Verdrängung von teurem Kupfer hat begonnen

Umstiegspotenzial

Die Nachfrage nach Aluminiumverkabelung steigt. Nicht nur auf internationalen Märkten, sondern zunehmend auch in Deutschland etabliert sich der Leiterwerkstoff als Alternative zum bisher gängigen Kupfer – trotz scheinbarer Nachteile wie Materialeigenschaften oder teilweise nicht eindeutiger Normen. Neue Verbindungslösungen bieten das Potenzial für den Umstieg.

 Bisher war Deutschland bei der Verkabelung ein Kupferland. Das ?ndert sich langsam. (Bild: Carl Leipold GmbH)

Bisher war Deutschland bei der Verkabelung ein Kupferland. Das ?ndert sich langsam. (Bild: Carl Leipold GmbH)

Die USA, Skandinavien und Osteuropa gehen bei der Verdrahtung von Aluminium voran: In den europäischen Musterstaaten wurde der Werkstoff in den großen Stromleitungen schon immer bis an die eigene Haustür gelegt. Wer in diesen Ländern bis heute Energieverteilungen verkabeln will, kommt an Aluminium nicht vorbei. In Deutschland bisher ein anderes Bild: Die Bundesrepublik gilt als klassisches Kupferland. Doch Aluminium gewinnt hierzulande bei der Verkabelung zunehmend an Bedeutung. Erneuerbare-Energien-Branchen wie Windkraft und Solar setzen seit jeher auf den alternativen Leiterwerkstoff. Daneben bestehen teilweise ganze Stromtrassen aus Aluminiumkabeln. Überall dort, wo Verteilungen aufgebaut werden, gelangt Aluminium verstärkt in den Fokus.

Preis und Gewicht bringen große Vorteile für Aluminium

Treiber dieser Entwicklung ist vor allem der Preis, aber auch das Gewicht. Ob Infrastruktur oder Anlagenbau: Im Vergleich zu Kupfer weist Aluminium im Allgemeinen zwar eine geringere Leitfähigkeit auf, Anwender müssen für Aluminium aber nur rund ein Drittel des Einkaufspreises für Kupfer aufwenden. Im Vergleich zu Kupfer wiegt Aluminium darüber hinaus rund 70 Prozent weniger. Zwar sind für die gleiche Leitfähigkeit rund ein Drittel größere Leiterquerschnitte bei Aluminium nötig, aber auch bei einem höheren Durchmesser der Leitungen bleibt der Gewichtsvorteil erhalten. Bei größeren solaren Aufdachanlagen können Aluminiumkabel sogar zur entscheidenden Gewichtsreduktion beitragen, die den Bau erst möglich macht. Ähnlich in der E-Mobilität: Das gesamte Bordnetz lässt sich mit Aluminiumleitern auslegen, um neben den schweren Batterien Gewicht einzusparen und dem Grundgedanken des Leichtbaus nachzukommen. Vor diesem Hintergrund stocken namhafte Verbindungstechnik-Anbieter aktuell ihr Produktportfolio mit aluminium-kompatiblen Elektrokomponenten auf. Trotzdem begegnen Planer und nicht zuletzt die Installateure im kupfergeprägten Deutschland dem Umstieg auf Aluminium mit Zurückhaltung. Das liegt insbesondere an einer scheinbaren Unsicherheit hinsichtlich der Verbindungstechnik und der Normen. Hierzulande gibt es im Gegensatz zu Kupferklemmen keine vom VDE anerkannten Normen für auf Aluminiumleiter ausgelegte Komponenten.

