Was die zulässigen langfristigen Betriebstemperaturen für Kabeladern betrifft, liegt die Nenntemperatur der Gummiisolierung normalerweise bei 65 °C, der Isolierung aus Polyvinylchlorid (PVC) bei 70 °C und der Isolierung aus vernetztem Polyethylen (XLPE) bei 90 °C. Bei Kurzschlüssen (mit einer maximalen Dauer von nicht mehr als 5 Sekunden) beträgt die höchste zulässige Leitertemperatur 160 °C für PVC-Isolierung und 250 °C für XLPE-Isolierung.
I. Unterschiede zwischen XLPE-Kabeln und PVC-Kabeln
1. Low-Voltage-Cross-Linked-Kabel (XLPE) haben seit ihrer Einführung Mitte der 1990er-Jahre eine rasante Entwicklung erlebt und machen heute zusammen mit Polyvinylchlorid-Kabeln (PVC) die Hälfte des Marktes aus. Im Vergleich zu PVC-Kabeln weisen XLPE-Kabel eine höhere Strombelastbarkeit, stärkere Überlastfähigkeit und eine längere Lebensdauer auf (die thermische Lebensdauer von PVC-Kabeln beträgt unter günstigen Bedingungen im Allgemeinen 20 Jahre, während die Lebensdauer von XLPE-Kabeln typischerweise 40 Jahre beträgt). Bei der Verbrennung setzt PVC reichlich schwarzen Rauch und giftige Gase frei, während bei der Verbrennung von XLPE keine giftigen Halogengase entstehen. Die Überlegenheit vernetzter Kabel wird in Design- und Anwendungsbereichen zunehmend anerkannt.
2. Gewöhnliche PVC-Kabel (Isolierung und Mantel) brennen schnell und verbrennen schnell und nachhaltig, was Brände verschlimmert. Sie verlieren innerhalb von 1 bis 2 Minuten ihre Stromversorgungsfähigkeit. Bei der PVC-Verbrennung entsteht dicker schwarzer Rauch, der zu Atembeschwerden und Evakuierungsschwierigkeiten führt. Noch kritischer ist, dass bei der PVC-Verbrennung giftige und ätzende Gase wie Chlorwasserstoff (HCl) und Dioxine freigesetzt werden, die die Haupttodesursache bei Bränden sind (80 % aller brandbedingten Todesfälle). Diese Gase korrodieren auf elektrischen Geräten, beeinträchtigen die Isolationsleistung erheblich und führen zu sekundären Gefahren, die schwer zu mindern sind.
II. Flammhemmende Kabel
1. Flammhemmende Kabel sollten flammhemmende Eigenschaften aufweisen und werden gemäß IEC 60332-3-24 „Tests an elektrischen Kabeln unter Brandbedingungen“ in die drei Flammschutzstufen A, B und C eingeteilt. Klasse A bietet die höchste Flammschutzleistung.
Vergleichende Verbrennungstests an flammhemmenden und nicht flammhemmenden Drähten wurden vom US Standards and Technology Research Institute durchgeführt. Die folgenden Ergebnisse verdeutlichen die Bedeutung des Einsatzes flammhemmender Kabel:
A. Flammhemmende Drähte bieten im Vergleich zu nicht flammhemmenden Drähten eine über 15-mal längere Fluchtzeit.
B. Flammhemmende Drähte verbrennen nur halb so viel Material wie nicht flammhemmende Drähte.
C. Flammhemmende Drähte weisen eine Wärmefreisetzungsrate auf, die nur ein Viertel der von nicht flammhemmenden Drähten beträgt.
D. Die bei der Verbrennung entstehenden giftigen Gasemissionen betragen nur ein Drittel derjenigen von nicht flammhemmenden Produkten.
e. Bei der Rauchentwicklung gibt es keinen signifikanten Unterschied zwischen flammhemmenden und nicht flammhemmenden Produkten.
2. Halogenfreie, raucharme Kabel
Halogenfreie, raucharme Kabel sollten über halogenfreie, raucharme und flammhemmende Eigenschaften mit den folgenden Spezifikationen verfügen:
IEC 60754 (Halogenfreiheitstest) IEC 61034 (Raucharmer Test)
PH-gewichtete Leitfähigkeit. Minimale Lichtdurchlässigkeit
PH≥4,3 r≤10us/mm T≥60%
3. Feuerbeständige Kabel
A. Die Indikatoren für die Brandprüfung von feuerfesten Kabeln (Brandtemperatur und -dauer) gemäß der Norm IEC 331-1970 liegen bei 750 °C für 3 Stunden. Gemäß dem neuesten Entwurf der IEC 60331 aus der jüngsten IEC-Abstimmung liegt die Brandtemperatur für drei Stunden zwischen 750 °C und 800 °C.
B. Feuerbeständige Drähte und Kabel können aufgrund der Unterschiede bei nichtmetallischen Materialien in flammhemmende feuerbeständige Kabel und nicht flammhemmende feuerbeständige Kabel eingeteilt werden. Feuerbeständige Haushaltskabel bestehen hauptsächlich aus glimmerbeschichteten Leitern und extrudierter flammhemmender Isolierung als Hauptstruktur, wobei es sich bei den meisten um Produkte der Klasse B handelt. Diejenigen, die den Klasse-A-Standards entsprechen, verwenden in der Regel spezielle synthetische Glimmerbänder und feuerbeständige Kabel mit mineralischer Isolierung (Kupferkern, Kupfermantel, Magnesiumoxid-Isolierung, auch als MI bekannt).
Mineralisolierte feuerfeste Kabel sind nicht brennbar, erzeugen keinen Rauch, sind korrosionsbeständig, ungiftig, schlagfest und beständig gegen Spritzwasser. Sie sind als feuerfeste Kabel bekannt und weisen unter den feuerbeständigen Kabeltypen die herausragendste Feuerschutzleistung auf. Ihr Herstellungsprozess ist jedoch komplex, ihre Kosten sind höher, ihre Produktionslänge ist begrenzt, ihr Biegeradius ist groß, ihre Isolierung ist anfällig für Feuchtigkeit und derzeit können nur einadrige Produkte mit 25 mm2 und mehr geliefert werden. Es sind permanente, dedizierte Klemmen und Zwischenverbinder erforderlich, was die Installation und Konstruktion komplizierter macht.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 07.09.2023