Was ist ein Erdkabel?

Stellen Sie sich all die unordentlichen Kabel vor, die früher über unseren Straßen hingen. Und jetzt stellen Sie sich eine Welt vor, in der Strom sicher und verborgen unter unseren Füßen fließt! Genau das leisten Erdkabel . Sie sind wie die geheimen Stromleitungen und sorgen dafür, dass Häuser, Schulen und Fabriken jeden Tag mit Strom versorgt werden.

Warum verlegen wir Kabel unterirdisch? Nun, Freileitungen können bei starken Stürmen reißen oder sehen ziemlich unschön aus, wenn sie über unseren Städten schweben. Erdkabel sind vor Unwettern wie Wind, Regen und Blitzschlag geschützt und lassen unsere Städte viel schöner aussehen! Aber hier ist der Haken: Sie sind deutlich teurer in der Verlegung und auch in der Reparatur, falls etwas schiefgeht.

In diesem Leitfaden gehen wir in die Tiefe. Wir erfahren mehr über die verschiedenen Arten von Erdkabeln, woraus sie bestehen, wie sie gekühlt werden, wie Ingenieure sie verlegen, wie sie repariert werden und was wir im Hinblick auf unseren Planeten beachten müssen.

Wie wir Erdkabel sortieren

Ingenieure haben clevere Methoden, Kabel zu gruppieren, ähnlich wie Bücher in einer Bibliothek sortiert werden. So können sie für jede Aufgabe das passende Kabel auswählen. Wir sehen uns drei der wichtigsten Methoden dafür an.

Um wie viele Drähte handelt es sich im Inneren?

Betrachten wir zunächst das Herzstück des Kabels – die eigentlichen Drähte, die den Strom transportieren. Wie viele Hauptdrähte hat ein Kabel?

• Einadrige Kabel: Stellen Sie sich ein Kabel mit nur einem Hauptdraht vor. Das ist ein einadriges Kabel! Sie sind wie eine extrem schnelle, einspurige Autobahn und ideal für den Transport großer Strommengen. Beispielsweise werden sie verwendet, um große Maschinen anzuschließen oder Strom über weite Strecken zu übertragen. Was ist das Besondere an ihnen? Sie sind nicht zu schwer und lassen sich leicht biegen. Aber denken Sie daran: Sie transportieren nur einen Hauptstrom.
• Dreiadrige Kabel: Stellen Sie sich drei Hauptdrähte vor, die in einem robusten Kabel gebündelt sind. Das ist ein dreiadriges Kabel. Warum dreiadrig? Weil die meisten unserer großen elektrischen Anlagen (z. B. in Fabriken oder ganzen Wohngebieten) am besten mit einem Drehstromsystem funktionieren, das besonders effizient ist. Diese Kabel sind robuster und ordentlicher als drei einzelne Drähte. Sie funktionieren wie drei Fahrspuren auf einer Autobahn – alle arbeiten zusammen!
• Mehradrige Kabel: Was tun, wenn Sie noch mehr separate Verbindungen benötigen? Mehradrige Kabel enthalten vier oder mehr Hauptadern . Sie kommen zum Einsatz, wenn in einem komplexen elektrischen System viele verschiedene Komponenten gleichzeitig gesteuert werden müssen. Sie bilden quasi ein ganzes, geheimes Netzwerk von Leitungen innerhalb eines einzigen Kabels!

  Nach der Stärke des Stroms (Spannungsnennwert)

  Als Nächstes sortieren Ingenieure die Kabel danach, wie viel „Druck“ (die sogenannte Spannung ) der Strom hat. Man kann sich das wie den Vergleich eines kleinen Gartenschlauchs mit einem riesigen Feuerwehrschlauch vorstellen – beide transportieren Wasser, aber mit ganz unterschiedlicher Stärke!

