30–150 kV
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IEC 60840 / 62067 / 60502
KABEL-WÄRMEZYKLUSTESTSYSTEM
System zur Prüfung thermischer Zyklen bei Kabeln | IEC 60840 / 62067 Typprüflösung von DEMIKS
Führen Sie IEC 60840-konforme Heizzyklus-Spannungsprüfungen sowie das 8,760-stündige IEC 62067-Präqualifizierungsverfahren in Ihrem eigenen Labor durch, ohne die Terminplanung an eine externe Kabelprüfeinrichtung abzugeben.
8,760 Stunden
Kontinuierliche PQ-Fähigkeit
5-10 ° C
Über der maximalen Leitertemperatur
IEC + GB
Einhaltung von Standards
PLC + Glasfaser
Steuerung und Kommunikation
XLPE / PILC
Unterstützte Isolationssysteme
Wenn Kabel die Typprüfungen auf dem Papier bestehen, aber in der Praxis versagen – Die Lücke bei der thermischen Beanspruchung schließen
Ein neues Hochspannungskabel kann bei einer routinemäßigen Abnahmeprüfung die Nennspannung halten und dennoch nach 4,500 Betriebsstunden im Langzeitbetrieb ausfallen. Die Ursache ist selten ein einzelner Defekt. Vielmehr ist es das langsame Zusammenspiel von zyklischer thermischer Belastung, elektrischer Beanspruchung des dielektrischen Materials und Feuchtigkeit, das ein ansonsten solides Isolationssystem – und die damit verbundene Isolationswiderstandsreserve – Jahre vor Erreichen der prognostizierten Lebensdauer zu einem Kandidaten für ungeplante Ausfälle macht.
Prüfgeräte für die thermische Zyklenprüfung von Kabeln dienen dazu, diese Wechselwirkung sichtbar und nachweisbar zu machen, bevor ein Kabel in einen Übertragungskorridor oder eine Seekabelanlage verlegt wird. Das DEMIKS-System zur thermischen Zyklenprüfung von Kabeln speist einen kalibrierten Leiterstrom in das zu prüfende Kabel ein, hält die Leitertemperatur zwischen 5 °C und 10 °C über der in IEC 60840 12.4 angegebenen maximalen Betriebstemperatur, lässt das System abkühlen und wiederholt den Vorgang. Für die Vorqualifizierung gemäß IEC 62067 wird dieser Zyklus kontinuierlich über 8,760 Stunden – ein ganzes Jahr – durchgeführt, während Spannung angelegt und Teilentladungen, Kapazität und dielektrisches Verhalten überwacht werden.
8,760 Stunden = 365 Tage × 24 Stunden. Das ist die Dauerlast, die das zu prüfende Kabel aufnimmt, bevor eine einzelne Blitzstoßmessung das Präqualifizierungsverfahren nach IEC 62067 abschließt.
Die Kosten eines Fehlschlags bei diesem Test im eigenen Labor bestehen in einem kompletten Überarbeitungszyklus. Die Kosten eines Fehlschlags während der Inbetriebnahme – oder in der ersten Heizsaison eines in Betrieb genommenen Kabelsystems – sind ein Systemausfall, behördliche Auflagen und eine irreparable Kundenbeziehung. Genau diese thermische Belastungslücke soll unser System schließen.
DEMIKS Kabel-Thermozyklus-Prüfsystem – Modelle, Konfigurationen & Entscheidungsmatrix
Das DEMIKS-System zur Prüfung von Kabeln mittels thermischer Zyklen wird anhand von drei Variablen konfiguriert: der Spannungsklasse des zu prüfenden Kabels, dem Leiterquerschnitt und dem Strombedarf zum Erreichen der Prüftemperatur sowie der Prüfdauer – entweder eine kurze Typprüfung gemäß IEC 60840/IEC 60502 oder eine lange Vorqualifizierungskampagne gemäß IEC 62067. Jede Konfiguration wird mit demselben SPS-Steuermodul, derselben Glasfaserverbindung und demselben Datenexport per CF-Karte ausgeliefert, sodass die Datenpipeline projektübergreifend unverändert bleibt.
