Farbenspiel – Die Kennzeichnung von Hochvoltleitungen

Der Anteil an Batterieelektrischen Lkw steigt an. Immer mehr Stromer sind auf Deutschlands Straßen unterwegs. Charakteristisch für einen E-Truck sind neben den Batterien, die Leistungselektronik, der Inverter und der E-Maschine, die orangefarbenen Hochvoltleitungen. Die Nennspannungen aktueller Trucks liegen bei bis zu 850 Volt. Sebastian Ciupka ist Trainer und Sachverständiger für Hochvoltsysteme. Er hat sich intensiv mit dem Thema Farbalterung von HV-Leitungen und den normativen Anforderungen beschäftigt.

Herr Ciupka, Hochvoltkabel sind aus Sicherheitsgründen orangefarben ausgeführt. Doch es gibt Unterschiede?
Ja, das ist richtig. Eine erste Unterscheidung kann man in Bezug auf die Herstellerphilosophie zum Thema ‚Farbanforderung‘ feststellen. Nicht alle OEMs gewichten das Thema gleich. So kann es schon mal vorkommen, dass neue HV-Leitungen nicht orange sind, sondern beispielsweise gelb, und stattdessen in einem orangefarbenen Wellrohr geführt werden, welches, zumindest zu Beginn des Lebenszyklus, orange ist. Ich habe den Eindruck, dass das Verständnis darüber, was noch als ‚orange‘ gilt, stark variiert, obwohl das Normenwerk dazu relativ klare Vorgaben macht.
Bei älteren Generationen von HV-Nfz wurden HV-Leitungen gerne sich selbst überlassen, was die Witterungs- und Farbbeständigkeit betrifft. Das bedeutet, man machte sich nicht den Aufwand, die orangefarbene Ummantelung der HV-Leitung zusätzlich gegen Witterung zu schützen. Bei aktuellen Fahrzeugen sieht man, dass die Hersteller vermehrt Wellrohre aus Kunststoff, flexible Gewebeschläuche oder auch orangefarbene Klebebänder einsetzen, um den Leitungen einerseits zusätzlichen Schutz zu verleihen, aber eben auch, um die Signalfarbe ‚Orange‘ sicherzustellen.

Wie sieht es mit der Farbbeständigkeit aus?

Die Qualität der genannten Komponenten schwankt stark, was die Farbbeständigkeit angeht. Teils kann man signifikante Farbveränderungen schon nach Monaten feststellen, insbesondere bei Wellrohren und Tapes. Der Fokus meiner Arbeit lag ausschließlich auf der Erkennbarkeit der Signalfarbe Orange, nicht auf der Einhaltung elektrischer oder mechanischer Kenngrößen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Hochvoltleitung selbst oder das Wellrohr farblich stark gealtert ist – das Ergebnis ist in beiden Fällen identisch: Die Farbe Orange ist nicht mehr eindeutig zu erkennen. Es ist gut möglich, dass sich manche Personengruppen künftig vermehrt mit dem Thema beschäftigen werden müssen. Ich denke dabei an das Nfz-Servicepersonal und Prüfsachverständige. Dabei hängt der Effekt der Farbalterung von verschiedenen Faktoren ab. Einen besonders großen Einfluss hat die UV‑Strahlung des Sonnenlichts. Auch andere Umwelteinflüsse spielen eine Rolle. Entscheidend ist der Einbauort der Hochvoltleitung und ob sie über längere Zeit direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist.

Gibt es eine einheitliche Kennzeichnungsnorm für Hochvoltkabel?
Ja, es existieren verschiedenartige Vorgaben. Lassen Sie mich das bitte auszugsweise und bewusst unvollständig darstellen: Die ISO 6469‑3 gehört zu den wichtigsten Sicherheitsnormen für elektrisch angetriebene Straßenfahrzeuge. Sie definiert für Hochvoltleitungen der Spannungsklasse B eine orangefarbene äußere Umhüllung.
Der technische Branchenstandard LV 216‑1 der deutschen Automobilhersteller fordert, dass der Außenmantel von Hochvoltleitungen in der Grundfarbe ‚Orange‘, ähnlich RAL 2003 ausgeführt sein muss. Die amerikanische SAE J1673 verlangt außerdem, dass Hochvolt‑Leitungssätze durch eine dauerhafte orangefarbene Umhüllung gekennzeichnet werden müssen – ich betone ‚dauerhaft‘.
Zusätzlich existieren hauseigene Werknormen der Fahrzeughersteller. Dort finden sich, je nach OEM, unterschiedliche Anforderungen: Sie reichen von ‚Orange‘, ähnlich RAL 2003 über Bereiche wie RAL 2003–2008 bis hin zu exakt definierten Farbtönen nach dem Munsell‑ oder NCS‑Farbsystem. Die Beschreibung dieser Farbsysteme ist für sich genommen ein komplexes Thema. Hinzu kommen zahlreiche Publikationen, die zwar nicht rechtsverbindlich sind, aber als allgemein anerkannte Regeln der Technik gelten. Gemeinsam ist all diesen Vorgaben, dass der Begriff ‚Orange‘ allgegenwärtig ist. Es gibt eine ganze Reihe von Anforderungen, diese sind jedoch nicht einheitlich und teilweise stehen sie sogar in Widerspruch zueinander.

