Sicherheitsrichtlinien für das Bespannen von Hochspannungsleitungen

Stellen Sie sich vor, ein empfindlicher Draht wird vorsichtig durch ein Labyrinth von Hochspannungsleitungen gezogen. Ein einziger Fehltritt könnte dazu führen, dass der Draht abstürzt, mit katastrophalen Folgen. Dieses Szenario ist nicht nur eine Hochrisikosituation im Freileitungsbau – es ist ein entscheidender Test für das Sicherheitsbewusstsein und die technische Expertise jedes Versorgungsmitarbeiters. Wie können Teams Leitungen in spannungsführenden Umgebungen sicher und effizient spannen? Dieser Artikel untersucht die wichtigsten Aspekte des Live-Line Stringing, von grundlegenden Schutzmaßnahmen bis hin zur Risikominderung, und hilft Fachleuten, zu echten „Sicherheitsexperten“ auf diesem Gebiet zu werden.

Das Spannen von Leitern in einer spannungsführenden Umgebung birgt deutlich höhere Risiken als das Arbeiten unter spannungsfreien Bedingungen. Ein herabgefallener Leiter kann schwere Stromunfälle auslösen und Personal und Ausrüstung gefährden. Strenge Präventivmaßnahmen sind unerlässlich, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Traditionelle Schutzmaßnahmen basieren stark auf Schutzstrukturen, die dazu dienen, spannungsführende Leiter vom Arbeitsbereich zu isolieren. Idealerweise sollten diese Strukturen den Kontakt zwischen dem Spannleiter und den stromführenden Leitungen verhindern, selbst in Extremfällen wie plötzlichem Spannungsverlust oder Leiterabfall. Wenn die gekreuzten Leitungen nicht spannungsfrei geschaltet und geerdet werden können, müssen außerdem nicht-automatische Auslöseschalter eingesetzt werden, um potenzielle Gefahren zu mindern.

Unabhängig von der Wirksamkeit der Schutzstruktur ist die Erdung des Spannleiters zwingend erforderlich, wenn in der Nähe oder parallel zu stromführenden Leitungen gearbeitet wird. Die überarbeitete US-amerikanische Code of Federal Regulations 29 CFR 1910.269(q)(2) („Installation und Entfernung von Freileitungen“) legt strengere Anforderungen fest, um Risiken durch induzierte Spannungen und versehentlichen Kontakt mit spannungsführenden Stromkreisen zu begegnen. Induzierte Spannung – ein Phänomen, bei dem Spannung oder Strom auf einem Leiter ohne direkten Kontakt mit einer spannungsführenden Quelle auftritt – stellt eine versteckte Gefahr dar.

Abschnitt 1910.269(q) diente lange Zeit als Maßstab für sichere Spannarbeiten, einschließlich Erdungsspezifikationen. Jüngste Überarbeitungen verlagerten die Erdungsanforderungen auf 1910.269(p)(4), das ursprünglich Arbeiter vor spannungsführenden Auslegern und Geräten schützte, jetzt aber ausdrücklich das Leitungsspannen in der Nähe von stromführenden Leitungen abdeckt. Diese Änderung unterstreicht, dass die Erdung während des Live-Line Stringing einen gleichwertigen Schutz bietet wie Maßnahmen, die für Kräne, Derrick-Anlagen und ähnliche Geräte verwendet werden.

Die Vorschriften legen fest, dass Geräte geerdet, geerdet und abgesperrt werden müssen. Mobile Erdungen sollten an Spannern, Ziehern und Kreuzungspunkten installiert werden, mit Erdungsschlitten an jedem Haltepunkt. Die Erdungsintervalle dürfen zwei Meilen nicht überschreiten.

Während OSAs 1910.269(q)(2) nicht zwischen Erdung von Übertragungs- und Verteilungsleitungen unterscheidet, ergeben sich praktische Herausforderungen bei Verteilungssystemen. Hersteller haben Bolzen für die Erdung typischer Verteilungsblöcke entwickelt – elektrisch erfolgreich getestet – aber dedizierte Erdungsschlitten für Leiter in Verteilungsgröße sind nicht verfügbar. Das einzige für die Verteilung zugelassene Erdungsgerät ist die mobile Erdung, die an Spannern installiert ist und keine Inline-Spannung zulässt, da die Zugvorrichtung oder der Wirbel nicht hindurchpassen.

Frühere OSHA-Standards legten genaue Erdungsorte während der Leiterinstallation fest. Obwohl die aktuellen Regeln die Erdungsanforderungen zum Schutz der Arbeitnehmer beibehalten, schreiben sie die spezifische Platzierung (z. B. wo mobile Erdungen positioniert werden müssen) nicht mehr vor. Industrielle Konsensstandards, insbesondere IEEE 524 („IEEE Guide for Installing Overhead Transmission Line Conductors“) und IEEE 1048 („IEEE Guide for Protective Grounding of Power Lines“), leiten diese Praktiken jetzt an.

Die Erdung dient zwei Funktionen bei Spannarbeiten: Auslösen von Schutzschaltern und Potenzialausgleich zum Schutz des Personals. Mehr Erdungen entlang der Leitung schaffen bessere Erdungspfade. Die Erdung allein garantiert jedoch keine vollständige Sicherheit. Planer müssen erkennen, dass die Erdung an Strukturen diese – und die umgebende Erde – elektrisch mit Fehlerströmen verbindet, bis die Schutzvorrichtungen arbeiten. Erdungsschlitten leiten diese Ströme durch alle verfügbaren Pfade, die umgekehrt proportional zum Schaltungswiderstand sind. Ein höherer Widerstand in Erdungsverbindungen verlangsamt die Reaktion der Schutzvorrichtung und lenkt den Stromfluss um, was die Gefahr an Spannstellen potenziell erhöht. Daher ist die Integrität der Fernbedienung von größter Bedeutung.

