Ratgeber
Damit die Bedienung von Elektrowerkzeugen möglichst einfach ist, darf die Strom-Anschlussleitung nicht starr oder widerspenstig sein. Ganz im Gegenteil! Beim Bohren, Sägen, Hobeln oder Schleifen sollte die Leitung so flexibel sein, dass sie nicht störend wirkt. Das ist keine leichte Aufgabe. Denn bei leistungsstarken Elektrowerkzeugen müssen zum Teil auch noch richtig hohe Ströme übertragen werden. Das funktioniert aber nur, wenn der Querschnitt der Leitungen entsprechend gross ist.
Doch nicht nur im Handwerk, auch im Handel und in der Industrie müssen sehr oft grosse Maschinen über bewegliche Leitungen mit Strom versorgt werden. Aus diesem Grund wurden spezielle Gummileitungen oder Gerätekabel entwickelt, die diesen scheinbar schwierigen Spagat problemlos schaffen.
Doch Gummikabel oder Gerätekabel haben noch weitere interessante Eigenschaften, die wir Ihnen gerne verraten. Und beim Anschluss von Gummikabeln ist auch einiges zu beachten, damit die Leitungen zuverlässig und dauerhaft funktionieren.
Gerätekabel beziehungsweise Gummikabel dienen in erster Linie für die Herstellung von elektrischen Verbindungen. Um aber die notwendige Flexibilität zu erhalten, kann nicht mit starren Innenleitern aus Kupfer oder Aluminium gearbeitet werden. Vielmehr werden viele dünne Drähtchen zu einer einzigen Ader zusammengefasst. Die einzelnen Drähtchen haben zwar eine gemeinsame Ummantelung, sind aber mechanisch nicht miteinander verbunden. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass sich die einzelnen Drähte innerhalb einer Ader bewegen und zueinander verschieben können. Deshalb ist die elektrische Leitung nicht so starr wie eine Installationsleitung mit nur einem Draht pro Ader.
Doch nicht nur die elektrischen Leiter sorgen für notwendige Flexibilität. Auch die Isolierung der einzelnen Adern, sowie die Ummantelung der isolierten Adern sind aus leicht verformbarem Material. Vorzugsweise werden dafür Gummi-/Kunststoff-Mischungen verwendet. Deshalb werden die flexiblen Kabel auch als Gummikabel bezeichnet.
Je nach Art des verwendeten Isolier-Materials kann dem Kabel die für den Einsatzzweck erforderliche Eigenschaft verliehen werden. Dabei werden oft Kombinationen aus unterschiedlichen Materialien für die Aderisolierung und die Ummantelung genutzt.
Elektrische Leiter
Der feindrähtige Leiter (Seele) sorgt für den Transport der elektrischen Energie und besteht aus Kupfer, Aluminium, Silber oder auch aus einer Kombination dieser Stoffe. Dabei haben das Material und dessen Querschnitt entscheidenden Einfluss auf das Leitfähigkeit des Leiters. Durch die Beschichtungen der einzelnen Adern eines Leiters mit weiteren Metallen oder Legierungen können bestimmte elektrische Eigenschaften erreicht werden.
Innenisolation
Die Innenisolation (Aderisolierung) sorgt für die elektrische Isolierung der einzelnen Adern untereinander. Der verwendete Werkstoff und dessen Dicke bestimmen im Wesentlichen die mögliche Spannungsfestigkeit der Leitung. Bei mehradrigen Geräte- und Gummikabeln sorgen farbige Innenisolationen für die eindeutige Zuordnung der Adern. Die Farbcodes für den Schutzleiter oder die Kabelzuordnung bei der Hausinstallation sind in einer NIN Norm festgelegt. Es gibt auch mehradrige Kabel, bei denen einfarbige Einzeladern mit Nummern gekennzeichnet sind.
Aussenisolation
Die Aussenisolation des Stromkabels ist das Interface zur Umwelt. Sie wird je nach Verwendungszweck für bestimmte mechanische, chemische und thermische Beanspruchungen ausgelegt. Beim Einsatz im Aussenbereich werden auch langanhaltende Witterungseinflüsse mit berücksichtigt. In den Datenblättern der Hersteller finden sich dann entsprechende Informationen wie zum Beispiel „schwer entflammbar“, „ölbeständig“, „UV-lichtresistent“ oder „säurebeständig“. Weiterhin können die Kabelisolierungen mit Abschirmungen gegen hochfrequente Ab- oder Einstrahlungen ausgestattet sein. Besonders beanspruchbare Kabel, etwa solche für Aufzüge oder Förderanlagen, haben integrierte Trag-Elemente, um lange Distanzen ohne Befestigungen überbrücken zu können. Die Farbgebung der Aussenisolation kann zudem Signal- und Warncharakter haben.
Manche Kabel tragen Bezeichnungen nach einem standardisierten System, an dem sich die Verwendbarkeit erkennen lässt. Anhand der wohl am weitesten verbreiteten Gummischlauchleitung H07RN-F 3G2.5 wollen wir die Buchstaben-/Zahlen-Kombination der Europäischen Norm genauer erläutern:
Was bedeutet der Buchstabe „H“ der Kabelbezeichnung: H07RN-F 3G2.5?
