: Verwendung von nicht leitenden Materialien und Vermeidung
von berühr-baren Metallteilen für die Tk-Anlage.
E1.2: Potenzialsteuerung durch einen mit der Erdungsanlage der
Tk-Anlageverbundenen Oberflächenerder in etwa 1m Abstand vom Rand
der Tk-Erdungsanlage in höchstens 0,5m Tiefe.
E1.3: Isolierung des Standortes:Die verwendeten Isolierschichten
müssen eine solche Ausdehnung haben,dass eine Berührung von
geerdeten leitfähigen Teilen der Tk-Anlage mitder Hand von einem
Standort außerhalb der Isolierschicht nicht möglichist.Die
Isolierung des Standortes gilt ohne Nachweis als ausreichend bei
ei-ner:- Schotterschicht von mind. 100 mm Dicke- Asphaltschicht mit
entsprechendem Unterbau (z.B. Schotter)
E2: Anwendung der Ersatzmaßnahme E1.1 bis E1.3 ohne Prüfung, ob
diezulässigen Berührungsspannungen gemäß DIN VDE 0101 bzw. DIN
EN50122-1 (VDE 0115 Teil 3) eingehalten werden.
E3: Einziehen des Kommunikationskabels in ein Schutzrohr aus
Kunststoff biszu einem Abstand von 2m beidseitig der Erdungsanlage.
Die Verwendungvon Rohr-Halbschalen ist nicht zulässig.Anstelle
eines Schutzrohres ist auch das Aufbringen einer zusätzlichen
I-solierung zulässig, die vergleichbar mit den
Isolationseigenschaften einesSchutzrohres ist.
E4: Sofern keine baulichen Bestimmungen entgegenstehen, darf der
Mindest-abstand unterschritten werden, wenn die Tk-Anlage mit
Bahnerde verbun-den werden kann. Hierzu müssen die Voraussetzungen
nach VDE 0800,Teil 2 erfüllt sein und das Einverständnis des
Bahnbetreibers vorliegen.Dies gilt sinngemäß auch für den
Oberleitungsbereich.
E5: Die Mindestabstände der Kommunikationskabel zu Fahrschienen
und zuBauteilen, die mit den Gleisen verbunden sind, dürfen
unterschritten wer-den, wenn die Kabel eine isolierende Außenhülle
besitzen.
Hinweis:Da die Normen DIN VDE 0101 und DIN EN 50122-1 (VDE 0115
Teil 3)differierende Werte für die zulässige Berührungsspannung bei
Stark-stromanlagen mit Nennspannungen über 1 kV bzw. bei
Bahnanwendun-gen - Ortsfeste Anlagen - angeben, sind die jeweiligen
Anwendungsberei-che zu beachten.
3.4.2 Grenzabstände zu Bahnstromanlagen
Die für den Bereich von Bahnstromanlagen in Tabelle 4
an-gegebenen größten Grenzabstände a sind nach
Möglichkeiteinzuhalten.
Ersatzmaßnahmen
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Ist dies wegen der räumlichen Gegebenheiten nicht möglich,sind
Abstände innerhalb der angegebenen Bereiche zuge-lassen, wenn die
dazugehörigen Ersatzmaßnahmen E ange-wendet werden.Sind
Kommunikationskabel in eine Anlage der elektrischenEnergietechnik
eingeführt, so sind an diesen Schutzmaß-nahmen erforderlich, wenn
die Beeinflussungsspannung diein Tabelle 3 genannten Werte
überschreitet. Die Auswahl derSchutzmaßnahmen gegen ohmsche
Beeinflussungsspan-nungen enthält Abschnitt 4.2.
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4 Schutzmaßnahmen
Grundsätzlich gilt:- Es ist ein möglichst großer Abstand
zwischen Tk-Anlage
und Hochspannungsanlage einzuhalten.- Der Parallelverlauf einer
Tk-Linie zu einer Hochspan-
nungsleitung sollte möglichst kurz sein.- Der Einsatz von
metallfreien Glasfaserkabeln ist ebenfalls
eine Schutzmaßnahme gegen induktive und ohmsche
Be-einflussung
Anhang 1 enthält die technischen Daten von
Kommunikati-onskabeln, in Anhang 4 werden die Schutzeinrichtungen
be-schrieben.
4.1 Schutzmaßnahmen gegen induktive Beeinflussung
4.1.1 Einsatz von Überspannungsableitern (ÜsAg)
Einzelheiten über die Bauarten und Funktionsweise der
ÜsAgenthält Anhang 4C.
Die Vorgehensweise für den Einsatz von Überspannungsab-leitern
im Zugangsnetz und die Ermittlung der einzelnen Ein-flussgrößen ist
im Anhang 5 dargestellt.
Werden in LWL-Kabeln vorhandene Kupferadern mit ÜsAgausgerüstet,
muss darauf geachtet werden, dass eine Beein-flussungsspannung im
Normalbetrieb von 130 Veff nicht über-schritten wird (Brandgefahr
durch intermittierendes Anspre-chen der ÜsAg).Bei Überschreitung
dieses Grenzwertes sollten die Kupfer-adern direkt geerdet
werden.
4.1.2 Kabel mit Induktionsschutzaufbau
Einzelheiten über den grundsätzlichen Aufbau und die
Wir-kungsweise der Induktionsschutzkabel siehe Anhang 4A.
Die Bezeichnung der heute zur Verfügung stehenden Norm-baureihen
sind in der Tabelle A1.2 des Anhangs 1 enthalten.
Die Kabelmantelreduktionsfaktoren der Baureihen D und DBkönnen
den Bildern aus Anhang 1, Abschnitt B entnommenwerden.
Grundsätze fürSchutzmaßnahmen
Einsatz vonInduktions-schutzkabeln
Einsatz von ÜsAg
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Beim Einsatz im Zugangsnetz sind am KVz-Ende in Abhän-gigkeit
vom Wert der Beeinflussungsspannung und der Hk-Länge bestimmte
KVz-Erdungswiderstände einzuhalten. FürKabel der Baureihe 1DB und
16,7 Hz sind die notwendigenAngaben dem Anhang 1, Abschnitt D zu
entnehmen.
4.1.3 Reduktionsschutzeinrichtungen
Reduktionsschutzeinrichtungen werden zur Reduzierung
derBeeinflussungsspannung im Zugangsnetz eingesetzt. Siesind als
aktive (ARS) und passive (PRS) Bauweisen verfüg-bar. Neu aufgebaut
werden nur noch passive Reduktions-schutzeinrichtungen. Passive
Reduktionsschutzeinrichtungenkönnen neben den Längsspannungen auch
Geräusche redu-zieren.
Für Beschreibung und Schaltbild der PRS, siehe Anhang
4,Abschnitt B.
4.1.4 Kompensationsleiter
Nähere Angaben zu Kompensationsleitern sind im Anhang
4,Abschnitt D enthalten.
Kompensationsleiter sind alle in der Nähe der beeinflussen-den
oder der beeinflussten Anlage verlaufenden erdfühligenoder
beidseitig geerdeten leitfähigen Anlagen.
Die Berechnung von Kompensationsleitern ist in der TE8
er-läutert.