Ausgangsleistung und Testkapazität – Konfigurierbarer Bereich
| Parameter | Konfigurierbarer Bereich | Anwendungsbericht (ENG) |
|---|---|---|
| Ausgangsspannung (HV-Kabelseite) | Bis zu 150 kV (erweiterbar für Höchstspannungskabelsysteme) | Entspricht dem Spannungsbereich nach IEC 60840; EHV-Konfigurationen werden unter IEC 62067 behandelt. |
| Heizstrom (Leiter) | Konfiguriert für Leiterquerschnitt | Die Dimensionierung ist so ausgelegt, dass die Leitertemperatur im Normalbetrieb 5–10 °C über der maximalen Leitertemperatur liegt (gemäß IEC 60840 §12.4). |
| Strom | Dimensioniert nach aktuellem Bedarf; reaktive LV-Kompensation enthalten | Die Blindleistungskompensation reduziert den Scheinleistungsbedarf und die Dimensionierung der vorgelagerten Versorgung. |
| Heiz-/Kühlzykluszeit | 8 Stunden Heizen + 16 Stunden Kühlen (konfigurierbar) | Die Standardeinstellung entspricht der Typprüfungssequenz nach IEC 60840. Benutzerdefinierte Profile werden für die in IEEE 400.2 referenzierten Feldtest-Szenarien unterstützt. |
| Anzahl der Zyklen | Benutzerdefiniert (Standardwert 20 gemäß IEC 60840) | Konfigurierbar bis hin zum 8,760-Stunden-Dauerbetrieb, der für die Präqualifizierungsprüfung nach IEC 62067 erforderlich ist. |
| Temperaturüberwachung | Echtzeit, Leiter- + Manteloberfläche | Genauigkeitsgrad 0.5; Aufzeichnung auf papierlosem Schreiber; verfügbar als 0–5 V analoges Signal für externen Computer. |
| Kühlungsverstärkung | Lüfter- oder Wasserkühlung (optional) | Verkürzt die Aus-Zyklus-Zeit und verkürzt die Kalenderzeit eines 20-Zyklen-IEC-60840-Typtests. |
| Sicherheitsabsturz | Übertemperatur-, Überstrom- und Leckstromschutz | Hardware- und Software-Verriegelungen; erforderlich für unbeaufsichtigte Langzeitläufe. |
Entscheidungsmatrix – Konfiguration nach Testziel
| Käuferziel | Spannungsklassenabdeckung | Zyklusprofil | Empfohlene Konfiguration |
|---|---|---|---|
| Routinemäßige XLPE-Typprüfung (Hersteller-Qualitätssicherung) | Mittelspannungskabel 1–30 kV (IEC 60502) | Kurzer Heizzyklus, keine Dauerspannung | Basiseinheit, Lüfterkühlung, 20-Zyklen-Automatikmodus |
| Hochspannungskabel-Typprüfung (Netzqualität) | Hochspannungskabel 30–150 kV (IEC 60840) | 8 Stunden an / 16 Stunden aus × 20 Zyklen, Spannung wird während der Aufheizphase angelegt | Hochspannungsgerät, Wasserkühlung, dielektrische Messbrücke |
| EHV-Präqualifizierungskampagne (PQ) | Höchstspannungskabel 150–500 kV (IEC 62067) | Spannungsprüfung im kontinuierlichen Heizzyklus über 8,760 Stunden | EHV-Klasse-Einheit, erweiterte Kapazitätskompensation, redundante Glasfasertelemetrie |
| Qualifizierung von Kabelzubehör (Verbindungsstücke, Anschlüsse) | Pro Kabelklasse | Heizzyklus synchronisiert mit angelegter Spannung | Zusatzzubehör-Prüfstand, separater Leiterheizkreis |
Interne Kabel-Thermocyclingprüfung vs. Outsourcing an ein externes Labor – Gesamtbetriebskosten
Käufer vergleichen den Stückpreis des Kabel-Thermozyklusprüfsystems nicht mit null. Sie vergleichen ihn mit den wiederkehrenden Kosten für jede einzelne Prüfung jedes Kabels, in jeder Zubehörqualifizierungskampagne und in jedem Vorqualifizierungsverfahren – durchgeführt von einem externen Hochspannungskabelprüflabor. Das ist der richtige Vergleich – wenn sie eine Amortisationsrechnung erstellen wollen – und ein Vergleich, der bei den meisten ersten Beschaffungsprüfungen übersehen wird.
| Kostendimension | Labor eines Drittanbieters | Inhouse (DEMIKS) |
|---|---|---|
| Pro Kabeltypprüfung | Wiederkehrende Gebühr pro Testkampagne | Einmalige Investitionskosten, unbegrenzte Wiederverwendung |
| Kammer / Einrichtungswarteschlange | In Spitzenzeiten können es Wochen bis Monate sein. | Vom Techniker eingeplant, keine externe Warteschlange |
| 8,760 h Präqualifizierung (IEC 62067) | Kalenderjahr im Laborplan blockiert | Das Kalenderjahr ist in Ihrem Zeitplan blockiert. |
| Dateneigentum | Das Labor speichert die Rohdaten der Tests; Berichte werden ausgestellt | Vollständige Rohdaten; CF-Kartenexport; Software-Einführung |
| Kosten für einen erneuten Test im Fehlerfall | Wieder volle Gebühr pro Test | Lediglich die Betriebskosten für die Wiederholung |
| Parallelbetrieb mehrerer Kabel | Begrenzt durch die Anzahl der Laborkammern | Skalierung durch Beschaffung zusätzlicher Buchten |
| Vertraulichkeit der Konstruktionsdaten | Äußere Handhabung der Probe | Innerhalb der eigenen Grenzen des Herstellers |
Kostenstrukturanalyse
Die Kostenstruktur der ausgelagerten Kabelprüfung
Die meisten unabhängigen Kabelprüflabore berechnen ihre Preise pro Prüfung oder pro Kammerstunde. Sie sind im Voraus ausgebucht. Brancheninformationen zu Akkreditierungsprüfungszeiten (hier teilweise als Näherungswert verwendet, da öffentlich zugängliche Laborzeiten für Kabel nicht indexiert sind) deuten auf einen typischen Auftragsstau von sechs bis acht Wochen für routinemäßige Zertifizierungsarbeiten in der Hochsaison hin.
