• No results found

ICM Project Underground Infrastructure and Cable

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "ICM Project Underground Infrastructure and Cable"

Copied!
15
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

   

ICM

 

Project

 

 

Underground

 

Infrastructure

 

and

 

Cable

 

Handwell

 

Replacement

 

Segment

 

                   

Toronto Hydro‐Electric System Limited (THESL) 

(2)

  EXECUTIVE SUMMARY  1.  Project Description  3    4 

The handwell replacement segment described in this document is required to protect the public 

from the potential safety risk posed by electric shocks from contact voltage.  Handwells are 

essentially electrical junction boxes embedded in sidewalks or other pavement in which the 

connection is made between the secondary distribution system and street lighting or unmetered 

scattered loads.  Owing to their location, which exposes them to corrosion from salt and water 

and construction damage, the handwells themselves may become a source of contact voltage 

10 

and damage to the wires and connections within them may allow other equipment, such as 

11 

streetlight poles to become energized.   

12 

 

13 

There are approximately 11,700 handwells on the THESL system.  Following the Level III 

14 

emergency that THESL declared in 2009 after children and pets received shocks from energized 

15 

equipment, THESL began handwell replacement (See Section II, 1).  By the end of 2011, THESL 

16 

had replaced almost 5,600 existing handwells with new, non‐conducting composite handwells 

17 

(See Section II, 2).  These replacements were concentrated in the downtown core because that 

18 

is where both the number of handwells and the potential exposure to contact voltage are 

19 

greatest.   

20 

 

21 

The segment proposed in this application is to replace the remaining handwells not addressed in 

22 

prior years.  This segment will first target the remaining handwells in the downtown core and 

23 

then replace handwells located in the surrounding areas of North York, East York, York, 

24 

Etobicoke, and Scarborough.  By the end of 2014, when this segment is complete, some 90 

25 

percent of handwells in the City of Toronto are expected to have been replaced.  The handwells 

26 

that remain to be replaced are primarily located in areas where City moratoriums prevent THESL 

27 

from excavating the sidewalks or other pavement.   

28 

 

(3)

2

Table 1: Summary of Segment Costs 

Project Estimate 

Number 

Project Title  Year  Cost Estimate 

($M) 

20178  Handwell Standardization and 

Remediation  

2012  $12.01 

25009  Handwell Standardization and 

Remediation  

2013  $14.45 

25011  Handwell Standardization and 

Remediation  

2014  $ 7.17 

Total:  $33.63 

   

2. Why the Project is Needed Now 

 

Handwells are among the top three structures with the highest number of contact voltage hits 

as assessed by mobile scanning inspections (See Section III).  Common causes include damage 

from the elements, as handwells are exposed to harsh environmental conditions, third party 

damage whenever the sidewalk is rebuilt or repaired, degradation of cable insulation, and 

substandard installation of connections.  If left untreated, the public may be exposed to the 

potential safety risk posed by electric shock through contact voltage from the following sources: 

• Contact of exposed conductor with metallic plates and covers; 

10 

• Direct contact with exposed conductor; or  

11 

• Indirect contact through another medium 

12 

o Concrete structures (including sidewalks) 

13 

o Conductive salt water saturates concrete and a voltage gradient forms 

14 

o Metallic poles 

(4)

 

3. Why the Project is the Preferred Alternative 

 

Two options were evaluated to mitigate the potential safety risk associated with contact 

voltage: 

(a) Reactive – Take no action and respond to contact voltage incidents. 

(b) Proactive – Replace metal handwells with non‐conductive handwells.  Replacements are 

prioritized to address the high‐risk areas based on proximity to the downtown core, where 

the majority of handwells are located (and thus where the majority of contact voltage 

occurrences on handwells are located), and where there is a high volume of pedestrian 

traffic. 

10 

 

11 

Proactive replacement of handwells is the preferred option as this approach will mitigate the 

12 

existing public safety hazard.  If the segment is not implemented, the risk of contact voltage will 

13 

continue at current levels until such time as this work can be done.  

