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Ratgeber
Mehradrige Kabel bestehen im Gegensatz zu einadrigen Kabeln aus einem Verbund mehrerer Einzelleiter. Sie werden zum Zweck der Energie- und Informationsübertragung genutzt und sind in zahlreichen Ausführungen erhältlich. In unserem Ratgeber stellen wir Ihnen gebräuchliche mehradrige Kabel und ihre Anwendungsbereiche näher vor und verraten, worauf beim Kauf zu achten ist.
Mehradrige Kabel und mehradrige Leitungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus mehreren voneinander isolierten Adern bzw. Leitern bestehen. Die Adern können paarweise miteinander verdrillt (Twisted-Pair-Kabel) und zusätzlich geschirmt sein, um Störungen durch elektrische oder magnetische Einflüsse zu reduzieren. Aus systematischen Gründen sind die Aderisolationen farbig gekennzeichnet. Dadurch ist es möglich, die einzelnen Leiter zu identifizieren und sie korrekt anzuschließen. Die Leiter sind als elektrische Leiter – im Regelfall in Form von Drähten oder Litzen aus Kupfer – oder als optische Leiter realisiert. Letzteres ist bei Glasfaserkabeln und Lichtleitkabeln der Fall.
Mehradrige Kabel kommen als Stromkabel, Datenkabel oder Steuerkabel zum Einsatz. Gummi- und Gerätekabel werden beispielsweise für die Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern verwendet, während Installationskabel Bestandteil von Hausinstallationen sind und dafür sorgen, dass Energie über die Steckdose bezogen werden kann. Steuerleitungen stellen eine Verbindung zwischen einer Steuereinrichtung als Sender und einer Maschine als Empfänger her und Datenkabel werden zur Übertragung von Informationen genutzt, beispielsweise innerhalb von Computernetzwerken. Da sich mehradrige Kabel im Hinblick auf ihren Aufbau mitunter stark unterscheiden und außerdem in zahlreichen Querschnitten und Längen sowie in konfektionierter und unkonfektionierter Form erhältlich sind, ist das Angebot sehr umfangreich.
Mehradrige Kabel eignen sich je nach Ausführung für spezifische Aufgaben besonders gut. Zu den gebräuchlichsten Kabeln zählen Audio- und Video-Kabel. Sie dienen der Übertragung von Bild- und Tonsignalen und werden beispielsweise dafür genutzt, eine Verbindung zwischen HiFi-Anlage und Lautsprecher oder Mikrofon und Mischpult herzustellen. Audio- und Videokabel sind in vielerlei Bauformen erhältlich und können beispielsweise als XLR-, Cinch-, Klinken- und Toslink- oder auch als HDMI- oder USB-Kabel realisiert sein. Neben vorkonfigurierten Kabeln, die bereits mit Steckverbindern ausgestattet und sofort einsatzbereit sind, gibt es unkonfektionierte Audio- und Videokabel als Meterware, die bedarfsweise mit Steckverbindern kombiniert werden können. Solche Kabel lassen sich an die jeweilige Installationsumgebung anpassen und sind eine gute Wahl, wenn man sich ein individuelles Hi-Fi- oder Heimkino-Setup aufbauen möchte.
Eine besondere Bauform von Audio- und Videokabeln sind Koaxialkabel. Sie sind konzentrisch aufgebaut und verfügen über einen Kern aus zwei Leitern mit entgegengesetzten Polen, die aus Kupfer bestehen und durch ein isolierendes Dielektrikum getrennt sind. Koaxialkabel sind in der Lage, analoge oder digitale Signale im Hoch- oder Niederfrequenzbereich auch über größere Distanzen hinweg zuverlässig zu übertragen. Abhängig von der Art der Steckverbindung eignen sich Koaxialkabel für unterschiedliche Zwecke. Während im Audio- und Videobereich Koaxialkabel mit Cinch-Stecker gang und gebe sind, werden Koaxialkabel mit F-Stecker oder IEC-Stecker für den Fernsehempfang genutzt. Koaxialkabel mit F-Stecker dienen als SAT-Installationskabel und stellen eine Verbindung zwischen Satellitenschüssel und SAT-Receiver her. Vorteilhaft daran ist, dass sich F-Stecker mittel Schraubmechanismus sicher befestigen lassen, was eine zuverlässige Signalübertragung ermöglicht. Koaxkabel mit IEC-Steckern werden für den Empfang von Kabelfernsehen genutzt und zwischen Kabel-Receiver und Fernsehdose gesteckt.
