Elektromagnetisme. Fagnotat. Køge Nord - Næstved

Transkript

1 Elektromagnetisme Fagnotat Køge Nord - Næstved

2 Godkendt dato BDK Godkendt af Senest revideret dato BDK Senest revideret af Elektromagnetisme Banedanmark Anlægsudvikling Amerika Plads København Ø ISBN:

3 Elektromagnetisme Indhold Side 1 Indledning 4 2 Ikke-teknisk resumé 5 3 Lovgrundlag 7 4 Baggrund og metode Baggrundsinformation om projektet Magnetfelter Sundhedspåvirkning og forsigtighedsprincippet Metode Belastningsmønster og magnetfelt 11 5 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i anlægsfasen 15 6 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i driftsfasen Miljøpåvirkning i driftsfasen Elektrificering Hastighedsopgradering Afværgeforanstaltninger i driftsfasen 16 7 Kumulative effekter alternativet 20 9 Oversigt over eventuelle mangler ved undersøgelserne Referencer Bilag 23

4 1 Indledning I finanslovsaftalen for 2013 mellem Regeringen og Enhedslisten blev der afsat midler til elektrificering af strækningen mellem den kommende Køge Nord station og Næstved. Elektrificeringen af strækningen er omfattet af Elektrificeringsloven, der blev vedtaget i juni Projektet er en del af et større elektrificeringsprogram for det danske jernbanenet, som blev igangsat med de politiske aftaler om En grøn transportpolitik fra 29. januar 2009, Bedre Mobilitet fra 26. november 2010 og Elektrificering af jernbanen mv. fra 7. februar 2012, og med beslutningen om Togfonden DK den 14. januar I 2018 vil den ny bane København-Ringsted være bygget og elektrificeret til Køge Nord station. Den tilstødende strækning mellem Køge Nord og Næstved vil dermed få en direkte forbindelse til København med kortere rejsetider. Strækningen vil derfor få en langt mere central trafikal placering og et større passagertal end i dag. Ringsted-Femern banen bliver også elektrificeret med åbning senest i Det er derfor politisk besluttet at elektrificere Køge Nord Næstved strækningen, således at der opnås et sammenhængende elektrificeret jernbanenet. Som et delaspekt undersøger Banedanmark en hastighedsopgradering af strækningen mellem Køge og Næstved til 160 km/t mod de 120 km/t, der køres på strækningen i dag. El-materiel ved 160 km/t giver en optimal trafikal udnyttelse med optimale køretider til følge. Med et materielskift til el-materiel og en opgradering af hastigheden til 160 km/t vil rejsetiden mellem Køge og Næstved kunne reduceres med op til 10 minutter i forhold til i dag. Fagnotatet beskriver påvirkningerne på miljøet ifht. elektromagnetisme når henholdsvis Elektrificeringen og evt. Hastighedsopgraderingen er gennemført i Dette sammenholdes med 0-alternativet som beskriver situationen i 2018, hvis projektet ikke gennemføres. Fagnotatet vil sammen med en række andre fagnotater indgå som baggrundsmateriale til en samlet VVM-redegørelse for Elektrificeringen og for Hastighedsopgraderingen. VVM redegørelserne har til formål at skabe et overblik over projekternes konsekvenser for miljøet. Derudover beskrives de afværgeforanstaltninger, der kan iværksættes i forbindelse med de to projekter. Elektromagnetisme 4 Indledning