Einheitliche Norm für komplette Alu-Klemmen fehlt bisher

Um ihre Marktfähigkeit aktuell nachzuweisen, müssen Hersteller einen Umweg über international gängige Normen gehen. Während die Norm IEC60947-7-1 die Eigenschaften für Kupfer-Klemmverbindungen in ihrer Ganzheit beschreibt, wird bei Elektroklemmen für Aluminiumverbindungen bisher in der Regel die internationale Norm IEC61238-1 herangezogen. Diese gilt für Press- und Schraubverbindungen von Stromkabeln aus Kupfer (Nennquerschnitt ab 10mm²), aber eben auch aus Aluminium (Nennquerschnitt ab 16mm²). Sie beschreibt aber einzig die Eigenschaften der Klemmstelle an sich. Merkmale wie zum Beispiel Kriech- oder Luftstrecken sind nicht normiert. Für internationale Märkte ist darüber hinaus die Einhaltung weiterer Normen nötig. Durch die Zertifizierung nach der US-amerikanischen Richtlinie UL1059 werden Hersteller für den Vertrieb auf dem US-amerikanischen Markt oder nach CSA 22.2 No. 158.10 in Kanada befähigt. Diese Zertifikate berechtigen streng genommen nicht zum Vertrieb in Europa, als Qualitätsnachweis werden sie aber trotzdem nachgefragt. Neben dieser Normungsproblematik sorgt der Werkstoff Aluminium selbst für Unsicherheit bei den an Kupfer gewöhnten Anwendern. Aluminium verhält sich im Vergleich zu Kupfer anders. Aluminium ‚kriecht‘. Unter Sauerstoff-Einfluss oxidiert die Oberfläche schnell. Beim Aufeinandertreffen von Kupfer- und Aluminiumleitern an der Klemmstelle würde der Alu-Leiter viel schneller zerstört. Der luftdichte Verschluss des Aluminiumleiters in der Klemmstelle ist daher unumgänglich. Früher mussten Installateure den Aluminiumleiter beim Anschluss in die seinerzeit verfügbaren offenen Klemmen mit Gießharz ummanteln. Der Anschluss war dementsprechend aufwändig. Auch die Klemmstellen selbst hielten den Energiekräften oftmals nicht stand.

Neue Generation verspricht optimale Verbindungen

Doch eine neue Generation fingersicherer aluminiumkompatibler Elektroklemmen sorgt bei entsprechender Vorbehandlung des Leiters für sichere Verbindungen – und das auch trotz der im Vergleich zu Kupfer viel größeren Querschnitte. Die kompakt konstruierten Komponenten ermöglichen einen einfachen Anschluss von Aluminiumkabeln. Darüber hinaus halten die kompakten Bauweisen trotz der großen Kabelquerschnitte ausreichend Platz im Schaltschrank frei, damit Installateure sie immer noch bequem anschließen können. Alleine die Beschaffenheit der Komponenten und speziell die Eigenschaften der Klemmstellen sorgen für eine sichere Kontaktierung und Langlebigkeit der Verbindungen. Während Lösungen für die bisherigen Probleme in der Verbindungstechnik auf dem Vormarsch sind, ist derzeit auch eine neue technische Spezifikation in Vorbereitung. Sie soll Aluminium-kompatible Elektrokomponenten in ihrer ganzen Bauweise einheitlich normieren. Internationale Richtlinien deuten aktuell überdies darauf hin, dass sich Deutschland dem Trend zu Aluminium nicht mehr lange verschließen kann. Ungarn, auf dem Gebiet der Verbindungstechnik eines der Vorreiterländer, hat jüngst eine Richtlinie beschlossen, die die Eigenschaften neuer Elektrokomponenten regelt. Demnach müssen in Zukunft alle neuen Klemmen im Zähleranschlussbereich sowohl mit Kupfer als auch mit Aluminium kompatibel sein.

Drucke diesen Beitrag
Umstiegspotenzial
Bild: Carl Leipold GmbH


Das könnte Sie auch interessieren

Dr. Heinz Wesch (Foto), langjähriger Geschäftsführer von Phoenix Contact, tritt nach 25 Jahren in den Ruhestand. Der deutschen Industrie wird der 66-jährige weiterhin in Beiratsfunktionen verbunden bleiben, wie auch Phoenix Contact als Berater.

Anzeige

Mit dem Launch einer neuen Website trägt die Wago-Gruppe ihrem Fokus auf Digitalisierung Rechnung und präsentiert ihren Kunden ab sofort eine klar strukturierte und einfach bedienbare Informations- und Kaufplattform im Netz. Die neue Website setzt auf einen integrierten Ansatz, der umfassende Informationen zu Produkten und Lösungen mit einem intuitiv bedienbaren Shop verknüpft.

