Intern
Diese Güter sind durch die U.S. Behörden kontrolliert (wenn sie mit „ECCN“ ungleich „N“ gekennzeichnet sind) und dürfen nur in das ange-gebene Land des Endverwenders geliefert und nur durch diesen verwendet werden. Ohne eine Genehmigung der U.S. Behörden oder eine sonstige Genehmigung gemäß den U.S. Rechtsvorschriften dürfen die Güter nicht in andere Länder oder an andere Personen, außer dem angegebenen Endverwender, verkauft, transferiert oder auf sonstige Weise weitergegeben werden. Weder in ihrer ursprünglichen Form noch nach weiterer Verarbeitung in sonstige Güter. Die mit „AL” ungleich „N“ gekennzeichneten Güter unterliegen der europäischen / natio-nalen Ausfuhrgenehmigungspflicht. Für Güter ohne Kennzeichen oder mit Kennzeichen „AL:N” / „ECCN:N“ kann sich eine Genehmi-gungspflicht aufgrund des Verwendungszwecks oder des Endverbleibs ergeben.
Intern © Siemens AG, 2017 Weitergabe sowie Vervielfältigung, Verbreitung und/oder Bearbeitung dieses Dokumentes, Verwertung und Mitteilung seines Inhaltes sind verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patentertei-lung, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmustereintragung vorbehalten.
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Genehmigungsantrag Station DC Konverter Philippsburg 1
4.2 Nachweis von elektrischen undmagnetischen Feldern zur Einhaltung der26. BimschV/ DGUV 15/ EMFV
ULTRANET HGÜ Konverter 2000 MW
TransnetBW Vertrag 5500005102
UNID: 10000171552
Technische Klassifizierung:
ECCN: N AL: N
BImSchG AntragNetzbauprojekt Ultranet, Gleichstrom-Umspannwerk Philippsburg
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Revisionsverzeichnis
Rev. Datum Änderungen Ersteller Prüfer Freigeber
0 20.12.2017 Erstausgabe F. Thiem H. Seemann S. Appler
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Inhaltsverzeichnis:
1 Allgemeine Informationen .................................................................................... 4
1.1 Umfang der Elektromagnetischen Felder (EMF) Betrachtungen ........................ 4
1.2 Gültigkeitsbereich/ Betriebszustand der Anlage ................................................. 5
1.3 Referenzen .............................................................................................................. 6
1.4 Abkürzungsverzeichnis ......................................................................................... 7
2 EMF Anforderungen .............................................................................................. 8
2.1 Anforderungen nach der 26. BImSchV ................................................................. 8
2.2 Anforderungen nach DGUV Vorschrift 15 .......................................................... 10
2.3 Anforderungen nach der EU Richtlinie 2013/35/EU ........................................... 11
3 Quellen elektromagnetischer Felder ................................................................. 13
4 Vorgehen bei der Bestimmung der elektromagnetischen Felder ................... 15
4.1 Berechnungsmethode ......................................................................................... 16
4.2 Simulationssoftware ............................................................................................ 16
4.3 Modellierung der Anlage ..................................................................................... 16
4.4 Bereiche der Feldstärkebestimmung .................................................................. 17
4.5 Darstellung der Ergebnisse ................................................................................. 18
5 Ergebnisse der Feldberechnungen ................................................................... 19
5.1 Exposition außerhalb der Anlage (Allgemeinbevölkerung) .............................. 19 5.1.1 Elektrische Felder ............................................................................................ 19 5.1.2 Magnetische Felder ......................................................................................... 20
5.2 Exposition innerhalb der Anlage (berufliche Exposition) ................................ 21 5.2.1 Elektrische Felder ............................................................................................ 21 5.2.2 Magnetische Felder ......................................................................................... 22
6 Bewertung/ Zusammenfassung ......................................................................... 23
6.1 Exposition von Personen der Allgemeinheit ...................................................... 23
6.2 Exposition von beruflich exponierten Personen ............................................... 23
6.3 Raumladungen entlang der DC Leitungen ......................................................... 24
6.4 Zusammenfassung............................................................................................... 24
6.5 Sonstiges .............................................................................................................. 25
7 Grafische Darstellung des Modells/ der Simulationsergebnisse .................... 26
7.1 Exposition der Allgemeinbevölkerung ............................................................... 28
7.2 Berufliche Exposition .......................................................................................... 32
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1 Allgemeine Informationen
1.1 Umfang der Elektromagnetischen Felder (EMF) Betrachtungen
Dieses Dokument dient dem Nachweis der Einhaltung von elektrischen und magnetischen Feldern
sowie der Einhaltung der 26. BImSchV/ DGUV 15/ EMFV im Zusammenhang mit dem Projekt
UltraNet – Netzbauprojekt Ultranet, Gleichstrom-Umspannwerk Philippsburg.
Ziel dieser Untersuchungen war festzustellen,
ob die beim Betrieb der Anlage vorhandenen elektromagnetischen Felder im Hinblick auf
Personen unzulässig hohe Amplituden besitzen und
inwieweit dies für Personen der Allgemeinheit, die sich im Bereich außerhalb des Anlagen-
geländes aufhalten können, sowie beruflich exponierte Personen innerhalb des Anlagenbe-
reichs, zutrifft.