5 2 Ikke-teknisk resumé Elektromagnetisk påvirkning fra elektriske jernbaner er ikke reguleret ved lov i Danmark. Påvirkningen fra magnetfelter reguleres på grundlag af anbefalinger fra WHO og Sundhedsstyrelsen, der er baseret på et forsigtighedsprincip, og vejledning fra Magnetfeltudvalget. På fjernbaner dannes der omkring kørestrømsanlægget et magnetfelt. Størrelsen af magnetfeltet er afhængig af strømstyrken og afstanden fra lederen, og måles i mikrotesla (µt). Magnetfelter fra vekselstrøm er mistænkt for at medføre en øget risiko for børneleukæmi. Baggrunden for denne mistanke er baseret på undersøgelser af sammenhængen mellem bopæl tæt på magnetfelter og forekomst af børneleukæmi. Sammenhængen er dog aldrig blevet hverken be- eller afkræftet. Derfor anbefaler WHO og Sundhedsstyrelsen et forsigtighedsprincip, som siger man skal være særlig opmærksom ved magnetfelter over 0,4 µt i årsmiddel. For at kunne lave en præcis beregning af magnetfeltets styrke, kræves detaljeret viden om køreledningsanlægget, trafikintensiteten på banen mm. På nuværende stade i projektet er der ikke truffet beslutning om udformningen af køreledningsanlægget. For at være på den sikre side er der anlagt en worst-case betragtning. Der er derfor taget udgangspunkt i beregninger af magnetfeltet for et køreledningsanlæg med en høj magnetfeltpåvirkning for en strækning (Esbjerg Lunderskov) med større trafikintensitet end Køge Nord Næstved. Elektrificering I forbindelse med planlægningen af elektrificeringen af Esbjerg Lunderskov blev den forventede udbredelse af det resulterende magnetfelt beregnet til 12 m. fra spormidten. For elektrificering af Køge Nord Næstved kører der til forskel fra Esbjerg Lunderskov færre passagertog, der kører ingen godstog, strækningen er enkeltsporet og hastigheden er lavere. Desuden er der for Esbjerg Lunderskov regnet med en type kørestrømsanlæg der har den største magnetfeltudbredelse. Derfor forventes det ved elektrificeringen af Køge Nord Næstved at magnetfeltets udbredelse over 0,4 µt vil være under 10 meter fra spormidten, som yderligere kan nedbringes ved hjælp af afværgeforanstaltninger. Der er ingen børneinstitutioner eller skoler, der påvirkes af magnetfelt over 0,4 µt. Når køreledningsanlægget er fastlagt i sommeren 2015 vil Banedanmark gennemføre beregninger og fastlægge afværgeforanstaltninger. Hvis der stadig findes boliger, som er påvirkede af det elektromagnetiske felt vil disse få direkte besked. Elektromagnetisme 5 Ikke-teknisk resumé

6 Udskiftningen af broer og lukning af broer på strækningen har ikke betydning for størrelsen af den elektromagnetiske påvirkning. Hastighedsopgradering For hastighedsopgradering af Køge Nord Næstved til 160 km/t kører der til forskel fra Esbjerg Lunderskov stadig færre passagertog, ingen godstog og strækningen er enkeltsporet. Desuden er der for Esbjerg Lunderskov regnet med en type kørestrømsanlæg der har den største magnetfeltudbredelse. Derfor forventes det ved hastighedsopgradering af Køge Nord Næstved, at magnetfeltets udbredelse over 0,4 µt vil være under 12 meter fra spormidten og kan reduceres yderligere til under 10 meter fra spormidten ved hjælp af afværgeforanstaltninger, hvor det er nødvendigt. Stationsstrækninger hastighedsopgraderes ikke, og magnetfeltet vil derfor være som ved elektrificeringen. Der er ingen børneinstitutioner eller skoler, der ligger tæt på jernbanen. Udskiftningen af broer og lukning af broer på strækningen har ikke betydning for størrelsen af den elektromagnetiske påvirkning. Afværgeforanstaltninger Der er en stribe effektive muligheder for at begrænse magnetfeltets størrelse. Alle disse muligheder skal dog vælges ved design af køreledningsanlægget, der foretages af Banedanmarks Elektrificeringsprogram. Elektromagnetisme 6 Ikke-teknisk resumé

7 3 Lovgrundlag Elektromagnetisk påvirkning fra elektriske jernbaner er ikke reguleret ved lov i Danmark. Påvirkningen fra magnetfelter reguleres på grundlag af anbefalinger fra WHO og Sundhedsstyrelsen, der er baseret på forsigtighedsprincippet, og vejledning fra Magnetfeltudvalget /2/. Elektromagnetisme 7 Lovgrundlag

