Dimensioneringsberäkningar av medföljande jordlina i kabelnät

Sammanfattning: Mellanspänningsnätet består till stor del av markförlagd kabel. Praxis hos Vattenfall är att förlägga medföljande jordlina tillsammans med kabeln. Denna studie tittar på frågeställningen om vilken dimension som ska användas på medföljande jordlina. I studien kartläggs distributionsnätets uppbyggnad utifrån de ingående komponenternas bidrag till jordfelströmmar. Överslagsberäkningar används för att lösa uppgiften. Uppdraget var att undersöka vilken dimension som erfordras på medföljande jordlinan i mellanspänningsnät, (10-20kV) för enkel- och samförläggning. Studien rör anläggningar med kortslutningsström på högst 16 och 20 kA. Beräkningsmetoderna utgår från kända felströmmar och impedanser i kablar och stationer. Strömuppdelningen beräknas mellan skärm och jordlina med impedans-förhållandet mellan dessa. Beräkningarna visar att vid samförläggning av kablar från samma station behövs endast en jordlina användas ur det termiska perspektivet. Vid samförläggning med en medföljande jordlina kommer nollföljdsresistansen öka vilket medför en högre aktiv jordslutningsström. Studien visar att den termiska aspekten är en avgörande dimensionerande faktor då skador på manteln kan uppkomma där jordlinan ligger an mot kabeln. Skador på manteln kan undvikas genom att öka dimensionen på jordlinan. Dimensioneringen bör därför göras utifrån kortslutningsströmmen på skenan. En lösning kan vara att placera jordlinan på ett avstånd från kabeln varpå klenare dimension på jordlinan kan tillämpas. Vidare undersökningar föreslås angående möjlighet att använda kortare frånkopplingstider vilket sänker den erforderliga arean på jordlinan.