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UnterYo-Yo-ShiDie Vorbereitung für die Kaltschrumpfverbindung umfasst das Messen, Abisolieren, Reinigen und Markieren eines Stromkabelendes, bevor ein Techniker den vorgewärmten Kern eines Anschluss- oder Verbindungssets abrollt. Das Set liefert die Geometrie zur Spannungskontrolle und den Elastomerkörper, doch diese Konstruktion funktioniert nur, wenn das darunterliegende Kabel korrekt vorbereitet ist – eine Kaltschrumpf-Anschlussmuffe kann weder eine auf falsche Länge zugeschnittene halbleitende Abschirmung noch eine mit Lösungsmittelrückständen belastete Isolationsoberfläche ausgleichen.
Die Vorbereitungsphase bestimmt drei Faktoren, die sich später durch die Verlegetechnik allein nicht mehr korrigieren lassen: die Position des Spannungskegels im Verhältnis zum Abschliff der Abschirmung, die Frage, ob die Isolationsoberfläche sauber genug für einen engen Kontakt mit dem Silikon- oder EPDM-Körper ist, und ob der Aderabisoliervorgang geradlinig entlang der Kabelachse verläuft. Bei einem typischen Verteilungskabel der 15-kV-Klasse werden der Rückschnitt der halbleitenden Abschirmung und die freigelegte Isolationslänge mit einer Toleranz von wenigen Millimetern gemessen – eine Abweichung von 10 mm bis 15 mm am Rückschnittpunkt kann den Spannungskegel aus seiner Position verschieben und die Feldspannung an der falschen Stelle konzentrieren.
Die Praxiserfahrung bei der Installation von Mittelspannungsanschlüssen und -verbindungen zeigt, dass die meisten Ausfälle im Betrieb, die auf Installationsfehler und nicht auf ein defektes Kit zurückzuführen sind, bereits in dieser Vorbereitungsphase entstehen und nicht erst beim Schrumpfen oder Abwickeln. Die Kabelvorbereitung ist im Vergleich zum Beobachten, wie eine Anschlussverbindung Gestalt annimmt, wenig spektakulär, was mit ein Grund dafür ist, dass sie oft überstürzt durchgeführt wird. Die Typenprüfung gemäß IEC 60502-4 bestätigt, dass das Kit-Design selbst den Normen entspricht – sie überprüft jedoch nicht und kann auch nicht überprüfen, ob eine einzelne Installation vor Ort korrekt vorbereitet wurde.
Diese Anleitung führt Sie durch die Vorbereitung der Werkzeuge, die schrittweise Vorgehensweise, die Maßangaben nach Spannungsklassen, häufige Fehler sowie eine abschließende Überprüfung vor dem Einbau des Bausatzes. Er behandelt nicht die Schrumpf- oder Entkernungsvorgänge des Bausatzes selbst, da die Kaltschrumpf-Endverschlüsse von ZeeyiElec die Isolationsintegrität wiederherstellen, das elektrische Feld ausgleichen und das Kabelende ohne Wärmeeinwirkung abdichten – ein Vorgang, der beginnt, sobald die Kabelvorbereitung abgeschlossen ist.
Ein Kaltschrumpf-Vorbereitungsset erfordert ein Kabelmantel-Abisolierwerkzeug (rotierend oder mit Klinge), ein Werkzeug zum Entfernen der halbleitenden Abschirmung, das auf die Dicke der Abschirmung abgestimmt ist, eine feinzahnige Bügelsäge oder einen Kabelschneider für das erste Kabelende sowie ein Stahlmaßband oder eine vormarkierte Schablone, die auf die im Set angegebenen Schnittmaße abgestimmt ist. Für die abschließende Maßkontrolle in der Nähe des freiliegenden Leiters wird eine nichtleitende, nichtmetallische Messskala bevorzugt. Entgratwerkzeuge oder Schmirgelleinen (typischerweise Körnung 120–180) werden separat bereitgehalten, um die Schnittkante der Abschirmung zu glätten, ohne die darunterliegende Isolierung zu beschädigen.
Isolationsverträgliches Reinigungsmittel (auf Isopropylalkoholbasis; Lösungsmittel auf Erdölbasis, die XLPE- oder EPR-Isolierungen angreifen können, sind zu vermeiden) und fusselfreie Tücher werden vor der Verwendung in verschlossenen Behältern bereitgestellt, um eine Verunreinigung durch Luftpartikel zu verhindern. Ein einzelnes Tuch sollte nicht für mehrere Reinigungsdurchgänge wiederverwendet werden – das Zurückbringen von entfernten halbleitenden Rückständen auf eine gereinigte Isolationsoberfläche ist eine häufige Ursache für spätere Kriechstromprobleme. Silikonfett oder ein für das jeweilige Kit vorgesehenes Schmiermittel wird, sofern dies in den Herstelleranweisungen vorgeschrieben ist, in einer sauberen, abgedeckten Schale bereitgestellt und nicht in einer offenen Tube, die Staub ausgesetzt ist.
