Drain Wire

Was ist ein Drain Wire — und warum lässt sich ein Folienschirm ohne ihn nicht anschließen?

Wer eine foliengeschirmte Leitung absetzt, findet neben den Adern einen blanken oder verzinnten Kupferdraht, der an keinem Kontakt endet und der kein Signal führt. Das ist der Drain Wire, auf Deutsch Beilaufdraht. Er liegt über die gesamte Kabellänge an der metallisierten Seite der Schirmfolie an und ist der einzige praktikable Weg, den Schirm überhaupt anzuschließen.

Viele Kabel haben eine hauchdünne Metallfolie um die Adern gewickelt. Sie hält Störungen von außen ab — aber nur, wenn sie am Gerät auch angeschlossen ist, und die Folie selbst ist dafür viel zu dünn und zu empfindlich. Deshalb läuft ein zusätzlicher dünner Draht die ganze Länge des Kabels mit, der die Folie berührt und sich anständig festklemmen lässt. Er überträgt nichts, was Du hören würdest, sondern leitet Störungen ab. Wird er beim Anschließen abgezwickt, sieht alles fertig aus und der Schutz ist trotzdem weg.

Ausführliche Erklärung

Ein Folienschirm besteht aus einer Aluminiumschicht auf einem Kunststoffträger, meist Polyester, zusammen wenige Mikrometer dick. Der Aufbau hat gute Gründe: Er deckt die Adern zu hundert Prozent ab, baut kaum auf und wirkt gerade gegen hochfrequente Störungen gut. Er hat aber eine Eigenschaft, die ihn allein unbrauchbar macht: Man bekommt ihn nicht angeschlossen. Aluminium lässt sich nicht löten, und eine Folie in dieser Dicke reißt unter jeder Klemme, die fest genug wäre, um dauerhaft Kontakt zu halten.

Der Drain Wire löst das. Er läuft im Kabel mit, in durchgehendem Kontakt zur metallisierten Seite der Folie, sammelt so die Ströme aus dem gesamten Schirm ein und bietet am Ende ein ganz gewöhnliches Kupferende, das sich löten, klemmen oder in einen Steckverbinder legen lässt.

Aus dem Wort „metallisierte Seite" folgt die wichtigste Konsequenz. Die Folie hat eine leitende und eine nicht leitende Seite. Wird sie beim Absetzen umgeschlagen, verdreht oder mit der Trägerseite zum Draht verlegt, liegt Kunststoff zwischen Folie und Beilaufdraht — der Schirm ist dann elektrisch nicht angeschlossen, während die Verbindung optisch tadellos aussieht und die Übertragung zunächst funktioniert. Der Fehler zeigt sich erst, wenn eine Störquelle dazukommt.

Ein Geflechtschirm braucht diesen Umweg nicht, weil er selbst aus Kupferdrähten besteht und sich direkt auflegen lässt. Bei der Kombination aus Folie und Geflecht ist der Drain Wire deshalb optional und dient vor allem der einfacheren Montage.

Wie der Draht angeschlossen wird, entscheidet mit über seine Wirkung. Ein langes, verdrilltes Stück Beilaufdraht zwischen Kabelende und Anschlusspunkt wirkt oberhalb einiger Megahertz als Induktivität und verliert genau dort an Wirkung, wo der Folienschirm seine Stärke hätte. Je kürzer dieses Stück, desto besser; eine umlaufende Auflage des Schirms über den vollen Umfang ist besser als jeder einzelne Draht.

Häufiges Missverständnis

Weil der Drain Wire blank ist und am Gehäuse endet, wird er gern für einen Masseleiter gehalten und im Notfall als Rückleiter oder als Ersatzader benutzt. Beides ist falsch. Er ist Teil des Schirms, nicht des Signalwegs, führt keinen Nutzstrom und hat dafür weder den Querschnitt noch die Isolation. Ein Schutzleiter ist er erst recht nicht.

Der zweite Punkt ist strittiger und begegnet einem in jeder zweiten Anleitung: „Den Schirm immer nur an einer Seite auflegen." Die Regel stammt aus der analogen Audiopraxis und richtet sich gegen Brummschleifen — sie behandelt allerdings ein Symptom, dessen Ursache meist im Gerät liegt, nämlich in einem Schirmanschluss, der intern auf der Signalmasse statt am Gehäuse landet. Die AES-Praxisnorm AES48 geht deshalb den anderen Weg und verlangt, den Schirm an beiden Enden unmittelbar an der Eintrittsstelle auf das Gehäuse zu führen. Für geschirmte Datenverkabelung ist die einseitige Auflage ohnehin keine Option: Gegen hochfrequente Einkopplung wirkt nur ein durchgehend beidseitig angebundener Schirm.

Nicht zu verwechseln mit

Reißfaden: Läuft ebenfalls über die volle Kabellänge mit und liegt beim Absetzen direkt daneben, ist aber ein Kunststofffaden zum Aufreißen des Mantels und leitet nichts.
Schutzleiter: Gehört zur elektrischen Sicherheit und ist nach Querschnitt, Kennzeichnung und Anschluss geregelt. Ein Drain Wire ersetzt ihn unter keinen Umständen.
Signalmasse: Der Bezugsleiter einer Schaltung. Dass beide am Ende im selben Gehäuse landen können, macht sie nicht austauschbar — die Frage, wo genau sie zusammentreffen, ist gerade der Kern des Schirmungsproblems.
Geflechtschirm: Ein Schirm aus verflochtenen Kupferdrähten, der sich selbst auflegen lässt und deshalb keinen Beilaufdraht braucht.

Aus der Praxis

Vorkommen findet man den Drain Wire überall dort, wo foliengeschirmt gearbeitet wird: in symmetrischen Audioleitungen zu Endstufen und Aktivlautsprechern, in F/UTP-Datenkabeln und in praktisch allen Steuerbussen — das Cresnet-Kabel von Crestron etwa führt neben dem Versorgungspaar ein foliengeschirmtes Datenpaar mit eigenem Drain-Leiter.

Der typische Schadensfall ist immer derselbe und passiert in der Dose: Der Draht wird abgezwickt, weil er im Weg ist und nirgends hingehört, oder er wird so lang gelassen, dass er sich quer durch die Dose zum Klemmpunkt schlängelt. Im ersten Fall ist der Schirm ab, im zweiten wirkt er nur noch bei tiefen Frequenzen. Beides fällt bei der Abnahme nicht auf, weil die Strecke ohne Störquelle einwandfrei arbeitet.

Verknüpfte Inhalte

Welche Schirmbauarten es gibt und was sie unterscheidet, steht bei der Schirmung; wie die Kürzel U/UTP, F/UTP und S/FTP zu lesen sind, bei der Schirmungsnotation. Warum eine symmetrische Leitung Störungen auch ohne Schirm weitgehend unterdrückt, klärt die symmetrische Übertragung, die Steckverbinderseite der XLR-Eintrag.

Quellen

Der Aufbau des Folienschirms und die Funktion des Beilaufdrahts sind in der Kabel-Fachliteratur und in Herstellerunterlagen übereinstimmend beschrieben; die Regel zur Schirmauflage an beiden Enden und unmittelbar am Gehäuse folgt AES48.