Untitled - Nexans
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Diagnose, Monitoring<br />
und Lebensdauer<br />
Dr. Francis Krähenbühl<br />
6<br />
KABEL MIT KUNSTSTOFFISOLATION<br />
3<br />
Die in den 60er Jahren erschienenen<br />
ersten Generationen von<br />
Kabeln mit Kunststoffisolation waren<br />
mit nicht vernetztem Polyethylen isoliert<br />
und als äusserer Halbleiter<br />
mit einer Graphitschicht umgeben<br />
oder mit Bändern umwickelt. Diese<br />
Kabel erwiesen sich ziemlich schnell<br />
wegen zahlreicher Durchschläge<br />
als weniger zuverlässig. In den<br />
darauffolgenden Jahren wurden<br />
praktisch überall auf der Welt<br />
sowohl bei den Rohstofflieferanten<br />
als auch bei den Kabelherstellern<br />
oder in privaten Labors Forschungsarbeiten<br />
unternommen, um die<br />
Ursachen für diese vorzeitigen<br />
Verschlechterungen zu ermitteln.<br />
Alterung der Kabel mit Kunststoffisolation<br />
Die Kabel sind diversen Beanspruchungen<br />
unterworfen, die thermischen,<br />
elektrischen oder mechanischen<br />
Ursprungs sind oder mit ihrer<br />
unmittelbaren Umgebung in Zusammenhang<br />
stehen. Die Tabelle 1 fasst<br />
diese verschiedenen Faktoren, ihre<br />
Auswirkungen und die sich daraus<br />
ergebenden Folgen zusammen.<br />
Tabelle 1.<br />
Die diversen Beanspruchungen,<br />
ihre Auswirkungen und die<br />
sich daraus mehr oder weniger<br />
langfristig für die Verbindung<br />
ergebenden Folgen<br />
Faktoren Auswirkungen Folgen<br />
Thermische Hohe Temperatur • Chemische Reaktion • Erweichung oder Verhärtung<br />
Temperaturzyklen • Unverträglichkeiten unter • Erhöhung des tg δ<br />
Werkstoffen<br />
• Schrumpfung, Verlust der<br />
• Wärmeausdehnung<br />
Haftung, Schichtspaltung<br />
• Diffusion<br />
• Entgasung<br />
• Schmelzen/Fliessen der Isolation • Verformung des Kabels<br />
• Wandern von Bestandteilen<br />
Niedrige Temperatur • Spannungsrissbildung • Auftreten von Rissen<br />
• Thermische Kontraktion<br />
• Schrumpfung, Schichtspaltung<br />
• Bewegungen an den Verbindungsstellen<br />
und Endverschlüssen<br />
Elektrische Wechselspannung, • Teilentladungen • Erosion der Isolation →-Teilentladungskanäle<br />
Gleichspannung, • Teilentladungskanäle und • Erhöhung der dielektrischen Verluste<br />
Spannungsstösse Water Treeing • Beschleunigte Alterung<br />
• Innerer Durchschlag<br />
• Durchschlag<br />
Strom • Überhitzung • Thermische Alterung<br />
Mechanische Dehnung, Biegung, • Materialermüdung • Mechanischer Bruch<br />
Verdrehung, • Spannungsrissbildung • Schrumpfung, Verlust der<br />
Zusammendrückung,<br />
Haftung, Schichtspaltung<br />
Schwingungen<br />
• Eindringen von Verunreinigungen<br />
Umgebung Wasser, Feuchtigkeit, • Dielektrische Verluste • Beschleunigte Alterung<br />
gaz, contaminants • Water Treeing • Erhöhung der Verluste<br />
• Korrosion<br />
• Auftreten von Teilentladungskanälen
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