Leitungsauswahl

Im Alltag sind dir bestimmt schon Kabel an Lampen oder Ladegeräten begegnet. Jetzt in der Ausbildung musst du aber genauer über unterschiedliche Leitungsarten Bescheid wissen und wie man die Leitungen auswählt.

Aber wie unterscheiden sich Leitungen eigentlich? Wie sind sie aufgebaut? Und woher weißt du, um welches Kabel es sich handelt?

Mit simpleclub bekommst du die unterschiedlichen Leitungsarten schnell in den Griff!

Leitungsauswahl einfach erklärt

Je nach Anwendungsbereich müssen unterschiedliche Leitungen genutzt werden. Um die Leitung auszuwählen, gibt es verschiedene Kriterien und Kennzeichnungen.

Adern, Leitungen und Kabeln sind jeweils unterschiedlich gekennzeichnet.
Adern haben unterschiedliche farbliche Isolierungen, durch die du feststellen kann, welche verbunden werden müssen. Hast du beispielsweise einmal ein grün-gelbes und ein schwarzes Kabel und einmal ein grün-gelbes, schwarzes und rotes, so müssen die zwei grün-gelben miteinander verbunden werden.
Um jedoch sicherzugehen, sollte vor dem Verbinden immer im Schaltplan nachgeschaut werden.
Leitungen sind mehrere Adern mit Isoliermantel. Sie sind durch Kurzzeichen gekennzeichnet, die Auskunft über die Bauart, die genutzte Isolierung, den Leiter und die Leistung geben.
Kabel sind besonders geschützte Leitungen, die bei Normung mit N gekennzeichnet sind und ebenfalls mit Kurzzeichen gekennzeichnet sind.

Außerdem gibt es zwei verschiedene Leiterarten. Flexible Leiter sind mehrdrähtig und z. B. für Stehlampen oder Handyladegeräte geeignet. Starre Leiter sind nur aus einer dickeren Ader die dadurch fester ist.

Die Isolierung von Leiterungen ist wichtig, da sie z. B. der Witterung, also unterschiedlichen Temperaturen und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, aber je nach Einsatzort auch verschiedenen chemischen und mechanischen Belastungen.

Leitungsauswahl Definition

Leitungsauswahl Überblick

Kennzeichnung

Um die richtige Leitung auszuwählen, muss neben anderen Kriterien auch die Kennzeichnung beachtet werden. Hier unterscheidest du zwischen der Kennzeichnung von Adern, Leitungen und Kabeln.

Adern

• Adern = Einzelne isolierte Leiter

Um richtige Verbindungen herzustellen sind Adern immer durch farbliche Isolierungen gekennzeichnet.
Vor allem bei Schutzleitern ist eine klare farbliche Regelung wichtig. Schutzleiter (PE) und Neutralleiter mit Schutzfunktion (PEN) haben immer eine grün-gelbe Isolierung.

Neutralleiter sind im Normalfall immer blau. Hier musst du jedoch aufpassen, denn eine blaue Isolierung von Adern darf auch für andere Funktionen wie z. B. Schaltdraht genutzt werden. So ist es auch bei vielen anderen Farben. Sie werden zwar häufig für eine bestimmte Funktion genutzt, können aber ich andere Funktionen kennzeichnen.

Um sicherzugehen wie Betriebsmittel angeschlossen werden, solltest du immer im Schaltplan nachschauen

Leitungen

• Leitungen = Mehrere Adern mit Isoliermantel

Leitungen sind zu einer klaren Kennzeichnung mit Kurzzeichen versehen. Sie geben Auskunft über die Bauart, die genutzte Isolierung, den Leiter und die Leistung. Je nachdem in welchem Land du dich befindest, kann die Kennzeichnung ein wenig abweichen.

