Untitled - helukabel
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Produktkategorien Flexible Steuerleitungen Daten- und Rechnerkabel Schleppkettenleitungen Motor-, Servo- und Geberleitungen Wärmebeständige Leitungen Allwetter- und Gummileitungen Trommelbare Leitungen Roboterleitungen Wasserbeständige Leitungen Flach- und Flachbandleitungen Einzeladern Ausgleichsleitungen Koaxialkabel Leitungen nach ausländischen Normen Fernmelde- und Brandmeldekabel Erd-, Sicherheits- und Mittelspannungskabel Lichtwellenleiterkabel Kupferdatenleitungen Busleitungen Medientechnik Spezialkabel Leitungen für Windkraftanlagen Photovoltaik - Leitungen Konfektionierte Leitungen Spiralkabel Schiffskabel Technischer Teil Berechnung von Metallzuschlägen Formelsammlung Kurzzeichen Aufbauelemente eines Kabels Meilensteine der Kabelgeschichte Lichtwellenleiter-Technik Grundlagen der Kupferdaten-Technik Weitere technische Informationen Fach-Lexikon Lexikon der Kabel- und Elektrotechnik Wichtige Begriffe Englisch - Deutsch Information Inhalt Seite 10 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 73 85 94 102 106 110 113 170 170 342 3 Information Willkommen bei HELUKABEL® ist ein international führender Hersteller und Anbieter von Kabel, Leitungen, Spezialkabel, Medientechnik, Kabelzubehör sowie Daten-, Netzwerk- & Bustechnik und konfektionierten Kabelschutzsystemen für die Robotics. Wir konstruieren, fertigen und liefern für alle Branchen und jeden Einsatzzweck. Unser umfangreiches Lagerprogramm mit über 33 000 Artikeln ermöglicht es uns, mit kürzesten Lieferzeiten ihren Bedarf zu decken. Unser Kabelbüchle gibt Ihnen einen Überblick über unser breites Produktspektrum an Kabel und Leitungen. Unsere Mitarbeiter aus dem Innenund Außendienst beraten Sie gerne und unterstützen Sie bei Ihren Problemlösungen. Für Sie erreichbar: HELUKABEL® GmbH · Stammsitz Dieselstraße 8 - 12 · 71282 Hemmingen Telefon 07150 9209-0 · Fax 07150 81786 info@helukabel.de · www.helukabel.de 4 Information Forschung Entwicklung Qualität • • Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001:2008 und 14001:2004 Prüflabore sowie zahlreiche Testcenter sind technische Voraussetzungen für kundenspezifische Sonderlösungen und Neuentwicklungen mit innovativen Materialien. Das Dynamik-Prüfcenter überwacht die laufende Produktion und garantiert den hohen Qualitätsstandard 5 Information Höchste Qualität aus deutscher Produktion Im Werk Windsbach bei Nürnberg (seit 1988) wird heute mit über 150 Mitarbeitern eine Jahresproduktion von ca. 340 000 Aderkilometern erreicht. Das Kabelwerk gilt als Know-How-Träger für die Geschäftsbereiche Automatisierung, Gebäudesystemtechnik, Bautechnik und Erneuerbare Energien. 6 Information Schnelle Lieferung pünktlich zuverlässig • • Ein Großteil der über 33 000 Artikel wird ab Lager Hemmingen vorgehalten. Weitere Lager sind in Berlin und Chemnitz. Die gesamte Lagerfläche beträgt 160 000m2 (22 Fußballfelder). Automatisiert im Hochregallager Hemmingen werden täglich sozusagen “just in time” die Auftragspositionen aus über 16 600 Palettenstellplätzen für den nationalen und internationalen bzw. weltweiten Versand zusammengestellt. 7 Information Wir sind für Sie da. 8 National Verkaufsbüro Rhein-Ruhr Am Handwerkshof 2-4 47269 Duisburg Tel. 0203 73995-0 Fax 0203 73995-210 Verkaufsbüro Nord Bahnhofstraße 9 25524 Itzehoe Tel. 04821 40394-0 Fax 04821 40394-29 Verkaufsbüro und Lager Berlin Zum Mühlenfließ 1 15366 Neuenhagen Tel. 03342 2397-0 Fax 03342 80033 Stammsitz HELUKABEL® GmbH Dieselstraße 8-12 71282 Hemmingen Tel. 07150 9209-0 Fax 07150 81786 Entwicklung & Produktion Neuseser Weg 11 91575 Windsbach Tel. 09871 6793-0 Fax 09871 1055 Verkaufsbüro & Lager Chemnitz Eichelbergstraße 7 09212 Limbach-Oberfrohna Tel. 03722 6086-0 Fax 03722 6086-420 Information International Schweiz Schweden Niederlande Tschechische Republik Frankreich Italien Belgien Polen Türkei Thailand Russland Südafrika Malaysia Südkorea Singapur USA China Indien In viele Ländern vertreten Agenten unsere Interessen. Sprechen Sie mit uns, wir nennen ihnen gerne Ansprechpartner im Ausland. 9 Information 10 Produktkategorien Kabel und Leitungen Flexible Steuerleitungen Seite 16 Daten- und Rechnerkabel Seite 18 Schleppkettenleitungen Seite 20 Motor- , Servo- und Geberleitungen Seite 22 Wämebeständige Leitungen Seite 24 Information Produktkategorien Kabel und Leitungen Allwetter- und Gummileitungen Seite 26 Trommelbare Leitungen Seite 28 RoboterLeitungen Seite 30 Wasserbeständige Leitungen Seite 32 Flach- und Flachbandleitungen Seite 34 11 Information 12 Produktkategorien Kabel und Leitungen Einzeladern Seite 36 Ausgleichsleitungen Seite 38 Koaxialkabel Seite 40 Leitungen nach ausländischen Normen Seite 42 Installationsleitungen Seite 44 Information Produktkategorien Kabel und Leitungen Fernmelde- und Brandmeldekabel Seite 46 Erd-, Sicherheitsund Mittelspannungskabel Seite 48 Lichtwellenleiterkabel Seite 50 Kupferdatenleitungen Seite 52 Busleitungen Seite 54 13 Information 14 Produktkategorien Kabel und Leitungen Medientechnik Seite 56 Spezialkabel Seite 58 Leitungen für Windkraftanlagen Seite 60 Photovoltaik - Leitungen Seite 62 Konfektionierte Leitungen Seite 64 Information Produktkategorien Kabel und Leitungen Spiralkabel Seite 66 Schiffskabel Seite 68 15 Produktkategorien Flexible Steuerleitungen 16 JZ-500 Beispieltypen • • • • JZ-500, grau JZ-600, schwarz F-CY-JZ, Cu-geschirmt, grau Y-CY-JZ, Cu-geschirmt, transparent Produktkategorien Flexible Steuerleitungen Aufbau: Cu-Litze blank, PVC-Aderisolation, schwarze Adern mit fortlaufendem weißen Ziffernaufdruck, PVC-Außenmantel Beispieltypen • • • • JZ-500 PUR, grau PURö-JZ, grau JZ-500-FC-PUR, Cu-geschirmt grau F-C-PURö-JZ, Cu-geschirmt, grau Aufbau: Cu-Litze blank, PVC-Aderisolation, schwarze Adern mit fortlaufendem weißen Ziffernaufdruck, PUR-Außenmantel Verwendung: Die Leitungen werden eingesetzt bei mittlerer mechanischer Beanspruchung für flexible Anwendung bei freier Bewegung. Sie sind selbstverlöschend und flammwidrig. 17 Produktkategorien Daten- und Rechnerkabel 18 TRONIC (LiYY) Beispieltypen • • • TRONIC (LiYY), grau TRONIC-CY (LiY-CY), Cu-geschirmt, grau PAAR-TRONIC-CY, paarig, Cu-geschirmt, grau Produktkategorien Daten-und Rechnerkabel Aufbau: Cu-Litze blank, PVC-Aderisolation, Aderkennzeichnung nach DIN 47100, PVC-Außenmantel Beispieltypen • • • • RE-2Y (St) Yv, blau oder schwarz RE-2Y (St) Yv PiMF, Paare in Metallfolie, blau oder schwarz J-2Y (St) Y grau EDV-PiMF-CY, Paare in Metallfolie, grau Aufbau: Cu-Litze blank, PE-Aderisolation, PVC-Außenmantel Verwendung: Durch die Vielzahl immer umfangreicherer Datenübermittlungen an Geräten, Maschinen und Anlagen, werden immer komplexer werdende Daten- und Rechnerleistungen gefordert. Neben rationeller Verarbeitung steht die exakte Übermittlung der entsprechenden Daten im Vordergrund. Ob massive, flexible oder höchstflexible Aufbauten mit entsprechenden Abschirmungen notwendig sind, entscheidet der Einsatzzweck. 19 Produktkategorien Schleppkettenleitungen 20 MULTIFLEX 512®-PUR Beispieltypen • • • • • • JZ-HF, grau JZ-HF-CY, Cu-geschirmt, grau MULTISPEED® 500-PVC, schwarz MULTISPEED® 500-C-PVC, Cu-geschirmt, schwarz MULTIFLEX 512®-PUR, grau MULTIFLEX 512®-C-PUR, Cu-geschirmt, grau • • • SUPERTONIC-PVC, grau SUPERTONIC-C-PVC, Cu-geschirmt, grau SUPER-PAAR-TRONIC-C-PUR, paarig, Cu-geschirmt, grau Produktkategorien Schleppkettenleitungen Verwendung: HELUKABEL® liefert hochflexible Steuerleitungen mit unterschiedlichen Isolations- und Mantelmaterialien, geschirmt und ungeschirmt. Im eigenen Werk Windbach/Nürnberg werden diese Leitungen in modern ausgestatteten Testcentern auf Serienreife getestet. 21 Produktkategorien Motor-, Servo- und Geberleitungen 22 TOPFLEX®-EMV-2YSLCY-J Beispieltypen • • • • • • TOPFLEX®-EMV-2YSLCY-J, transparent TOPFLEX®-EMV-UV-2YSLCYK-J, schwarz TOPFLEX®-EMV-3 PLUS 2YSLCY-J, transparent TOPFLEX®-EMV-UV-3 PLUS 2YSLCYK-J, schwarz TOPSERV® 109 PUR TOPGEBER® 512 PUR Produktkategorien Motor-, Servo- und Geberleitungen Verwendung: HELUKABEL® bietet Motoranschlußleitungen mit optimalen Eigenschaften an. Dabei sind die eingesetzten Werkstoffe als auch die Konstruktionen speziell auf EMV Einsatzbereiche abgestimmt. Die Typenreihe TOPFLEX®-EMV zeichnet sich durch hohe Störfertigkeit, einer erhöhten Spannungsfertigkeit (U0/U 0,6/1kV) sowie niedrigen Leitungskapazitäten aus. Mit unseren Typenreihen TOPSERV® und TOPGEBER® liefern wir Servo- und Geberleitungen für nahezu alle gängigen Antriebshersteller. Der Einsatz spezieller Werkstoffe garantiert Ihnen beste elektrische Eigenschaften bei gleichzeitig hoher mechanischer Beständigkeit. 23 Produktkategorien Wärmebeständige Leitungen 24 SiHF Beispieltypen • SiHF, Silicon-Schlauchleitung • SiHF/GL-P, Silicon-Schlauchleitung mit Stahlgeflecht • SiHF-C-Si, Silicon-Schlauchleitung, geschirmt Produktkategorien Wärmebeständige Leitungen • HELUTHERM® 145 MULTI, vernetzt • HELUTHERM® 145 MULTI-C, vernetzt, geschirmt • THERMFLEX 180 EWKF • THERMFLEX 180 EWKF-C, geschirmt EWKF= verbesserte Werte bei Einreißfertigkeit, Weiterreißfertigkeit, Kerbfertigkeit, Flexibilität Aufbau: Cu-Litze verzinnt, Aderisolation aus Silicon-Kautschuk / Aderisolation aus Polyolefin-Copolymer vernetzt und halogenfrei, Adern mit optimalen Schlaglängen in Lagen verseilt, Mantelfarbe vorzugsweise rotbraun Verwendung bei hohen Temperaturschwankungen. Wegen ausgezeichneter Wetterbeständigkeit können Silicon-Leitungen sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen bis -60°C eingesetzt werden. Halogenfreie Leitungen zeichnen sich durch die einmalig hohe Langzeit-Temperaturbeständigkeit aus und nehmen bei den halogenfreien, flammwidrigen Produkten weltweit eine führende Stellung ein. Diese Aderleitungen leisten einen bedeutenden Beitrag zur Sicherheit und für die Umwelt. 25 Produktkategorien Allwetter- und Gummileitungen 26 H07 RN-F Beispieltypen • H05 RR-F/H05 RN-F, U0/U 300/500V • H07 RN-F/YELLOWFLEX, U0/U 450/750V Produktkategorien Allwetter- und Gummileitungen Verwendung: H05 RR-F eignen sich für den Anschluss von Elektrogeräten. Sie sind geeignet für den kurzzeitigen Einsatz im Freien. H05 RN-F geeignet für den Einsatz im Freien. Sind zugelassen in explosionsgefährdeten Bereichen. H07 RN-F, schwere Gummischlauchleitung zur Verwendung in trockenen, feuchten und nassen Räumen sowie im Freien. In explosionsgefährdeten Bereichen zulässig. Beispieltypen • LIFT-TRAGO®-30/-60, Einhänglänge 30, bzw. 60m • TRAGO/Lift-2S, Lift-Aufzugsteuerleitungen Verwendung:Im Aufzug- und Liftbau als Steuerleitungen bzw. Versorgungsleitungen. 27 Produktkategorien Trommelbare Leitungen 28 NSHTÖU Beispieltypen • • • • NSHTÖU, U0/U 0,6/1kV (N)SHTÖU-V, U0/U 0,6/1kV TROMM-PUR, U0/U 0,6/1kV, halogenfrei TROMM-PUR-H, U0/U 0,6/1kV, halogenfrei Produktkategorien Trommelbare Leitungen Verwendung:Trommelbare Leitungen werden für hohe mechanische Beanspruchung, insbesondere bei Anwendung mit häufigem Auf- und Abwickeln bei gleichzeitiger Zug- und Torsionsbeanspruchung verwendet. Verwendung finden trommelbare Leitungen häufig bei Baumaschinen, Förderund Hebezeuge und Krananlagen. Sie werden auch als robust und allwettertaugliche Zuleitungen im Bergbau, beweglichen Transportanlagen und Bahnmotoren verwendet. 29 Produktkategorien Roboterleitungen 30 ROBOFLEX recycle Beispieltypen • ROBOFLEX recycle • ROBOFLEX 2001/2001-C • ROBOFLEX 150, 151, 152, 153 Produktkategorien Roboterleitungen Verwendung: Diese speziell für Torsion- und Biegebeanspruchungen entwickelten Leitungen werden in der Roboter- bzw. Handhabungstechnik als Steuer- und Signalleitungen eingesetzt. Torsionbeanspruchung +/- 360 Grad/Meter. 