Helukabel Windenergiekabel im Stresstest

Werkstoffe für die Ummantelung

Das zweite große Thema im Loop ist neben der Torsion der Abrieb. Durch Vibrationen und die enge Anordnung der Kabel reiben sie permanent aneinander. Dabei lösen sich kontinuierlich kleine Partikel, was die Wandstärke des Außenmantels reduziert. Nach einigen Tausend Zyklen ginge so der dringend benötigte mechanische Schutz verloren, Aderisolation und Kupferlitze würden freigelegt.

W2E und Helukabel setzen daher auf abriebfeste Isoliermaterialien wie Polyurethane (PUR) oder vergleichbare thermoplastische Elastomere (TPE). »In der Tribologie der Werkstoffe für Kabel und Leitungen erzielen hochwertige PVC-Isolationswerkstoffe bereits sehr gute Ergebnisse«, meint Schenk. »Wir haben aber mit PUR und TPE wesentlich bessere Langzeiterfahrungen gemacht.« Neben der Materialwahl ist auch die Veredelung besonders wichtig. Die Oberfläche des Außenmantels muss ädhäsionsarm sein, um ein Gleiten der Leitungen aneinander zu gewährleisten.

Eine Frage des Materials

Die Materialwahl ist auch ausschlaggebend für viele weitere Anforderungen, die die Leitungen erfüllen müssen. Denn Windkraftanlagen stehen oft in Gebieten mit extremen und sehr wechselhaften Temperaturen. Die speziellen Kunststoffe von Windkraftanlagen-Leitungen kommen deshalb mit –55 °C bis +145 °C zurecht – und auch wenn sich das Material temperaturbedingt oft ausdehnt oder zusammenzieht, wird es nicht spröde. Genauso resistent sind die Leitungen gegenüber den vielen verschiedenen Ölen der Windindustrie. Die WK-Serie ist sogar über das herkömmliche Prüfprozedere nach VDE oder UL (Oil res. I, Oil res. II) hinaus zertifiziert. Gerade in Europa kommt bei diesen Tests eine weitere Schwierigkeit hinzu. »Viele unserer Kunden«, so Schütt, »verlangen, dass die Werkstoffe ohne Halogenanteil auskommen.« Der Grund hierfür liegt im Brandschutz beziehungsweise den Folgen, die ein Brand haben könnte. Verbrennen Halogene, entsteht in Verbindung mit Feuchtigkeit toxische und korrosive Säure.

Nicht zuletzt spielt die elektromagnetische Verträglichkeit in der Praxis eine Rolle. Der zusätzliche D-Schirm sorgt dafür, dass sich die Leitungen nicht gegenseitig elektromagnetisch beeinflussen. Vorteilhaft ist, dass Leitungen zur Spannungsversorgung und solche für sensorische Daten auf gleichen Leitungswegen unmittelbar nebeneinander verlegt werden können. Schirmungen sind auch am Potenzialausgleich beteiligt und verhindern Schäden bei Überspannungen durch Blitzeinschläge oder das Zu- und Abschalten großer Verbraucher. Blitze schlagen häufig in den Rotorblättern ein und müssen dann über Rezeptoren, die definierten Einschlagpunkte vorgeben, von der Nabe über den Turm zur Erde abgeleitet werden. 

Weltweit zertifizierte Kabel für viele Richtlinien 

Neben der Technik bestimmt ein weiteres Thema die Arbeit von W2E: die Vielzahl der international verschiedenen Richtlinien wie UL oder CSA. »Windkraftanlagen für die Welt zu entwickeln, kann gerade durch die unterschiedlichen Normen eine herausfordernde Aufgabe sein«, bestätigt Dr. Schütt.

Ein Beispiel: Nach der seit Mai 2016 gültigen UL 6141 sind im nordamerikanischen Raum alle zugänglichen Kabel in Kanälen zu verlegen. Wo dies nicht sinnvoll oder möglich ist, dürfen zukünftig für die offene Verlegung nur noch sogenannte Tray-Kabel verwendet werden.

Dazu meint Schütt: »Um den Aufwand für uns gering zu halten, sind wir darauf bedacht, möglichst wenige verschiedene Leitungen zu kaufen, die aber für viele Länder zertifiziert sind.« Das sehen auch die Experten von Helukabel so: »Wir zertifizieren möglichst wenig Leitungen für möglichst viele Richtlinien«, betont Schenk. »So liefern wir die WK-Serie für W2E gleich in mehrere Kontinente.«