Das „H“ bedeutet, dass es sich um eine „harmonisierte“ Leitung handelt, die den europaweit gleichen technischen Spezifikationen entspricht. Anerkannte nationale Kabeltypen werden mit einem „A“ gekennzeichnet. Andere nationale Kabeltypen tragen den Kennbuchstaben „N“, der teilweise noch mit einem zusätzlichen Länderkürzel, wie zum Beispiel „AT-N“ für Österreich, ergänzt wird.
Was bedeutet die Zahlenkombination „07“ der Kabelbezeichnung: H07RN-F 3G2.5?
Die beiden Ziffern „07“ beschreiben die Bemessungsspannung. Die Bemessungsspannung für Wechselstrom ist in mehrere Klassen mit jeweils zwei Spannungsangaben unterteilt. Der erste Spannungswert entspricht der maximal zulässigen Effektivspannung zwischen einem Aussenleiter und der Erde. Der zweite Spannungswert entspricht der maximal zulässigen Effektivspannung zwischen zwei Aussenleitern desselben Kabels.
01: 100 V / 100 V
03: 300 V / 300 V
05: 300 V / 500 V
07: 450 V / 750 V
11: 600 V / 1000 V
Für Gleichstrom liegt die Bemessungsspannung in den jeweiligen Klassen um den Faktor 1,4 (Wurzel 2) höher.
Was bedeutet die Buchstabenkombination „RN“ der Kabelbezeichnung: H07RN-F 3G2.5?
Die beiden Buchstaben „RN“ kennzeichnen die Isolierstoffe. Der erste Buchstabe „R“ steht dabei für die Ader-Isolierung und der zweite Buchstabe „N“ steht für die Mantelisolierung des Gummi-Kabels. Aufgrund der grossen Kabelvielfalt und dem breiten Anwendungsspektrum stehen noch weitere Buchstaben für die genaue Bezeichnung der Kabelisolierung zur Verfügung:
C = Schirmung
B = Ethylen-Propylen-Gummi bis 90 °C
G = Ethylen-Vinylacetat
J = Glasfaserbeflechtung
M = Mineralische Ummantelung
N = Polychlorpropylen-Gummi
N2 = Spezial Polychlorpropylen-Gummi (Schweissleitung)
N4 = Chlorsulfiniertes oder chloriertes Polyethylen
N8 = Spezial Polychlorpropylen-Gummi (wasserbeständig)
Q = Polyurethan
Q4 = Polyamid
R = Ethylenpropylen-Gummi
S = Silikon-Kautschuk
T = Textilummantelung der verseilten Adern
T2 = Flammwidriges Textilgeflecht
T6 = Jede einzelne Ader ist textilummantelt
V = PVC
V2 = PVC wärmebeständig bis 90 °C
V3 = PVC kältebeständig bis -25 °C
V4 = PVC vernetzt
V5 = PVC ölbeständig
Z = Vernetzte Polyolefin-Mischung (Brandschutzleitung)
Z1 = Thermoplastische Polyolefin-Mischung (Brandschutzleitung)
Was bedeutet der Buchstabe „F“ der Kabelbezeichnung: H07RN-F 3G2.5?
Der Buchstabe „F“ kennzeichnet den Leiter des Gummikabels H07RN-F als feindrähtig. Das bedeutet, dass jede Ader des Kabels aus vielen hauchdünnen Drähtchen besteht. Dadurch handelt es sich bei der Gummileitung H07RN-F um ein hoch flexibles Stromkabel.
Was bedeutet die Zahlen-/Buchstaben-Kombination „3G2.5“ der Kabelbezeichnung: H07RN-F 3G2.5?
Die Kombination „3G2.5“ gibt an, dass das Stromkabel drei Adern mit je 2,5 mm² Querschnitt besitzt. Der Buchstabe „G“ dient als Zeichen, dass im Kabel ein Grün/Gelb markierter Schutzleiter integriert ist. Wenn anstelle des Buchstabens „G“ ein „X“ steht, ist in der Leitung kein Schutzleiter integriert.
Weitere Beispiele für mögliche Kabelbezeichnungen nach Europäischer Norm:
H05RN-F 5G1.5 (flexible Gummischlauchleitung mit 5 Adern a` 1,5 mm²)
H05RR-F 3G2.5 (flexible Gummischlauchleitung mit 3 Adern a` 2,5 mm²)
H07BQ-F 5G2.5 (flexible Polyurethanschlauchleitung mit 5 Adern a` 2,5 mm²)
H05VV-F 3G1.5 (flexible Kunststoffschlauchleitung mit 3 Adern a` 1,5 mm²)
AT–N07V3V3–F 3G2.5 (flexible Kunststoffschlauchleitung mit 3 Adern a` 2,5 mm²)
AT–N05V3V3–F 3G1.5 (flexible Kunststoffschlauchleitung mit 3 Adern a` 1,5 mm²)
Die feindrähtigen Adern einer Schlauchleitung oder eines flexiblen Starkstromkabels können nicht ohne eine geeignete Vorbereitung angeschlossen werden. Die Klemmschrauben der Gerätestecker und Buchsen würden sonst die feinen Drähte der Adern beschädigen. Zudem besteht die Gefahr, dass durch abstehende Aderdrähte der Berührungsschutz nicht mehr gegeben ist.
