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Normen – Elektrische Versuche

Dr. Boris Dardel 7


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 3

EINLEITUNG

Die Bestrebungen zur

Normalisierung im Bereich der

Elektrotechnik begannen schon vor

mehr als 100 Jahren, wobei die

Hauptziele Sicherheit, Kompatibilität/Austauschbarkeit

sowie

die Zuverlässigkeit der Systeme

im Vordergrund standen. Die

aktuellen Arbeiten betreffen auch

die gesetzlichen Grundlagen,

die Leistung den Umwelt- und

elektromagnetischen Schutz

sowie die Förderung des freien

Warenverkehrs (Konformität und

Kompatibilität der Produkte).

STRUK TUR DER NORMEN-

ORGANISATIONEN

Die internationalen Organisationen

ISO (International Standard

Organisation), IEC (International

Electrotechnical Commission) und

ITU (International Telecommunication

Union) geben den grössten Teil der

Normen heraus. Ihnen entsprecht

die CEN (European Committee

for Normalization), CENELEC

(European Committee for

Electrotechnical Standardization)

und ETSI (European Telecom

Standard Institute).

Die 1906 gegründete IEC ist eine

unabhängige, im Bereich der Elektrotechnik

tätige Organisation (Nichtregierungsorganisation),

deren 62

Mitglieder und assoziierte Länder

auf der ganzen Welt verstreut sind.

Ihre Publikationen dienen als Grundlage

für die Erstellung von Normen

und Empfehlungen auf nationaler

Ebene. Oft werden sie von den nationalen

Komitees direkt übernommen.

Die 35 Mitglieder und assoziierten

Länder der 1973 gegründeten

CENELEC hingegen sind verpflichtet,

die von CENELEC erarbeiteten

Normen in ihren Ländern

durchzusetzen und die bestehenden

nationalen Dokumente, die im

Widerspruch oder redundant zu

diesen Publikationen sein könnten,

zurückzuziehen.

IEC und CENELEC haben kürzlich

ein Abkommen geschlossen

(Abkommen von Dresden im Jahre

1996) um die Vorbereitung zur

Publikation und die Annahme von

internationalen Normen zu vereinfachen

und zu vereinheitlichen,

angesichts der Marktbedürfnisse

die Prozesse zu beschleunigen,

sowie die Übernahme der europäischen

Normen auf internationalem

Niveau zu erleichtern. Die

laufenden Arbeiten bei CENELEC

sollen auf die Instanzen der IEC

übertragen, die IEC-Normen angepasst

oder revidiert werden, um

sie mit den Einschränkungen auf

europäischer Seite kompatibel zu

machen. Darauf findet eine parallele

Abstimmung der Mitglieder statt.

Die Norm wird, falls von beiden

Teilen angenommen, als gemeinsames

Dokument publiziert.

Abgesehen von Leitung und

Administration ist die operationelle

Struktur der Normalisierungsorgane

im Allgemeinen in Komitees,

Unterkomitees, Arbeits- und

Projektgruppen gegliedert. Diese

setzen sich aus Vertretern der

Mitgliedländer zusammen und

kommen aus der Industrie, von

Universitäten, Labors und staatlichen

Organen, sowohl seitens

der Lieferanten wie der Benutzer.

7


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 4

7

Die Vorbereitung einer Norm läuft in

verschiedenen Phasen ab, die es allen

betroffenen Parteien erlaubt (durch

ihre jeweiligen nationalen Komitees

– TK20 für Energieübertragungskabel

in der Schweiz), bei der Erstellung

und Validierung der Dokumente

Einfluss zu nehmen.

Im Prozess der Normalisierung

der IEC für die Mittel- und

Hochspannungssysteme spielt die

CIGRÉ (Conseil International des

Grands Réseaux Électriques) eine

massgebende Rolle durch die

Erstellung von technischen Schriften

und Empfehlungen. Der Inhalt dieser

Dokumente dient oft als Grundlage

für die Ausarbeitung neuer oder die

Revision bestehender Normen.

Ist die Norm einmal erschienen,

kann sie nicht vor dem angegebenen

Datum revidiert werden.

Auf dieses Datum hin sind die

nationalen Komitees eingeladen

sich zu äussern, ob die Norm

weitergeführt, aufgehoben oder

durch eine revidierte oder ergänzte

Ausgabe ersetzt werden soll.