Die Norm IEC 62067 verpflichtet den Kabelhändler naturgemäß zu mehreren Prüfungen in derselben Kammer über ein ganzes Kalenderjahr. Benötigt der Kabelhersteller diese Prüfungskapazität zweimal innerhalb desselben Produktentwicklungsplans, so führt die Kombination aus Ausfallzeiten und den im Rahmen der Präqualifizierung festgelegten Anforderungen an die garantierte Last dazu, dass die Kosten nicht mehr deckungsgleich sind.
TCO-Vorteilskarte
Das Argument für die Durchführung von Kabel-Thermozyklen im eigenen Haus
Das System für thermische Zyklentests von Kabeln ist nicht der Kauf eines einzelnen Geräts, sondern der Erwerb von Kapazität. Diese amortisiert sich durch alle Arten von Tests an jedem Kabel, jede Requalifizierung von Verbindungen oder Anschlüssen und jeden Präqualifizierungszyklus nach IEC 62067, den das Kabelwerk oder Forschungsinstitut mit diesem Gerät über seine gesamte Lebensdauer durchführen kann. Im praktischen Einsatz zeigt sich typischerweise, dass die laufenden Kosten für die Temperaturwechselprüfung, das Planungsrisiko hinsichtlich der Kammerverfügbarkeit und die Kosten für die Datenhoheit bei externen Tests die eigentlichen Gesamtbetriebskosten ausmachen – nicht der Gerätepreis.
Für einen Käufer, der innerhalb eines fünfjährigen Produktentwicklungszeitraums zwei oder mehr Präqualifizierungszyklen durchläuft, ist der Betrieb eines Prüflabors für Kabel-Temperaturwechseltests eine Beschaffungsentscheidung und keine Forschungsausgabe. Die genaue Amortisation hängt vom Testvolumen, der Spannungsklassenverteilung und den bestehenden Kosten des Prüflabors ab.
Hinweis: Die angegebenen Amortisationszeiten, internen Renditen und vermiedenen Kosten basieren auf den verfügbaren Systemen. Für individuelle Berechnungen Ihres Testszenarios kontaktieren Sie uns bitte.
IEC 60840 / IEC 62067 / IEC 60502 / GB-Konformität – Typprüfung, PQ-Prüfung und Langzeitzyklusprüfung
Die thermische Zyklisierung von Kabeln wird durch eine begrenzte Anzahl internationaler und nationaler Normen spezifiziert. Diese Normen fordern spezifische Zyklusprofile, maximale und minimale Spannungen während der Erwärmung, maximale Leitertemperaturen, die Anzahl der Zyklen und (bei Höchstspannungskabelsystemen) die Dauer der Spannungsbeaufschlagung. Das DEMIKS-System zur thermischen Zyklisierung von Kabeln basiert auf den Vorgaben der unten aufgeführten Normen und lässt sich somit nahtlos in eine bereits bewährte Lösung für Typprüfung, Abnahmeprüfung und Vorqualifizierung integrieren.
Matrix der anwendbaren Normen
IEC 60840 §12.4
Hochspannungskabel und Zubehör, 30–150 kV (Um bis 170 kV). Spannungsprüfung im Heizzyklus, Leiter 5–10 °C über maximaler Betriebstemperatur, 8 h Heizen + 16 h Kühlen × 20 Zyklen, Spannung wird während des Heizens angelegt.
IEC 62067 Anhang H
Höchstspannungskabel und Zubehör, 150–500 kV (Um bis 550 kV). Spannungsprüfung über 8,760 Stunden Heizzyklus, ca. 100 m Kabelsystem mit je einem Zubehörteil pro Typ, verschiedene Verlegebedingungen (direkt erdverlegt, Tunnel, Kabelkanal), abgeschlossen mit Blitzstoßspannungsprüfung.
IEC 60502 §18.1.6
Mittelspannungskabel 1–30 kV. Thermischer Zyklustest ohne kontinuierliche Spannungsanwendung während der Erwärmung – Differenzierungsprofil von IEC 60840.
IEEE 400.2 / 400.3
Feldprüfung von geschirmten Stromkabeln und Zubehör – einschließlich Referenzprüfungen von Kabeln mit sehr niedriger Frequenz (VLF) für Inbetriebnahme- und Wartungsroutinen.
GB / T 11017
Chinesischer nationaler Standard für Kabel der 110-kV-Klasse, das britische Gegenstück zu den Typprüfungsanforderungen der IEC 60840.
Typ · PQ · Routine Unterscheidung
Die Typprüfung bestätigt die Kabelkonstruktion; die Vorqualifizierungsprüfung überprüft das Kabelsystem über seine gesamte Lebensdauer; die Routineprüfung ist eine Abnahmeprüfung pro Kabellänge. Das System unterstützt die ersten beiden Prüfungen; die Routineprüfungen werden von angrenzenden DEMIKS-Gerätelinien abgedeckt.
