Zwei Schutzrichtungen
Ingenieure unterscheiden zwei Richtungen, in denen Wasser in ein Kabel eindringt:
- Quer (radial): Wasser, das von außen durch den Mantel gelangt, mit der Zeit durch Diffusion oder durch Beschädigung. Mantelwerkstoff und eine etwaige metallische oder Schichtsperre darunter steuern dies.
- Längs: Wasser, das an einer Stelle eingedrungen ist und sich im Inneren des Kabels bewegt, durch Spalten zwischen Leitern, Fasern, Röhrchen und Füllern. Wassersperrende Materialien im Kabel steuern dies.
Der Querschutz verringert, wie viel Wasser eindringt. Der Längsschutz begrenzt, wie weit es sich danach ausbreiten kann. Ein erdverlegtes oder in Rohren geführtes Kabel braucht eine Antwort auf beides, denn Mantelschäden bei der Verlegung oder durch Bodenbewegungen sind ein normales Risiko und keine Ausnahme. Welches Schutzniveau ein Projekt braucht und wie es geprüft wird, legen die Kabelnorm oder die Projektspezifikation fest, bestätigt laut Datenblatt.
Die wichtigsten Verfahren
| Verfahren | Wirkungsweise | Typische Kabel | Hinweise |
|---|---|---|---|
| Gelfüllung (thixotropes Gel) in Röhrchen | Füllt den Raum um die Fasern, sodass sich Wasser nicht bewegen kann | Bündeladerkabel | Muss beim Spleißen entfernt werden |
| Seelenfüllmasse | Füllt die Räume zwischen den Röhrchen in der Kabelseele | Ältere und viele aktuelle Außen-Glasfaserkonstruktionen | Unsauberere Handhabung; Gewicht |
| Quellgarne | Saugfähige Garne quellen bei Wasserkontakt zu einem Gel auf und dichten den Spalt ab | Glasfaserkabel mit trockener Seele; manche Energiekabeladern | Saubereres Spleißen; Platzierung entscheidend |
| Quellbänder | Über Seele oder Schirm gewickeltes Band quillt bei Nässe auf | Seelen von Glasfaserkabeln; Mittelspannungskabel unter dem metallischen Schirm | Bei Mittelspannungskonstruktionen auch halbleitend möglich |
| Mit dem Mantel verbundenes Metallschichtband | Quer-Feuchtigkeitssperre | Außen-Glasfaserkabel (Stahl- oder Aluminiumlaminat), manche Mittelspannungskabel | Bietet zusätzlich mechanischen oder Nagetierschutz |
| PE-Außenmantel | Geringe Wasserdurchlässigkeit | Außen-Glasfaserkabel, erdverlegte Energiekabel | Bei Exposition schwarze Sorte für UV |
Die in einem bestimmten Kabel verwendete Kombination und die Prüfung, die sie belegt, werden nach Norm oder Datenblatt angegeben. Konstruktionen mit Wassersperre unterscheiden sich zwischen Werken stark, daher geht der Desk nicht davon aus, dass die Konstruktion eines Werks für ein anderes gilt.
Glasfaserkabel: gelgefüllte und trockene Konstruktionen
Wasser ist bei Glasfaserkabeln besonders kritisch, weil es gefrieren und die Fasern belasten kann und über lange Zeiträume die Festigkeit der Faser beeinträchtigen kann. Außen-Bündeladerkabel enthalten daher fast immer eine Längswassersperre. Die GYTS-Referenz auf unserer Seite zu Außen-Glasfaserkabeln besteht aus einem zentralen Stahl-Zugentlastungselement, gelgefüllten Bündeladern, die mit Blindelementen verseilt sind, wassersperrendem Material in der Seele, einem gewellten, kunststoffbeschichteten Stahlband (PSP) und einem PE-Mantel. Die Variante GYTA verwendet stattdessen ein Aluminium-Polyethylen-Laminat (APL). Öffentliche Datenblätter dieser Familie beschreiben die Seele als mit Füllmasse gefüllt oder mit Quellgarn und Quellband versehen.