Die Normen der CENELEC (sie gelten

in der Schweiz seit Anbeginn) gibt

es in zwei Erscheinungsformen:

● EN-Norm (European Norm):

Dieses Dokument ist für alle

Mitglieder der CENELEC identisch.

● HD-Norm (Harmonized Document):

Diese Norm ist eine

Zusammenstellung aller existierenden

nationalen Normen.

Sie ist das Resultat für den

Fall, wenn kein gemeinsamer

Nenner für eine einheitliche europäische

Norm gefunden werden

konnte. Dies gilt für die

Niederspannungsnetzkabel

(HD603), Mittelspannungskabel

(HD620) und Hochspannungskabel

bis 150kV (HD632),

wobei jeder Teil an das jeweilige

Land angepasst ist. Die in der

Schweiz geltenden Teile sind im

folgenden Kapitel beschrieben.

DIE IN DER SCHWEIZ GELTENDEN NORMEN

CENELEC HD 603 (2005)

Verteilkabel mit der Nennspannung 0,6/1kV

Anmerkung : Diese Norm

entspricht

der Norm

IEC 60502-1.

Teil 3O : Kabel PVC isoliert – nicht armiert

Teil 4D : Kabel PVC isoliert – armiert

Teil 5T : Kabel XLPE isoliert – nicht armiert

Teil 6C : Kabel XLPE isoliert – armiert

Teil 7E : Kabel EPR isoliert – nicht armiert

Teil 8C : Kabel EPR isoliert – armiert

CENELEC HD 620 (2005)

Verteilkabel, mit extrudierter Isolation, für Nennspannungen

von 3,6/6 (7,2) kV bis und mit 20,8/36 (42) kV

Anmerkung : Diese Norm

entspricht

der Norm

IEC 60502-2.

Teil 5N :

Teil 6N :

Teil 7N :

Teil 8N :

Kabel mit PE-Mantel (Typ 5N-1) – XLPE, nicht armiert

Kabel mit PE-Mantel (Typ 6N-1) – XLPE, armiert

Kabel mit PE-Mantel (Typ 7N-1) – EPR, nicht armiert

Kabel mit PE-Mantel (Typ 8N-1) – EPR, armiert


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 5

CENELEC HD 632 (1998)

Anmerkung : Diese Norm entspricht

der Norm IEC

60840 (2004). Die

Norm HD632 ist in

der Schweiz jedoch

noch nicht in Kraft

(Beispiel: Die roten

Linien der Mantel sind

nicht vorgeschrieben).

Die schweizerischen

Akteure in diesem

Bereich stützen sich

momentan noch auf

die Norm IEC 60840

in Erwartung der

nächsten Revision

2005.

Energieübertragungskabel mit extrudierter Isolation und

Zubehör für Nennspannungen von mehr als 30 kV (U[m] =

36 kV) und bis 150 kV (U[m] = 170 kV)

Teil 3O : Kabel mit XLPE-Isolation und Metallmantel und Zubehör

Teil 4O : Kabel mit XLPE-Isolation und geklebtem Schirm und Zubehör

Teil 5O : Kabel mit XLPE-Isolation und Metallmantel und Zubehör

Teil 6O : Kabel mit EPR-Isolation und Metallmantel und Zubehör

Teil 7O : Kabel mit EPR-Isolation und geklebtem Schirm und Zubehör

Teil 8O : Kabel mit EPR-Isolation und Metallmantel und Zubehör

7

IEC 62067 (2001) Energieübertragungskabel mit extrudierter Isolation und

Zubehör für Nennspannungen von mehr als 150 kV (Um =

Anmerkung : Es gibt keine entsprechende

170 kV) bis 500 kV (Um = 550 kV)

CENELEC-

Norm.

