Einfluss von Starkstromanlagen auf Magnetfelder in Gebäuden unter Berücksichtigung von modernen Erdungs- und PA-Anlagen

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Abstract

Der technische Fortschritt im Bereich der Elektrotechnik führt zu einem vermehrten Einsatz von elektromagnetisch sensiblen elektrischen und elektronischen Geräten sowohl im beruflichen als auch im privaten Umfeld. Gleichzeitig kommt es unweigerlich zu einem höheren Bedarf an elektrischer Energie und einem damit verbundenen größeren Stromtransport auf Hochspannungs- und Niederspannungsleitungen. Sowohl im urbanen Raum erhöhen sich aufgrund der steigenden Bau- und Lastdichte als auch im Bereich von Hochspannungs-Freileitungen, -Kabeln und elektrifizierten Bahnanlagen die elektromagnetischen Emissionen und Immissionen. Aufgrund der aktuell hoch dynamischen Laststeigerungen und der Bündelung von Leitungen, muss der elektromagnetischen Verträglichkeit zwischen energietechnischen Anlagen und empfindlichen elektronischen Betriebsmitteln besonderes Augenmerk geschenkt werden. Zu den empfindlichen elektronischen Betriebsmitteln gehören insbesondere neuartige smarte Haushaltsgeräte, Brandschutz- und Einbruchschutzsysteme, Anlagen der Informationstechnik, gewerblich und industriell genutzte Verbrauchsmittel, Einrichtungen der medizinischen Versorgung (Arztpraxen, Krankenhäuser, Pflegeheime) sowie passive und aktive Implantate in Personen wie zum Beispiel Herzschrittmacher und Insulinpumpen.
Somit ergeben sich Fragestellungen hinsichtlich Lösungen zur Vermeidung bzw. Minderung von elektrischen und magnetischen Feldern in und außerhalb von Gebäuden. Es zeigt sich, dass eine Betrachtung und Beurteilung alleine der aktiven Störquellen nicht mehr ausreichend ist, sondern es müssen auch passiv leitfähige Strukturen wie z.B. Erdungs- und PA-Systeme mitberücksichtigt werden.
So müssen neben
externen aktiven Feldquellen, wie z.B.
• Hochspannungsfreileitungen
• Hochspannungskabeln
• Bahnanlagen
sowie internen Feldquellen, wie z.B.
• Transformatoren,
• Niederspannungsleitungen,
• Gebäudeinstallationen (Haupt- und Endstromkreise).
jedenfalls auch ohmsch, induktiv oder kapazitiv eingekoppelte Ströme und Spannungen in (nicht-) geerdete passiv leitfähige Gebäudestrukturen berücksichtigt werden, wie z.B.:
• PE/PEN-Leiter,
• Gebäudearmierung,
• Erdungssystem,
• Blitzableiter.
In der vorliegenden Arbeit wird, angeregt durch aktuelle Messergebnisse in Neubauten, anhand von Berechnungen der Einfluss von externen Feldquellen (Bahnanlage, Hochspannungsfreileitung, Kabel) sowie von passiv leitfähigen Gebäudestrukturen (Armierung, PA- und PE-Leiter) beim Auftreten von externen Magnetfeldern auf das Summen-Magnetfeld im Innern von Gebäuden dargestellt. Zusätzlich werden neben der Berechnung der Magnetfelder auch induzierte Spannungen in Leitungen der Gebäudetelekommunikationstechnik im Innern der Gebäude behandelt. Dabei finden auch Ströme über Erde, d.h. die ohmsche Kopplung von fremden Erdungsanlagen (z.B. Bahnanlage oder Objekte) und dem Erdungssystem des Gebäudes Berücksichtigung. Im Anschluss an die Beispiele werden geeignete Maßnahmen vorgeschlagen, um die auftretenden Magnetfelder technisch und ökonomisch sinnvoll auf verträgliche Größen zu minimieren. Die Berechnungen werden mithilfe von selbst erstellten Programmen in Kombination mit Matlab Simulink und FEM-Simulationen durchgeführt.
Original languageGerman
Title of host publication15. Symposium Energieinnovation
Publication statusPublished - 2018
Event15. Symposium Energieinnovation: Neue Energie für unser bewegtes Europa - TU Graz, Graz, Austria
Duration: 14 Feb 201816 Feb 2018
https://www.tugraz.at/events/eninnov2018/home/

Conference

Conference15. Symposium Energieinnovation
Abbreviated titleEnInnov 2018
CountryAustria
CityGraz
Period14/02/1816/02/18
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