8 4 Baggrund og metode 4.1 Baggrundsinformation om projektet Elektrificering I forbindelse med elektrificering af jernbanen mellem Køge Nord og Næstved skal der opstilles kørestrømsmaster og -ledninger langs hele banestrækningen. Endvidere skal der etableres tekniske installationer til køreledningsanlægget to steder langs strækningen. Elektrificeringen af banestrækningen løber fra lidt sydøst for banens krydsning med Køge Bugt Motorvejen (km 50,0) til indkørslen ved Næstved Station (km 91,7). I forbindelse med elektrificeringen skal en række broer rives ned og genopbygges for at skabe plads nok til kørestrømsanlægget. Dette medfører endvidere, at de tilhørende vejanlæg skal bygges om. Banedanmarks grundløsning ved den enkelt bro er en én-til-én løsning, som er bragt op til nutidig vejstandard. Følgende veje/broer berøres i grundløsningerne: Køge Kommune Egøjevej Hastrupvej Svansbjergvej Søllerupvej Sæddervej Faxe Kommune Tollerødvej Ty Hastrupvej Terslev Skolevej Teestrupvej Skuderløsevej Næstved Kommune Ravnstrupvej Bomosevej Stibroen ved Egøjevej i Køge og broen for Bomosevej i Næstved nedlægges permanent. Stibroen ved Egøjevej i Køge og broen for Bomosevej i Næstved nedlægges permanent. Under Søndre Viaduktvej og Vordingborg i Køge samt under Landevejen i Holme Olstrup sænkes sporerne for at skabe plads under broerne I Køge Kommune har kommunen lagt op til et alternativ, hvor en række elementer er ændret i forhold til grundløsningerne: Egøjevej stibro hæves Egøjevej, vejbro nedlægges Orkestervej føres under banen i en helt ny underføring (jernbanebro) og tilsluttes Egøjevej øst for banen. Hastrupvej, vejbro nedlægges og genopføres som stibro. Der etableres en ny forbindelsesvej fra Hastrupvej til Orkestervej øst for banen. Elektromagnetisme 8 Baggrund og metode

9 I Faxe Kommune har kommunen ligeledes lagt op til et alternativ, hvor en række elementer er ændret i forhold til grundløsningerne: Ty Hastrupvej vejbro nedlægges. Teestrupvej udvides til 50 km/t og med dobbeltrettet cykelsti Skuderløsevej opgraderes til 50 km/t Terslev Skolevej opgraderes til 60 km/t. Hastighedsopgradering Muligheden for en hastighedsopgradering, undersøges ligeledes i dette fagnotat. Hastighedsopgraderingen til 160 km/t kan gennemføres på strækningen fra syd for Køge i km 54,3 frem til indkørslen til Næstved Station i km 92,20. Hastighedsopgraderingen medfører at sporsænkningerne beskrevet for elektrificeringen udvides en smule og at banedæmningen udvides to steder på strækningen. Bomanlægget ved overkørslerne Stoksbjergvej og Skovvej i Haslev Orned vil blive ombygget. 4.2 Magnetfelter Enhver leder, hvori der løber en strøm, vil danne et omgivende magnetfelt. Størrelsen af magnetfeltet er afhængig af strømmens størrelse og afstanden fra lederen. I et kørestrømsanlæg er der to ledere - en køreledning og en returleder. To ledere, hvori der løber strøm, vil påvirke hinanden med en kraft, der er afhængig af afstanden mellem lederne og strømmens størrelse og retning. To ledere med modsat strømretning, placeret tæt sammen, kan derfor delvist ophæve hinandens magnetfelt. Afstanden mellem køreledning og returleder/spor er derfor vigtig. Virkningen af magnetfelter måles i mikrotesla (µt), der er et udtryk for den magnetiske induktion. Magnetfeltet omkring kørestrømsanlæg er et elliptisk magnetfelt, der ligner feltet fra en højspændingsledning, der aftager med kvadratet på afstanden (dobbelt afstand = kvart magnetfelt). Da det er et enfaset system, og en del af strømmen løber i jorden, dannes også et magnetfelt, der aftager næsten direkte proportionalt med afstanden (dobbelt afstand = halvt magnetfelt). Kørestrømsanlæg på fjernbaner i Danmark drives med 50 Hz vekselstrøm og en spænding på 25 kv ( volt). Magnetfelter fra 50 Hz vekselstrøm skifter retning 50 gange i sekundet. S-tog og Metro anvender jævnstrøm, der danner et statisk magnetfelt. Jordens magnetfelt er også et statisk magnetfelt. Statiske magnetfelter,skifter ikke retning, og er ikke mistænkt for sundhedsmæssig risiko. Statiske magnetfelter behandles derfor ikke yderligere. Elektromagnetisme 9 Baggrund og metode