31 Produktkategorien Wasserbeständige Leitungen 32 H07 RN8-F Beispieltypen • H07 RN8-F, harmonisierte Ausführung • TAUCHFLEX-R, Eintauchtiefe bis 500m (50bar) • TAUCHFLEX-FL, flache Ausführung, Eintauchtiefe bis 500m (50bar) Produktkategorien Wasserbeständige Leitungen Verwendung: Schwere spezial- Schlauchleitungen zum Anschluss von Tauchpumpen, Schwimmerschalter oder Unterwasserscheinwerfer. Für die ständige Verwendung in Nutz-, Gebrauch und Trinkwasser ( auf Anfrage), bis zu einer Eintauchtiefe von 500m (TAUCHFLEX-R/-FL). 33 Produktkategorien Flach- und Flachbandleitungen 34 PVC-flach Beispieltypen • • • • PVC-flach PVC-flach-CY, geschirmt NEO-flach NEO-flach-C, geschirmt Produktkategorien Flach- und Flachbandleitungen Verwendung: Flachleitungen für den Einsatz an Handlingssysteme/Leitungen für Leiterwagen (Festoon-Systeme) Beispieltypen • Flachband Typ L • Flachband Typ L AWG28 • Flachband Typ D Verwendung: Flachbandleitungen als Verbindungsleitungen in der Elektronik, der Steuer- und Regeltechnik, sowie dort wo schnell und raumsparend verdrahtet werden soll. Die Leitungen sind ausgezeichnet flexibel. 35 Produktkategorien Einzeladern 36 H07 V-K Beispieltypen • • • • H05 V-K, Nennspannung U0/U 300/500V H07 V-K, Nennspannung U0/U 450/750V H05 Z-K, Nennspannung U0/U 300/500V, halogenfrei H07 Z-K, Nennspannung U0/U 450/750V, halogenfrei Produktkategorien Einzeladern Aufbau: Cu-Litze blank, feindrähtig Aderkennzeichnung, nach DIN VDE 0293 Beispieltypen • HELUTHERM® 145, Nennspannung U0/U 300/500V ( bis 1mm²) U0/U 450/750V ( ab 1,5mm²) mit Zulassung von Germanischen Lloyd, halogenfrei • SiF, Nennspannung U0/U 300/500V, halogenfrei Aufbau: Cu-Litze, verzinnt, feindrähtig Aderkennzeichnung nach DIN VDE 0293 Verwendung: Einzeladern sind für die rationelle Schaltschrankverdrahtung oder Kabelbaumfertigung unentbehrlich. Ob PVC-, Silicon-, Fluorpolymere Werkstoffe oder gummiisoliert, mit blankem Kupferleiter oder verzinnt, HELUKABEL® verfügt über eine umfangreiche Lagerhaltung in fast allen gängigen Farbkombinationen. Die Aufmachung erfolgt in Kartons, Ringen, Einwegspulen oder in Pappfässern. Mehrere Spulen- bzw. Fassgrößen stehen zur Verfügung. 37 Produktkategorien Ausgleichsleitungen 38 • Spezial-Isolation je nach Anforderungen aus PVC, Silikon, Fluorpolymere oder Glasseide. Produktkategorien Ausgleichsleitungen Verwendung: Ausgleichsleitungen (auch Kompensationsleitungen) sind in der Mess- und Regeltechnik für genaue Temperaturmessungen erforderlich. Sie dienen als thermoelektrische Verlängerung von Thermoelement zum Meßgerät. Die Ausgleichsleitung besteht aus einem Plus- und Minusleiter, die bei Temperaturen des Anschlußkopfes bis +200°C die gleiche Thermospannnung erzeugen wie das Thermopaar nach DIN 43710. 39 Produktkategorien Koaxialkabel 40 RG-Koaxialkabel Produktkategorien Koaxialkabel Beispieltypen • • • • • • RG-Koaxialkabel, RG…./U 6 RG-Koaxialkabel, RG…./U 62 CATV-Kabel, Erdkabel 1,1/7,3 ALG CATV-Kabel, BK-Erdkabel A-2YK2Y1, iKx 1,1/7,3 SAT-Koaxialkabel, innen/außen 0,8/4,5 SAT-Koaxialkabel, innen 1,1/5,0 FRNC Verwendung: In der Hochfrequenz-Übertragungstechnik, speziell in Senderund Empfangsanlagen, Computerbranche, Industrie- und Unterhaltungselektronik. Aufgrund ihrer unterschiedlichen elektronischen, thermischen und mechanischen Möglichkeiten je nach Kabeltyp bis in den Gigahertzbereich einsetzbar. SAT-Koaxialkabel für Digital-TV, Schirmungsmaß 90 dB / 95 dB, für SatellitenEmpfangsanlagen, doppelt geschirmt. 41 Produktkategorien Leitungen nach ausländischen Normen 42 JZ-604 TC TRAY CABLE Beispieltypen • • • • • • • • JZ-602, Zwei-Norm-Steuerleitung JZ-603, Drei-Norm-Steuerleitung JZ-604 TC TRAY CABLE, für offene Verlegung (ER) MEGAFLEX® 500, halogenfrei Steuerleitungen UL(LiYY) Steuerleitungen UL(LiYCY-TP) SiHF UL/CSA, Zwei- Norm Silikon-Schlauchleitung FÜNFNORM Einzeladern Produktkategorien Leitungen nach ausländischen Normen Anwendung: Für den exportorientierten Maschinen - und Anlagenbau bietet HELUKABEL® eine Vielzahl von Kabel und Leitungen nach internationalen Normen an. UL AWM MTW CEI CSA SEV USASI CNOMO GOST CCC BS NFPA Underwriters Laboratories Inc. Appliance Wiring Material Machine Tool Wire Comitato Elettrotecnico Italiano Canadian Standard Association Schweizerischer Elektrotechnischer Verein USA Standard Institute Comité De Normalisation Des Moyens De Production GOST-R Zertifizierung Chinesische zwangsläufige Zertifikation British Standard National Fire Protection Association 43 Produktkategorien Installationsleitungen 44 NYM Beispieltypen • NYM-J/-O, PVC-Mantelleitung U0/U 300/500V, • (N)YM (St)-J, PVC-Mantelleitung, geschirmt, U0/U 300/500V, • (N)HMH-O/-J, halogenfreie Mantelleitung, U0/U 300/500V, Produktkategorien Installationsleitungen Verwendung: Für Industrie- und Hausinstallation in PVC oder halogenfreien Ausführungen. Diese Mantelleitungen sind geeignet zur Installation in trockenen, feuchten oder nassen Räumen, auf, im und unter Putz sowie im Mauerwerk und im Beton, jedoch nicht für die direkte Einkettung in Schüttel-, Rüttel- oder Stampfbeton. 45 Produktkategorien Fernmelde- und Brandmeldekabel 46 A-2Y (L) 2Y Bd Fernmelde-Außenkabel Beispieltypen • • • • A-2Y(L)2Y Bd Fernmelde-Außenkabel, nach VDE 0816, ungefüllt A-2YF(L)2Y Bd, gefüllt, längswasserdicht J-Y(St)Y Lg Fernmelde-Innenkabel, nach VDE 0815 J-Y(St)Y Lg Brandmelde-Innenkabel, Mantelfarbe rot mit Aufdruck "Brandmelde-Kabel" Produktkategorien Fernmelde- und Brandmeldekabel Verwendung: A-2Y (L) werden als Fernsprech-Anschlusskabel zur Verbindung der Sprechstellen mit den Vermittlungsstellen, oder den Vermittlungsstellen untereinander, sowie als Verbindungskabel in Betriebs- und Industrieanlagen eingesetzt. Zur Verlegung im Erdreich, in Kabelkanälen und -rohren, sowie zur Innenverlegung geeignet. J-Y(St) Y Lg mit statischem Schirm (St) schützt die Übertragungskreise gegen äußere elektrische Störfelder. Paarig verseilte Installationskabel werden vorzugsweise für Fernmeldeinstallationen innerhalb von Gebäuden in trockenen und feuchten Räumen in, auf und unter Putz verwendet, aber auch im Freien zur festen Verlegung an Außenwänden von Gebäuden. Diese Leitungen sind für Sprechstellen- und Nebenstellen, Signal- und Messdatenübertragung geeignet. Installationskabel sind für Starkstrom-Installationszwecke und für Erdverlegung nicht zugelassen. 47 Produktkategorien Erd-, Sicherheits- und Mittelspannungskabel 48 NYY-J/-O Beispieltypen • • • • NYY-J/-O NAYY-J/-O, Alu-Leiter NYCY, mit konzentrischem Leiter NYCWY, mit konzentrischem Leiter Produktkategorien Erd-, Sicherheits- und Mittelspannungskabel Verwendung: Energieverteilungskabel (U0 / U 0,6/1kV) zur Verwendung in Erde, im Wasser, im Freien, in Beton, in Innenräumen, Kabelkanälen, für Kraftwerke, Industrie und Schaltanlagen sowie in Ortsnetzen, wenn mechanische Schäden nicht zu erwarten sind. Beispieltypen • • • • N2XSY, U0/U 6/10kV, 12/20kV, 18/30kV NA2XSY, Alu-Leiter, U0/U 6/10kV, 12/20kV, 18/30kV N2XS2Y, U0/U 6/10kV, 12/20kV, 18/30kV NA2XS2Y, Alu-Leiter, U0/U 6/10kV, 12/20kV, 18/30kV Verwendung: Mittelspannungskabel mit einer Isolierung aus vernetztem Polyethylen (VPE) zeichnen sich durch sehr gute elektrische, mechanische und thermische Eigenschaften aus. Diese VPE-Isoliermaterial ist chemisch ausgezeichnet resistent und extrem kältefest. Die Verlegung kann in Erde, in der Luft oder in Röhren erfolgen. 49 Produktkategorien Lichtwellenleiterkabel 50 HELUCOM® A-DQ(ZN)B2Y Lieferprogramm • • • • • • • • Bündeladerkabel A-D(ZN)2Y, A-D(ZN)B2Y, A-DQ(ZN)2Y, A-DQ(ZN)B2Y, A-DF(ZN)2Y,.... LWL Außenkabel Minibündel A-DQ2Y Minibreakoutkabel I-V(ZN)H, A/I-VQ(ZN)BH Vollbreakoutkabel I-V(ZN)HH Patchkabel I-VH, I-VHH, I-V11Y, I-V11Y11Y Hybridkabel mit Kupferadern A-DSF, A-DSQ Mobile LWL-Kabel A-V(ZN)11Y, A-V(ZN)YY HCS-Faserkabel Produktkategorien Lichtwellenleiterkabel Fasertypen: - Multimode-Fasern G50/125μm (OM2, OM3), G62,5/125μm (OM1) - Einmodenfasern E9/125μm (G652.D) - HCS-Fasern K200/230μm - Kunstsofffasern P980/1000μm Aufbau: - Zentrale Bündeladern - Verseilte Bündeladern - Minibündeladern - Kompaktadern - Volladern - Hohladern Verwendung: Leitungen der Serie HELUCOM® werden eingesetzt im Innenund Außenbereich, in Kabelkanälen, Trassen, Schächten, in der Erde, als hochflexible Datenleitungen, in Schleppketten oder im harschen industriellen Umfeld. 51 Produktkategorien Kupferdatenleitungen 52 HELUKAT 600 bis 1000 MHz Lieferprogramm • • • • • • • • HELUKAT® 100 bis 100 MHz HELUKAT® 155 bis 155 MHz HELUKAT® 200 bis 200 MHz HELUKAT® 450 bis 450 MHz HELUKAT® 600 bis 1000 MHz HELUKAT® 1200 bis 1200 MHz HELUKAT® 1500 bis 1500 MHz Twinax, IBM-Typen, Yellow Cable, Transceiver Cable, Cheapernet Cable Produktkategorien Kupferdatenleitungen Aufbau: 4-paarig, ungeschirmt, foliengeschirmt, folien-/ geflechtsgeschirmt, PIMF, Litze oder Massivdraht, stahlarmiert, PVC oder FRNC Außenmantel, Simplex oder Duplex Elektrische Daten: - Wellenwiderstand 100 Ohm, 105 Ohm, 150 Ohm, 50 Ohm, 78 Ohm - Frequenzbereiche bis 10 MHz, 100 - 1500 MHz Normen: - SO/IEC 11801 - EN 50173 - EIA/TIA 568-A - Kategorie 5 bis 8 - Flammwidrigkeit nach IEC 60332-1 bis -3 Verwendung: Leitungen der Serie HELUKAT® werden im Tertiär- und Sekundärbereich eines Netzwerkes eingesetzt. Vor allem im Innenbereich, aber auch im Außenbereich (besondere Konstruktion). Im Speziellen in Kabelkanälen, Schächten, als hochflexible Datenleitungen, in Schleppketten oder im harschen industriellen Umfeld. 53 Produktkategorien Busleitungen 54 HELUKABEL Profibus SK Lieferprogramm • • • • • • • • Industrial ETHERNET Leitungen PROFInet® Profibus CAN-Bus Interbus Foundation Fieldbus™ ASI-Bus Motion Control Datenleitungen • • • • • • • • DESINA-Bus DeviceNet™ Multibus SafetyBus™ CC-Link EIB-Bus KH-Bus LON-Bus Produktkategorien Busleitungen Aufbau: Litze oder Massivdraht, Aderisolationen aus Foam-Skin PE, PE, Gummi, TPE, TPM, PP, PVC; Verschieden geschirmte Leitungen; PVC, PE, PUR, EPDM oder FRNC Außenmantel Elektrische Daten: - Wellenwiderstand 100 Ohm, 110 Ohm, 120 Ohm, 150 Ohm - Frequenzbereiche von 9,6 kHz bis 100 MHz Normen: - Gemäß den gültigen Normen der Bus - Organisationen - Mit und ohne UL oder CSA - EIA/TIA 568-A - Kategorie 5 + 6 - Konform mit den Vorgaben der IAONA Verwendung: Bus-Leitungen der Serie HELUKABEL® werden in Bereichen der Automatisierungsindustrie oder dem Maschinenbau überall dort eingesetzt wo durch Verkabelungsreduzierungen Kosten gespart werden sollen. Einsatzgebiete sind z.B. Maschinen aller Art (Verpackungsmaschinen, Holzverarbeitungsmaschinen...), Schleppketten, Roboterarme oder Kabeltrassen. Bus-Leitungen von HELUKABEL® sind je nach Typ ausgelegt für die Verlegung im Innen- oder Außenbereich. Aber auch für direkte Verlegung in der Erde können Leitungen geliefert werden. 55 Produktkategorien Medientechnik 56 Lieferprogramm • • • • • • • • • • • • • Audiokabel, analog/digital, AES/EBU (multipair) DMX-Kabel, Lichtsteuerung DMX+Power, Kombileitung Mikrofonkabel HELUSOUND 400 PVC, Lautsprecherkabel, rund, 2-8 adrig HELUSOUND 500 PUR, robust, Lautsprecherkabel, rund, 2-8 adrig HELUSOUND 600 FRNC, halogenfrei, Lautsprecherkabel, rund, 2-8 adrig Lautsprecherleitung, Zwillingslitze Instrumentenkabel Videokabel Kamerakabel Kundenspezifische Sonderlösungen Konfektionen Produktkategorien Medientechnik Verwendung: Unsere Medienkabel finden in der professionellen Bühnen- und Showtechnik ihre Anwendung, z.B. Beschallung, Lichtsteuerung, Bildübertragung, Studio- und Mikrofontechnik. 