aluminium

Energiemanagement
Energieverteilung
KUPFER
Publicis; Quelle: Finanztreff.net
ALUMINIUM
2009
2010
2011
Kostengünstig oder brandgefährlich?
Aluminium versus Kupfer
In Zeiten überproportional steigender Rohstoffpreise für Kupfer gewinnt
Aluminium als Leitermaterial in der Niederspannungs-Energieverteilung wieder
an Bedeutung. Doch sind die Kosteneinsparungen gegenüber Kupfer wirklich
so groß? Und was ist neben den Preisen noch zu beachten?
D
ie Zahlen sprechen für sich: Der nötig sind. Andererseits ist Aluminium
Kupferpreis stieg in den letzten rund 35 Prozent leichter als Kupfer.
Werden diese Faktoren berücksichtigt
drei Jahren von rund 4.000 auf
6.000 Euro pro Tonne, der für Aluminium und Aluminium statt Kupfer verwendet,
von etwa 1.300 auf 1.600 Euro pro Tonne. vermindern sich die Rohstoffkosten
Soll Aluminium als Leitermaterial ver- heute um ganze 80 Prozent. Aluminium
wendet werden, schlagen jedoch die um weist allerdings einige besondere Eigenrund 60 Prozent größeren Leiterquer- schaften auf, die neben den reinen Rohschnitte zu Buche, die aufgrund der ge- stoffpreisen bei der Wahl des Materials
ringeren Leitfähigkeit gegenüber Kupfer zu berücksichtigen sind.
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E-Installation | 02-2012
Mehr Platzbedarf,
geringere Flexibilität
Bei der Verwendung von Aluminium
benötigen die erforderlichen größeren
Leiterquerschnitte mehr Platz. Während
dies bei Hochspannungsleitungen keine
Rolle spielt, kann es in einem dicht
bestückten Schaltschrank schon das
K.O.-Kriterium sein. Zudem ist ein Alu-
8000
Raum zum Fließen von
Aluminium
Klemmen
geschlossen
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Siemens AG
2012
1000
2000
3000
Euro pro Tonne
4000
5000
6000
7000
Nachteile bringt, müssen bei der Aus- mehr oder weniger rechteckige Öffnung
wahl der anzuschließenden Geräte für das Kabel. Bei Anschluss eines runbeziehungsweise deren Klemmen sowie den Aluminiumkabels bleiben in den
bei der Verarbeitung der Kabel noch Ecken der Klemme Freiräume, in die der
weitere spezielle Eigenschaften des Alu- Aluminiumleiter fließen kann. Speziell
für Aluminiumleiter entwickelte Klemminiums bedacht werden.
An der Oberfläche von Aluminium bil- men, zum Beispiel Prismenklemmen,
det sich innerhalb kurzer Zeit eine Oxid- haben dagegen meist eine runde, ovale
schicht mit einem hohen Übergangswi- oder V-förmige Öffnung für das Kabel,
derstand. Wird solch ein Aluminiumkabel die deutlich die Gefahr mindert, dass
angeschlossen, erwärmt sich die Klemm- sich die Klemmstelle durch die Fließneistelle oft unzulässig stark. Je nach der gung des Aluminiums lockert.
Darüber hinaus sind die Oberflächen
Höhe von Strom und Spannung, die über
die Klemmstelle geführt werden, kann dieser Klemmen in der Regel speziell für
die Verwendung mit Aluminiumleitern
dies bis zum Brand führen.
ausgelegt. Für die Beschichtung der OberWerkzeugauswahl bei der Installation fläche dient ein Material, das in der elektrochemischen Spannungsreihe nahe bei
Vor dem Anschluss muss daher die Oxid- Aluminium liegt, um die Kontaktkorroschicht am Kabel entfernt und eine neuer- sion zu verringern. Hinsichtlich seiner
liche Oxidation verhindert werden, indem speziellen Eigenschaften liegt dieses
das Kabel mit technischer Vaseline einge- Material meist zwischen Kupfer und Alufettet wird. Aluminium ist gemäß der elek- minium, sodass die Klemmen auch für
trochemischen Spannungsreihe ein rela- Kupferleiter verwendet werden können.
tiv unedles Metall und erfordert, dass Die Klemmflächen sind zusätzlich oft mit
beim Entfernen der Oxidschicht keine Rippen versetzt, die eventuelle Reste der
Rückstände vom Werkzeug am Kabel blei- Oxidschicht am Kabel besser durchdrinben, die durch elektrochemische Kor- gen können und so eine sichere Kontakrosion wiederum die Übergangswider- tierung gewährleisten. So können zum
stände erhöhen. In der Praxis wird die Beispiel alle Sicherungslasttrennschalter
Oxidschicht daher mit einem handels- 3NP1 von Siemens ab der Baugröße NH00
miniumkabel im Vergleich zu einem üblichen Elektromesser abgeschabt.
mit Prismenklemmen ausgerüstet und in
Außerdem neigt Aluminium im Ver- die Geräte ab Baugröße NH1 sogar PrisKupferkabel bei gleicher Stromtragfähigkeit deutlich steifer. In Applikatio- gleich zu Kupfer im geklemmten Zustand menklemmen in doppelter Ausführung
nen, in denen eine flexible Kabelanbin- deutlich stärker zum Fließen. Daurch montiert werden. Letztere erlauben es
dung gefragt ist, bleibt Kupfer daher kann sich die Klemmstelle lockern und dann sogar, zwei Leiter in einer Klemme
nach wie vor die erste Wahl.
die Übergangswiderstände steigen. Die anzuschließen. Das Nachrüsten einer
Beim Biegen um enge Radien können Klemmstelle muss daher vor Inbetrieb- Prismenklemme erfolgt durch einfaches
sich in Aluminium Mikrorisse bilden. nahme der Anlage und nach 100 bis 200 Festschrauben an der Kontaktlasche des
Flachanschlusses.
Anlagenvibrationen während des Betriebsstunden nachgezogen werden.
Betriebs können dazu führen, dass die
Leitung nach längerer Betriebszeit unter Anforderungen an die Klemme
Fazit für die Materialauswahl
Umständen komplett reißt. Die Folge
wäre im schlimmsten Fall ein durch Die Klemme muss vom Hersteller für Aluminium ist als Material für Leitungen
einen seriellen Lichtbogen verursachter Aluminiumleiter freigegeben sein. Her- zwar deutlich günstiger als Kupfer. Doch
Anlagenbrand. Doch auch wenn all dies kömmliche Klemmen für den Anschluss ist seine Verarbeitung aufwendiger und
für eine Applikation keine gravierenden von Kupferleitern haben meist eine es entstehen Mehrkosten für die notwendigen Spezialklemmen. Bei Verteilungen
mit kleineren Kabelquerschnitten ist
Kupfer unterm Strich meist die kostenAluminiumkabel erforgünstigere Alternative. In der NiederRahmenklemme
Prismenklemme
dern zum Geräteanschluss
spannungs-Energieverteilung mit größebesondere Klemmen:
Eine Prismenklemme
ren Querschnitten bietet Aluminium
Klemmen
umschließt das Kabel
aber Einsparpotenziale. Werden die pasoffen
wesentlich dichter als
senden Klemmen ausgewählt und die
eine Rahmenklemme und
Leitungen fachgerecht verarbeitet, ist es
lässt im geschlossenen
Zustand wenig freien
+
auch eine sichere Alternative.
+www.siemens.de/lowvoltage
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+support.automation@siemens.com
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