Eine besondere Bauform von Audio- und Videokabeln sind Koaxialkabel. Sie sind konzentrisch aufgebaut und verfügen über einen Kern aus zwei Leitern mit entgegengesetzten Polen, die aus Kupfer bestehen und durch ein isolierendes Dielektrikum getrennt sind. Koaxialkabel sind in der Lage, analoge oder digitale Signale im Hoch- oder Niederfrequenzbereich auch über größere Distanzen hinweg zuverlässig zu übertragen. Abhängig von der Art der Steckverbindung eignen sich Koaxialkabel für unterschiedliche Zwecke. Während im Audio- und Videobereich Koaxialkabel mit Cinch-Stecker gang und gebe sind, werden Koaxialkabel mit F-Stecker oder IEC-Stecker für den Fernsehempfang genutzt. Koaxialkabel mit F-Stecker dienen als SAT-Installationskabel und stellen eine Verbindung zwischen Satellitenschüssel und SAT-Receiver her. Vorteilhaft daran ist, dass sich F-Stecker mittel Schraubmechanismus sicher befestigen lassen, was eine zuverlässige Signalübertragung ermöglicht. Koaxkabel mit IEC-Steckern werden für den Empfang von Kabelfernsehen genutzt und zwischen Kabel-Receiver und Fernsehdose gesteckt.
Zur Kommunikation innerhalb von Bussystemen dienen Buskabel. Sie sind insbesondere im industriellen Kontext anzutreffen, werden aber auch immer häufiger in der Gebäudetechnik verwendet, beispielsweise in Verbindung mit dem KNX-Standard. Busleitungen dienen der Übertragung digitaler Signale (Binary Unit System), beispielsweise zwischen einem oder mehreren Sensoren und einer Auswerteeinheit. Sie ermöglichen einen schnelleren Datentransfer als die meisten anderen Datenkabel. Ein weiterer Typ von Datenkabel ist das Flachbandkabel. Wie der Name schon andeutet, zeichnet es sich durch eine flache Bauweise aus, die dadurch zustande kommt, dass die Adern parallel nebeneinander verlaufen und nicht kreisförmig gebündelt sind. Da Flachbandkabel platzsparend installiert werden können, eignen sie sich sehr gut für den Einbau in Gehäusen. Sie werden insbesondere in der Computertechnik, Telekommunikation sowie Maschinensteuerung genutzt und dienen häufig dazu, Leiterplatten mit anderen elektronischen Baugruppen zu verbinden. Eine weitere Möglichkeit, Informationen zu übertragen, stellen Lichtwellenleiter-Kabel, kurz LWL-Kabel, dar. Sie zählen zu den optischen Kabeln, denn sie transferieren Daten mithilfe von Licht. Ein Lichtwellenleiter ist im Inneren mit einem lichtführenden Faserkern aus Quarzglas (Glasfaser) oder Kunststoff ausgestattet. Fachsprachlich nennt man diese Materialien polymere optische Fasern. Sie haben einen höheren Brechungsindex als die Ummantelung, die den Kern umgibt. Das hat zur Folge, dass der Lichtstrahl an den Mantelwänden reflektiert und ohne Verluste durch die Leitung geführt wird. Dementsprechend bieten LWL-Kabel eine schnelle und störungssichere Datenübertragung. Neben konfektionierten Lichtwellenleiter-Kabeln mit Steckern gibt es unkonfektionierte Lichtwellenleiter-Kabel zur bedarfsgerechten Anpassung.