Die thermische Zyklenprüfung von Kabeln ist eines von mehreren Prüfverfahren für Hochspannungskabel, die ein netzgekoppeltes Kabelsystem bestehen muss. Die Spannungsfestigkeitsprüfung verifiziert die dielektrische Integrität bei höheren Spannungspegeln; die Teilentladungsmessung (TE-Messung) erkennt Defekte in der Kabelisolierung, bevor sie sich ausbreiten; die Verlustfaktormessung (tan δ) deckt dielektrische Verluste in XLPE- oder anderen isolierten Kabeln auf; und die Prüfung von Kabeln im Niederfrequenzbereich (VLF) gemäß IEEE 400.2 befasst sich mit Mittel- und Hochspannungskabeln und Zubehör im Feld, nachdem die Leitung vom Energieversorger in Betrieb genommen wurde. Isolationswiderstands- und Hochspannungsprüfungen vervollständigen die routinemäßige Abnahme.
Das DEMIKS Kabel-Thermozyklus-Testsystem ist das Arbeitspferd für Langzeit-Thermobelastungen innerhalb dieses Systems; das benachbarte Kabel-Stehspannungsprüfsystem und das Hochspannungsmesssystem übernehmen die Spannungs- und Diagnoseseite desselben Testprogramms.
Die Norm legt keine Kurzschlusserhitzung fest. Sie schreibt die Erwärmung des Leiters auf eine stationäre Temperatur vor, die 5 °C bis 10 °C über der im Normalbetrieb gemessenen maximalen Leitertemperatur liegt. Die Temperaturregelung ist so ausgelegt, dass die Erwärmung ausreichend ist, um Alterungsprozesse – vor allem die thermische Oxidation von vernetztem Polyolefin – zu beschleunigen, aber nicht so hoch, dass das Kabel in einen Zustand gerät, der im Betrieb nicht auftreten würde. Der Leiter wird 8 Stunden lang erhitzt, anschließend 16 Stunden lang natürlich abgekühlt. Dieser Vorgang wird 20 Mal wiederholt. Diese kumulative Belastung des Isolationssystems entspricht den Bedingungen, die der Test simulieren soll.
Jede Temperaturanzeige liefert zudem das standardmäßige, leicht zugängliche 0-5-V-Analogsignal, über das externe, unabhängige Computer oder Überwachungseinheiten den Zyklusverlauf außerhalb der Testschleife überwachen können. Unser papierloser Schreiber gibt dieselben Leiter- und Oberflächentemperaturen aus und exportiert die Daten per CF-Karte direkt in die Datenverarbeitungstools, die Ihre Ingenieure bereits regelmäßig verwenden.
Sollte dies nicht ausreichen, definiert die IEC 62067 für Höchstspannungskabelsysteme über 150 kV zusätzlich einen Vorqualifizierungstest. Dieser umfasst eine Kabellänge von ca. 100 m, die Prüfung jedes Zubehörtyps sowie verschiedene Verlegemethoden (direkt im Erdreich, im Tunnel, im Kabelkanal). Die Anlage wird anschließend 8,760 Stunden lang einer Heizzyklusspannung ausgesetzt. Danach wird ein Blitzstoßtest durchgeführt, den das installierte System bestehen muss. Die Zahl 8,760 Stunden ist keine Marketingaussage! Sie ist in der Norm festgelegt, und das DEMIKS-Kabel-Thermozyklus-Prüfsystem ist für den Betrieb über diesen Zeitraum ausgelegt.
Systeminneres – SPS-Steuerung, Glasfaserkommunikation und die Datenpipeline zu MATLAB / ORIGIN
Hier kommt nun der Teil, auf den Sie gewartet haben – der technische Abschnitt. Der Prüfstand basiert auf vier Konstruktionsmerkmalen, die darüber entscheiden, ob Ihre Testkampagne die 8,760 Stunden beim ersten Durchlauf erfolgreich absolviert oder nach neun Monaten neu eingestellt werden muss: die Konfiguration des Durchgangstransformators, die Behandlung der Blindlastkomponente des Systems, die elektromagnetische Trennung der Steuerschaltung vom Testkreis und der Ausgabepfad der Aufzeichnungsdaten.
SPS-Steuerungs- und Messsystem
Der Prüfstand ist ein SPS-gesteuertes und überwachtes System für simulierte und reale Testkreise. Er regelt Leiterstrom und Kerntemperatur im Prüfkabel, Leiterstrom und Oberflächentemperatur im simulierten Leiter sowie die Testprogrammzeiten. Zwei Betriebsmodi stehen für die Bedienoberfläche zur Verfügung: manuelle Steuerung für vom Prüftechniker durchgeführte, schrittweise Prüfverfahren und ein automatischer, unbeaufsichtigter Langzeittest mit einer Dauer von bis zu 8,760 Stunden, bei dem Aufheiz- und Abkühlzeit sowie die Anzahl der Zyklen voreingestellt sind. Alle Anzeigepunkte verfügen standardmäßig zusätzlich über einen 0-5-V-DC-Ausgang zur Datenerfassung oder Integration in ein übergeordnetes System.