Vollständig gelgefüllte Konstruktionen haben eine lange Bewährungsgeschichte. Konstruktionen mit trockener Seele, die Quellgarne und Quellbänder in der Seele verwenden und das Gel in den Röhrchen behalten, lassen sich an Muffen einfacher und sauberer vorbereiten. Monteure bevorzugen trockene Seelen oft aus diesem Grund. Gelgefüllte Röhrchen brauchen an jedem Spleiß Lösungsmittel und Tücher, benötigen mehr Vorbereitungszeit und hinterlassen Rückstände in den Muffen, was sich in Netzen mit vielen Verbindungen summiert. Trockene Konstruktionen verringern diese Arbeit, sind aber darauf angewiesen, dass die Quellmaterialien über die gesamte Länge vorhanden sind, sodass das Ergebnis der Wasserdurchdringungsprüfung noch wichtiger wird. Bei Luft- und Rohrkabeln mit häufigen Zugangspunkten kann der Unterschied im Handling kleine Unterschiede im Kabelpreis überwiegen. Die Wahl trifft meist die Norm des Netzbetreibers. Telcordia GR-20 ist die gängige Referenz für Anforderungen an Außen-Glasfaserkabel; der Beitrag Bündelader oder Vollader erklärt, warum Innenkabel mit Vollader meist gar keine Wassersperre haben.
Energiekabel: wann und wo
Niederspannungs-Energiekabel in trockenen Innenräumen haben selten eigene wassersperrende Schichten. Bei erdverlegten und nassen Installationen ändert sich das Bild, besonders in der Mittelspannung. Wasser, das XLPE-Isolierung unter elektrischer Beanspruchung erreicht, kann mit der Zeit zur Bildung von Wasserbäumchen beitragen, beschrieben im Beitrag zu halbleitenden Schichten. Mittelspannungsspezifikationen für nassen Boden verlangen daher oft:
- Längswassersperre mit Quellbändern über der äußeren Leitschicht und um den metallischen Schirm, damit an einem Mantelfehler eindringendes Wasser örtlich begrenzt bleibt.
- Eine Quersperre wie ein mit dem Außenmantel verbundenes Aluminium- oder anderes Metalllaminat.
- Einen PE-Außenmantel anstelle von PVC, wo die Verlegung es zulässt.
Die Referenz-Mittelspannungskonstruktion auf unserer Seite zu Mittelspannungskabeln ist eine Standardkonstruktion Cu/XLPE/CTS/PVC ohne eigene wassersperrende Schichten, ein längswasserdichtes Mittelspannungskabel ist also eine andere Konstruktion, die eine eigene Typprüfung braucht. Planer oder Netzbetreiber legen fest, ob sie nötig ist und wie sie geprüft wird.
Was schiefgeht
Versagen der Wassersperre ist bei der Lieferung meist nicht sichtbar. Häufige Ursachen sind:
- Fehlendes oder reduziertes Material: Quellgarne oder -bänder weggelassen oder mit Lücken aufgebracht, um Kosten zu sparen.
- Falsche Platzierung: Quellgarne in der Seele, aber nicht dort, wo Wasser tatsächlich wandert, etwa zwischen Röhrchen und Mantel.
- Unverschlossene Enden: Trommeln mit offenen Kabelenden versandt oder gelagert, sodass Wasser vor der Verlegung eindringt. Endkappen sind ein einfacher und wichtiger Teil der Verpackung; siehe Verpackung und Trommeln.
- Schleichende Konstruktionsänderung: Ein Werk wechselt den Lieferanten von Band oder Garn, ohne die Typprüfung zu aktualisieren.
Eine Wasserdurchdringungsprüfung an einer Probe nach dem Verfahren der maßgebenden Norm ist die eindeutigste Kontrolle. Der Desk fordert den Typprüfbericht mit Wasserdurchdringung für dieselbe Konstruktion an und bei großen oder kritischen Aufträgen eine bezeugte Probeprüfung im Rahmen von Prüfung und Inspektion.
Wassersperre spezifizieren
Eine Anfrageposition sollte angeben, ob eine Längswassersperre gefordert ist, ob eine Quersperre gefordert ist, den Mantelwerkstoff, das Prüfverfahren für den Nachweis und eine etwaige Präferenz des Netzbetreibers für trockene oder gefüllte Konstruktionen. Bei Glasfaserkabeln ergänzen Sie Faserzahl und Verlegeart (Rohr, Luft oder direkte Erdverlegung). Die Lieferzeit wassergesperrter Konstruktionen hängt von Material und Linienplanung ab und wird je Auftrag schriftlich bestätigt; siehe die Seite zu MOQ und Lieferzeit, oder senden Sie die Liste über das Anfrageformular.