Nach welchen Gesichtspunkten werden HV-Kabel beurteilt? Sie sind der Witterung ausgesetzt, können altern oder Beschädigungen aufweisen. Kann es da gefährlich werden?
Während der Prototypenphase eines neuen Hochvoltfahrzeugs sind die genannten ISO‑Normen maßgeblich, wenn es um Prüfverfahren und Tests der Leitungen geht. Die Anforderungen an Hochvoltleitungen werden im Rahmen der Produktvalidierung überprüft und vom Lieferanten mittels Testberichten dokumentiert. Sie werden beispielsweise Temperaturtests und Prüfungen der mechanischen Belastbarkeit unterzogen. Diese Prüfungen sind für die Sicherheit der Leitungen im Feld sehr wichtig. Der Fokus liegt auf den sicherheitsrelevanten Eigenschaften der Hochvoltleitungen. Typischerweise denkt man hier an den Isolationswiderstand sowie an Zugfestigkeit und Dehnbarkeit.
Die Farbalterung von Hochvoltleitungen ist bislang keine Eigenschaft, die ausdrücklich und eigenständig geprüft wird. Farbveränderungen werden meist nur indirekt, also als Nebenaspekt der eigentlichen Prüfungen, erfasst – etwa, wenn nach einem Langzeit‑Temperaturtest die optische Veränderung des Prüflings fotografisch dokumentiert wird. Darüber hinaus finden sich derzeit keine nennenswerten, herstellerübergreifend geforderten Prüfungen speziell zum Thema Farbalterung. Man kann also sagen: Nicht alles, was normativ gefordert ist, wird in der Praxis auch gesondert geprüft.

Zur Person

Sebastian Ciupka ist Sachverständiger und Trainer für Hochvolt- und Gasantriebssysteme in der Automobiltechnik. Er ist international und herstellerübergreifend in der Befähigung von Werkstätten sowie in der Schulung von Mitarbeitern tätig.

Im Rahmen eines Kundenauftrags hat er sich intensiv mit der Farbalterung von Hochvoltleitungen beschäftigt und dieses Themengebiet umfassend aufgearbeitet.

Wie lässt sich denn die Farbbeständigkeit überprüfen?
Es existieren seit Langem standardisierte Prüfverfahren zur Ermittlung der Farbbeständigkeit von Kunststoffen, die im Automobilbereich einen hohen Stellenwert haben – allerdings bisher meist nicht im Kontext der elektrischen Sicherheit. Stellen Sie sich vor, die Kunststoffarmaturen in einem Neuwagen wären bereits nach einem Sommer ausgeblichen. Es bestünde zwar keine direkte Gefährdung, aber zufrieden wäre damit weder der Kunde noch der Lieferant.
Die Testverfahren zur Ermittlung der Farbbeständigkeit sind technisch interessant. Prüflinge werden in speziellen Kammern einer Kombination aus Feuchtigkeit und dem Licht einer Xenon‑Lichtbogenlampe ausgesetzt. Diese Xenonlampe wird verwendet, weil das vom Xenonplasma erzeugte Spektrum dem Sonnenlicht hinsichtlich der Wellenlängenverteilung sehr ähnlich ist. Das Ganze nennt sich ‚Bewitterungstest‘.

Warum erfolgen bis dato bei HV-Leitungen keine Farbbeständigkeitstests?
Es wäre also ohne Weiteres möglich auch HV-Leitungen gezielt auf Farbbeständigkeit zu prüfen. Die Frage stellt sich, ob dies derzeit gewollt ist. Aus Kreisen von Nfz-Herstellern ist zu hören, dass es durchaus Bestrebungen gibt, die normativ geforderten Farbwerte künftig stärker in den Validierungsprozess einzubeziehen. Bei den Pkw‑Herstellern wird das Thema meines Wissens eher gemieden. Der Grund: Der Witterungseinfluss, welchem die HV-Leitungen ausgesetzt sind, ist nicht bei allen Fahrzeugklassen gleichermaßen relevant: Bei Pkw sind die HV-Leitungen meist so verbaut, dass sie keinem direkten Sonnenlicht ausgesetzt sind, was die UV-Belastung über die Lebensdauer deutlich reduziert. Bei Nutzfahrzeugen ist das anders: Sattelzugmaschinen und Fahrzeugen mit Wechselbrückensystemen sind nur zwei Beispiele, bei denen Hochvoltleitungen auch optisch präsent sind und verstärkt der Witterung ausgesetzt sind.

