Utfordringer og løsninger ved jordfeil i lavspenningsnettet

Håndtering av jordfeil i lavspenningsnett med isolert nullpunkt er viktig for et trygt og sikkert strømnett. Det kan være ressurskrevende prosesser både for nettselskap og nettkunder å finne jordfeil og rette opp i disse. Med ny teknologi i lavspenningsnettet åpner det seg muligheter for å effektivisere disse prosessene på måter som kan gi økt sikkerhet og lavere kostnader.

Kort forklart opptrer jordfeil når det er kontakt mellom en spenningsførende leder og jordpotensial, enten mot sikkerhetsjord inne i et anlegg eller mot faktisk jord i bakken. En slik forbindelse kan oppstå på mange måter, men typiske årsaker er feilkoblinger og ødelagt eller utilstrekkelig elektrisk isolasjon. Dette forekommer ofte i kombinasjon med fuktighet.

I november arrangerte CINELDI en workshop med nettselskap, myndigheter og teknologileverandører. Målet med workshopen var å diskutere mulighetene og løsningene for en trygg og effektiv jordfeilhåndtering i framtida.

Les mer om CINELDI

Ressurskrevende jordfeilsøking

I Norge, og noen få andre steder i verden, har det vært vanlig å bygge lavspenningsnett som er isolert fra jord. Det har den fordelen at nettet fortsatt kan driftes, selv om det oppstår jordfeil i nettet. Det gir typisk høyere leveringspålitelighet, men dersom jordfeil ikke rettes innen rimelig tid, utgjør det også en økt risiko for skade på personer og materiell.

Fordi jordfeil ikke fører til umiddelbar utkobling, er det ofte vanskelig å finne årsaken til jordfeil uten omfattende feilsøking. Komponenter og tilknyttede apparater med jordfeil kan, i verste fall, fungere og være tilknyttet nettet i lang tid uten at dette oppdages. Og når det oppdages at det er en jordfeil, kan det være vanskelig å lokalisere feilen. Spesielt gjelder det dersom det er såkalte intermitterende feil. Dette er feil som ikke er der hele tiden, men som kommer og går med at utstyr skrus av og på, eksempelvis jordfeil i en komfyr. I enkelte tilfeller må nettselskapet bruke mye tid og ta mange turer ut i felten for å lokalisere og rette disse feilene, noe som påfører nettselskapet flere titusener av kroner i kostnader.

AMS gir mulighet til å oppdage flere feil tidlig

De fleste smarte målerne som er installert i Norge i dag har funksjonalitet som kan oppdage jordfeil i det de oppstår i et anlegg, i form av en måling av lekkasjestrømmen fra spenningsførende ledere til jord. Denne funksjonaliteten kan bidra til bedre sikkerhet fordi utstyr med jordfeil kan oppdages og frakobles fort. Funksjonaliteten kan også bidra til raskere, billigere og mer kundevennlig oppfølging av jordfeil fra nettselskapet, som har en forskriftsfestet plikt til å sørge for at jordfeil utbedres innen 4 uker.

Data fra HAN-porten på smarte strømmålere (AMS) kan gi deg verdifull informasjon

­­– I Elvia har vi for tiden et pågående jordfeilprosjekt med en pilot for varsling av jordfeil til sluttkunder, basert på innsamlede data fra avanserte måle- og styringssystemer (AMS), sier prosjektleder Jan Bergan.

Han forklarer at det er etablert en analysemotor for gruppering og presentasjon av feilbilde, som danner grunnlag for varsling til sluttkunder. Det har blitt jobbet mye med grensesnittet og kommunikasjon til kundene, da målet er å få flest mulig kunder til å ta aksjon ut fra informasjonen de mottar.

Hjelp til selvhjelp

Med benyttet teknologi gir Elvia kundene mulighet for «hjelp-til-selvhjelp», der kundene selv får tilgang til å se en sanntidsvisning av jordfeil i sitt målepunkt. Samtidig oppfordres kunden til å tenke igjennom sitt forbruksmønster opp mot påviste feil. Kunden kan også fjerne pluggbart utstyr eller legge ut kurser, for å prøve å lokalisere årsaken bak feilen. I noen tilfeller kan de også fjerne enkle feil selv.

Det har blitt sendt varsel om jordfeil til i overkant av to hundre kunder, og tilbakemeldingene så langt viser at AMS er et effektivt verktøy for påvising av jordfeil. Imidlertid gjenstår det mye å lære for nettselskapet for å kunne initiere treffsikre påvisninger av feil og enda bedre kundekommunikasjon. Det er stor variasjon i kundemassen. Dermed er også tilsvarende store forskjeller i evne og vilje blant kundene til både å ta til seg informasjon og utbedre feil i sitt elektriske anlegg.

