Was sind die häufigsten Fehlerquellen bei XLPE-Stromkabeln?

XLPE-Stromkabel (vernetztes Polyethylen) werden aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften häufig in verschiedenen elektrischen Anwendungen eingesetzt. Als Lieferant von XLPE-Stromkabeln habe ich die Herausforderungen, die mit diesen Kabeln verbunden sein können, aus erster Hand miterlebt. In diesem Blog bespreche ich die häufigsten Ausfälle von XLPE-Stromkabeln, damit Sie besser verstehen, wie Sie diese verhindern und beheben können.

1. Thermische Alterung

Die thermische Alterung ist eines der häufigsten Probleme bei XLPE-Stromkabeln. Im Laufe der Zeit kann die ständige Einwirkung hoher Temperaturen dazu führen, dass sich die XLPE-Isolierung verschlechtert. Die Hitze löst chemische Reaktionen innerhalb der Polymerstruktur des XLPE aus, die zur Kettenspaltung und zum Abbau der Vernetzung führen.

Wenn das Kabel überlastet ist, erzeugt der durch das Kabel fließende Strom übermäßige Wärme. Wenn dieser Hochtemperaturzustand anhält, werden die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Isolierung erheblich beeinträchtigt. Beispielsweise kann der Isolationswiderstand sinken und der dielektrische Verlustfaktor steigen. Dies kann letztendlich zum Ausfall der Isolierung und zum Kabelausfall führen.

Zu den vorbeugenden Maßnahmen gegen thermische Alterung gehört die richtige Kabeldimensionierung basierend auf der erwarteten Belastung. Es ist wichtig, die Strombelastbarkeit genau zu berechnen, um sicherzustellen, dass das Kabel innerhalb seiner Nenntemperaturgrenzen arbeitet. Auch die regelmäßige Überwachung der Kabeltemperaturen mithilfe von Wärmesensoren oder Infrarot-Thermografie kann helfen, frühzeitig Anzeichen einer Überhitzung zu erkennen.

2. Wasserbaumbildung

Water Treeing ist ein langsamer, langfristiger Abbaumechanismus, der in XLPE-Stromkabeln auftritt, wenn sie Feuchtigkeit und einem elektrischen Feld ausgesetzt sind. Wassermoleküle dringen durch kleine Defekte oder Mikrohohlräume in die XLPE-Isolierung ein. Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes bilden die Wassermoleküle nach und nach baumartige Kanäle innerhalb der Isolierung.

Diese Wasserbäume können mit der Zeit wachsen und die Durchschlagsfestigkeit der Isolierung verringern. Schließlich kann sich aus einem Wasserbaum ein elektrischer Baum entwickeln, was zu einem vollständigen elektrischen Ausfall des Kabels führen kann. Zu den Faktoren, die zur Bildung von Wasserbäumen beitragen, gehören schlechte Kabelverbindungs- und Anschlusstechniken, die das Eindringen von Wasser ermöglichen, sowie das Vorhandensein von Verunreinigungen auf der Kabeloberfläche.

Um die Bildung von Wasserbäumen zu verhindern, verwenden Hersteller häufig wasserfeste Ummantelungen für XLPE-Kabel. Bei der Installation ist die ordnungsgemäße Abdichtung von Kabelverbindungen und Endverschlüssen von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise kann durch die Verwendung hochwertiger Dichtungsmassen und eine ordnungsgemäße Isolierung aller Fugen das Risiko des Wassereintritts deutlich verringert werden.

3. Elektrische Baumbildung

Elektrische Baumbildung ist ein weiterer kritischer Fehlermechanismus bei XLPE-Stromkabeln. Sie wird hauptsächlich durch hochintensive elektrische Felder innerhalb der Isolierung verursacht. Das elektrische Feld kann an Stellen, an denen Verunreinigungen, Hohlräume oder Spannungskonzentrationen vorhanden sind, eine lokale Ionisierung und Zersetzung des XLPE-Materials verursachen.

Wenn der elektrische Baum wächst, bildet er leitende Pfade innerhalb der Isolierung. Sobald der Baum eine kritische Länge erreicht, kann es zu einem plötzlichen und katastrophalen Ausfall des Kabels kommen. Elektrisches Treeing kann durch Faktoren wie Überspannungen, Blitzeinschläge und schlechte Isolationsqualität während des Herstellungsprozesses beschleunigt werden.

Um das Risiko von Electric Treeing zu verringern, ist eine strenge Qualitätskontrolle bei der Herstellung von XLPE-Kabeln unerlässlich. Dazu gehören die Verwendung hochreiner Rohstoffe sowie fortschrittlicher Extrusions- und Vernetzungsprozesse, um das Vorhandensein von Verunreinigungen und Hohlräumen zu minimieren. Darüber hinaus kann die Installation von Überspannungsschutzgeräten dazu beitragen, die Kabel vor Überspannungen zu schützen.