Kabel

• Kabel = Besonders geschützte Leitungen

Sind Kabel genormt, so werden sie mit N gekennzeichnet. Zusätzlich bestehen sie aus Kurzzeichen, die weitere Auskunft über das Kabel geben:

Leiterarten

Es gibt zwei Arten von Leiterarten:

• Flexibel: Mehrere verflochtene Kupferdrähte, die vor allem beim Anschluss beweglicher Objekte geeignet sind (z. B. Bohrmaschine).
• Massive/Starre: Bestehen aus einer monolithischen Ader und sind für einen feste Verlegung geeignet.

Leiter bestehen mittlerweile fast immer aus Kupfer und haben bis zu einem Leiterquerschnitt von 16 \text {mm}^2$\text {mm}^2$ häufig nur einen Draht und ab einem größeren Querschnitt mehrere Drähte, die ineinander verdreht sind.

Die Leiter können kreisförmig oder sektorförmig angeordnet sein:

Isoliermaterial

Du unterscheidest in eine Isolierung der Leitungen (Mantelwerkstoff) und eine Isolierung der Leiter (Aderisolierung). Sie besteht meistens aus Kunststoff. Die Isolierung ist von besonderer Bedeutung, da Leitungen vielen unterschiedlichen Einflüssen ausgesetzt sind. Einflüsse sind z. B.:

• Thermisch: Beanspruchung durch Temperatur
• Mechanisch: Beanspruchung durch Bewegungen, z. B. bei Aufzügen
• Chemisch: Beanspruchung durch z B. Benzin oder Öl in Werkstätten
• Hygroskopisch: Beanspruchung durch Feuchtigkeit z. B. bei Erdkabeln

Die Temperatur spielt die wichtigste Rolle. Nicht nur die Umgebungstemperatur ist wichtig, sondern auch die Temperatur, die durch die Stromstärke im Leiter und die Leitungsverlegung entsteht.
Jeder Leiter hat eine zulässige Höchsttemperatur bis zu dem die mechanischen Eigenschaften gewährleistet werden können.

Leiterquerschnitt

Leiter dürfen bestimmte Temperaturen während des Betriebs nicht überschreiten. Umso höher die Stromstärke, desto mehr erhitzt sich ein Leiter mit einem festen Leiterquerschnitt. Das heißt, je nachdem wie groß der Leiterquerschnitt ist, darf auch nur eine begrenzte Menge elektrischer Strom durchfließen.

Leiterwiderstand

Die erzeugte Wärme hängt neben der Stromstärke auch vom Leiterwiderstand R_L$R_L$ ab. Der Leiterwiderstand hängt von unterschiedlichen Dimensionen ab: Leiterlänge, Leiterquerschnitt und Leitermaterial.

1. Leiterlänge l$l$

   • Widerstand steigt mit der Länge des Leiters
   • Leiterwiderstand ist proportional zur Leiterlänge

2. Leiterquerschnitt q$q$

   • Leiterwiderstand sinkt mit zunehmendem Leiterquerschnitt
   • Leiterwiderstand und Leiterquerschnitt sind umgekehrt proportional

3. Material des elektrischen Widerstands ϱ$ϱ$

   • Geringerer Widerstand bei Kupferleitern
   • Die elektrische Leitfähigkeit ϰ$ϰ$ ist der Kehrwert des spezifischen Widerstands
   • Ist der spezifische Widerstand größer, so ist auch der Leiterwiderstand größer
   • Spezifischer elektrischer Widerstand ϱ$ϱ$ ist definiert als Widerstand eines 1 Meter langen Drahtes bei einem Querschnitt von 1 \text {mm}^2$\text {mm}^2$ .

Spannungsfall

Am Ende einer Leitung ist die Spannung meistens niedriger. Das heißt, dass in der Leitung selbst Spannung verloren geht.
Der Unterschied, der dadurch entsteht, wird dann Spannungsfall U_V$U_V$ genannt. Das dazugehörige Formelzeichen ist: ΔU$ΔU$

Es gibt bestimmte Grenzen des Spannungsfalls, die eingehalten werden müssen:

• Hausanschlusskasten bis Betriebsmittel: max. 4 %
• Zähler bis Betriebsmittel: max. 3 %
• Hauptleitung bei Anlagen (bis 10 kVA): max. 0,5 %