57 Produktkategorien Spezialkabel 58 Steuerleitung mit Tragorgan aus Stahl Produktkategorien Spezialkabel Im Zugseil integrierte Steuerleitung für SkySails-Drachen Kompaktkabel mit Signalübertragung, Stromversorgung, Luftschläuche, Wasserschlauch Zur Stromversorgung von Flugzeugen HELUKABEL® steht auch für Spezialkabel, d.h. jeder Art von kundenspezifischen Sonderlösungen. Unsere Spezialisten in der Fachabteilung Spezialkabel konzipieren, entwickeln und konstruieren zusammen mit unserem Werk kundenindividuelle Leitungen nach Maß. 59 Produktkategorien Leitungen für Windkraftanlagen 60 Leitungen für Windkraftanlagen Hersteller von Windkraftanlagen fordern 10.000 Torsionszyklen. Die WK-Serie wurde mit 18.000 Zyklen getestet. Mit unseren Leitungen beliefern wir führende Windkraftanlagenhersteller. Auszug aus unserem Lieferprogramm von Kabel und Leitungen für Windkraftanlagen. Erhältlich als Einzelader oder Steuerleitung in geschirmter / ungeschirmter Ausführung. Produktkategorien Die WK-SERIE wurde für die besonderen Einsatzbedingungen in Windkraftanlagen konzipiert. Durch spezielle Isolationswerkstoffe ist die WK-Serie beständig gegen: Öl, UV, Ozon, Seewasser (Offshore), Abrieb und extreme Temperaturen von -40 bis +90°C. Kupfer HELUWIND® WK 103w-Torsion + WK 103w EMV D-Torsion HELUWIND® WK 135-Torsion + WK 135 EMV D-Torsion HELUWIND® WK 137-Torsion FT4 + WK 137 EMV D-Torsion FT4 HELUWIND® WK 101 H HELUWIND® WK 300w-Torsion und WK 305 Torsion ALU HELUWIND® WK POWERLINE ALU HELUWIND® WK NAYY / NA2XY / NA2XH ALU LWL/Datenleitungen - Torsionsbeständig In diversen Ausführungen als Meterware, optional als vorkonfektionierte LWL Leitungen in den Ausführungen E 9/125-G 50/125-G 62,5/125-POF-HCS Faser. Profibus / CAN-Bus / Profinet / Ethernet in allen Temperaturbereichen 61 Produktkategorien Photovoltaik - Leitungen 62 SOLARFLEX®-X PV1-F Unter der Bezeichnung Green Line bietet HELUKABEL® im Rahmen seines langjährigen Engagements für Erneuerbare Energien mit der SOLARFLEX®-X PV1-F ein Produkt an, das über TÜV- und VDE-Approbation verfügt und den für HELUKABEL®-Produkte typischen, höchsten Qualitätsstandards entspricht. Die Produktion erfolgt auf neuesten Anlagen im eigenen Kabelwerk in Deutschland. Daher können wir flexibel, schnell und kostenoptimiert auf neue Marktanforderungen reagieren. Querschnitte von 1 x 2,5 mm² bis 1 x 95 mm² sind ab Lager lieferbar. Bei Bedarf liefern wir die SOLARFLEX®-X PV1-F bis 1 x 240 mm². Die Leitung wird weltweit sowohl in Insel- als auch in Netzverbundanlagen als Modul- oder Strangleitung eingesetzt. Zum besseren Handling sind die beiden Isolierschichten farblich voneinander abgesetzt: auf naturfarbener Aderisolierung in der Standardversion ein schwarzer Mantel oder optional, ein roter bzw. blauer Mantel zur Vereinfachung des Anschlusses vor Ort. Produktkategorien Photovoltaik - Leitungen • PV-Zwillingsleitungen SOLARFLEX®-X PV1-F TWIN in den Querschnitten von 2 x 2,5 mm² bis 2 x 16 mm² lieferbar. • PV-Leitungen, vorkonfektioniert auf Kundenwunsch mit Verteiler Steckverbinder und/oder Dioden- bzw. Leitungssicherungen. • PV-Zubehör, zum Schneiden, Abisolieren, Crimpen und Montieren von PV-Leitungen auf der Baustelle, runden unser Photovoltaik-Spektrum ab. 63 Produktkategorien Konfektionierte Leitungen 64 Servomotor-, Geber-, Lüfterleitungen Produktkategorien Konfektionierte Leitungen Roboterleitungen Verlängerungen / Zuleitungen Immer mehr Anwender setzen immer häufiger konfektionierte und einbaufertige Kabel und Leitungen ein. Diesen Trend hat HELUKABEL® bereits vor vielen Jahren erkannt und bietet inzwischen eine umfassende Palette an konfektionierten Kabeln und Leitungen an. Auch speziell nach Ihren Vorgaben. 65 Produktkategorien Spiralkabel 66 PUR-Spiralkabel schwarz Der Einsatz von Spiralkabel ist in fast allen Marktsegmenten notwendig. Ob im Kommunikationsbereich, der Medizintechnik, Kfz- Industrie, Maschinen-, Anlagenbau, etc. oder als Zuleitung in der Lampenindustrie, überall finden Spiralkabel ihre Anwendung. Produktkategorien Spiralkabel Neben dem elektrischen/mechanischen Nutzen, sind Spiralkabel vielfach auch eine optisch-gestalterisch hervorragende Lösung. Beim Einsatz von PVC- oder PUR-Spiralkabel kann vielfach die Zuleitung farblich dem Objekt angeglichen werden. Auch Cu geschirmte Spiralkabel sind lieferbar. PVC-Spiralkabel: Geringe mechanische und chemische Belastbarkeit, mittlere Rückstellkraft, optisch (diverse Farben möglich) PUR-Spiralkabel: In den meisten Anwendungsfällen die optimale Lösung. Sowohl chemisch, mechanisch, thermisch als auch optisch (diverse Farben möglich) ausgezeichnet. Sehr gute Rückstellkraft. 67 Produktkategorien Schiffskabel 68 MPRX Beispieltypen • MPRX, Starkstrom-Schiffskabel, 0,6/1kV • MPRXcx, Starkstrom-Schiffskabel, 0,6/1kV, geschirmt Produktkategorien Schiffskabel Verwendung: Für feste Verlegung auf Schiffen und Offshore-Einrichtungen, in Räumen unterhalb des obersten metallischen Decks. Beispieltypen • • • • SHIPFLEX 109 SHIPFLEX 113 SHIPFLEX 512 SHIPFLEX 340 Verwendung: Die SHIPFLEX-Leitungen sind auf die speziellen Bedürfnisse und strengen Vorgaben entwickelte spezial Schleppkettenleitungen für den Einsatz in Offshore Bereichen. Schiffskabel mit Zulassungen von Germanischer Lloyd, Lloyds Register of Shipping, American Bureau of Shipping, Det Norske Veritas, Bureau Veritas, USSR Register of Shgipping, Verband Deutscher Elektrotechniker finden Sie un unserem Angebot. 69 Technischer Teil - Die Grundlagen Formelsammlung ab Seite 72 Kupfer- / Alu-Zuschlag 72 Von SI-Einheiten abgeleitete Einheiten 73 Umrechnung überholter Einheiten in gesetzliche Einheiten 74 Ohmsches Gesetz, Nennspannung, Elektrische Arbeit 79 Leiterwiderstand, -querschnitt 80 Spannungsabfall, Temperaturabhängigkeit, Widerstände 81 Technischer Teil Querschnitt- und Durchmesser von Litzen, Berechnung beim Verseilen 82 Wellenlängen, Griechisches Alphabet, Mathematische Zeichen, Vorsätze 83 Kurzzeichen ab Seite 85 Zusammenstellung / Übersicht 85 Harmonisierte Kabel und Leitungen nach DIN 0292 und HD 361 S3 88 Harmonisierte Kabel und Ltg. nach DIN VDE 0281 / DIN VDE 0282 / DIN VDE 0292 91 Fernmeldekabel, Schaltdrähte und Litzen 93 Fahrzeugleitungen nach DIN 76722 95 Starkstromkabel nach DIN VDE 0271/0276 96 LWL-Kabel nach DIN VDE 0888 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle in diesem Buch enthaltenen Verfahren, Berechnungen und Tabellen wurden nach bestem Wissen und Gewissen erstellt und mit Sorgfalt geprüft. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die im vorliegenden Buch enthaltenen Verfahren, Berechnungen und Tabellen mit keiner Verpflichtung 70 97 oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Der Herausgeber übernimmt infolgedessen keine Verantwortung und wird keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Verfahren und Berechnungen oder Teilen davon entsteht. Weitere Informationen im Impressum. www.helukabel.de der Kabel- und Elektrobranche Grundlagen ab Seite 98 Kabelaufbau, Bestandteile von Kabel 98 102 Lichtwellenleiter-Technik 106 Grundlagen der Kupferdaten-Technik 110 Wichtige Polymere 113 Beständigkeiten und Eigenschaften von Polymeren 115 Eigenschaften und Widerstände Metalle 116 Weitere Übersichten ab Seite 117 Leiteraufbau nach VDE 0295 117 Harmonisierungskennzeichen 119 Aderkennzeichnung nach internationalen Farbcode 122 Farbkurzzeichen 125 Kennzeichnung 130 AWG-Drähte und Litzenleiter 131 Zuordnung AWG-Nummern zu metrischen Querschnitten 134 Strombelastbarkeiten 135 Britische und US-amerikanische Maße 167 LWL-Fasertypen nach ITU 168 www.helukabel.de Technischer Teil Geschichte des Kabels 71 Formelsammlung Formelsammlung Berechnung des Kupfer- bzw. Aluzuschlags Kupfer bzw. Aluminium ist als Leiterwerkstoff ein wesentlicher Bestandteil von Kabeln und Leitungen. Beide Rohstoffe werden z.B. an der London Metal Exchange (LME) gehandelt, ihr Preis schwankt täglich. In der Regel basiert der Materialpreis für Kabel und Leitungen daher bei der Angebotserstellung auf einem Kupferpreis von 150 EUR/100 kg (Kupferbasis). Diesem wird bei der Rechnungsstellung ein Kupferzuschlag hinzuaddiert, welcher die Differenz der Kupferbasis zum aktuellen Tageskurs darstellt. Der Kupferzuschlag wird in EUR/km ausgedrückt und lässt sich anhand folgender Formel ermitteln: Technischer Teil Cu-Zuschlag = Kupferzahl (kg/km) x (DEL + 1% Bezugskosten) - Kupferbasis 100 Kupferzahl: Die Kupferzahl stellt das Kupfergewicht eines Kabels bzw. einer Leitung dar und hat die Dimension kg/km. DEL: DEL steht für Deutsches Elektrolytkupfer für Leitzwecke und ist die Börsennotierung für 99,5% reines Kupfer. Die Dimension ist EUR/100kg. Den aktuellen DEL-Kurs finden Sie bei HELUKABEL unter http://www.helukabel.de. Kupferbasis: Als Kupferbasis bezeichnet man den Materialpreis für Kabel und Leitungen, aus dem der Kupferzuschlag als Differenz zum Tageskurs ermittelt werden soll. Bei der Angebotserstellung beträgt die Kupferbasis bei - Standardkabel i.d.R 150 EUR/100kg bzw. 153,39 EUR/100kg - Fernmeldekabel i.d.R. 100 EUR/100kg bzw. 102,26 EUR/100kg - Starkstrom-Erdkabel i.d.R. 0 EUR/100kg (Hohlpreis). Beispiel: Kabel: Kupferzahl: DEL: Kupferbasis: H05VV5-F 3G1,5 43 kg/km 190,00 EUR/100kg 153,39 EUR/100kg Cu-Zuschlag = 43 (kg/km) x (190 + 1,9) - 153,39 (EUR/kg) = 16,53 EUR/km 100 Der Gesamtpreis ist somit der Angebotspreis + Cu-Zuschlag (in EUR/km). 72 www.helukabel.de Formelsammlung Von SI-Einheiten abgeleitete Einheiten (nach DIN 1301, Teil 1) Größe Name Zeichen Beziehung ebener Winkel Radiant rad m 1 rad = 1 m Raumwinkel Steradiant sr 1 sr = 1 Frequenz eines Hertz periodischen Vorgangs Hz m2 m2 1 1 Hz = s Aktivität einer Becquerel radioaktiven Substanz Bq 1 1 Bq = s Kraft Newton N Druck, mechanische Spannung Pascal Pa Energie, Arbeit, Wärmemenge Joule J m . kg s2 kg N 1 Pa = 1 2 = 1 m . s2 m 1 J = 1 N.m = 1 W.s = 1 m2 . kg J 1 W = 1s = 1 s3 J m2 1 GY = 1 kg = 1 s2 Leistung, Wärmestrom Watt W Energiedosis Gray Gy Äquivalentdosis Sievert Sv 2 1 Sv = 1 J = 1 m2 s kg elektrische Ladung, Elektrizitätsmenge Coulomb C 1 C = 1 A.s elektrisches Potential, Volt elektrische Spannung V m2 . kg 1 V = 1J = 1 3. s A C elektrische Kapazität Farad F elektrischer Widerstand Ohm Ω elektrischer Leitwert Siemens S m2 . kg s2 Technischer Teil 1N=1 4. 2 1 F = 1 C = 1 s 2 .A V m kg m2 . kg 1 Ω = 1V = 1 3. 2 s A A 1S= www.helukabel.de 1 s3 . A2 = 1 2. m kg Ω 73 Formelsammlung Von SI-Einheiten abgeleitete Einheiten (nach DIN 1301, Teil 1) (Fortsetzung) Technischer Teil 74 Größe Name Zeichen Beziehung magnetischer Fluss Weber Wb magnetische Flussdichte, magnetische Induktion Tesla T Induktivität Henry H Celsius-Temperatur Grad Celsius °C 1 °C = 1 K Lichtstrom Lumen lm 1 lm = 1 cd . sr Beleuchtungsstärke Lux lx 1 lx = 1 m2 . kg s2 . A kg Wb 1T=1 2 =1 2. s A m 1 Wb = 1V.s = 1 1H=1 m2 . kg Wb = 1 s2 . A2 A cd . sr lm = 1 m2 m2 Umrechnung überholter Einheiten in gesetzliche Einheiten Allgemein gebräuchliche Einheiten (nach DIN 1301, Teil 3) Nicht mehr anzuwendende Einheiten Name Zeichen Ampère, Aabs absolutes Umrechnung in die zugehörige SI-Einheit und/oder weitere empfohlene Einheiten Bemerkungen Ampère, internationales Aint 1 Aint = Angström Å 1 Å = 10 -10 m = 0,1 nm Apostilb asb 1 asb = Atmosphäre, physikalische atm 1 atm = 101,325 kPa = 1,01325 bar Atmosphäre, technische at ata atu atü 1 at = 98,0665 kPa = 0,980665 bar 1 Aabs = 1 A 1,00034 A = 0,99985 A 1,00049 1 cd/m2 π www.helukabel.de 101,325 kPa ist der Normwert des Luftdrucks. Die Anhängezeichen a, u, ü wurden benutzt um einen Absolut-, Unter- bzw. Überdruck zu kennzeichnen, siehe DIN 1314. Formelsammlung Umrechnung überholter Einheiten in gesetzliche Einheiten Allgemein gebräuchliche Einheiten (nach DIN 1301, Teil 3) (Fortsetzung) Nicht mehr anzuwendende Einheiten Name Zeichen Bar bar Umrechnung in die zugehörige SI-Einheit und/oder weitere empfohlene Einheiten Bemerkungen Barn b 1 b = 10-28 m2 Biot Bi 1 Bi = 10 A Blindwatt bW 1 bW = 1 W =1 var Clausius Cl 1 Cl = 4,1868 J/K Curie Ci 1 Ci = 3,7 . 1010 Bq 10 μbar = 1 Pa = 1 N/m2 1 Dalton = 1,6601 . 10-27 kg Dalton 1 1 tex = g/km 9 9 Denier den 1 den = Deutscher Grad °d 1 °d = 0,1785 mmol/l Dez Dez 1 Dez = 10° = Dyn dyn 1 dyn = 10-5 N Ürsprüngl. Definition: 1 dyn = 1 g . cm/s2 Erg erg 1 erg = 10-7 J Ürsprüngl. Definition: 1 erg = 1dyn . cm π rad 18 Farad, absolutes Fabs 1 Fabs = 1 F Farad, internat. Fint 1 Fint = Fermi fm 1 fm = 10-15 m Franklin Fr 1 Fr ≈ Gal Gal 1 Gal = 10-2 m/s2 Die Anwendung des Tex ist auf Angaben der längenbezogenen Masse von textilen Fasern und Garnen beschränkt. Technischer Teil Ürsprüngl. Definition: 1 Cl = 1 cal/K Die Beziehung gilt für die Umrechnung der Härte eines Wassers in die Stoffmengenkonzentration von Erdalkali-Ionen. 