Der Bereich der betrachteten elektromagnetischen Felder betrifft
magnetische Flussdichten und elektrische Felder bei DC (0 Hz)
magnetische Flussdichten und elektrische Felder der Frequenz 50 Hz.
Harmonische der Grundschwingung (n x 50 Hz) treten aufgrund der Anlagenauslegung als HVDC
VSC Anlage nur in einer für diese Simulation vernachlässigbaren Größe auf und wurden deshalb
nicht berücksichtigt. Messungen auf Projekten vergleichbarer Anlagen zeigten, dass die gewichte-
ten Beiträge der anlagengenerierten harmonischen Ströme und Spannungen extrem gering sind
und daher wegen des ohnehin deutlichen Abstandes der Anlagenemission zum Grenzwert nicht
zusätzlich berücksichtigt wurden.
Das Dokument beschreibt die Quellen der elektromagnetischen Felder und die von ihnen erzeug-
ten Feldstärken in relevanten Bereichen. Die sich ergebenden Feldstärken bzw. Flussdichten wer-
den bewertet anhand von quantitativen Anforderungen, die sich aus der derzeitigen Rechtslage in
der Bundesrepublik Deutschland ergeben. (siehe Kapitel 1.3, Referenzen).
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1.2 Gültigkeitsbereich/ Betriebszustand der Anlage
Die ermittelten Werte berücksichtigen die Situation bei stationären Betriebszuständen der Anlage.
Im Hinblick auf „worst-case“ Werte der elektrischen und magnetischen Felder wurde der Betriebs-
zustand Bipolarer Betrieb untersucht, da dieser die höchsten zu erwartenden Emissionen darstellt.
Weitere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich im monopolaren Betrieb (Teilbetrieb der Anla-
ge) keine höheren elektrischen und magnetischen Feldstärken ergeben. Die Ergebnisse dieser Un-
tersuchungen sind in dieser Studie nicht explizit dargestellt.
Hinsichtlich einer EMF Betrachtung bedeutet die Betriebsart Bipolarer Betrieb, dass beide Anla-
genpole in Betrieb sind und somit auch alle relevanten Leiter auf der Anlage strom- bzw. span-
nungsführend sind.
Dabei wurden Lastwerte für maximal projektierte Leistungsübertragung gewählt, die den Zustand
höchster betrieblicher Anlagenauslastung gemäß [1] widerspiegeln.
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1.3 Referenzen
[1] Sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immisionsschutz-
gesetztes (Verordnung über elektromagnetische Felder – 26. BImSchV), Bundesgesetz-
blatt, Jahrgang 2013 (BGBl. I S. 3266), 14. August 2013
[2] LAI Hinweise zur Durchführung der Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BIm-
SchV) vom 17/18. September 2014
[3] LAI Handlungsempfehlungen für EMF- und Schallgutachten zu Hoch- und Höchstspan-
nungstrassen, Stand 1 August 2017
[4] Berufsgenossenschaftliche Vorschrift für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (Unfall-
verhütungsvorschrift – Elektromagnetische Felder, DGUV 15), 01. Juni 2001, vormals BGV
B11
[5] BGR B11 Berufsgenossenschaftliche Regeln Für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit,
Januar 2006
[6] Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU der europäischen Parlaments und
des Rates vom 26. Juni 2013 (EMFV) vom 15. November 2016
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1.4 Abkürzungsverzeichnis
Innerhalb des Berichts werden folgende Abkürzungen verwendet:
26. BImSchV 26. Bundesimmissionsschutzverordnung
LAI Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz
DGUV
Vorschrift 15
Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung, Unfallverhütungsvorschrift Elektromag-
netische Felder (bisher BGV B11)
HGÜ Hochspannungs - Gleichstrom - Übertragung
VSC Voltage Source Converter
EB Expositionsbereich
AC Wechselstrom
DC Gleichstrom
T Tesla
mT Millitesla
µT Mikrotesla
TFH Trägerfrequenzsperre Hochspannung
LV Low Voltage
HV High Voltage
n.a. Nicht anwendbar
Tabelle 1.4-1: Abkürzungen
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2 EMF Anforderungen
Hinsichtlich der Exposition von Personen durch elektromagnetische Felder sind in der Bundes-
republik Deutschland derzeit folgende Verordnungen bzw. Vorschriften zu beachten, siehe auch
Kapitel 1.3, Referenzen:
Für die Allgemeinheit:
26. BImSchV (26. Bundesimmissionsschutzverordnung), 2013
Für berufstätig exponierte Personen:
DGUV 15 (Deutsch Gesetzliche Unfallversicherung, Vorschrift 15), vom 01. Juni
2001, vormals BGV B11 mit identischem Inhalt
Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU der europäischen Parlaments
und des Rates vom 26. Juni 20131 (EMFV)
2.1 Anforderungen nach der 26. BImSchV
§3, Niederfrequenzanlagen
Im §3 der 26. BImSchV wird gefordert, dass zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen
Niederfrequenzanlagen so zu errichten und betreiben sind, dass in ihrem Einwirkungsbereich in
Gebäuden oder auf Grundstücken, die zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen
bestimmt sind, bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung folgende Grenzwerte nicht überschrit-
ten werden:
Magnetische Flussdichte bei 50 Hz : 100 µT
Elektrische Feldstärke bei 50 Hz : 5 kV/m
Anmerkung: Dem nicht nur vorübergehenden Aufenthalt dienen Gebäude und Grundstücke, in
oder auf denen nach der zulässigen bestimmungsgemäßen Nutzung, regelmäßig Personen länger
verweilen, wobei es sich in der Regel um Aufenthaltsdauern von mehreren Stunden handelt. Maß-
geblich ist dabei die Aufenthaltsdauer der einzelnen Person. Entsprechend dieser Abgrenzung
dienen dem nicht nur vorübergehenden Aufenthalt insbesondere Wohngebäude, Krankenhäuser,
Schulen, Kindergärten, etc. aber auch Arbeitsstätten, z.B. Geschäfts-, Verkaufsräume oder Werk-
stätten können dem nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen dienen.
