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EuroWire – März 2012
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Technischer artikel
Qualitätsmaterialien können
die Zuverlässigkeit der
Verteilerkabel erhöhen
Von Peter Pang, Shawn Miao, Simon Leung und Simon Sutton, von Dow Electrical & Telecommunications,
eine Geschäftseinheit der Dow Chemical Company
Einleitung
Nicht alle Werkstoffe sind gleich. Es
handelt sich dabei um ein einfaches
aber wahres Konzept, dass die ganze
Wertschöpfungskette berücksichtigt und
darin angenommen werden muß. Die
Leistung ist grundlegend für die ganze
Funktionalität des Netzes und kann nur
von jenen Materialien geboten werden,
die Prüfungen unterliegen. Die Planer
die Verteilerkabel fordern, die über
Jahrzehnte eine zuverlässige elektrische
Leistung bieten, müssen Schritt mit den
Materialentwicklungen halten.
Materialien
aus
anderen
Gründen
als der Leistung auszuwählen, wie z.
B. wegen deren Preis, Verfügbarkeit
oder heimischen Herkunft, kann zu
vorzeitigen
und
häufigen
Ausfällen
führen. Das bedeutet zusätzliche Zeit
und Aufwand, die für die Reparatur und/
oder das Ersetzen benötigt werden, sowie
Reduzierung des Verbrauchervertrauens.
Es
hat
sich
erwiesen,
dass
Mittelspannungskabel,
bei
denen
Wasserbäumchen
verzögernde
(TR)
vernetzte
Polyethylen-Materialien
eingesetzt
werden,
nach
vielen
Betriebsjahren hervorragende elektrische
Eigenschaften einhalten, wie z. B. die
Wechselspannungs-Durchschlagfestigkeit
(ACBD). Demzufolge wird eine lange
Lebensdauer
gesichert
sowie
eine
Erhöhung
der
Zuverlässigkeit
für
Verteilungsnetze.
Neben
den
Isolierwerkstoffen,
die
inhärent den Wachstum von Wasser-
bäumchen verzögern können, hat es
sich auch erwiesen, dass Halbleiter-
Abschirmmaterialien mit hoher Reinheit
die elektrischen Eigenschaften der Kabel
erhöhen, die unter Laborbedingungen
gealtert werden.
Um einen dauerhaften Erfolg zu erzielen,
wird Kabelherstellern und Endbenutzern
(Stromversorgern)
empfohlen,
Kabel
zu spezifizieren, die mit hochwertigen
Materialien
hergestellt
werden
und
somit spezifische Prüfkriterien erfüllen.
Die Installation sollte durch erfahrenes
Fachpersonal erfolgen, das auch für
die Prüfungen nach der Verlegung
sorgt, um eine systemweite Leistung zu
sichern. Preisgestaltung kann und soll
durch eine Lebenszykluskostenanalyse
vorgenommen werden.
Ausfälle und
Vorbeugung
Vorzeitige Stromkabelausfälle entstehen
üblicherweise durch Mängel, die nicht
während den Werksprüfungen erfasst
werden sowie durch eine schwache
Arbeitsausführung,
verbunden
mit
der Vorbereitung und Installation der
Kabelspleißungen und -endverschlüsse.
Während des Großteils der Lebensdauer
eines Kabelsystems, neigen Ausfälle durch
Außenfaktoren verursacht zu werden, wie
z. B. unbeabsichtigte Eingrabungen.
In den darauf folgenden Phasen fallen die
Kabel üblicherweise durch die Alterung
der Isolierwerkstoffe aus. Die typischen
S p ä t ph a s e n - Au s f a l l me c h a n i sme n
schließen
die
Anfangsbildung
von
Wasserbäumchen ein, die nachträglich
elektrische Bäumchen herstellen, was
wiederum eine Teilentladung sowie
Kabelausfälle verursacht. Nach kürzlich
durchgeführten Studien durch Shanghai
Municipal Electric Power Company von
SGCC erwies sich das Vorhandensein von
Wasserbäumchen mit unterschiedlichen
Kabellängen, die im Feld gealtert sind.
Die
Bildung
von
Wasserbäumchen
kann
durch
den
Einschluss
von
Wassersperren
im
Kabel
vermieden
werden, wie z. B. Metallabschirmungen
und gefüllte Leiterlitzen, oder durch
den
Einsatz
von
Isolierwerkstoffen
und
Halbleiter-Abschirmmaterialien,
die bewiesen haben, das Wachstum
von
Wasserbäumen
wesentlich
abzuschwächen. Dies zeigt sich in Kabeln,
die
in
aktuellen
Feldbedingungen
oder im Labor unter beschleunigten
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Bild 1
:
Vergleich zwischen Beibehaltung der Durchschlagfestigkeit
von TR-VPE- und VPE-Kabeln
Betriebsjahre
Wechselstrom-Durchschlagsfestigkeit
(kV/min)
TR-VPE
EPR
Kurve geeignet für VPE
Kurve geeigent für TR-VPE
Kurve geeignet für EPR