CENENLEC HD 621

= IEC 60055 (1997)

Kabel mit Isolation aus imprägniertem Papier mit Metallumhüllung

für Nennspannungen von 18/30 kV oder weniger (mit leitendem

Kabelkern aus Kupfer oder Aluminium und mit Ausnahme von

Gasdruckkabeln oder Flüssigölkabeln)

CENELEC HD 633

= IEC 60141 (1998)

Versuche für Flüssigölkabel, Gasdruckkabel und ihrem

Zubehör

IEC 60287

Berechnung der zulässigen Belastung

IEC 60724, 60986 et

61443

Kurzschlussströme– Temperaturgrenzwerte

IEC 60909

Kurzschlussströme – Berechnung der Ströme

IEC 60781

Kurzschlussströme – Anleitung für NS-Anwendungen

IEC 60865

Kurzschlussströme – Berechnung der Wirkungen

IEC 60949

Kurzschlussströme – Berechnung der thermisch

zulässigen Ströme


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 6

GESCHICHTE

Niederspannungskabel (NS)

7

Die erste Version der Norm

HD 603 ist 1994 erschienen.

Dieses Dokument übernimmt in

den einzelnen Kapiteln die jeweiligen

nationalen Vorschriften.

Nach dem Verschwinden der

Niederspannungskabel mit Papierisolierung

wurden die synthetischen

Isolierungen in verschiedene

Kategorien eingeteilt: PVC, XLPE,

EPR und HEPR.

Die PVC-Isolierung (Thermoplaste)

wird wegen ihrer niedrigeren

Betriebstemperatur nicht für

Netzkabel verwendet (70°C

anstatt 90°C für XLPE und EPR).

Die Wahl zwischen XLPE und

EPR (oder HEPR, einem harten

EPR, mit dem die Isolierdicken auf

die XLPE entsprechenden Werte

reduziert werden können) wird

im Allgemeinen je nach benötigtem

Flexibilitätsgrad bei der

Kabelinstallation getroffen.

Die Norm definiert genau die

physikalisch- chemischen

Werte der Werkstoffe sowie

die Abmessungen (Dicke der

Isolierung und der Umhüllungen),

die bei diesem Spannungsbereich

mehr den mechanischen als den

elektrischen Schutz betreffen.

Es gibt somit keine Vorschrift in

Bezug auf die Verwendung von

Halbleiterschirmen. Die Werte

sind im Prinzip identisch mit denjenigen

der Norm IEC 60502-1.

Eine neue Version der Norm soll

2005 erscheinen. Diese wird im

Wesentlichen, mit einigen kleinen

Korrekturen, Anpassungen und

Klärungen, die Vorschriften der

Version von 1994 übernehmen.

Überdies wird die neue Version

mit einer Anleitung für die Wahl

und die Anwendung der Kabel

vervollständigt, besonders im

Hinblick auf Lagerung, Transport

und Installation.

Mittelspannungskabel (MS)

Die erste Version der Norm

HD 620 ist 1996 erschienen.

Dieses Dokument ist ebenfalls eine

Zusammenstellung der nationalen

Vorschriften.

Die synthetischen Isolierungen sind

in zwei Kategorien eingeteilt: XLPE

und EPR.

Die Entscheidung für XLPE oder

EPR wird meistens von Flexibilität

diktiert.

Obwohl die Dicken der Isolierungen

und Umhüllungen in

den entsprechenden CENELECund

IEC-Normen spezifiziert sind,

weichen die vorgeschriebenen

Werte in den Normen HD 620

und IEC 60502-2, im Gegensatz

zur Niederspannung, geringfügig

voneinander ab (für die Schweiz

zum Beispiel beträgt die minimale

Isolierungsdicke für ein 20kV-Kabel

bei CENELEC 4,7 mm, bei IEC

dagegen 4,85 mm). Diese zwar

geringfügigen Unterschiede sind

ein Beispiel für die Schwierigkeiten,

die nationalen Gewohnheiten aufzugeben

und eine internationale

Vereinheitlichung zu erreichen.


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 7

Eine neue Version der Norm soll

2005 erscheinen. Diese übernimmt

im Wesentlichen die Vorschriften

der Version von 1996, mit einigen

kleinen Korrekturen, Anpassungen

und Klärungen, insbesondere:

● In der neuen Version kann der

Aufbau des Schirms aus einem

einzigen in Längsrichtung

verlegten Kupfer- oder

Aluminiumband bestehen.

Selbstverständlich unterliegt

diese Wahl der Validierung

des gemäss der IEC-Norm

60986 berechneten im Schirm

zulässigen Kurzschlussstroms.

● Die Einführung eines langzeit

Qualifikationstests (2 Jahre).