Aus diesem Grund müssen die Drähte der offenen Kabelenden zusammengefasst und fest umschlossen werden. Dies geschieht im einfachsten Fall durch Aderendhülsen oder Kabelschuhe, die auf die offenen Kabel gecrimpt werden. Die genaue Vorgehensweise beim Crimpen und was dabei zu beachten ist, haben wir in unserem Ratgeber zu den Crimpzangen genauer beschrieben.
Von der noch vor Jahren praktizierten Methode, die offenen Kabelenden zu verlöten, ist man inzwischen abgekommen. Da die Lötstellen im Laufe der Zeit nachgeben, werden die Kabelverschraubungen locker und haben keinen richtigen Kontakt mehr.
Zudem fliesst das heisse Lötzinn zum Teil mit unter die Kabelisolierung und versteift in diesem Bereich die Leitung. In Verbindung mit Vibrationen entstehen dann genau an dieser Stelle schwer zu lokalisierende Kabelbrüche, die für Aussetzfehler und Störungen verantwortlich sind.
Die Auswahl an Gummi- und Gerätekabeln ist ebenso gross, wie die unterschiedlichen Anforderungen im Einsatz. Um die passende Leitung aussuchen zu können, müssen einige wichtige Punkte im Vorfeld geklärt werden.
Anzahl und Querschnitt der Adern
Neben der benötigten Anzahl an einzelnen Adern ist es auch wichtig zu prüfen, ob ein Schutzleiter benötigt wird. Zudem spielt auch der Kabelquerschnitt eine entscheidende Rolle. Bei den Verlängerungskabeln haben wir einige interessante Infos zum Thema Querschnitt, Widerstand und Verlust zusammengestellt.
Äussere Einflüsse
Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Leitungsauswahl sind die äusseren Einflüsse. Oder anders ausgedrückt, welchen Einwirkungen muss die Leitung standhalten. Speziell im industriellen Einsatz müssen Leitungen zum Teil beständig gegen Öle und Fette, Säuren, Laugen oder Oxydationsmitteln sein. Im umgekehrten Fall dürfen die Leitungen aber auch keine Inhaltsstoffe abgeben, wenn z.B. eine Verlegung im Boden oder Trinkwasserbereich erforderlich ist. Aber auch die Umgebungs-Temperatur, Feuchtigkeit und die UV-Belastung im Aussenbereich spielen eine wichtige Rolle.
Mechanische Belastung
Selbstverständlich spielt es eine sehr grosse Rolle, ob eine Leitung fest verlegt wird oder als Baustellenkabel ständig starken Bewegungen ausgesetzt ist. Bei einer Verlegung in einem Kabelrohr oder Leitungsschacht, sind die mechanischen Belastungen eher gering. Dafür müssen aber die Kabelführung und der Biegeradius beachtet werden. Bei den oft offen am Boden liegenden CEE-Starkstromkabeln für Baustellen-Geräte ist die mechanische Beanspruchung extrem hoch und es muss unbedingt eine Zugentlastung berücksichtigt werden.
Ist jede Gummischlauchleitung als Verlängerungskabel geeignet?
In wieweit eine Gummischlauchleitung oder auch Gummileitung als Verlängerungskabel geeignet ist, hängt vom Aufbau (Aderzahl und Querschnitt) und von der Isolierung ab. Aber grösstenteils werden Gummileitungen mit dem jeweils erforderlichen Anschluss als Verlängerungskabel verwendet.
Worauf ist beim Austausch von defekten Gummikabeln/Gerätekabeln zu achten?
- Kabelarbeiten sollten stets von einer ausgebildeten Fachkraft ausgeführt werden.
- Arbeiten an Kabeln dürfen nur bei Spannungsfreiheit ausgeführt werden.
- Es sind immer Kabel mit identischen Leistungsmerkmalen zu ersetzen. Dazu zählt auch die Farbigkeit/Bezifferung von Innen- und Aussenisolation.
- Es müssen geeignete Aderendhülsen, Kabelschuhe oder Steckverbinder auf die offenen Kabelenden gecrimpt werden.
Wie lange hält ein Kabel?
Die Lebensdauer von Kabeln beträgt je nach Belastung ca. 30 bis 50 Jahre.
Wie machen sich defekte Kabel bemerkbar?
- Sichtbarer Kabel- und/oder Isolierungsbruch, speziell an Geräte- und Steckeröffnungen und stark biegebeanspruchten Stellen
- Ausfall der Stromversorgung
- Stromschwankungen
- Unnormale Erwärmung des Kabels