Hochspannungsbeeinflussung

Die kapazitive Beeinflussung (auch als elektrostatische Beeinflussung bezeichnet) entsteht durch die Wirkung des elektrischen Feldes spannungsführender Leiterseile auf nahegelegene metallische Objekte. Befindet sich z. B. eine isoliert verlegte Rohrleitung im elektrischen Feld einer Hochspannungsleitung, so werden in ihrem Inneren durch Influenz freie Ladungsträger verschoben. Es entsteht dadurch eine Oberflächenladung, die ein eigenes elektrisches Feld zur Folge hat. Dieses führt nach dem Wegintegral über
die elektrische Feldstärke zu einer messbaren Spannung zwischen der Rohrleitung und der Erde. Modelliert wird dies durch den kapazitiven Spannungsteiler.

Wird nun eine leitende Verbindung zwischen Rohrleitung und Erde hergestellt (z. B. durch einen Monteur), kann ein Stromstoß auftreten und damit zu einer Personengefährdung führen. Im elektrischen Ersatzschaltbild wird diese Beeinflussung durch Kapazitäten zwischen Hochspannungsleitungen und der Rohrleitung bzw. zwischen der Rohrleitung und der Erde dargestellt.
Diese Art der Beeinflussung ist insbesondere beim Rohrleitungsbau relevant, wenn Rohrsegmente noch nicht geerdet sind und durch Isolierungen (z. B. trockene Holzpaletten) vom Boden getrennt wurden.

Die ohmsche Beeinflussung (auch als galvanische Beeinflussung bezeichnet) entsteht durch den Eintritt oder Austritt von elektrischen Strömen über einen Erder in das Erdreich. In der Umgebung des Erders entsteht eine lokale Anhebung des Erd-potentials (Spannungstrichter). Dieses angehobene Potential kann auf benachbarte metallische Leiter, beispielsweise Rohrleitung verschleppt werden. Rohrleitung und Erder sind über das Erdreich miteinander galvanisch verbunden.

Eine gut isolierte, lange Rohrleitung liegt näherungsweise auf dem Potential der fernen Erde (0 V). Berührt eine Person gleichzeitig das beeinflusste Erdreich und die Rohrleitung, so wirkt die gesamte Potentialdifferenz zwischen beiden Punkten als Spannung über ihren Körper.

Besondere Bedeutung hat die ohmsche Beeinflussung im Zusammenhang mit Erdkurzschlüssen im Höchstspannungsnetz. Hierbei fließen kurzzeitig sehr hohe Fehlerströme in das Erdreich, wodurch es zu erheblichen Anhebungen des Erdpotentials kommt. Diese hohen Beeinflussungsspannungen stellen ein erhebliches Risiko für Personen im Arbeitsbereich dar und beanspruchen die Isolation von Rohrleitungen und zugehörigem Equipment.

Induktive Beeinflussung entsteht durch magnetische Wechselfelder, die metallische Leiter durchsetzen. In Hochspannungsfrei-leitungen fließen Wechselströme, die zeitlich veränderliche magnetische Felder erzeugen. Diese Felder können benachbarte leit-fähige Objekte, wie beispielsweise erdverlegte Rohrleitungen beeinflussen. Verläuft eine Rohrleitung parallel zu einer Freileitung, so bildet sie zusammen mit dem Stromrückweg über das Erdreich eine geschlossene Leiterschleife. Gemäß dem  Faraday’schen Induktionsgesetz in differentieller Form wird in einer solchen Leiterschleife eine elektrische Spannung induziert. Die Induktions-spannung verteilt sich entlang der beeinflussten Leitung und stellt eine potentielle Gefährdung dar.

Nur Rohrleitungen, die über (längere Strecken) parallel zur Freileitung verlaufen oder diese unter einem geringen Winkel kreuzen, unterliegen dieser Form der Beeinflussung. Verläuft eine Rohrleitung hingegen senkrecht zur Freileitung, so ist die aufgespannte Fläche der resultierenden Leiterschleife parallel zu den magnetischen Feldlinien. In diesem Fall erfolgt keine oder nur eine vernachlässigbare magnetische Durchflutung, und somit auch keine nennenswerte Induktion.

Die induktive Beeinflussung kann zu erheblichen Risiken für Personen, insbesondere bei Berührung freiliegender leitfähiger Teile, führen. Außerdem kann sie die Integrität der Schutzumhüllung beeinträchtigen und zur (verstärkten) Wechselstromkorrosion an Fehlstellen der Stahlrohrleitung führen. In sicherheitskritischen Bereichen sind daher technische Maßnahmen wie Erdung, Potentialsteuerung oder Isolierkupplungen erforderlich, um die Auswirkungen der induktiven Beeinflussung zu minimieren.