7

Die neue Version wird auch hier

mit einer Anleitung für die Wahl

und die Anwendung der Kabel

vervollständigt, besonders im

Hinblick auf Lagerung, Transport

und Installation.

Die Norm IEC60502-2 enthält

explizite Angaben in Tabellenform

über die zulässigen Lasten der

Kabel in Funktion der Durchmesser

und der Spannung bei verschiedenen

Konfigurationen der Verlegung

und der Umgebungstemperatur,

dem spezifischen Widerstand des

Bodens usw.

Für die Massenkabel hat CENELEC

die Vorschriften der IEC übernommen.

Routineversuch eines

Kabels in einer

geschirmtes Kammer

Hochspannungskabel (HS) bis 150kV

Die erste (vorläufige) Version

der Normen HD 632 ist 1998

erschienen. Eine Ergänzung,

die im Wesentlichen die

Versuchsvorschriften betrifft, wurde

2002 hinzugefügt. Eine Revision

der nationalen Vorschriften läuft

und sollte 2005 in Kraft treten.

Zurzeit wird diese Norm von den

schweizerischen Akteuren nicht

verwendet, diese stützen sich noch

auf die IEC-Version.

Die letzte Revision der Norm IEC

60840 von 2004 hat den Begriff

der Kabelsysteme eingeführt (sie deckt

die Versuche mit Kabeln und dem

entsprechenden Zubehör ab), der in

den Dokumenten der CENELEC noch

nicht vorkommt. Überdies wurden

zahlreiche Kommentare in Bezug

auf die Vorbereitung der Norm IEC

62067 berücksichtigt.

Andere Empfehlungen der CIGRE,

wie die Aufhebung der Gleichspannungsversuche

für Isolierungen,

wurden ebenfalls berücksichtigt.

Die synthetischen Isolierungen sind in

2 Kategorien eingeteilt worden: XLPE

und EPR, während bei den Schirmen


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 8

die Drahtschirme, die an den Mantel

geklebten Schirme sowie die metallischen

Mantel berücksichtigt worden

sind.

Im Gegensatz zur Nieder- und

Mittelspannung werden die

Materialstärken der Isolation und des

Mantels nicht vorgeschrieben und

somit der Erfarung und Know-how

der Hersteller und Benutzer überlassen.

Die Norm beschreibt dagegen

die Funktionalitäten der Produkte und

die damit verbundenen Prüfungen.

7

In diesem Bereich arbeitet Nexans

Schweiz momentan mit folgenden

Kriterien:

Spannung 60 kV 110 kV 150 kV 220 kV 400 kV

Gmax SC-int. ≤ 6 kV/mm ≤8 kV/mm ≤8 kV/mm ≤10 kV/mm* ≤14 kV/mm*

Gmax SC-ext. ≤ 3.5 kV/mm ≤4 kV/mm ≤4 kV/mm ≤5 kV/mm ≤7 kV/mm

Querschnitt min. 120 mm 2 240 mm 2 240 mm 2 300 mm 2 400 mm 2

Bezüglich der Ölkabel hat

CENELEC die Vorschriften der IEC

übernommen.

* Empfehlung CIGRE

Hochspannungskabel HS mit

Nennspannnung von mehr als 150kV

Die Norm IEC 62067 nimmt

die Forderung einer Publikation der

CIGRE auf, dass die Erweiterung

der Norm IEC60840 für höhere

Spannungen folgende Faktoren

berücksichtigen soll:

● Diese Systeme sind wesentliche

Elemente des Netzes und

ihre Verlässlichkeit ist äusserst

wichtig.

● Die elektrischen Funktions einschränkungen

dieser Systeme

sind sehr umfangreich, was

die Sicherheitsfaktoren limitiert.

● Da die Isolierung dicker ist,

haben die thermomechanischen

Einschränkungen einen

höheren Stellenwert.

● Die Schwierigkeiten im Hinblick

auf Auslegung und Kompatibilität

zwischen Kabel und

Zubehör sind grösser.

Gegenüber der Norm IEC 60840

wurde hier zusätzlich eine langzeitprüfung,

genannt „Präqualifikationsprüfung“,

eingeführt. Diese wird

mit kompletten Systemen (Kabel +

Zubehör) durchgeführt, um die Leistung

des Systems aufzuzeigen.