10 4.3 Sundhedspåvirkning og forsigtighedsprincippet Magnetfelter fra vekselstrøm har været mistænkt for at medføre en risiko for børneleukæmi, på baggrund af undersøgelser af sammenhængen mellem bopæl tæt på magnetfelter og forekomst af børneleukæmi /4/. Der er siden udført en lang række forsøg, der dog ikke har kunnet hverken be- eller afkræfte en biologisk sammenhæng /4/. Derfor anbefaler WHO og Sundhedsstyrelsen anvendelse af et forsigtighedsprincip /2/ og /5/. Der er ikke påvist sundhedsrisiko for voksne med bolig nær magnetfelter fra højspændingsanlæg, men der forskes i en mulig sammenhæng med Alzheimers sygdom. Verdenssundhedsorganisationen (WHO) anbefaler brug af et forsigtighedsprincip ved mulige langtidsvirkninger af magnetfelter. Det gælder især for vurderinger af børneleukemi, idet der fortsat er væsentlig usikkerhed om årsagen. En mulig påvirkning bør undgås, i et omfang der står i et rimeligt forhold til de gavnlige effekter ved elforsyning. WHO s anbefalinger blev senest revideret i 2007 /6/. Sundhedsstyrelsen anbefaler også forsigtighedsprincippet, der er formuleret som /2/: Nye boliger og institutioner, hvor børn opholder sig, bør ikke opføres tæt på eksisterende højspændingsanlæg. Nye højspændingsanlæg bør ikke opføres tæt på eksisterende boliger og børneinstitutioner. Begrebet tæt på kan ikke defineres nærmere, men må afgøres i den konkrete situation ud fra en vurdering af den konkrete eksponering. Børneinstitutioner omfatter også skoler Magnetfeltudvalget og Kommunernes Landsforening har i deres fælles vejledning anbefalet en grænse for den ge nnemsnitlige magnetfeltpåvirkning over året på 0,4 µt, og at påvirkninger fra magnetfelter over denne grænse bør udredes nærmere /2/. Når der i den følgende tekst referes til denne værdi, er det underforstået, at det er en årsmiddelværdi. 0,4 µt er ikke en egentlig tærskel- eller grænseværdi. Såfremt værdien overskrides på en lokalitet, som kan være problematisk bør planmyndigheden overveje alternative placeringer af kilden til magnetfeltpåvirkningen og/eller afværgeforanstaltninger ud fra forsigtighedsprincippet. Det er magnetfelter fra strømforsyning, der er omfattet af forsigtighedsprincippet. I Danmark omfatter det i praksis magnetfeltstyrker op til 50 Hz. EU s anbefalinger er dækkende for magnetfeltstyrker i området op til 300 Hz. Den internationale kommission for beskyttelse mod ikke-ioniserende stråling (ICNIRP International Comission on Non-Ionising Radiation Protection) anbefaler vejledende grænseværdier, men er ikke en myndighed. ICNIRP Elektromagnetisme 10 Baggrund og metode

11 reviderede deres anbefalinger i 2010 i forhold til beskyttelse af arbejdstagere og befolkningen i almindelighed mod kendte akutte virkninger af magnetfelter. De anbefalede grænseværdier i det offentlige rum er på 200 µt og µt på arbejdspladser /7/. 4.4 Metode Formålet med fagnotatet er at beskrive det forventede magnetfelt langs Køge Nord Næstved strækningen ift. 0,4 µt, som er den anbefalede grænse for udredning ud fra forsigtighedsprincippet. For at kunne lave en præcis beregning af magnetfeltets styrke, kræves detaljeret viden om køreledningsanlægget, trafikintensiteten på banen mm. På nuværende stade i projektet er der ikke truffet beslutning om udformningen af køreledningsanlægget på strækningen. Banedanmarks Elektrificeringsprogram vil på et senere tidspunkt træffe beslutning om valg af køreledningsanlæg for strækningen, og herefter vil der blive regnet mere detaljeret på udbredelsen af magnetfeltet. På denne baggrund, er der i forbindelse med kortlægningen af et magnetfelt over 0,4 µt, taget udgangspunkt i beregninger af det forventede magnetfeltlangs den allerede undersøgte elektrificering af strækningen Esbjerg Lunderskov. Der blev her regnet på et returledersystem, som vil være den type kørestrømsanlæg, der vil give den største magnetfeltudbredelse. /?/ Der tages udgangspunkt i et gennemsnitligt magnetfelt, da den opmærksomhedsgrænse som WHO og Sundhedsstyrelsen anvender er baseret på en årsmiddel, og magnetfeltet varierer når et tog passerer (se nedenforteorien omkring magnetfelterne er beskrevet nærmere i bilag 1. På baggrund af det beregnede gennemsnitlige magnetfelt (/2/ og /3/), er afstanden fra spormidten ud til hvilken man kan forvente en påvirkning på mere end 0,4 µt angivet. Endvidere er mulige afværgeforanstaltninger, der kan reducere magnetfeltet gennemgået Belastningsmønster og magnetfelt Togene vil hver især opholde sig i ganske få minutter i hver af de adskilte sektioner mellem nedlederne, der er forbindelser mellem skinner og returleder. Der vil for hver sektion være to forskellige situationer: Når der ikke kører tog i en sektion: Når der ikke kører tog i en sektion, vil strømmen i køreledning og returleder være ens og modsatrettede og i væsentlig grad udligne hinanden, fordi de to Elektromagnetisme 11 Baggrund og metode

