Verteilerkästen: Kabeltypen, Installation und mehr

Verteiler, Sicherungskästen, Lastzentren und/oder Verteilertafeln – wie auch immer man sie nennt, sie sind ein wesentlicher Bestandteil jeder elektrischen Anlage. Verteiler dienen als zentrale Schaltstelle und Nervenzentrum, über das der Strom von der Hauptversorgung auf mehrere Stromkreise verteilt wird. 

Bei der Installation einer so wichtigen Komponente in Industrie-, Gewerbe- und Versorgungsanwendungen ist es unerlässlich, alles richtig zu machen. Sind Verteilertafeln korrekt verdrahtet, sind sie sicher und zuverlässig; geht jedoch etwas schief, können sie zu katastrophalen Unfällen führen. 

Hier erfahren Sie also alles, was Sie über die Verdrahtung von Verteilertafeln wissen müssen, um sicherzustellen, dass Ihre Anlage genau so funktioniert, wie es erforderlich und erwartet ist.

Die Rolle von Verteilertafeln verstehen

Verteilertafeln sind an Netztransformatoren angeschlossen. Sie verteilen den eingehenden Strom auf verschiedene Stromkreise. Jeder Stromkreis versorgt eine bestimmte Last, sei es eine Beleuchtungsanlage, eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage, Maschinen und Geräte oder eine Reihe von Steckdosen. 

Die Stromverteilung ist jedoch nicht die einzige Aufgabe der Verteilertafel. Die Verteilertafeln dienen auch als Schutz für nachgeschaltete Geräte und die Verkabelung mithilfe von Leistungsschaltern und Sicherungen. Sollte ein Abzweigstromkreis überlastet oder defekt sein, löst der Leistungsschalter aus, isoliert das Problem und verhindert so Schäden und Brände. 

Wenn eine Verteilertafel gut ausgelegt ist, können Sie sich darauf verlassen, dass sie eine sichere und effiziente Stromverteilung gewährleistet. Ist die Verteilertafel hingegen schlecht ausgelegt, bestehen Risiken wie Spannungsabfall, Überhitzung, Fehlauslösungen und Ausfälle. Da so viel von der Leistung der Verteilertafel abhängt, müssen die Verkabelungslösungen optimiert werden.

Verteilertafeln erfüllen im Allgemeinen vier Hauptzwecke:

1. Zentralisierung: Der Verteilerkasten dient als zentrale Schaltstelle, an der der eingehende Strom aufgeteilt und weitergeleitet wird.
2. Überstromschutz: Im Verteilerkasten sind Schutzschalter und Sicherungen eingebaut, um eine Überlastung des Systems zu verhindern.
3. Stromkreistrennung: Ermöglicht die individuelle Steuerung der Stromkreise, sodass diese für Wartungsarbeiten und Modernisierungen abgeschaltet werden können. 
4. Überwachung: Moderne intelligente Verteilerkästen verfügen häufig über spezielle Funktionen, darunter Verbrauchsmessung und Fernüberwachung.

Da so viel von den Verteilerkästen abhängt, ist es von entscheidender Bedeutung, die richtige Auswahl und Konfiguration der Verkabelung im Verteilerkasten zu gewährleisten. Wenn man bei der Auswahl der Verkabelung Abstriche macht, kann dies die Sicherheitsmerkmale selbst des am besten konzipierten Verteilerkastens untergraben. 

Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Zu beachtende Vorschriften und Normen

Glücklicherweise gibt es nationale und lokale Elektrovorschriften, die dazu beitragen, Standards festzulegen, um sicherzustellen, dass Schalttafeln den Sicherheitsgrundsätzen entsprechen. 

In den Vereinigten Staaten regelt der NEC (National Electric Code, NFPA 70) Verlegungsmethoden, Leiterquerschnitte, Strombelastbarkeitswerte, Isolationsarten und die für die Verkabelung erforderlichen Schutzmaßnahmen. Die UL-Normen gelten auch für viele Komponenten der Schalttafeln, wie Sammelschienen, Leistungsschalter und Gehäuse. Die Verkabelung muss zudem den UL-Spezifikationen entsprechen, wenn sie Teil einer UL-zertifizierten Schalttafelbaugruppe ist.