Für nachträglich notwendige Kompensationsleiter gibt es
fol-gende Ausführungsvarianten:
- beidseitig geerdeter isolierter Kupferleiter mit 50–120
mm²Querschnitt
- isolierter Kupferleiter mit 50–120 mm² Querschnitt als
Ü-berbrückungsstelle zwischen induktionsgeschützten Ka-beln
- beidseitiges Erden freier Doppeladern
Einsatz vonARS und PRS
Einsatz vonKompensations-leitern
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4.2 Schutzmaßnahmen gegen ohmsche Beeinflussung
4.2.1 Abstände zwischen Erdungsanlagen und
Kommunika-tionskabeln
Grenzabstände sind in Tabelle 4 des Abschnitts 3
beschrie-ben.
Soweit diese Abstände nicht eingehalten werden können,sind
Ersatzmaßnahmen E anzuwenden.
4.2.2 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in Anlagender
elektrischen Energietechnik
- Soweit die Grenzwerte nach Tabelle 3 nicht
überschrittenwerden, sind keine Schutzmaßnahmen erforderlich.
- Soweit die Werte der Tabelle 3 überschritten aber1700 Veff
unterschritten werden, ist der Kabelmantel zuerden, und die Adern
sind beidseitig (in der Hochspan-nungsanlage und im KVz bzw. im
VNK) mit ÜsAg zu be-schalten.
- Bei Beeinflussungsspannungen > 1700 Veff sind
dieSchutzmaßnahmen zwischen dem EVU und dem Tk-Un-ternehmen
abzusprechen.
- Für Trafostationen gilt folgende Regelung: Um Ver-schleppungen
des Spannungspotenzials bei Erdschlusszu vermeiden, darf der
TK-Kabelmantel nicht unmittelbarin den Potentialausgleich
einbezogen werden.
4.2.3 Maßnahmen bei Einführung von Tk-Kabeln in den Be-reich des
Bahnpotenzialausgleichs
- Soweit die Grenzwerte der Tabelle 3 nicht überschrittenwerden,
sind keine Schutzmaßnahmen erforderlich.
- Um Verschleppungen des Schienenspannungspotenzialszu
vermeiden, darf der Tk-Kabelmantel nicht unmittelbarin den
Potenzialausgleich einbezogen werden.
- Die Stromversorgung von Endgeräten muss in jedem Fallvon der
Bahnseite bereitgestellt werden.
- Der Bau von Kabelabschlusseinrichtungen oder Endge-räten im
4m-Schutzbereich der Bahnoberleitung bedarfder Zustimmung der
Bahn
- Bei weiterführenden Gleisen nach Ende der Oberlei-tungsstrecke
sind die Schutzmaßnahmen zwischen derBahn und dem Tk-Unternehmen
abzusprechen
Schutz gegen ohm-sche Beeinflussung
Einführung inAnlagen der el.Energietechnik
Einführung inden Bereich desBahnpotential-ausgleichs
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5 Kennzeichnung von Tk-Anlagen
Die Kennzeichnung von Tk-Anlagen ist dann erforderlich,wenn ohne
Berücksichtigung von Schutzmaßnahmen Be-einflussungsspannungen über
den Grenzwerten der Tabelle3 liegen.
Die Kennzeichnung ist an den Tk-Einrichtungen
(örtlicheKennzeichnung) sowie in den zugehörigen Plan- und
Be-schaltungsunterlagen erforderlich.
Bei der örtlichen Kennzeichnung werden nur Schaltpunkte
imVerlauf der Tk-Linie und an den Abschlusseinrichtungen miteinem
Hinweissymbol (Warnzeichen W 08 der BGI 758 mitdem Zusatzzeichen
„Beeinflussung“) ausgerüstet, bei denenspannungsführende Leiter
unmittelbar oder ggebenenfallsnach dem Entfernen von Abdeckungen
berührt werden kön-nen.
Beeinflussung
6 Messungen
6.1 Messen der Beeinflussungsspannung
Eine Messung von Beeinflussungsspannungen sollte nur
beimindestens einer der folgenden Voraussetzungen durchge-führt
werden:
– Durch Messung ist eine erhebliche Kostenersparnis beiden zu
treffenden Schutzmaßnahmen zu erwarten.
– Eine sichere Bewertung der Beeinflussungssituationdurch
Berechnung ist nicht möglich, z.B. bei Ge-räuschspannungen.
– Es besteht die Gefahr einer Grenzwertüberschreitungbei
Normalbetrieb.
Die bei Messungen anfallenden Kosten trägt jeder Partner
fürseinen Bereich selbst.
Kostentragungbei Messungen
Kennzeichnenvon Tk-Anlagen
Anlässe fürMessungen
WarnzeichenW 08
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6.1.1 Messaufbau
Für die Messung ist eine Doppelader des
beeinflusstenKommunikationskabels am fernen Ende kurzzuschließen
undzu erden. Am nahen Ende wird die Beeinflussungsspannungmit einem
hochohmigen Effektivwertmessgerät gegen örtli-che Erde gemessen
(siehe Bild 4).
Entsprechend dem gewählten Messverfahren des stark-stromseitigen
Versuchsaufbaues (siehe DIN VDE 0101, An-hang N.4) sind die
Messwerte auszuwerten. Sie sind an-schließend auf folgende
beeinflussende Ströme hochzurech-nen:
- bei induktiver Beeinflussung auf den über die beeinflus-sende
Drehstromleitung fließenden ErdkurzschlussstromI‘‘k1
- bei ohmscher Beeinflussung auf den über die Erdungsim-pedanz
ZE der untersuchten Starkstromanlage fließendengesamten
Erdungsstrom IE
- bei gemischt ohmscher/induktiver Beeinflussung die in-duktive
Komponente auf den Erdkurzschlussstrom I‘‘k1und die ohmsche
Komponente auf den Erdungsstrom IE.
Bei Vorliegen einer gemischt ohmschen/induktiven Beein-flussung
entspricht die bei der Messung ermittelbare Beein-flussungsspannung
der geometrischen Summe aus der in-duktiven und ohmschen
Komponente.
U
Ri
1 Doppeladera-Ader
b-Ader
Effektivw ert-messgerät
Beeinflussende Leitung
L
Bild 4 Prinzipschaltbild zur Messung von
Beeinflussungs-spannungen an Tk-Kabeln
Anmerkung: Bei Messungen einer Beeinflussung im Normalbetrieb
zurBeurteilung der Sachgefährdung ist Ri > 10 kΩ.
BeschreibungMessaufbau
SchaltbildLängsspannungs-messung
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6.1.2 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Fehlerfall
Die Beeinflussungsspannungen für den Fehlerfall sind
imNormalbetrieb einer Drehstromanlage nicht messbar.Für den
messtechnischen Nachweis ist ein hochspannungs-seitiger
Versuchsaufbau erforderlich, der auf niedrigemLeistungsniveau die
Verhältnisse des Hochspannungsnetzesbei einem Hochspannungsfehler
nachbildet.
Die Spannungen werden mit speziellen Verfahren wie derUmpolungs-
oder Schwebungsmethode gemessen (sieheDIN VDE 0101, Anhang
N.4).
Die so ermittelten und von den Stör- und
Fremdeinflüssenbereinigten Messgrößen werden anschließend auf die
realenFehlerströme hochgerechnet und für die Bewertung der
Be-einflussungssituation herangezogen.