12 ledere er tæt på hinanden, se Figur 1. Magnetfelterne vil derfor være små og aftage med afstanden /3/. Figur 1: Der kører ikke tog i dette afsnit. Køretråd og returleder fungerer som to ledere med ca. samme strøm (gennemsnitlig 100A) med modsat retning. Der er relativ lille afstand mellem lederne (ca. 3 m.) Målepunktets afstand: ca. 1 m over skinne og 4-5,5 m fra køreledning. Afstand til returleder lidt større, /3/. Den resulterende magnetfeltskurve for et enkeltspor er vist i Figur 2. Figur 2 Magnetfelt beregnet ved: 100 A, køretråd 5 m over jorden og målehøjde 1 m over jorden /3/. På strækningen mellem toget og nærmeste nedleder (maks. 1,5 km), vil skinnerne fungere som returleder (Figur 3). Da der i dette tilfælde er en Elektromagnetisme 12 Baggrund og metode

13 relativt stor afstand mellem køretråd og de to returledere (skinner) vil feltet i ganske kortvarige perioder være lidt større end i situationen, hvor der ikke kører tog i sektionen /3/. Figur 3: Der kører tog i dette afsnit. Køretråd og skinne fungerer som to ledere med ca. samme strøm (gennemsnitlig 100A) med modsat retning. Der er stor afstand mellem lederne (ca. 5-6,5 m.) Afstanden mellem returlederne (skinner) er 1,5 m. Målepunktets afstand: ca. 1 m over skinne og 4-5,5 m fra køreledning /3/. Som udgangspunkt regnes der med, at der ikke bliver installeret sugetransformere på strækningen. Returstrømmen vil gå i skinnerne over en strækning på ca. 200 m. Herefter vil den igen bevæge sig op i returlederen. Der er forbindelse fra skinnen til returlederen ved hver tredje mast. Den samlede modstand (impedansen) i returlederen tilbage til omformerstationen er mindre end igennem skinnerne. Elektrificering I forbindelse med planlægningen af elektrificeringen af Esbjerg Lunderskov blev den forventede udbredelse af det resulterende magnetfelt beregnet til 12 m. fra spormidten. For elektrificering af Køge Nord Næstved kører der til forskel fra Esbjerg Lunderskov færre passagertog, der kører ingen godstog, strækningen er enkeltsporet og hastigheden er lavere. Desuden er der for Esbjerg Lunderskov regnet på den type kørestrømsanlæg med den største magnetfeltudbredelse. Derfor forventes det ved elektrificeringen af Køge Nord Næstved at magnetfeltets udbredelse over 0,4 µt vil være under 10 meter fra spormidten. Elektromagnetisme 13 Baggrund og metode

14 Hastighedsopgradering Hvis der opgraderes til 160 km/t i stedet for 120 km/t vil hastigheden være den samme som for Esbjerg Lunderskov. Magnetfeltets udbredelse vil derfor også være tættere på det, der blev beregnet for Esbjerg Lunderskov. Der vil dog for Køge Nord Næstved stadig være tale om mindre udbredelse som følge af færre passagertog og slet ingen godstog til forskel fra beregningerne for Esbjerg Lunderskov. Hertil kommer at der for Esbjerg Lunderskov er beregnet på det kørestrømsanlæg med den største magnetfeltudbredelse. Derfor forventes det ved hastighedsopgraderingen af Køge Nord Næstved at magnetfeltets udbredelse over 0,4 µt vil være under 12 meter fra spormidten og kan reduceres yderligere til under 10 meter ved hjælp af afværgeforanstaltninger, hvor det er nødvendigt. Elektromagnetisme 14 Baggrund og metode