International gelten ähnliche Normen. IEC 61439 legt Konstruktions- und Leistungsanforderungen für Niederspannungs-Schalt- und Steuergeräte fest. Die CSA-Normen (insbesondere CSA C22.2) entsprechen ihren NEC-Entsprechungen in den USA, gelten jedoch für kanadische Schalttafeln. 

Beachten Sie, dass lokale Behörden möglicherweise zusätzliche Vorschriften und Bestimmungen haben, die oft strengere Auslegungen für ihre jeweiligen Zuständigkeitsbereiche beinhalten. Achten Sie bei der Beschaffung von Drähten und Kabeln darauf, dass die Zertifizierung den Anforderungen Ihres Marktes entspricht. Die Einhaltung lokaler Richtlinien kann gewährleisten, dass Ihre Schalttafel alle erforderlichen Prüfungen besteht, und senkt das Risiko sowie die Haftung bei Verdrahtungsfehlern.

Die Auswahl der richtigen Drähte und Kabel für Verteilerkästen

How do you ensure your distribution panel is up to par? It’s all about the wiring and cable that feed and connect the panels. Cables must be made to withstand any environmental stressors and mechanical strain while carrying appropriate current loads. 

Wie stellen Sie sicher, dass Ihr Verteilerkasten den Anforderungen entspricht? Es kommt ganz auf die Verdrahtung und die Kabel an, die die Verteilerkästen versorgen und miteinander verbinden. Kabel müssen so ausgelegt sein, dass sie allen Umwelteinflüssen und mechanischen Belastungen standhalten und gleichzeitig die entsprechenden Strombelastungen übertragen können. 

Was sind also die wichtigsten Aspekte, die Sie bei der Auswahl der Drähte für Ihren Verteilerkasten beachten sollten?

1. Leitermaterial

In den meisten Schalttafelanwendungen kommen aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Langlebigkeit Kupferleiter zum Einsatz. Kupfer bietet hervorragende Leitfähigkeit und Flexibilität. Es ist ermüdungsbeständig und eignet sich für enge Biegungen sowie für Anwendungen, bei denen Vibrationen auftreten können. 

Die andere Option ist Aluminium. Aluminium ist zwar leichter (und oft kostengünstiger) als Kupfer, jedoch müssen die Querschnitte groß genug sein, um eine gleichwertige Strombelastbarkeit zu gewährleisten. Außerdem erfordert Aluminium spezielle Anschlussklemmen, um galvanische Korrosion zu verhindern.

2. Leiterquerschnitt und Strombelastbarkeit

Der Leiterquerschnitt bestimmt den maximalen sicheren Strom, den ein Leiter führen kann. Ist ein Leiter zu dünn dimensioniert, kann dies zu Überhitzung und Spannungsabfall führen. Gleichzeitig kann ein überdimensionierter Leiter kostspielig und schwer anzuschließen sein.

Verwenden Sie die NEC-Tabelle 310.16, um Ihre Leiter richtig zu dimensionieren. Die Tabelle berücksichtigt Faktoren wie Strombelastbarkeit und Isolations-Temperaturwerte, um Ihnen zu helfen, die beste Lösung für Ihre Anwendung zu finden. 

3. Isolationsart

Die Isolierung der Leitungen muss den Umgebungs- und thermischen Bedingungen im Inneren des Schaltschranks standhalten können. Je nach den Anforderungen der Anwendung stehen mehrere hervorragende Optionen zur Auswahl.

THHN und THWN sind hitze- und feuchtigkeitsbeständige Isolationsarten, die häufig bei der Verkabelung von Schalttafeln verwendet werden. XLPE (vernetztes Polyethylen) verfügt über hervorragende dielektrische Eigenschaften und bietet eine hohe Wärmebeständigkeit. Silikon- und Teflon-Varianten können ebenfalls eine gute Wahl sein, wenn hohe Flexibilität oder Beständigkeit gegen hohe Hitze erforderlich ist. Schließlich ist PVC die kostengünstigste Isolierung, weist jedoch niedrigere Temperaturbeständigkeitswerte auf.