Eisenkern-Durchführungstransformator mit 45°-Öffnung
Bei der Anwendung von konditionierter elektrischer Wärme auf die geprüften Kabeladern mittels eines Durchführungstransformators kommt zwar ein stromführendes Gerät zum Einsatz, die Besonderheit liegt jedoch in der 45°-Öffnung des Eisenkerns an einer Seite. So kann das Kabel von einer einzelnen Person durchgeschoben werden – im Gegensatz zu mehreren Personen, die das Kabel um eine herkömmliche, mehrteilige Magnetschleife mit massivem Kern führen müssen. Bei vorinstallierten Zubehörkabelsystemen, die nicht ohne Weiteres demontiert werden können, spart die Möglichkeit, das Kabel ohne Zerlegen des Systems durchzuschieben, dem Bediener wertvolle Stunden beim Auf- und Abbau.
LV-Reaktivkompensation
Da beim Einspeisen von aufbereiteter elektrischer Wärme in ein Kabelsystem mittels eines Durchgangstransformators eine erhebliche Scheinleistung aus der vorgelagerten Versorgung bezogen wird, reduziert unser Niederspannungs-Blindleistungskompensationsgerät in unserem Testsystem die benötigte Größe, die Kosten und den gesamten Platzbedarf des vorgelagerten Transformators in Ihrem Labor erheblich und minimiert gleichzeitig die Energieverschwendung während Ihres 8,760-stündigen Testlaufs.
Glasfaserkommunikation und Ethernet-Fernüberwachung
Die Steuersignale für die Testschleifen werden vom Überwachungs-PC über Glasfaserkabel anstelle von Kupferkabeln zum Prüfstand übertragen, da sie galvanisch getrennt sein müssen, um zu verhindern, dass sich Überspannungsspitzen aufgrund eines Fehlers im Prüfstand auf angeschlossene Hardware ausbreiten. Dies schützt den Testingenieur erheblich. Das System verfügt außerdem über einen Netzwerkanschluss, sodass der Testleiter während einer 6,200-stündigen Vorqualifizierungstestkampagne, die bereits nach einigen tausend Stunden im Zyklus stattfindet, nicht mehr in der Testkammer selbst anwesend sein muss.
Kühlungsverstärkung – Lüfter- oder Wasserkühlung (optional)
Die IEC 60840-Typprüfung umfasst 16 Stunden Kühlung in jedem der mehreren 8-Stunden-Heizblöcke. Daher bestimmt die kumulative Kühldauer aufgrund der Dauer der Typprüfungen in der Regel die Gesamtlaufzeit. Reicht diese nicht aus, wird eine schnellere Kühlung mittels Ventilatoren oder Wasser hinzugefügt. Ohne ein solches Zubehörteil kühlt das System standardmäßig natürlich, was ebenfalls völlig ausreichend ist.
Sicherheitsstapel – Übertemperatur-, Überstrom- und Leckageschutz
Das System verfügt über zwei Hauptschutzfunktionen: den grundlegenden Schutz vor Übertemperatur, Überstrom und dielektrischer Leckage sowie eine zusätzliche Verriegelung für Fälle, in denen die Übertemperatur-/Überstrom-/Leckageverriegelung während eines unbeaufsichtigten Betriebs auslösen würde – die erste Warnung, dass sich im Kabel Material ablöst. Bei Auslösung dieser Verriegelung speichert das System einen Ereignisprotokolleintrag mit Datums-/Zeitstempel und den Messwerten für Temperatur, Strom und dielektrische Leckage vor dem Auslösen. So kann der Techniker beim Fortsetzen des Testzyklus schnell erkennen, wo – falls überhaupt – eine Abweichung vom Messmuster aufgetreten ist.
Datenpipeline von papierlosem Rekorder und CF-Karte zu EXCEL / ORIGIN / MATLAB
Die von den Sensoren erfassten Temperaturdaten werden mittels Computersoftware mathematisch normalisiert, in einem Datenlogger aufgezeichnet, ausgedruckt oder in einem vom Benutzer gewählten Datenformat – die verschiedenen Entwicklungsabteilungen verwenden EXCEL, ORIGIN oder MATLAB – auf einer CF-Karte exportiert, damit dem Entwicklungsteam keine Informationen verloren gehen.
Kundenergebnisse – Typprüfungen für XLPE/PILC, Validierung durch das Power Research Institute, Qualitätssicherung der Kabelhersteller
Käufer von Systemen zur Prüfung der thermischen Zyklenfestigkeit von Kabeln lassen sich in drei Gruppen einteilen: Kabelhersteller, die nach Normen prüfen; unabhängige Prüfinstitute; und elektrotechnische Forschungslabore, die an der Entwicklung von Isoliersystemen und der Vorhersage von Produktlebensdauern arbeiten. Jede Gruppe benötigt wahrscheinlich leicht unterschiedliche Testkonfigurationen, obwohl die grundlegenden Teststeuerungssysteme und der Entwicklungsprozess wahrscheinlich identisch sind.