15 5 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i anlægsfasen Det elektromagnetiske felt bliver først dannet, når der er strøm på køreledningssystemet, der er derfor ingen elektromagnetisk påvirkning i anlægsfasen. Elektromagnetisme 15 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i anlægsfasen

16 6 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i driftsfasen 6.1 Miljøpåvirkning i driftsfasen Elektrificering Når kørestrømsanlægget er kendt i detailfasen, vil der foretages mere detaljerede beregninger. Når den reelle magnetfeltpåvirkning er kendt, vil en gennemgang af bygninger indenfor den kritiske afstand kunne afgøre, om der er et reelt problem, eller om der alene er tale om garager og lignende, der er sammenbygget med boligen. Herefter skal det vurderes, om der er behov for afværgetiltag, og i så fald hvad der er teknisk og økonomisk muligt. Der er ingen børneinstitutioner tæt på jernbanen. Udskiftningen af broer og lukningen af broer på strækningen har ikke betydning for størrelsen af den elektromagnetiske påvirkning Hastighedsopgradering Ved hastighedsopgradering vil magnetfeltet på mere end 0,4 µt vil strække sig længere fra spormidten. Udbredelsen af magnetfeltet skal stadig beregnes efter der er valgt kørestrømsanlæg, hvor det kan afgøres hvilke boliger der skal kigges nærmere på med henblik på at nedbringe magnetfeltet yderligere vha. afværgeforanstaltninger. Der er ingen daginstitutioner eller skoler tæt på jernabanen. 6.2 Afværgeforanstaltninger i driftsfasen Magnetfeltets størrelse omkring banen kan nedbringes ved forskellige metoder herunder ændringer af køreledningsanlæggets ophængning og opbygning. Da strækningen er enkeltsporet vil der kun stå kørestrømsmaster på den ene side af sporet. Udbredelsen vil derfor være størst til den side, hvor der er sat master. Magnetfeltets påvirkning over 0,4 µt vil derfor være tættere på spormidten i den side hvor der ikke er master. Køreledningsmasterne planlægges derfor opstillet med henblik på minimering af elektromagnetiske og visuelle konsekvenser for banes naboer på følgende sider af banen (Fagnotat Anlægsbeskrivelse): (Søndre Viaduktvej): Vest for banen Elektromagnetisme 16 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i driftsfasen

17 (Søndre Viaduktvej) (Vordingborgvej): Øst for banen (Vordingborgvej) (skovbryn før Tureby): Vest for banen (skovbryn før Tureby) (skovbryn efter Tureby): Øst for banen (skovbryn efter Tureby) Næstved station: Vest for banen De mulige afværgeforanstaltninger er de samme for hastighedsopgradering som for elektrificeringen, men behovet for at begrænse magnetfeltet er størst ved en hastighedsopgradering. Nedenfor gennemgås de mulige afværgeforanstaltninger samlet. Sugetransformatorer Sugetransformatorer suger returstrømmen op i returlederen, så strøm i spor og jord minimeres. Da køreledning og returleder ligger relativt tæt på hinanden giver dette et mindre magnetfelt. Sugetransformatorer kan placeres med vilkårlig afstand. Jo tættere de placeres, jo større reducerende effekt vil sugetransformatorerne have på magnetfeltet omkring banen. Sugetransformatorer kan anvendes på vilkårlige delstrækninger herunder hele strækningen syd for Køge. Sugetransformatorer kan ikke anvendes parallelt med S-baner, så metoden kan ikke anvendes nord for Køge Station. Sugetransformatorer vil have en markant effekt på magnetfeltets udbredelse, afhængig af afstanden mellem de enkelte sugetransformatorer og deres placering i forhold til fordelingsstationer. Opstilling af sugetransformatorer vil afstedkomme en øget årlig drifts- og vedligeholdelsesudgift. Autotransformatorer I udlandet er autotransformatorer anvendt til elektriske tog. Det kræver en anderledes opbygning af køreledningsanlægget og skal vælges til eller fra i designfasen. Den resulterende magnetfeltstyrke er lav og på niveau med det som kan opnås med sugetransformatorer eller en smule lavere, men uden de samme negative konsekvenser for drift og vedligehold. Køreledningsanlæggets geometriske opbygning Placering af returlederen så tæt som muligt på køreledningen giver et mindre magnetfelt, da strømmen er modsatrettet og af næsten samme størrelse. For at opnå et mindre magnetfelt kræves en mastekonstruktion som eksempelvis halv- eller helrammer i stedet for enkeltstående master. Elektromagnetisme 17 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i driftsfasen

