Fachbeitrag | Information 03.06.2016

Aluminiumleitungen: wichtige Aspekte zur Elektrosicherheit

Bei der Modernisierung von Altbauten in den neuen Bundesländern, aber auch bei Einsätzen im Ausland stoßen Elektrofachkräfte immer wieder auf Installationen, die – zumeist aus Kostengründen – Kabel aus Aluminium enthalten. Beim Umgang mit Aluminiumleitungen sind jedoch einige Unterschiede zu den üblichen Kupferleitungen zu beachten. Denn durch ein unsachgemäßes Verbinden von Aluminiumleitungen steigt das Brandrisiko. Nachfolgend die wichtigsten Sicherheitshinweise für Aluminium in der Elektroinstallation.

Elektroleitungen bestehen meist aus Kupfer. Kupfer besticht – neben Biegsamkeit und Korrosionsbeständigkeit – durch seine hohe Leitfähigkeit und wird dabei – abgesehen von den Supraleitern – nur noch von Silber übertroffen. Abgeschlagen auf Rang 4 noch hinter Gold kommt in der Leitfähigkeits-Tabelle das Aluminium.

Kupfer ist daher Material erster Wahl, ob für Haus- oder für Maschineninstallation. Wenn Aluminium dennoch für Elektrokabel und -installationen verwendet wird bzw. wurde, so hat bzw. hatte das meist Kostengründe. Denn der Preis von Aluminium liegt mit Schwankungen, oft deutlich unter dem von Kupfer. Außerdem ist Aluminium leichter als Kupfer. Nicht nur für Hochspannungsleitungen, auch im Flugzeug- (Airbus) und Automobilbau werden inzwischen Aluminiumkabel verwendet. Elektrofachkräfte stoßen auf Aluminiumleitungen bei Modernisierungs- oder Instandhaltungsarbeiten in Altbauten in den neuen Bundesländern.

Verboten ist das Verlegen bzw. Instandhalten von Aluminiumkabeln nicht. Als Vorteil bleibt sein geringeres Gewicht. Beim Umgang mit Aluminium bei Elektroinstallationen sind jedoch einige wichtige Aspekte zu beachten, die Sie ggf. auch in Ihren Unterweisungen als Elektrofachkraft ansprechen müssen:

Aluminiumkabel bleiben in Gebäuden die Ausnahme

Generell ist Kupfer als Leitungsmaterial zu bevorzugen. Bestehende Elektroinstallationen unter Verwendung von Aluminiumleitungen dürfen jedoch weitergenutzt werden. Das kann der Fall sein, wenn ein Austausch unverhältnismäßig wäre und die übertragenen Leistungen gering bleiben. Stoßspannungsprüfungen erlauben die Ermittlung ausreichender Spannungsfestigkeit. Es ist angeraten, in jedem Fall den Gebäudebesitzer über die Situation und mögliche Risiken zu informieren und mit diesem eine Weiternutzung anzusprechen.

Der Leitwert von Aluminium ist geringer

Aluminium-Leiter in Neuanlagen müssen daher mit einem Mindestquerschnitt von 16 mm2 ausgeführt werden (s. DIN VDE 0100-520 Abschnitt 524 und Tabelle 52 J).

Aluminium ist weniger belastbar als Kupfer

Einkerbungen oder das Verbiegen von Kabeln und Adern führt viel schneller zu Leiterbrüchen, als Sie das von Kupferkabeln kennen. Wird der Bruch nicht bemerkt, kann sich bei hohem Strom die Leitung an dieser Engstelle erwärmen und schlimmstenfalls sogar durchschmelzen. Lichtbogen-Effekte sind möglich und das Brandrisiko steigt.

Aluminium oxidiert beim Kontakt mit dem Sauerstoff der Luft

Nicht-isolierte Stellen von Aluminium sind schnell mit einer harten, widerstandsfähigen Oxidschicht überzogen. Diese Schicht ist nicht elektrisch leitend, saubere Kontakte sind daher aufwendiger hinzubekommen. Die Oxidierbarkeit verlangt ein sorgfältiges Vorgehen beim Anschließen von Aluminiumleitungen: Schaben Sie die Oxidschicht von abisolierten Leitungsenden. Fetten Sie das saubere Leiterende anschließend möglichst sofort mit einer geeigneten (säure- und alkalihaltigen) Substanz (z. B. Vaseline oder spezielle Leitpasten) und schließen Sie das Kabel an, z. B. an eine Klemme. Wiederholen Sie diese Schritte (Oxidentfernung, Einfetten und sofortiges Anschließen), wenn der Leiter aus welchen Gründen auch immer (auch wenn „nur mal kurz“!) wieder abgeklemmt wurde.

Achtung: Nehmen Sie dieses Prozedere ernst. Wenn Sie die Oxidschicht nicht entfernen, treten erhöhte Übergangswiderstände auf, z. B. zwischen Alu-Kabel und Kabel-Klemme. Die Klemme erwärmt sich und das Brandrisiko steigt.

Aluminium ist elektrochemisch unedler als andere Metalle

Das bedeutet, dass Sie zum Entfernen der Oxid-Schicht keine Feilen oder eisenhaltige Schmirgelpapiere verwenden sollten. Denn entstehende Eisenpartikel, die auf das Aluminium gelangen, zersetzen das gegenüber dem Eisen elektrochemisch unedlere Aluminium.

Aus gleichem Grund sollte bei Kontakt von Aluminium und Kupfer grundsätzlich Feuchtigkeit durch z. B. Kondenswasser vermieden werden. Ggf. sind spezielle Aluminium/Kupfer-Presskabelschuhe zu verwenden.

Aluminium hat eine deutlich geringere Dichte als Kupfer

Aluminium neigt daher zum sogenannten Langzeitfließen. Das bedeutet, dass Aluminium bei starkem Druck schneller nachgibt. Sie müssen daher alle Aluminiumanschlüsse nach einer gewissen Zeit prüfen und nachziehen. Am besten gehen Sie nach wenigen Hundert Betriebsstunden noch mal mit einem Drehmoment-Werkzeug über den betreffenden Schaltkasten.

Für kleinere Leitungsquerschnitte hat sich die Pressverbindungstechnik bewährt, die ohne Schraubverbindungen auskommt.

Aluminiumkabel verlangen zugelassene Verbindungselemente und Installationsgeräte

Stellen Sie in jedem Fall sicher, ob verwendete Klemmen, Geräte, Kabelabzweigkästen usw. auch für Aluminium- und nicht nur für Kupferkabel zugelassen sind. Fragen Sie ggf. beim Hersteller der Klemmen nach, ob diese explizit für die Verwendung mit Aluminium geprüft und zugelassen wurden.

Wenn sowohl Alu- als auch Kupferkabel verbunden werden müssen, dürfen Sie nur solche Kabelabzweigkäste, Federzugklemmen und andere Elemente der Verbindungstechnik verwenden, die für den größeren Leitungsquerschnitt ausgelegt sind (vgl. Punkt 2). Bei gleichem Betriebsstrom ist der Querschnitt bei Aluminiumleitern immer größer als derjenige von Kupferkabeln.

Autor: Dr. Friedhelm Kring