Anwendungsumgebungen, Grundlagen und Aufbau von wasserfesten Kabeln
Wasserfeste Kabel sind für Umgebungen konzipiert, in denen Feuchtigkeit, Wassereintritt oder hohe Luftfeuchtigkeit die Leistung und Lebensdauer der Kabel beeinträchtigen. Zu den Anwendungen gehören unterirdische Anlagen, Unterwasserkabel, Windparks und Stromnetze im Freien. Das Konstruktionsprinzip besteht darin, das Eindringen und die Ausbreitung von Wasser durch eine Längs- oder Radialabdichtung unter Verwendung spezieller Materialien und Herstellungsverfahren zu verhindern oder zu widerstehen. Ein wirksamer Wasserwiderstand verbessert die Haltbarkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems.
Vergleich der Leistungsmerkmale und Auswahlkriterien für gängige wasserbeständige Materialien
Die Wahl des richtigen wasserabweisenden Materials ist entscheidend für einen zuverlässigen Schutz. Die Materialien unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Saugfähigkeit, Kompatibilität, Kosten und Haltbarkeit. Die nachstehende Tabelle gibt einen Überblick über die Leistungsmerkmale typischer Materialien, die in wasserfesten Kabelstrukturen verwendet werden, wie z. B. wasserquellbare Bänder, Pulver und Geleemassen. Diese Materialien werden auf der Grundlage der Anwendungsart, der Umweltbelastung und der gewünschten Lebensdauer ausgewählt. Zu den wichtigsten Auswahlkriterien gehören die Ausdehnungsrate, die thermische Stabilität, die chemische Kompatibilität mit Isoliermaterialien und die einfache Verarbeitung.
| Material Typ | Blockierungsmethode | Vorteile | Benachteiligungen | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|---|
| Wasserquellbares Klebeband | Longitudinal | Schnelle Quellung, einfache Anwendung, gute thermische Stabilität | Kann sich bei Hochgeschwindigkeitsverarbeitung verschieben | Mittel- und Hochspannungskabel, Außeninstallationen |
| Wasserquellbares Pulver | Longitudinal | Leichtes Gewicht, hohe Absorptionsrate | Staubkontrolle erforderlich, weniger geeignet für kleine Räume | Lichtwellenleiterkabel, Niederspannungskabel |
| Petroleum Jelly-Verbindung | Radial | Hervorragende Abdichtung, Langzeitstabilität | Unordentlich in der Anwendung, Gewichtszunahme | Unterwasserkabel, Kommunikationskabel |
| Thermoplastisches Dichtungsmaterial | Radial | Starke Barriere, kompatibel mit dem Extrusionsverfahren | Hohe Kosten, erfordert präzise Anwendung | HV-Unterwasserkabel, gepanzerte Kabel |
Unterschiede zwischen längsgerichteten und radialen Wassersperrmethoden und deren Umsetzung
Die Längssperre verhindert, dass sich Wasser über die Länge des Kabels ausbreitet, und wird in der Regel mit quellfähigen Bändern oder Pulvern in den Kabelkernen realisiert. Bei der radialen Blockierung hingegen wird verhindert, dass Wasser durch den Kabelmantel oder die Isolierschichten eindringt, und es werden Barrieren wie Geleemassen, extrudierte Thermoplaste oder laminierte Schichten verwendet. Bei kritischen Anwendungen kommen oft beide Methoden zum Einsatz.
Industrienormen und Prüfverfahren für wasserdichte Kabel
IEC-Normen
Die IEC 60502 Reihe enthält Anforderungen an die Wasserdurchdringungsprüfung für Mittelspannungskabel. IEC 60840 und IEC 62067 spezifizieren Wasserdurchdringungstests für Hochspannungs- und Höchstspannungskabel. Bei den Tests wird das Kabel in der Regel unter Druck stehenden Wassersäulen ausgesetzt und das Eindringen von Wasser im Laufe der Zeit überwacht. Die IEC-Normen legen den Schwerpunkt auf Langzeitalterung und Druckbeständigkeit.
GB/T-Normen (China)
In China, GB/T 12706 und GB/T 11017 werden häufig für Nieder- und Mittelspannungskabel verwendet, mit definierten Prüfprotokollen für die Wasserdichtigkeit. Für die Überprüfung der Wasserdichtigkeit werden in GB/T 19216 Prüfverfahren beschrieben, wie z. B. die Prüfung der Wasserdurchdringung in Längsrichtung unter Verwendung von Farbstoff und Wasser bei bestimmten Temperaturen und Drücken.
Andere internationale Methoden
Zusätzliche Normen wie BS EN 50288 (für mehradrige Kabel) und ASTM D4565 können ebenfalls gelten. Diese Tests umfassen häufig das Eintauchen von Proben, Rückschnitttests und Längsmigrationsprüfungen über 24-72 Stunden unter hydrostatischem Druck. Die Erfolgskriterien basieren auf der Entfernung, die das Wasser zurücklegt, oder auf dem sichtbaren Eindringen, und die Fehler müssen unter klar definierten Schwellenwerten liegen.
Beispiele für Fehlfunktionen und Optimierungsvorschläge
Ein Versorgungsprojekt im Sudan meldete einen Ausfall der Kabelisolierung innerhalb von zwei Jahren nach Inbetriebnahme. Die Untersuchung ergab, dass das Eindringen von Wasser auf eine mangelhafte Versiegelung der Kabelenden und minderwertiges, wasserquellbares Pulver zurückzuführen war. In ähnlicher Weise wurde bei einem Hochspannungsprojekt in Vietnam Korrosion in Kupferleitern festgestellt, die auf fehlende radiale Wassersperren zurückzuführen war. Um solche Ausfälle zu vermeiden, sollten die Hersteller die Qualitätskontrolle verbessern, doppellagige wasserabweisende Konstruktionen verwenden und eine strengere Materialbeschaffung durchführen. Endverbraucher sollten bei der Installation auf ordnungsgemäße Anschlüsse und Verbindungsabdichtungen achten.
Zusammenfassung und Kundenempfehlungen
Um eine optimale Kabelzuverlässigkeit unter nassen oder unterirdischen Bedingungen zu gewährleisten, sollten Sie Konstruktionen mit geprüften wasserabweisenden Strukturen wählen, internationale Teststandards befolgen und mit erfahrenen, zertifizierten Herstellern zusammenarbeiten.
