Kabelverteilerkasten im europäischen Stil und Kabelverteilerkasten im amerikanischen Stil

Die in unserem Land in Hochspannungs-Kabelverteilern verwendeten Steckgeräte lassen sich in zwei Serien unterteilen: europäische und amerikanische. Geräte europäischer Bauart basieren auf dem Kabelanschlusskonzept von Freiluft-Verteilerkästen, das in den 1980er Jahren aus Europa in den Bereich der Kabelverteilerkästen eingeführt wurde. Amerikanische Geräte hingegen basieren auf dem Steckkonzept von Stand-Verteilerkästen, die in den 1990er Jahren aus den USA importiert wurden. (Siehe Kabelverteilerkasten.)

1. Der Unterschied zwischen Geräten im europäischen und im amerikanischen Stil

Es gibt keine klar definierte Grenze zwischen europäischen und amerikanischen Geräten, und auch in der Branche meines Landes herrscht Uneinigkeit. Sie unterscheiden sich geringfügig in Leistung und Preis, daher ist es sinnvoll, diese Unterschiede bei der Auswahl zu verdeutlichen.

1.1 Die Isolationsstruktur des Geräts ist anders

Die Leiter amerikanischer Geräte sind von drei Gummischichten umgeben. Die innerste Schicht ist eine halbleitende Abschirmung, die mittlere die Hauptisolationsschicht und die äußerste eine halbleitende Abschirmung mit konstanter Erdung. Daher spricht man von einem abgeschirmten Typ, der etwas teurer ist. Die Außenfläche europäischer Geräte ist mit zwei Gummischichten umwickelt, eine äußere Erdungsschicht fehlt.

1.2 Das Konzept der Zweigstromkreisverbindung ist anders

Europäische Geräte verwenden eine Reihenschaltung. Dabei werden mehrere T-förmige Bauteile mit Silikonkautschukisolierung in Reihe geschaltet, beginnend mit dem kurzen Schenkel, um den Hauptstromkreis zu bilden. Von den langen Schenkeln jedes T-Stücks werden dann Abzweige abgeführt. Diese Reihenschaltung hat jedoch einige Nachteile: Fällt ein Abzweigstromkreis aus, muss die gesamte Reihenschaltung getrennt und das defekte T-Stück ausgebaut und wieder eingebaut werden, bevor der Betrieb fortgesetzt werden kann. Nach der Fehlerbehebung muss das Bauteil erneut eingebaut werden. Der gleichzeitige Ausbau und die Neuanordnung sind aufwendig. Die vielen Reihenschaltungen im Hauptstromkreis beeinträchtigen die Leitfähigkeit und reduzieren die dynamische Stabilität. Bei einer großen Anzahl von in Reihe geschalteten Bauteilen ist es schwierig, die Achsen geradlinig zu halten, wodurch sich einige Verbindungsstellen verschieben. Dies verringert die Durchschlagsfestigkeit der Verbindungsstellen und die Wasserdichtigkeit.

Das amerikanische Gerät verwendet die Parallelverzweigungsmethode, wodurch die oben genannten Nachteile der Reihenverzweigung behoben werden. Bei der Parallelverzweigung wird eine Gruppe von (dreiphasigen) Isolierelementen, sogenannte Sammelschienen, an der Wand des Verteilerkastens befestigt und dient als Sammelschiene. An den Sammelschienen sind mehrere externe Kegelverbinder parallel geschaltet. Alle Zuleitungen, Ableitungen usw. werden an die Sammelschiene angeschlossen. Die Innenleiter der Sammelschiene sind versilbert und gewährleisten eine zuverlässige Leitfähigkeit. Allerdings ist der Abstand zwischen den drei Phasen größer, wodurch die Phasenkabel schwieriger zu überbrücken sind. Zudem werden die dreiphasigen Sammelschienen in einer Reihe angeordnet, was die Gehäuselänge vergrößert.

1.3 Die Kegelverjüngung der Passfläche ist unterschiedlich

Die europäische Ausführung der Kegelanpassung entspricht der deutschen Norm DIN 47636 und weist eine geringe Kegelweite auf; die amerikanische Ausführung entspricht der amerikanischen Norm IEEE 386 und hat eine etwas größere Kegelweite. Dieser Unterschied in der Kegelanpassung führt zu folgenden zwei Unterschieden:

a) Die Kriechfestigkeit der Verbindungsfläche zwischen den Bauteilen ist unterschiedlich. Die Isolationsfestigkeit der Verbindungsfläche steigt exponentiell mit der Rückstellkraft des Drucks. Silikonkautschuk ist hochelastisch, und je höher der Druck, desto höher die Isolationsfestigkeit. Bei einer stärkeren Verjüngung ist die Rückstellkraft größer und die Isolationsfestigkeit höher. Daher ist die Isolationsfestigkeit der US-amerikanischen Verbindungsfläche höher als die der europäischen.

b) Unterschiedliche Wasserdichtigkeit. Je größer die konische Passung, desto fester wird das Gummimaterial an der Verbindungsstelle gepresst und desto besser ist die Wasserdichtigkeit. Daher ist die Wasserdichtigkeit von Geräten nach amerikanischem Standard etwas besser als die von Geräten nach europäischem Standard.

4 Grundsätze zur Unterscheidung zwischen Geräten im europäischen und im amerikanischen Stil

Bei den im Inland hergestellten Steckdosengeräten vermischen einige Hersteller europäische und amerikanische Bauformen, was die Unterscheidung erschwert. Die folgenden drei Grundbegriffe helfen uns bei der Beurteilung:

a) Aus der Perspektive der Verzweigungsstruktur des Steckgeräts ist die Parallelverzweigung die amerikanische Kabelverteilerdose und die Serienverzweigung die europäische Kabelverteilerdose.

b) Hinsichtlich des Isolationsaufbaus ist das Gerät mit drei Gummischichten (innere Abschirmung, Hauptisolationsschicht und äußere Abschirmung) amerikanisch, das mit zwei Gummischichten (innere Abschirmung, Hauptisolationsschicht) hingegen europäisch. Geräte, bei denen die Außenseite der zweilagigen Gummiisolierung mit einer halbleitenden Schicht besprüht wird, weisen aufgrund des leichten Abriebs dieser Schicht während der Installation oder des Gebrauchs eine unzuverlässige Erdungsleistung auf und können daher nicht als geschirmt gelten. Es handelt sich hierbei um ein Gerät nach europäischem Standard.

c) Die Größe der Kegelform der Anschlusskegeloberfläche des Bauteils kann nicht als Unterscheidungskriterium herangezogen werden. Da die Kegelform lediglich eine geometrische Frage ist, beeinflusst sie nur die Durchschlagsfestigkeit und die Beständigkeit gegen Durchfeuchtung. Unabhängig davon, ob es sich um europäische oder amerikanische Isolierbauteile handelt, kann die Anschlusskegelform nach amerikanischen oder deutschen Normen ausgelegt sein, wodurch verschiedene Bauteiltypen entstehen, beispielsweise mit europäischem Kegel, europäischem Kegel mit europäischem Kegel und europäischem Kegel mit amerikanischem Kegel.