Anzeige

TE Connectivity, ein weltweit führender Anbieter von Verbindungstechnologie- und Sensorlösungen, hat die Aufnahme von exklusiven Verhandlungen bekanntgegeben, in denen es um die Übernahme des Reihenklemmen-Geschäfts der Marke Entrelec von ABB geht. Die Transaktion bedarf jedoch der Erfüllung bestimmter Bedingungen wie der Freigabe durch die Regulierungsbehörden sowie der Übereinkunft mit Arbeitnehmervertretern.

Anzeige
Anzeige

Die Emka Gruppe forciert die Entwicklung in ihrem Geschäftsbereich Dichtungen. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Velbert fertigt seit vielen Jahren Dichtungen, die unter anderem in Schalt- und Steuerungsschränken für Elektronik bzw. Elektrotechnik zum Einsatz kommen. Aufgrund der hohen Nachfrage verdoppelt der Weltmarktführer nun seine Produktionskapazitäten. 

Anzeige

Die Auftragseingänge im Maschinenbau in Deutschland sind im November um real 14% im Vergleich zum Vorjahr gestiegen. Die Auslandsbestellungen verbuchten auch aufgrund der noch recht niedrigen Vergleichsbasis ein Plus von 12%. Dabei kamen die Impulse sowohl aus den Euro-Partnerländern (plus 11%) als auch aus den Nicht-Euro-Ländern (plus 12%). „Besonders erfreulich ist der Zuwachs der Inlandsbestellungen um 20%“, sagte VDMA-Chefvolkswirt Dr. Ralph Wiechers (Foto).

Zwei Wochen sind es noch bis zum Startschuss der Veranstaltungsreihe Network SCHALTSCHRANKBAU 2018 am 1. Februar in der Essener Zeche Zollverein. So viel steht heute bereits fest: Die Resonanz im Hinblick auf das Auftakt-event ist hervorragend – 80% der vorhandenen Plätze sind bereits gebucht. Wer sich seine Teilnahme noch sichern möchte, kann sich bis zum 29. Januar anmelden. Die Tagesveranstaltung kostet nur 179,-€. Das aktuelle Programm und weitere Informationen finden Sie unter: www.schaltschrankbau-magazin.de/network-2018/.

Im Schaltanlagenbau gibt es sicherlich Optimierungspotential, das sich nicht nur auf die Bereiche Digitalisierung und Datendurchgängigkeit erstreckt. Einzelne Prozessschritte lassen sich durchaus automatisieren. Im Rahmen des ClipX-Konzepts erarbeiten die Spezialisten von Phoenix Contact hier individuelle, auf die Kundenanforderungen adaptierte Lösungen.‣ weiterlesen

Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung praktizieren einige Schaltanlagenbauer seit kurzer Zeit den Einsatz von Tablets bei der Verdrahtung. Hierdurch kann dieser Arbeitsgang, der gewöhnlich 40 bis 50 Prozent bei der gesamten Erstellung der Schaltanlage in Anspruch nimmt, deutlich effizienter gestaltet werden. Der nächste logische Schritt in diesem Zusammenhang wäre der Einsatz von AR-Brillen.‣ weiterlesen

Bisher wurden Schaltschränke, Maschinen und Arbeitsplätze mit der klassischen Leuchtstoff-Röhre beleuchtet. Doch deren Empfindlichkeit machte diesen Leuchten gerade im industriellen Umfeld zu schaffen. Mit der neuen LED-Technik sind diese Schwachpunkte passé. Von Elmeko gibt es in diesem Herbst eine neue Lösung.‣ weiterlesen

Der wachsende Grad an Intelligenz in der Produktion erfordert immer mehr Schalt- und Rechentechnik in den Schaltschränken. Die elektrische Verlustleistung der darin verbauten Schaltkreise heizt den Schaltschrank auf und die Innenraum-Temperatur steigt zwangsläufig an. Doch kompromissloses Kühlen ist nicht immer die beste Lösung.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige