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Technischer artikel

Mai 2017

52

www.read-eurowire.com

Inspektion und Analyse von

XLPE- und HPTE-Material bei

der Herstellung von Mittel-

und Hochspannungskabeln

von Harry Prunk, Sikora AG, Bremen, Deutschland

Übersicht

Kunststoffe, die für die Isolierung von

Mittel-, Hoch und Höchstspannungskabeln

eingesetzt werden, müssen die höchsten

Reinheitsstandards

erfüllen.

In

den

meisten Fällen wird XLPE (vernetzbares

Polyethylen) -Material für die Isolierung

des Kabels eingesetzt. Für die Vernetzung

des XLPE läuft das Kabel durch ein CV-Rohr

(kontinuierliche Vulkanisation), wo es

hohen Temperaturen für die Vernetzung

ausgesetzt ist.

In der Regel wird bei der Herstellung

dieser Kabeltypen das CV-Rohr mit

Stickstoff gefüllt und bei einem Druck

von 10 Bar betrieben. Bevor das Kabel

weiterverarbeitet werden kann, wie z.

B. das Anbringen einer Abschirmung

wie auch Außenummantelungen, ist

eine Entgasung nötig, die bis zu 10

Tagen in Anspruch nehmen kann. Im

Allgemeinen wird die Linie als eine CCV-

oder VCV-Linie gebaut (bzw. Kettenlinien

kontinuierliche

Vulkanisation

oder

Vertikale kontinuierliche Vulkanisation).

Diese Technologie ist bewährt, da sie

seit Jahrzehnten eingesetzt wird, ist aber

jedoch mit hohen Kosten für den Bau und

die Produktionslinie verbunden. Darüber

hinaus ist eine andere Methode auf

dem Vormarsch, bei der Hochleistungs-

thermoplastisches

Elastomer

(

High

Performance Thermoplastic Elastomer

bzw.

HPTE), basierend auf Polypropylen, als

Isolationsmaterial eingesetzt wird. Diese

neue Technologie wurde von Prysmian

erarbeitet und ist als sogenannte„P-Laser“-

Technologie verbreitet.

[1]

Das Material zeigt

gute elektrische und thermo-mechanische

Eigenschaften

auf,

die

mit

XLPE

vergleichbar und in einigen Aspekten

XLPE sogar überlegen sind. HPTE fordert

kein Vernetzungsabschnitt und keine

Entgasungsbehandlung. Das bedeutet,

dass das komplette Kabel in einem

Inline-Produktionsverfahren

hergestellt

werden kann, wo auch die Abschirmung

und die Außenummantelung in einem

Produktionsschnitt angebracht werden

können.

Egal welcher Ansatz zur Anwendung

kommt, bleibt der Bedarf an dielektrischer

Festigkeit von XLPE und HPTE auf dem

gleichen hohen Niveau und muss

gesichert werden. Wichtig ist in diesem

Zusammenhang die Sauberkeit des

Isoliermaterials. Das ist der Punkt, in dem

das fortschrittliche Reinheitsinspektions-

und Sortierungsgerät in den Fokus rückt.

In

diesem

Artikel

wird

ein

Online-Inspektions- und Sortierungsgerät

vorgestellt,

das

Kontaminationen

in und auf Pellets erkennt wie z.

B.

metallische-

oder

organische

Verunreinigungen,

Farbvariationen,

Agglomerate,

Kreuzkontaminationen

und Fremdpellets. Das vorgestellte Gerät

schließt die einzigartige Kombination

von

Röntgentechnologie

und

einer

optische Kameratechnik für höchste

Detektionswahrscheinlichkeit für alle Arten

von Kontaminationen ein. Demzufolge

werden die Qualität des XLPE- oder

HPTE-Materials

entsprechend

dem

Produktionsverfahren optimiert und die

Kosten reduziert.

Darüber hinaus behandelt dieser Artikel

kurz

ein

innovatives

Offline-Gerät,

das Kleinserien von Pellets inspiziert

und analysiert. Das ist außerdem von

Bedeutung um die Pellets zu prüfen,

die über das Online-Inspektions- und

Sortierungsgerät aussortiert wurden.

Mit XLPE und HPTE

isolierte Mittel- und

Hochspannungskabel

Heute ist das Isolationsmaterial, das

hauptsächlich

für

Mittelspannungs-

(MV) und Hochspannungskabel (HV)

eingesetzt wird, vernetztes Polyethylen

(XLPE). Vernetztes

Polyethylen

wird

von Polyethylen unter hohem Druck

mit organischen Peroxiden als Additive

hergestellt. Unter Wärme und Druck

findet

die

Vernetzung

statt.

Die

individuellen Molekularketten werden

miteinander

vernetzt,

und

ergeben

eine Materialveränderung von einem

thermoplastischen zu einem elastischen

Material. Ein Vorteil des XLPE als Isolierung

für Mittel- und Hochspannungskabel liegt

in deren niedrigem dielektrischen Verlust

und deren hervorragenden elektrischen

und physikalischen Eigenschaften für die

Stromübertragung.

Da

XLPE

widerstandsfähig

gegen

thermische Verformung und Alterung ist,

kann ein XLPE-Kabel hohe Stromstärken

übertragen. Ein weiteres Merkmal ist die

leichte Installation des XLPE-Kabels. Es

widersteht kleinen Biegeradien und ist

leicht.

[2]

Vor einigen Jahren hat das Unternehmen

Prysmian einen neuen Kabeltyp erfunden,

in dem statt XLPE, HPTE (Hochleistungs-

Elastomer) eingesetzt wird.