EoW September 2007

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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.

A = 1 st Ziehpunkt B = 2 nd Ziehpunkt C = 3 rd Ziehpunkt

= Höhenänderung = Positionen wo kontinuierlich gewellte Armierung gespleißt werden müßte

Richtung des Zugs

Gesamtzug

Transformatoren

Trommel

Umspannwerk

Bild 10 : Ansicht von oben des Kabelzugs

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Prysmian Power Cables & Systems USA 5 Hollywood Court, So Plainfield NJ-07080, Vereinigten Staaten IEC Draft 61901TR ED.1 - 20/682/CD Clause 5.2, Development Tests Recommended on Cables with a Longitudinally Applied Metal Tape, April 2004 [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 25 th May 2005 [3] UL-1072 Underwriters Laboratories Inc, Standard for Medium Voltage Power Cables, Fourth Edition, 30 th 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, 29 th 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] 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

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. 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. Selbst das 15kV-Kabel mit

Bild 9 : Gerät zur Prüfung des SWBP-Drucks

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EuroWire – September 2007