Temperatur

Der notwendige Leiterquerschnitt hängt von der zu erwartenden Temperatur im Leiter ab. Diese ist abhängig von:

• der Stromstärke
• der Umgebungstemperatur
• der Wärmeisolation des Leiters

Leitungsauswahl Beispiel

Erdkabel Auslegen

Werden Erdkabel verlegt, so müssen bestimmte Vorschriften eingehalten werden:

1. Es muss eine Mindesttiefe von 60 cm erreicht werden. Werden Kabel unter Straßen verlegt, so müssen mindestens 80 cm ausgehoben werden. Die Sohle des Aushubs muss glatt, ohne Steine und fest sein.
2. Auf die Sohle kommt eine 10 cm Sandschicht.
3. Auf die Sandschicht wird das Kabel gelegt. Wichtig ist hier, dass das Kabel nicht gezogen wird, die Temperatur über - 5 °C liegt und ein Biegeradius, der 12x dem Kabeldurchmesser entspricht eingehalten wird.
4. Auf das Kabel kommt eine weitere Sandschicht von 10 cm.
5. Eine Kunststoffplatte oder Ziegelsteine werden über dem Kabel auf die Sandschicht gelegt. Sie dienen zum Schutz.
6. Graben wird leicht gefüllt und ein Kunststoffband wird zur Kennzeichnung des Kabels eingelegt. Hier kann ein rot-weißes Absperrband oder ein gelbes Band mit Aufschrift genutzt werden.
7. Graben wird vollständig mit Erde gefüllt.

Leiterquerschnitt bestimmen

1. Maximale Belastungsstromstärke I_b$I_b$ wird mithilfe der Leistungen der betreffenden Objekte berechnet.
2. Die Verlegeart wird festgelegt (meist auf Wunsch des Bauherrn)
3. Feststellen wie viele Adern belastet werden.
4. Strombelastbarkeit I_r$I_r$ wird herausgefunden, die größer als der Belastungsstromstärke I_b$I_b$ ist. Daraus kann dann die Bemessungsstromstärke I_N$I_N$ festgelegt werden.
5. Querschnitt wird mithilfe der Umgebungstemperatur von 25 °C bestimmt.
6. Bei langen Leitungen muss zusätzlich noch der Spannungsfall U_V$U_V$ berechnet werden.

Leitungsauswahl Zusammenfassung

Je nach Anwendungsbereich müssen unterschiedliche Leitungen genutzt werden. Um die Leitung auszuwählen, gibt es verschiedene Kriterien und Kennzeichnungen.

Adern, Leitungen und Kabeln sind jeweils unterschiedlich gekennzeichnet.

Um richtige Verbindungen herzustellen sind Adern immer durch farbliche Isolierungen gekennzeichnet.
Schutzleiter (PE) und Neutralleiter mit Schutzfunktion (PEN) haben immer eine grün-gelbe Isolierung. Neutralleiter sind im Normalfall immer blau. Es ist jedoch immer zu empfehlen die Farben vor dem Zusammenschließen nochmal zu überprüfen.

Leitungen sind mehrere Adern mit Isoliermantel. Um genaue Infos zur Leitung zu erhalten sind sie mit Kurzzeichen versehen, die Auskunft über die Bauart, die genutzte Isolierung, den Leiter und die Leistung geben.

Kabel sind besonders geschützte Leitungen, die bei Normung mit N gekennzeichnet sind und ebenfalls Kurzzeichen zur Entschlüsselung besitzen.

Außerdem gibt es zwei verschiedene Leiterarten. Flexible Leiter sind mehrdrähtig und z. B. für Stehlampen oder Handyladegeräte geeignet. Starre Leiter sind nur aus einer dickeren Ader die dadurch fester ist. Es existieren zwei Arten von Leiterformen: kreisförmig oder sektorförmig.

Die Isolierung von Leiterungen und Leitern ist wichtig, da sie unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sind. Dazu gehören:

• Thermisch
• Mechanisch
• Chemisch
• Hygroskopisch