Bei der Verlegung von Kabelsystemen im Erdreich, in unterirdischen Kanälen oder in wasseranfälligen Bereichen ist zum Schutz der Kabelisolierung vor Wasserdampf und Wasser sowie zur Gewährleistung der Lebensdauer des Kabels eine radiale, wasserdichte Barriereschicht erforderlich. Diese besteht aus einem Metallmantel und einem Metall-Kunststoff-Verbundmantel. Als Metallmäntel werden üblicherweise Blei, Kupfer, Aluminium und andere Metalle verwendet. Der Metall-Kunststoff-Verbundmantel setzt sich aus einem Metall-Kunststoff-Verbundband und einem Polyethylenmantel zusammen. Metall-Kunststoff-Verbundmäntel, auch als Komplettummantelungen bekannt, zeichnen sich durch Flexibilität und gute Tragbarkeit aus. Ihre Wasserdurchlässigkeit ist deutlich geringer als die von Kunststoff- oder Gummimänteln. Sie eignen sich daher für Bereiche mit hohen Anforderungen an die Wasserdichtigkeit. Im Vergleich zu Metallmänteln weisen Metall-Kunststoff-Verbundmäntel jedoch eine gewisse Wasserdurchlässigkeit auf.
In europäischen Mittelspannungskabelnormen wie HD 620 S2: 2009, NF C33-226: 2016 und UNE 211620: 2020 wird einseitig kunststoffbeschichtetes Aluminiumband als umfassende wasserdichte Ummantelung für Stromkabel verwendet. Die Metallschicht des einseitig beschichteten Aluminiumbandes…kunststoffbeschichtetes AluminiumbandDas kunststoffummantelte Aluminiumband steht in direktem Kontakt mit der Isolierschicht und dient gleichzeitig als Metallschirm. Gemäß europäischer Norm ist es erforderlich, die Ablösekraft zwischen dem kunststoffummantelten Aluminiumband und dem Kabelmantel zu prüfen und Korrosionsbeständigkeitstests durchzuführen, um den radialen Wasserwiderstand des Kabels zu messen. Zusätzlich muss der Gleichstromwiderstand des kunststoffummantelten Aluminiumbands gemessen werden, um dessen Kurzschlussfestigkeit zu bestimmen.
1. Klassifizierung von kunststoffbeschichtetem Aluminiumband
Je nach Anzahl der mit Aluminiumsubstratmaterial beschichteten Kunststofffolien kann man zwischen zwei Arten von Längsbeschichtungsverfahren unterscheiden: doppelseitiges kunststoffbeschichtetes Aluminiumband und einseitiges kunststoffbeschichtetes Aluminiumband.
Die umfassende wasser- und feuchtigkeitsbeständige Schutzschicht von Mittel- und Niederspannungs-Stromkabeln sowie Glasfaserkabeln, bestehend aus doppelseitig kunststoffbeschichtetem Aluminiumband und einem Mantel aus Polyethylen, Polyolefin oder anderen Materialien, dient der radialen Wasser- und Feuchtigkeitsabdichtung. Einseitig kunststoffbeschichtetes Aluminiumband wird hauptsächlich zur Metallabschirmung von Kommunikationskabeln verwendet.
In einigen europäischen Normen wird einseitig kunststoffbeschichtetes Aluminiumband nicht nur als umfassende wasserdichte Ummantelung, sondern auch als Metallschirm für Mittelspannungskabel verwendet. Die Abschirmung mit Aluminiumband bietet deutliche Kostenvorteile gegenüber der Abschirmung mit Kupfer.
2. Längswickelverfahren mit kunststoffbeschichtetem Aluminiumband
Das Längswickelverfahren des Aluminium-Kunststoff-Verbundstreifens bezeichnet den Prozess, bei dem das kunststoffbeschichtete Aluminiumband durch eine Reihe von Formumformungen von seiner ursprünglichen flachen Form in eine Rohrform gebracht und die beiden Kanten des kunststoffbeschichteten Aluminiumbands miteinander verbunden werden. Die beiden Kanten des kunststoffbeschichteten Aluminiumbands sind flach und glatt, die Kanten fest miteinander verbunden und es tritt kein Ablösen der Aluminium-Kunststoff-Beschichtung auf.
