Bei der Auswahl von Kabeln für unterschiedliche klimatische Bedingungen müssen Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, UV-Strahlung, Eis- und Schneelasten sowie chemische Korrosion umfassend berücksichtigt werden, um die langfristige Zuverlässigkeit und Sicherheit der Kabel zu gewährleisten. Im Folgenden finden Sie einen Leitfaden für die Auswahl von Kabeln für verschiedene Klimatypen:
Trockenes Klima mit hohen Temperaturen (z. B. Wüsten, tropische Trockengebiete)
Hauptauswirkungen:
Hohe Temperaturen (langfristig >40°C, extrem >60°C) beschleunigen die Alterung der Isolation. Sand- und Staubabrieb am Kabelaußenmantel.
Empfehlungen zur Auswahl:
- Hochtemperaturbeständige Materialien: Wählen Sie eine Isolierung aus vernetztem Polyethylen (XLPE) (temperaturbeständig bis 90°C) oder Silikonkautschukkabel (temperaturbeständig bis 180°C).
- Schutzart: Armierte Kabel (z.B. Stahlbandarmierung) zum Schutz vor Sand- und Staubabrieb oder halogenfreie flammhemmende Ummantelung (z.B. LSZH).
- Konstruktion zur Wärmeableitung: Bevorzugen Sie Kabel mit größeren Leiterquerschnitten, um die Wärmeentwicklung durch den Stromfluss zu verringern.
Kaltes und eisiges Klima (z. B. Sibirien, Nordkanada)
Hauptauswirkungen:
Niedrige Temperaturen können die Isolierung spröde und anfällig für Risse machen. Eisansammlungen erhöhen außerdem die Kabelspannung und bergen die Gefahr eines mechanischen Versagens.
Empfehlungen zur Auswahl:
- Kältebeständige Materialien: Verwenden Sie Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) oder eine XLPE-Isolierung für niedrige Temperaturen, die sich bei -40°C oder darunter bewährt hat.
- Flexible Strukturen: Verwenden Sie eine flexible Konstruktion, um Risse während der Installation und des Betriebs zu vermeiden.
- Verstärkte Ummantelung: Ziehen Sie selbsttragende ABC-Kabel mit verstärktem Mantel in Betracht, um Eislasten standzuhalten.
Tropisches Klima mit hoher Luftfeuchtigkeit (z. B. Südostasien, Kongobecken)
Hauptauswirkungen:
Eine konstant hohe Luftfeuchtigkeit beschleunigt das Eindringen von Wasser, die Schimmelbildung und den Abbau der Isolierung, was die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Kabel verringert.
Empfehlungen zur Auswahl:
- Feuchtigkeitssperrendes Design: Verwenden Sie wasserundurchlässige Bänder oder Gele in der Kabelkonstruktion, um das Eindringen von Wasser zu verhindern.
- Auswahl der Ummantelung: Entscheiden Sie sich für eine feuchtigkeitsbeständige PE- oder HDPE-Ummantelung mit fester Verbindung.
- Anti-Pilz-Behandlung: Verwenden Sie Außenjacken mit Anti-Pilz-Zusätzen zum Schutz vor biologischem Abbau.
Klima mit hoher UV-Strahlung (z. B. Australien, Südwesten der USA)
Hauptauswirkungen:
Bei längerer UV-Belastung werden die Polymerketten in den Ummantelungsmaterialien zerstört, was zu Rissen, Ausbleichen der Farbe und schließlich zum Versagen der Isolierung führt.
Empfehlungen zur Auswahl:
- UV-stabilisierte Außenjacken: Verwenden Sie UV-beständige Materialien wie schwarzes PE oder UV-behandeltes PVC für eine bessere Leistung bei direkter Sonneneinstrahlung.
- Freileitungsdesign: Entscheiden Sie sich bei freiliegenden Installationen für UV-geschirmte, witterungsbeständige Kabel.
- Alternative Streckenführung: Verlegen Sie Kabel nach Möglichkeit unterirdisch oder durch Leerrohre, um sie vor UV-Strahlung zu schützen.