Vor dem Durchtrennen des Kabels packt der Techniker den Kaltschrumpfschlauch, die Spannungskontrollkomponenten sowie das im Set enthaltene Erdungsgeflecht oder Abschirmband und vergewissert sich, dass die Nennspannungsklasse und der Leiterquerschnittsbereich des Sets mit dem Kabel übereinstimmen – ein Set der 25-kV-Klasse, das für ein 8,7/15-kV-Kabel bereitgestellt wird, ist ein Fehler, der in dieser Phase innerhalb von Sekunden entdeckt wird, der jedoch Stunden später erst auffällt, wenn er übersehen wird. Auch Dichtungsmassen, Kitt oder Sprühbeschichtungen werden zu diesem Zeitpunkt bereitgestellt, damit sie sofort einsatzbereit sind, sobald die Isolationsoberfläche gereinigt ist.
[Experteneinblick]
- Legen Sie die Werkzeuge in der Reihenfolge bereit, in der sie zum Einsatz kommen, und nicht nach Art – das erspart Ihnen das umständliche Herumsuchen mitten beim Schneiden.
- Halten Sie einen zweiten, versiegelten Satz Reinigungstücher bereit, der ausschließlich für den abschließenden Reinigungsdurchgang vorgesehen ist.
- Überprüfen Sie die Bestandteile des Bausatzes anhand der Packliste, bevor Sie das Kabel durchtrennen – nicht erst danach.
Die Kabelvorbereitung für ein Kaltschrumpf-Set erfolgt in einer festgelegten Reihenfolge – erst messen, dann schneiden, dann reinigen, dann markieren –, da jeder Schritt vom Zustand der Oberfläche abhängt, den der vorherige Schritt hinterlassen hat. Das Überspringen von Schritten, wie beispielsweise das Markieren der Aderentfernungslinie, bevor die Isolieroberfläche vollständig gereinigt ist, ist eine häufige Ursache für Installationsfehler, die die Monteure vor Ort erst bei den Inbetriebnahmetests entdecken.
Markieren Sie mithilfe der Maßvorlage aus dem Bausatz oder eines Maßbands, das am Kabelende ausgerichtet ist, nacheinander die Länge, um die der Mantel entfernt werden soll, die Schnittstelle der halbleitenden Abschirmung und die Gesamtlänge der freigelegten Isolierung. Bei einer typischen 15-kV-Anschlusskonstruktion liegt die Länge der freigelegten Isolierung in der Regel im Bereich von 150 mm bis 250 mm, abhängig vom jeweiligen Bausatz und dem Leiterquerschnitt, wobei die Schablone des Herstellers Vorrang vor allgemeinen Angaben hat. Das Markieren aller drei Bezugspunkte vor Beginn der Schneidarbeiten verringert das Risiko, dass während des Vorgangs ein ungleichmäßiger oder zu kurzer Schnitt festgestellt wird.
Der Außenmantel wird entlang der markierten Linie mit einem Rotations- oder Klingen-Abisolierwerkzeug eingeritzt, das auf eine geringe Tiefe eingestellt ist – tief genug, um das Mantelmaterial zu durchtrennen, aber flach genug, um eine Beschädigung der darunterliegenden halbleitenden Abschirmung zu vermeiden. Der Mantelabschnitt wird anschließend entfernt, wodurch die Abschirmung freigelegt wird, ohne diese weiter zu beeinträchtigen.
Die halbleitende Abschirmung wird bis zum markierten Rückschnittpunkt mit einem speziellen Abschirmungsabisolierwerkzeug und nicht mit einer Allzweckklinge entfernt, da eine ungleichmäßige Rückschnittkante die elektrische Belastung an der Übergangsstelle konzentriert. Die Toleranz beim Entfernen der Abschirmung wird in der Regel auf wenige Millimeter um die markierte Linie herum eingehalten; die Erfahrung in der Praxis zeigt, dass eine gezackte oder abgestufte Schnittkante eine wiederkehrende Ursache für Teilentladungsbefunde bei späteren Inbetriebnahmeprüfungen ist, selbst wenn der Rest der Anschlussstelle korrekt installiert ist.