1 Siehe detaillierte Information in Kapitel 2.3, Anforderungen nach der EU Richtlinie 2013/35/EU
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Nur zum vorübergehenden Aufenthalt von Menschen dienen dagegen Orte, an denen die Verweil-
zeit des Einzelnen in der Regel gering ist. Hierunter fallen beispielsweise Straßen, Bahnsteige,
Bushaltestellen oder in Gebäuden Räumlichkeiten wie Gänge, Treppenhäuser.
§3a, Gleichstromanlagen
Gemäß §3a der 26. BImSchV für Gleichstromanlagen ist der Grenzwert der magnetischen Fluss-
dichte in Bereichen einzuhalten, die zum dauerhaften oder vorübergehenden Aufenthalt bestimmt
sind:
Magnetische Flussdichte bei 0 Hz (DC) : 500 µT
Elektrische Feldstärke bei 0 Hz (DC) : kein Grenzwert
§4, Anforderungen zur Vorsorge
Nach §4 der 26. BImSchV sind bei Errichtung und wesentlicher Änderung von Niederfrequenzan-
lagen sowie Gleichstromanlagen die Möglichkeiten auszuschöpfen, die von der jeweiligen Anlage
ausgehenden elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Felder nach dem Stand der
Technik unter Berücksichtigung von Gegebenheiten im Einwirkungsbereich zu minimieren.
Das Design der Anlage insbesondere in der Nähe des Anlagenzauns an den zu Öffentlichen Be-
reichen angrenzenden Anlagenteilen ist so konzipiert, dass die elektrischen, magnetischen und
elektromagnetischen Felder ausreichend minimiert werden und somit die Anforderungen der
26. BImSchV umfänglich berücksichtigt werden.
Bei der Auslegung der Anlage wird durch entsprechende Maßungs- und Erdungskonzepte sicher-
gestellt, dass Wirkungen wie Funkenentladungen auch zwischen Personen und leitfähigen Objek-
ten, die zu erheblichen Belästigungen oder Schäden führen könnten, nach der 26. BImSchV ver-
mieden werden.
Dies gilt gleichermaßen für Niederfrequenzanlagen und Gleichstromanlagen.
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Die Grenzwerte 26. BImSchV für hochfrequente Emissionen >10 MHz mit Blick auf Personen-
schutz liegen deutlich oberhalb der Anforderungen für Funkschutz. Untersuchungen an vergleich-
baren Anlagen zeigen, dass typische Emissionen im HF Bereich verglichen mit Personenschutzan-
forderungen in diesem Frequenzbereich um mehrere Zehnerpotenzen geringer sind und daher
nicht explizit betrachtet werden müssen. Einen Leitfaden zu Interpretation und Umsetzung der An-
forderungen der 26. BImSchV stellen die LAI Hinweise zur Durchführung der Verordnung über
elektromagnetische Felder (26. BImSchV) [2] dar.
2.2 Anforderungen nach DGUV Vorschrift 15
Diese Anforderungen betreffen Personen, die in Folge ihres Berufes elektromagnetischen Feldern
ausgesetzt sind. Nach den Vorschriften der Deutschen gesetzlichen Unfallversicherung ist dafür zu
sorgen, dass in Arbeitsstätten und an Arbeitsplätzen weder unzulässige Expositionen noch unzu-
lässige mittelbare Wirkungen durch EM-Felder auftreten. Die DGUV Vorschrift 15 unterscheidet
hinsichtlich der Exposition von Personen zwischen verschiedenen Expositionsbereichen.
Expositionsbereich 2 ist der Bereich, der alle Bereiche des Unternehmens umfasst, sofern sie
nicht dem Expositionsbereich 1, dem Bereich erhöhter Exposition oder dem Gefahrbereich zuzu-
ordnen sind (Anmerkung: hier gelten die niedrigsten, d.h. strengsten Grenzwerte). Keine Zeitliche
Einschränkung der Aufenthaltsdauer.
Expositionsbereich 1 ist der Bereich, der kontrollierte Bereiche sowie Bereiche umfasst, in denen
aufgrund der Betriebsweise oder der Aufenthaltsdauer sichergestellt ist, dass eine Exposition
oberhalb der zulässigen Werte von Expositionsbereich 2 nur vorübergehend erfolgt. "Vorüberge-
hende Exposition" bedeutet, dass die Expositionszeiten weniger sind als im Mittel 8 h täglich an 5
Tagen in der Woche bei 50 Wochen im Jahr.
Bereich erhöhter Exposition ist ein kontrollierter Bereich, in dem die Werte des Expositionsbe-
reiches 1 überschritten werden. Aufenthaltsbeschränkung in diesem Bereich: 2 h /Tag.