1 F 1,00049 1 . -9 10 C 3 www.helukabel.de 75 Formelsammlung Umrechnung überholter Einheiten in gesetzliche Einheiten Allgemein gebräuchliche Einheiten (nach DIN 1301, Teil 3) (Fortsetzung) Technischer Teil 76 Nicht mehr anzuwendende Einheiten Name Zeichen Gamma γ Umrechnung in die zugehörige SI-Einheit und/oder weitere empfohlene Einheiten Bemerkungen Gauß G 1 G = 10-4 T Gilbert Gb 1 Gb = Grad grd 1 grd = 1 K =1 °C Wurde für Temperaturdifferenzen benutzt. Grad Réaumur °R 1 °R = 1,25 K = 1,25 °C t = 1,25 tR t in °C, tR in °R Gramm (Kraft-) g* gf gf 1 g* = 1 gf = 1 gf = 9,80665 . 10-3 N Wurde zur Angabe von Kräften benutzt. Hefner-Kerze HK 1 HK = 0,903 cd 1 γ = 10-9 kg = 1μg 10 A 4π Henry, absolutes Habs 1 Habs = 1 H Henry, internat. 1 Hint = 1,00049 H Hint Jahrestonne jato Kalorie cal 1 cal = 4,1868 J Kerze, internat. IK 1 IK = 1,019 cd Ürsprüngl. Definition: 1 Gb = 1 Oe . cm Kilogramm (Kraft-) kg* kgf kgp kgf 1 kg* = 1 kgf = 1 kgp = 1 kgf = 9,80665 N Kilokalorie kcal Kal 1 kcal = 1Kal = 4,1868 kJ Früher auch große Kalorie, in der Ernährungslehre fälschlich oft nur Kalorie (Kal) genannt. Kilopond kp 1 kp = 9,80665 N Wurde zur Angabe von Kräften benutzt. www.helukabel.de Formelsammlung Umrechnung überholter Einheiten in gesetzliche Einheiten Umrechnung in die zugehörige SI-Einheit und/oder weitere empfohlene Einheiten Bemerkungen (Kubik...) cmm ccm cdm cbm 1 cmm = 1 mm2 1 ccm = 1 cm3 1 cdm = 1 dm3 1 cbm = 1 m3 Name weiter erlaubt, Zeichen nicht mehr. Maxwell M 1 M = 10-5 Wb Ürsprüngl. Definition: 1 M = 1 G . cm2 Meter Wassersäule, konventionelle mWS 1 mWS = 98,0665 mbar Millimeter Queck- mmHg silbersäule, mmQS konventionelle 1 mmHg = 1,33322 mbar = 133,322 Pa Morgen Morgen 1 Morgen = 2500 m2 = 25 a My μ 1 μ = 10-6 m = 1 μm Neugrad g 1g = 1 gon = Neuminute c 1c = 10-2 gon = Neusekunde cc 1cc = 10-4 gon = Nit nt 1 nt = 1 cd/m2 Nox nx 1 nx = 10-3 lx Oersted Oe 1Oe = Ohm, absolutes Ωabs 1 Ωabs = 1 Ω π rad 2 . 104 Ist durch Zentigon ersetzt. π rad 2 . 106 1000 A/m 4π Ωint 1A/m=1,2566.10-2 Oe 1 Ωint = 1,00049 Ω Ohm, kalorisches 1 kalorisches Ohm = 1 K/W Ohm, mechan. 1 mechanisches Ohm = 10-3 N . s/m Pferdestärke Wird heute Gon genannt. 1 akustisches Ohm = 105 Pa . s/m3 Ohm, akustisches Ohm, internat. π rad 200 Regional waren auch andere Umrechnungen üblich. Technischer Teil Allgemein gebräuchliche Einheiten (nach DIN 1301, Teil 3) (Fortsetzung) Nicht mehr anzuwendende Einheiten Name Zeichen PS 1 PS = 735,49875 W www.helukabel.de 77 Formelsammlung Umrechnung überholter Einheiten in gesetzliche Einheiten Allgemein gebräuchliche Einheiten (nach DIN 1301, Teil 3) (Fortsetzung) Nicht mehr anzuwendende Einheiten Name Zeichen Phot ph Umrechnung in die zugehörige SI-Einheit und/oder weitere empfohlene Einheiten Bemerkungen Poise P 1 P = 10 -1 Pa . s 1 cP = 1 mPa . s p 1 p = 9,80665 . 10 -3 N Wurde zur Angabe von Kräften benutzt. Pond Punkt, typograph. p Technischer Teil (Quadrat...) qmm qcm qdm qm qkm Rad1) rd 1 ph = 104 lm/m2 1,000333 1p= m = 3,76 mm 2660 1 qmm = 1 mm2 1 qcm = 1 cm2 1 qdm = 1 dm2 1 qm = 1 m2 1 qkm = 1 km2 1 rd = 10 -2 Gy 1 Rayl = 10 Pa .s/m = 1 g/(cm2 . s) Rayl Rem rem 1 rem = 10 -2 J/kg Röntgen R 1 R = 258 . 10 -6 C/kg Stilb sb 1 sb = 1 cd/cm2 Stokes St 1 St = 1 cm2/s Strich, artilleristischer - 1- = 1 cSt = 1mm2/s π rad = 0,05625° 3200 Torr Torr π rad = 11, 25° = 12,5 gon 16 1 Torr = 1,33322 mbar Volt, absolutes Vabs 1 Vabs = 1 V Volt, internat. Vint 1 Vint = 1,00034 V Strich, nautischer ″ 1″= Watt, absolutes Wabs Watt, internat. Wint X-Einheit (Siegbahnsche) X.E. 1 Wabs = 1 W 1,000342 1 Wint = W = 1,00019 W 1,00049 1 X.E. = (1,00202 ± 3 . 10 -5) . 10 -13 m Zoll ″ − 1) Nicht zu verwechseln mit der Einheit des ebenen Winkels (rad) 78 Name weiter erlaubt, Zeichen nicht mehr erlaubt. www.helukabel.de Bei der Umrechnung wird als Zoll meist die angelsächsische Einheit inch = 25,4 mm zugrunde gelegt. Formelsammlung Ohmsches Gesetz Formelzeichen Bezeichnung R I U Widerstand Stromstärke Spannung Kurzzeichen Einheiten Ω (Ohm) A (Ampere) V (Volt) Formeln I=U R Beispiel: gegeben: U = Spannung (Volt) = 220 V R = Widerstand (Ohm) = 980 Ω Strom. In einer Glühbirne von R = 980 Ω , bei einer Spannung von 220 V fließt gesucht: I = Stromstärke (Ampere) I = U = 220 V = 0,22 Ampere (A) R 980 Ω Zeichen Bezeichnung und Einheit UO/U UO = Leiter-Erd /Leiter-Leiterspannung Spannung zwischen Leiter und Erde oder metallischer Umhüllung (Schirme, Bewehrung, konzentrischer Leiter) Spannung zwischen den Außenleitern U/√3 für Drehstrommomente U/2 für Einphasen und Gleichstromsysteme Ein Außenleiter geerdet, für Einphasen und Gleichstromsysteme U UO UO UO/UO Technischer Teil Nennspannung Elektrische Arbeit Formelzeichen Bezeichnung W P t I U R elektr. Arbeit elektr. Leistung Zeit (Dauer) Stromstärke Spannung Widerstand Beispiel: Kurzzeichen Einheiten Ws W s A V Ω Formeln W = P.t W = U2 . t R W = I2 . R . t W = U.I.t gegeben: t = 0,05 s; U = 220 V; I = 0,25 A gesucht: elektrische Arbeit W s (Wattsekunden) Rechenweg: W = U·I·t W = 220 V · 0,25 A · 0,05 s = 2,25 W s www.helukabel.de 79 Formelsammlung Leiterwiderstand Formelzeichen Bezeichnung R S L ρ (Rho) Widerstand Leiterquerschnitt Leiterlänge spez. Widerstand κ (Kappa) Leitfähigkeit Beispiel: Kurzzeichen Einheiten Ω mm2 m Ω · mm2 m m Ω · mm2 Formeln R = L R = κ·s ρ = gegeben: L = 800 m, R = 100 Ω, S = 0,15 mm2 gesucht: κ = Leitfähigkeit Rechenweg: κ= L R·S = ρ·L S 1 κ 800 m m = 53,3 100 Ω · 0,15 mm2 Ω · mm2 Technischer Teil Leiterquerschnitt (Starkstromtechnik) Zeichen Bezeichnung und Einheit q Leiterquerschnitt Formeln bei gegebenem Strom - für Gleichstrom und Einphasen-Wechselstrom q = 2 · Ι · l (mm2) κ·u q = 1,732·Ι· cosϕ·l (mm2) κ·u - für Drehstrom bei gegebener Leistung - für Gleichstrom und Einphasen-Wechselstrom q = 2 · l · P (mm2) κ · u· U - für Drehstrom q= Ι Betriebsstrom in A l einfache Länge der Leitungsstrecke in m κ (Kappa) Leitfähigkeit des Leiters (m/Ω · mm2) (κ−Cu-Leiter: 56, κ−Al-Leiter: 33) 80 u Spannungsabfall in Volt (V) U Betriebsspannung in V P Leistung in Watt (W) www.helukabel.de I · P (mm2) κ · u· U Formelsammlung Spannungsabfall (Starkstromtechnik) Zeichen Bezeichnung und Einheit u Spannungsabfall in V Formeln bei gegebenem Strom - für Gleichstrom u=2·Ι·l κ·A - für Einphasen-Wechselstrom u = 2·Ι· cosϕ·l κ·A - für Drehstrom u = 1,732·Ι· cosϕ·l κ·A - für Gleichstrom u= 2·l ·P κ · A· U - für Einphasen-Wechselstrom u= 2·l·P κ · A· U - für Drehstrom u= Bezeichnungen: siehe oben (Leiterquerschnitt) Ι·P κ · A· U Technischer Teil bei gegebener Leistung Temperaturabhängigkeit von Widerständen Zeichen Bezeichnung und Einheit Formeln ΔT Temperaturdifferenz [-] ΔT = T - 20°C ΔR Widerstandsänderung [-] ΔR = α · RK · ΔT Rw Warmwiderstand [Ω] Rw = RK + ΔR RK Kaltwiderstand (T=20°C) [Ω] RK = Rw / (1 + α · ΔT) α Temperaturbeiwert [1/°C] T Leitertemperatur [°C] www.helukabel.de 81 Formelsammlung Querschnitt- und Durchmesserberechnung von Litzen Formelzeichen Bezeichnung Formeln Litzenquerschnitt Kurzzeichen Einheiten mm2 A Z Litzendurchmesser mm Z = √1,34 · n · d n Anzahl der Drähte d Einzeldrahtdurchmesser A = d2 · 0,785 · n mm Berechnungen beim Verseilen Zeichen Bezeichnung und Einheit Technischer Teil S Schlaglänge [mm] (für Doppelschlagmaschine S`=2S) VA Abzugsgeschwindigkeit [m/min] nA nR DA Drehzahl der Abzugsscheibe [l/min] Drehzahl des Korbes [l/min] Durchmesser der Abzugscheibe [m] Formeln S= DA · π · nA VA · 1000 = nR nR VA = DA · π · nA 1000 Berechnung von Verseilverbänden f Verlängerungsfaktor [-] f= 82 z Zahl der Verseilelemente der jeweiligen Verseillage [-] D Außendurchmesser der Verseillage [mm] L Gestreckte Länge der Verseilelemente [m] Dm d K L l0 l1 Mittlerer Durchmesser der Verseillage [mm] Durchmesser der Verseilelemente [mm] Kernlage Gestreckte Länge der Verseilelemente [m] Länge des Verseilverbandes [m] Längenzuschlag [m] www.helukabel.de √(Dm · π)2 + S2 S zges = z1 (Kern) + z2 + z3 + ... D = Dm + d L = f · l0 + l 1 Formelsammlung Wellenlänge Formelzeichen Bezeichnung λ V Wellenlänge Ausbreitungsgeschwindigkeit Frequenz f Kurzzeichen Einheiten m km/s (Lichtgeschw. = 300000 km/s) Hz Formeln λ = V f Name Groß- KleinBuchstabe Α α Alpha Β β Beta Γ γ Gamma Δ δ Delta Ε ε Epsilon Ζ ζ Zeta Η η Eta Θ θ Theta Name Groß- KleinBuchstabe Ι ι lota Κ κ Kappa Λ λ Lambda Μ μ My Ν ν Ny Ξ ξ Ksi Ο ο Omikron Π π Pi Name Rho Sigma Tau Ypsilon Phi Chi Psi Omega Groß- KleinBuchstabe Ρ ρ Σ σ Τ τ Υ υ Φ ϕ Χ χ Ψ ψ ω Ω sin cos tan cot ∩ ∪ Erläuterung Sprechweise Sinus Cosinus Tangens Cotangens Schnittmenge Vereinig.menge Mathematische Zeichen Zeichen Erläuterung Sprechweise = gleich ≠ nicht gleich ∼ proportional ≈ nahezu gleich ∑ Summe Δ Differenz Zeichen Erläuterung Sprechweise < kleiner als > größer als ≤ kleiner oder gleich ≥ größer oder gleich ∝ unendlich Pi (≈ 3,14) π Technischer Teil Griechisches Alphabet Potenzen und Vorsätze Zehnerpotenz 106 103 102 101 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 Vorsatz Mega Kilo Hekto Deka Dezi Zenti Milli Mikro Nano Piko Vorsatzzeichen M k h da d c m μ n p www.helukabel.de Beispiel Megawatt MW kg Kilogramm Hektoliter hl daN Dekanewton Dezimeter dm Zentimeter cm mg Milligramm μm Mikrometer nm Nanometer pF Pikofarad 83 Technischer Teil Motor-, Servo- und Geberleitungen von HELUKABEL® 84 www.helukabel.de Kurzzeichen Kurzzeichen für Kabel und Leitungen 1/3 Zusammenstellung Kurzzeichen AJASLH B B b (1B..) (2B..) BD BLK BZ Außenkabel anerkannter nationaler Typ Außenkabel mit Blitzschutz Außenkabel mit Differentialschutz Außenkabel mit Induktionsschutz selbsttragendes FernmeldeLuftkabel für Hochspannungsfreileitungen E E(e) B (F..) Bewehrung / Armierung Bespinnung aus Textilfaden Bewehrung bzw. Armierung eine Lage Stahlband... Dicke des Stahlbandes in mm zwei Lagen Stahlband... Dicke des Stahlbandes in mm Bündelverseilung blank, Kupferleiter ohne Isolierhülle Bronze-Leiter C C C C Cu (-Cu) Schirm aus Kupferdrahtgeflecht Schutzhülle besteht aus Jute und Masse Außenleiter aus Kupferdrahtgeflecht Kupferdraht Gesamtquerschnitt des Kupferschirmes (mm2) D D (D) DM Dreier Schirm aus Kupferdraht Schirm aus Kupferdrahtbespinnung Dieselhorst-Martin-Vierer Drei Adern in Dreier-Verseilung e F F F F F OF FR f ff Kupferdraht Schutzhülle aus Masse mit eingebettetem Kunststoffband eindrähtig gefüllte Kabelseele mit Petrolat Folienbewicklung Flachleitung Sternvierer für Eisenbahnkabel Sternvierer mit Phantomausnutzung Flachdrahtbewehrung... Dicke in mm gefüllte Kabelseele, Füllmasse mit Feststoffanteilen Fire Resistance, Kabel mit verbessertem Verhalten im Brandfall feindrähtig feinstdrähtig Technischer Teil E/F A AA AB AD G G GGJ GS 2G 3G 4G 5G 6G www.helukabel.de Isolation oder Mantel aus Gummi (NR) oder (SBR) Grubenkabel Grubenkabel mit Induktionsschutz Glasseidenbespinnung oder beflechtung Isolation oder Mantel aus Silikon-Kautschuk Isolation oder Mantel aus Äthylenpropylen (EPR) Isolation oder Mantel aus Äthylenvinylacetat (EVA) Isolation oder Mantel aus Chloropren-Kautschuk (CR) Isolation oder Mantel aus chlorsulfoiertem-Polyethylen (CSM), Hypalon 85 Kurzzeichen 2/3 Zusammenstellung Kurzzeichen 7G 8G 9G 53G Isolation oder Mantel aus Fluorelastomen, Viton FKM Isolation oder Mantel aus Nitrilkautschuk (NBR) PE-C Kautschuk (CM) CM, chloriertes Polyethylen H/I/J H H (H..) (HS) HX Technischer Teil ..IMF IMF -J -JZ Isolation oder Mantel aus halogenfreiem Werkstoff harmonisierte Normen Höchstwert der Betriebskapazität (nF / km) Schicht aus halbleitendem Material vernetzte halogenfreie Polymermischung einzelne Verseilelemente (Ader oder Paare) in Metallfolie und Beidraht mehrere Verseilelemente in Metallfolie und Beidraht Kabel mit einem grün-gelben Schutzleiter Kabel mit einem grün-gelben Schutzleiter und mit Ziffernbedruckung K/L K (K) LA LD Lg Li (L)Y (L)2Y 2L 86 Kupferband längs aufgebracht und verschweißt über