Die Umwandlung des flachgeformten, kunststoffbeschichteten Aluminiumbandes in eine Rohrform erfolgt mithilfe eines Längswickelwerkzeugs, bestehend aus einem Längswickelhorn, einem Linienstabilisierungswerkzeug und einem Kalibrierwerkzeug. Das Fließschema des Längswickelwerkzeugs für das kunststoffbeschichtete Aluminiumband ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Die beiden Enden des so entstandenen Rohres können durch Heiß- oder Kaltverkleben verbunden werden.
(1) Heißverbindungsverfahren
Beim thermischen Klebeverfahren wird die Kunststoffschicht des kunststoffbeschichteten Aluminiumbandes bei 70–90 °C erweicht. Während des Verformungsprozesses wird die Kunststoffschicht an der Verbindungsstelle des Bandes mit einem Heißluftgebläse oder einer Lötlampe erhitzt. Die beiden Kanten des Bandes verbinden sich durch die entstehende Viskosität der erweichten Kunststoffschicht fest miteinander.
(2) Kaltverbindungsverfahren
Das Kaltverklebungsverfahren lässt sich in zwei Varianten unterteilen. Bei der ersten Variante wird eine lange, stabile Düse zwischen Extruderdüse und Extruderkopf eingefügt. Dadurch behält das kunststoffbeschichtete Aluminiumband vor dem Eintritt in den Extruderkopf eine relativ stabile Röhrenstruktur. Der Austritt der stabilen Düse befindet sich nahe am Austritt des Extruderdüsenkerns. Der Aluminium-Kunststoff-Verbundstoff gelangt direkt nach dem Entfernen der stabilen Düse in den Extruderdüsenkern. Der Extrusionsdruck des Mantelmaterials erhält die Röhrenstruktur des kunststoffbeschichteten Aluminiumbandes aufrecht, und die hohe Temperatur des extrudierten Kunststoffs erweicht die Kunststoffschicht des Aluminiumbandes und führt so die Verklebung durch. Dieses Verfahren eignet sich für doppelseitig laminierte, kunststoffbeschichtete Aluminiumbänder. Die Produktionsanlagen sind einfach zu bedienen, die Werkzeugbearbeitung ist jedoch relativ komplex, und das kunststoffbeschichtete Aluminiumband neigt zum Zurückfedern.
Ein weiteres Kaltklebeverfahren ist die Heißklebung. Dabei wird der Heißklebstoff in einer Längsform durch eine Extrusionsanlage geschmolzen und auf eine Seite der Außenkante des kunststoffbeschichteten Aluminiumbandes gepresst. Anschließend werden die beiden Kanten des Bandes durch eine Form und eine Kalibrierdüse geführt. Dieses Verfahren eignet sich sowohl für doppelseitig als auch für einseitig kunststoffbeschichtetes Aluminiumband. Die Formbearbeitung und die Produktionsanlagen sind einfach zu bedienen, die Klebewirkung hängt jedoch maßgeblich von der Qualität des verwendeten Heißklebstoffs ab.
Um die Betriebssicherheit des Kabelsystems zu gewährleisten, muss die Metallabschirmung elektrisch mit der Kabelisolierung verbunden sein. Daher muss einseitig kunststoffbeschichtetes Aluminiumband als Metallabschirmung verwendet werden. Das in diesem Dokument beschriebene Heißklebeverfahren eignet sich beispielsweise nur für doppelseitige Abschirmungen.kunststoffbeschichtetes AluminiumbandDas Kaltverklebungsverfahren mit Heißklebstoff eignet sich hingegen besser für einseitig kunststoffbeschichtetes Aluminiumband.
Veröffentlichungsdatum: 30. Juli 2024