imported>Hfst: Neuer Link, weil der alte nicht ging

2025-03-12T19:36:52Z

Neuer Link, weil der alte nicht ging

Neue Seite

Als '''Spannungstrichter''' oder ''Potentialtrichter'' bezeichnet man den Verlauf des [[Elektrische_Spannung#Elektrisches_Potential|elektrischen Potentials]] in der Nähe der Stelle, wo ein [[Blitz]] in den Boden einschlägt, wo ein [[Hochspannungsleitung|Hochspannungsleiter]] einer [[Freileitung]] abreißt und den Boden berührt, oder wo ein [[Erdkabel]] beschädigt ist und Kontakt zum Erdreich hat.

[[Datei:Potenzialtrichter Freileitung.svg|mini|hochkant=1.5|Potentialtrichter (rote Linie), der sich bei einer abgerissenen Freileitung mit Bodenkontakt um die Kontaktstelle ausbildet]]
An der Stelle, an der der Kontakt zum Boden hergestellt wird, treten hohe Potentialdifferenzen auf. Die [[Äquipotentiallinien]] sind annähernd kreisförmig, das Potential nimmt mit zunehmender Entfernung zur Kontaktstelle [[Exponentieller Prozess|exponentiell]] ab. Stellt man die Potentiale grafisch als Potentialverlauf dar, wie in nebenstehender Darstellung in Schnittdarstellung als rote Linie dargestellt, ergibt sich die namengebende Trichterform. Die „Tiefe“ des Trichters beschreibt den Potentialverlauf an der [[Erdoberfläche]]. Die elektrische Spannung am [[Leiterseil]] beträgt <math>U_\text{L}</math>, welche gleichzeitig den Spitzenwert darstellt.

Befindet sich im Einflussbereich des Spannungstrichters eine Person, so stehen während eines Schrittes die Füße auf Bereichen mit zwei unterschiedlich hohen elektrischen Potentialen, in der Grafik sind dies die Schnittpunkte der Fußsohlen am Boden mit den Spannungstrichter, so dass zwischen den Beinen eine Spannung mit der Höhe <math>U_\text{S2} - U_\text{S1}</math> auftritt, die man auch als [[Schrittspannung]] bezeichnet. Wenn diese Spannung den Grenzwert einer [[Kleinspannung]] von 50 V [[Wechselspannung]] bzw. 120 V Gleichspannung überschreitet, besteht die Gefahr eines [[Stromunfall]]s.

Aufgrund der exponentiellen Abnahme des Potentials ist bei gleicher Schrittlänge die Schrittspannung umso höher, je mehr man sich der Kontaktstelle annähert. Aus diesem Grund wird bei defekten und den Boden berührenden Hochspannungsanlagen ein Mindestabstand von 20 Metern empfohlen.<ref>Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.V. (DGUV) 2011: Information Elektrische Gefahren an der Einsatzstelle – Vortrag für Einsatzkräfte (BGI/GUV-I 8677), Ausgabe Juli 2011. Internetquelle: https://unfallkasse-nrw.de/fileadmin/server/download/Regeln_und_Schriften/Informationen/203-052-2011.pdf</ref> Der Sicherheitsabstand von 20 m ist auf einen [[Erdungswiderstand]] von 1 [[Ohm (Einheit)|kΩ]] bei einem Erdschlussstrom von 132 [[Ampere (Einheit)|A]] und einer maximal zulässigen Schrittspannung von 120 V ausgelegt, was Leiterspannungen (<math>U_\text{L}</math>) von mehr als 100 kV bedingt. In vielen Fällen, wie bei den häufigen [[Mittelspannung]]sleitungen, reduziert sich wegen der geringeren Spannungen der Sicherheitsabstand auf wenige Meter. In [[Niederspannungsnetz]]en muss daher kein Sicherheitsabstand eingehalten werden.

Der Sicherheitsabstand von 20 m stellt einen Abstand dar, wenn nicht bekannt oder nicht beurteilt werden kann, wie die sogenannte [[Sternschaltung#Sternpunktbehandlung|Sternpunktbehandlung]] des betroffenen Systems ausgeführt ist. Netze mit niederohmiger Sternpunkterdung (NOSPE), wie sie bei 220-kV- oder 400-kV-Systemen üblich sind, werden bei einem [[Erdschluss]] innerhalb von Sekundenbruchteilen abgeschaltet, womit ein Spannungstrichter nur kurzzeitig auftritt. Auf der 110-kV-Verteilnetzebene werden Freileitungen üblicherweise mit [[Erdschlusskompensation|Resonanzsternpunkterdung]] (RESPE) betrieben und bleiben bei einfachem Erdschluss weiterhin in Betrieb, um überregionale [[Stromausfall|Stromausfälle]] zu vermeiden. In diesem Fall fließt am Kontaktpunkt des Leiterseils mit dem Boden ein Erdschlussreststrom. Dieser Erdschlussreststrom ist deutlich geringer als ein [[Kurzschlussstrom]], aber hoch genug, um einen gefährlichen Potenzialtrichter verursachen zu können.

Der auch verwendete Begriff „Spannungs''kegel''“ ist irreführend, da bei einem geometrischen Kegel das Potential [[Linearität (Physik)|linear]] abfallen würde und die Schrittspannung unabhängig von der Entfernung zur Kontaktstelle überall gleich wäre.

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Erdung]]
[[Kategorie:Elektrounfall]]

Spannungstrichter - Versionsgeschichte

imported>Hfst: Neuer Link, weil der alte nicht ging