Innenmantel Kupferband längs aufgebracht mit Überlappung Lahnlitzenleiter (Lahnfäden (Cu) um Träger aus Chemiefasern verseilt) Aluminium Wellmantel Lagenverseilung Litzenleiter Schichtenmantel aus Al-Band und PVC-Mantel Schichtenmantel aus Al-Band und PE-Mantel Doppellackdrahtisolierung M/N Mantelleitung M Bleimantel Mz Bleimantel mit Erhärtungszusatz (mS) magnetischer Schirm N VDE-Norm (N) in Anlehnung an VDE-Norm NC Non-corrosiv, Rauchgase nicht korrosiv NF Naturfarben O/Q -O -OZ ö O2Y Q Kabel ohne grün-gelben Schutzleiter Kabel ohne grün-gelben Schutzleiter mit Ziffernbedruckung ölbeständig Schaum-PE, Isolierhülle aus verzinktem PE Stahldrahtgeflecht R (R..) Runddraht, Durchmesser in mm RAGL- Ausgleichsleitung für Thermoelemente RDRhenomatic-Kabel RE Rechnerkabel RGKoaxialkabel nach MILSpezifikation re rund, eindrähtig rm rund, mehrdrähtig RSRechnerschaltkabel S S S (S..) -S SSL 2S www.helukabel.de Seidenbespinnung Signalkabel Betriebskapazität, Nennwert in (nF / km) Signalkabel für Deutsche Bundesbahn Schaltkabel Schlauchleitung Seidenbespinnung aus 2 Lagen Kurzzeichen Sternvierer für Phantomausnutzung St I Sternvierer in Fernsprechkabeln für größere Entfernungen ST III Sternvierer in Ortskabeln (St) statischer Schirm Staku Stahl-Kupfer-Leiter Staku-Li Stahl-Kupfer-Litze T/U ..t T TTF TIC TiMF U vergoldet vernickelt versilbert verzinkt verzinnt Stahlwellenmantel erhöhte Wärmebeständigkeit Wellmantel X/Y X XPE 2X 7X 10X Y Yu Yv YV Yw 3Y 4Y Termitenschutz Tragorgan für Luftkabel Aufteilungskabel Trägerfrequenz-Paar oder Vierer Dreier im Kupferdrahtgeflecht Dreier in Metallfolie Umflechtung aus Textilfaden V/W VGD VN VS VZK VZN W W W 2Y 2Yv 02Y 02YS 2YHO 5Y 5YX 6Y 7Y 8Y 9Y 10Y 11Y 12Y 13Y 31Y vernetztes Polyvinylchlorid (XPVC) oder andere Materiallien vernetztes Polyethylen (X-PE) vernetztes Polyethylen vernetztes Ethylentetrafluorethylen (X-ETFE) vernetztes Polyvinylidenfluorid (X-PVDF) PVC, Polyvinylchlorid PVC, Polyvinylchlorid, unbrennbar, flammwidrig PVC, Polyvinylchlorid, mit verstärktem Mantel Schaltdraht mit verzinntem Kupferleiter PVC, Polyvinylchlorid, wärme- 41Y 51Y 71Y 91Y beständig bis 90°C Polyethylen (PE) Polyethylen, verstärkter Mantel Schaum-PE, Zellpolyethylen PE mit Skinschicht, Foam-Skin Isolation aus Polyethylen mit Hohlraum Isolation aus Polystrol (PS), Styroflex Isolation oder Mantel aus Polyamid (PA) Isolation oder Mantel aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Teflon® (DuPont) Perfluoralkoxy (PFA) Perfluorethylen-Propylen (FEP), Teflon® (DuPont) Isolation oder Mantel Etylentetrafluorethylen (ETFE) Isolierhülle aus Polyimid (PI), Kapton® Polypropylen (PP) PVDF, Polyvinylidenfluorid Polyurethan (PUR) TPE-E, TPE auf Basis von Polyether-Ester TPE-EE, TPE auf Basis von Polyester-Ester TPE-S, TPE auf Basis von Polystyrol TPE-A, TPE auf Basis Polyamid PFA, Perfluoro-Alkoxylalkan ECTFE, Monochlortrifluorethylen TPE-O, TPE auf Basis Technischer Teil 3/3 Zusammenstellung Kurzzeichen St Z -Z Z (Z) (ZG) (ZN) www.helukabel.de Polyolefine Ziffernbedruckte Adern Zwillingsleitungen Zugfestes Geflecht aus Stahldrähten Zugentlastungselement aus Glasgarn Zugentlastung aus nichtmetallenen Elementen 87 Kurzzeichen Harmonisierte Kabel und Leitungen 1/3 nach DIN 0292 und HD 361 S3 Dieses System für Kurzzeichen wurde bei CENELEC für harmonisierte Starkstromkabel und isolierte Starkstromleitungen entwickelt und im Harmonisierungsdokument HD 361 S3 festgelegt. Zuordnung zu Normen H A Kabel oder Leitungen nach harmonisierten Normen Anerkannter nationaler Kabel- oder Leitungstyp Aderzahl und Nennquerschnitt der Leiter Ziffer X G Leiterwerkstoff Technischer Teil kein Zeichen Kupfer -A Aluminium -Z Leiter besonderen Werkstoffs und/oder besonderer Form Leiterart und Leiterform -D -E -F -H -K -M -R -S -U -W -Y -Z 88 feindrähtige Leiter für Schweißleitungen feinstdrähtiger Leiter für Schweißleitungen feindrähtiger Leiter einer flexiblen Leitung nach DIN VDE 0295, Klasse 5 feinstdrähtiger Leiter einer flexiblen Leitung nach DIN VDE 0295, Klasse 6 feindrähtiger Leiter einer Leitung für feste Verlegung (wenn nichts anderes festgelegt ist, entsprechend DIN VDE 0295, Klasse 5) Milliken-Leiter mehrdrähtiger Rundleiter mehrdrähtiger Sektorleiter eindrähtiger Rundleiter eindrähtiger Sektorleiter Lahnlitzenleiter Leiter besonderer Form und / oder besonderen Werkstoffs Y Anzahl n der Adern Malzeichen bei Ausführungen ohne grün-gelbe Ader Malzeichen bei Ausführungen mit grün-gelber Ader Lahnlitzenleiter, dessen Nennquerschnitt nicht festgelegt ist. Isolier- und Mantelwerkstoffe B B2 B3 E E2 E4 E5 E6 E7 Ethylenpropylen-Gummi für Temperaturen von + 90°C Ethylenpropylen-Kautschuk, hart eingestellt Buthyl-Kautschuk (IsobutylenIsopren-Kautschuk) Polyethylen Polyethylen, hoher Dichte Polytetrafluorethylen Perfluor (Ethylen-Propylen) Copolymere Ethylentetrafluorethylen Copolymere Polypropylen Werkstoff G J J2 M N N2 N4 www.helukabel.de Ethylenvinylacetat Glasfaserbeflechtung Glasfaserbewicklung Mineralisolierung Chloropren-Gummi (oder gleichwertiger Werkstoff) Spezialmischung aus Chloropren-Kautschuk Chlorsulfiniertes oder chloriertes Polyethylen Kurzzeichen 2/3 nach DIN 0292 und HD 361 S3 P Q Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 R S T T2 T3 T4 T5 T6 V V2 V3 V4 V5 X Z Nitril-Kautschuk Fluor-Kautschuk PVC-Nitri-Kautschuk-Mischung Spezial-PolychloroprenGummimischung - wasserbeständig Massegetränkte Papierisolierung bei mehradrigen Gürtelkabeln Polyurethan Polyethylenterephthalat Polystyrol Polyamid Polyimid Polyvinylidenfluorid Ethylenpropylen-Gummi oder gleichwertiges synthetisches Elastomer für Temp. von + 60°C, für Dauerbetriebstemperatur von + 60°C Silikon-Gummi Textilbeflechtung über den verseilten Adern, getränkt / ungetränkt Textilbeflechtung mit flammwidriger Masse, getränkt Textillage, Bewicklung oder Band Textillage, jedoch mit flammwidriger Masse, getränkt Korrosionsschutz Textilbeflechtung über jeder Ader einer mehradrigen Leitung, getränkt/ungetränkt PVC-weich PVC-weich, erhöht Temperatur beständig, + 90°C PVC-weich, für niedrige Temperatur PVC-weich, vernetzt PVC-weich, ölbeständig Vernetztes Polyethylen Vernetzte Mischung auf der Basis eines Polyolefins, die im Brandfall wenig korrosive Gase und wenig Rauch entwickelt Z1 Thermoplastische Mischung auf der Basis eines Polyolefins, die im Brandfall wenig korrosive Gase und wenig Rauch entwickelt Metallmantel, konzentrische Leiter und Schirme Metallmantel A2 A3 A4 A5 C2 C3 F F3 K L L2 L4 L5 L6 Aluminiummantel, gepresst oder geschweißt, glatt Aluminiummantel, gepresst oder geschweißt, gewellt Aluminiummantel, auf jeder Ader Aluminiummantel aus Band Kupfermantel Kupfermantel, gewellt Stahlmantel Stahlmantel, gewellt Zinkmantel legierter Bleimantel für allgemeine Anwendung unlegierter Bleimantel, handelsübliches reines Blei legierter Bleimantel auf jeder Ader unlegierter Bleimantel auf jeder Ader legierter Bleimantel, jedoch von anderer Zusammensetzung als oben Technischer Teil N5 N6 N7 N8 Konzentrische Leiter A A6 C C6 C9 www.helukabel.de konzentrischer Aluminiumleiter konzentrischer Aluminiumleiter, mäanderförmig konzentrischer Kupferleiter konzentrischer Kupferleiter, mäanderförmig aufgeteilter konzentrischer Kupferleiter 89 Kurzzeichen 3/3 nach DIN 0292 und HD 361 S3 Schirme A7 A8 C4 C5 C7 C8 D Technischer Teil Aluminiumschirm Aluminiumschirm auf jeder Ader Kupferschirm als Geflecht über den verseilten Adern Kupferschirm als Geflecht über jeder Ader Kupferschrim aus Bändern, Rund- oder Profildrähten über den verseilten Adern Kupferschirm wie C7, über jeder Ader Schirm aus einem oder mehreren dünnen Stahlbändern, die direkt über den verseilten Adern liegen und Kontakt mit einem mitverseilten blanken Leiter haben Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Y2 Y3 Y5 Y6 D2 D3 D4 D5 D7 D8 Bewehrung** Z2 Spezielle konstruktive Aufbauelemente Bewehrung aus runden Stahldrähten*, verzinkt/unverzinkt Bewehrung aus flachen Stahldrähten*, verzinkt / unverzinkt Bandeisenbewehrung, verzinkt/unverzinkt Beflechtung aus Stahldrähten, verzinkt/unverzinkt Traggeflecht aus Stahldrähten Bewehrung aus Formstahldrähten Bewehrung aus runden Aluminiumdrähten* Bewehrung aus flachen Aluminiumdrähten* Bewehrung aus besonderen Werkstoffen Bewehrung aus Stahldrähten und/oder Stahlbändern und Kupferdrähten Sonderausführungen k..Z. H H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 * mit Gegenwendel, wenn vorgeschrieben ** vgl. DIN VDE 0292 90 Tragelemente aus Textil oder aus Stahldrähten über der Kabel- und Leitungsseele Textiltragelement aus einem oder mehreren Aufbauelementen, angeordnet im Kern einer Rundleitung oder aufgeteilt in einer Flachleitung Selbsttragendes Kabel oder selbsttragende Leitung, deren Leiter die Funktion des Zugentlastungselementes übernehmen Kerneinlauf (kein Tragelement), bestimmt für Aufzugssteuerleitung wie D3, Tragelement jedoch von außen mit dem Kabel oder der Leitung verbunden wie D7, jedoch ergibt ein Schnitt senkrecht zur Achse des Kabels oder der Leitung die Ziffer "8" www.helukabel.de Runde Leitungskonstruktion Flache Ausführung aufteilbarer Leitungen mit oder ohne Mantel Flache Ausführung nichtaufteilbarer Leitungen Stegleitung Flache vieladrige Leitung mit einem blanken Leiter Anordnung von zwei oder mehr miteinander verseilten Aderleitungen Flache Leitung nach HD 359 oder EN 50214 mit 3 oder mehr Adern Leitung mit extrudierter zwei schichtiger Isolierhülle Wendelleitung Kurzzeichen Harmonisierte Kabel und Leitungen 1/2 nach DIN VDE 0281 / DIN VDE 0282 / DIN VDE 0292 Schema 1 2 3 4 5 6 - 7 A H 1. Kennzeichnung der Bestimmung Anerkannter nationaler Typ Harmonisierte Typen 01 03 05 07 100 V 300/300 V 300/500 V 450/750 V B G N2 R S V V2 V3 V4 Z 3. Isolierwerkstoff (EPR) Ethylen-Propylen-Kautschuk (EVA) Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (CR) Chloropren-Kautschuk für Schweißleitungen (NR u./o. SR) Natur- u./o. Synthetischer Kautschuk (SiR) Silikon-Kautschuk (PVC) Polyvinylchlorid (PVC) Polyvinylchlorid wärmebeständig (PVC) Polyvinylchlorid kältebeständig (PVC) Polyvinylchlorid vernetzt (PE) Polyethylen vernetzt C Q4 T T6 4. Aufbauelemente Schirm (PA) Zusätzliche Polyamidaderumhüllung Zusätzliches Textilgeflecht über verseilten Adern Zusätzliches Textilgeflecht über Einzelader B J N N2 N4 Q R 5. Mantelwerkstoff (EPR) Ethylen-Propylen-Kautschuk Glasfasergeflecht (CR) Chloropren-Kautschuk (CR) Chloropren-Kautschuk für Schweißleitungen (CR) Chloropren-Kautschuk wärmebeständig (PUR) Polyurethan (NR u./o. SR) Natur- u./o. Synthetischer Kautschuk 8 9 10 www.helukabel.de Technischer Teil 2. Nennspannung U 91 Kurzzeichen nach DIN VDE 0281 / DIN VDE 0282 / DIN VDE 0292 T T2 V V2 V3 V4 V5 Textilgeflecht Textilbeflechtung mit flammwidriger Masse (PVC) Polyvinylchlorid (PVC) Polyvinylchlorid wärmebeständig (PVC) Polyvinylchlorid kältebeständig (PVC) Polyvinylchlorid vernetzt (PVC) ölbeständig D3 D5 FM H H2 H6 H7 H8 6. Besonderheiten im Aufbau Zugentlastungselemente (Tragorgan) Kerneinlauf (kein Tragelement) Fernmeldeadern in Starkstromleitungen Flache, aufteilbare Leitung (Zwillingsleitung) Flache, nicht aufteilbare Leitung (zweiadrige Mantelleitung) Flache, nicht aufteilbare Leitung (mehr- und vieladrige Mantelleitung) Isolierhülle zweischichtig Wendelleitungen Technischer Teil D E F H K R U Y 7. Leiterart Feindrähtig, für Schweißleitungen Fein(st)drähtig, für Schweißleitungen Feindrähtig bei flexiblen Leitungen Fein(st)drähtig bei flexiblen Leitungen Feindrähtig bei Leitungen für feste Verlegung Mehrdrähtig, rund, Klasse 2 Eindrähtig, rund, Klasse 1 Lahnlitze, DIN 47104 8. Aderanzahl 9. Schutzleiter G mit Schutzleiter X ohne Schutzleiter 10. Leiter-Nennquerschnitt in mm² Beispiele: H07V-U 2,5 schwarz (nach DIN VDE 0281) Harmonisierte PVC-Aderleitung einadrig 2,5 mm2 Eindrähtig, Nennspannung 750V H07RN-F 3G 1,5 (nach DIN VDE 0282) Harmonisierte Gummischlauchleitung für mittlere Beanspruchungen Dreiadrig 