18 Konstruktionen kan anvendes på delstrækninger, men er særlig oplagt på dobbeltsporede strækninger, som f.eks. stationer på den aktuelle strækning. Konstruktionen vil kun have en mindre effekt på magnetfeltets udbredelse fra banen. Kabellægning af fødeledning Magnetfeltet omkring banen kan lokalt nedbringes ved at placere højspændingskablet (fødeledningen) samt returlederkabel i kabelkanal eller nedgravet tæt ved sporet forbi et område, hvor magnetfeltet skal reduceres. Herved vil der på den kabellagte strækning kun løbe strøm i selve køreledningsanlægget under togpassage, hvilket vil nedbringe den gennemsnitlige magnetfeltstyrke omkring banen markant. Metoden kan anvendes på udvalgte delstrækninger af længder på ca. 0,5 5 km og vil have meget stor effekt på magnetfeltets udbredelse fra banen. Metoden vil have ubetydelige negative konsekvenser for den elektriske overføringsevne af køreledningsanlægget på strækningen, hvor metoden anvendes. Ekspropriation af boliger Endelig kan påvirkning af boliger med magnetfelter over 0,4 µt undgås, ved at indstille boligen til ekspropriation. Opsummering Der er behov for, at begrænse den elektromagnetiske påvirkning med en eller flere af de ovennævnte metoder. Banedanmarks Elektrificeringsprogram udfører design af kørestrømsanlæg, og da dette ikke er færdigt, kan løsningerne endnu ikke beskrives. Med henblik på nedbringelse af den elektromagnetiske påvirkning, er der i anlægsbudgetet afsat et større beløb til at nedbringe påvirkningen fra magnetfeltet. Elektromagnetisme 18 Konsekvenser og afværgeforanstaltninger i driftsfasen

19 7 Kumulative effekter I forbindelse med et specifikt anlægsprojekt kan nogle påvirkninger vurderes at være mindre væsentlige, men hvis der foregår lignende påvirkninger på andre nærliggende projekter, kan de måske tilsammen skabe en væsentlig miljøpåvirkning, den såkaldte kumulative effekt. Ved krydsning af eksisterende højspændingsledninger kan det samlede magnetfelt være større, da højspændingsledningen også har et magnetfelt. Det eneste sted, hvor der ligger boliger nær jernbanen, ved en krydsende højspændingsledning, er i den nordligste del af Haslev. Her er afstanden mellem bolig og henholdsvis jernbane (50 m) og højspændingsledning (70 m) dog så store, at det samlede magnetfelt vil være væsentligt under 0,2 µt. Der er ikke kendskab til kommende projekter langs banen, der kan medføre et øget magnetfelt. Elektromagnetisme 19 Kumulative effekter

20 8 0-alternativet Elektrificeringen 0-alternativet beskriver situationen i 2018, hvis elektrificering og evt. hastighedsopgradering ikke gennemføres, og tjener som et sammenligningsgrundlag for elektrificeringen af strækningen samt en evt. hastighedsopgradering. Den kommende station Køge Nord bliver etableret i forbindelse med et andet projekt (Ny bane København Ringsted) og med nyt spor ved Køge station. Det medfører, at der i dagtimerne 2018 vil køre 4 tog pr. time i hver retning mellem Køge Nord og Køge station og 2 tog pr. time i hver retning mellem Køge og Næstved Station. I aftentimerne vil der kun køre 2 tog pr. time hver vej mellem Køge Nord og Køge station, og 1 tog pr. time hver vej mellem Næstved og Køge station. Strækningen mellem Køge Nord og Næstved station vil ikke være elektrificeret. Der vil derfor køres med dieselmateriel på strækningen med samme hastighed som i dag, hvor der kun må køres op til 120 km/t. Hastighedsopgraderingen 0-alternativet til Hastighedsopgraderingen beskriver situationen i 2018, hvis hastighedsopgraderingen ikke gennemføres. 0-alternativet til Hastighedsopgradering er således den elektrificerede strækning med en maksimal hastighed på 120 km/t. I de fremtidige driftsoplæg er der ikke lagt op til, at der skal køre flere tog på strækningen. Dette betyder, at der ikke er planlagt flere afgange end i dag, men rejsetiden vil være kortere. Nyt signalsystem (ERTMS) Der er truffet beslutning om at udskifte hele Banedanmarks signalsystem med et nyt, moderne system, svarende til de fælles europæiske specifikationer. Signalsystemet vil være implementeret på strækningen i 2018 og give mulighed for en hastighedsforøgelse på strækningen. Da der ikke bliver opsat køreledninger i 0-alternativet, bliver der ikke dannet et magnetfelt. Der vil derfor ikke være en elektromagnetisk påvirkning i 0- alternativet. Elektromagnetisme 20 0-alternativet