Neben ihrem Aufbau können mehradrige Kabel hinsichtlich ihres Einsatzbereiches unterschieden werden. Ein Beispiel sind Photovoltaik- und Solarkabel. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil von Solaranlagen und stellen eine Verbindung zwischen Wechselrichter und Einspeisezähler sowie zwischen Solarmodulen her. Solarkabel sorgen nicht nur für einen einwandfreien und sicheren Betrieb der Anlage, sondern haben auch Einfluss auf deren Leistungsfähigkeit. Je kürzer ein Kabel und je größer sein Querschnitt, desto mehr Ertrag lässt sich aus einer Photovoltaikanlage ziehen. Da die Kabel Witterungseinflüssen ausgesetzt sind, müssen sie besonders strapazierfähig sein, also Temperaturschwankungen, UV-Strahlung, Abrieb und technischen Belastungen standhalten können. Robust und unempfindlich gegenüber Störungen müssen auch Alarm- und Brandmeldekabel sein. Sie sind für den Einsatz in verdrahteten Sicherheitssystemen konzipiert und verbinden Sensoren, Melder und Bedienelemente mit der Steuerzentrale. Dank sehr guter Abschirmung ermöglichen sie eine zuverlässige Datenübertragung.
Zur Energie- und Signalübertragung im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der Industrieelektronik kommen Schleppkettenkabel zum Einsatz. Dabei handelt es sich um Kabel, die in Schleppketten, auch Energieführungsketten genannt, eingelegt werden. Das sind Maschinenbauteile, die beispielsweise in Fertigungsstraßen oder Verpackungsmaschinen eingesetzt werden. Die Ketten sind in eine Richtung beweglich und verfügen über Klappen, die sich öffnen lassen, um die Leitungen einzulegen. Schleppkettenleitungen müssen hochflexibel sein und sich beliebig oft biegen lassen, da sie an sich ständig bewegenden Maschinenteilen angebracht werden. Starre Leitungen würden der wechselnden Biegebelastung nicht standhalten.
Ebenfalls hohe Anforderungen in Sachen Belastbarkeit werden an Telefonkabel gestellt, vor allem wenn sie als Bestandteil von Ortsanschluss- und Ortsverbindungsanlagen in der Erde verlegt werden oder in Industrie- und Betriebsanlagen zum Einsatz kommen. In dem Fall benötigt man spezielle Fernmelde-Erdkabel, die für die Signalübertragung im Erdreich und im Freien konzipiert sind und über einen besonders robusten Kabelmantel verfügen, der Schutz vor Feuchtigkeit und chemischen Einflüssen durch Säuren, Laugen, Salz, Benzin, Öl usw. bietet.
Beim Kauf mehradriger Kabel ist zunächst zu überlegen, welcher Kabeltyp sich für den Verwendungszweck am besten eignet. In dem Zusammenhang sind folgende Fragen zu beantworten: Benötigen Sie ein Kabel zur Übertragung von Strom, Signalen oder Daten oder eines, das sowohl Energie als auch Informationen transferieren kann? Welchen Querschnitt und welche Länge muss das Kabel aufweisen? Soll es sich um ein konfektioniertes Kabel oder um unkonfektionierte Meterware handeln? Meterware ist empfehlenswert, wenn Flexibilität gefragt ist und Standardlängen für den Anwendungsfall ungeeignet sind. Konfektionierte Kabel sind dagegen die richtige Wahl, wenn man nach einer anschlussfertigen Lösung sucht und sich den Aufwand ersparen möchte, Steckverbinder selbst anzubringen.
Abhängig von der geforderten Kabellänge und dem zur Verfügung stehenden Platz kann ein spezieller Kabeltyp erforderlich sein. Spiralkabel beispielsweise können auf das Drei- oder Vierfache ihrer Länge ausgezogen werden, ziehen sich in ungenutztem Zustand aber von selbst zusammen, was viel Raum einsparen kann. Der Querschnitt sollte immer passend zur maximalen Stromstärke bzw. Betriebsspannung gewählt werden. Ist er zu groß, fließt gegebenenfalls ein zu großer Strom durch die Leiter, was zur Brandentstehung führen kann. Kabel zur Signal- und Datenübertragung, die nahe an anderen elektronischen Geräten oder Leitungen platziert werden, sollten idealerweise geschirmt sein. Dadurch werden elektromagnetische Interferenzen, die den Datenfluss stören können, vermieden. Eine Schirmung kann als Folie, Geflecht oder einer Mischung aus Geflecht und Folie realisiert sein.