Wann geht tatsächlich eine Gefahr von einer HV-Leitung aus?
Die farbliche Erscheinung von HV-Leitungen, den umgebenden Wellrohren oder Gewebeschläuchen sagt grundsätzlich nichts über die Qualität der Leitung und den Wert des Isolationswiderstandes aus. Auch stark ausgeblichene Leitungen können elektrisch und mechanisch in Ordnung sein. Umgekehrt ist ein leuchtendes Orange kein Garant für einen guten Isolationswiderstand. Das Werkstattpersonal weiß, dass Hochvoltsysteme durch ihre Netzform und die zahlreichen Sicherheitsfunktionen grundsätzlich als sehr sicher anzusehen sind.
Bei HV-Fahrzeugen kommen im Regelfall geschirmte Hochvoltleitungen zum Einsatz. Im Inneren befindet sich ein Schirmgeflecht, das über die HV-Steckverbinder mit der Fahrzeugmasse verbunden ist. De facto ‚liegt‘ die Karosserie damit elektrisch innerhalb des Leitungsaufbaus. Eine Isolierschicht aus Kunststoff oder Silikon trennt die aktiven Leiter des Hochvoltsystems von diesem Schirm, also von der Fahrzeugmasse. Der Vorteil geschirmter Leitungen besteht mit Blick auf die Sicherheit darin, dass die Isolationsüberwachung des Hochvoltsystems diese Leitungen während des Fahrbetriebs permanent überwacht. Ein zu niedriger Isolationswiderstand würde somit ohnehin vom Fahrzeug selbst detektiert und gemeldet werden. Auch im Rahmen der Hauptuntersuchung werden die Fahrzeuge auf Ihre Sicherheit überprüft.
Wenn eine Leitung beschädigt ist, ist das generell etwas anderes. In einem solchen Fall sollte die HV-Elektrofachkraft hinzugezogen werden.

Spielen die Hochvoltkabel auch bei der Abfahrtskontrolle eine Rolle?
Im Regelfall tun sie das nicht. Der Fokus liegt bei Abfahrtskontrollen auf den primär sicherheitsrelevanten Systemen des Nutzfahrzeugs: Bremssystem, lichttechnische Einrichtungen, Reifen usw. Ich würde nicht so weit gehen und empfehlen, Hochvoltleitungen im Rahmen der Abfahrtskontrolle zwingend prüfen zu müssen. Zumeist ist bei Nutzfahrzeugen ein Aufbau montiert, die Abfahrt erfolgt unter Umständen bei Dunkelheit oder ungünstigen Witterungsbedingungen, und auch der Verschmutzungsgrad der Fahrzeuge spielt eine Rolle. Hinzu kommt, dass HV‑Leitungssätze häufig in Gewebeschläuchen oder Kunststoffrohren geführt werden. All diese Faktoren können dazu führen, dass Hochvoltleitungen im Rahmen der Abfahrtskontrolle gar nicht oder nur sehr eingeschränkt bewertet werden können. Das Fahrzeug würde einen Isolationsfehler nach Aktivierung der Zündung oder innerhalb kurzer Zeit im Betrieb selbst erkennen, da das Hochvoltsystem permanent überwacht wird.

Welche Kriterien werden bei der Hauptuntersuchung an die HV-Verkabelung angelegt?
Im Rahmen der Hauptuntersuchung werden Nutzfahrzeuge zerlegungs- und zerstörungsfrei auf ihre Sicherheit überprüft. Das bedeutet: Aufbauten werden nicht demontiert, Abdeckungen bleiben montiert. In der Regel wird die Fahrerkabine gekippt, was einen guten Blick auf darunter verbaute Hochvoltkomponenten und Leitungen ermöglicht. Soweit Hochvoltleitungen sichtbar sind, werden sie auf Beschädigungen wie Scheuerstellen, Quetschungen oder möglichen Tierverbiss hin kontrolliert. Aktuell bestehen keine exakten, einheitlichen Anforderungen an die Prüforganisationen hinsichtlich des Farbtons der Hochvoltleitungen. Das führt dazu, dass Prüfingenieure unser Thema unterschiedlich bewerten – selbstverständlich auf Basis ihres jeweiligen Sachverstands. Dieser beruht im Fachgebiet Hochvolt in der Regel auf einer abgeschlossenen Qualifizierung der Stufe 2S oder vergleichbaren Schulungen. Das sehr spezielle Thema Farbalterung von Hochvoltleitungen wird dort normalerweise nicht vertieft behandelt, weshalb kein durchgängig einheitlicher Kenntnisstand existiert. In Gesprächen mit Prüfingenieuren hat sich mein Eindruck bestätigt, dass das Ergebnis der Hauptuntersuchung im Zweifel stark vom Einzelfall abhängt – ebenso wie mögliche Folgekosten für Betriebe und Flottenbetreiber.