(5)

4

II  PROJECT DESCRIPTION  1. Overview  

This segment addresses the immediate need for spending to address replacement of most 

handwells remaining on THESL’s system.  Handwells are essentially electrical junction boxes 

embedded in sidewalks or other pavement in which the connection is made between the 

secondary distribution system and street lighting or unmetered scattered loads.1  This segment 

addresses handwells whose replacement has not been funded in prior years.   

 

10 

The objective of this segment is to mitigate the potential contact voltage risk posed by the 

11 

metallic handwells by replacing existing handwells with new handwells built to current 

12 

standards.  As discussed more fully below, this work will include installation of composite 

13 

polymer‐concrete units, non‐conductive lids, gel connectors, and PVC jacketed cable. 

14 

 

15 

Handwells are typically found in pre‐amalgamation Toronto, as well as dense mixed‐use areas in 

16 

other parts of the city (e.g., downtown North York or the Etobicoke core).  The secondary bus is 

17 

run through ducts from handwell to handwell.  In each handwell, the cable used to service the 

18 

streetlight or unmetered scattered load is connected to the bus.  A handwell is typically installed 

19 

adjacent to each individual street lighting pole.  Corrosion and other factors can cause a 

20 

handwell to become energized, leading to potential contact voltage incidents.   

21 

 

22 

2. Handwells and Contact Voltage 

23 

 

24 

Contact voltage is an intermittent condition when electricity or voltage is present on street 

25 

equipment.  Secondary electrical plant installed in the field is constantly subjected to 

26 

environmental factors and susceptible to third party damage whenever the sidewalk is rebuilt or 

27 

repaired.  It endures water, salt and contamination ingress and wide variations in temperature.   

28 

      

1 Secondary infrastructure refers to the low voltage electrical plant supplying 120/240V single phase, and 

208/120V and 600/347V three phase service.  Secondary supply is sourced from overhead or underground 

mains and feeds loads ranging from residential and commercial customers to unmetered scattered loads 

(6)

 

Before 2004, most shocks from utility infrastructure around the world were treated as isolated 

incidents.  Focus on the issue was heightened in 2004, however, when a woman in New York 

City was fatally shocked after falling onto an energized metal service box cover.  This fatality 

increased scrutiny from the public and regulators and triggered a wide scale awareness of 

contact voltage issues.  In February 2009, Toronto Hydro declared a Level III Emergency after of 

one dog was fatally shocked in November 2008, and children and another dog received shocks 

in early 2009.  As a result, Toronto Hydro made a decision to inspect and “make safe” all 

handwells and handholes in Toronto. 

 

10 

As shown in Figure 1, handwells and the wiring within them can corrode due to age and 

11 

environmental factors.  Handwell covers can also corrode (See Figure 2a, below).  This corrosion 

12 

and degradation of components eventually causes the integrity of the connections to 

13 

deteriorate to the extent that live electrical wires become exposed.  This can create a potential 

14 

safety risk to the public, such as those that led THESL to develop and implement an emergency 

15 

management plan, internally known as the Level III Emergency response. 

16 

 

 

Figure 1 – Open Handwell Photographed During Inspections  

(7)

6

THESL proposes replacing existing handwells with new non‐conductive handwells and lids.  The 

conductive metal covers still found on many handwells are shown in Figure 2a.  In THESL’s 

proposal, these conductive lids will be replaced with the non‐conductive lids and composite 

handwells as shown in Figure 2b.  

 

 

Figure 2a – Metal Handwell Lids 

 

 

Figure 2b – Non‐Conductive Lids and Composite Handwell 

(8)

 

Figure 3 – Degraded Conditions of Split‐Bolt Connectors in Handwells   

 

Figure 3 shows an exposed connection of a split‐bolt connecter wrapped in layers of poly vinyl 

chloride (PVC) tape and self amalgamative plastic (SAP).  Specific procedures have been defined 

on the amount of PVC and SAP tape required, however this leaves room for human error if not 

wrapped according to the approved standard and can result in connections with insufficient 

insulation.  Figure 4 displays the new gel connectors introduced to prevent the seepage of water 

and other contaminants thus eliminating the need for the taped split bolt connections.    