Gefahrbereich ist ein kontrollierter Bereich, in dem die Werte für Bereiche erhöhter Exposition
überschritten werden.
Die Grenzwerte für den Expositionsbereich 2 betragen:
Magnetische Flussdichte bei DC (0 Hz): 21,22 mT
Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 424 µT
Elektrische Feldstärke bei DC (0Hz): 20 kV/m
Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 6,67 kV/m
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Die Grenzwerte für den Expositionsbereich 1 (vorübergehender Aufenthalt) betragen:
Magnetische Flussdichte bei DC (0 Hz): 67,9 mT
Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 1358 µT
Elektrische Feldstärke bei DC (0Hz): 30 kV/m
Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 21,3 kV/m
Die Grenzwerte für den Bereich erhöhter Exposition betragen:
Magnetische Flussdichte bei DC (0 Hz): 127,3 mT
Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 2546 µT
Elektrische Feldstärke bei DC (0Hz): 30 kV/m
Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 30 kV/m
2.3 Anforderungen nach der EU Richtlinie 2013/35/EU
Die Richtlinie 2013/35/EU des europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Juni 2013 legt
Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefähr-
dung durch physikalische Einwirkungen fest. Diese Richtlinie wurde im November 2016 in nationa-
les Recht umgesetzt, siehe [6]. Inhaltlich stellt diese Richtlinie teilweise schärfere Forderungen
auf, als aktuell zum Zeitpunkt dieses Dokuments in der DGUV Vorschrift 15 vorliegen. Insofern
werden für die EMF Betrachtung sowohl die Grenzwerte der DGUV Vorschrift 15 als auch die
Grenzwerte/ Auslöseschwellen der EMF Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU für
Feldexposition innerhalb der Anlage zugrunde gelegt. Der jeweils schärfere Grenzwert (DGUV 15
oder EMFV) entscheidet über die Zugänglichkeit am jeweiligen Expositionsort.
Expositionsgrenzwerte für statische Magnetfelder:
Sensorische Wirkungen (normale Arbeitsbedingungen) 2 T
Expositionsgrenzwerte für statische elektrische Felder:
Maximalwert der externen elektrischen Feldstärke 28,2 kV/m
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Die Werte für die untere Auslöseschwelle2 betragen:
Magnetische Flussdichte Exposition z.B. Herzschrittmacher bei DC (0 Hz): 0,5 mT
Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 1000 µT
Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 10 kV/m
Die Werte für die obere Auslöseschwelle3 betragen:
Magnetische Flussdichte Exposition z.B. Herzschrittmacher bei DC (0 Hz): 1 mT
Magnetische Flussdichte bei 50 Hz: 6000 µT
Elektrische Feldstärke bei 50 Hz: 19,94 kV/m
In der Praxis sind die Auslöseschwellen wie folgt zu interpretieren:
Werte unterhalb der unteren Auslöseschwelle:
Keine gesundheits- und sicherheitsrelevanten Risiken, keine Maßnahmen erforderlich.
Werte oberhalb der unteren, aber unterhalb der oberen Auslöseschwelle:
Sicherheitsrelevante Risiken. Maßnahmen wie Information und Training erforderlich.
Hinsichtlich der Exposition von Trägern von aktiven medizinischen Implantaten (z.B. Herzschritt-
macherträger) ist nach [6] folgendes zu berücksichtigen:
Die untere Auslöseschwelle für statische Magnetfelder beträgt 0,5 mT4, die Hohe 1 mT.
Eine Zugangsberechtigung für Personen mit aktiven medizinischen Implantaten ist nicht vorgese-
hen, daher wird dieser Grenzwert nicht herangezogen.
2 Effektivwerte
3 Effektivwerte
4 Dieser Wert ist identisch mit dem Grenzwert der 26. BImSchV für zeitlich unbeschränkten Aufenthalt.
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3 Quellen elektromagnetischer Felder
Alle leitfähigen Strukturen, die unter Spannung stehen oder in denen Ströme fließen, stellen
grundsätzlich die Quellen elektromagnetischer Felder dar. Auf Grund physikalischer Bedingungen
können diese Felder in zwei Typen unterschieden werden:
Elektrische Felder: Dieser Typ von Feldern ist auf leitfähige Strukturen zurückzuführen, die unter
Spannung stehen, wie Freileitungen, Sammelschienen, etc. Die Amplitude des von ihnen erzeug-
ten Feldes nimmt zu mit zunehmender Spannung der Leiter in Bezug auf des Referenzpotential
(= Erdpotential). Die elektrische Feldstärke an den betrachteten räumlichen Stellen hängt darüber
hinaus von weiteren Randbedingungen wie der räumlichen Leiteranordnung oder dem Vorhanden-
sein anderer leitfähiger Strukturen (die nicht unter Spannung stehen) in der Nähe der spannungs-
führenden Komponenten ab. Jene beeinflussen die räumliche Verteilung des elektrischen Feldes
und damit auch die resultierenden Feldstärken. Die elektrische Feldstärke wird in der Größe V/m
oder kV/m ausgedrückt.