6.1.3 Beeinflussung durch Drehstromanlagen im Normalbe-trieb
Eine unzulässige Beeinflussung von Tk-Anlagen durch
denNormalbetrieb einer Drehstromanlage ist selten. Sie
kannent-sprechend Abschnitt 6.1.1 und Bild 4 gemessen werden.
6.1.4 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn
imFehlerfall
Die Messung der Beeinflussungsspannung im Fehlerfall istim
Normalbetrieb einer Bahnanlage nicht möglich und erfor-dert ein
spezielles Messverfahren. Die Summe der längs ei-ner Leitung im
Erdkreis induzierten Spannungen lässt sich fürdie Praxis genügend
genau ermitteln, wenn man den Ober-leitungsabschnitt gegen Erde mit
einem Versuchsstromspeist. Die Kommunikationsleitung ist gemäß Bild
4 vorzube-reiten.
Die so ermittelten Messgrößen werden anschließend auf denrealen
Kurzschlussstrom hochgerechnet und dann für die Be-wertung der
Beeinflussungssituation herangezogen.
6.1.5 Beeinflussung durch Oberleitungsanlagen der Bahn
imNormalbetrieb
Der Versuchsaufbau für die Messung der Beeinflussung wäh-rend
des normalen Bahnbetriebes entspricht dem im
BeeinflussungBahnoberleitungim Fehlerfall
BeeinflussungDrehstromanlagenim Normalbetrieb
BeeinflussungDrehstromanlagenim Fehlerfall
BeeinflussungBahnoberleitungim Normalbetrieb
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Abschnitt 6.1.1.
Es sollte mindestens über eine Dauer von 24 Stunden ge-messen
werden.
6.2 Messen der Geräuschspannung
Aus der Einwirkung der Längsspannungen an der Unsym-metrie der
Kommunikationsleitung sowie in den Kommunika-tionsgeräten entsteht
eine Querspannung Uq zwischen der a-und b-Ader. Sie wäre im Fall
vollständiger Symmetrie gleich0 V. Über ein Bewertungsfilter wird
nur der für das entspre-chende Übertragungssystem relevante Teil
der Querspan-nung als Effektivwert gemessen.
Die Geräuschspannung Ug ist eine für analoge
Telekommu-nikationssprechstromkreise frequenzbewertete
Fremdspan-nung. Als Bewertungsfilter wird das A-Filter
(psophometri-sches Filter) verwendet, der Leitungsabschluss
beträgt600 Ω.
ULa ULb
Uq Ug
A-Filter
600 O
hm
beeinflusste Tk-Leitung
Bild 5 Prinzipdarstellung zum Entstehen der
Geräuschspan-nung
Die an den unbeschalteten Doppeladern gemessenen Wertegeben bei
der im Allgemeinen hohen Symmetrie der Leitun-gen keinen Aufschluss
über die zu erwartende Geräuschbe-einflussung beim Betrieb. Es ist
deshalb erforderlich, die Ver-mittlungstechnik und die
Telekommunikationsgeräte mit de-ren Erdunsymmetrie in die Messung
einzubeziehen.
Die Messung wird nach folgendem Messaufbau durchgeführt.
Geräuschspan-nungsmessung
Entstehen derGeräusch-spannung
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APlHVt KVz
Geräuschspannungs-messer mit A-FilterRi = 600 Ω
registrierendesMessgerät
DIV
600 Ω
Telefonanschlußin DIV oder APE
NT TK-Anlage
Kundenbereich
Bild 6 Messen der Geräuschspannung im Gesprächszustand
Für die Messung werden die zum Verbindungsaufbau not-wendigen
Telefonapparate unterbrechungsfrei durch Lei-tungsabschlüsse mit
600 Ω ersetzt.
Die Geräuschspannung sollte zeitgleich mit der Längsspan-nung
gemessen werden. Geräusche, die im Normalbetriebdurch elektrische
Energieanlagen entstehen, dürfen denGrenzwert von 0,5 mV nicht
überschreiten (sieheAbschnitt 3).
6.3 Messen der bewerteten Längsspannung
Ist die Geräuschspannung nicht direkt messbar, so muss
derGrenzwert von 200 mV für die bewertete Längsspannungeingehalten
werden (siehe Abschnitt 3).
Der Messaufbau für die bewertete Längsspannungsmessungentspricht
dem Aufbau unter Abschnitt 6.1.1. Als Messgerätwird ein
Geräuschspannungsmesser mit A-Filter verwendet.Die Messleitungen
werden hochohmig (Ri >10 kΩ) ange-schaltet.
6.4 Messen von Erdungswiderständen
Bei der Messung der Erdausbreitungswiderstände von
Ka-belverzweigern ist darauf zu achten, dass der Kabelmanteldes
beeinflussten Hauptkabels für die Dauer der Messungvon der
örtlichen Erdungsanlage (KVz-Erder) zu trennen ist.
Messen vonErdungswider-ständen
BewerteteLängsspannung
Geräusch-spannung im Ge-sprächszustand
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Alle weiteren in den KVz eingeführten Kabelmäntel müssenmit der
örtlichen Erde verbunden bleiben.
Der Gesamtimpedanz vieler miteinander verbundener Einzel-erder
bzw. eines Erdungsnetzes größerer Ausdehnung
(z.B.Niederspannungsnetz) kann in der Regel nicht mit einer
Er-dungsmessbrücke ermittelt werden.
Der Ausbreitungswiderstand eines Einzelerders in
Gebietengeschlossener Bebauung kann normalerweise nur in Bezugzum
Gesamterdungsnetz gemessen werden (Erdkreiswider-stand).
7 Kostenermittlung und Abrechnung vonSchutzmaßnahmen
7.1 Allgemeine Hinweise
Die Kostentragung für Schutzmaßnahmen regelt sich nachden
Festlegungen der Abschnitte 11 und 12 der „Vereinba-rung zur
Behandlung von Beeinflussungen zwischen elektri-schen
Energieanlagen und Anlagen der Informations-
undTelekommunikationstechnik“ der SfB, sofern keine
Sonder-vereinbarungen bestehen:
Abschnitt 11: Kosten von Schutzmaßnahmen
Die Kosten von Schutzmaßnahmen zur Vermeidung, Redu-zierung oder
Beseitigung von Beeinflussungen hat derBetreiber der
beeinflussenden Anlage zu tragen, soweit seineAnlage später
erstellt wird. Hiervon abweichende vertraglicheVereinbarungen oder
zwingende gesetzliche Vorschriftenbleiben unberührt. Eine spätere
beeinflussungserheblicheÄnderung einer Anlage ist wie eine spätere
Errichtung derAnlage zu behandeln.Die Kosten nicht erforderlicher
oder unverhältnismäßigerSchutzmaßnahmen sind dem Betreiber der
beeinflussendenAnlage nicht anzulasten.Stellt der Betreiber der
beeinflussenden Anlage dem Betrei-ber der beeinflussten Anlage die
Schutzeinrichtung zur Ver-fügung, so soll er ihm das Eigentum daran
übertragen.Für die Kosten des Betriebs, der Instandhaltung und
Erneue-rung der Schutzeinrichtungen ist dem Eigentümer im
Zeit-punkt der Errichtung ein einmaliger Pauschbetrag zu
zahlen.