(9)

8

 

 

Figure 4 – New Handwell Connectors 

 

 

Figure 5 – Repaired Cable 

 

Figure 5 shows a damaged bus cable that has been repaired with PVC and SAP tape.  For 

improved insulation, the bus cable specifications have been revised to require a double 

insulation cable with a PVC jacket instead of the single insulation cable used previously.  

(10)

III  NEED 

 

Despite the work done in response to the 2009 Level III Emergency (during which time THESL 

undertook a comprehensive city‐wide handwell inspection program), contact voltage remains an 

issue for pedestrians and pets in the City of Toronto.  Contact voltage is most likely to occur in 

wet, icy, and salty conditions.  The potential risk of contact voltage typically occurs in the winter 

and early spring, when salt is used most and when there is great deal of moisture and other 

contamination penetrating the handwells.   

 

Since the Level III Emergency, THESL has launched a number of initiatives to prevent contact 

10 

voltage incidents.  These include:  

11 

• Adopting designs that no longer include handwells for new installations.   

12 

• Introducing new materials to combat environmental stresses including gel‐connectors, 

13 

polymeric‐concrete handwells, and non‐conductive handwell lids. 

14 

• Revising Construction Standards to require new materials. 

15 

• Developing Standard Practices for crews to follow when conducting maintenance on 

16 

connections in handwells to mitigate the risk of these assets becoming energized. 

17 

• Developing Standard Practice for classifying and addressing contact voltage occurrences 

18 

identified through mobile surveying.   

19 

 

20 

To further reduce the risk of contact voltage, THESL must also undertake the replacement of 

21 

metal handwells proposed here.  There have been a number of incidents and data to support 

22 

the potential safety risks that handwells present.    

23 

 

24 

Since 2009, THESL has been classifying and addressing contact voltage occurrences proactively 

25 

identified through mobile surveying, which is performed by an external contractor.  Figure 6 

26 

shows that the number of scanned contact voltage hits has decreased each year since 2009, 

27 

while Figure 7 shows that since 2009, the average level of contact voltage detected has 

28 

decreased by 40%.   

(11)

10

 

Figure 6 – Historical Contact Voltage Hits Identified by Mobile Surveying 

 

Figure 7 – Average Level of Contact Voltage Detected   

 

Figure 8 shows traffic lights, handwells and street lights among the top three sources of contact 

voltage hits. 

(12)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Number

 

of

 

Contact

 

Voltage

 

Hits

 

by

 

Asset

 

in

 

2011

 

Figure 8 – 2011 Results by Asset Class 

 

Additionally, Table 1 shows the number of energized (greater than 1 volt) handwells detected in 

THESL’s service territory. 

 

Table 1 – Number of Energized Handwells 

Year  Three of Energized Handwells Detected (>1 Volt) 

2009  777 

(Note:  scanning commenced partway through 2009) 

2010  1,219 

2011  1,226 

2012  524 

(Note:  includes results up to the end of March 2012)   

Any contact voltage occurrences that are not proactively detected through mobile scanning 

have the potential to harm members of the public.  In 2011, there were eight recorded handwell 

(13)

12

contact voltage incidents which resulted in claims against THESL.  These incidents are listed in 

Table 2. 

 

Table 2 – Contact Voltage Incidents on Handwells (2011) 

Date  Location  Description of Incident 

January 4  Wellesley/Bay  Dog shocked 

January 6  Bay/Elm  Dog shocked 

January 15  Yonge/St.  Clair  Dog shocked 

January 21  York/King/Wellington  Person shocked 

February 11  644 Danforth Avenue  Dog shocked 

March 8  Eglinton/Scarlett  Dog and person shocked 

March 26  638 Danforth Avenue  Dog shocked 

August 3  56 McGill  Dog shocked 

   

(14)

  IV  PREFERRED ALTERNATIVE  1.    Project Description  

The Handwell Replacement program will replace the above components which were installed 

based on previous standards with new components meeting the current standards.  This work is 

intended to enhance public‐safety by mitigating the potential risk of contact voltage through 

ongoing handwell replacements.  This approach is preferred, as opposed to deferring the 

required work to some later date and not mitigating potential safety risks.   

