Das Funktionsprinzip von Aluminiumlitzen mit Stahlkern- beruht auf einer „starren-flexiblen“ Struktur. Der innere Stahlkern trägt die mechanische Belastung, während die äußeren Aluminiumlitzen für die elektrische Leitung verantwortlich sind. Dieses Design nutzt die hohe Festigkeit von Stahl und die hervorragende Leitfähigkeit von Aluminium voll aus. Durch die Nutzung des Skin-Effekts von Wechselstrom fließt der Strom gleichzeitig hauptsächlich im äußeren Aluminiumteil des Leiters, wodurch der Einfluss des Stahlkerns auf die Leitfähigkeitseffizienz verringert wird.
Sein Kernarbeitsprinzip lässt sich in folgende Punkte unterteilen:
Klare strukturelle Funktionsaufteilung
Stahlkern („starr“): Befindet sich in der Mitte des Leiters und besteht aus verzinktem Stahldraht oder hochfesten Stahllitzen. Es trägt in erster Linie die mechanischen Spannungen von Freileitungen wie Eigengewicht, Windlast und Vereisung und stellt so sicher, dass der Leiter über große Entfernungen und Spannweiten nicht bricht.
Aluminiumlitze („flexibel“): Um den Stahlkern gewickelt, besteht sie aus mehreren Strängen aus hartem Aluminiumdraht. Es übernimmt in erster Linie die Aufgabe der elektrischen Energieübertragung. Aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit (ca. 61 % IACS) reduziert es effektiv Widerstandsverluste.
Skin-Effekt optimiert die Leitfähigkeit: Aufgrund des Skin-Effekts von Wechselstrom neigt der Strom dazu, auf der Oberfläche des Leiters zu fließen. Aluminiumlitzen mit Stahlkern -nutzen diese Eigenschaft und platzieren hochleitfähiges Aluminium in der Außenschicht. Selbst wenn der innere Stahlkern eine schlechte Leitfähigkeit aufweist, hat dies keinen wesentlichen Einfluss auf die Gesamtleitfähigkeitseffizienz.
Synergistische Verbesserung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften: Das Vorhandensein des Stahlkerns erhöht die Zugfestigkeit des Leiters erheblich und macht ihn für die Durchquerung komplexer Gelände wie Täler und Flüsse geeignet.
Die mit Aluminium-kaschierte Stahlkernstruktur verhindert außerdem elektrochemische Korrosion durch direkten Kontakt zwischen Stahl und Aluminium, wodurch die Lebensdauer des Leiters verlängert wird und er sich besonders für Küstengebiete oder verschmutzte Gebiete eignet.
Vorteile von Betriebstemperatur und Strombelastbarkeit: Gewöhnlicher Aluminiumlitzendraht mit Stahlkern-ermöglicht langfristige Betriebstemperaturen von 70 Grad, während hitzebeständige Typen 150 Grad erreichen können. Kurzfristige Betriebstemperaturen können 180–230 Grad standhalten, und die dauerhaft zulässige Strombelastbarkeit beträgt das 1,5–2,5-fache der von gewöhnlichen Leitern derselben Spezifikation.