Der Spanner ist typischerweise das erste Gerät, das betroffen ist, wenn der Spannleiter unter Spannung steht. Arbeiter sind Gefahren durch Lichtbögen über Spannrollen oder an Rollen ausgesetzt – ein Szenario, in dem oft übersehene mobile Erdungen von entscheidender Bedeutung sind. Die ordnungsgemäße Installation erfordert den Anschluss mobiler Erdungen an den Spannanhänger (der auch mit dem Rollenanhänger verbunden werden sollte), wodurch sichergestellt wird, dass alle Geräte das gleiche Potenzial wie der Leiter beibehalten. Dies verhindert gefährliche Potenzialunterschiede zwischen Leitern und Geräten.

Ein wichtiger Aspekt ist die potenzielle Differenz zwischen Erde und Anhängern. Während des Spannens arbeiten mehrere Arbeiter in der Nähe von Ziehern, Spannern und Rollenanhängern. Einzelne Erdungsmatten an den Zugangspunkten der Geräte – oder eine große gemeinsame Matte unter allen Geräten – schützen sowohl vor Fehler- als auch vor induzierten Spannungen.

Das Erden von sich bewegenden Leitern erfordert speziell entwickelte Schlitten (oder Zugvorrichtungen/Rollen) mit Anschlüssen für sichere Erdungsverbindungen. Diese müssen stationäre induzierte Ströme bewältigen und lange genug Kontakt halten, um Schutzvorrichtungen auszulösen, wenn der Leiter eine stromführende Leitung berührt.

Die endgültige Regel von OSHA hob die Anforderung des Erdungsintervalls von zwei Meilen auf und hob die Mandate für die Erdung an der ersten Struktur an jedem Ende des Zugs und an den nächstgelegenen Strukturen neben Kreuzungen auf.

Die Zwei-Meilen-Richtlinie stammte historisch von Einschränkungen bei der Regelsetzung – OSHA vermeidet es, spezifische Verfahren in leistungsbasierten Standards vorzuschreiben. Erdungsregeln befassen sich in erster Linie mit dem Schutz von Stromkreisen und nicht mit Risiken durch induzierte Spannung. Die Erdung zwischen Phasen oder zwischen Phase und Neutralleiter erzeugt geschlossene Schleifen, die erhebliche induzierte Ströme führen können, insbesondere in ungeerdeten Systemen. Messungen haben übertragungsinduzierte Ströme von über 160 Ampere bei 1.800 Volt in Erdungskreisen aufgezeichnet – mit Potenzial für höhere Werte.

Zwei-Meilen-Spannen können zu gefährlichen Fallen für Arbeiter werden, die lediglich die Mindestanforderungen einhalten. Übertragungsteams verwenden üblicherweise Zangenamperemeter, um den Strom als sekundären Risikoindikator zu überwachen. Übermäßiger Erdungsstrom kann schmerzhafte Schläge oder – wenn Arbeitsplätze nicht ordnungsgemäß gebondet sind – tödliche Stromschläge verursachen. Die Minderung beinhaltet das Aufteilen langer Spannen mit zusätzlichen Erdungssätzen, um den Strom zu halbieren und entgegengesetzte Ströme zu erzeugen, die Risiken aufheben.

Regel 1910.269(q)(2)(iv) weist Arbeitgebern ausdrücklich die Verantwortung zu, Arbeitnehmer vor induzierten Spannungen zu schützen. Sie besagt: „Bevor Mitarbeiter Leitungen parallel zu bestehenden spannungsführenden Leitungen installieren, muss der Arbeitgeber die ungefähre Spannung ermitteln, die in den neuen Leitungen induziert wird, oder die Arbeit ist so durchzuführen, als ob die induzierte Spannung gefährlich ist. Sofern der Arbeitgeber nicht nachweisen kann, dass die zu installierenden Leitungen keinen gefährlichen induzierten Spannungen ausgesetzt sind, oder sofern die Leitungen nicht als spannungsführend behandelt werden, sind vorübergehende Schutz-Erdungen an solchen Stellen anzubringen und so anzuordnen, dass der Arbeitgeber nachweisen kann, dass die Exposition jedes Mitarbeiters gegenüber gefährlichen Potenzialunterschieden verhindert wird.“

Insbesondere müssen Arbeitgeber den Arbeitnehmerschutz nachweisen – die Einhaltung reicht nicht aus. Arbeitgeber müssen Risiken verstehen, Arbeitnehmer entsprechend schulen und geeignete Schutzmaßnahmen umsetzen.

OSHA 1910.269(q)(2)(iv) enthält einen Hinweis, der Risikoschwellen über den Strom durch einen 500-Ohm-Widerstand (der den konservativen Körperwiderstand darstellt) mit 1 mA als Aktionsniveau festlegt.

Entgegen einigen Interpretationen schreibt die Regel keine Vorab-Engineering-Studien für den Schutz vor induzierter Spannung vor. Sie erlaubt es, von einer gefährlichen Induktion auszugehen und entsprechende Vorsichtsmaßnahmen zu treffen – ein Ansatz, der die Anforderungen erfüllt. Die aktualisierte Sprache stärkt die Durchsetzungsfähigkeit durch Anhang C (vom Arbeitgeber bereitgestellte Erdungsrichtlinien, die als Reaktion auf Anhörungskommentare hinzugefügt wurden).