Zwei Zahlen, zwei unterschiedliche Beanspruchungen
IEC-Kabelnormen geben die Nennspannung als U0/U an. U0 ist die Spannung zwischen Leiter und Erde bzw. metallischem Schirm; U ist die Spannung zwischen zwei beliebigen Außenleitern. Ein 0,6/1-kV-Kabel ist also für 0,6 kV zwischen Leiter und Erde und 1 kV zwischen den Leitern ausgelegt. IEC 60502-1 ergänzt einen dritten Wert in Klammern, 0,6/1 (1,2) kV, wobei 1,2 kV die höchste Netzspannung ist, der das Kabel im Betrieb ausgesetzt sein darf.
Die Aufteilung ist wichtig, weil die Isolierung auf zwei Arten beansprucht wird. Zwischen Leiter und Erde liegt die Beanspruchung über einer einzigen Isolierwand. Zwischen zwei Leitern liegt sie über zwei Wänden in Reihe. Ein Kabel mit der Angabe U0/U ist so gebaut, dass beide Beanspruchungen über die Betriebszeit innerhalb dessen bleiben, was Isolierdicke und Compound aushalten.
Der häufige Fehler besteht darin, 0,6/1 kV als „für Netze von 600 V bis 1.000 V“ zu lesen. Ein anderer ist, eine US-Angabe von 600 V direkt mit einer IEC-Angabe von 0,6/1 kV zu vergleichen. Sie stammen aus unterschiedlichen Systemen, folgen unterschiedlichen Prüfregimen und sind in einem Projekt ohne Zustimmung des Planers nicht austauschbar.
Nennspannungen, die Sie in Angeboten sehen
| Nennspannung | Typische Norm | Typische Produkte |
|---|---|---|
| 300/500 V | IEC 60227, EN 50525 | Ummantelte flexible Leitungen wie H05VV-F; britische Mantelleitung mit Schutzleiter nach BS 6004 |
| 450/750 V | IEC 60227, GB/T 9330, TIS 11 | Einadrige Installationsleitungen (H07V-U/R/K), Steuer- und Messleitungen |
| 600 V | UL 83, UL 44 | US-Gebäudeleitungen: THHN/THWN-2, XHHW-2 |
| 0,6/1 kV | IEC 60502-1, BS 5467, BS 6724 | Niederspannungs-Energiekabel, bewehrte und Aluminiumkabel, Kabel mit Funktionserhalt |
| DC 1,5 kV | EN 50618, IEC 62930 | Solarkabel H1Z2Z2-K |
| 600 / 1000 / 2000 V | UL 4703 | US PV Wire |
| 3,6/6 bis 18/30 kV | IEC 60502-2 | Mittelspannungs-Energiekabel mit halbleitenden Schichten und metallischem Schirm |
Die Referenzkonstruktionen auf dieser Website folgen demselben Muster: Die Installationsleitung ist für 450/750 V ausgelegt, die flexible Leitung für 300/500 V, das Niederspannungskabel für 0,6/1 kV und das Mittelspannungskabel für 8,7/15 kV. Die vollständigen Konstruktionen finden Sie auf den Seiten zu Installationsleitungen und Niederspannungskabeln.
Was 8,7/15 kV in der Praxis bedeutet
Mittelspannungsangaben folgen derselben U0/U-Logik. Ein 8,7/15-kV-Kabel ist für 8,7 kV zwischen jedem Leiter und seinem metallischen Schirm und 15 kV zwischen den Phasen ausgelegt. IEC 60502-2 nennt die Standardpaare 3,6/6, 6/10, 8,7/15, 12/20 und 18/30 kV. Der Katalog des Partnerwerks, aus dem unsere Referenzen stammen, deckt Nennspannungen bis 8,7/15 kV ab; Projekte mit 12/20 oder 18/30 kV werden einem anderen Werk mit passender Extrusions- und Prüfausrüstung zugeordnet.
Zwei Punkte überraschen Einkäufer. Erstens ist der U0-Wert ebenso wichtig wie U. Welcher U0-Wert zu einem Netz passt, hängt von der Netzspannung, der Sternpunktbehandlung und der Abschaltzeit bei Erdfehlern ab; der Projektplaner wählt die Nennspannung daher aus den Netzdaten und nicht allein aus der Nennspannung des Netzes. Zweitens steigt die Isolierdicke mit der Spannung steil an: Das Referenzkabel 8,7/15 kV 3x95 mm2 hat 4,5 mm XLPE, gegenüber 0,9 mm beim Referenzkabel 0,6/1 kV 4x25 mm2. Dieses zusätzliche Material plus die Schichten sind der Grund, warum Mittelspannungskabel bei gleichem Leiterquerschnitt pro Meter deutlich mehr kosten. Die Seite zu Mittelspannungskabeln zeigt den Aufbau.
Nennspannungen unter 1 kV
Unter 1 kV wirken die Angaben in IEC 60227 und den harmonisierten Codes klein, sind aber ebenso wichtig. Eine einadrige 450/750-V-Leitung wie H07V-R ist für die feste Verlegung in Rohren oder Kanälen vorgesehen; eine 300/500-V-Leitung wie H05VV-F für Geräte und leichte Anschlüsse. Die niedrigere Nennspannung geht mit dünneren Isolier- und Mantelwänden einher: Die Referenzleitung 3x1,5 mm2 hat 0,7 mm PVC-Isolierung und einen 0,9 mm Mantel. Eine 300/500-V-Leitung dort einzusetzen, wo die Planung ein 450/750-V-Kabel vorsieht, ist eine Nichtkonformität, auch wenn die Stromkreisspannung nur 230 V beträgt, denn die Normen verknüpfen jede Nennspannung mit bestimmten Einsatz- und Verlegebedingungen.
Steuer- und Messleitungen nach GB/T 9330 sind typischerweise ebenfalls für 450/750 V ausgelegt. Sie führen Signale und Steuerkreise statt Energie, ihre Nennspannung muss aber dennoch zur höchsten im Schaltschrank oder auf der Kabeltrasse vorhandenen Spannung passen. Teilen sich Steueradern eine Trasse mit 0,6/1-kV-Energiekabeln, entscheidet der Projektplaner, ob eine Trennung oder ein höher eingestuftes Kabel nötig ist. Gemischte Leistungsverzeichnisse sind bei Ingenieurprojekten üblich, und der Desk prüft, dass jede Position die in den Plänen vorgegebene Nennspannung trägt.
Wie Nennspannungen geprüft werden
Eine Nennspannung ist nur aussagekräftig, wenn das Kabel dagegen geprüft wird. Jede Trommel jeder Spannungsklasse erhält während oder nach der Produktion eine Spannungs- oder Funkenprüfung der Isolierung. Bei Mittelspannungskabeln kommt mehr hinzu: IEC 60502-2 schreibt als Stückprüfung eine Spannungsprüfung mit 3,5 U0 für 5 Minuten und eine Teilentladungsmessung nach dem Verfahren von IEC 60885-3 vor, bei der die Entladung bei 1,73 U0 die angegebene Empfindlichkeit von 10 pC oder besser nicht überschreiten darf. Typprüfungen, einmal je Konstruktion durchgeführt, umfassen längere und härtere Spannungsprüfungen sowie Alterungsprüfungen. Die Seite zu Prüfung und Inspektion listet auf, was der Desk je Auftrag prüft.
Die Nennspannung für Ihren Auftrag wählen
Eine praxisnahe Reihenfolge für Einkäufer, die nicht selbst Planer sind:
- Nennspannung aus Plänen oder Leistungsverzeichnis übernehmen: Der Planer hat U0/U für das Netz bereits festgelegt. Steht im Leistungsverzeichnis nur „1-kV-Kabel“, fragen Sie nach, ob 0,6/1 kV nach IEC 60502-1 gemeint ist.
- Norm an den Markt anpassen: Ein 0,6/1-kV-Kabel nach IEC 60502-1, BS 5467 oder einer nationalen Norm kann sich in Mantel, Kennzeichnung und Prüfdetails unterscheiden.
- Nicht ohne Freigabe höher oder niedriger einstufen: Eine höhere Nennspannung bedeutet dickere Isolierung, größeren Durchmesser und andere Verschraubungen; eine niedrigere ist nicht zulässig.
- Für DC-Solarkreise ein DC-Kabel verwenden: H1Z2Z2-K ist nach EN 50618 für DC 1,5 kV ausgelegt; siehe die Seite zu Solarkabeln.
- Auf den Mantel drucken lassen: Die Nennspannung sollte im Mantelaufdruck stehen, damit Installateur und Prüfer sie ablesen können.
Die Nennspannung ist von der Strombelastbarkeit zu trennen. Der Leiterquerschnitt für eine bestimmte Last hängt von der Verlegeart ab und wird je nach Geltungsbereich nach IEC 60364-5-52, BS 7671 oder NEC festgelegt und vom Projektplaner bestätigt. Stehen beide fest, senden Sie Typbezeichnung und Mengen über das Anfrageformular; der Desk bestätigt die Konstruktion schriftlich, bevor ein Werk Kupfer bucht.