Kostentragung fürSchutzmaßnahmen
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Abschnitt 12: Bereitstellung von Plan- und
Berechnungsun-terlagen
Die Partner informieren sich rechtzeitig über alle Vorhaben,die
Beeinflussungen verursachen oder verändern können.Sie stellen sich
wechselseitig die erforderlichen Plan- undBerechnungsunterlagen
kostenlos zur Verfügung. Die Ver-antwortung für die Richtigkeit der
Unterlagen übernimmt derPartner, der sie erstellt hat.
Von den Schutzmaßnahmen ist die zu wählen, die die tech-nisch
und wirtschaftlich beste Gesamtlösung darstellt.
7.2 Begriffe
Die Gesamtkosten einer Schutzmaßnahme können aus fol-genden
Teilkosten bestehen:
• Anschaffungskosten
Dies sind Aufwendungen, die für Errichtung und Inbe-triebnahme
einer Schutzmaßnahme notwendig sind. Siesetzen sich zusammen aus:-
Materialkosten- Montagekosten- Zuschlag für Bauvorbereitung und
Baudurchführung
• Instandhaltungs- und Betriebskosten
Notwendige Aufwendungen, die für die Aufrechterhaltungder
Schutzwirkung einer Schutzmaßnahme erforderlichsind.
• Erneuerungskosten
Dies sind alle Aufwendungen, die für den Ersatz
einerSchutzeinrichtung bzw. Teilen davon notwendig sind, umdie
Schutzwirkung während der Dauer des Schutzbe-dürfnisses zu
gewährleisten.
7.3 Berechnung der Kosten
Auf der Grundlage technischer Angaben des EVU bzw. derDB AG (z.
B. Trassenpläne der Hochspannungsleitungen,Stromdiagramme) über
neue oder geänderte Anlagen derelektrischen Energietechnik
ermittelt das Tk-Unternehmen
Begriffe derKostenberechnung
Berechnung derKosten
Bereitstellen vonPlänen
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kostenlos die Art und den Umfang von Schutzmaßnahmenfür ihre
Anlagen und erstellt den Kostenvoranschlag.
Das EVU bzw. die DB AG prüft die vorgelegten Unterlagen.Falls
den vorgesehenen Maßnahmen nicht zugestimmt wer-den kann, wird eine
einvernehmliche Lösung angestrebt undüber das weitere Vorgehen
entschieden.
Nach Eingang der Kostenübernahmeerklärung des EVU bzw.der DB AG
beginnt das Telekommunikationsunternehmen mitder Realisierung der
vereinbarten Schutzmaßnahmen. Ab-wei-chungen bis zu 10 % vom
veranschlagten Betrag bedür-fen keiner Begründung. Für die
Ermittlung und Abrechnungder Kosten gelten nachfolgende
Festlegungen.
7.3.1 Anschaffungskosten
Überspannungsableiter
Es wird unterschieden zwischen:• Maßnahmen, bei denen die
Abschlusseinrichtungen be-
reits Vorrichtungen zur Aufnahme der Schutzbauteile ent-halten.
Die Anschaffungskosten umfassen die Material-kosten für
Magazine/Halter und ÜsAg, sowie die dafür er-forderlichen
Montagekosten und die Kosten für die Erstel-lung des ggf
erforderlichen Potentialausgleichs.
• Maßnahmen, bei denen zusätzlich die Abschlusseinrich-tungen
gegen solche mit Aufnahmevorrichtungen fürSchutzbauteile
ausgetauscht werden müssen. Die An-schaffungskosten umfassen
zusätzlich die Aufwendungenfür den Austausch der
Abschlusseinrichtungen.
Kabel mit Induktionsschutzaufbau
Bei evtl. Ersatz eines bereits verlegten
Telekommunikations-kabels gegen ein Kabel mit
Induktionsschutzaufbau sind dieAnschaffungskosten und die
Montageleistungen für diesesSonderkabel voll in Rechnung zu
stellen.
Aktive und passive Reduktionsschutzeinrichtung
Zu den Anschaffungskosten wird ein einheitlicher
Durch-schnittsbetrag für die Steuerleitung (Pilotader) in Höhe
von500 Euro gerechnet.
Besonderheiten beiAnschaffungskosten
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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7.3.2 Zuschläge für Betriebs-, Instandhaltungs- und
Erneue-rungskosten
Die Betriebs-, Instandhaltungs- und Erneuerungskosten wer-den
durch einen einmaligen prozentualen Zuschlag zu
denAnschaffungskosten abgegolten. Eine besondere Erfassungder
Kostenanteile für den jeweiligen Einzelfall kann entfallen.
Für Überspannungsableiter sind diese Zuschläge wie folgt
zubemessen:
• ohne Austausch der Abschlusseinrichtungen 32 %• mit Austausch
der Abschlusseinrichtungen 16 %
Für alle weiteren Schutzmaßnahmen werden keine
Betriebs-,Instandhaltungs- und Erneuerungskosten erhoben.
Zuschläge beiInstandhaltungs-kosten
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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Anhang 1Technische Daten von Tk-Kabeln
A. Typenbezeichnung von Kommunikationskabeln
In den Tabellen A1.1 u. A1.2 sind die Typenbezeichnungenhäufig
eingesetzter Kabel zusammengestellt.Erläuterungen zu den
Kurzzeichen der Kabelbezeichnungenthält der Anhang 8A.
Schichtenmantelkabel Stahlwellmantelkabel
Typenbe-zeichnung
Aderndurch-messerVerseilung
Typenbe-zeichnung
Aderndurch-messerVerseilung
A-2YF(L)2Y 0,35StIIIBD0,4StIIIBD
------
------
A-02YF(L)2Y 0,5StIIIBD0,6StIIIBD
------
------
A-2Y(L)2Y 0,35StIIIBD0,4StIIIBD0,6StIIIBD
---A-PWE2Y---
---0,4 StIIIBD---
A-02Y(L)2Y 0,5StIIIBD0,6StIIIBD
---A-PWE2Y
---0,6 StIIIBD
A-02Y(L)2Y 0,8 StIIIBD A-PWE2Y 0,8 StIIIBDA-02Y(L)2Y 0,9 StIBD
--- ---Tabelle A1.1 Tk-Kabel mit symmetrischen Doppeladern
Kurzbezeichnung 1) Baureihe Kurzbezeichnung Baureihe
AJ- ... (L)1D2Y 1D AJ ... (L)2Y1DB2Y 1DB2)AJ ... WE2Y1D2Y 1D AJ
... WE2Y1DB2Y 1DBAJ ... (L)2Y2D2Y 2D AJ ... (L)2Y2DB2Y 2DBAJ ...
WE2Y2D2Y 2D AJ ... WE2Y2DB2Y 2DBAJ ... (L)2Y3D2Y 3D AJ ...
(L)2Y3DB2Y 3DBAJ ... WE2Y3D2Y 3D AJ ... WE2Y3DB2Y 3DBAJ ...
(L)2Y4D2Y 4D AJ ... (L)2Y4DB2Y 4DBAJ ... WE2Y4D2Y 4D AJ ...
