EoW September 2007

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EuroWire – September 2007 105
deutsch
letzten 30 bis 50 Jahre. Anfänglich basierten
sie auf theoretischen Methoden und
deswegen wurden Sicherheitsfaktoren in
die Gleichungen aufgenommen. Derzeit
wird von North American standards
kein Prüfprotokoll festgelegt, um den
SWBP-Druck zu bestimmen. Vor kurzem
wurde eine Studie durchgeführt, um die
elektrische und mechanische Eignung
bei der Reduzierung der Isolierungsdicke
für Mittelspannungskabel zu beweisen.
Es wurde ein spezielles SWBP-Prüfgerät
entwickelt und implementiert, um
aufzuzeigen, daß diese Kabel die gleichen
strengen Bedingungen des SWBP-Drucks
von Kabeln mit Standardisolierung der
gleichen Spannungsklassen widerstehen
können[6].
Jedenfalls war das Gerät für diese Studie
auf ein Einzelleiterkabel beschränkt und
beabsichtigte die Eignung der derzeit
angenommenen Grenzen des SWBP-
Drucks zu beweisen. In einer zuvor
durchgeführten Studie des Electric Power
Research Institute (EPRI) wurden für dieses
Programm Prüfmethodologien entwickelt,
die jedoch großteils auf Einzeladerkabel für
elektrische Einrichtungen fokussierten[7].
Diese beiden Methoden wurden un-
abhängig voneinander entwickelt, da für
eine derartige Prüfung keine anerkannte
Standardisierung vorhanden war. Für
dieses Projekt, unter Berücksichtigung
der Tatsache, daß Mehrleiter-Stromkabel
ziemlich große Ausmaße hatten, wurde
die SWBP-Prüfung entsprechend des IEC
Entwurfs 901TR ED.1 Satz 5.2 durchgeführt,
der für Kabel mit größeren Adern bestimmt
ist [8].
Hier wurde ein 50 Fuß (15m) langes Kabel
nach vorne und zurück um ein festes Rad
geführt, unter einem SWBP-Druck durch T/R
berechnet, mit Anwendung der Spannung
des Stahldrahts (T) von der Ziehwinde und
dem Radradius (R). Während der Prüfung
blieb das Kabel mit dem festen Rad
mindestens 90° in Verbindung. Bei Bedarf
konnte Schmiermittel bei der Kontaktstelle
des Rads aufgetragen werden. Wiederholte
Prüfungen über die Mittelspannungskabeln
mit Polymerarmierung zeigten einen
höchst empfehlenswerten SWBP-Druck
von 3.000 Pfund je Fuß Biegeradius. Das
bedeutet zwei Mal den Höchstwert im
Industriebereich von 1.500 Pfund für die
gewellte Armierung.
3.3 Installationsleistungen
In einer vor kurzem durchgeführten
Installation wurden 15kV-Kupferkabel
mit einer Dichte von 350kcm und drei
Leitern sowie 15kV-Kupferkabel mit einer
Dichte von 750kcm und mit drei Leitern
mit Polymerarmierung in einer sehr
ungewöhnlichen Kabelroute installiert, wie
im Bild 10 dargestellt.
Bei der Installierung von Stromkabeln
werden sie in der Regel, was die
Ziehspannungen, Biegeradius und
SWBP-Druck betrifft, überwacht. Wenn
der SWBP-Druck die Höchstgrenze erreicht,
kann der Installateur eine Unterstützungs-
/Ziehvorrichtung anwenden, um die
Spannung zu reduzieren, die aus dem
Ziehkopf oder -strumpf sichtbar ist. Damit
wird der SWBP gesenkt und die Kabel
können weiterhin gezogen werden,
ohne die Kabelader zu beschädigen. Bei
stärkeren Ziehfällen, wo die Unterstützung
nicht ausreichend sein könnte und das
Installationsprofil nicht geändert werden
kann, muß das Kabel geschnitten und
gespleißt werden um die Spannung zu
reduzieren. Das wird nicht gewünscht, da
in engen Plätzen Spleißungen derartiger
Ziehprofile schwer realisiert werden
könnten, zeitaufwändig sind und erhöhte
Installationskosten zur Folge haben sowie
die Unversehrtheit des Elektrosystems über
die Kabellebensdauer reduzieren könnten.