Klima an der Küste und chemische Belastung (z. B. Hafengebiete, chemische Industriegebiete)
Hauptauswirkungen:
Salznebel und chemische Dämpfe aus der Industrie können Metallteile korrodieren lassen und die Isolierung mit der Zeit beschädigen.
Empfehlungen zur Auswahl:
- Korrosionsschutz: Wählen Sie verzinnte Kupferleiter und eine Ummantelung aus rostfreiem Stahl, um der Oxidation zu widerstehen.
- Chemikalienbeständige Jacken: Verwenden Sie Kabel mit Ummantelungen aus thermoplastischem Elastomer (TPE) oder Fluorpolymer (z. B. FEP).
- Versiegelte Konstruktion: Entscheiden Sie sich für doppelt ummantelte und gelgefüllte Kabel, um das Eindringen von korrosiven Stoffen zu minimieren.
Wirtschaftliche und betriebliche Vorteile einer korrekten klimabasierten Kabelauswahl
Die richtige Kabelauswahl unter Berücksichtigung der örtlichen Klimabedingungen verlängert die Lebensdauer erheblich und minimiert kostspielige Ausfälle. In tropischen Klimazonen beispielsweise kann die Verwendung von nicht feuchtigkeitsisolierten Standardkabeln innerhalb von 2 bis 3 Jahren zu einem Ausfall der Isolierung führen, was einen Austausch und einen Systemausfall erforderlich macht. Im Gegensatz dazu halten feuchtigkeitsdichte Kabel bei minimaler Wartung über ein Jahrzehnt. Ebenso kommt es bei UV-geschädigten Kabeln in trockenen Gebieten häufig zu Mantelrissen und Ausfällen, während UV-stabilisierte Kabel ihre Leistung bis zu 25 Jahre lang beibehalten. Diese gezielten Lösungen senken die Gesamtbetriebskosten, erhöhen die Zuverlässigkeit von Projekten und gewährleisten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, was sowohl für industrielle Nutzer als auch für Anwendungen im Netzbereich von entscheidender Bedeutung ist.
Fallstudien: Kabelauswahl in realen Energieprojekten
- 1. Wüstenstromübertragung, Sudan: QRUNNING lieferte 132-kV-XLPE-isolierte, gepanzerte Kabel für eine Wüstenleitung. Diese Kabel wurden so konstruiert, dass sie Umgebungstemperaturen von bis zu 60 °C und starken Sandwinden standhalten.
- 2. Subzero Wind Farm Grid, Usbekistan: In extremen Wintergebieten wurden flexible EPR-isolierte Kabel mit einer Kälteresistenz von -40°C zur Verbindung von Windturbinen eingesetzt, die auch bei Schneestürmen eine reibungslose Leistung gewährleisten.
- 3. Installation eines Küstennetzes, Vietnam: Für ein Umspannwerk an der Küste wurden verzinnte Kupferkabel mit halogenfreien, flammhemmenden Ummantelungen ausgewählt, um die salzhaltige Feuchtigkeit zu bekämpfen und korrosionsbedingte Ausfälle zu verhindern.
- 4. Städtische Infrastruktur, Angola: Für den Ausbau des städtischen Stromnetzes im feuchten Klima Angolas wurden unterirdisch wasserdichte Stromkabel mit Anti-Pilz-Beschichtung verlegt, um das Risiko von Feuchtigkeit und biologischem Abbau zu verringern.
- 5. Verkabelung einer Solaranlage, Äthiopien: In Gebirgsregionen mit hohem UV-Anteil wurden schwarze, UV-beständige PE-Mantelkabel für die Verbindung der Solarmodule mit den Wechselrichtern verwendet, die der täglichen UV-Strahlung standhalten und eine Betriebsdauer von mehr als 20 Jahren gewährleisten.
Schlussfolgerung und Expertenempfehlung
Stimmen Sie Ihre Kabelauswahl immer auf die örtlichen Umweltbedingungen ab. Klimaangepasste Kabel verringern zukünftige Risiken, verlängern die Lebensdauer und senken die langfristigen Betriebskosten. Investieren Sie klug, um eine langlebige Infrastruktur zu sichern.