WE2Y4DB2Y 4DB1) Bei den Kurzbezeichnungen sind für „...“ die
Typenbezeichnung der
Adernisolierung einzusetzenBeispiel: AJ-02Y(L)1D2Y
2) D = Lage aus Kupferdrähten; B = Lage aus
StahlbandbewehrungTabelle A1.2 Tk-Kabel mit Induktionsschutz
TypenbezeichnungsymmetrischeTk-Kabel
Typenbezeichnunginduktionsge-schützte Kabel
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TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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B. Reduktionsfaktoren von Kommunikationskabeln
In den Bildern A1.3 bis A1.5 sind die
Kabelmantelreduktions-faktoren für Kabel ohne zusätzlichen
Induktionsschutz ange-geben.
Für Kabel mit Induktionsschutz der Baureihe D müssen zu-nächst
die zugehörigen Außendurchmesser bestimmt wer-den. Dies geschieht
mit Tabelle A1.6. Anhand der Bilder A1.7und A1.8 können dann die
Reduktionsfaktoren ermittelt wer-den.
Für die Baureihen DB finden sich die Werte in den BildernA1.9
und A1.10.
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Aussendurchmesser des Kabels (mm)
16,7 Hz 50 Hz
Bild A 1.3 Kabelmantelreduktionsfaktoren von
Schichtenmantelkabeln
ReduktionsfaktorenSchichtenmantel-kabel
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Aussendurchmesser des Kabels (mm)
Kab
elm
ante
lred
ukt
ion
sfak
tor
50 V/m 100 V/m 200 V/m
Bild A 1.4 Kabelmantelreduktionsfaktoren von
Stahlwellmantelkabeln für 16,7 Hz
16,7 Hz
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Aussendurchmesser des Kabels (mm)
50 V/m 100 V/m 200 V/m
Bild A 1.5 Kabelmantelreduktionsfaktoren von
Stahlwellmantelkabeln für 50 Hz
50 Hz
ReduktionsfaktorenStahlwellmantelkabel16,7 Hz
ReduktionsfaktorenStahlwellmantelkabel50 Hz
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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Kabelaußendurchmesser in mmohne und mit
Induktionsschutzaufbau
mit Induktionsschutzder Baureiheohne
1D 2D 3D 4D 1DB 2DB 3DB 4DB30 38,5 39,0 39,5 42,0 42,5 43,0 43,5
46,532 40,5 41,0 41,5 44,0 45,5 46,0 46,5 48,534 42,5 43,0 44,0
46,5 47,5 48,0 48,5 50,536 45,5 46,0 46,5 48,5 49,5 50,0 50,5
52,538 47,5 48,0 48,5 50,5 51,5 52,0 52,5 54,540 49,5 50,0 50,5
52,5 53,5 54,0 54,5 57,542 51,5 52,0 52,5 54,5 56.6 57,0 57,5
59,544 53,5 54,0 54,5 57,5 58,5 59,0 59,5 61,546 56,5 57,0 58,0
59,5 60,5 61,0 62,0 63,548 58,5 59,0 60,0 61,5 62,5 63,0 64,0
65,550 60,5 61,0 62,0 63,5 64,5 65,0 66,0 68,552 62,5 63,0 64,0
65,5 67,5 68,0 69,0 70,554 64,5 65,0 66,0 68,5 69,5 70,0 71,0
72,556 67,0 68,0 69,0 70,5 71,5 72,0 73,0 74,558 69,5 70,0 71,0
72,5 73,5 74,0 75,0 76,560 71,5 72,5 73,0 74,5 75,5 76,5 77,0
79,062 73,5 74,5 75,0 76,5 78,5 79,0 80,0 81,064 75,5 76,5 77,0
79,0 80,5 81,0 82,0 83,066 78,5 79,0 80,0 81,0 82,5 83,0 84,0
85,068 80,5 81,0 82,0 83,0 84,5 85,0 --- ---70 82,5 83,0 84,0 85,0
--- --- --- ---72 84,5 85,0 --- --- --- --- --- ---
72,5 85,0 --- --- --- --- --- --- ---
Tabelle A1.6 Zunahme des Außendurchmessers von Schichten-
undStahlwellmantelkabeln durch den zusätzlichen Induktions-schutz
(gem. Tabelle A1.2)
Zunahme des Außen-durchmessers durchInduktionsschutz
-
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Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
30 35 40 45 50 55 60 65 70
Aussendurchmesser des Kabels (mm)
1D 2D
3D4D
Bild A 1.7 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit
Induktionsschutz der Baureihe D für 16,7 Hz (nach Tabelle A
1.6)
16,7 Hz
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
30 35 40 45 50 55 60 65 70
Aussendurchmesser des Kabels (mm)
1D 2D
3D4D
Bild A 1.8 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit
Induktionsschutz der Baureihe D für 50 Hz (nach Tabelle A 1.6)
50 Hz
ReduktionsfaktorenBaureihe D, 16,7 Hz
ReduktionsfaktorenBaureihe D, 50 Hz
-
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Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 50 100 150 200 250 300
Kabelmantellängsspannung (V/km)
1DB 2DB
3DB4DB
Bild A 1.9 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit
Induktionsschutz der Baureihe DB für 16,7 Hz (nach Tabelle A
1.2)
16,7 Hz
0
0,1
0,2
0,3
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Kabelmantellängsspannung (V/km)
1DB 2DB
3DB4DB
Bild A 1.10 Kabelmantelreduktionsfaktoren von Kabeln mit
Induktionsschutz der Baureihe DB für 50 Hz (nach Tabelle A 1.2)
50 Hz
ReduktionsfaktorenBaureihe DB, 16,7 Hz
ReduktionsfaktorenBaureihe DB, 50 Hz
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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C. Gleichstromwiderstände von Kommunikationska-beln
Unter Benutzung der Tabelle A1.11 und des Bildes A1.12können die
für die Berechnung von Schutzmaßnahmen (ge-mäß Abschnitt 4)
erforderlichen Gleichstromwiderstände vonKabeln ermittelt
werden.
Durchmesser Einzeladernin mm
Längenbezogener WiderstandEinzelader in Ω/km
0,35 1760,4 1340,5 860,6 600,8 330,9 26
Tabelle A1.11 Gleichstromwiderstände von Kupferadern
(Mittelwerte)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Aussendurchmesser des Kabels (mm)
SchichtenmantelStahlwellmantel
Bild A 1.12 Längenbezogener Kabelmantel-Gleichstromwiderstand
von Schichten- und Stahlwellmantelkabeln
Gleichstrom-widerständeTk-Einzeladern
Gleichstrom-widerständeTk-Kabelmäntel
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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D. Erforderliche KVz-Erdausbreitungswiderstände
fürKommunikationskabel mit Induktionsschutz derBaureihe 1DB
Die erforderlichen KVz-Erdungswiderstände beim Einsatzvon Kabeln
mit Induktionsschutz der Baureihe 1DB (gemäßAbschnitt 4.1.2) bei
Bahnstrombeeinflussung können demBild A1.13 entnommen werden.