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 9

WERKSTOFFE

Die Wahl der Werkstoffe hat

einen grossen Einfluss auf die elektrischen

Eigenschaften des Produkts,

wie nachstehend gezeigt wird:

● Metallische Leiter für den Leiter

oder den Schirm.

Spezifische Werte Kupfer Aluminium Blei

Dichte g/cm 3 8.9 2.7 11.3

Elektrischer Widerstand Ω mm 2 /km 17 28 ~214

7

● Isolierungsmaterialien.

Spezifische Werte XLPE EPR Papier/Öl

Dichte g/cm 3 0.92 1.2 ~1.3

Elektrischer Widerstand Ω mm 2 /km 1.10 17 1.10 16 1.10 16

ε r 2.3 2.8 2.5

Tanδ 5.10 –4 20.10 –4 20.10 –4

Diese Eigenschaften führen bei verschiedenen

Spannungsbereichen

zu unterschiedlichen Anwendungen.

Bild 2.

Anwendungsbereiche

der verschiedenen

Isoliermaterialien

Spannung [kV]

760

500

380

220

150

110

60

30

10

1

Masse PPLP Papier PE XLPE EPR

gewickelt

extrudiert


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 10

ELEKTRISCHE PRÜFUNGEN

Allgemeine Definitionen

Es gibt folgende Kategorien

von elektrischen Prüfungen:

● Typenprüfung: Mit ihr wird ein

Produkt oder ein System qualifiziert,

d.h. sein Design, die

verwendeten Werkstoffe sowie

die Fabrikationsverfahren.

Ein bestandener Test gilt auch

für ähnliche Produkten die die

folgende Bedinungen erfüllen:

7

● Der Spannungsbereich ist

nicht höher

● Das Design ist identisch

oder ähnlich

● Die Querschnittsfläche des

Leiters ist gleich oder geringer

● Die elektrischen Gradienten

sind nicht grösser

● Stichprobenprüfung : Durch

sporadische Prüfungen wird bei

Fabrikationsserien die Qualität

der Fabrikation gewährleistet

● Routineprüfung: Die Funktionalität

jedes einzelnen Produkts

wird verifiziert. Diese Prüfung

wird bei 100% aller hergestellten

Produkte durchgeführt

● Prüfung nach dem Verlegen: Es

wird geprüft, ob das Produkt

auf adäquate Weise installiert

wurde.

Hat ein Produkt die Qualifikationsprüfung

(Typenprüfung) bestanden,

werden die fabrizierten

Artikel vor ihrer Lieferung einer

Routineprüfung (Debugging) unterzogen.

Stichprobenprüfungen werden

auf speziellen Wunsch (und

im Allgemeinen zu Lasten des

Bestellers) ausgeführt.

Diese Prüfungen werden beim

Produzenter unter optimalen

Bedingungen ausgeführt (angepasste

fixe Einrichtung, metallisch

geschirmte Kammer zur Messung

der Teilentladungen, überwachte

Temperatur). Sie garantieren

ein von Fabrikationsfehlern

freies Produkt und bestehen im

Allgemeinen aus einer Wechsel-

Spannungsprüfung der Isolation mit

einer Messung der Teilentladungen

sowie einer Kontrolle des elektrischen

Widerstands des Leiters.

Eventuelle Beschädigung des

Mantels während der Verlegung

können anschliessend mit einer

Gleichspannungsprüfung zwischen

Schirm und Erde detektiert werden.

Diese Messung genügt in den meisten

Fällen (in Verbindung mit den

Routineprüfungen), um das gute

Funktionieren des Produkts zu garan-

Mobilie Wechselspannungsprüfunganlage.


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 11

tieren. Eine Spannungsprüfung des

Isoliermaterials kann am verlegten

Kabel bzw. vor Ort jedoch vom

Kunden vorgeschrieben werden.

Für diese wird die Anwendung

von Wechselsapnnung empfohlen,

denn die Erfahrungen haben

gezeigt, dass Prüfungen mit

Gleichspannung nicht immer alle

bestehenden Fehler aufdecken; sie

können überdies wegen der unterschiedlichen

Verteilung des elektrischen

Feldes oder der Erzeugung

Raumladungen erzeugen, die

Isolation schaden die das Kabel

gefährden. Die Erzeugung von

Wechselspannung ist jedoch zum

einiges aufwändiger als diejenige

der Gleichspannung.

