Welcher Kabelschuh für welche Anwendung?
Kleines Bauteil mit großer Wirkung: Eine schlampige Verarbeitung von Kabelschuhen kann zu erhöhten Übergangswiderständen bis hin zu Bränden führen. Wir zeigen, wie man es richtig macht.
Auf dem deutschen Markt sind mehrere hundert verschiedene Ausführungen von Kabelschuhen erhältlich. Für den Elektrotechniker ist es schwierig, aus dem riesigen Angebot den richtigen Kabelschuh für seine jeweils spezielle Anforderung zu wählen. Der folgende Beitrag gibt einen Überblick über die verschiedenen Arten gebräuchlicher Kabelschuhe für Kupferleiter und erklärt, was bei der Auswahl als Voraussetzung für eine dauerhaft sichere Verbindung zu beachten ist.
Generell lassen sich drei verschiedene Arten von Kabelschuhen unterscheiden (Bild rechts):
- Presskabelschuhe nach DIN 46235,
- Rohrkabelschuhe als handelsübliche Normalausführungen sowie
- Quetschkabelschuhe nach DIN 46234.
Die DIN 46235 definiert die Anwendungsbereiche, Abmessungen und die Kennzeichnung von Presskabelschuhen. So erlaubt die Norm die Verwendung dieser Kabelschuhe für die Pressverbindung von ein-, mehr-, fein- und feinstdrähtigen Kupferleitern. Mögliche Anwendungen liegen vornehmlich bei Installationen im Bereich der Versorgungsnetzbetreiber (VNB).
Die Markierungen auf dem Produkt liefern dem Fachmann wesentliche Informationen zu Herkunft und Einsatz des Presskabelschuhs nach DIN 46235. Gleiches gilt auch für Rohrkabelschuhe. So bedeutet z.B. die Prägung »KL 22 12 - 150«:
- KL: Herstellerkennung (in diesem Fall »Klauke«)
- 22: Werkzeugkennziffer (nur bei Kabelschuhen nach DIN 46235)
- 12: Größe der genormten metrischen Schraubenabmessung für den Anschlussbolzen: hier also Schrauben M 12
- 150: Vorgesehener Nennquerschnitt des Leiters in mm²
Darüber hinaus weisen diese Kabelschuhe auch Markierungen für die Pressung auf (Bild rechts).
Für die Verarbeitung empfiehlt die Norm Presseinsätze entsprechend DIN 48083 Teil 1, 3 und 4 für ein-, fein- und feinstdrähtige Leiter. Für umflochtene Rundseile verweist die Norm auf die Angaben des Herstellers.
So empfiehlt z.B. Klauke generell 6-Kant-Presseinsätze nach DIN 48083, Teil 4 für die Verarbeitung der Presskabelschuhe nach DIN 46235. Die Leiter-Nennquerschnitte der Presskabelschuhe reichen von 6mm2 bis 1000mm2, die Bohrungsdurchmesser für die Anschlussbolzen betragen zwischen 5mm und 20mm. Als Werkstoff ist Elektrolyt-Kupfer nach EN 13600 vorgeschrieben. Aus Gründen des Korrosionsschutzes sind Presskabelschuhe – ebenso wie Rohr- und Quetschkabelschuhe– galvanisch verzinnt.
Neben den DIN-Kabelschuhen bieten verschiedene Hersteller auch so genannte Standard-Rohrkabelschuhe an, die nach EN 13600 aus Elektrolyt-Kupfer bestehen. Rohrkabelschuhe unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Abmessungen von den DIN-Kabelschuhen – in der Regel sind sie kürzer als die DIN-Ausführungen und haben andere Rohrabmessungen. Da sie jedoch der gleichen Prüfnorm IEC 1238 Teil 1 unterliegen, ist die Haltbarkeit der elektrischen und mechanischen Verbindung dadurch nicht beeinträchtigt.
Alle Kabelschuhe – gleich welcher Ausführung – lassen sich nur dann fachgerecht verpressen (ohne Über- oder Unterpressung), wenn man dafür geeignetes Werkzeug einsetzt. Fehler bei der Produktwahl oder nicht fachgerechte Verpressungen können zu erhöhten Übergangswiderständen führen und in der Folge zu Temperaturerhöhungen oder sogar zu Bränden (Bild rechts). Um diese Folgen auszuschließen, empfiehlt z.B. Klauke für die Verpressung seiner Rohrkabelschuhe ausschließlich die Verwendung der entsprechenden Presswerkzeuge dieses Herstellers.