1,5mm2 feindrähtig, Schutzleiter grün-gelb, Nennspannung 750V 92 www.helukabel.de 2/2 Kurzzeichen Fernmeldekabel, Schaltdrähte und Litzen Schema 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1. Kabel-Grundtype und mit Zusatzangabe G I Außenkabel IE Außenkabel mit Blitzschutzforderungen Außenkabel mit Induktionsschutz- IE-H forderungen S Grubenkabel T Installationskabel YV/Li... Y 2Y 3Y PVC PE Polystrol C D F (K) Schirm aus Cu-Geflecht Schirm aus Cu-Bespinnung Petrolatfüllung Schirm aus Cu-Band über PE-Innenmantel Aluminiumband Installationskabel für Industrie Elektronik siehe IE zusätzlich halogenfrei Schaltkabel Aufteilungskabel Schaltdrähte / Schaltlitze 2. Isolierung 5Y 6Y 7Y PTFE FEP ETFE 02Y 02YS P Zell-PE Zell-PE mit Skin-Schicht Trockenes Papier Technischer Teil A AB AJ 3. Schirm (L) (ms) (St) (Z) magnetischer Schirm aus Eisenband Statischer Schirm aus kunststoffkaschiertem Metallband Zugfestes Stahldrahtgeflecht 4. Mantel L glatter Aluminiummantel M (L)2Y PE-beschichteter Al-Schichtenmantel Mz LD Al-Wellmantel W Bleimantel Bleimantel mit Erhärtungszusatz Stahlwellmantel 5. Schutzhülle Y Yv Yw Yu PVC-Mantel PVC-Mantel verstärkt PVC-Mantel wärmebeständig PVC-flammwidrig (unbrennbar) 2Y 2Yv E C www.helukabel.de PE-Mantel PE-Mantel verstärkt Schicht mit eingebettetem Kunststoffband Jutehülle und Masse 93 Kurzzeichen Fernmeldekabel, Schaltdrähte und Litzen 2/2 6. Verseilelement Anzahl ..x1x Einzelader ..x2x Paar (Doppeladern) usw. 7. Leiter-Durchmesser in mm 8. Verseilart und Ausführung F Technischer Teil Sternvierer mit Phantomausnutzung für Bundesbahn S Signalkabel (Bundesbahn) StO Sternverseilung allgemein St Sternvierer mit Phantomausnutzung für größere Entfernungen St I Sternvierer ohne Ph.ausnutzung St II wie St III, jedoch mit höheren kapazitiven Kopplungen St III Sternvierer für Ortskabel St IV Sternvierer für Übertragungsbereich bei f = 120 kHz St V St VI DM TF P PiMF ViMF BdiMF Kx Sternvierer für Übertragungsbereich bei f = 550 kHz Sternvierer für Übertragungsbereich bei f = 17 MHz Dieselhorst-Martin-Vierer Sternvierer für Trägerfrequenz Paarverseilung Paare in Metallfolie Vierer in Metallfolie Bündel in Metallfolie Koaxialpaar 9. Verseilanordnung Lg Bd Lagenverseilung konzentrisch Bündelverseilung A b Lage Al-Drähte für Ind.-Schutz Bewehrung 10. Bewehrung B Bewehrung aus Stahlband für Ind.-Schutz 1B 0,3 1 Lage Stahlband Dicke 0,3mm 2B D (T) 2 Lagen Stahlband Dicke 0,5mm Lage Cu-Drähte für Ind.-Schutz (Reuse) Tragseil an Stahldrähten in Luftkabel Beispiel: A-2Y(L)2Y 2x2x0,6 St III Bd (nach DIN VDE 0816) Fernmeldeaußenkabel, Isolierhülle aus PE, PE-beschichteter Al-Schichtenmantel, 2 Paare, Leiterdurchmesser 0,6 mm, Stern-Vierer, Bündelverseilung 94 www.helukabel.de Kurzzeichen Fahrzeugleitungen nach DIN 76 722 Art der Leitung - FL: Fahrzeugleitung, Niederspannung - FZL: Fahrzeugleitung, Hochspannung Einsatz der verwendeten Isolier- und Mantelwerkstoffe - Y: PVC, Polyvinylchlorid - weitere Angaben siehe o.g. Tabelle nach ISO 6722 Nicht extrudierte Umhüllungen - G: Glasfasergeflecht - T: Textilgeflecht - und andere Sonderkonstruktionsmerkmale - R: Reduzierte Isolationswanddicke nach DIN ISO 6722, Teil 4 - U: Ultrareduzierte Isolationswanddicke - S: Isolationswanddicke größer als nach DIN ISO 6722, Teil 3 - F: Flachleitung, nicht auftrennbar - Z: Mehradrige, auftrennbare Leitung - M: Andere Leiterwerkstoffe als Kupfer und Widerstandsleiter - W: Widerstandsleiter Technischer Teil Art der verwendeten Abschirmmaßnahmen - B: Folienschirm mit Beilauflitze - D: Kupfer - Einzeldrahtumlegung - C: Kupfer - Geflechtsschirm Aderanzahl und Leiterquerschnitt - 0,5: Leiterquerschnitt 0,5 mm2 - 0,5sn: Leiterquerschnitt 0,5 mm2, verzinnt - 3x0,5: Drei Adern à Leiterquerschnitt 0,5 mm2 - Ω/km: Bei Widerstandsleitungen Angabe in Ohm/km Beispiel: - FL: - U7Y: - B: - 11Y: - 2x0,5-sn: - + 0,5-sn: FLU7Y-B11Y 2x0,5-sn + 0,5-sn Fahrzeugleitung, Niederspannung Ultrareduzierte ETFE-Aderisolation Folienschirm Außenmantelwerkstoff PUR Zwei Adern à Leiterquerschnitt 0,5 mm2, Kupfer verzinnt Beilauflitze 0,5 mm2, Kupfer verzinnt Die Typenbezeichnung wird von links nach rechts so gelesen, wie eine Leitung von innen nach außen aufgebaut wird. www.helukabel.de 95 Kurzzeichen Starkstromkabel nach DIN VDE 0271/0276 Bauartkurzzeichen Kennzeichnung N DIN VDE Norm-Typ (N) in Anlehnung an DIN VDE-Norm Leiterart A Aluminiumleiter Kupfer Isolierwerkstoff Y PVC 2X vernetztes PE (VPE) - Technischer Teil Konzentrischer Leiter, Schirm C Konzentrischer Leiter aus Cu, im Längsschlag CW Konzentrischer Leiter aus Cu, wellenförmig CE Konzentrischer Leiter aus Cu pro Einzelader S Cu-Schirm SE Cu-Schirm pro Einzelader bei mehradrigen Kabel H leitfähige Schicht (F) längswasserdichter Schirm Bewehrung B Bewehrung aus Stahlband F Flachdraht verzinkt G Gegenwendel aus verzinktem Stahlband R Runddraht verzinkt Mantel A Schutzhülle aus Faserstoffen K Bleimantel KL Aluminiummantel Y 2Y PVC PE Leitertyp r... runder Leiter s... Sektor-Leiter o... ovaler Leiter ..e... eindrähtiger Leiter ..m ..h /V mehrdrähtiger Leiter Hohlleiter verdichteter Leiter Nennspannung 0,6/1 kV 6,0/10 kV 18/30 kV 3,6/6 12/20 kV kV Schutzleiter I mit Schutzleiter O ohne Schutzleiter Aderanzahl Leiter-Nennquerschnitt in mm2 96 www.helukabel.de Kurzzeichen LWL-Kabel nach DIN VDE 0888 A Außenkabel I Innenkabel AT Außenkabel, teilbar B Bündelader, ungefüllt D Bündelader, gefüllt H Hohlader, ungefüllt K Kompaktader V Vollader S metallenes Element im Kabel F Füllung der Verseilhohlräume der Kabelseele mit Petrolat Q Quellmaterialen PVC-Mantel PE-Mantel Polyamid-Mantel Schichtenmantel Schichtenmantel mit nichtmetallenen Zugentlastungselementen PE-Mantel mit nichtmetallenen Zugentlastungselementen (ZN)2Y B BY B2Y H Y Technischer Teil Y 2Y 4Y (L)2Y (L)(ZN)2Y Bewehrung Bewehrung mit PVC-Schutzhülle Bewehrung mit PE-Schutzhülle Außenmantel aus halogenfreiem Material PVC-Mantel Anzahl der Adern Bündeladern Anzahl der Fasern je Bündel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Bauart E Einmodenfaser G Gradientenfaser Kern-∅ in μm bei Gradientenfaser Kern-∅ in μm bei Einmodenfaser Mantel-∅ in μm Dämpfungskoeffizient in db/km Wellenlänge B = 850 nm F = 1300 nm H = 1550 nm Bandbreite bei Gradientenfasern Dispersionparameter bei Einmodenfaser Lg Lagenverseilung www.helukabel.de 97 Aufbau Aufbauelemente von Kabel und Leitungen Aufbauelemente Leiter Isolierhülle Schutzhüllen Bewehrung Schirm Mantel Leiter Der Leiter ist zur Übertragung elektrischer Signale und Energie bzw. bei LWLKabeln von optischen Signalen bestimmt. Technischer Teil Isolierhüllen Die Isolierhülle umgibt den Leiter und dient zur galvanischen Trennung der Leiter untereinander sowie gegenüber weiteren leitfähigen Aufbauelementen und der Erde. Schirm Der Schirm hält äußere elektrische und elektromagnetische Felder von den Leitern fern und verhindert den Austritt derartiger Felder aus dem Kabel oder der Leitung. Schutzhüllen & Bewehrung Schutzhüllen und Bewehrungen schützen darunterliegende Aufbauelemente gegen schädigende Einflüsse. Mantel Der Mantel umschließt als Hülle die darunterliegenden Aufbauelemente und schützt sie gegen mechanische, thermische und chemische Einflüsse sowie gegen Feuchtigkeit. a) Wickeldraht oder einadrige Leitung 1 2 Erläuterung: 1 Leiter 2 Isolierhülle 3 gem. Aderumhüllung / Gürtel oder Innenmantel 98 b) Starkstromleitung oder Plastkabel 1 2 3 4 4 Mantel bzw. äußere Umhüllung bei Leitungen 5 innere Schutzhülle 6 Bewehrung www.helukabel.de c) Starkstrom- oder Fernmeldekabel 1 2 3 4 5 6 7 7 äußere Schutzhülle bzw. Außenmantel Aufbau Leiter Allgemeines Der Leiter ist zur Übertragung elektrischer Signale und Energie bzw. bei LWLKabeln von optischen Signalen bestimmt. Im Starkstrombereich wird aus ökonomischen Gründen überwiegend Aluminium als Leitermaterial verwendet, da es gegenüber Kupfer leichter und günstiger ist. Kupfer als Leiter findet in der Starkstromtechnik im Bergbau, Schiffsbau und bei ortsveränderlichen Betriebsmitteln Anwendung, da dort Gefahr durch schlagendes Wetter, Korrosion und erhöhte Biegezahlen herrschen. Im Fernmeldebereich werden Kupfer und Glasfasern als Leiterwerkstoff verwendet. Diese Fasern bestehen meist aus hochreinem synthetischen Kieselglas mit extrem niedrigen Wassergehalt. Der Nennquerschnitt ist die gerundete Angabe der Querschnittsfläche des Leiters in mm2. Er bezeichnet die Leiterabmessung und die maximale Strombelastbarkeit und somit die Erwärmung der Kabel und Leitungen. Der Leiterquerschnitt (A) berechnet sich bei einem massiven Rundleiter nach folgender Formel: Technischer Teil Leiterquerschnitt Leiterquerschnitt (massiver Rundleiter) 2 A = π·d 4 d: Durchmesser des Rundleiters Bei einem Litzenleiter berechnet sich der Leiterquerschnitt nach folgender Formel: Leiterquerschnitt (Litzenleiter) A= n·π·d 4 2 d: Durchmesser der einzelnen Rundleiter n: Anzahl der einzelnen Rundleiter Weitere Berechnungen zum Leiterquerschnitt und zum Leiterwiderstand finden Sie in der Formelsammlung auf Seite 58. www.helukabel.de 99 Aufbau Leiterform Aus technischen und ökonomischen Gründen werden Leiter in verschiedenen Formen produziert. Eine Übersicht über die gängigsten Formen zeigt folgende Abbildung: Technischer Teil Rundleiter haben eine kreisförmige Querschnittsform und finden in allen Kabel- und Leitungstypen Verwendung. Ovalleiter haben eine elliptische Querschnittsform und werden in dreiadrigen Hochspannungskabeln verwendet. Sektorleiter haben eine sektorförmige oder halbkreisförmige Querschnittsform und werden in mehradrigen Starkstromkabeln verwendet. Flachleiter haben eine rechteckige Querschnittsform und dienen zur Verwendung für Wickeldrähte in elektrischen Maschinen. Ein konzentrischer Leiter verfügt über eine kreisringflächige Querschnittsform, wobei Rund- oder Flachdrähte bzw. Bänder als vierter Leiter verwendet werden. Leiterart Ein eindrähtiger Leiter ist ein Massivleiter. Als Litzenleiter wird ein aus viel-, fein-, oder feinstdrähtigen Lahnfäden oder Runddrähten aufgebauter Leiter bezeichnet. Der Litzenstrang besteht aus mehreren verseilten Litzenleitern. Ein Leiterseil setzt sich aus mehreren Litzensträngen zusammen und kann als Starkstromkabel verwendet werden. Verfügen diese Leiterseile über Drähte, die in Lagen jeweils eine entgegengesetzte Drallrichtung haben, werden sie Kreuzschlagleiter genannt. Gleichschlagleiter sind Litzenleiter oder Leiterseile, bei denen die Drähte in verschiedenen Lagen die gleiche Drallrichtung haben. Der Bündelleiter vereinigt einen Leiter, welcher in drei oder vier Teilleiter unterteilt wurde. 