Magnetische Felder: Diese Felder werden von stromführenden Strukturen erzeugt. Die Amplitude
der von ihnen verursachten Felder nimmt mit steigender Stromstärke zu und ist von der räumlichen
Anordnung der stromführenden Leiter abhängig. Im Rahmen dieses Dokuments wird zur quantita-
tiven Beschreibung der Wert der magnetischen Flussdichte herangezogen (anstatt der magneti-
schen Feldstärke). Die magnetische Flussdichte wird in der Größe T (Tesla) ausgedrückt, wobei im
vorliegenden Falle die Einheiten µT und mT verwendet werden.
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Abbildung 3-1: Layout der UltraNet Konverterstation B / Philippsburg mit Quellenlokalisierung
Zugängliche Quellen AC elektrische/magnetische Felder
Zugängliche Quellen DC elektrische/magnetische Felder
Im Betrieb nicht zugängliche Quellen elektrischer/magnetischer Felder
Info: Der für die Allgemeinbevölkerung zugängliche Bereich ist in allen relevanten Grafiken
außerhalb des die Anlage umgebenden Zaunes (grüne Linie).
Bereiche Exposition der Allgemeinbevölkerung (außerhalb der grünen Linie)
X
Y
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Bereiche Be-ruflicher Ex-position (innerhalb der grünen Linie)
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4 Vorgehen bei der Bestimmung der elektromagnetischen Felder
Für die Ermittlung der elektrischen Feldstärke und der magnetischen Flussdichte wurde folgendes
Vorgehen angewandt:
Alle relevanten spannungs-und stromführenden Komponenten mit Spannungen > 1 kV und
Strömen größer 100 A bei 50 Hz und DC wurden bei der Berechnung berücksichtigt.
Die betrachteten Komponenten werden in ein physikalisches Modell überführt, welches de-
ren räumliche Anordnung berücksichtigt.
Das räumliche, physikalische Modell ist mittels des Computerprogramms Winfield (siehe
Kapitel 4.2, Simulationssoftware) analysiert und die von ihm verursachten Felder numerisch
bestimmt worden.
Die ermittelten magnetischen Flussdichten werden in Form von 2D Feldverteilungen bzw.
Isolinien- Diagrammen aufbereitet, die die Verteilung der Feldstärken in den betrachteten
Bereichen zeigen.
Elektrische Felder innerhalb von nicht zugänglichen Bereichen in Gebäuden
(z.B. Umrichterhalle) wurden ebenfalls nicht betrachtet
Hinsichtlich der für die EMF Bewertung berücksichtigten Betriebszustände wurden in einer Simula-
tion folgende worst-case Werte für Spannungen und Ströme berücksichtigt.
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4.1 Berechnungsmethode
Die elektrischen und magnetischen Felder lassen sich mittels Simulationsprogrammen bestimmen.
In beiden Fällen wurde das Simulationsprogramm WinField eingesetzt.
4.2 Simulationssoftware
Winfield- Electric and Magnetic Field Calculation
Version 2016 (Build 3166) LF
Forschungsgesellschaft für Energie und Umwelttechnologie FGEU mbH
Copyright © Berlin 1995-2016
4.3 Modellierung der Anlage
Abbildung 3-1 zeigt das generelle Layout der Anlage mit Nennung der Emissionsquellen und der
Anordnung der verschiedenen Komponenten wie Leitungen, Verschienungen sowie Transformato-
ren. Das von diesem Layout abgeleitete Modell, das für die Simulationen verwendet wurde, ist in
Abbildung 7-1 und Abbildung 7-2 dargestellt.
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4.4 Bereiche der Feldstärkebestimmung
Die elektrischen und magnetischen Feldstärken wurden für folgende räumliche Bereiche ermittelt:
Außerhalb der Anlage:
Hier wird im Allgemeinen lediglich der nähere Bereich um die Anlage berücksichtigt, da
aufgrund der Position der Emissionsquellen innerhalb der Anlage die Emissionen eindeutig
am Zaun am höchsten sind und mit zunehmendem Abstand von der Anlage die Feldstär-
ken abnehmen. Gemäß der LAI Durchführungshinweise [2] wird bei dem untersuchten An-
lagentyp ein 5 m breiter Streifen um den äußeren Anlagenzaun als maßgeblicher Immissi-
onsort definiert, für den eine Betrachtung der elektrischen und magnetischen Felder erfolgt.
Die Höhe für die Bewertung der elektrischen und magnetischen Feldstärken beträgt 1 m
über dem Erdboden gemäß [2].
Relevante Grenzwerte:
- 26. BImschV für Exposition Allgemeinbevölkerung
Innerhalb der Anlage: Die Werte in diesem Bereich berücksichtigen die Tatsache, dass
sich hier über einen längeren Zeitraum beruflich exponierte Personen aufhalten können.
Gemäß der BGR B11 [5] sind die Grenzwerte der DGUV Vorschrift 15 in einer Höhe von
1,9 m über dem Erdboden nachzuweisen (Steharbeitsplätze). Die Bewertung der Felder er-
folgte in einer Höhe von 2 m über Erdboden. Unter Berücksichtigung der Feldquellensitua-
tion stellt die Berechnungshöhe von 2 m den Worst Case für Exposition einer im Stehen
arbeitenden Person dar, in einer Höhe von 1.9 m sind die Felder nachweislich geringer.
