1. Stahldraht
Um sicherzustellen, dass das Kabel beim Verlegen und Anbringen ausreichend axialer Zugkraft standhält, muss es lasttragende Elemente enthalten. Metallische und nichtmetallische Elemente, wie z. B. hochfester Stahldraht zur Verstärkung, verleihen dem Kabel eine ausgezeichnete Seitendruck- und Schlagfestigkeit. Stahldraht dient auch zur Armierung zwischen Innen- und Außenmantel. Je nach Kohlenstoffgehalt unterscheidet man zwischen hochkohlenstoffhaltigem und niedrigkohlenstoffhaltigem Stahldraht.
(1) Draht aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl
Hochkohlenstoffhaltiger Stahldraht muss den technischen Anforderungen der Norm GB699 für hochwertigen Kohlenstoffstahl entsprechen. Der Schwefel- und Phosphorgehalt liegt bei etwa 0,03 %. Je nach Oberflächenbehandlung wird er in verzinkten und phosphatierten Stahldraht unterteilt. Verzinkter Stahldraht erfordert eine gleichmäßige, glatte und fest haftende Zinkschicht. Die Oberfläche muss sauber, frei von Öl, Wasser und Flecken sein. Die Phosphatschicht von phosphatiertem Stahldraht muss gleichmäßig und glänzend sein. Die Oberfläche darf keine Öl-, Wasser-, Rostflecken oder Beschädigungen aufweisen. Aufgrund der geringen Wasserstoffentwicklung findet phosphatierter Stahldraht heutzutage häufiger Anwendung.
(2) Draht aus kohlenstoffarmem Stahl
Für armierte Kabel wird im Allgemeinen kohlenstoffarmer Stahldraht verwendet. Die Oberfläche des Stahldrahts sollte mit einer gleichmäßigen und durchgehenden Zinkschicht überzogen sein. Die Zinkschicht sollte keine Risse oder Markierungen aufweisen. Nach dem Wickeltest sollten sich keine Risse, Laminierungen oder Abplatzungen mit bloßen Fingern entfernen lassen.
2. Stahlseil
Mit der Entwicklung von Glasfaserkabeln hin zu größeren Aderzahlen steigt deren Gewicht und damit auch die Zugkräfte, die die Verstärkung aufnehmen muss. Um die Belastbarkeit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber axialen Spannungen beim Verlegen und im Betrieb von Glasfaserkabeln zu verbessern, ist die Verwendung von Stahllitzen als Verstärkungsmaterial am besten geeignet und bietet eine gewisse Flexibilität. Stahllitzen bestehen aus mehreren verdrillten Stahldrähten und lassen sich je nach Querschnitt in drei Typen unterteilen: 1×3, 1×7 und 1×19. Zur Kabelverstärkung werden üblicherweise 1×7-Stahllitzen verwendet. Diese werden entsprechend ihrer nominellen Zugfestigkeit in fünf Güteklassen eingeteilt: 175, 1270, 1370, 1470 und 1570 MPa. Der Elastizitätsmodul der Stahllitzen sollte über 180 GPa liegen. Der für Stahllitzen verwendete Stahl muss den Anforderungen der Norm GB699 „Technische Bedingungen für hochwertige Kohlenstoffstahlkonstruktionen“ entsprechen. Die Oberfläche des für Stahllitzen verwendeten verzinkten Stahldrahts muss mit einer gleichmäßigen und durchgehenden Zinkschicht versehen sein und darf keine Stellen, Risse oder Fehlstellen aufweisen. Durchmesser und Schlagabstand der Litzendrähte müssen gleichmäßig sein und dürfen nach dem Zuschnitt nicht lose sein. Die Stahldrähte der Litzen müssen eng aneinanderliegen und dürfen sich nicht kreuzen, brechen oder verbiegen.
3.GFK
FRP ist die Abkürzung für faserverstärkten Kunststoff (Fiber Reinforced Plastic). Es handelt sich um ein nichtmetallisches Material mit glatter Oberfläche und gleichmäßigem Außendurchmesser, das durch Beschichtung mehrerer Glasfaserstränge mit lichthärtendem Harz entsteht und zur Verstärkung von Glasfaserkabeln dient. Da FRP nichtmetallisch ist, bietet es gegenüber Metallverstärkungen folgende Vorteile: (1) Nichtmetallische Materialien sind nicht empfindlich gegenüber elektrischen Schlägen, wodurch Glasfaserkabel für Blitzschutzgebiete geeignet sind. (2) FRP reagiert nicht mit Feuchtigkeit, setzt keine schädlichen Gase oder andere Elemente frei und ist daher für regnerische, heiße und feuchte Klimazonen geeignet. (3) Es erzeugt keinen Induktionsstrom und kann daher an Hochspannungsleitungen eingesetzt werden. (4) FRP ist leicht und kann das Kabelgewicht deutlich reduzieren. Die FRP-Oberfläche sollte glatt sein, Unebenheiten sollten gering sein, der Durchmesser sollte gleichmäßig sein und innerhalb der Standardlänge keine Verbindungsstellen aufweisen.
4. Aramid
Aramid (Polybenzoylamidfaser) ist eine Spezialfaser mit hoher Festigkeit und hohem Elastizitätsmodul. Sie wird aus p-Aminobenzoesäure als Monomer in Gegenwart eines Katalysators im NMP-LiCl-System durch Lösungskondensationspolymerisation hergestellt und anschließend nassgesponnen und einer Wärmebehandlung unter hoher Spannung unterzogen. Aktuell werden hauptsächlich die Produkte KEVLAR49 von DuPont (USA) und Twaron von AkzoNobel (Niederlande) eingesetzt. Aufgrund ihrer ausgezeichneten Hochtemperatur- und Oxidationsbeständigkeit findet sie Verwendung bei der Herstellung von selbsttragenden Glasfaserkabeln mit variabler Dicke (ADSS).
5. Glasfasergarn
Glasfasergarn ist ein nichtmetallisches Material, das häufig zur Verstärkung von Glasfaserkabeln eingesetzt wird und aus mehreren Glasfasersträngen besteht. Es zeichnet sich durch hervorragende Isolations- und Korrosionsbeständigkeit sowie hohe Zugfestigkeit und geringe Duktilität aus und ist daher ideal für die nichtmetallische Verstärkung von Glasfaserkabeln geeignet. Im Vergleich zu Metallen ist Glasfasergarn leichter und erzeugt keinen induzierten Strom, weshalb es sich besonders für Hochspannungsleitungen und Glasfaseranwendungen in feuchten Umgebungen eignet. Darüber hinaus weist das Glasfasergarn eine gute Verschleiß- und Witterungsbeständigkeit auf und gewährleistet so die Langzeitstabilität des Kabels in verschiedenen Umgebungen.
Veröffentlichungsdatum: 26. August 2024