Kabel
| left|25px|Begriffsklärung | Dieser Artikel befasst sich mit dem Kabel als Leiter. Weiteres siehe: Kabel (Begriffsklärung). |
Ein Kabel ist ein Verbund mehrerer Litzen oder isolierter Drähte. Zweck eines Kabels ist die (möglichst verlustarme) Durchleitung elektrischer Ströme für die Energieversorgung oder Datenübermittlung, bei Glasfaserkabeln von Licht für die reine Nachrichtenübermittlung.
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Primäre Unterscheidungsmerkmale
thumb|300px|20m Netzwerkkabel
Die Leiteranzahl
Die Anzahl der Strom führenden Drähte (auch Adern genannt) im Kabel. Bei mehradrigen Kabeln ist immer jede einzelne Ader von einem eigenen Isolator ummantelt (die "Adernisolierung"), während eine äußere Ummantelung alle Adern umgibt (der "Kabelmantel"):
- Für den Transport von Gleichstrom und Wechselstrom kommen zweiadrige Kabel zum Einsatz. Für Gleichstrom sind die Farben der Adernisolation meist rot für Plus (+) und schwarz für Minus (-), für Wechselstrom meist braun oder schwarz für Außenleiter und blau für Neutralleiter. Beim in Deutschland üblichen Hausnetz (230 V Wechselspannung) kommt noch eine dritte Ader zum Einsatz. Der grün-gelbe Schutzleiter, dieser führt direkt auf Erde und dient dazu, gefährliche Berührungsspannungen an leitfähigen Gehäuse- oder Bedienteilen zu verhindern.
- Kabel für Drehstrom bei Niederspannung sind fünfadrig: Für den Stromtransport werden vier Adern benötigt, drei für die Außenleiter (in der Regel schwarz, braun und grau), eine vierte als Neutralleiter (blau) und eine fünfte für den Schutzleiter (grün-gelb). Bei symmetrischer Belastung (zum Beispiel durch einen Elektromotor) ist der Neutralleiter nicht nötig, hier reicht ein vieradriges Kabel aus.
- Kabel für hochgespannten Drehstrom sind dreiadrig. Für Spannungen über 50 kV werden drei einpolige Kabel verwendet.
- Kabel für hochgespannten Gleichstrom sind meist einpolig. Es gibt auch zweipolige Kabel für hochgespannten Gleichstrom. Mitunter werden auch zweipolige Kabel einpolig betrieben, in dem sie an ihren Enden parallelgeschaltet werden, wie bei der HGÜ Kontek.
- Kabel für EDV und Nachrichtentechnik haben (je nach Einsatzzweck) eine unterschiedliche Adernanzahl (2 – mehrere tausend Adern). Außerdem wird nach der Art der Adernverseilung unterschieden (zum Beispiel lagenverseilt, paarverseilt, Sternvierer).
- Kabel für nieder- und hochfrequente Signale in Form von Koaxialkabeln.
Das Material der Adern
- In fast allen elektrischen Kabeln kommt ein Metall (Reinmetall oder Legierung) mit möglichst niedrigem spezifischen Widerstand (zum Beispiel Kupfer und Aluminium) zum Einsatz. Verarbeitet wird dieses Metall entweder ein-, mehr- oder feindrätig.
- Für Sonderfälle kommen Supraleiter als Drahtmaterial zum Einsatz, das allerdings unter seine Sprungtemperatur abgekühlt werden muss, indem ein geeignetes Kühlmittel durch Kanäle im Kabel gepumpt wird.
- In den Kabeln der Kommunikationsnetze kommen neben Kupferadern auch Glasfasern (Glasfaserkabel = Lichtwellenleiter-Kabel) zum Einsatz
- Zur Isolation der Adern wurde früher häufig Papier, auch mit Öl getränkt, verwendet.
Das Material der Ummantelung
- Blei war lange Zeit ein häufig verwendeter Werkstoff für die Ummantelung.
- Heute kommen meist Kunststoffe wie PVC oder Polyethylen zum Einsatz. Die meisten dieser Kunststoffe sind sehr kostengünstig, aber vielfach brennbar. PVC erzeugt zusätzlich beim Verbrennen giftige Gase wie Chlorwasserstoff und Dioxine; siehe dazu Brandverhalten von Kabel und Leitungen. Deshalb kommen in modernen Gebäude mit großen Personenansammlungen, wie zum Beispiel in Bahnhöfen, Flughäfen, Museen, Kongreßhallen und Kaufhäusern, halogenfreie Kabel und Leitungen zum Einsatz.
- In der Nachrichtentechnik (insbesondere aber bei Netzwerkkabeln für die EDV) werden die Kabelmäntel vielfach mit einer Schirmung aus Metallfolie oder Kupferdrahtgeflecht versehen, um die elektromagnetischen Eigenschaften des Kabels zu verbessern. Siehe Twisted-Pair-Kabel
- Seit der Entwicklung von Frequenzumrichtern müssen in der Industrie auch von diesen ausgehende Energieleitungen, zum Beispiel für Motoren, abgeschirmt werden, um die Steuerelektronik vor Störungen zu schützen. Siehe Elektromagnetische Verträglichkeit.
- Erd- und Seekabel sind mit zahlreichen Bewährungen als Schutz und zur Erhöhung ihrer mechanischen Stabilität versehen.
Um Beschädigungen des Mantels frühzeitig zu erkennen, werden in der Nachrichtentechnik hochkanalige Kabel mit Druckluft gefüllt und der Kabelinnendruck wird automatisch überwacht.
Für die meisten Einsatzzwecke werden Kabel nach internationalen Normen hergestellt, die vielfach auch Kürzel für bestimmte Kabelklassen definieren. Siehe dazu Harmonisierte Typenkurzzeichen von Leitungen.
Art der Verlegung
- Auf dem Grund von Gewässern: Seekabel
- unterirdisch: Erdkabel
- oberirdisch: Luftkabel (ähnlich auch Freileitung)
Besondere Bauarten
Für Hochfrequenz werden (auch für hohe Übertragungsleistungen) Koaxialkabel verwendet.
"Kabelsalat"
Schwer zu lösende Knoten in Kabeln werden als Kabelsalat bezeichnet. Um Kabelsalat zu vermeiden ist es wichtig das Kabel ordentlich zusammenzulegen. Hierbei ist darauf zu achten, dass das Kabel stets in gleicher Richtung wie seine Adern (nicht in sich verdreht) zusammenlegt wird. Dies erreicht man dadurch, dass man das Kabel durch die Handfläche gleiten lässt und es mit den Fingern in die richtige Lage dreht. Meistens strebt das Kabel von sich aus in diese Lage. Diesen Vorgang nennt man auch aufschießen. Das Wort aufschießen wiederum kommt aus der Seefahrer-Sprache (Aufschießen einer Leine).
Siehe auch
- Stromleitung
- Drehstromleitung
- Leitungsgebundene Telekommunikationsverfahren
- Lüsterklemme
- Kabelschuh
- Würgenippel
- Kabelbruch
- Verkürzungsfaktor