Die freiliegende Isolierung wird mit einem für die Isolierung geeigneten Lösungsmittel abgewischt, wobei man vom Schnitt der Abschirmung in eine Richtung zum Leiterende hin vorgeht, um zu vermeiden, dass halbleitende Rückstände über die gereinigte Oberfläche zurückgeschleppt werden. Anschließend wird die Oberfläche unter ausreichender Beleuchtung visuell auf eingebettete Kohlenstoffpartikel, Ritzspuren oder Kerben überprüft – jede sichtbare Unregelmäßigkeit sollte in dieser Phase behoben werden, bevor weitergearbeitet wird, da sie nach dem Anbringen des Kaltschrumpfschlauchs nicht mehr korrigiert werden kann.
Die letzte Markierung gibt an, an welcher Stelle der Techniker mit dem Abwickeln des Kunststoffkerns des Kaltschrumpfschlauchs beginnt, sobald das Set am vorbereiteten Kabelende positioniert ist. Diese Markierung orientiert sich an der in Schritt 1 festgelegten Länge der freigelegten Isolierung und wird nicht separat neu gemessen, um sicherzustellen, dass alle Maße mit dem ursprünglichen Layout übereinstimmen.
Die Streifenlänge und die Abisoliermaße sind bei Kaltschrumpf-Sets nicht einheitlich – sie richten sich nach der Spannungsklasse, da die Spannungskontrollzone mit steigender Systemspannung proportional mehr freiliegende Isolierung benötigt. Die Verwendung einer Schablone für eine niedrigere Spannungsklasse an einem Kabel mit höherer Spannung führt zu einem unzureichenden Kriechweg am Schnittpunkt der Abschirmung; die Verwendung einer überdimensionierten Schablone verschwendet freiliegende Isolierung und kann dazu führen, dass überschüssiges blankes Kabel im fertigen Anschluss zurückbleibt.
Die nachstehende Tabelle gibt einen Überblick über die allgemeinen Maßbereiche, die bei gängigen Kaltschrumpf-Sets für Mittelspannungsanwendungen zu finden sind. Die Maßvorlage des Herstellers hat stets Vorrang vor den allgemeinen Angaben, da die genauen Streifenlängen je nach Leiterquerschnitt und spezifischer Set-Ausführung variieren, selbst innerhalb derselben Spannungsklasse.
| Spannungsklasse | Länge der Isolationsfreilegung | Toleranz bei der Zerspanung von Semi-Con-Shields | Typischer Leiterbereich |
|---|---|---|---|
| 8,7/15 kV | 150 mm–200 mm | ±5 mm | 25 mm²–400 mm² |
| 12/20 kV (20/24 kV) | 180 mm–230 mm | ±5 mm | 25 mm²–630 mm² |
| 26/35 kV | 220 mm–280 mm | ±5 mm–8 mm | 35 mm²–800 mm² |
Die Maßvorgaben in diesem Bereich stimmen weitgehend mit dem Rahmenwerk für die Prüfung von Zubehörteilen in IEC 60502-4, die die Abnahmekriterien für Typprüfungen von Kabelzubehör mit Nennspannungen von 6 kV (Um = 7,2 kV) bis 30 kV (Um = 36 kV) regelt – wobei die genauen Toleranzen für Abweichungen stets anhand der spezifischen Montageanleitung des jeweiligen Bausatzes und nicht anhand der allgemeinen Prüfvorschriften der Norm überprüft werden.
Auch der Leiterquerschnitt wirkt sich in der Praxis auf die Toleranz bei Rückschnitten aus: Ein Leiter mit einem Querschnitt von 630 mm²–800 mm² in der 35-kV-Klasse verfügt über einen schwereren, steiferen Isolierkörper, der weniger tolerant gegenüber schräg geschnittenen Rückschnittkanten ist, weshalb Außendienstteams, die in diesem oberen Bereich arbeiten, in der Regel etwas mehr Zeit pro Abisolierung einplanen als in der 15-kV-Klasse.
Hinweise zur Auswahl der Spannungsklasse, die über die Maßauslegung hinausgehen, finden Sie bei ZeeyiElec unter Vollständige Auswahlübersicht für Kabelzubehör, das die Logik zur Auswahl der Bauteile über den gesamten Spannungsbereich hinweg behandelt.Die meisten Fehler bei der Vorbereitung von Kaltschrumpfverbindungen lassen sich eher auf eine kleine Anzahl sich wiederholender Fehler zurückführen als auf eine Vielzahl voneinander unabhängiger Fehler. Das Erkennen des Musters hinter jedem einzelnen Fehler hilft dem Team, diesen bereits vor dem Anbringen des Sets zu erkennen, anstatt erst, wenn der Fehler erst Monate nach der Inbetriebnahme auftritt.