Kabelhersteller – Qualitätssicherung und Typgenehmigung
Hoch-/Höchstspannungs-Wechsel- und Gleichstromkabeltypentests
Die Typprüfung gemäß IEC 60840 bzw. die Vorqualifizierungsprüfungen nach Anhang H (für Kabellängen über einer vordefinierten Länge) werden in zwei Schritten nach 20 bzw. 8760 Stunden gemäß dieser IEC-Norm durchgeführt. Die Typprüfung von Seekabeln ist analog zur Prüfung von Erdkabeln aufgebaut, wobei jedoch spezielle Anschlussfelder für verschiedene Verbindungs- und Abzweigkonfigurationen verwendet werden, um jede gewünschte Konfiguration zu ermöglichen.
Prüfinstitut – Unabhängige Zertifizierung
Kabel- und Zubehörqualifizierung im Auftrag von Versorgungsunternehmen
Akkreditierte Prüflaboratorien erwerben ein System zur thermischen Zyklenprüfung von Kabeln, um Typprüfzertifikate gemäß den Referenznormen IEC, GB und IEEE für Kabel auszustellen, die an Netzbetreiber verkauft werden sollen. Im manuellen Betriebsmodus der SPS ermöglicht das System die von Zertifizierungsstellen üblicherweise geforderte beaufsichtigte Prüfung, während im Automatikmodus die unbeaufsichtigten, lang andauernden Zyklen zwischen den Ereignissen, die einen direkten Eingriff des Bedieners erfordern, durchgeführt werden.
Energieforschungsinstitut – Lebenszeitstudien
Alterung und Lebensdauerprognose von Isolierungen
Forschungsgruppen, die sich mit der thermischen Oxidation von XLPE, der dielektrischen Alterung unter zyklischer Belastung und der Lebensdauerprognose nach Arrhenius befassen, würden dies als Langzeit-Alterungsprüfstand betrachten. Ein Ethernet-Anschluss ermöglicht externen Gruppen die kontinuierliche Datenerfassung und den Betrieb eigener Messeinrichtungen zur elektrischen Leitfähigkeitsmessung oder Teilentladungsprüfung parallel zum Heizzyklus des zu prüfenden Kabels.
Beschaffungsleitfaden – Preisfaktoren, Lieferzeit, Installationsunterstützung und Kundendienst
Der Beschaffungsprozess für das Kabel-Thermozyklus-Prüfsystem ist strukturiert. Dieses Produkt wird nach Ihren Anforderungen konfiguriert; es handelt sich nicht um ein Standardprodukt, daher gibt es keinen Listenpreis pro Einheit. Der Preis wird durch verschiedene technische Parameter bestimmt, die die unten aufgeführte Preisstruktur bilden.
Details zum Preisgestaltungsrahmen
| Preistreiber | Wie es die Konfiguration verschiebt | Was wir von Ihnen brauchen |
|---|---|---|
| Spannungsklasse des zu prüfenden Kabels | Ermittelt die Nennleistung des Durchgangstransformators, die dielektrische Messbrücke und die Dimensionierung der Schaltanlage. | MV (1–30 kV) · HV (30–150 kV) · EHV (>150 kV) |
| Leiterquerschnitt / Stromhüllkurve | Legt die Heizstromkapazität und die Blindleistungskompensation für Niederspannungsanlagen fest. | Leiterquerschnittsbereich; erwartete Anzahl paralleler Prüfkabel |
| Prüfverfahren – Typprüfung vs. Vorqualifizierung | Ein Kurztest über 20 Zyklen im Vergleich zu einer 8,760-stündigen Dauerkampagne treibt die Redundanz, die Telemetrie und die Kapazitätskompensationstiefe voran. | IEC 60840 Kurzzyklus / IEC 60502 Mittelspannungszyklus / IEC 62067 PQ-Kampagne |
| Wahl der Kühlungsunterstützung | Ventilator- oder Wasserkühlung im Vergleich zu natürlicher Kühlung – beeinflusst den Energieverbrauch und die Kalenderdauer einer Kampagne. | Standortenergieumfeld; Absicht zur Parallelstellplanerstellung |
| Zubehör-Testschacht-Endoskop | Ob das System einen separaten Bereich für Verbindungen, Anschlüsse und Abzweigverbinder benötigt. | Zu prüfende Zubehörarten im Kabelsystem |
| Tiefe der Datenintegration | Nur CF-Kartenexport vs. Ethernet-Überwachungsintegration vs. benutzerdefiniertes Protokoll auf der SPS. | Vorhandene Labordateninfrastruktur |
| Zielvorgaben | Dokumentationspaket für die IEC-Zertifizierung, die GB-Zertifizierung oder die duale IEC + GB-Zertifizierung. | Zielmärkte für das Kabeldesign |
Die Preisgestaltung basiert auf einer Konfiguration, die der unten beschriebenen Struktur folgt. Wir bieten keinen festen Stückpreis an, der unabhängig von der Serviceklasse des zu prüfenden Kabels und den erforderlichen Prüfmethoden ist. Alle anderen Komponenten sind Standard, und das resultierende System ist ein in seiner Klasse einzigartiges Gerät.