0
1
2
3
4
5
70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120
Kabelmantellängsspannung (V/km)
KV
z-E
rdu
ng
swid
erst
änd
e (O
hm
) l = 1,5 km l = 2,5 km l = 3,5 km
Bild A 1.13 KVz-Erdungswiderstände beim Einsatz von Kabeln mit
Induktionsschutz der Baureihe 1DB für 16,7 Hz
16,7 Hz
E. Ausbreitungswiderstand von Erdungsanlagen
Der Ausbreitungswiderstand eines Erders hängt vom spezifi-schen
Bodenwiderstand ρE (Richtwerte in DIN VDE 0101,Anhang K) sowie von
den Maßen und der Anordnung desErders ab.Er ist hauptsächlich von
der Länge des Erders, weniger vonseinem Querschnitt abhängig.Die
berechneten Ausbreitungswiderstände gelten nur fürGleichstrom und
Wechselstrom niedriger Frequenz (Netzfre-quenz) – nicht für
höherfrequente Ströme und nicht für Blitz-ströme.
KVz-Erdungs-widerstände
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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Oberflächenerder
Der Ausbreitungswiderstand eines Oberflächenerders lässtsich wie
folgt berechnen:
Banderder: d
L
LR
E
E
2ln
' ⋅=πρ
Ringerder:d
D
DR
E
E
ππρ 2
ln2
' ⋅=
Mit L = Länge des Banderders in mD = Durchmesser des Ringerders
in md = Durchmesser des Erdseils oder halbe Breite des
Erdungsbandes in mρE = spezifischer Bodenwiderstand
Tiefenerder
Der Ausbreitungswiderstand eines Tiefenerders kann wiefolgt
berechnet werden:
d
L
LR
E
E
4ln
2⋅=
πρ
Mit L = Länge des Tiefenerders in md = Durchmesser der
Erderstäbe in m
Weitere Ausführungen zur Berechnung von Tiefenerdern sie-he DIN
VDE 0101, Anhang K.
Großflächige Erder
Der Ausbreitungswiderstand eines großflächigen Erders
istnäherungsweise:
DR E
E2
ρ=
Hierbei ist D der Durchmesser eines Kreises, der den glei-chen
Flächeninhalt wie die Fläche der großflächigen Er-dungsanlage
hat.
BerechnungOberflächenerder
BerechnungTiefenerder
Berechnung groß-flächige Erder
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
Seite 46 von 80
Gesamterdungswiderstand
Zur Ermittlung des Gesamterdungswiderstandes einer Tk-An-lage
sind alle Ausbreitungswiderstände parallel zu schalten.Bei
erdfühligen Kabeln ist dies jedoch nur dann statthaft,wenn diese
Kabel auf separaten Trassen und nicht in einemgemeinsamen
Kabelgraben verlegt sind.Bei Fundamenterdern darf so gerechnet
werden, als ob derLeiter im umgebenden Erdreich verlegt wäre.
Der spezifische Bodenwiderstand ρE für unterschiedliche
Bo-denarten kann der DIN VDE 0101, Anhang K entnommenwerden.
Die Ausbreitungswiderstände von Oberflächenerdern, Tiefen-erdern
und Tk-Kabeln mit Erderwirkung für die Frequenz 50Hz können
ebenfalls der DIN VDE 0101, Anhang K entnom-men werden.
Gesamterdungs-widerstand
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
Seite 47 von 80
Anhang 2 Beschreibung der Betriebsweise von
Hochspan-nungsnetzen
A. Drehstromnetze
Verschiedene Drehstromnetze der Energieversorgung unter-scheiden
sich in der Art der Sternpunktbehandlung derTrans-formatoren,
Generatoren oder Sternpunktbildner.
Die Art der Sternpunktbehandlung hat wesentlichen Einflussauf
die Größe und die Zeitdauer der Ströme und Spannun-gen, die bei
einem Fehler mit Erdberührung im Hochspan-nungsnetz auftreten. Vier
Arten der Sternpunktbehandlungwerden unterschieden:
Netz mit niederohmiger Sternpunkterdung
Ik
R, X
starre Erdung
IE
Bild A 2.1 Hochspannungsnetz mit niederohmiger
Sternpunkter-dung
In Netzen mit niederohmiger Sternpunkterdung ist mindes-tens ein
Sternpunkt unmittelbar (starre Erdung) oder übereinen induktiv oder
ohmsch wirkenden Widerstand geerdet(Impedanz-Sternpunkterdung). Bei
der Erdverbindung einesLeiters (Erdkurzschluss) fließt kurzzeitig
im Sekundenbereichein Erdkurzschlussstrom IK, der bis zu einigen 10
kA betra-gen kann.
Durch selektive Schutzeinrichtungen des Netzes wird
diefehlerbehaftete Hochspannungsleitung oder das fehlerbe-
Drehstromnetz mitniederohmigerSternpunkterdung
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
Seite 48 von 80
haftete Anlagenteil und damit der beeinflussende
Kurz-schlussstrom selbsttätig abgeschaltet.
Die Höhe des Erdkurzschlussstromes ist vom Fehlerort imNetz
abhängig und kann aus Kurzschlussstromdiagrammenentnommen
werden.
Alle 220- und 380 kV-Netze in Deutschland werden mit
nie-derohmiger, unmittelbarer Sternpunkterdung betrieben.
110-kV-Netze werden sowohl mit niederohmiger Erdung alsauch
erdschlusskompensiert betrieben.
Mittelspannungsnetze (UN
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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Resonanzpunkt arbeitet. Im Erdschlussfall nimmt der betref-fende
Leiter Erdpotenzial an, und der Sternpunkt des Sys-tems wird
maximal um die Leiter-Erdspannung (ULE) angeho-ben. In gleicher
Weise wird auch das Potenzial der anderen(ungestörten) Leiter
erhöht, die betriebsfrequente Spannungdieser Leiter gegen Erde
steigt über eine Ausgleichsschwin-gung auf die Dreieckspannung
√3⋅ULE. Die Sternpunktspan-nung treibt einen induktiven Strom IL,
der sich an der Fehler-stelle den kapazitiven, um 1800
phasenverschoben Fehler-strömen überlagert. An der Fehlerstelle
fließt nur noch einkleiner Reststrom, herrührend aus den ohmschen
Verlustenund aus der Verstimmung des Resonanzkreises. Der Wertdes
Erdschlussreststromes liegt im Bereich von einigen 10 Aund ist
wesentlich abhängig von der Ausdehnung des Net-zes.
Durch die Kompensation des kapazitiven Erdschlussstromeswird der
Lichtbogenerdschluss in den meisten Fällen sofortgelöscht und die
Betriebsstörung von den angeschlossenenKunden gar nicht
wahrgenommen. Die Energieversorgungwird nicht unterbrochen und die
Fehlerstelle von einer star-ken thermischen Beanspruchung durch
große Fehlerströmeentlastet. Darüber hinaus sind die Schritt- und
Berührungs-spannungen an der Fehlerstelle klein und führen zu
keinenGefährdungen.
Bedingt durch die Spannungserhöhung in den gesundenPhasen kann
es bei lang anstehenden und besonders beiintermittierenden
Erdschlüssen (mit wiederholtem Zündenund Löschen des
Erdschlusslichtbogens) zu einem zweitenErdschluss eines vorher
gesunden Leiters kommen.