Relevante Grenzwerte:
- DGUV Vorschrift 15 für Berufliche Exposition (Expositionsbereiche 1, 2 oder
Bereich erhöhter Exposition) und
- Verordnung zur Umsetzung der Richtlinie 2013/35/EU (EMFV)
Als minimaler Abstand zur Bewertung der Feldstärken an berührbaren Oberflächen wie Wänden,
Zäunen und Konstruktionen wurden 0,2 m verwendet. Dieser Abstand gemäß [2] orientiert sich an
der typischerweise minimal möglichen Messentfernung mit entsprechenden Sonden unter Berück-
sichtigung der Vermeidung struktureller Einflüsse mit Blick auf Feldverzerrungen.
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Besondere Situation der Konverterstation B Philippsburg:
Die Anlage ist gemäß aktueller Planung auch außerhalb des direkt um die Anlage führenden
Zauns vollständig in einen der Öffentlichkeit nicht zugänglichen Bereich integriert. Danach wären
formal direkt außerhalb des Anlagenzaunes auch noch die höheren Grenzwerte für berufliche Ex-
position anwendbar. Dennoch wird der Anlagenzaun als Grenze zur Allgemeinheit betrachtet und
außerhalb dieses Zaunes die Projektanforderungen für Exposition der Allgemeinheit angewendet
(siehe Abbildung 3-1).
4.5 Darstellung der Ergebnisse
Die ermittelten Amplituden für die elektrischen und magnetischen Felder werden in Form von 2-D-
Farbkarten dargestellt, die die räumliche Verteilung in den betrachteten Gebieten widerspiegeln.
Bei den dargestellten Werten handelt es sich jeweils um die Beträge der Feldstärkevektoren. Die
Darstellung erfolgt in einer Auflösung von 0,2 m x 0,2 m. Die Darstellungen zeigen immer die
Komplettanlage.
Die Skalierung der errechneten Feldstärken erfolgt in Abhängigkeit der Relevanz für Allgemeinbe-
völkerung (26. BImSchV) und beruflich exponierter Personen (DGUV Vorschrift 15/ EMFV)
Entsprechend der Unterteilung der betrachteten Bereiche werden die Ergebnisse in verschiedenen
Diagrammen – mit unterschiedlicher Skalierung für beruflich exponierte Personen (= innerhalb der
Anlage) sowie für die Allgemeinheit (um die Anlage herum) – dargestellt.
Das Maximum der Skalierung entspricht jeweils dem einzuhaltenden Grenzwert, wenn nicht an-
derweitig gekennzeichnet.
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5 Ergebnisse der Feldberechnungen
Entsprechend der Aufteilung der elektromagnetischen Felder, wie sie in Kapitel 3 beschrieben
wurde, werden im Folgenden die Ergebnisse zu den magnetischen bzw. elektrischen Feldstärken
getrennt nach Expositionskriterium (Allgemeinbevölkerung/ berufliche Exposition) und nach 0 Hz
(DC) und 50 Hz (AC) aufgeführt.
5.1 Exposition außerhalb der Anlage (Allgemeinbevölkerung)
5.1.1 Elektrische Felder
Max. Wert AC Grenzwert 26. BImSchV
ok / nicht ok Ort / Kommentar
< 1 kV/m 5 kV/m ok
Entlang des Anlagenzaun, in der Nähe der AC-Leitung, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbil-dung 7.1-1
< 2,5 kV/m 5 kV/m ok
Unter der Freileitung zwischen Konverterstation und erstem Freileitungsmast, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.1-1.
Tabelle 5.1.1-1: Max. AC E-Felder außerhalb der Anlage
Anmerkung: ok: Anforderung erfüllt nicht ok: Anforderung nicht erfüllt
Max. Wert DC Grenzwert 26. BImSchV
ok / nicht ok Ort / Kommentar
< 3,8 kV/m n.a. ok
Anlagenzaun, in der Nähe der DC-Leitung auf An-lagenseite/ HV DC Spule Pol 2, Höhe 1 m über dem Boden, Abbildung 7.1-2 und entlang des Zaunes Pol 1
< 2,7 kV/m n.a. ok
Unter der DC Freileitung zwischen Konvertersta-tion und erstem Freileitungsmast, nahe dem Zaun der Konverterstation, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.1-2
Tabelle 5.1.1-2: Max. DC E-Felder außerhalb der Anlage
In den Bereichen außerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel der elektrischen
Felder deutlich kleiner als der Grenzwert gemäß 26. BImSchV.
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5.1.2 Magnetische Felder
Max. Wert AC Grenzwert 26. BImSchV
ok / nicht ok Ort / Kommentar
< 8 µT 100 µT ok
Am Anlagenzaun in Nähe der Umrichterspulen Pol 1, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.1-3
< 26 µT 100 µT ok
Unter der AC Freileitung zwischen Konvertersta-tion und erstem Freileitungsmast, Höhe 1 m über dem Boden, nahe Zaun, siehe Abbildung 7.1-3
Tabelle 5.1.2-1: Max. AC B-Felder außerhalb der Anlage
Max. Wert DC Grenzwert 26. BImSchV
ok / nicht ok Ort / Kommentar
< 130 µT 500 µT ok
Am Anlagenzaun in Nähe der HV DC Spulen Pol 2, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.1-4
< 50 µT 500 µT ok
Unter der DC Freileitung zwischen Konvertersta-tion und erstem Freileitungsmast, nahe dem Zaun der Konverterstation, Höhe 1 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.1-4
Tabelle 5.1.2-2: Max. DC B-Felder außerhalb der Anlage
In den Bereichen außerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel der magnetischen
Felder deutlich kleiner als der Grenzwert gemäß 26. BImSchV.