21 9 Oversigt over eventuelle mangler ved undersøgelserne Da kørestrømsanlægget ikke er valgt endnu, er vurderingerne i dette fagnotat baseret på beregninger for et worst-case kørestrømsanlæg for en anden strækning (Esbjerg Lunderskov). Disse beregninger tager ikke hensyn til de særlige forhold, der vil fremkomme ved et detaljeret design af kørestrømsanlægget. Beregninger for det samlede system skal gennemføres, når systemet kan beskrives detaljeret. Elektromagnetisme 21 Oversigt over eventuelle mangler ved undersøgelserne

22 10 Referencer /1/ Teknisk Håndbog, Baggrundsviden om felter, størrelser, grænseværdier mv. Elbranchens Magnetfeltudvalg /2/ Vejledning. Forvaltning af forsigtighedsprincippet ved miljøscreening, planlægning og byggesagsbehandling. Elbranchens Magnetfeltudvalg og KL. 3. udgave april /3/ Katalog Bilag til /2/: Magnetfelternes størrelse ved forskellige typer højspændingsanlæg.. Elbranchens Magnetfeltudvalg og KL. 3. udgave april /4/ Magnetfelter fra højspændingsanlæg Viden om virkninger på mennesker, februar Teknisk baggrundsnotat udarbejdet for Energinet.dk. /5/ WHO Fact Sheet. /6/ WHO Environmental Health Criteria No. 238 /7/ ICNIRP Fact Sheet On the guidelines for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1 Hz-100 khz). /8/ Tore Skogberg, Formler for luftspoler, Elektromagnetisme 22 Referencer

23 11 Bilag Elektromagnetisme 23 Bilag

24 Bilag 1 Teoretisk gennemgang Elektromagnetisme 24 Bilag

25 Teoretisk gennemgang - magnetfelter Magnetfeltet omkring en leder, der gennemløbes af en elektrisk strøm, beregnes som: Hvor: B er magnetfeltstyrken i Tesla I er strømmen i lederen i Ampere a er afstanden til lederen i meter μ0 er konstanten 4 x 10-7 TmA -1 Det totale magnetfelt omkring banen beregnes som vektorsummen af bidrag fra køreledningsanlægget og returlederen/returskinne. Køreledningsanlægget kan beskrives som en leder der foldes sammen til en aflang og rektangulær løkke hvor den lange side er meget længere end den korte. Her kan den magnetiske fluxtæthed bestemmes inde i løkken såvel som udenfor ved, at betragte systemet som to uendeligt lange og parallelle ledere (Fejl! Henvisningskilde ikke fundet.). Figur 4: Den magnetiske fluxtæthed omkring en aflang løkke med et detaljeret snit vist til højre. Inde i spolen vil magnetfelterne understøtte hinanden mens de udenfor modvirker hinanden, /8/. Den indbyrdes afstand mellem lederne er l 2 = 2a og koordinatsystem arrangeres med nulpunkt midt mellem de to ledere, så lederne går gennem x1 = a og x2 = a. Den magnetiske fluxtæthed opskrives først for hver enkelt leder i et punkt langs x-aksen. De to felter understøtter hinanden i området indenfor spolen hvor begge udtryk giver et positivt resultat, mens de modvirker hinanden udenfor. For x > a er B 2A negativt og for x < a er B 2B negativt. Elektromagnetisme 25 Bilag

26 Den resulterende magnetiske fluxtæthed i det valgte punkt er givet af summen af de to felter. Ved symmetriaksen mellem lederene (x = 0), er den magnetiske fluxtæthed det dobbelte af værdien i afstanden a fra en enkeltleder, og i stor afstand fra løkken ( x >> a) er den magnetiske fluxtæthed omvendt proportional med kvadratet på afstanden så feltet aftager ganske hurtigt udenfor to parallelle ledere hvor strømmen løber i hver sin retning i lederne. Elektromagnetisme 26 Bilag