4. Mechanischer Schaden

Bei der Installation, dem Betrieb oder der Wartung von XLPE-Stromkabeln kann es zu mechanischen Schäden kommen. Bei der Installation kann es durch unsachgemäße Handhabung, wie z. B. das Ziehen des Kabels über raue Oberflächen oder die Anwendung übermäßiger Spannung, zu Schäden am Außenmantel und an der Isolierung kommen. Selbst kleine Schnitte oder Abschürfungen am Kabel können Eintrittspunkte für Feuchtigkeit darstellen und das Risiko anderer Arten von Ausfällen erhöhen.

In der Betriebsumgebung können auch äußere Kräfte wie Grabungen in der Nähe der Kabeltrasse, Fahrzeugkollisionen oder mechanische Vibrationen zu Schäden am Kabel führen. Beispielsweise können in Industrieumgebungen schwere Maschinen, die sich bewegen, versehentlich gegen die Kabel stoßen, was zu Schäden an der Isolierung führen kann.

Um mechanische Schäden zu vermeiden, sollten ordnungsgemäße Installationsverfahren befolgt werden. Dazu gehört die Verwendung von Kabeltrassen, Leitungen oder Kanalbänken, um die Kabel während der Installation zu schützen. Während der Betriebs- und Wartungsphase können Kabelschutzvorrichtungen wie Warnschilder und Absperrungen installiert werden, um unbeabsichtigte Schäden zu verhindern.

5. Chemischer Abbau

XLPE-Stromkabel können auch unter chemischer Zersetzung leiden, wenn sie bestimmten Chemikalien ausgesetzt werden. Chemikalien wie Säuren, Laugen, Lösungsmittel und Kohlenwasserstoffe können mit der XLPE-Isolierung reagieren und dazu führen, dass sie aufquillt, weich wird oder ihre mechanische Integrität verliert.

In Industrieumgebungen mit hohen Chemikalienkonzentrationen können die Kabel gefährdet sein. Beispielsweise können in Chemieanlagen austretende Chemikalien direkt mit den Kabeln in Kontakt kommen und Schäden verursachen. Darüber hinaus können auch die Nebenprodukte einiger industrieller Prozesse, wie z. B. Ozon, den Abbau der XLPE-Isolierung beschleunigen.

Zum Schutz vor chemischer Zersetzung ist es wichtig, Kabel mit geeigneten chemikalienbeständigen Ummantelungen zu wählen. Wenn die Kabel in einer chemisch aggressiven Umgebung verlegt werden, können zusätzliche Schutzbeschichtungen aufgebracht werden. Darüber hinaus sollten regelmäßige Inspektionen durchgeführt werden, um Anzeichen von chemischen Schäden frühzeitig zu erkennen.

6. Alterung an Kabelverbindungen und Endverschlüssen

Kabelverbindungen und Endverschlüsse sind die schwächsten Punkte in einem XLPE-Stromkabelsystem. Die Prozesse zum Verbinden und Anschließen der Kabel umfassen mehrere Schritte, und jeder Fehler oder jede falsche Technik kann zu einem vorzeitigen Ausfall führen.

An Kabelverbindungen kann eine schlechte Verbindung der Leiter zu erhöhtem Widerstand und Überhitzung führen. Diese Überhitzung kann dann zu einer vorzeitigen Alterung der Isolierung führen. Darüber hinaus kann eine unsachgemäße Abdichtung der Fugen dazu führen, dass Feuchtigkeit und Verunreinigungen eindringen, was zu Water Treeing und Electric Treeing führt.

In den Anschlüssen können Probleme wie eine falsche Installation des Spannungskegels oder eine unzureichende Isolierung zu hohen Spannungskonzentrationen führen, die zu einem elektrischen Ausfall führen können. Die regelmäßige Wartung und Inspektion von Kabelverbindungen und Endverschlüssen ist unerlässlich, um deren langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

Wir bieten eine große Auswahl an XLPE-Stromkabeln sowie entsprechende Spezialkabel wie zES - H09Z - H/ES - H15Z - H Batteriekabel,EV-Stromkabel (Kabel für Elektrofahrzeuge), UndFlaches Aufzugskabel. Wenn Sie Probleme mit Kabelausfällen haben oder hochwertige Kabel für Ihre Projekte benötigen, empfehle ich Ihnen dringend, sich für Kaufverhandlungen an uns zu wenden. Wir verfügen über ein Expertenteam, das Ihnen detaillierte technische Unterstützung und Beratung bieten kann, um sicherzustellen, dass Sie die am besten geeigneten Kabel für Ihre spezifischen Anforderungen erhalten.

Referenzen

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