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5.2 Exposition innerhalb der Anlage (berufliche Exposition5)
5.2.1 Elektrische Felder
Max. Wert AC Grenzwert
DGUV 15
OA6
EMFV
Ort / Kommentar
< 15 kV/m 21,3 kV/m 19,94 kV/m
Bereich der AC Portale von den Konvertertrans-formatoren, Höhe 2 m über dem Boden, siehe Ab-bildung 7.2-1
Tabelle 5.2.1-1: Max. AC E-Felder innerhalb7 der Anlage
Max. Wert DC Grenzwert
DGUV 15
Grenzwert
EMFV
Ort / Kommentar
< 25 kV/m 30 kV/m 28,2 kV/m Bereich um die HV DC Spule Pol 1, Höhe 2 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.2-2
< 17 kV/m 30 kV/m 28,2 kV/m
Unterhalb der DC Verschienung im der Nähe der DC Freileitung Höhe 2 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.2-2
Tabelle 5.2.1-2: Max. DC E-Felder innerhalb der Anlage
In den Bereichen innerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel der elektrischen Felder
kleiner als die Anforderungen der DGUV Vorschrift 15 bzw. obere Auslöseschwelle/
Grenzwerte der EMFV.
5 Grenzwert Expositionsbereich 1, DGUV Vorschrift 15 bzw. obere Auslöseschwelle (OA) gemäß EMFV
6 OA= obere Auslöseschwelle
7 Zugänglicher Bereich während des Betriebs
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5.2.2 Magnetische Felder
Max. Wert AC Grenzwert
DGUV 15
UA8
EMFV
Ort / Kommentar
< 350 µT 424 µT 1000 µT Umrichterhalle in der Nähe der Umrichterspule, Höhe 2 m über dem Boden, Abbildung 7.2-3
Tabelle 5.2.2-1: Max. AC B-Felder innerhalb der Anlage
Max.
Wert
DC
Grenzwert
DGUV 15
Grenzwert
EMFV
UA9
EMFV
OA
EMFV
Ort / Kommentar
< 9 mT 21,22 mT 2 T 0,5 mT 1 mT
Unterhalb der LV DC Spule Pol1/2, Höhe 2 m über dem Boden, siehe Abbildung 7.2-4
Tabelle 5.2.2-2: Max. DC B-Felder innerhalb der Anlage
In den Bereichen innerhalb der Anlage sind die ermittelten Pegel bei 50 Hz deutlich kleiner
als die Grenzwerte der DGUV für Expositionsbereich 2 und die untere Auslöseschwelle der
EMFV.
Hinsichtlich der statischen Magnetfelder werden die Grenzwerte der DGUV für Expositi-
onsbereich 2 und der Grenzwert nach EMFV eingehalten.
Die untere bzw. obere Auslöseschwelle bei statischen Magnetfeldern für Träger aktiver
medizinischer Implantate wird überschritten, Maßnahmen gemäß Kapitel 2.3 sind zu
Treffen
8 UA= untere Auslöseschwelle
9 UA/ OA für aktive medizinische Implantate
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6 Bewertung/ Zusammenfassung
6.1 Exposition von Personen der Allgemeinheit
Für diesen Personenkreis sind die Ergebnisse im Bereich um die Anlage relevant, d.h. außerhalb
des grün markierten Bereichs in Abbildung 3-1.
Elektrische Felder (AC und DC)
Die Werte der elektrischen Feldstärke außerhalb der Anlage liegen bei 50 Hz deutlich unterhalb
des Grenzwertes nach der 26. BImSchV. Für statische elektrische Felder existiert kein Grenzwert
für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach der 26. BImSchV, die Felder außerhalb des Anla-
genzaunes liegen jedoch deutlich unterhalb des zulässigen Wertes innerhalb der Anlage. Eine Be-
einträchtigung der Allgemeinbevölkerung ist somit ebenfalls nicht zu erwarten.
Magnetfelder (AC und DC)
Die maximalen magnetischen Flussdichten im Bereich um die Anlage liegen deutlich unterhalb der
Anforderungen nach der 26. BImSchV.
Elektrische und magnetische Feldbeiträge generiert durch den Freileitungsansprung zwischen
Konverterstation und erstem Freileitungsmast liegen ebenfalls deutlich unterhalb der Grenzwerte
der 26. BImSchV.
6.2 Exposition von beruflich exponierten Personen
Für diesen Personenkreis sind die Ergebnisse im Bereich innerhalb der Anlage relevant, d.h. in-
nerhalb des grün markierten Bereichs in Abbildung 3-1.
Elektrische Felder (AC und DC)
Die Werte der elektrischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der Anfor-
derungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der oberen Auslöse-
schwellen nach der EMFV.
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Magnetfelder (AC und DC)
Die Werte der magnetischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der An-
forderungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der Grenzwerte nach
der EMFV.
Träger aktiver medizinischer Implantate:
Es ist zu beachten, dass Personen mit aktiven medizinischen Implantaten keine Zugangs-
berechtigung für die Anlage erteilt wird
6.3 Raumladungen entlang der DC Leitungen
Entlang der DC Bus Bars und DC Freileitungen können durch Bildung sog. Raumladungswolken
über Ionisationsprozesse temporäre Feldstärkeverzerrungen in der Nähe der Leitungen auftreten.
