Technische Eigenschaften und Umweltaspekte von Polypropylenisolierten Mittel- und Hochspannungskabeln

Abstract:
Als Isolierwerkstoff für extrudierte Mittel- und Hochspannungskabel wird seit Jahrzehnten nahezu ausschließlich vernetztes Polyethylen eingesetzt. VPE-Kabel zeigen wesentliche technische und ökologische Vorteile gegenüber den früheren masseimprägnierten bzw. Öl/Papier-isolierten Kabeln und stehen heutzutage für Betriebsspannungen von bis zu 550 kV bei Wechselspannung und ±640 kV bei Gleichspannung sowie einer maximalen Betriebstemperatur von 90 °C zur Verfügung. Als Nachteile von VPE-Kabeln sind aus heutiger Sicht der hohe Energieaufwand bei der Herstellung sowie die eingeschränkte Recyclingfähigkeit zu nennen. Als innovativer und insbesondere umweltfreundlicher Basiswerkstoff für Kabelisolierungen in der Hochspannungstechnik wird seit einigen Jahren Polypropylen verwendet mit vergleichbaren bzw. besseren technischen Eigenschaften als VPE, einer deutlichen CO2-Reduktion bei der Kabelherstellung und einer sehr guten Recyclingfähigkeit des Isoliermaterials. Polypropylen ist ein thermoplastischer Werkstoff, der eine vereinfachte Kabelfertigung gegenüber VPE-Kabeln erlaubt, keine Vernetzung der Isolierung und damit kein energieintensives „Abdampfen“ der Vernetzungsspaltprodukte erfordert und eine maximale Betriebstemperatur von 110 °C zulässt. Aufgrund der historischen Entwicklung sind PP-isolierte Kabel derzeit hauptsächlich im Mittelspannungsbereich in Italien und den Niederlanden im Einsatz. PP-Kabel sind heutzutage für Spannungen von bis zu 150 kV bei Wechselspannung in Betrieb und stehen für Betriebsspannungen von bis zu ±600 kV bei Gleichspannung zur Verfügung. PP-isolierte Kabel werden bei den aktuellen HGÜ-Kabelprojekten in Deutschland eingesetzt. In diesem Bericht wird neben einer Übersicht der technischen Eigenschaften und Umweltaspekte von PP-isolierten Mittelund Hochspannungskabeln auch die Untersuchung eines 12/20-kV-PP-AC-Kabels für die Mittelspannungs-Gleichstromübertragung dargestellt und diskutiert.