100 www.helukabel.de Aufbau Isolierhüllen Die Isolierhülle umgibt den Leiter und dient zur galvanischen Trennung der Leiter untereinander sowie gegenüber weiteren leitfähigen Aufbauelementen und der Erde. Die überwiegend verwendeten Isolierwerkstoffe entnehmen Sie bitte dem Bereich Polymere für Isolierwerkstoffe (ab Seite 91.) Bei Starkstromkabeln und -leitungen hängt die Dicke der Isolierhüllen von der Nennspannung, dem Leiterquerschnitt sowie dem Sicherheitsgrad ab. Bei Fernmeldekabeln stehen hingegen die geforderten Übertragungseigen-schaften im Vordergrund. Schirm Diese Schirmung wird durch Metallmäntel, Schirmgeflechte, konzentrische Leiter, Bänder, Folien und Bewehrungen geschaffen. Schutzhüllen & Bewehrung Schutzhüllen und Bewehrungen schützen darunterliegende Aufbauelemente gegen schädigende Einflüsse: Technischer Teil Der Schirm hält äußere elektrische und elektromagnetische Felder von den Leitern fern und verhindert den Austritt derartiger Felder aus dem Kabel oder der Leitung. Die Bewehrung schützt hierbei insbesondere vor mechanischen Beschädigungen und dient zur Aufnahme von Zugkräften. Sie besteht meist aus Bändern oder Drähten. Die Schutzhülle schützt vor frühzeitiger Zerstörung und besteht beispielsweise aus einem extrudierten Kunststoffmantel. Mantel Der Mantel umschließt als Hülle die darunterliegenden Aufbauelemente und schützt sie gegen mechanische, thermische und chemische Einflüsse sowie gegen Feuchtigkeit. Dabei lassen sich verschiedene Mantelarten unterscheiden: Kunststoffmäntel werden zur Erfüllung verschiedenster Beständigkeitsanforderungen wie beispielsweise gegen Kühlmittel und Flammwidrigkeit eingesetzt. Gummimäntel werden aufgrund ihrer hohen Abriebfestigkeit bei ortsveränderlichen Maschinen und größeren mechanischen Beanspruchungen verwendet. Ein Schichtenmantel dient als Feuchtigkeitssperre und besteht aus einem beschichteten Aluminiumband und einem PE-Mantel. www.helukabel.de 101 Kabelgeschicht Meilensteine der Strom- und Datenkabelnetze Anfang des 19. Jahrhunderts gab es erste Experimente zur Übermittlung von Informationen über elektrische Drähte und Leitungen. Erstmals gelang es dem britischen Forscher Charles Wheatstone, Strom mit Hilfe von Metalldrähten über große Entfernungen zu übertragen. Der deutsche Carl August von Steinheit erfand 1836 den schreibenden Telegrafen. Den Durchbruch schafft die Telegraphie jedoch erst, als der amerikanische Maler Samuel Morse 1837 die Technik verfeinert und die Codierung systematisiert. Kabel als Nervensystem der Industrialisierung Technischer Teil Mitte des 19. Jahrhunderts sind weltweit schon mehrere zehntausend Kilometer Telegraphenleitungen oberirdisch verlegt. Dabei müssen jedoch große Nachteile wie mutwillige Beschädigung, Diebstahl usw. in Kauf genommen werden. Eine unterirdische Verlegung scheiterte zu dieser Zeit am Fehlen eines Isoliermaterials, das dem feuchten Erdreich auf Dauer gewachsen war. Dies ändert sich erst, als im Jahr 1842 ein Engländer ein Baumharz mit dem Namen Guttapercha aus dem Dschungel Malaysias über Singapur nach London bringt. Der Wissen- schaftler Faraday erkannte die Eignung des klebrigen Pflanzensaftes als Isolierstoff, da es wasserundurchlässig, säurebeständig und ein sehr schlechter elektrischer Leiter ist. Erste Versuche zur Isolierung von Kabeln unternimmt der englische Ingenieur Walker, jedoch erst Werner von Siemens ermöglicht die industrielle Verarbeitung des Guttaperchas in der Kabelproduktion. Er bekommt 1846 eine Probe des Baumharzes von seinem Bruder Wilhelm aus London und beginnt mit ersten Experimenten. Nach endlosen Versuchen fand Siemens heraus, dass es sich bei 60°C leicht in Form gießen lässt und zwischen 0 und 25° C zäh, biegsam und elastisch bleibt. Versuche das Guttapercha mit Walzen um das Kabel anzubringen scheitern, da die Walznaht sich nach kurzer Zeit immer wieder löst. Der Durchbruch gelingt dann im Jahr 1848, als es Werner v. Siemens und Johann Georg Halske mittels einer speziellen Guttapercha-Presse erstmals gelingt, das Harz nahtlos und dicht um das Kabel zu pressen. Guttapercha als Isolationsmaterial 102 www.helukabel.de Kabelgeschichte Historisches Guttapercha-Kabel konnten, war es mittels der wasserdichten und salzwasserbeständigen Guttaperchaisolierung möglich, Unterseekabel zur Verbindung der Kontinente zu verlegen. Technischer Teil Die nun beginnenden Erdverlegungen der Kabel verliefen jedoch schleppend und wurden mit zahlreichen Problemen konfrontiert. So wurden die Strecken regelmäßig durch Tierverbiss unterbrochen und reines Guttapercha gab es aufgrund der sprunghaft gestiegenen Nachfrage kaum noch. Als sich die Rohstoffsituation ent-spannte und Siemens 1879 die Bleipresse zur nahtlosen Ummantelung der Kabel erfand, konnte 1881 das „ReichstelegraphenUntergrundnetz“ in Deutschland seinen Betrieb aufnehmen. Es hatte eine Länge von 5460km und verband 221 deutsche Städte. Die Erfindung der Guttapercha-Presse hat jedoch auch eine weitere Entwicklung angestoßen. Nachdem viele Staaten schon Nachrichten auf dem Landweg miteinander austauschen Quantensprung für die transatlantische Kommunikation Das angeblich erste Unterwasserkabel der Geschichte wurde 1839 in einem Fluss bei Kalkutta verlegt. Aufgrund technischer Mängel und fehlendem Isoliermaterial hat es allerdings nie funktioniert. Erstes Kabel im Ärmelkanal Das erste wirklich funktionstüchtige Unterseetelegraphenkabel verband England mit Frankreich und wurde im November 1851 der Öffentlichkeit übergeben. Es wurde vom englischen Eisenbahningenieur Thomas Crampton konstruiert und mit 15.000 Pfund selbst finanziert. Schon ein Jahr zuvor konnte genau ein Telegramm über den Ärmelkanal übermittelt werden, doch danach war die Verbindung auf wundersame Weise unterbrochen. Die Legende besagt, dass ein französischer Fischer das Kabel fälschlicherweise für goldschimmernden Seetang hielt, sich ein Stück abschnitt und als Trophäe mit nach Hause nahm. In Amerika hatte man sich Mitte des Jahrhunderts Gedanken über eine transatlantische Telegraphenverbindung Gedanken gemacht. Man versprach sich gewaltige Gewinnchancen durch den raschen Informationsaustausch mit den Börsenplätzen und Rohstoffmärkten Europas. www.helukabel.de 103 Kabelgeschicht Das erste Transatlantik-Kabel Technischer Teil Der geistige Vater des ersten Transatlantik-Kabels war Cyrus W. Field, ein New Yorker Papierfabrikant. Er gründete 1854 ein Unternehmen, das ein Kabel auf dem sogenannten „Telegraphic Plateau“ - eine Tiefseeebene zwischen Irland und Neufundland - verlegen sollte. Dieses gleichmäßig sandig und ohne schroffe Felsen verlaufende Plateau hatte ein Jahr zuvor der amerikanische Marineleutnant Matthew F. Maury entdeckt. Neben Maury konnte Cyrus W. Field Wissenschaftler wie Morse, Faraday und Kelvin sowie die amerikanische und englische Regierung für sein Projekt gewinnen. Bei der englischen Kabelfirma "Glass Elliot" aus Greenwich bestellt Field 1857 ein 4.000 km langes Kupferkabel. Es bestand aus einem elektrisch leitenden Strang von sechs Kupferdrähten, die mit einem siebten verseilt waren. Darüber lagen drei getrennte Schichten Guttapercha als Isolierung und Mantel, um welchen wiederum achtzehn Eisenstränge ge- Kabel- Verlegung auf hoher See 104 wickelt waren. Mit einem Gewicht von 2.500 Tonnen war das Kabel allerdings so schwer, dass die Tragkraft der größten Frachtschiffe nicht ausreichte. Mit Hilfe der beiden größten Schiffe der britischen und amerikanischen Kriegsmarine begann die Verlegung. Das Kabel spulte sich allerdings so schnell ab, dass es beim abrupten Abbremsen riss und verloren ging. Das Ansehen der Firma Siemens stieg daraufhin europaweit an, nachdem diese eine Theorie zur Berechnung der notwendigen Bremskraft auf eine Kabeltrommel entwickelt hatte. Erfolgreiche Verlegung Die transatlantische Verlegung war erst im 5. Versuch erfolgreich, nachdem in der Mitte des Atlantischen Ozeans die stärker armierten Kabel miteinander verbunden wurden und die beiden Schiffe in entgegengesetzter Richtung davon fuhren. Während der Fahrt reißt das Kabel mehrmals und musste auf hoher See aufwändig repariert werden. Am 7. August 1858 war das Kabel nach sechswöchiger Knochenarbeit endlich komplett verlegt. Aber die Freude währt nicht lange. Bei der offiziellen Einweihung des Transatlantikkabels gab es bereits Schwierigkeiten. Die Überlieferung der Grußbotschaft der englischen Königin an den amerikanischen Präsidenten dauert 16 Stunden, obwohl die Nachricht nur ca. 100 Wörter umfasste. Im September 1858 bricht dann das Kabel, wobei in den 4 Betriebswochen etwa 400 Nachrichten übertragen wurden. Gegen Ende des amerikanischen Bürgerkriegs bestellte www.helukabel.de Kabelgeschichte Weitere Herausforderungen Der Abschluss dieses für die damalige Zeit gigantischen Projektes führte zu immer größeren Herausforderungen. So begann Siemens 1867 mit der Verlegung eines 11.000 Kilometer langen Kabels von London nach Kalkutta. Viele der in den Folgejahrzehnten verlegten transatlantischen Kabel waren bis in die 50er Jahre des zwanzigsten Jahrhunderts im Dienst. Ein Atlantikseebeben von 1929 zerstörte achtzehn Transatlantikkabel. Neben solchen Naturkatastrophen sind die Kabel Strömungen und wandernden Sandbänken ausgesetzt, die Aufbau des transatlantischen Kabels, verlegt im Jahr 1858 es durchscheuern und zum Reißen bringen können. Auch Muscheln, Würmer, und größere Fische können das Kabel irreparabel beschädigen. So können sich bei fehlerhafter Armierung Teredon-Würmer auf der Suche nach Nahrung in die damalige Guttaperchaumhüllung bohren und dadurch die Isolation zerstören. Der größte Feind der Tiefseekabel aber ist der Mensch. Schiffsanker und Schleppnetze von Fischern zerstören Kabel ebenso fahrlässig wie militärische Gegner. Heute werden die Kabel so gut es geht in den Meeresboden eingegraben und kräftig ummantelt. Mit der Erfindung des Telefons 1876 verlor die Telegrafie ihre Bedeutung. Doch bis heute werden neben der Satellitenübertragung Glasfaserkabel durch die Meere verlegt, vor allem für den Internetverkehr. Modernste Kabel sind schneller, haben eine größere Kapazität und halten länger als Satelliten. Ihre weltweite Gesamtlänge beträgt mehr als 300.000 Kilometer. www.helukabel.de Technischer Teil Fields Gesellschaft 1864 erneut ein 5100 km langes und leistungsfähigeres Seekabel. Als Verlegungsschiff wurde die "Great Eastern" verpflichtet, der damals weltweit größte Liniendampfer, der die 7.000 Tonnen Kabelgewicht alleine transportieren konnte. Für Field war dies die letzte Chance, da er sein gesamtes Vermögen verpfändet hatte. Die Expedition startete 1865, wobei bei Reparaturarbeiten auf See das Kabel in 3.000 Meter Tiefe glitt und nicht mehr geborgen werden konnte. Im Jahr darauf gelang es jedoch ein neues Kabel zu verlegen und das ein Jahr zuvor verlorengegangene Kabel zu finden und dessen Verlegung zu beenden. So war eine Parallelverbindung zwischen Europa und Kanada entstanden, auf der 3 Worte in der Minute übertragen werden konnten. Informationen benötigten nun nicht mehr Tage über den Atlantik, sondern nur noch Minuten. 105 LWL-Technik Grundlagen der Lichtwellenleiter-Technik Seit der Entwicklung der Glasfasertechnologie in den 60er Jahren, werden Sprach- und Computerdaten zunehmend über LichtwellenleiterKabel übertragen. Der Begriff Lichtwellenleiter ist in der DIN 47002 und VDE 0888 genormt und besagt, dass es sich um einen Leiter handelt, in dem moduliertes Licht übertragen wird. Der Leiter kann aus Glasfaser oder Kunststoff bestehen und zeichnet sich durch seine extrem hohe Übertragungsrate aus, die bis zu mehreren Milliarden bit/s betragen kann. LWL sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen, weitestgehend abhörsicher und haben, wenn sie aus Glas bestehen, extrem geringe Dämpfungswerte. Faserherstellung Technischer Teil Ausgangsmaterial für die Glasfaserherstellung ist Quarzglas, welches durch verschiedene Abscheideverfahren mittels Gas- und Wärmezufuhr in eine Vorform gebracht wird. Zum Ausziehen der Faser wird der fertige Grundkörper in einem Ziehturm aufgehängt (vgl. Abb.). Die Höhe eines Ziehturms beträgt mehrere Meter, wobei das Ende der Vorform auf 2000 °C erhitzt wird, um das Ende zu greifen und die Faser herauszuziehen. Während des Ziehvorgangs bleiben die geometrischen Verhältnisse der Vorform erhalten, sodass in der Faser ein verkleinertes Abbild der Vorform entsteht. Kurz nach dem Abzug wird auf die Faser eine erste Schutzschicht aufgetragen und mit UV-Licht ausgehärtet. Dieses sogenannte Primärcladding soll die Faser vor schädlichen Einflüssen schützen, bevor Sie aufgetrommelt wird. Faseraufbau Wie oben beschrieben, besteht die Faser aus einem Kern (Core), einem Mantel (Cladding) und einer Beschichtung (Primär Coating). Der lichtführende Kern der Faser dient zum Übertragen des Signals. Der Mantel ist ebenfalls lichtführend und hat jedoch 106 eine niedrigere Brechzahl. Die Brechzahl, auch Brechungsindex genannt, ist ein Faktor, um den die Lichtgeschwindigkeit in einem optischen Material kleiner ist als im freien Raum (Vakuum). Der Mantel bewirkt dadurch eine Totalreflexion und somit www.helukabel.de eine Führung der Strahlung im LWLKern. Die Beschichtung ist ein Schutz vor mechanischen Beschädigungen und ist