Blitzschutz-Erdung für netzbetriebene Ampeln

I. Einen zuverlässigen Erdschlusskanal schaffen

Erdungseinrichtungen werden zusammen mit dem Fundamentbau von Wechselstrom-Ampelanlagen installiert. Die Erdungselektroden bestehen aus verzinktem Winkelstahl und verzinktem Flachstahl. Jeder Mast wird mit zwei 2,5 m langen, mindestens 5 m voneinander entfernten, verzinkten Winkelstahlprofilen in den Boden gerammt. Diese werden anschließend horizontal mit 40 × 4 mm starkem, feuerverzinktem Flachstahl zu einem ringförmigen Erdungsnetz verbunden. Die Schweißverbindungen des Flachstahls sind vollständig verschweißt und mit Asphalt beschichtet, um Korrosion zu verhindern. Die Verlegetiefe beträgt maximal 0,7 m, um schlecht leitfähige Bodenschichten wie Kies und trockenen Sand zu vermeiden. In trockenen Bodenbereichen kann durch Hinterfüllen mit einem widerstandsreduzierenden Mittel der Erdungswiderstand verringert werden. Stahlbeton kann nicht als alleiniger Ersatz für separate Erdungselektroden verwendet werden. Beton ist leitfähig und kann bei Blitzeinschlägen hohe Spannungen nicht schnell genug ableiten.

II. Potenzialausgleich aller Geräte zur Vermeidung des Risikos eines Potenzialdifferenzausfalls

Nach der Errichtung des Erdungsnetzes werden die Masten, Signalkästen, Signalleuchtengehäuse und Metallrohre an eine gemeinsame Potenzialausgleichsleitung angeschlossen. Die Metallmastfüße werden direkt und zuverlässig mit dem flachen Erdungsstahl verschweißt. Verteilerkästen und Signalleuchtengehäuse werden mit gelbgrünen zweifarbigen Erdungsdrähten an die Erdungsleitungen angeschlossen. Kupfererdungsdrähte werden an beiden Enden der Metallrohre angeschlossen, um zu verhindern, dass diese durch Aufhängung Spannungen induzieren. Alle Erdungsnetze an einer Kreuzung werden miteinander verbunden, um einen gemeinsamen Potenzialausgleich für die gesamte Kreuzung zu schaffen. Dies verhindert Lichtbögen aufgrund von Spannungsdifferenzen zwischen verschiedenen Geräten und der Erde bei Gewittern und schützt LED-Lichtpaneele und Controller-Motherboards vor Schäden. Auch Signalleuchten mit Kunststoffgehäuse müssen über ihre internen Metallhalterungen geerdet werden; die interne Verdrahtung für die Erdungsklemmen ist obligatorisch.

III. Installation von Überspannungsschutzgeräten zur Verhinderung von durch Blitzeinschläge hervorgerufenen Schäden

An beiden Enden der Netzanschlussleitung und der Signalleitungen sind Überspannungsschutzgeräte vorzusehen. Ein primärer Überspannungsschutz ist separat an die Außenleiter (Phase), den Neutralleiter und den Schutzleiter (Erdung) der 220-V-Netzanschlussleitung im Verteilerkasten der Ampelanlage angeschlossen. Am Netzwerkkabel und der 485-V-Kommunikationssteuerleitung ist ein Signalüberspannungsschutz zu installieren. Der Metallmantel des geschirmten Netzwerkkabels ist an beiden Enden mit der Erdung zu verbinden. Alle Erdungsleitungen der Überspannungsschutzgeräte sind direkt mit der Erdungsleitung verbunden. Die Leitungslängen sind auf maximal 0,5 Meter zu begrenzen, um die Restspannung zu reduzieren. Die Umstellung von Freileitungskreuzungen auf Erdkabel sollte prioritär erfolgen. Freileitungen sind anfällig für induzierte Hochspannungsblitze. Erdkabel reduzieren das Risiko von Blitzeinschlägen erheblich. Kabeleinführungen und -ausgänge müssen ordnungsgemäß wasserdicht und abgedichtet sein, um Korrosion der Überspannungsschutzklemmen durch Regenwasser zu verhindern.

IV. Regelmäßige Messung und Wartung des Erdungswiderstands nach der Errichtung

Nach Abschluss der Bauarbeiten wird der Erdungswiderstand mit einem Erdungswiderstandsmessgerät geprüft.Städtische AmpelnAn Kreuzungen gilt ein Standard-Erdungswiderstand von ≤ 4 Ω. Ist der Widerstand höher, müssen zusätzliche Erdungselektroden oder Materialien zur Widerstandsreduzierung angebracht werden. Vor Beginn der Regenzeit sind Inspektionen durchzuführen, um Rost an den Schweißpunkten von Flachstahl, lose oder abgelöste Erdungsdrähte sowie Schwärzungen oder Defekte an Überspannungsschutzgeräten zu überprüfen. Erdungsgräben können sich während der Regenzeit mit Wasser füllen. Dieses muss nach der Regenzeit umgehend entfernt werden, damit die Erdungselektroden nicht über längere Zeit im Wasser stehen und korrodieren. Bei der Sanierung alter Kreuzungen müssen die verrosteten Erdungsgitter erneuert und die alternden Erdungsdrähte ausgetauscht werden, um durch Erdungsfehler verursachte Geräteausfälle und Stromschläge zu vermeiden.