Kupfer oder Aluminium? Die Wahl des passenden Leitermaterials

Kupfer, Aluminium oder CCA? Wer Kabel und Leitungen auswählt, trifft mit dem Leitermaterial eine wichtige Entscheidung hinsichtlich Leitfähigkeit, Gewicht, mechanischer Belastbarkeit und Preis. Wir geben einen Überblick über die Unterschiede und Einsatzgebiete der verschiedenen Werkstoffe.

Kupfer: Der bewährte Standard

Kupfer ist bei den meisten Kabeln und Leitungen der Stand der Technik – und das aus guten Gründen: Das Material verfügt über eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit, ist zugfest, flexibel, gut verarbeitbar und recyclingfreundlich. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet es sich für eine Vielzahl an Anwendungen in der Industrie, Gebäudetechnik, Mobilität und Energieversorgung. Auch in anspruchsvollen Umgebungen mit mechanischer Belastung wie Biegung oder Vibrationen zeigt Kupfer eine hohe Betriebssicherheit.

Aluminium: Der leichte Preisvorteil

Innenleiter aus Aluminium kommen vor allem dort zum Einsatz, wo Gewicht eine entscheidende Rolle spielt – zum Beispiel bei langen Stromtrassen, in Windkraftanlagen oder als Batteriekabel in Fahrzeugen. Aluminium ist deutlich leichter als Kupfer, jedoch liegt seine Leitfähigkeit nur bei etwa 63 %. Um die gleiche Stromtragfähigkeit zu erreichen, müssen daher größere Querschnitte verwendet werden. Zusätzlich ist Aluminium spröder, korrosionsanfälliger und mechanisch weniger belastbar. Der Einsatz erfordert spezielles Fachwissen, geeignete Anschlusstechnik und Werkzeuge.

Beispielhafter Vergleich zweier Leiterquerschnitte mit ähnlichem Leitwert (IEC 60228, Klasse 2):

• Kupferleiter 150 mm²: ca. 1341 kg/km
• Aluminiumleiter 240 mm²: ca. 723 kg/km

• Gewichtseinsparung: rund 30-40 %

CCA – Kupferbeschichtetes Aluminium: Ein trügerischer Kompromiss?

CCA steht für "Copper Clad Aluminium" und bezeichnet Aluminiumleiter mit einer dünnen Kupferschicht. Diese Technologie stammt ursprünglich aus der Antennentechnik, wo der sogenannte Skin-Effekt (Signalübertragung über die Oberfläche) genutzt wird. Im Strombereich ist CCA jedoch kritisch zu betrachten, da die Leitfähigkeit deutlich unter der von reinem Kupfer liegt.

Trotzdem finden sich CCA-Kabel zunehmend im Angebot asiatischer Hersteller und werden oft im unteren Preissegment für folgende Anwendungen vermarktet:

• Lautsprecherkabel
• Powerkabel für Car-HiFi
• Netzwerkkabel (Patchkabel)

Probleme bei der Anwendung:

• Ein 2,5 mm² CCA-Leiter entspricht nur etwa einem 1,5 mm² Kupferleiter
• Höherer Spannungsfall und Wärmeentwicklung bei "Power over Ethernet"
• Brandrisiko bei falscher Absicherung im Car-HiFi-Bereich
• Einsatz in Firmennetzwerken nicht normgerecht (Verbot durch TIA und IEC)

Technische Eckdaten im Vergleich