VORSCHRIFTEN FÜR DIE ELEKTRISCHEN

PRÜFUNGEN

Niederspannungskabel NS

7

Die Norm HD 603 beschreibt

die folgenden Prüfungen:

Routineprüfung

HD 603

Nexans Schweiz

Elektrischer Widerstand Gemäss HD 383 Leiter Leiter

Spannungsprüfung AC 3.5kV, 5 min. AC 4.0kV, 5 min.

Stichprobenprüfung

● Keine elektrischen Prüfungen notwendig.

Typenprüfung

HD 603

Elektrischer Widerstand Gemäss HD 603-1 Isolierende Hülle bei 90°C (XLPE und EPR)

Spannungsprüfung

AC 1.8kV, 4 Std.

Prüfung nach dem Verlegen

● Keine Vorschriften.


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 12

Mittelspannungskabel MS

MS-Kabel können in 3 verschiedenen

Arten von Netzen

eingesetzt werden :

A: bei denen jeder Kurzschluss

zwischen einem Leiter

und der Erde zu einem

Abschalten innerhalb weniger

als 1 Minute führt.

B: die im Zustand einer Störung

weiter funktionieren mit einer

Phase an der Erde während

einer Dauer von weniger als

8 Std. und während einer

über ein Jahr kumulierten Dauer

von weniger als 125 Std.

C: die weder zu Kategorie A

noch zu Kategorie B gehören.

Norm HD 620 beschreibt die folgenden

Prüfungen (grösstenteils basierend

auf der Norm IEC 60502) für

die Kategorien A und B:

Routineprüfung

7

HD 620

Nexans Schweiz

Elektrischer Widerstand Gemäss HD 383 Leitermessung Leiter + Schirm

Spannungsprüfung AC 4Uo, 20 min. AC 15 kV/mm, (min 4 Uo), 30 min.

Teilentladungen < 5pC bei 4Uo < 5pc bei 15kV/mm

Kapazität nicht verlangt verlangt

Messung tand nicht verlangt < 10.10 -4 (XLPE)

< 30.10 -4 (EPR)

Stichprobenprüfung (wenn erforderlich)

HD 620

Langzeitprüfung

AC 3.5Uo während 17’500 Std.

Durchschlagsprüfung pro 6 Muster 2x ≥14 kV/mm

Spannungsstufe bei 50Hz

2x ≥18 kV/mm

2x ≥22 kV/mm

Typenprüfung

HD 620

Aufrollprüfung 3 Zyklen 15-25(D+d)

Teilentladungen

< 5pC bei 4Uo, 20 Min.

Messung tanδ 95°C < 80.10 -4 (XLPE),

< 400.10 -4 (EPR)

Prüfung der Heizzyklen 3 Zyklen bei 95°C Erforderlich

+ Teilentladungen < 5pC bei 4Uo, 20 Min.

Halten bei Blitzschlägen 95°C, 10 positive Schläge, 75/125/170kV für Kabel

10 negative Schläge 10/20/30kV

+ Spannungsprüfung AC 3.5Uo 15 Min.

Spannungsprüfung AC 4Uo 4 Std.

Langzeitprüfung AC 3Uo während 8750 und Falls verlangt

17500 Std.

Durchschlagsprüfung pro 6 Muster 2x >14 kV/mm, 2x >18 kV/mm

Spannungsstufe bei 50Hz

2x >22 kV/mm


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 13

Prüfung nach dem Verlegen

HD 620

Spannungsprüfung der Mantel DC 8kV/mm aber im Empfohlen

Maximum 25kV,1 Min.