Liegen beide Fehlerorte im Zuge einer Leitung an
räumlichauseinander liegenden Punkten, kommt es zu einem
Dop-pelerdschluss (zweipoliger Fehlerstrom) mit einem
Stromflussüber Erde. Der Wert des Doppelerdschlussstromes ist
imWesentlichen abhängig von der Impedanz des speisendenNetzes und
den Impedanzen zwischen den Fehlerpunkten.
Die Dauer eines einfachen, nicht selbsttätig
verlöschendenErdschlusses bis zur Abschaltung der fehlerbehafteten
Lei-tung kann einige Minuten bis Stunden betragen.
Doppelerd-schlüsse hingegen werden durch die
Schutzeinrichtungenselbsttätig in Kurzzeit abgeschaltet.
Für die zulässigen Werte des Erdschlussreststromes bei
erd-schlusskompensierten Netzen gelten die Löschbedingungennach DIN
VDE 0228.
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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Wegen des relativ kleinen Erdfehlerstromes bei einem Erd-schluss
kann eine unzulässige Beeinflussung einer Tk-Anla-ge ausgeschlossen
werden.
Schutzmaßnahmen gegen Schäden bei Doppelerdschlusssind wegen der
geringen Wahrscheinlichkeit dieses Fehlerfal-les nicht erforderlich
(siehe Anlage 6).
Netz mit isoliertem Sternpunkt
C C C
Bild A 2.3 Hochspannungsnetz mit isoliertem Sternpunkt
In Netzen mit isoliertem Sternpunkt sind die Sternpunktenicht
geerdet. Diese Netze unterscheiden sich von Netzenmit
Erdschlusskompensation dadurch, dass bei einem Erd-schluss der
Erdfehlerstrom IC nicht kompensiert wird. DerErdschlussstrom liegt
ebenfalls im Bereich von nur einigen10 A. Um das Selbstverlöschen
des Erdschlusslichtbogenssicherzustellen, darf der kapazitive
Erdschlussstrom einesNetzes die Grenzwerte nach DIN VDE 0228 nicht
über-schreiten.
Für die Auswirkungen von Hochspannungsfehlern in Netzenmit
isoliertem Sternpunkt auf Tk-Anlagen gelten für die Über-prüfung
der Beeinflussungsmöglichkeit die gleichen Voraus-setzungen wie in
Netzen mit Erdschlusskompensation.
Die Netzform mit isoliertem Sternpunkt kommt nur vereinzeltin
Mittelspannungsnetzen kleiner Ausdehnung zum Einsatz.
Drehstromnetz mitisoliertem Stern-punkt
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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Netz mit vorübergehender niederohmiger Sternpunkter-dung
XL
IL
C C C
IRest
IL
IK
IK
R
Bild A 2.4 Hochspannungsnetz mit kurzzeitiger
niederohmigerSternpunkterdung
Diese Art der Sternpunktbehandlung ist eine Kombination
derBeschaltung mit einer Erdschlusslöschspule und einer
Strombegrenzenden Impedanz-Sternpunkterdung. Im Normalbe-trieb des
Netzes ist die Erdschlusslöschspule am Sternpunktangeschlossen. Bei
jedem einpoligen Fehler gegen Erde wirdder kapazitive
Erdschlussstrom durch den Spulenstrom kom-pensiert. Gelingt diese
selbsttätige Löschung des Fehler-stromes nicht, wird nach einer
Zeit von einigen 100 ms bis zuwenigen Sekunden die Löschspule durch
einen WiderstandR überbrückt. Der Erdschlussstrom steigt dabei vom
Wertdes Reststromes auf einige 100A bis zu ca. 2 kA an.
Derletztgenannte Wert stellt sich bei Fehlern im Nahbereich
vomspeisenden Transformator ein. Im weiter entfernten Netz sinddie
Werte kleiner und liegen im Nennstrombereich der
Be-triebsmittel.
Die Fehlerstelle kann nach dem Einschalten des Widerstan-des
durch selektiv wirkende Netzschutzeinrichtungen auto-matisch vom
Netz getrennt werden. Die Kurzschlussdauer istähnlich der bei
niederohmiger Erdung eines Netzes.
Weiterhin wird bei dieser Sternpunktbehandlung eine
erhöhteIsolationsbeanspruchung durch die Potenzialanhebung(√3⋅ULE)
der nicht vom Fehler betroffenen Phasen durch daswiederkehrende
Zünden und Löschen des Lichtbogens unddurch länger anstehende
Erdschlüsse vermieden. Die Wahr-scheinlichkeit von Doppel- oder
Mehrfacherdschlüssen wird
Drehstromnetz
mitvorübergehenderniederohmigerSternpunkterdung
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
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Seite 52 von 80
dadurch sehr deutlich herabgesetzt; und kann bei einergünstigen
Wahl des Einschaltzeitpunktes des Sternpunktwi-derstands praktisch
ausgeschlossen werden.
Liegt eine Näherung zwischen einer Tk-Anlage und dem
be-einflussenden Hochspannungsnetz mit dieser Beschaltungdes
Netzsternpunktes vor, so ist eine ohmsche bzw. indukti-ve
Beeinflussung zu untersuchen (vgl. Tabelle 1).
B. Bahnstromnetze
Bei den 16,7-Hz-Bahnstromnetzen ist zwischen dem
110-kV-Bahnstromnetz und dem 15-kV-Oberleitungsnetz zu
unter-scheiden.
Die Trennstelle zwischen beiden Netzen stellen die Unter-wer-ke
(Umspannwerke) dar.
110-kV- Bahnstromnetz
XL
IL
C C
IRest
IL
Bild A 2.5 110-kV-Bahnstromnetz
Das 110-kV-Bahnstromnetz ist ein zweiphasiges Freileitungs-netz
mit überwiegend zwei Stromkreisen mit einer Nenn-spannung von 110
kV und einer Betriebsfrequenz von 16,7Hz.Es verbindet die Kraft-,
Umformer- und Umrichterwerke un-tereinander und leitet die Energie
zu den Unterwerken weiter.Das 110-kV-Bahnstromnetz wird im Verbund
über Kuppel-umspanner mit dem 132-kV-Netz der Schweizerischen
Bun-desbahnen (SBB) und direkt mit dem 110-kV-Bahnstromnetzder
Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) betrieben.
Dieses Verbundnetz wird mit Erdschlusskompensation be-trieben.
Dazu sind in Deutschland und in Österreich zum Teil
110-kV- Bahn-stromnetz
-
TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
Seite 53 von 80
einstellbare Erdschlusslöschspulen mit je 100 A Nennstromüber
besondere Mittelpunktbildner zur Kompensation deskapazitiven
Stromes im Fehlerfall installiert. Es fließt dannnur noch ein
kleiner ohmscher Reststrom. Die Löschfähigkeitdes Bahnstromnetzes
wird dadurch sicher gestellt, dass derErdschlussreststrom den Wert
von 132 A gemäß DIN VDE0228 Teil 2 nicht überschreitet.
Wegen des relativ geringen Erdschlussreststromes bei
einemErdschluss kann eine unzulässige Beeinflussung einer
Tele-kommunikationsanlage praktisch ausgeschlossen werden.Der
Doppelerdschluss, also das gleichzeitige Auftreten zwei-er
voneinander unabhängiger Fehler, braucht nicht berück-sichtigt zu
werden.