Mit einer zulässigen SWPB-Höchstgrenze
von 3.000 Pfund/Fuß wurden beide Kabel
mit Polymerarmierung erfolgreich in diesen
anspruchsvollen Bedingungen installiert.
Selbst das 15kV-Kabel mit einer
Dichte von 750kcm zeigte keinerlei
Beschädigungsanzeichen mit einem
SWBP-Wert, der 2.000 Pfund/Fuß maß
und überschritt. Mehrmals während der
Installation überschritt der SWPB-Wert
1.500 Pfund/Fuß bzw. die Höchstgrenze
der kontinuierlich gewellten Armierung.
Wären 3/C 750kcm Kabel mit kontinuier-
lich gewellter Armierung für diese
Installation eingesetzt worden, hätte man
zwei Spleißstellen vorsehen müssen, um
Schaden am Kabel zu vermeiden, wie in
Bild 8 dargestellt.
Prysmian Power Cables & Systems USA
5 Hollywood Court, So Plainfield
NJ-07080, Vereinigten Staaten
Tel: +1 908 791 2828
Fax: +1 908 791 0048
Website:
Bild 9: Gerät zur Prüfung des SWBP-Drucks ▼
4. Schlussfolgerungen
Prüfungen über den direkten Vergleich
zwischen den neuen fortschrittlichen
Konstruktionen der Polymerarmierung
und jenen der kontinuierlich gewellten
Aluminiumarmierung wurden durchgeführt.
Die Konstruktionen der Polymerarmierung
haben sich bezüglich Quetschen und Pressen
als durchaus widerstandsfähiger erwiesen
und können während der Installation viel
höheren seitlichen Kräften widerstehen
Diese Konstruktionen mit Polymerarmierung
wurden Prüfun-gen unterzogen und haben
die Prüfung eines extremen Angriffs einer
Flammenfortpflanzung, eine Rauchprüfung,
die Kaltbiegung/-wirkung bei -40°C bestan-
den, und haben die Genehmigung unter
der Leitung von Underwriters Laboratories,
Canadian Standards Association, American
Bureau of Shipping, Coast Guard, usw.
erhalten. n
5. Literatur
[1] NFPA 70: National Fire Protection Association,
National Electrical Code, 2005
[2] UL-1569 Underwriters Laboratories Inc, Standard
for Metal Cald Cables, Third Edition, Revision
25thMay 2005
[3] UL-1072 Underwriters Laboratories Inc, Standard
for Medium Voltage Power Cables, Fourth Edition,
30th June 2006
[4] UL-2225 Underwriters Laboratories Inc, Standard
for Metal-Clad Cables and Cable-Sealing Fittings
for Use in Hazardous (Classified) Locations, First
Edition, 29th July 1996
[5] HN 33-S-52 EDF Specification for Single Core Cables
with Polymeric Insulation for Rated Voltages of
36/63 (72.5)kV and 52/90 (100)kV and up to 87/150
(170)kV
[6] Y Wen and P Cinquemani, Performance of Reduced
Wall EPR Insulated Medium Voltage Power Cables:
Part II Mechanical Characteristics, IEEE-PES
Transmission & Distribution Conference, 1996
[7] EPRI-EL-3333, Maximum Safe Pulling Lengths for
Solid Dielectric Insulated Cables, Volumes 1 and 2,
February 1984
[8] IEC Draft 61901TR ED.1 - 20/682/CD Clause 5.2,
Development Tests Recommended on Cables with
a Longitudinally Applied Metal Tape, April 2004
Bild 10:Ansicht von oben des Kabelzugs ▲
A = 1stZiehpunkt
B = 2nd Ziehpunkt
C = 3rd Ziehpunkt
= Höhenänderung
= Positionen wo
kontinuierlich gewellte
Armierung gespleißt
werden müßte
Richtung des Zugs
Gesamtzug
Trommel
Transformatoren
Umspannwerk