  • Niederspannungskabel: Diese Kabel führen Spannungen bis zu 1 kV. Sie sind allgegenwärtig! Man findet sie zu Hause, in Schulen und Geschäften, wo sie Lampen, Computer und Alltagsgegenstände mit Strom versorgen. Diese Kabel sieht man am häufigsten in Städten und Gemeinden.
  • Mittelspannungskabel (MS-Kabel): Diese Kabel sind deutlich robuster! Sie transportieren Spannungen von 1 kV bis 35 kV. Sie sind vergleichbar mit den Hauptverkehrsadern, die große Kraftwerke mit großen Gebäuden oder Industriegebieten verbinden. Sie sind ein extrem wichtiges Glied in unserem Stromnetz.
  • Hochspannungskabel: Das sind die wahren Giganten! Sie transportieren Elektrizität ab 35 kV, manchmal sogar Hunderttausende von Volt! Hochspannungskabel sind wie die Autobahnen des Stroms; sie transportieren riesige Mengen an Elektrizität über sehr lange Strecken, vom Erzeugungsort (wie einem großen Kraftwerk) bis hin zu Großstädten.

  Durch die Art und Weise, wie sie in den Boden eingelassen werden

  Und wie gelingt es den Ingenieuren eigentlich, diese Kabel unterirdisch zu verlegen? Es gibt verschiedene Methoden, und jede hat ihre Vor- und Nachteile.

  • Direkt verlegte Kabel: Dies ist die einfachste Methode. Techniker heben einen Graben aus, verlegen das Kabel direkt im Erdreich und bedecken es anschließend. Einmal vergraben, sind die Kabel nicht mehr sichtbar – ein optischer Vorteil! Diese Methode ist kostengünstiger. Doch es gibt einen Haken: Sollte ein Kabel später brechen, ist die genaue Bruchstelle zu finden wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen, und das Ausgraben ist sehr aufwendig.
  • Kabelkanalverlegung: Stellen Sie sich vor, Sie verlegen Kabel in einem langen, offenen Betonkasten, der auf dem Boden steht. Das ist die Kabelkanalverlegung. Die Kabel sind sichtbar und leicht zugänglich, sodass die Überprüfung oder Reparatur unkompliziert ist. Ideal, wenn Sie später eventuell weitere Kabel verlegen möchten.
  • Tunnelverlegung: Bei wirklich großen Projekten, wie der Stromversorgung unter einem Fluss oder durch ein riesiges Stadtzentrum, bauen Ingenieure manchmal regelrechte unterirdische Tunnel nur für die Kabel! Das ist anfangs sehr teuer. Aber sobald die Tunnel fertig sind, lassen sich die Kabel im Inneren viel einfacher überprüfen, reparieren oder erweitern. Es ist, als hätte man einen eigenen, privaten unterirdischen Strompfad – ziemlich cool!

  Woraus bestehen Erdkabel?

  Stellen Sie sich ein Erdkabel wie eine sehr stabile Zwiebel mit vielen Schichten vor. Jede Schicht hat eine äußerst wichtige Aufgabe: Sie sorgt für einen sicheren Stromfluss und gewährleistet die lange Lebensdauer des Kabels unter der Erde.

