Was ist ein Starkstromkabel?
Starkstromkabel sind elektrische Leitungen zur Übertragung von Starkstrom, bei denen der Leiter von einer Isolierschicht umgeben und mit einer Ummantelung versehen ist.
Sie werden in städtischen und industriellen Gebieten unterirdisch verlegt, um elektrische Energie zu transportieren, und werden auch für die Stromversorgung innerhalb von Gebäuden, z. B. in Wohn- und Geschäftsräumen, verwendet. Im weiteren Sinne gehören auch Kabel, die in Steckdosen verwendet werden, zu den Starkstromkabeln.
Anwendungen von Starkstromkabeln
Starkstromkabel werden als Hochspannungskabel, die unter der Erde verlegt werden und in städtischen und industriellen Gebieten Strom transportieren, und als Niederspannungskabel, die innerhalb von Gebäuden wie Wohn- und Geschäftsgebäuden Strom liefern, verwendet. Bei der Stromversorgung wird die Übertragung des Stroms von einem Kraftwerk zu einem Umspannwerk als Übertragung bezeichnet, während die Verteilung des Stroms an Haushalte und Fabriken, nachdem die Spannung im Umspannwerk reduziert wurde, als Verteilung bezeichnet wird. Unter Verkabelung versteht man auch die Leitung von Strom zu elektrischen Lampen und mechanischen Geräten.
Für diese Stromübertragung werden Starkstromkabel verwendet, die die Verteilungsleitungen oder die Hausverkabelung des Versorgungsunternehmens mit der Hochspannungsanlage (Schaltschrank) beim Verbraucher verbinden. Sie werden auch für die Übertragung von Daten an entfernte Standorte verwendet.
Niederspannungskabel hingegen werden für die Stromverteilung und die Verkabelung verwendet. Vinylkabel mit einer Vinyl-Isolierschicht und -Umhüllung und Gummikabel mit einer Gummi-Isolierschicht und -Umhüllung werden häufig im Freien als Niederspannungskabel für die Stromversorgung in Wohn- und Geschäftsgebäuden verwendet. Diese Vinylkabel werden häufig für feste Stromquellen verwendet. Die Ummantelung ist hart und stoßfest und weniger anfällig für tierische Schäden.
Kabel auf Kautschukbasis zeichnen sich dadurch aus, dass sich das Kabel unter Spannung biegen lässt. Aus diesem Grund werden sie häufig in Kabelträgern, Vorhangkabeln usw. verwendet, wo die Stromquelle in Bewegung ist. Sie sind außerdem sehr flexibel und können leicht in enge Räume, wie z. B. Baulücken, eindringen, wodurch sie sich für den Einsatz in Haushalten und Büros in Hochhäusern eignen.
Funktionsweise von Starkstromkabeln
Die Grundstruktur eines Starkstromkabels besteht aus einem Leiter, der von einer Isolierschicht umgeben ist, die wiederum ummantelt ist. Der Leiter dient der Übertragung, Verteilung und Weiterleitung elektrischer Energie.
Die Isolierschicht sorgt dafür, dass der Strom sicher übertragen werden kann, ohne dass es zu Leckagen und der Entstehung von Magnetfeldern in der Umgebung kommt. Darüber hinaus schützt die Ummantelung die Kabel vor Beschädigungen.
Arten von Starkstromkabeln
Starkstromkabel werden grob in zwei Kategorien unterteilt: Niederspannungskabel, die für 600 V Gleichstrom (750 V Wechselstrom) oder weniger geeignet sind, und Starkstromkabel, die für höhere Spannungen verwendet werden können. Starkstromkabel mit einer Spannung von mehr als 7.000 V werden als spezielle Starkstromkabel bezeichnet.
1. Niederspannungskabel
Der Aufbau von Niederspannungskabeln besteht aus einem Leiter aus Kupfer oder einem ähnlichen Material, der von einer Isolierschicht umgeben und ummantelt ist. Je nach Material der Isolierschicht und der Ummantelung unterscheiden sich die Bezeichnung und die Eigenschaften. Ein Leiter aus Kupfer ist beispielsweise von einer Isolierschicht aus isolierendem Vinyl umgeben, die wiederum mit einem Mantel aus Vinyl ummantelt ist, und wird als VCT oder VCTF bezeichnet.
VCTs können bei 600 V oder weniger und VCFTs bei 300 V oder weniger verwendet werden. Wenn solche Starkstromkabel verwendet werden, da die meisten Stromquellen Dreiphasen-Wechselstrom sind, haben die meisten Starkstromkabel drei mit Vinyl isolierte Leiter oder vier Leiter einschließlich eines Erdungsdrahtes.
Andere Typen sind 1CT mit einem Leiter und 2CT mit zwei Leitern, isoliert mit Naturkautschuk und ummantelt mit Naturkautschuk. CV-Kabel, die auch in Starkstromkabeln verwendet werden, haben einen Leiter, der von einer Isolierschicht aus vernetztem Polyethylen umgeben und mit Vinyl ummantelt ist, und werden auch als Niederspannungskabel verwendet.
2. Starkstromkabel
Der Grundaufbau von Starkstromkabeln ist ein Kupferleiter, der von einer Isolierschicht aus vernetztem Polyethylen umgeben ist, die mit einem Mantel aus Vinyl oder ähnlichem ummantelt ist. Es ist jedoch gekennzeichnet durch eine innere Halbleiterschicht zwischen dem Leiter und der Isolierschicht und eine äußere Halbleiterschicht zwischen der Isolierschicht und dem Mantel.
Der Leiter und die Isolierschicht haben unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten, was zu Lücken führen kann. Lücken können auch entstehen, wenn der Leiter eine Wölbung aufweist. Die innere halbleitende Schicht verhindert eine Teilentladung aufgrund solcher Lücken. Eine äußere halbleitende Schicht befindet sich auch auf der Isolierschicht, um das elektrische Feld gleichmäßiger zu machen und damit Teilentladungen zu unterdrücken.
Zu beachten ist, dass bei Starkstromkabeln mit einer Spannung von 6600 V oder mehr eine Abschirmungsschicht zwischen dem Mantel und der äußeren Halbleiterschicht erforderlich ist. Hochspannungsstrom, der von Starkstromkabeln geliefert wird, strahlt unter Spannung starke elektromagnetische Wellen in die Umgebung ab, daher ist eine Abschirmungsschicht erforderlich. Ohne Abschirmung können hohe induzierte Spannungen auf Peripheriegeräte und Leitungen einwirken und allein durch Annäherung an den menschlichen Körper einen Stromschlag verursachen. Durch die Erdung der Abschirmung können die induzierten Spannungen sicher in die Erde abgeleitet werden.