Des Weiteren ist darauf zu achten, aus welchen Materialien die Bestandteile des Kabels gefertigt sind – angefangen bei den Leitern bis hin zum Kabelmantel. Bei stromführenden Kabeln bestehen die Adern im Regelfall aus Kupfer oder Aluminium bzw. kupferbeschichtetem Aluminium (CCA = Copper Clad Aluminium). Zwar gibt es auch Ausführungen aus Silber, das Edelmetall ist jedoch teuer und wird daher nur bei Spezialkabeln eingesetzt, die im Hochfrequenzbereich und für ähnlich anspruchsvolle Anwendungen genutzt werden. Kupfer kostet weniger und punktet mit einer sehr guten elektrischen Leitfähigkeit. Häufig sind Drähte aus Kupfer zusätzlich verzinnt, wodurch sie vor Oxidation geschützt sind. In der Telefon- und Nachrichtentechnik werden vorrangig Kabel mit verzinnten Kupferdrähten verwendet. Aluminium ist nicht so leitfähig wie Kupfer, dafür aber günstiger.
Der Kabelmantel besteht bei den meisten mehradrigen Kabeln häufig aus Polyvinylchlorid (PVC), gefolgt von Polyethylen (PE) und Polyurethan (PU). PVC bietet zwar eine gute Isolierung vor äußeren Einflüssen, entwickelt im Brandfall allerdings giftige Gase. In schlecht belüfteten Räumen oder Standorten, die stark von Menschen frequentiert sind, beispielsweise Bahnhöfen oder Flughäfen, werden daher Kabel mit halogenfreier Isolierung verwendet, beispielsweise Silikon. Silikon zeichnet sich durch gute Isoliereigenschaften aus und bewahrt seine elektrisch nicht-leitfähigen Eigenschaften über einen großen Temperaturbereich hinweg. Es kann bei starker Hitze (bis 180 °C) sowie Kälte (bis -50 °C) eingesetzt werden.
Generell sind bei der Auswahl von mehradrigen Leitungen Vorschriften und geltende Normen zu berücksichtigen. In vielen Bereichen ist konkret festgelegt, welche Anforderungen ein Kabel erfüllen muss, um verwendet werden zu dürfen. Darüber hinaus gelten weitere Regelungen. So ist beispielsweise in Neubauten die Installation von Erdungsbändern vorgeschrieben, die das Gebäude und darin befindliche Geräte vor Überspannung und Blitzeinschlägen schützen. Sie werden meist schon vor dem Gießen der Bodenplatte eingelassen. Die Verlegung ist in der Norm DIN 18014 geregelt.
Wenn Sie Power over Ethernet nutzen, Ihre Geräte also per LAN-Kabel mit Strom versorgen möchten, sollten Sie sich immer für ein Netzwerkkabel entscheiden, dessen Leiter aus 100 % Kupfer bestehen. Kupferkabel bieten gegenüber CCA-Kabeln mehrere entscheidende Vorteile: Sie sind weniger anfällig für Kabelbruch, leiten besser und punkten mit einem geringeren Gleichstromwiderstand. Außerdem bleibt Kupfer längere Zeit flexibel.
Was sind LiYCY-Leitungen?
LiYCY-Leitungen sind häufig genutzte Ausführungen von Steuerleitungen, die in der Regel-, Prüf- und Messtechnik, in Prozesssteuerungen sowie in Schaltschränken verwendet werden. Die Bezeichnung codiert den Aufbau: Die Steuerleitungen bestehen aus blanken Kupferlitzen (Li) mit einer Innenisolierung aus PVC (Y), einem Kupfergeflecht als Schirmung (C) und einem PVC-Mantel (Y).
Was für Zubehör gibt es für mehradrige Leitungen?
Für mehradrige Leitungen gibt es ein umfangreiches Angebot an Zubehör, das beim Konfektionieren, Verlegen und Installieren hilfreich sein kann – angefangen bei Drahtabisolierern bis hin zu Erdungsklemmen. Welches Zubehör man braucht, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Für ein geordnetes Kabelmanagement beispielsweise empfehlen sich Kabelführungen, Kabelbinder, Kabeltrommeln und vergleichbares Zubehör, mit dem man Kabel sortiert, übersichtlich und vor mechanischen Einwirkungen geschützt aufbewahren und verlegen kann.