Eine dünne, manchmal optisch nicht erkennbare Schicht aus halbleitenden Rückständen, die nach dem Entfernen der Abschirmung auf der Isolationsoberfläche zurückbleibt, ist eine der häufigsten Ursachen für vorzeitige Kriechstromausfälle an der Schnittstelle zum Spannungskegel. Dies geschieht am häufigsten, wenn anstelle eines speziellen Abisolierwerkzeugs eine Allzweckklinge verwendet wird oder wenn durch die Wischrichtung Rückstände über einen bereits gereinigten Abschnitt zurückgeschleift werden. Die Abhilfe ist verfahrenstechnischer Natur: Verwenden Sie das richtige Werkzeug zum Entfernen der Abschirmung, reinigen Sie nur in einer Richtung und überprüfen Sie die Oberfläche unter starker Beleuchtung – ein leichter Glanz oder eine Verfärbung, die schräg einfallendes Licht reflektiert, ist oft das einzige sichtbare Anzeichen für Rückstände, bevor diese zu einem Problem im Betrieb werden.
Ein Schnitt in der Ummantelung oder Abschirmung, der nicht senkrecht zur Kabelachse verläuft, führt zu einer ungleichmäßigen Übergangsstelle, wodurch sich die elektrische Belastung lokal auf der Seite konzentriert, auf der der Schnitt kürzer ist. Dies ist in der Regel darauf zurückzuführen, dass der erste Ritzschnitt zu hastig ausgeführt wurde oder dass ein Abisolierwerkzeug nicht richtig am Kabel angesetzt wurde. Die Praxis zeigt, dass dieser Fehler häufiger bei größeren Leiterquerschnitten (über etwa 400 mm²) auftritt, bei denen das Werkzeug einen längeren Umfang zurücklegen muss und es leichter zu Abweichungen kommt; eine langsamere Schnittgeschwindigkeit und das Drehen des Kabels anstelle des Werkzeugs – sofern die Aufstellung dies zulässt – führen zu einem geraderen Ergebnis.
Wenn zwischen der Reinigung und der Installation des Bausatzes bloße Hände, Staub in der Luft oder Umgebungsfeuchtigkeit mit der gereinigten Dämmstoffoberfläche in Kontakt kommen, wird genau jene Verunreinigung wieder eingebracht, die durch den Reinigungsschritt eigentlich entfernt werden sollte. Dieses Risiko steigt bei Installationen im Freien oder in unterirdischen Schächten, wo die freiliegende Dämmstoffoberfläche während der mehrstufigen Vorbereitung über längere Zeiträume der Umgebung ausgesetzt ist. Die Monteure begegnen diesem Problem in der Regel, indem sie die Zeit zwischen der abschließenden Reinigung und der Montage des Bausatzes so kurz wie möglich halten und den vorbereiteten Bereich während unvermeidbarer Unterbrechungen mit einer vorübergehenden, sauberen Abdeckung schützen.
Genau diese Fehlermuster werden im Rahmen des ZeeyiElec-Programms eingehender untersucht, zusammen mit der Ursachenanalyse für bereits im Einsatz befindliche Zubehörteile. Arbeitsablauf der Fehlerdiagnose im Feld.[Experteneinblick]
- Ein leichter Schimmer bei schrägem Lichteinfall ist oft das einzige sichtbare Anzeichen für verbleibende Halbleiterrückstände.
- Schrägschnitte treten bei Leitern mit einem Querschnitt von über 400 mm² häufiger auf – verlangsamen Sie die Geschwindigkeit und drehen Sie das Kabel, nicht das Werkzeug
- Lassen Sie eine gereinigte Oberfläche niemals länger als nötig ungeschützt, bevor Sie das Kit auftragen.
Vor dem Abwickeln des Kerns des Kaltschrumpf-Sets wird durch eine abschließende Überprüfung sichergestellt, dass alle vorherigen Schritte innerhalb der Toleranz liegen – dies ist der letzte Zeitpunkt, an dem eine Korrektur noch einfach möglich ist, da die Behebung eines Maß- oder Sauberkeitsproblems nach dem Anbringen des Sets am Kabel in der Regel bedeutet, dass das Set verworfen und von vorne begonnen werden muss. Die Überprüfung dauert nur wenige Minuten, deckt jedoch die meisten Vorbereitungsfehler auf, bevor diese in die fertige Kabelendverschluss- oder Verbindungsstelle einfließen.