Rechnerisch können diese Effekte nicht ermittelt werden, da die exakte Amplitude der Raumla-
dung und die dementsprechende Höhe des raumladungsbehafteten Feldes stark abhängig von
Komponenten wie Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit sind. Informa-
tionen hinsichtlich einer Beeinträchtigung von beruflich exponierten Personen sowie der Allge-
meinbevölkerung durch das Auftreten von Raumladungseffekten liegen derzeit nicht vor.
6.4 Zusammenfassung
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Gesamtanlage UltraNet Station DC Kon-
verter Philippsburg 1 außerhalb des eingezäunten Bereichs die Anforderungen der 26. BImSchV
[1] einhält und unterschreitet.
Innerhalb des eingezäunten Bereichs gilt folgendes:
Elektrische Felder (AC und DC)
Die Werte der elektrischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der Anfor-
derungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der oberen Auslöse-
schwellen nach der EMFV.
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Magnetfelder (AC und DC)
Die Werte der magnetischen Feldstärken liegen in allen Bereichen der Anlage unterhalb der An-
forderungen der DGUV Vorschrift 15 (Expositionsbereich 1) und unterhalb der Grenzwerte nach
der EMFV.
Es ist zu beachten, dass die untere bzw. obere Auslöseschwelle bei statischen Magnetfeldern für
Träger aktiver medizinischer Implantate an den HV/ LV DC Drosseln überschritten wird, Maßnah-
men gemäß Kapitel 2.3 sind zu treffen, bzw. eine generelle Zugangsbeschränkung für den ge-
nannten Personenkreis auf der Anlage wird empfohlen.
6.5 Sonstiges
Geführte Besuchergruppen können sich innerhalb der Anlage unter Berücksichtigung der gegebe-
nen Grenzwerte und Expositionszeiten in den entsprechenden Expositionsbereichen (wenn erfor-
derlich mit vorheriger Unterweisung) aufhalten. Die genannte Zutrittsbeschränkung für Personen
mit elektrischen/ elektronischen Implantaten ist hier ebenso zu berücksichtigen.
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7 Grafische Darstellung des Modells/ der Simulationsergebnisse
Die grafische Darstellung des Modells bzw. die Darstellung der Simulationsergebnisse der elektri-
schen und magnetischen Felder wird in den folgenden Abbildungen gezeigt. Tabelle 7-1 gibt einen
Überblick über die vorhandenen Abbildungen. Jede Feldberechnung wird als 2D Feldverteilung
dargestellt.
Expositionsart Feld Typ Diagramme
Allgemeinbevölkerung
Elektrisches Feld
AC Abbildung 7.1-1
DC Abbildung 7.1-2
Magnetisches Feld
AC Abbildung 7.1-3
DC Abbildung 7.1-4
Berufliche Exposition
Elektrisches Feld
AC Abbildung 7.2-1
DC Abbildung 7.2-2
Magnetisches Feld
AC Abbildung 7.2-3
DC Abbildung 7.2-4
Tabelle 7-1: Abbildungsübersicht zu den Simulationsergebnissen
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Abbildung 7-1: Computermodel von der UltraNet Konverterstation B zur Berechnung der elektrischen und
magnetischen Felder (Ansicht 1)
Abbildung 7-2: Computermodel von der UltraNet Konverterstation B zur Berechnung der elektrischen und
magnetischen Felder (Ansicht 2)
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7.1 Exposition der Allgemeinbevölkerung
Abbildung 7.1-1: AC 50 Hz elektrische Feldstärke (kV/m) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung)
Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage
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Abbildung 7.1-2: DC 0 Hz elektrische Feldstärke (kV/m) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung), kein Grenzwert gegeben
Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage
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Abbildung 7.1-3: AC 50 Hz magnetische Flussdichte (µT) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung)
Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage
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Abbildung 7.1-4:DC 0 Hz magnetische Flussdichte (µT) in einer Höhe von 1 m über Erdboden (Exposition der Allgemeinbevölkerung)
Für Exposition der Allgemeinbevölkerung nach 26. BImSchV irrelevanter Bereich innerhalb der Anlage
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7.2 Berufliche Exposition
Abbildung 7.2-1: AC 50 Hz elektrische Feldstärke (kV/m) in einer Höhe von 2 m über Erdboden (Berufliche Exposition, EMFV, obere Auslöseschwelle 19,94 kV/m)
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
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Abbildung 7.2-2: DC 0 Hz elektrische Feldstärke (kV/m) in einer Höhe von 2 m über Erdboden (Berufliche Exposition, Grenzwert EMFV, 28,2 kV/m)
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
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Nicht zugänglicher
Bereich während des
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Abbildung 7.2-3: AC 50 Hz magnetische Flussdichte (µT) in einer Höhe von 2 m über Erdboden (Berufliche Exposition, Grenzwert DGUV 15, EB 1, 1358 µT)
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
Nicht zugänglicher
Bereich während des
Betriebs
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Abbildung 7.2-4: DC 0 Hz magnetische Flussdichte (µT) in einer Höhe von 2 m über Erdboden, (Berufliche Exposition, Untere Auslöseschwelle
für Träger vom aktiven medizinischen Implantaten, 0,5 mT
Nicht zugänglicher
Bereich während des
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