4. Flexibilität

Ein Verteilerkasten kann für all seine Aufgaben relativ klein sein. Die Drähte und Kabel, die in die Verteilerkästen führen, müssen oft enge Biegungen aushalten, wenn sie zu Leistungsschaltern oder Sammelschienen führen. Für optimale Flexibilität sind Litzenleiter eine gute Lösung und widerstehen zudem Vibrationen.

Massivleiter sind eine gute Wahl für feste, gerade Verlegungen.

5. Nennspannung

Das Kabel, das Sie für Ihre Verteilertafel auswählen, muss für die Systemspannung ausgelegt sein. Je nach Anwendung können 300 V, 600 V oder sogar höhere Spannungen die beste Wahl sein. Es ist unerlässlich, ein Kabel mit der richtigen Nennspannung zu wählen, da ein Kabel mit zu niedriger Nennspannung ein Sicherheitsrisiko darstellt.

Gängige Kabeltypen für Verteilertafeln

Welche Kabel werden am häufigsten für Verteilertafeln verwendet? Hier finden Sie Einzelheiten zu den am häufigsten ausgewählten Kabeln:

Gebäudekabel (THHN/THWN-2)

Gebäudekabel werden für allgemeine Verkabelungszwecke verwendet. Diese Kabel sind beständig gegen Hitze, Feuchtigkeit und andere Gefahren wie Benzin und Öl. Sie eignen sich am besten für handelsübliche Schalttafeln im gewerblichen und industriellen Bereich. 

MTW (Werkzeugmaschinendraht)

Werkzeugmaschinenkabel, auch MTW genannt, findet man typischerweise in der internen Verkabelung von Schalttafeln für industrielle Steuerungsanlagen. Dieses Kabel ist flexibel, ölbeständig und für Spannungen bis zu 600 V ausgelegt. Es ist eine gute Wahl für OEM-Schalttafelhersteller, die möglicherweise UL-gelistete Verkabelung benötigen. 

XHHW-2

In Zuleitungsstromkreisen und Hausanschlussleitern kommt häufig XHHW-2-Kabel zum Einsatz. Das Kabel verfügt über eine kreuzvernetzte Polyethylen-Isolierung mit hoher Temperatur- und Abriebfestigkeit. Es ist eine ideale Lösung für Schalttafeln, die raueren Umgebungsbedingungen und höheren Temperaturen standhalten müssen. 

Kabelrinne (TC, TC-ER)

Kabelrinne wird für die Strom- und Steuerungsverkabelung in Kanälen, Leitungsrohren und Kabelrinnen verwendet. Die Kabel sind in mehradrigen Ausführungen erhältlich und für die direkte Verlegung im Erdreich zugelassen (TC-ER). Kabelrinnenkabel sind die beste Wahl für große industrielle Schaltanlagen und Anwendungen mit komplexer Steuerungsverkabelung. 

Flexibles Stromkabel (DLO, Schweißkabel)

Schließlich werden flexible Stromkabel, wie beispielsweise Schweißkabel und DLO, häufig in Generatoren, bei Batterieanschlüssen und für temporäre Stromversorgungen eingesetzt. Dank der feinsträngigen Bauweise und der hohen Strombelastbarkeit eignet sich das flexible Stromkabel ideal für Anwendungen, die wiederholtes Biegen und enge Biegungen erfordern. Diese Kabelvariante bietet zudem eine hohe Strombelastbarkeit. 

Hochwertige Verkabelung und Kabel für Verteilertafeln sind ein zentraler Bestandteil des Gesamtkonzepts. Zuverlässige Verkabelungslösungen erfordern jedoch auch hochwertiges Zubehör und Anschlussklemmen. Es gibt eine Vielzahl von Zubehörteilen, die für die Verkabelung erforderlich sein können.

Zum Verkabelungszubehör gehören:

• Kabelschuhe und Klemmen
• Sammelschienen
• Verteilerblöcke
• Kabelkanäle und -rohre
• Kabelmarkierungen

Bei IEWC helfen wir Ihnen gerne dabei, die Kabel und das Zubehör zu finden, die Sie für die Einrichtung Ihrer Verteilertafel benötigen. Wir sind für Sie da, um sicherzustellen, dass Ihre Auswahl reibungslos und kostengünstig verläuft, und bieten Ihnen gleichzeitig die Sicherheit und Zuverlässigkeit, die Sie benötigen. 