Durch die Erdschlusskompensation wird auch bei einem Erd-schluss
eine Fortführung der Energieversorgung sicherge-stellt. Lichtbögen
im Freileitungsnetz verlöschen durch dieKompensation selbständig.
Bei nicht selbständig löschendenErdschlüssen wird im Unterwerk
“Steinbach am Wald” durcheine Erdungseinrichtung nach 2 bis 4
Sekunden der "gesun-de" Leiter auf Erde geschaltet. Dadurch wird
ein Doppelerd-schluss erzeugt, der durch das Ansprechen der
Schutzein-richtungen und das Auslösen des dem Fehlerort
zugeordne-ten Leistungsschalters den Doppelerdschluss abschaltet.Im
Allgemeinen ist danach die Leitung wieder betriebsbereit.
Bei einem Erdschluss steigt die Spannung in dem nicht vomFehler
betroffenen Leiter bis auf den 2-fachen Wert der
Lei-ter-Erde-Spannung an. Hierdurch kann es in seltenen Fällenzu
einem zweiten Erdschluss in dem bis dahin gesundenLeiter kommen. Es
kommt damit zu einem Doppelerdschluss,der vom Leitungsschutz
erfasst wird und zur Auslösung derzugehörigen Leistungsschalter
führt.
15-kV-Oberleitungsnetz
110 KV Bahnstromnetz
15 KV Oberleitungsnetz
Fahrschiene
Bild A 2.6 15 kV Oberleitungsnetz
15 kV Bahnober-leitungsnetz
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TE 3 Technische Empfehlung Nr. 3SfB -Schiedsstelle für
Beeinflussungsfragen- Ausgabe April 2005 V.17
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Im Bahnstromnetz mit zentraler Energieversorgung wird
daseinphasige 15-kV-Oberleitungsnetz von den Unterwerkenversorgt.
Dort sind Transformatoren aufgestellt, die dieSpannung des
110-kV-Bahnstromnetzes auf die für die Ver-sorgung der elektrischen
Triebfahrzeuge erforderliche Nenn-spannung von 15 kV
transformieren. Die Oberleitung wirdüber Leistungsschalter
gespeist. Die Ströme fließen sowohlim Normalbetrieb als auch im
Störungsfall in den Fahrschie-nen und im Erdreich zum Unterwerk
zurück.
Im Bahnstromnetz mit dezentraler Energieversorgung fehltdas
übergeordnete 110-kV-Bahnstromnetz. Anstelle der Un-terwerke werden
Umformerwerke bzw. Umrichterwerke be-trieben. Dort wird die Energie
für die Traktion dem Dreh-stromnetz (meist 110 kV) entnommen und
über Transforma-tor, Frequenzumformung sowie Schaltanlage in die
Oberlei-tung eingespeist.
Im Einflussbereich von Oberleitungen ist die induktive
Beein-flussung von Tk-Anlagen im Normalbetrieb (Fahrstrom) undim
Störungsfall (Kurzschlussstrom) stets zu berücksichtigen.
Der Betriebsstrom in der Oberleitung kann in SonderfällenWerte
bis zu 2 kA und der Kurzschlussstrom bis zu 40 kAerreichen. Die
Schaltanlagen der Unterwerke für die Versor-gung der
Oberleitungsanlagen verfügen über schnell wirken-de
Schutzeinrichtungen und Leistungsschalter mit extremkur-zen
Schaltereigenzeiten (
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bzw. 1:3 im Störungsfall, darf der kleinere Wert vernachläs-sigt
werden, sofern der größere Wert nicht mehr als 90% desGrenzwertes
beträgt.
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Anhang 3 Beschreibung des Aufbaus von
Telekommunika-tionsnetzen
A. Basisnetz (Fernlinien; Verbindungsnetz,überregional)
Das Fernliniennetz wird überwiegend in LWL-Technik aus-geführt
und ist deshalb nur dann von Beeinflussungen be-troffen, wenn
zusätzlich Kupferadern, ein metallisches Zug-element oder ein
Aluminiumschirm vorhanden sind.
Soweit noch Fernkabel mit Kupferleitern (symmetrisch
oderkoaxial) in Betrieb sind, sind diese mit Übertragern
abge-schlossen.
B. Zugangsnetz (regional)
Das Zugangsnetz stellt die Verbindung zwischen dem
elekt-ronischen Vermittlungsknoten und den
Telekommunikations-einrichtungen beim Kunden her. Es ist
überwiegend in Kup-ferleitungen ausgeführt.
Soweit Multiplexeinrichtungen im Zugangsnetz eingesetztwerden,
müssen die Beeinflussungsabschnitte Hauptkabelund Verzweigungskabel
getrennt betrachtet werden.Nach den Abschlusspunkten für das
linientechnische Netz(APL) sind noch die Endstellenleitungen
angeschaltet, die imAllgemeinen recht kurz sind, in Einzelfällen
aber mehrerehundert Meter lang sein können.
Tk-NetzBasisnetzVerbindungsnetz
Tk-NetzZugangsnetz
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In nachfolgender Skizze sind beispielhaft wesentliche Ele-mente
des Basis- und des Zugangsnetzes dargestellt.
Zugangsnetz (Hauptkabelnetz)Zugangsnetz
(Verzweigungskabelnetz)
Vermittlungsstelle,Netzknoten(VNK)
Kabelverzw eiger(KVz)
Abschlusspunkt(APL)
Anschlussleitungs-multiplexer,(ASLMUX,PCM11 o.ä.)
Verzweigungskabelnetz
oberirdischeLinie
Basisnetz (Fernliniennetz)
Basisnetz (Fernliniennetz)
Basisnetz (Fernliniennetz)
Vermittlungsstelle,Netzknoten(VNK)
Bild A 3.1 Prinzipieller Aufbau des Tk-Netzes
Aufbau desTk-Netzes
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Anhang 4 Beschreibung der Wirkungsweise vonSchutzmaßnahmen
A. Kommunikationskabel mit Induktionsschutzaufbau
Zur Verbesserung des Kabelmantelreduktionsfaktors rk
vonKommunikationskabeln können diese mit einem
zusätzlichenleitfähigen Kabelmantel versehen werden. Man
unterscheidethierbei zwischen zwei Ausführungen:
• Normbaureihe DÜber dem Kunststoffaußenmantel wird eine
zusätzlicheLage Kupferdrähte zur Verringerung des
Kabelmantel-längswiderstandes und darüber ein weiterer
Kunststoffau-ßenmantel aufgebracht.
Kabelseele
Schichtenmantel
Leitdrähte aus Kupfer
Kunststoffaussenmantel
a
Bild A 4.1 Aufbau eines Kabels mit InduktionsschutzBaureihe
D
• Normbaureihe DBUm die Kopplung zwischen der Leitschicht aus
Kupfer-drähten und der Kabelseele zu verbessern wird zusätzlichzu
den Kupferleitdrähten (Baureihe D) noch eine Stahl-bandbewehrung
und darüber ebenfalls ein Kunststoffau-ßenmantel aufgebracht
werden
Kabelseele
Schichtenmantel
Leitdrähte aus Kupfer
Kunststoffaussenmantel
Stahlbandbew ehrung
Isolierlage
aBild A 4.2 Aufbau eines Kabels mit Induktionsschutz
Ba