Sikker påvisning av feil vil være en nøkkelfaktor for suksess, frem mot målet om å automatisere verdikjede for varsling av sluttkunder og opprette arbeidsordre for jordfeilhåndtering i eget nett.

Behov for nye prosesser

Foreløpige resultater fra Elvia viser at det også finnes tilfeller hvor det er noe usikkerhet om hvor feilen egentlig befinner seg. Store strømkunder har for eksempel en annen type måler som ikke gir informasjon om jordfeilstrøm. Dersom feilen er bak disse målerne, kan ikke det ses på målinger. Det er også avdekket at noen typer utstyr, spesielt frekvensomformere, kan gi strømmer som ser ut som jordfeil, uten at de nødvendigvis er det. Det gir noen kompliserte saker, som vi må studere nærmere. En mulighet er å bruke CINELDI AMS-lab til å undersøke disse fenomenene og eventuelt foreslå forbedringer som kan gi en mer presis jordfeildeteksjonen.

Dagens prosesser og regelverk for jordfeilhåndtering er tilpasset de mulighetene for deteksjon og feilsøking som har vært tilgjengelig fram til nå. Det gjelder blant annet kriterier for jordfeil som er gitt i dagens bransjestandard (REN). Disse gjør at nettselskapet varsles om jordfeil med én til to ukers forsinkelse fra de av nettstasjonene som har fjernovervåking, som utgjør omtrent en tredjedel av stasjonene. Alternativt blir jordfeil avdekket ved at kunder ringer inn og klager på spenningskvalitet, eller at feil tilfeldigvis påvises ved befaring.

Etablert overvåking på disse nettstasjonene sier i begrenset grad om jordfeil er stående. Den sier heller ikke hvor i trafokretsen feilen har oppstått. Dette fordyrer feilsøking, med stor fare for mange ekstra besøk for at personell skal være til stede når feilen er aktiv. Med teknologien som nå er rullet ut, vet vi mer om feilbildet i trafokretsen, også i tilfeller med flere feil. Nye arbeidsprosesser må bygges for å filtrere ut hvilke feil som skal ageres på, og om det skal trigges arbeidsprosesser mot sluttkunder eller feilsøk i eget nett.

Kampen mot tidsfristen

Tidsfristen for å rette opp i jordfeil, som i regelverket er satt til fire uker, kan i noen tilfeller være utfordrende å forholde seg til. Dette er blant annet fordi man i mange tilfeller er helt avhengig av at kunden retter feil i eget anlegg. Det tar tid når man skal sørge for en god prosess, gi kunden mulighet til å rette feilen, og eventuelt også purre på kunder. Et viktig og vanskelig spørsmål er hva som skal gjøres med kunder som ikke responderer på pålegg om å rette jordfeil. Per i dag har nettselskapet, av hensyn til alle nettkunder, plikt til å sørge for at jordfeil rettes innen tidsfristen. Samtidig har ikke nettselskapene ansvar eller myndighet innenfor kundens eierskille.

I praksis blir slike saker sendt over til Det lokale el-tilsynet (DLE), for at de igjen kan få gjennomført tilsyn med etterfølgende pålegg om utbedring av feil, og eventuelt utkobling av anleggsdeler med feil der dette er hensiktsmessig.

Ved å benytte AMS hos sluttkunder til jordfeildeteksjon, vil nettselskapene kunne oppdage jordfeil i hele 230V IT-distribusjonsnettet, også eldre deler av nettet som der det pr i dag ikke er krav til jordfeilovervåkning i trafokretser. Dette vil føre til at nettselskapet kan agere proaktivt på feil og initiere feilretting, før kunder blir skadelidende og tidligere enn nettselskapet normalt ville blitt gjort oppmerksomme på feilen. Dette vil naturligvis føre til at det initialt vil avdekkes en stor mengde stående feil i nettet, som langt overgår de antall feil som håndteres med dagens arbeidsprosesser.

Nettselskapene har i dag liten mulighet til å overholde frist for feilretting/utkobling, da denne prosessen ligger hos tilsynsmyndigheten. Det bør diskuteres i bransjen om jordfeil er å betrakte som en så farlig feil at AMS-bryter kan benyttes for utkobling, i de tilfellene der kunden ikke tar aksjon og vilkår for stenging er oppfylt.

Dette er vanskelige problemstillinger som det er hensiktsmessig at bransjen utvikler felles løsninger for, slik at det kan kommuniseres tydelig og enhetlig til kundene om hvordan dette henger sammen. Om nødvendig, kan bransjen også stå sammen om å foreslå forbedringer og tilpasninger av dagens regelverk. Dette handler om å ta i bruk ny teknologi for å gi økt el-sikkerhet, samt å holde kostnadene ved drift av nettet, deriblant nettleia, nede.