Bewährte Verfahren für die Verkabelung

Selbst eine hochwertige Verkabelung versagt, wenn sie nicht korrekt verlegt wird. Es gibt einige bewährte Verfahren, die Ihnen helfen, die perfekte Installation zu erzielen und die Komponenten sowie die Verkabelung so zu warten, dass sie eine möglichst lange Lebensdauer haben. 

Beginnen Sie mit der Vorplanung Ihres Schaltschranklayouts. Sie sollten die Leiter so verlegen, dass die erforderlichen Abstände eingehalten und Kreuzungen im Schaltschrank auf ein Minimum reduziert werden. Außerdem sollten Sie Kabel mit den richtigen Biegeradien auswählen. Durch die Flexibilität lassen sich Knicke vermeiden. Beachten Sie als Richtlinie die Vorgaben des NEC/IEC für den Mindestbiegeradius.

Hoch- und Niederspannungskabel sollten voneinander getrennt verlegt werden. Dies trägt dazu bei, das Risiko von Störungen zu verringern (und stellt sicher, dass die Verkabelung den Vorschriften entspricht).

Ein weiterer Bereich, auf den Sie achten sollten, sind die Anschlüsse. Ein zu festes oder zu lockeres Anziehen der Kabelschuhe kann zu Wärmeentwicklung führen, was letztendlich zu einem Kabelausfall führt.

Beschriften Sie bei der Planung Ihres Schaltschranks alles. Die genaue Kennzeichnung wird Ihnen bei Inspektionen sowie bei der Wartung und Instandhaltung Ihrer Anlage enorm helfen. 

Verwenden Sie wie zuvor beim Einschalten der Schaltschränke ein Multimeter oder einen Isolationsprüfer, um den Durchgang und den Isolationswiderstand zu überprüfen.

Sobald der Schaltschrank in Betrieb ist, ist die Arbeit noch nicht ganz beendet. Die Durchführung regelmäßiger Inspektionen und routinemäßiger Wartungsarbeiten an Ihren Schaltschränken ist ein Muss. Mit einer Wärmebildkamera lassen sich Hotspots aufgrund lockerer Verbindungen aufspüren. Schützen Sie den Schaltkasten nach Möglichkeit vor Staub und Feuchtigkeit, da Verunreinigungen die Isolierung beeinträchtigen und das Risiko von Lichtbogenbildung erhöhen können. Das Innere des Schaltkastens sollte sauber und trocken sein. 

Überprüfen Sie regelmäßig die Kabelschuhe und Anschlüsse und ziehen Sie sie nach, um das richtige Anzugsmoment aufrechtzuerhalten. Die meisten Hersteller empfehlen, diese Wartungsarbeiten jährlich durchzuführen. Achten Sie auf Verfärbungen oder Risse in der Isolierung. Ersetzen Sie beschädigte Leiter sofort, da sie sich mit der Zeit weiter zersetzen werden.

Die Beschaffung zuverlässiger Drähte und Kabel geht über die bloße Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen hinaus. Die Verwendung der richtigen Materialien und die Einhaltung des korrekten Installationsverfahrens helfen Ihnen, das Risiko von Ausfallzeiten und die mit Nacharbeiten verbundenen Kosten zu vermeiden. Dies trägt auch dazu bei, diese Sicherheit an Ihre Endkunden weiterzugeben. 

Bei IEWC bieten wir eine Auswahl an UL- und CSA-zugelassenen Gebäudekabeln, Spezialkabeln und Werkzeugmaschinenkabeln für Schaltschrankanwendungen an. Unsere technischen Experten unterstützen Sie gerne bei der Auswahl und helfen Ihnen, den Verkabelungsprozess zu optimieren. Bei Leitungen und Kabeln sollte man niemals Abstriche machen. 

Es ist immer ratsam, mit einem vertrauenswürdigen Leiter- und Kabellieferanten wie IEWC zusammenzuarbeiten. Wir helfen Ihnen gerne dabei, die verschiedenen Optionen zu prüfen, um sicherzustellen, dass Ihre Verteilerkästen ein Höchstmaß an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung bieten.