 

10 

This work begins by addressing the highest risk areas in the downtown core due to higher 

11 

pedestrian traffic and a greater number of handwells with a resulting concentration of contact 

12 

voltage occurrences.  THESL will then begin replacement in other areas of the City with 

13 

handwells that are identified as not being constructed to current standards.  The cost of this 

14 

approach is an estimated $33.6 million to remediate about 4,900 handwells.  This is expected to 

15 

result in replacement of the vast majority of metal handwells, thereby reducing the potential 

16 

safety risk of contact voltage to the public.   

17 

 

18 

The alternative to the proposed replacement program would be to replace handwells reactively 

19 

when specific instances of contact voltage are identified, or if they fall within the scope of a 

20 

related distribution project.  While this option would defer capital expenditures, it will also 

21 

result in a higher potential public safety risk.  As the existing handwells continue to age and the 

22 

condition of the cables within them continues to deteriorate, an increase in contact voltage 

23 

occurrences is expected, further compounding the risk.   

24 

 

25 

Moreover, even if this work is deferred in the short term, the existing handwells eventually will 

26 

require replacement due to their deteriorated condition.  Reactive replacement costs may also 

27 

be higher for locations identified during contact voltage scans due to the costs of after‐hours 

28 

work and delays in permitting.  THESL believes that it is prudent to complete this work in the 

(15)

14

2.    Project Scope and Cost  

 

Handwell replacement typically involves the following tasks:   

• Excavation and removal of legacy handwells 

• Replacement of active handwells with non‐conductive units 

• Replacement of underground secondary mains cable with a superior, dual‐insulation 

cable 

• Remaking all connections in handwells to the current standard 

 

Forecast costs are based on an average a handwell replacement cost of approximately $6,900 

10 

per unit and do not include unforeseen locations requiring remediation.   

11 

 

12 

Table 3:  Handwells ‐ Summary of Project Costs 

13 

Project Estimate 

Number 

Project Title  Project Year  Cost Estimate 

($M) 

20178  Handwell Standardization and 

Remediation  

2012  $12.01 

25009  Handwell Standardization and 

Remediation  

2013  $14.45 

25011  Handwell Standardization and 

Remediation  

2014  $7.17 

Total:  $33.63 

Figure

Table 1: Summary of Segment Costs 

References

Related documents

Kathryn Roberts has been the Clinical Nurse Specialist in the pediatric intensive care unit at The Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP) since 1998.. Kathryn worked as a nurse

N20�Engine 2.�Engine�Components Index Explanation 3 Perforated�plates 4 Passages�in�cylinder�head�and�cylinder�head�cover 5 Blow-by�gas�duct 6 Purge�air�line

Data from all customer channels From Customer Segmentation to Individuals Data Producer Data Trader Data Consumer Real-time Business Cloud External Data

This paper will provide advice and information on a number of Council case studies whereby asset condition data was digitally acquired in the field, including digital photographs,

DPOR guarantees the exploration of at least one trace in each Mazurkiewicz equivalence class when the explored state space is acyclic and finite, which holds for stateless

The experiences of some early childhood educators, documented within their case studies, suggest that the inclusion of the computer and information technology within the

The two studies in our review were not appropriate to judge the effects of an energy restricted diet on glycemic control because the levels of energy intake in the energy

ABSTRACT: Water Quality in the Tietê River Reservoirs (Billings, Barra Bonita, Bariri and Promissão, SP- Brazil) and Nutrient Fluxes across the Sediment-Water Interface (Barra