Elektrische Leitung

Eine elektrische Leitung ist ein Gegenstand oder System zum Transport elektrischer Ladung.

Sie ist Teil eines elektrischen Stromkreises oder Stromnetzes. Ist dieser Stromkreis geschlossen und hat er eine Stromquelle, dann fließt durch die Leitung, und durch alle anderen Komponenten, ein elektrischer Strom. Die Leitung verbindet so Stromquelle und Verbraucher. Hierfür muss das Material elektrisch leitfähig sein, wie dies bei Metallen, die als Leiterwerkstoff für elektrische Leitungen verwendet werden, der Fall ist.

Freileitung

Beschreibung

Aufbau einer Mantelleitung

Elektrische Leitungen bestehen aus elektrischen Leitern, in der Regel in Form von Drähten oder Litzen aus Kupfer oder Aluminium, sowie meist deren isolierender Umhüllung. Sind mehrere gegeneinander isolierte Leiter zusammengefasst, werden sie als Leitung oder Kabel bezeichnet, wobei mit letzterer Bezeichnung explizit zum Ausdruck kommt, dass eine gemeinsame schützende Umhüllung vorhanden ist, der Kabelmantel, der das Kabelinnere, also die einzelnen Adern, vom umgebenden Medium wie beispielsweise Erdreich, Salzwasser oder Luft gänzlich abschirmt. Eine einzelne mit einem Isolierstoff umhüllte Leitung innerhalb eines Kabels wird als Ader bezeichnet.

Leitungen, bei denen die Umgebungsluft als Isolator dient, heißen Freileitungen. Sie werden an den Stützpunkten an Isolatoren befestigt.

Elektrische Leitung steht auch ganz Allgemein für eine niederohmig leitende Verbindung zwischen elektrischen Bauelementen, wobei es überhaupt nicht auf die Bauform ankommt. Bauform, Größe, Material und Ausführung werden bestimmt von den zu erfüllenden Anforderungen hinsichtlich Spannung, Strom und Frequenz sowie den Umgebungsbedingungen, denen die Leitung ausgesetzt ist, sowie der Technologie.

Die elektrischen Eigenschaften einer elektrischen Leitung werden durch die Leitungsbeläge, den Leitungswellenwiderstand sowie die Isolationsfestigkeit beschrieben. Die wesentlichen mechanischen Eigenschaften einer elektrischen Leitung sind die zulässigen Werte für den minimalen Biegeradius, die maximale Zugfestigkeit und die Temperaturbeständigkeit der Isolierstoffe.

Elektrische Leitungen dienen der Übertragung elektrischer Energie, sowie der Signalübertragung in der leitungsgebundenen Nachrichtentechnik und der leitungsgebundenen Hochfrequenztechnik.

Entsprechend den vielfältigen Möglichkeiten der Verwendung von elektrischen Leitungen sind diese sehr unterschiedlich ausgelegt. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Leitungen für die feste Verlegung und Leitungen für den Anschluss ortsveränderlicher Betriebsmittel (flexible Leitungen). Bei letzteren sind der oder die Leiter als Litze ausgeführt. Leiterart (eindrähtig, mehrdrähtig, fein-, feinstdrähtig), Adernzahl, Querschnitt, Isolierstoff und Mantelwerkstoff sind sehr unterschiedlich. Bei Leitungen für die feste Verlegung unterscheidet man einadrige Verdrahtungsleitungen (Kunststoffaderleitungen, Schaltdrähte, Klingeldraht), Stegleitungen (nebeneinander gelegte isolierte Leiter mit einem Steg aus Kunststoff oder Gummi) und Mantelleitungen. Die Adernisolation, wie auch der Mantelwerkstoff besteht häufig aus PVC oder Gummi (z. B. SBR, CR). Bei flexiblen Leitungen gibt es Zwillingsleitungen, Gummischlauchleitungen, Kunststoffschlauchleitungen und Silikon-Aderschnüre.

Des Weiteren können Leitungen in Starkstromleitungen, Leitungen und Kabel für Melde- und Signalanlagen, sowie Leitungen für Datennetze unterschieden werden.

Kabel für Energie- oder Signalübertragung können nach dem Medium, in dem sie zur Verlegung vorgesehen sind, unterschieden werden in Erdkabel, Seekabel und Luftkabel.

Beispiele

Elektrische Energieübertragung

Lamellierte Stromschiene als Verbindung zwischen Leistungsschalter und dreiphasigem Stromschienensystem

Leitungen für die Übertragung speziell von hohen elektrischen Energiemengen sind Hochspannungsleitungen in Form von Freileitungen oder Kabeln. Bei Freileitungen werden elektrische Leitungen auch als Seil (Leiterseil, Erdseil) bezeichnet und mittels spezieller Aufhängungen an Isolatoren befestigt. Oberleitungen sind Freileitungen zur Versorgung elektrischer Fahrzeuge über einen Stromabnehmer. Als technische Ausführung von Hochspannungsleitungen kommen meist Drehstromleitungen zur Anwendung. Als Alternative gibt es Gleichstrom-Fernleitungen und Leitungen für Einphasenwechselstrom, letztere insbesondere für Bahnstromleitungen und Niederspannungsleitungen.

Zur Stromversorgung von elektrisch getriebenen Schienenfahrzeugen und anderen beweglichen Stromverbrauchern, sowie für Verbraucher hoher elektrischer Leistung bei niedriger Spannung (z. B. Schmelzflusselektrolyse) werden Stromschienen eingesetzt. Flexible Leitungen für härtere Einsatzbedingungen sind Strombänder.

Für elektrische Leitungen innerhalb von technischen Anlagen, Geräten und Maschinen, die zur Stromversorgung dienen, werden in der Regel Schaltdrähte oder Schaltlitze mit im Vergleich zur übrigen Verdrahtung erhöhtem Querschnitt eingesetzt.

Signalübertragung

Zu einem Kabelbaum gebündelte elektrische Leitungen in Form von Schaltdrähten in einer historischen Telefonanlage

In der Kommunikationstechnik steht der Begriff Leitung noch allgemeiner für einen Signalübertragungsweg, der unter Umständen gar nicht aus einem elektrischen Leiter im eigentlichen Sinne zu bestehen braucht. Ein typisches Beispiel für eine Leitung zur Signalübertragung ist die Teilnehmeranschlussleitung, die sich physisch meist innerhalb von Telefonkabeln befindet. Eine nicht nur modellhafte elektrische Leitung ist dagegen beispielsweise das Telefonanschlusskabel oder ein Netzwerkkabel.

Leitungen die mit einer Isolierung aus speziellem Isolierlack überzogen sind werden Kupferlackdraht genannt. Ansonsten haben einzelne Leitungen zur Signalübermittlung wie Schalt- oder Klingeldrähte meist Isolierungen aus Kunststoff.

Hochfrequenzleitungen

Aufgrund des Verhaltens elektrischen Stroms bei hohen Frequenzen haben Leitungen bzw. Kabel für solche Anwendungen einen speziellen Aufbau. Beispiele sind Koaxialkabel, Bandleiter, Hochfrequenzlitze, Schlitzkabel, sowie Hohlleiter und andere Wellenleiter.

Siehe auch

• Typenkurzzeichen von Leitungen
• Leitungsverlegung
• Leitungstheorie
• Hybridleitung

Literatur

• Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. Europa-Lehrmittel, 1989 (18. Auflage), ISBN 3-8085-3018-9.
• Ernst Hörnemann: Fachbildung Industrieelektronik. Westermann Schulbuchverlag, Braunschweig 1998 (1. Auflage), ISBN 3-14-221730-4.