Die Umweltbeständigkeit ist bei Kabelanwendungen entscheidend, um langfristige Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Kabel sind häufig rauen Bedingungen wie Wasser/Feuchtigkeit, Chemikalien, UV-Strahlung, extremen Temperaturen und mechanischer Belastung ausgesetzt. Die Auswahl des richtigen Materials mit entsprechender Umweltbeständigkeit ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Funktionalität und eine längere Lebensdauer des Kabels.
In diesem Abschnitt werden die verschiedenen Arten der Umweltbeständigkeit untersucht, die für verschiedene Kabelanwendungen erforderlich sind.
Der Außenmantel dient als erste Schutzschicht gegen Umwelteinflüsse. Er ist typischerweise Chemikalien, Wasser, Temperaturschwankungen und UV-Strahlung ausgesetzt. Die wichtigsten Materialien für den Außenmantel sindPVC (Polyvinylchlorid), PE (Polyethylen) undLSZH (Low Smoke Zero Halogen), die je nach Anwendungsanforderungen jeweils unterschiedliche Widerstandsgrade bieten.
1. Beständigkeit gegen Chemikalien, Öl und Kohlenwasserstoffe
Sowohl während der Installation als auch während der Betriebsdauer kann ein Kabel Chemikalien, Ölen oder Kohlenwasserstoffen ausgesetzt sein, sei es durch versehentliches Verschütten oder durch ständigen Kontakt in industriellen Umgebungen. Ein solcher Kontakt kann den Außenmantel beschädigen und zu Rissen, Schwellungen oder dem Verlust mechanischer Eigenschaften führen.
Die Auswahl von Materialien mit hoher chemischer Beständigkeit ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass das Kabel während seiner gesamten Lebensdauer seine Integrität, Leistung und Zuverlässigkeit behält.
Arten der chemischen Belastung:
Gasförmige Chemikalien: Gasförmige Chemikalien reagieren im Allgemeinen weniger stark mit Polymeren, da sie nicht tief in das Material eindringen. Reaktive Gase wie Chlor oder Ozon können jedoch zu Oberflächenschädigungen führen und die Eigenschaften des Polymers erheblich beeinträchtigen.
Flüssige Chemikalien: Flüssige Chemikalien stellen aufgrund ihrer Fähigkeit, in das Material zu diffundieren, typischerweise ein höheres Risiko dar. Dies kann zu Schwellungen, Plastifizierung oder internen chemischen Reaktionen innerhalb der Polymermatrix führen und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften beeinträchtigen.
Materialleistung:
PE (Polyethylen): Bietet eine gute Beständigkeit gegen viele Chemikalien und Kohlenwasserstoffe. Es funktioniert gut in allgemeinen chemischen Umgebungen, kann jedoch empfindlich gegenüber starken Oxidationsmitteln sein.
PVC (Polyvinylchlorid): Weist eine sehr gute Beständigkeit gegen Öle, Chemikalien und Kohlenwasserstoffe auf, insbesondere bei Formulierung mit entsprechenden ölbeständigen Additiven.
LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Bietet eine moderate Beständigkeit gegen Chemikalien und Öle. LSZH-Verbindungen sind in erster Linie auf Brandschutz ausgelegt (geringe Rauchentwicklung und geringe Toxizität bei der Verbrennung). Spezielle LSZH-Formulierungen können jedoch bei Bedarf eine verbesserte Öl- und Chemikalienbeständigkeit erreichen.
2. Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit
Kabel sind während der Installation und während ihrer gesamten Lebensdauer häufig Wasser oder hoher Feuchtigkeit ausgesetzt. Längerer Feuchtigkeitseinfluss kann zu einer Verschlechterung der Isolierung, Korrosion metallischer Komponenten und einer Verringerung der Gesamtleistung des Kabels führen.
Daher ist die Wasserbeständigkeit eine entscheidende Eigenschaft für viele Kabelanwendungen, insbesondere im Außenbereich, im Untergrund oder im Meer.
Unter den gängigen Ummantelungsmaterialien bietet PE (Polyethylen) eine hervorragende Wasserbeständigkeit und ist daher die bevorzugte Wahl für Anwendungen, die einen langfristigen Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit erfordern.
Niederspannungs- und Mittelspannungskabel mit LSZH- oder PVC-Ummantelung werden generell nicht für die Installation in dauerhaft wassergesättigten Umgebungen wie Lehmböden oder Gebieten unterhalb des Grundwasserspiegels empfohlen. Im Gegensatz dazu bieten PE-Ummantelungen einen höheren Widerstand gegen das Eindringen von Wasser durch die Kabelisolierung. Daher sind PE-ummantelte Kabel besser für feuchte Bedingungen geeignet und erreichen mit größerer Wahrscheinlichkeit ihre volle Lebensdauer.
Wasserdichtes Kabeldesign:
Um eine echte Wasserbeständigkeit der Kabel zu erreichen, sind zwei Hauptschutzmaßnahmen zu beachten:
Radialer Wasserschutz:
Wird durch die Verwendung von Materialien wie Bleimetallummantelungen oder Metall/Metall-Laminatbändern in Kombination mit speziellen Polymeren erreicht.
Längswasserschutz:
Wird durch wasserabweisende Bänder oder Pulver erreicht, die die Bewegung von Wasser entlang des Kabels verhindern.
Schutzart (IP) und Klasse AD7/AD8:
Detaillierte Informationen zu IP-Schutzklassen und -Bewertungen (wie AD7 oder AD8) werden in einem separaten Artikel veröffentlicht.
3. UV-Beständigkeit
Das Verständnis und die Auswahl der geeigneten Umweltbeständigkeit für Kabelanwendungen sind entscheidend für die Gewährleistung langfristiger Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit. Faktoren wie chemische Belastung, Wassereintritt, UV-Strahlung und Temperaturschwankungen können die Kabelintegrität erheblich beeinträchtigen, wenn sie bei der Materialauswahl nicht ausreichend berücksichtigt werden.
Die Wahl des richtigen Außenmantelmaterials – ob PVC, PE oder LSZH – basierend auf den spezifischen Umgebungsbedingungen kann die Haltbarkeit und Lebensdauer des Kabels erheblich verbessern. Darüber hinaus verbessern geeignete Wasserschutztechniken und die Berücksichtigung der IP-Schutzklassen den Kabelschutz in anspruchsvollen Umgebungen zusätzlich.
Durch sorgfältige Bewertung dieser Umweltbeständigkeiten können Kabelsysteme besser für ihre vorgesehenen Anwendungen optimiert werden, wodurch der Wartungsbedarf reduziert, das Ausfallrisiko minimiert und ein zuverlässiger Betrieb während der gesamten erwarteten Lebensdauer sichergestellt wird.
Veröffentlichungszeit: 27. April 2025