110 kV:n suurjännitelinjan pylväsmaadoitukset ja vaarajännitteet

Abstract

Tämä opinnäytetyö on tehty Vk-Electric Oy:lle. Yrityksen tarkoituksena oli saada ohje heidän toimialaansa kuuluvien vähintään 110 kV:n suurjännitelinjan pylväsmaadoitusten suunnitteluun. Työn esimerkki mitoituksessa laskenta-arvoina käytettiin Ylitornio – Liakka välisen 110 kV:n suurjännitelinjan maan ominaisresistanssimittauksia. Kyseisen johdon maan ominaisresistanssimittaukset suoritettiin kesällä 2010.

Työn laajuus rajattiin yhdessä ohjaajan kanssa niin, että työssä tultaisiin käsittelemään yleisesti pylväsympäristössä esiintyviä maapotentiaalin noususta johtuvia vaarajännitteitä, määräysten antamia ehtoja vaarajännitteille, pylväiden maadoitustapoja, maadoitusten mitoitusta ja suunnittelua, ukkosjohtimien vaikutusta maadoituksiin sekä tarkastelua potentiaalin leviämisestä ympäristöön. Työn laajuuden kannalta maadoitusjärjestelmää käsitellään työssä suppeahkona järjestelmänä, koska aihealueena maadoittaminen on hyvin laaja käsiteltäväksi. Työssä ei myöskään oteta kantaa sähköaseman maadoittamiseen tai rinnakkaisten- ja risteävien johtojen maadoitusten yhdistämiseen.

Aluksi työssä käsitellään yleistä teoriaa suurjännitelinjan maadoituksiin liittyvistä vaarajännitteistä ja niitä aiheuttavista vikatiloista. Tämän jälkeen esitetään määräysten asettamia vaatimuksia maadoituksille, josta jatketaan maadoituksien tarkoituksella yleisesti ja suurjännitelinjan kannalta. Loppuosassa käydään läpi pylväiden erilaisia maadoitustapoja, suunnittelun kannalta olennaisia maadoitusmittauksia, maadoituksien suunnittelua käyttäen todellisia Ylitornio – Liakka johdolta mitattuja maan ominaisresistanssin arvoja, ukkosjohtimien vaikutusta maadoituksiin sekä tarkastellaan potentiaalin leviämistä pylväsympäristöön.

Maadoitusten suunnittelu- ja mitoitusosuus perustuu SFS 6001+A1 standardiin, sähkö-verkkoyhtiöiden omiin ohjeisiin maadoitusten suunnittelusta ja VHV-ohjeisiin. Aineistona on käytetty SFS 6000 standardisarjan käsikirjoja, sähköverkkoyhtiöiden yksityiskohtaisia ohjeita maadoituksista, entisen Imatran Voima Oy:n maadoitussuunnittelijan pitämää koulutusta ja sieltä saatuja materiaaleja, muuta alan kirjallisuutta sekä vaara- ja häiriöjännitevaliokunnan ohjeita 2 ja 5.

Työn tarkoituksena on toimia yleisohjeena Vk-Electric Oy:n maadoitussuunnittelijalle. Työssä käytetyt mitoitusperiaatteet ovat kuitenkin vain yleisiä periaatteita, jonka vuoksi maadoitusten suunnittelussa on aina käytettävä sähköverkonhaltijan antamia ohjeita ja vaatimuksia.

This thesis was carried out with the Co-operating company Vk- Electric Oy. The objective of Co-operating company was to create guidelines of making tower earthings at least 110 kV´s high voltage line. The base of this work was the soil resistivity measurements from Ylitornio- Liakka high voltage line. Measurements were made at the summer of 2010.

The size of this work was confined with the Vk- Electric´s tutor. We confined the work so that it´s going to introduce some risk voltages of high voltage line, term´s for risk voltages, different kind of tower earthings, tower earthings desinging, lightning conductors and potential´s spreanding to environment. Earthing system is handled from concise point of view.

The risk voltages are handled at the beginnig of the work. After that comes the terms for earthings. The following article´s handel´s the meaning of earthing, different kind of earthing habit´s, desinging of earthings, lightning conductors and at last is potential spreading to environment.

The desinging of earthings is based on SFS 6001+A1 standard, the instruction´s of the grid owner and VHV-guidelines. The material to this thesis has been purchased from SFS 6000 standard handbook´s, the grid company´s instruction´s, earthing course which was arranged by former Imatran Voima Oy earthing engineer and other literature of the field.

The purpose of this thesis is to be general guideline to Vk- Electric´s earthing designer. The designing principal´s are just common used principal´s, which for designing of the powerline earthings should be done with the instructions of the grid owner.