Russpartikel im Siliconkautschuk
Leitfähig modifizierte Siliconelastomere der Marke
POWERSIL® sorgen dafür, dass in Erd- und Seekabeln
der Strom störungsfrei fließt.
Durch die erneuerbaren Energien wird die Stromerzeugung dezentraler. Windräder, Solarzellen und Biogaskraftwerke produzieren an vielerlei Orten Strom, der anschließend ins Leitungsnetz eingespeist werden muss. Stromkabel unter der Erde oder – wie im Fall von Offshore-Windparks – unter der See zu verlegen ist allerdings erheblich aufwändiger und teurer, als herkömmliche Freileitungen zu bauen. Entsprechend lange – mehrere Jahrzehnte – sollen diese Kabel halten.
Mittelspannungs-Kabelmuffen aus POWERSIL®
Mittelspannungs-Kabelmuffen aus POWERSIL®
Dabei stellt sich eine Herausforderung, die Dr. Jens Lambrecht, Technical Manager im Bereich Industrial Solutions von WACKER, so beschreibt: „Da im Mittelspannungsbereich zwischen dem äußeren und inneren Leiter im Kabel eine Spannung zwischen 6.000 und 30.000 Volt anliegt, reicht eine einfache Isolierung nicht mehr aus.“ Zur Umhüllung der metallischen Adern müssen sowohl isolierende als auch leitfähige Werkstoffe eingesetzt werden. Ansonsten würden im Innern einer Kabelmuffe – dies sind Verbindungsstücke zwischen zwei Kabelenden – oder an Endstücken wie Kabelsteckern elektrische Teilentladungen entstehen, die nicht nur gefährlich sind, sondern auch das Bauteil zerstören können.
Dazu kommen Siliconelastomere der Marke POWERSIL® zum Einsatz, die mit speziellen Rußpartikeln ausgerüstet sind und so leitfähig werden. Die winzigen Kohlenstoffpartikel bilden dreidimensionale Netzwerke – sogenannte Perkolationsnetzwerke –, die Strom leiten. Sie sorgen dafür, dass Kabelstecker berührungssicher bleiben, Muffen ausreichend abgeschirmt sind und Kontakte zwischen metallischen Teilen gewährleistet sind.
Mittelspannungs-Kabel können nur in bestimmten Längen transportiert werden.
Mittelspannungs-Kabel können nur in bestimmten Längen transportiert werden.
Um die Materialien umfassend zu untersuchen, arbeitet WACKER mit der Hochschule Zittau/Görlitz zusammen: In den vergangenen vier Jahren fanden deren Ingenieure in zahlreichen Messreihen unter anderem heraus, dass rußgefüllte Siliconelastomere dauerhaft mit bestimmten Stromdichten belastet werden können, ohne dass sich ihr Widerstand verändert. Kurzzeitig toleriert das Material höhere Werte als bei der langzeitigen Beanspruchung.
Dank solcher Messergebnisse können die WACKER-Forscher die Hersteller von Kabelgarnituren fundiert beraten. Wichtig war den Wissenschaftlern zudem, die Grenzen der Materialien aufzuzeigen. „Man kann auch den besten Werkstoff zerstören“, sagt Professor Roland Bärsch vom Bereich Elektro- und Informationstechnik, „wenn man ihn nicht richtig und sachgemäß anwendet.“ Entscheidend sei, dass die Montagetechnologie robust, sicher und möglichst einfach sei. „Die Schwachstellen“, weiß Bärsch, „sind nicht die Kabel selbst, sondern meist die Verbindungsstücke.“
Damit diese Schnittstellen besonders langlebig und belastbar sind, müssen die Materialien entsprechend hochwertig sein. POWERSIL®-Siliconelastomere bieten die nötige Langzeitqualität und Zuverlässigkeit – und sorgen damit dafür, dass Erd- und Unterwasserkabel noch Jahrzehnte nach ihrer Verlegung störungsfrei Strom transportieren.
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