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EMF von Stromtechnologien
(Oancea et al., 2019). Ziel ist es, die Felder zu minimieren bzw. die Einhaltung der EMC-Richtlinien in
EN 50121-2 («Railway applications - Electromagnetic compatibility - Part 2: Emission of the whole rail- way system to the outside world»). In den Rückleiterseilen fliessen rund 40%, in den Schienen ebenso 40% und im Erdreich noch 20% des Rückstromes (Biesenack et al., 2006) (Kap. 5.3.3.2).
Für die EMF-Belastung im Zug selbst wird das magnetische Feld mit einem 3-D-Modell berechnet (Buccella & Feliziani, 2003). Die Grundlage bilden die Parameter des italienischen Zuges Freccia Rossa (Mailand-Rom) mit Erdrückleitern. Im Innern der Wagons wird mit 1-10 μT gerechnet, hingegen an den Wagenübergängen wird ein erhöhtes Feld von 150 μT ausgewiesen. Diese Werte stimmen recht gut überein mit den gemessenen Werten im Thalys Zug (Brüssel-Paris) und liegen dort im Be- reich von 3 μT bis 18 μT im Innern der Wagons. Diese Werte sind umso wichtiger einzuhalten, da Ita- lien im Frequenzbereich bis zu 10 kHz neue Vorsorgewerte definierte: für alte Installationen bis zu
10 μT, für neue Anlagen nur noch 3 μT.
2.1.7 Emissionen von Gleichstrombahnen
Strassen- und Nahverkehrsbahnen zeichnen sich durch eine stark frequentierte Infrastruktur mit zahl- reichen Haltestellen aus. Naturgemäss ist dort mit einer hohen Zahl an Fahrgästen zu rechnen. Ob- wohl diese Schienenfahrzeuge im Grundsatz mit DC-Fahrleitungsspannungen im Bereich von 600 V betrieben werden, entstehen gerade an den Stationen ausgeprägte Anfahr-/Bremsströme, im 1000-A- Bereich, welche als leicht moduliert angesehen werden können (zunehmend/abnehmend). Dies gilt vor allem im Haltestellenbereich, wo Fahrzeuge beschleunigt und / oder abgebremst werden. Die zeit- lichen Stromänderungen führen überschlagsmässig zu Immissionen auf dem Bahnsteig in 5 m Distanz in der Grössenordnung von 200 μT bis 300 μT, (bei einem Betriebsstrom von 1000 A sind das
200 A/m*1.257 μT -> 250 μT, wobei es sich um «langsam» veränderliche Gleichfelder handelt. Auf- grund der zugelassenen Gleichfelder bis 50‘000 μT und der kurzen Expositionszeit der Fahrgäste ist nicht von einer Grenzwertverletzung auszugehen. Für Langzeitexpositionswerte gibt die SUVA als Grenzwert für statische Magnetfelder am Arbeitsplatz für Kopf und Rumpf 2‘000 μT an, für elektrische Felder 40 kV/m und übernimmt damit die Empfehlung der ICNIRP Guidelines 2009 (ICNIRP, 2009).
2.1.8 Frequenzen der EMF von Energieversorgungsnetzen
Die elektrischen und magnetischen Felder von Einrichtungen der elektrischen Energieversorgung kön- nen in drei Bereiche eingeteilt werden (Abbildung 7): (1) Netzfrequenzen, (2) harmonische Oberwellen der Netzfrequenzen, (3) interharmonische Oberwellen und impulsförmige Emissionen im höheren Fre- quenzbereich, verursacht durch leistungselektronische Apparate und der sogenannten Power Line Communication (PLC), siehe Kapitel 2.2.3. Die Emissionen sind in Abbildung 7 als transparent einge- färbte Säulen und Flächen dargestellt: blau für das elektrische Feld, rot für die magnetische Fluss- dichte und violett für elektromagnetische Abstrahlungen im Hochfrequenzbereich. Zum Vergleich sind die Grenzwerte für die Personenbelastung nach NISV, aber auch solche aus der Normierungsbereich elektromagnetische Verträglichkeit miteingezeichnet. Die Grenzwerte im Hochfrequenzbereich sind situationsabhängig. Es wurde deshalb die Grössenordnung der höchsten zulässigen Werte einge- zeichnet. Dabei handelt es sich im Impulsspitzenwerte.
Beim Vergleich der Einschränkungen durch die NISV und die EMV-Normen zeigt sich, dass die Grenzwerte der ICNIRP und NISV für Energieanlagen nur im Netzfrequenzbereich ausschlaggebend sind (Bereich (1)). Im Hochfrequenzbereich (3) liegen die Emissionen der elektrischen Energieanlagen im öffentlichen Bereich zwei bis drei Zehnerpotenzen unter den Werten der NISV. Ausschlaggebend sind aber die umfangreichen EMV-Reglementierungen (ITU, CISPR/CENELEC). Sie dienen dem Schutz der funktechnischen Kommunikation vor Störungen aus Energieanlagen.
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