Spannungsprüfung der Isolierung • 4Uo DC während 15 Min. Falls vorgeschrieben

• 5 Min. bei 1.7Uo zwichen

dem Leiter und dem Metallschirm

• 24 Std. bei der Betriebsspannung

Hochspannungskabel HS bis 150kV

Die Norm IEC 60840

beschreibt die Prüfungen für

7

● Komplette Systeme (Kabel +

Zubehör)

● Kabel allein

● Zubehör allein

Die Vorschriften für die elektrischen

Prüfungen lauten wie folgt:

Routineprüfung

Kabel

IEC 60840 HD 632 (zukünftig) Nexans Schweiz

Teilentladungen < 10pC bei 1.5Uo < 10pC bei 1.5Uo < 5pC bei 1.5Uo

Spannungsprüfung AC, 30 Min. 2.5Uo 15kV/mm (45 u. 60kV) 15kV/mm (45 u. 60kV),

20kV/mm

min. 2.5 Uo

(110, 132 et 150kV) 20kV/mm

(110, 132 u. 150kV),

aber min. 2.5 Uo

Elektrischer Widerstand Gemäss HD383 Nicht verlangt Leiter Leiter

(+ Metallschirm (+ Metallschirm

zur Information)

zur Information)

Kapazitätsmessung Nicht verlangt Verlangt Verlangt

Spannungsprüfung Wenn verlangt • DC, 1 Min. • DC, 1 Min. • DC, 1 Min.

der Umhüllung 8kV/mm, max. 25kV 8kV/mm, max. 25kV 8kV/mm, max. 25kV

• Spark test: • Spark test: • Spark test:

AC 6kV/mm, AC 6kV/mm, AC 6kV/mm,

max. 15kV max. 15kV max. 15kV

Messung des tanδ 20°C Nicht verlangt Nicht verlangt < 10.10 -4 (XLPE),

< 30.10 -4 (EPR)


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 14

Zubehör

IEC 60840 HD 632

Spannungsprüfung AC, 30 Min. 2.5Uo Nicht verlangt

Teilentladungen < 5pC bei 1.5Uo Nicht verlangt

Stichprobenprüfung

Kabel

IEC 60840 HD 632

7

Elektrischer Widerstand Gemäss IEC 60228 Leiter + Metallschirm Nicht verlangt

Kapazitätsmessung Verlangt Nicht verlangt

Zubehör

IEC 60840 HD 632

Spannungsprüfung AC, 30 Min. 2.5Uo Nicht verlangt

Teilentladungen < 5pC à 1.5Uo Nicht verlangt

Typenprüfung

Komplettes System

IEC 60840

Aufrollprüfung 3 Zyklen 15-36(D+d)

Teilentladungen

< 5pC bei 1.5Uo

Messung des tanδ 95°C < 10.10 - 4 (XLPE),

< 50.10 -4 (EPR)

Prüfung der Heizzyklen unter 2Uo bei 95°C 20 Zyklen

Spannung

Teilentladungen 20°C + 95°C < 5pC bei 1.5Uo

Blitz-Haltespannung 95°C 10 positive Schläge,

10 negative Schläge

Spannungsprüfung AC 2.5Uo 15 Min.


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 15

Kabel

IEC 60840 HD 632

Aufrollprüfung 3 Zyklen 15-36(D+d) 20-36(D+d)

Teilentladungen < 5pC bei 1.5Uo < 5pC bei 1.5Uo

Messung des tand 95°C < 10.10 -4 (XLPE), < 10.10 -4 (XLPE),

< 50.10 -4 (EPR) < 50.10 -4 (EPR)

Prüfung der Heizzyklen 2Uo bei 95°C 20 Zyklen 20 Zyklen

unter Spannung

Teilentladungen 20°C + 95°C < 5pC bei 1.5Uo

Blitz-Haltespannung 95°C 10 positive Schläge, 10 positive Schläge,

10 negative Schläge 10 positive Schläge,

Spannungsprüfung AC 2.5Uo 15 Min. 15

Zubehör

7

IEC 60840 HD 632

Teilentladungen < 5pC bei 1.5Uo < 5pC bei 1.5Uo

Prüfung der Heizzyklen 2Uo, 95°C 20 Zyklen 20 Zyklen

unter Spannung

Teilentladungen 20°C + 95°C < 5pC bei 1.5Uo < 5pC bei 1.5Uo

Blitz-Haltespannung 95°C, 10 positive Schläge, 10 positive Schläge,

10 negative Schläge 10 negative Schläge

Spannungsprüfung AC 2.5Uo 15 Min. 15 Min.

Prüfung nach dem Verlegen

IEC 60840 HD 632

Spannungsprüfung des DC 8kV/mm aber Empfohlen

Mantels

max. 25kV,1 Min.

