Hinsichtlich der zulässigen Dauerbetriebstemperaturen für Kabeladern liegt die Nenntemperatur für Gummiisolierung üblicherweise bei 65 °C, für Polyvinylchlorid (PVC) bei 70 °C und für vernetztes Polyethylen (XLPE) bei 90 °C. Bei Kurzschlüssen (mit einer maximalen Dauer von 5 Sekunden) beträgt die maximal zulässige Leitertemperatur 160 °C für PVC-Isolierung und 250 °C für XLPE-Isolierung.
I. Unterschiede zwischen XLPE-Kabeln und PVC-Kabeln
1. Niederspannungs-Vernetzte Polyethylen-Kabel (XLPE) haben seit ihrer Einführung Mitte der 1990er-Jahre eine rasante Entwicklung durchlaufen und machen heute zusammen mit Polyvinylchlorid-Kabeln (PVC) die Hälfte des Marktes aus. Im Vergleich zu PVC-Kabeln weisen XLPE-Kabel eine höhere Strombelastbarkeit, eine stärkere Überlastfestigkeit und eine längere Lebensdauer auf (die thermische Lebensdauer von PVC-Kabeln beträgt unter günstigen Bedingungen in der Regel 20 Jahre, während die Lebensdauer von XLPE-Kabeln typischerweise 40 Jahre beträgt). PVC setzt beim Verbrennen große Mengen schwarzen Rauchs und giftige Gase frei, während bei der Verbrennung von XLPE keine giftigen Halogengase entstehen. Die Überlegenheit vernetzter Kabel wird in der Konstruktions- und Anwendungsbranche zunehmend anerkannt.
2. Herkömmliche PVC-Kabel (Isolierung und Mantel) brennen schnell und mit rascher, anhaltender Verbrennung, wodurch Brände verschlimmert werden. Innerhalb von ein bis zwei Minuten fällt die Stromversorgung aus. Bei der PVC-Verbrennung entsteht dichter, schwarzer Rauch, der zu Atembeschwerden und Evakuierungsproblemen führt. Noch kritischer ist, dass bei der PVC-Verbrennung giftige und ätzende Gase wie Chlorwasserstoff (HCl) und Dioxine freigesetzt werden, die die Hauptursache für Todesfälle bei Bränden sind (sie sind für 80 % der brandbedingten Todesfälle verantwortlich). Diese Gase korrodieren elektrische Geräte, beeinträchtigen die Isolationsleistung erheblich und führen zu schwer zu behebenden Folgegefahren.
II. Flammhemmende Kabel
1. Flammhemmende Kabel müssen flammhemmende Eigenschaften aufweisen und werden gemäß IEC 60332-3-24 „Prüfungen an elektrischen Kabeln unter Brandbedingungen“ in drei Flammschutzklassen A, B und C eingeteilt. Klasse A bietet die höchste Flammschutzleistung.
Das US-amerikanische Institut für Standards und Technologie (STI) führte vergleichende Verbrennungstests an flammhemmenden und nicht flammhemmenden Drähten durch. Die folgenden Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Verwendung flammhemmender Kabel:
a. Flammhemmende Drähte bieten eine über 15-mal längere Fluchtzeit im Vergleich zu nicht flammhemmenden Drähten.
b. Flammhemmende Drähte verbrennen nur halb so viel Material wie nicht flammhemmende Drähte.
c. Flammhemmende Drähte weisen eine Wärmefreisetzungsrate auf, die nur ein Viertel derjenigen nicht flammhemmender Drähte beträgt.
d. Die Emissionen giftiger Gase aus der Verbrennung betragen nur ein Drittel derjenigen von nicht flammhemmenden Produkten.
e. Hinsichtlich der Rauchentwicklung zeigt sich kein signifikanter Unterschied zwischen flammhemmenden und nicht flammhemmenden Produkten.
2. Halogenfreie, raucharme Kabel
Halogenfreie, raucharme Kabel sollten halogenfrei, raucharm und flammhemmend sein und folgende Spezifikationen erfüllen:
IEC 60754 (halogenfreier Test) IEC 61034 (raucharmer Test)
pH-bewertete Leitfähigkeit Minimale Lichtdurchlässigkeit
PH≥4,3 r≤10µs/mm T≥60%
3. Feuerbeständige Kabel
a. Die Prüfindikatoren für die Brandbeständigkeit von feuerbeständigen Kabeln (Brandtemperatur und -dauer) gemäß IEC 331-1970 betragen 750 °C für 3 Stunden. Laut dem neuesten Entwurf der IEC 60331, der aus der jüngsten IEC-Abstimmung hervorgeht, liegt die Brandtemperatur für 3 Stunden zwischen 750 °C und 800 °C.
b. Feuerbeständige Drähte und Kabel lassen sich anhand der verwendeten nichtmetallischen Werkstoffe in flammhemmende und nicht flammhemmende feuerbeständige Kabel unterteilen. Inländische feuerbeständige Kabel bestehen hauptsächlich aus glimmerbeschichteten Leitern und extrudierter, flammhemmender Isolierung und gehören meist zur Klasse B. Kabel der Klasse A verwenden in der Regel spezielle synthetische Glimmerbänder und mineralische Isolierung (Kupferkern, Kupfermantel, Magnesiumoxid-Isolierung, auch MI genannt).
Mineralisolierte, feuerbeständige Kabel sind nicht brennbar, rauchfrei, korrosionsbeständig, ungiftig, stoßfest und spritzwassergeschützt. Sie gelten als feuerfeste Kabel und weisen die beste Feuerbeständigkeit aller feuerbeständigen Kabelarten auf. Allerdings ist ihr Herstellungsprozess komplex, die Kosten sind höher, die Produktionslänge begrenzt, der Biegeradius groß und die Isolierung feuchtigkeitsempfindlich. Derzeit sind nur einadrige Produkte ab 25 mm² erhältlich. Fest installierte Klemmen und Zwischenverbinder sind erforderlich, was die Installation und den Aufbau erschwert.
Veröffentlichungsdatum: 07.09.2023