Die Prüfung umfasst nacheinander drei Punkte: Es wird überprüft, ob die Länge der freigelegten Isolierung und die Schnittstelle der Abschirmung weiterhin mit den markierten Maßen übereinstimmen (in der Regel innerhalb von ±5 mm–8 mm der im Kit angegebenen Toleranz, je nach Spannungsklasse), die Überprüfung, ob die Isolationsoberfläche bei ausreichender Beleuchtung keine sichtbaren Rückstände, Ritzspuren oder Verunreinigungen aufweist, sowie die Überprüfung, ob die Spannungsklasse und der Leiterbereich des Bausatzes weiterhin mit dem zu konfektionierenden Kabel übereinstimmen, bevor der Leiter entfernt wird. Hier festgestellte Abweichungen werden sofort behoben und nicht in die weitere Installation übernommen.
Die Vorbereitung eines einphasigen Mittelspannungsanschlusses dauert für ein geschultes Team in der Regel 20 bis 40 Minuten; bei größeren Leiterquerschnitten über 400 mm² oder bei beengten Zugangsverhältnissen zum Schacht kann sich diese Zeit jedoch verlängern, und Installateure, die zum ersten Mal mit einer neuen Produktfamilie arbeiten, sollten für die anfängliche Maßprüfung zusätzliche Zeit einplanen.
Die Verarbeitung von Kaltschrumpfschläuchen ist gegenüber Umgebungsfeuchtigkeit toleranter als die von Wärmeschrumpfschläuchen, da keine offene Flamme oder Wärmequelle zum Einsatz kommt. Dennoch muss die Isolieroberfläche unmittelbar vor der Montage des Bausatzes trocken und frei von Kondenswasser sein. Stehendes Wasser oder aktiver Regen im Arbeitsbereich erfordern in der Regel eine vorübergehende Überdachung oder eine Verschiebung der Arbeiten.
Halbleitende Rückstände an der Stelle, an der die Abschirmung zurückgeschnitten wurde, bilden einen lokalen leitenden Pfad, der elektrische Spannungen bündelt und eine häufige Ursache für Ausfälle durch Kriechströme im Laufe der Zeit darstellt. Daher sollten alle sichtbaren oder vermuteten Rückstände vor der Installation des Bausatzes entfernt und erneut überprüft werden, anstatt dies erst bei den Inbetriebnahmetests zu erledigen.
Die Kernabfolge aus Messen, Abisolieren, Reinigen und Markieren ist bei beiden ähnlich, doch bei Verbindungssätzen ist in der Regel eine Vorbereitung an beiden Kabelenden sowie eine Ausrichtung zwischen diesen erforderlich, was die Vorbereitung der Leiteranschlüsse und eine Symmetrieprüfung mit sich bringt, die bei Anschlusssätzen nicht notwendig sind.
Ein Werkzeug zum Abisolieren von Hüllen, ein spezielles Werkzeug zum Entfernen der halbleitenden Abschirmung, ein Maßband oder eine Schablone aus dem Bausatz sowie ein für die Isolierung geeignetes Reinigungsmittel sind bei jedem Auftrag unverzichtbar, während Entgratungswerkzeuge, nichtmetallische Messskalen und bautsatzspezifische Schmiermittel zwar hilfreich sind, jedoch nur dann erforderlich sind, wenn dies in den Anweisungen des Herstellers vorgeschrieben ist.
Messen Sie unmittelbar vor dem Entfernen des Kerns die Länge des Mantelabtrags, den Schnittpunkt der Abschirmung und die Länge des freiliegenden Isoliermaterials erneut anhand der Maßvorlage des Bausatzes und überprüfen Sie, ob alle Werte innerhalb der vom Hersteller angegebenen Toleranz liegen, die bei Mittelspannungsklassen üblicherweise einige Millimeter beträgt.
Einige kleinere Probleme, wie beispielsweise leichte Oberflächenverunreinigungen, lassen sich manchmal noch durch eine zusätzliche Reinigung beheben, wenn sie sofort bemerkt werden. Maßabweichungen wie ein falscher Schnitt am Schutzmantel können jedoch in der Regel nicht mehr korrigiert werden, sobald der Kern entfernt wurde und der Schlauch auf das Kabel aufgeschrumpft ist, weshalb die Überprüfung vor der Installation die zuverlässigere Kontrollmaßnahme darstellt.
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