Auch für Quetschkabelschuhe nach DIN 46234 gelten normative Vorgaben hinsichtlich Anwendungsbereichen Abmessungen und Kennzeichnung. Als Anwendungsbereich dieser Kabelschuhe nennt die Norm Kabelverbindungen von mehr-, fein- und feinstdrähtigen Leitern. Wichtig: Im Gegensatz zu Presskabelschuhen nach DIN 46235 eignen sich Quetschkabelschuhe nach DIN 46234 nicht für eindrähtige Massivleiter. Die Leiter-Nennquerschnitte von Quetschkabelschuhen reichen bei Klauke von 0,5mm2 bis 240mm²; die Bohrungsdurchmesser für die Anschlussbolzen von 2mm bis 16mm. Mögliche Einsatzgebiete liegen im Schaltschrankbau oder auch in Fahrzeugen von Verkehrsbetrieben.
Quetschkabelschuhe bestehen ebenfalls aus Elektrolyt-Kupfer entsprechend den Vorgaben der EN 13600. Sie unterscheiden sich jedoch hinsichtlich des Ausgangsmaterials. Während die Herstellung von Presskabelschuhen aus Rohren erfolgt, werden Quetschkabelschuhe aus Blechen hergestellt. Konstruktionsbedingt weisen sie deshalb eine Lötnaht auf, da die DIN eine rundum geschlossene Hülse vorschreibt. Hinsichtlich der Presswerkzeuge existieren keine normativen Vorgaben; z.B. empfiehlt Klauke seine selbstentwickelten Dornpresswerkzeuge.
Die Auswahl des richtigen Kabelschuhs hängt entscheidend vom zu verarbeitenden Kabeltyp ab. Für Kabel nach DIN 57295 kann man folgende Kabelschuhe verwenden:
- Kabel der Klassen 1, 2, 5 und 6: Presskabelschuhe nach DIN 46235
- Kabel der Klasse 2: Rohrkabelschuhe
- Kabel der Klassen 2, 5 und 6: Quetschkabelschuhe
In der Praxis kann es bei Kabeln der Klassen 5 und 6 jedoch passieren, dass hochflexible Leiter nicht in die vorgesehenen Kabelschuhe passen. In solchen Fällen bieten sich z.B. die so genannten F-Kabelschuhe von Klauke als Lösung an. Diese haben einen größeren Innendurchmesser, sind zusätzlich aufgeweitet und werden mit Dornpresswerkzeugen verarbeitet (Bild unten).
Für die Verarbeitung der DIN-Kabelschuhe sind Presswerkzeuge mit Kennziffereinsätzen nach DIN 48083 Teil 4 zu verwenden. Bei Rohrkabelschuhen sollte man die Werkzeugempfehlungen der Hersteller in den Verkaufsunterlagen beachten.
Für die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Kabelschuhen gilt die internationale Norm IEC 1238 Teil 1. Sie legt die Anforderungen fest, die eine elektrische Verbindung für einen dauerhaft sicheren Betrieb in der vorgesehenen Anwendung erfüllen muss. Sie beinhaltet neben einer mechanischen Zugprüfung auch eine elektrische Haltbarkeitsprüfung. Dazu simuliert ein Prüfzyklus den Praxiseinsatz: Die Verbindung wird dabei 1000 Mal auf ca. 120°C erhitzt, um die morgendlichen Spannungsspitzen in den öffentlichen Stromnetzen nachzuahmen. Dazwischen erfolgen Hochstromprüfungen mit Temperaturen um 250°C.
Die Verantwortung für die Einhaltung der normativen Anforderungen liegt beim Hersteller der Kabelschuhe. Deshalb geben diese auch die Verwendung der jeweiligen Kabeltypen für ihre Kabelschuhe vor.
Über die normativen Vorgaben hinaus stellen renommierte Hersteller weitere Anforderungen an die Produktqualität. So werden z.B. die Kabelschuhe von Klauke in einem zusätzlichen Fertigungsschritt »weichgeglüht«, um Verhärtungen und Spannungen aus dem Material zu nehmen und so die Bruchgefahr zu verringern. Das steigert die Dauerhaltbarkeit und macht die Kabelschuhe unempfindlicher z.B. gegen Vibrationen. Auch deshalb empfiehlt sich grundsätzlich die Verwendung hochwertiger Kabelschuhe von Markenherstellern.
Die Qualität von Kabelschuhen lässt sich meist schon an optischen Merkmalen erkennen. Eine gratfreie Fertigung sowie ein gleichmäßig ebener Aufschraubbereich weisen ebenso auf ein hochwertiges Produkt hin wie eine saubere Endenbearbeitung des rechtwinkligen Rohrstücks.
Kontakt
Volker Kratt, KabelForum
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