normalerweise 250 μm dick. Zwischen dem Mantel und der Beschichtung befindet sich noch eine Lackierung. Die Lackierung dient als Schutz, um die feuchte Atmosphäre von der Faser fernzuhalten. Die in den Fasern zur Datenübertragung notwendigen optischen Wellen, werden an der Grenzschicht von optischem Kern zu Mantel mittels Reflexion und Beugung fortgeleitet. Diese Wellenführung im Kern ist nur deshalb möglich, weil sich die Brechung des Lichtes im Kern und im Mantel unterscheiden. Durch eben diese erhöhte Kernbrechzahl wird das Licht am Mantel totalreflektiert. Totalreflexion kann nur beim Übergang eines Lichtstrahls aus einem optisch dichteren Stoff in einen optisch dünneren Stoff auftreten, nie im umgekehrten Fall. Ausser der Totalreflexion gibt es auch noch das Prinzip der Strahlenbrechung. Der Kern des Lichtwellenleiters ist bei diesem Prinzip so beschaffen, dass in ihm nach aussen hin der Brechungsgrad parabelförmig verläuft. Das heisst, die Strahlung innerhalb des Lichtwellenleiters wird bei diesem Typ durch die sich allmählich verändernde Brechungszahl des Kerns abgelenkt. Man nennt diese Art der Lichtwellenleiterfaser auch Faser mit Gradientenprofil. Technischer Teil LWL-Technik Faserarten Weiter wird zwischen Fasern unterschieden, in denen mehrere Lichtsignale übertragen werden können und solchen, in denen nur ein Lichtstrahl übertragen wird. LWL in denen die Übertragung von mehreren Strahlen möglich ist nennt man Multimodefasern, diese in denen nur ein Strahl übertragen wird nennt man Singlemodefasern (siehe Abb.) Multimodefasern mit Stufenprofil (Stufenindex-Profilfaser) besitzen einen relativ großen Kern, in dem sich viele Moden ausbreiten. Der Brechungsindex ist im Kern konstant und stufenförmig gegenüber dem Mantel erhöht. Mit unterschiedlichem Winkel zur Achse breiten sich die Strahlen (Moden) aus. Durch die unterschiedlich langen Zick-Zack-Wege haben die Strahlen unterschiedliche Laufzeiten (Modendispersion). LWL mit einer Stufenindexfaser eignen sich für kleine Übertragungsbandbreiten (bis 100 MHz) und für Entfernungen bis maximal einen Kilometer. Der typische Kerndurchmesser beträgt bei dieser Faser 200 μm, mit einer Bandbreite von weniger als 100 MHz x km und einer Dämpfung von ca. 6 dB/km. Multimodefasern mit Gradientenprofil (Gradientenindex-Profilfaser) besitzen einen kleinen Kern (meist 50 μm, 62,5 μm, 85 μm, oder 100 μm), in dem www.helukabel.de 107 LWL-Technik Technischer Teil sich mehrere Moden ausbreiten. Der Brechungsindex ist parabolisch von der Kernmitte zum Mantel abfallend. Dadurch wird ein Laufzeitausgleich der Strahlen erreicht. Die Strahlen werden nach außen allmählich gebogen und kehren zur Mitte des Kerns zurück. Die Modendispersion ist aufgrund dieses Verfahrens wesentlich geringer als bei der Stufenindexfaser und die Strahlen erreichen bei genau richtigem Indexprofil trotz unterschiedlicher Weglänge zum gleichen Zeitpunkt das andere Ende des LWL. Die Dämpfungswerte liegen bei ca. 2,6 dB/km (LED 850 nm), wodurch eine repeaterlose Übertragung von bis zu 10 km möglich ist. Ein Repeater regeneriert und verstärkt die empfangenen Signale und speist die Daten mit der ursprünglichen Intensität wieder in die Faser ein. Die StufenindexMultimode-Faser Bandbreite liegt hier wegen der besseren Unterdrückung der Modendispersion teilweise bei > 1 GHz x km. Diese Faser ist bei LANs die gebräuchlichste Faser. Singlemodefasern mit Stufenindexprofil (Einmodenfaser) verfügen über einen sehr kleinen Kern (ca. 9 μm) und sind dadurch in ihrer Herstellung, Verlegung und Anschließung am aufwendigsten. Diese Fasern arbeiten nur mit einer Mode, dadurch gibt es auch fast keine Modendispersion (0,1 ns/km) und nur eine sehr geringe optische Signaldämpfung (0,1 dB/km). Dieser LWL eignet sich für hohe Übertragungsbandbreiten (Bandbreite von > 10 GHz x km) und ohne den Einsatz eines Repeaters für Entfernungen von über 50 Kilometer. GradientenindexMultimode-Faser Monomode-Faser (Singlemode) Aufbau von Glasfaserkabeln Bevor wir eine Unterscheidung in Innen- und Außenkabel durchführen, gilt es Aderkonstruktionen zu erwähnen, in welchen die Fasern vor Zugkräften, Torsion und Stauchung geschützt werden sollen. Die Faser kann nicht wie ein metallischer Leiter direkt verseilt werden, sondern muß von einer losen Ummantelung (Hohl- und Bündelader) 108 oder festen Ummantelung (Fest- oder Vollader) umgeben sein. Bei einer Hohlader ist die Faser von einem wasserabweisenden Gel umgeben lose in der Hülle angeordnet. Damit eine Stauchung oder Dehnung die Faser nicht beschädigen kann, ist die Faser mit einer definierten Überlänge in die Hülle eingelassen. Eine weitere Aderkonstruktion der losen www.helukabel.de LWL-Technik LWL-Hohlader Ummantelung ist die Bündelader. Sie besitzt im Vergleich zur Hohlader mehrere Fasern. Den Gegensatz zur Hohlader bildet die Festader, in welcher die Faser von einer Gleitschicht umgeben in einer festen Hülle sitzt. Ihr Vorteil liegt im geringen Platzbedarf und Gewicht, weist jedoch eine geringere Zugfestigkeit auf. Die beschriebenen Aderkonstruktionen bilden nun direkt oder mit weiteren Verseilelementen das LWL-Kabel. Diese LWL-Kabel werden in verschiedenen Standard- und Sonderausführungen angeboten und können LWL-Bündelader mehrere hundert Fasern beinhalten. In der LWL-Kabeltechnik wird hauptsächlich die Lagenverseilung angewendet. Hierbei sind die Verseilelemente konzentrisch in einer oder mehreren Lagen um ein Zentralelement angeordnet. Sind die Verseilelemente Einzelelemente wie z.B. LWL-Adern, LWL-Bündchenadern, Kupferadern oder Blindelemente, dann spricht man von LWLLagenkabel. Besteht dagegen die Seele aus Bündeln verseilter Elemente, so spricht man von einem LWLBündelkabel. Technischer Teil LWL-Vollader Arten von Glasfaserkabeln Nach dem Verwendungszweck lassen sich diese LWL-Kabel in Innen- und Aussenkabel unterscheiden. Der Mantel bei LWL-Innenkabel besteht normaler Weise aus halogenfreien Materialien, um korrosiven und toxischen Gasen im Brandfall vorzubeugen. Wird den LWL-Kabeln Flexibilität abverlangt, so bestehen sie aus einer kleinen Anzahl von Fasern, welche durch eine feste Umhüllung geschützt werden. Für die feste Verlegung eignen sich hingegen auch LWL-Kabel mit höheren Faserzahlen. Im Gegensatz zu den Innenkabeln sind Aussenkabel weiteren Einwirkungen wie Feuchtigkeit, Druck, Abrieb und sonstigen Substanzen ausgesetzt. Aus diesem Grund bestehen verschiedene Konstruktionen, um die Kabel beispielsweise längswasserdicht und Nagetiersicher zu bekommen. Dies können Quellfliessbänder und Geflechte sein. www.helukabel.de 109 Kupferdatentechnik Grundlagen der Kupferdaten-Technik Die Kupferkabel lassen sich wie die schon beschriebenen LWL-Kabel nach dem Einsatzgebiet (Innen/Aussen) sowie der Verlegung (flexibel/fest) unterscheiden. Aufgrund dessen gibt es auch bei den Kupferkabeln verschiedene Konstruktionen, welche sich auf die Kabel- und Kostenstruktur auswirken. So ist bei der Konstruktion bspw. die Signalform, die elektrische Umgebung, die klimatischen und mechanischen Verhältnisse sowie der Leistungspegel zu beachten. In diesem Kapitel werden wir Ihnen die dazu gebräuchlichsten Typen und Normen vorstellen. Typen von Kupferdatenkabeln Technischer Teil Bei Kupferdatenkabel lassen sich fol- S/FTP - Screened Foil Twisted Pair gende allgemeine Typen anführen. Das S/FTP-Kabel ist ein geflecht- und foliengeschirmtes, paarverseiltes FTP - Foil Twisted Pair Datenkabel. Beim FTP-Kabel ist um die vier Adernpaare eine Folienschirmung aus S/STP - Screened Shielded Aluminiumfolie angebracht. Die elekTwisted Pair tromagnetische Abschirmung wird Das S/STP-Kabel ist ein geflecht- und durch das Verdrillen der Adernpaare paargeschirmtes Datenkabel . und den Folienschirm erreicht. STP - Shielded Twisted Pair PiMF - Paar in Metallfolie Mit Metallfolie geschirmtes Paar eines Datenkabels. Handelt es sich bei der Einzelschirmung um eine Folienschirmung, dann spricht man von einem Kabel mit paarweise in Metallfolie geschirmten Adern, kurz PiMF. FTP 110 Bei dem STP-Kabel handelt es sich um ein symmetrisches Kabel mit paarig verseilten und geschirmten Adern. Die Standardausführung von STPKabeln sind zwei- und vierpaarig. Als Schirmung der Adernpaare dient in aller Regel ein Folienschirm aus einer S/FTP www.helukabel.de S/STP Kupferdatentechnik S/UTP UTP ViMF Beim S/UTP-Kabel handelt es sich um ViMF - Vierer in Metallfolie ein geflechtgeschirmtes und paar-verseiltes Datenkabel. Deutsche Bezeichnung für ein STPKabel mit zwei verdrillten ZweidrahtUTP - Unshielded Twisted Pair leitungen, die durch eine Metallfolie Das UTP-Kabel ist ein symmetri- geschirmt sind. Die Art der Verseilung sches, nichtgeschirmtes Kabel mit kann als zwei verdrillte Leitungspaare paarweise verdrillten farbigen Drähten. oder Sternvierer ausgeführt sein. Technischer Teil alukaschierten Polyesterfolie, als ger und vierpaariger Ausführung gibt, Gesamtschirmung wird eine Geflecht- ist der dominierende Kabeltyp in der Etagenverkabelung und der Endgeschirmung verwendet. räteverkabelung. Er ist Bestandteil des Verkabelungsstandards 11801 und der S/UTP - Screened Unshielded EIA /TIA-Spezifikationen. Twisted Pair Dieser Kabeltyp, den es in zweipaari- Nationale und internationale Normen und Standards Europa: EN 50173 Informationstechnik - Anwendungsneutrale Verkabelungssysteme Diese europäische Norm beschreibt die universelle, dienstunabhängige Verkabelungsstruktur zur informationstechnischen Gebäudeverkabelung und definiert dabei Grenzwerte für Kupferkabel und Anschlusskomponenten abhängig von der Übertragungsfrequenz: Kategorie 3 bis 16 MHz Kategorie 5 bis 100 MHz Kategorie 6 bis 250 MHz Kategorie 7 bis 600 MHz www.helukabel.de 111 Kupferdatentechnik Des Weiteren definiert sie die Qualität von eingesetzten Glasfaserkabeln und Anschlusskomponenten, legt zu verwendende Steckverbinder für informationstechnische Anschlüsse sowie Prüf- und Meßmethoden fest. Zudem werden Grenzwerte für Übertragungsstrecken der verwendeten Kabel und Anschlusskomponenten in Klassen von Übertragungsfrequenzen definiert: Klasse A max. 100 kHz Klasse B max. 1 MHz Klasse C max. 16 MHz Klasse D max. 100 MHz Klasse E max. 250 MHz Klasse F max. 600 MHz Neue Klassen für LWL USA: EIA/TIA 568 A + 568 B Commercial Building Telecommunications Wiring Standard Technischer Teil Diese nordamerikanische Norm ist der Vorläufer der ISO/IEC 11801 und EN 50173 und definiert Übertragungseigenschaften von Kupferkabeln und Anschlusskabeln in Kategorien der Übertragungsfrequenz: Kategorie 3 bis 16 MHz Kategorie 4 bis 20 MHz Kategorie 5 bis 100 MHz Kategorie 6 bis 200/400 MHz Kategorie 7 bis 600 MHz Außerdem legt er die Pinbelegung und Paarzuordnung für RJ45-Stecker für verschiedene Dienste (Telefon, Ethernet, Token Ring, ...) fest. International: ISO/IEC IS 11801 2. Ausgabe Generic Cabling for Customer Premises / Interconnection of Information Technology Equipment Diese internationale Norm beschreibt die strukturierte Verkabelung zur informationstechnischen Gebäudeverkabelung unabhängig von den eingesetzten Diensten und definiert Grenzwerte für die Übertragungseigenschaften der verwendeten Kupferkabel und Anschlusskomponenten in vier Klassen (in Abhängigkeit von der Übertragungsfrequenz): Klasse A bis 100 kHz Klasse B bis 1 MHz Klasse C bis 16 MHz Klasse D bis 100 MHz Klasse E bis 250 MHz Klasse F bis 600 MHz Wie die EN 50173 definiert sie ferner die Qualität von eingesetzten Glasfaserkabeln und Anschlusskomponenten sowie Prüf- und Messmethoden. 112 www.helukabel.de Polymere Wichtige Polymere für Isolierwerkstoffe Polymere (Kunststoffe) sind Makromoleküle, die aus vielen kleinen Grundbausteinen, den Monomeren aufgebaut sind. In der Kabelindustrie kommen drei Hauptgruppen von Kunststoffen zum Einsatz: Polymere Thermoplaste Elastomere Duroplaste Thermoplaste sind nichtvernetzte Polymere. Durch Erwärmung werden sie wieder in einen plastischen Zustand versetzt, d