Gibt es Fälle bei denen Hochvoltkabel tatsächlich nicht gleich als solche erkannt werden?
In Gesprächen mit der Zentralen Stelle nach dem Straßenverkehrsgesetz wurde mir mitgeteilt, dass es Fälle gab, in denen eine mit Unterbodenschutz besprühte Hochvoltleitung im Rahmen der Hauptuntersuchung nicht mehr als solche identifizierbar war – der Prüfer hat dies folgerichtig als Mangel gewertet. Daraus lässt sich ableiten, dass auch stark farbgealterte Hochvoltleitungen zu einem ähnlichen Mangel führen könnten, was mir in Einzelgesprächen mit Prüfingenieuren bestätigt wurde.

Besteht Handlungsbedarf was die Ausbildung und Schulung von Mitarbeiter(innen) angeht?

Das hängt davon ab, an welche Zielgruppe man dabei denkt. Ich halte es nicht für vermessen zu sagen, dass einheitliche Prüfkriterien im Rahmen der Hauptuntersuchung sinnvoll wären – sie würden im Einzelfall Kosten, Diskussionen und im Zweifelsfall auch Rechtsstreitigkeiten vermeiden. Für das Werkstattpersonal könnte es künftig sinnvoll sein, sich mit den gängigsten Farbsystemen zu beschäftigen, auf die im Automobilbereich referenziert wird. Ein wenig Grundwissen dazu schadet nicht, falls sich Hersteller entscheiden sollten, das Thema Farbalterung auch im Feld regelmäßig kontrollieren zu lassen. Die Beschaffung eines RAL‑Farbfächers zum Farbvergleich ist kostengünstig. Dass Farben in Werkstätten messtechnisch, etwa mit Farbmessgeräten, überprüft werden, halte ich mit Blick auf Kosten und Aufwand allerdings für nicht vertretbar.

Wie gehen die OEM mit der Kennzeichnung und Verlegung von Hochvoltkabeln um?
Die Verlegung von Hochvoltleitungen ist weitgehend technisch bestimmt: Massekonzept und Potenzialausgleich, elektromagnetische Verträglichkeit und begrenzter Bauraum beeinflussen die Leitungsführung. Die Vorgaben zur Kennzeichnung finden sich in den jeweiligen Werknormen der Hersteller, sind aber teils inkonsistent – Farbanforderungen können sich widersprechen oder lassen sich in der Praxis nur mit erheblichem Aufwand überprüfen.
Nfz‑Werkstätten sind in gewisser Weise ‚verwöhnt‘, was die Erkennbarkeit der Leitungen angeht: Diese werden nicht nur durch ihre – mehr oder weniger gealterte – Umhüllung, sondern auch durch die zumeist gut einsehbaren Hochvoltkomponenten gekennzeichnet, an die sie angeschlossen sind. Dieses Zusammenspiel aus Kabel und angebundener Hochvoltkomponente könnte bei der Festlegung zukünftiger Anforderungen an die Erkennbarkeit stärker berücksichtigt werden.

Was ließe sich in Hinblick auf die Farbgebung, Verlegung und Konnektierung von HV-Leitungen – speziell auch was den Umgang in der Nfz-Werkstatt angeht – verbessern?
Man merkt insbesondere in den eigenen Niederlassungen der Hersteller sehr schnell, wie gut der Informationsfluss zwischen Entwicklung, Produktion und Aftersales organisiert ist. In den Werkstätten zeigt sich das zum Beispiel daran, ob typische Isolations- und Schirmwiderstandswerte klar kommuniziert werden. Nur dann lassen sich Abweichungen erkennen und einordnen. Mit Blick auf die Farbalterung von HV-Leitungen wären die Hersteller gut beraten, Farbanforderungen nicht zu eng zu definieren, um ausreichend Spielraum bei Lieferanten und Materialien zu behalten und sich keinen unnötigen Wettbewerbsnachteil gegenüber OEMs mit weniger strengen Spezifikationen zu schaffen.

Den Beitrag finden Sie auch in der Print-Ausgabe 2-2026 der Krafthand-Truck.

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Georg Blenk, 08247 / 3007-45 | georg.blenk@krafthand-medien.de