WattStecktDahinter – kompakt erklärt 💡

Nach dem Transformator im letzten Beitrag geht es diesmal um das Kabel. Die Mechanismen ähneln sich – aber zwei kommen dazu, die es beim Trafo so nicht gibt.

Zusätzliche Ströme

Oberschwingungsströme addieren sich zum Grundschwingungsstrom. Der Effektivwert steigt, ohne dass mehr Wirkleistung übertragen wird.

Skin- und Proximityeffekt

Mit steigender Frequenz wandert der Strom an den Leiterrand. Beim Kabel kommt der Proximityeffekt hinzu: eng verlegte Einleiter und gebündelte Adern beeinflussen sich gegenseitig und verdrängen den Strom zusätzlich. Bei großen Querschnitten und enger Verlegung ist das oft der größere Hebel als der Skineffekt allein.

Dielektrische Verluste

Der Punkt, der beim Kabel gern übersehen wird. Die dielektrische Verlustleistung steigt linear mit der Frequenz. Die Isolierung wird also nicht nur vom Leiter her aufgeheizt – sie heizt sich anteilig selbst mit.
In Summe: mehr Wärme, direkt am Isoliermaterial. Höhere Dauertemperatur bedeutet schnellere Alterung.

Dazu die Spannungsseite

Oberschwingungen heben Spitzenspannung und Spannungssteilheit an. Das belastet die Isolierung zusätzlich – unabhängig von der thermischen Beanspruchung. Nicht verwechseln sollte man das allerdings mit den Schaltflanken eines Umrichters: die liegen in einer ganz anderen Größenordnung und sind ein eigener, deutlich härterer Mechanismus.

Ein praktischer Nebeneffekt

Die Strombelastbarkeiten aus den Tabellen gelten für 50-Hz-Sinus. Wer danach auslegt und im Betrieb einen hohen Oberschwingungsanteil hat, hat einen Teil der Reserve bereits verbraucht, bevor Häufung und Verlegeart überhaupt berücksichtigt sind.

Randbemerkung: An Endverschlüssen treten unter diesen Bedingungen schneller Teilentladungen auf. Ein weiterer Grund, dort sauber zu arbeiten.