  • Adern oder Leiter: Das ist das Herzstück, der Motor, der Hauptteil, der den Strom leitet. Er besteht üblicherweise aus vielen dünnen, miteinander verdrillten Kupfer- oder Aluminiumdrähten. Warum verdrillt? Dadurch wird das Kabel biegsam und lässt sich leichter verlegen! Manchmal erhalten Kupferdrähte eine dünne, silberähnliche Zinnschicht, um die Kontaktierung zu verbessern und Rost zu verhindern.
  • Isolierschicht: Diese Schicht bildet eine extrem wichtige Schutzschicht um jeden einzelnen Draht. Sie besteht aus speziellem Kunststoff oder Gummi. Ihre Aufgabe? Sie verhindert, dass Strom austritt (ein sogenannter Leckstrom!) und dass sich die Drähte berühren, was einen Kurzschluss oder sogar einen Brand verursachen könnte. Je dicker diese Schicht ist, desto mehr Strom kann sie sicher halten.
  • Metallmantel: Über der Isolierung befindet sich ein robuster Metallmantel, üblicherweise aus Blei oder Aluminium. Diese Schicht bildet die Schutzschicht des Kabels. Sie verhindert, dass Wasser, Gase und schädliche Chemikalien aus dem Erdreich zu den empfindlichen inneren Bauteilen gelangen. Dieser Metallschutz ist unerlässlich, damit das Kabel in seinem unterirdischen Verlegeort viele Jahre lang hält.
  • Bettung: Direkt über der Metallabdeckung befindet sich eine weiche Schicht, oft aus robustem Material wie Jute. Wozu dient sie? Sie schützt die Metallabdeckung vor Kratzern oder Beschädigungen durch die nächste, deutlich robustere Schicht. Man kann sie sich als Schutzpolsterung vorstellen.
  • Armierung: Hier erhält das Kabel seine extreme Festigkeit! Sie besteht aus einer oder zwei Lagen starker Stahldrähte oder -bänder, die um das Kabel gewickelt sind. Diese Schicht schützt das Kabel vor Beschädigungen – beispielsweise, wenn es bei der Installation versehentlich von einem scharfen Gegenstand getroffen wird oder später jemand in der Nähe gräbt. Bei Kabeln, die an einem besonders sicheren Ort verlegt sind, ist diese Schicht nicht erforderlich.
  • Ummantelung: Schließlich die alleräußerste Schicht, oft ebenfalls aus Jute. Diese „Ummantelung“ ist wie die äußere Hülle des Kabels. Sie schützt die robuste Stahlarmierung vor Rost und Witterungseinflüssen. Sie ist die letzte Verteidigungslinie!

  Moderne Dämmstoffe

  • Vernetztes Polyethylen (XLPE): Dieses Material ist ein wahres Isolierwunder! Es ist hervorragend hitzebeständig, chemikalienbeständig und absolut wasserdicht. Dadurch eignet es sich perfekt für Hochleistungskabel. XLPE funktioniert auch bei deutlich höheren Temperaturen, sodass Kabel aus diesem Material noch mehr Strom transportieren können!
  • Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR): Hier ist eine weitere fantastische Option! EPR ist extrem flexibel und verträgt große Temperaturschwankungen hervorragend. Egal ob der Boden im Sommer brütend heiß oder im Winter eiskalt ist, EPR-Kabel funktionieren einwandfrei. Ein echter Durchbruch für Regionen mit extremen Wetterbedingungen!

  Diese hochentwickelten Kunststoffisolatoren verlängern die Lebensdauer von Kabeln erheblich, reduzieren den Reparaturaufwand und verbessern die Leistung im Vergleich zu den alten Materialien deutlich. Es ist, als würde man von einem alten, langsamen Auto auf einen brandneuen, superschnellen Sportwagen umsteigen – nur eben für Elektrizität!

  Abschluss

  Was haben wir also über diese erstaunlichen, verborgenen Erdkabel gelernt? Sie sind eine äußerst intelligente und wichtige Methode, uns alle mit Strom zu versorgen. Sie verschönern unsere Städte, schützen unsere Stromversorgung vor Unwettern und sind wesentlich sicherer für die Menschen. Eine fantastische Lösung!

  Ja, die Installation ist teurer und Reparaturen sind im Fehlerfall schwieriger. Ingenieure haben jedoch clevere Methoden entwickelt, um sie zu gruppieren (nach Anzahl der Drähte, Stromstärke und Installationsart), und neue Materialien wie XLPE und EPR machen sie robuster und langlebiger als je zuvor.

  Für Ingenieure ist der Umgang mit Wärme von größter Bedeutung. Zu viel Hitze kann schwerwiegende Probleme verursachen! Daher müssen sie stets die Bodenbeschaffenheit rund um das Kabel, die Verlegetiefe und die Anzahl der gebündelten Kabel berücksichtigen. Diese Details sind entscheidend für die Sicherheit unserer Stromversorgung.

  Da immer mehr Städte weltweit ihre Stromleitungen für eine sicherere und schönere Zukunft verlegen, müssen wir ständig dazulernen. Wir müssen weiterhin untersuchen, wie sich diese Kabel langfristig auf unsere Erde auswirken. So können wir uns stetig verbessern und sicherstellen, dass unsere Energieversorgung der Zukunft sowohl sicher für uns als auch gut für unseren Planeten ist. Es ist eine große Aufgabe, an der engagierte Menschen jeden Tag arbeiten!