Spannungsprüfung der Empfohlen • Spannungsprüfung • DC, 3Uo,

Isolation AC bei ungefähr 15 Min.

1.7Uo (Vereinbarung • Spannungsprüfung

zwischen Lieferant AC bei ungefähr

und Benutzer), 1 Std. 1.7Uo (Vereinbarung

• AC, Uo, 24 Std.

zwischen Lieferant

und Benutzer), 1 Std.

• Uo, 24 Std.

• 2Uo, 40-100Hz,

15 Min.


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 16

Hochspannungskabel HS bis 500kV

Die Norm IEC 62067 beschreibt

die folgenden elektrischen

Prüfungen:

Routineprüfung

Kabel

IEC 62067

Nexans Suisse

Teilentladungen < 10pC bei 1.5Uo < 5pC bei 1.5Uo

7

Spannungsprüfung AC Spezifiziert in Funktion Gemäss IEC 62067

Nominalspannung

Spannungsprüfung des Falls erforderlich • DC, 1 Min. • DC, 1 Min

Mantels 8kV/mm, max. 25kV 8kV/mm, max. 25kV

• Spark test: AC 6kV/mm, • Spark test:

max. 15kV

AC 6kV/mm, max. 15kV

Stichprobenprüfung

Kabel

IEC 62067

Elektrischer Widerstand Gemäss IEC 60228 Leiter

Kapazitätsmessung

Erforderlich

Blitz-Haltespannung 95°C, 10 positive Schläge,

10 negative Schläge

Spannungsprüfung AC 2Uo 15 Min.

Zubehör : in Vorbereitung

Typenprüfung

Komplettes System

IEC 62067

Aufrollprüfung 3 Zyklen 20-36(D+d)

Teilentladungen 95°C < 5pC bei 1.5Uo

Messung des tanδ 95°C < 10.10 -4 (XLPE),

< 30.10 -4 (EPR)

Prüfung der Heizzyklen unter 2Uo, 95°C 20 Zyklen

Spannung

Teilentladungen 20°C + 95°C < 5pC bei 1.5Uo

Schaltstössen-Haltespannung 95°C 10 positive Schläge,

10 negative Schläge

Blitz-Haltespannung 95°C 10 positive Schläge,

10 negative Schläge

Spannungsprüfung AC 2Uo 15 Min.


Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 17

Präqualifikation

Diese Qualifizierung ist spezifisch

und deckt die Qualifikation

ähnlicher Produkte ab, die in

Bezug auf das geprüfte System

folgende Bedingungen erfüllen:

● Die Spannungsgruppe ist nicht

höher

● Die elektrischen Gradienten

sind gleich oder niedriger.

Komplettes System

IEC 62067

Spannungsprüfung unter 1.7Uo bei 95°C 8’760 Std. > 180 Zyklen

Heizzyklen

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Blitz-Haltespannung 95°C, Kabelmuster von 30m 10 positive Schläge,

10 negative Schläge

Prüfung nach dem Verlegen

IEC 62067

Spannungsprüfung der Umhüllung DC 8kV/mm aber max. Empfohlen

25kV,1 Min.

Spannungsprüfung der Isolation Empfohlen • Spannungsprüfung AC bei

ungefähr 1.7Uo

(Vereinbarung zwischen

Lieferant und Benutzer), 1 Std.

• AC, Uo, 24 Std.

SCHLUSSBETRACHTUNGEN

Den Normalisierungsorganisationen

ist es noch nicht

gelungen, für die Prüfung von

Energieübertragungskabeln und

deren Zubehör eine globale

Einigung für die Vorschriften und

Empfehlungen zu erreichen. Die

nationalen Unterschiede haben nach

wie vor eine grosse Bedeutung,

nicht nur wegen der Erfahrungen

der einzelnen Länder, sondern auch

wegen der verfügbaren Werkstoffe,

der Fabrikationswerkzeuge und der

Testgeräte, der Kompatibilität mit

bestehendem Material sowie den

Netzstrukturen.

Die Vereinheitlichung der Normen

auf internationaler Ebene läuft.

Auch wenn sie wegen zahlreichen

zu überwinden Schwierigkeiten nur

langsam vorankommt, ist der Weg

dennoch vorgezeichnet.


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Normen – Elektrische Versuche Dr. Boris Dardel 18

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