Lieferzeit, Installations- und Kundendienstverfahren
| Abmessungen | Wie DEMIKS damit umgeht |
|---|---|
| Vorlaufzeit | Die Preise basieren auf der jeweiligen Konfiguration nach der Besprechung der Entscheidungsmatrix. Komponenten mit langen Lieferzeiten (Durchführungstransformator, Kompensationsdrossel) bestimmen den Zeitplan; Standard-Hochspannungskonfigurationen werden schneller bearbeitet als Vorqualifizierungs-Setups für Höchstspannungsanlagen. |
| Werksabnahmetest (FAT) | Die Prüfung wurde in der DEMIKS-Anlage unter Beteiligung von Ingenieuren und Einkäufern durchgeführt und umfasste ein repräsentatives Heizzyklusprofil sowie die vollständige Überprüfung der Exportdaten. |
| Installation vor Ort | Die Inbetriebnahme wird von einem Ingenieur überwacht. Dies umfasst die Standortbesichtigung, die Überprüfung des Versorgungstransformators, die Glasfaserverlegung und die Überprüfung der SPS-Programmierung. |
| Bedienerschulung | Zwei Datenströme – Steuerungssystembetrieb (SPS manueller/automatischer Modus, Rezeptverwaltung) und Datenpipeline (papierloser Rekorder, CF-Kartenexport, EXCEL / ORIGIN / MATLAB-Import). |
| Remoteunterstützung | Die Ethernet-basierte Fernüberwachung ermöglicht es dem DEMIKS-Engineering, den laufenden Zyklus zu überprüfen, sobald ein Kundentechniker ein Ereignis meldet. |
| Ersatzteile & Kalibrierung | Die Kalibrierintervalle richten sich nach der Temperaturgenauigkeitsklasse. Eine Ersatzteilliste wird bei Lieferung ausgehändigt, wobei kritische Komponenten für umfangreiche Vorqualifizierungskampagnen vorab bereitgestellt werden. |
| Dokumentationspaket zu Standards | IEC 60840 / 62067 / 60502-Klausel-zugeordnetes Werksprüfzertifikat und (auf Anfrage) GB-seitige Querverweis. |
Wenn Sie einen Kostenvoranschlag für Ihre Konfiguration, ein Clause-Mapped Compliance Pack wünschen oder einfach nur ein Gespräch beginnen möchten, geben Sie bitte Ihre Kabelklassifizierung, den Betriebsstrombereich und den Zielstandard an, indem Sie das untenstehende Formular ausfüllen. Wir werden Ihnen dann eine entsprechend dimensionierte Konfiguration sowie einen auf den definierten Parametern basierenden Preis anbieten.
Kabel-Thermozyklus-Testsystem Entwicklungstools
IEC-Normenauswahl
Ermitteln Sie schnell die anwendbaren IEC-Prüfnormen für Ihre spezifischen Kabeltypen. Gewährleisten Sie die vollständige Einhaltung der Normen und optimieren Sie Ihre Laborabläufe.
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Vermeidung von TCO-Outsourcing
Berechnen Sie die Gesamtbetriebskosten (TCO), um interne Tests mit Outsourcing zu vergleichen. Treffen Sie fundierte, datengestützte Investitionsentscheidungen.
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Ersparnisse durch Kühlkalender
Schätzen Sie Energieeinsparungen und Zeiteffizienz durch die Optimierung Ihrer Zwangskühlzyklen. Maximieren Sie den Durchsatz bei gleichzeitiger Kostensenkung.
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Konfigurieren Sie Ihr Kabel-Thermozyklus-Testsystem
Bitte kontaktieren Sie uns unter Angabe der Kabelklasse, des Querschnitts und des gewünschten Standards, um ein vollständig spezifiziertes Systemangebot sowie die entsprechenden Konformitätsdokumente zu erhalten.
AngebotHäufig gestellte Fragen – Kabel-Thermozyklustestsystem
Ein System zur thermischen Zyklenprüfung von Kabeln setzt den Leiter des Prüflings einer erhöhten Temperatur aus, die etwa 5–10 °C über die zu erwartende Temperatur des Kabels unter maximalen Betriebsbedingungen ansteigt. Diese Temperatur wird für eine festgelegte Zeit gehalten, bevor der Leiter abkühlt. Dieser Vorgang wird wiederholt. Typischerweise werden 20 Wiederholungen gemäß IEC 60840, Abschnitt 12.4 für Hochspannungssysteme, durchgeführt. Alternativ können für IEC 62067 Anhang H (Vorqualifizierungstests für Höchstspannungssysteme) mehrere kontinuierliche Zyklen von jeweils 8,760 Stunden Dauer durchgeführt werden. Anders ausgedrückt: Das Isolationssystem wird einem zyklischen, beschleunigten Belastungsprofil ausgesetzt, das dem Belastungsprofil ähnelt, dem das Kabel im Betrieb über einen längeren Zeitraum ausgesetzt sein wird.
IEC 60840 12.4 Die Erwärmung durch Leiterstrom wird fortgesetzt, bis der Leiter eine stationäre Temperatur erreicht hat, die 5–10 °C über seiner maximalen Betriebstemperatur liegt. Während dieser Erwärmungsphase des Einschaltzyklus wird jedoch Spannung an den Leiter angelegt, während dieser die Temperatur erreicht hat. Die Dauer der Einschaltzyklen beträgt mindestens 8 Stunden, die der Ausschaltzyklen mindestens 16 Stunden, damit die Leitertemperatur auf maximal 10 °C über der Umgebungstemperatur abkühlt. Die Testsequenz wird 20-mal wiederholt. Diese Erwärmungsphase des Einschaltzyklus durch Leiterstrom bei gleichzeitig anliegender Spannung ist das Merkmal, das IEC 60840 vom Prüfmuster IEC 60502 für thermische Zyklen an Kabeln im Mittelspannungsnetz unterscheidet.
Ja. Das System ist für einjährige Vorqualifizierungstests mit 8,760 Betriebsstunden gemäß IEC 62067 Anhang H ausgelegt. Es arbeitet mit konstantem Heizzyklus bei dieser Testzyklusspannung für unterbrechungsfreie und unbeaufsichtigte Testläufe und basiert auf: • einer übergeordneten SPS-Hardware, • Telemetrie der Glasfaser und • Übertemperatur-/Überstrom- und Leckstromverriegelungen. Die Normen fordern außerdem, dass das Testprogramm die Prüfung des Zubehörs an insgesamt ca. 100 Metern Kabel umfasst. Jede Zubehörkategorie wird dabei unter Bedingungen der direkten Erdverlegung, Tunnelverlegung und Kabelkanalverlegung installiert. Der Zubehör-Testbereich des Testsystems ist entsprechend konfiguriert.
Das System wurde gemäß dem Prüfprofil und nicht gemäß der Isolationschemie entwickelt, um sicherzustellen, dass alle Bereiche der Normen IEC 60502, IEC 60840 und IEC 62067 abgedeckt werden. Dies umfasst beispielsweise den aktuellen Anwendungsbereich von XLPE-basierten Hoch- und Höchstspannungskabeln sowie von papierummantelten, äquivalenten Kabeln, die noch immer im Einsatz sind. Die Eingangsgrößen für Heizstrom und dielektrische Messung sind auf den Leiterquerschnitt und die Spannungsklasse des Prüflings abgestimmt.
Eine Temperaturwechselprüfkammer für elektronische Bauteile dient dazu, die Umgebungstemperatur in einer Klimakammer so zu verändern, dass die SMD-Bauteile und ihre Lötstellen im Prüfling wiederholt ausgedehnt und zusammengezogen werden. Im Gegensatz dazu erhitzt ein Kabelprüfgerät das Kabel intern in einer Prüfstruktur mithilfe eines Transformators, der Strom durchlässt. Anschließend wird über einen Prüfblock, der auch den Leiter erhitzt, eine Hochspannung an die Isolierung angelegt und aufgezeichnet, wie sich das elektrische Signal im Leiter durch die Hitze verändert. Obwohl die Suche nach dem Begriff „Temperaturwechselprüfung“ hauptsächlich Artikel zu elektronischen Bauteilen liefert, wird auf dieser Seite die Anwendung im Kabelbereich erläutert.
Typprüfung (IEC 60840-12, IEC 60502-18): Nachweis, dass ein Kabel und sein Zubehör die elektrischen, thermischen und mechanischen Anforderungen der jeweiligen Norm erfüllen – Prüfung an einer anhand eines repräsentativen Musters gefertigten Baugruppe. Vorqualifizierungsprüfung (IEC 62067 Anhang H): Nachweis für die langfristige Funktionsfähigkeit eines Kabels und seines Zubehörs im praktischen Einsatz über einen Zeitraum von einem Jahr unter betriebsnaher Belastung an einem deutlich längeren und typischeren Kabelabschnitt mit vollständigem Zubehör. Routineprüfung: Jeder Meter jedes Kabels muss die Anforderungen an die Spannungsfestigkeit erfüllen.
Die Lieferzeit ist anwendungsspezifisch und wird pro Projekt geschätzt. Die HV-Klasse-Standards folgen einem anderen Zeitplan als die EHV-Klasse-Präqualifizierungsprogramme, die einen größeren Durchgangstransformator und eine höhere Blindleistungskompensation erfordern. Wir nennen Ihnen die Lieferzeit entsprechend Ihrer Kabelklasse, Stromklasse und dem Umfang des Zubehörfelds, sobald die Entscheidungsmatrix besprochen wurde. Komponenten mit langer Lieferzeit werden in diesem ersten Gespräch identifiziert, um sie gemäß einem bestehenden Testplan priorisieren zu können.
Der papierlose Schreiber digitalisiert die Temperatursignale und speichert sie im lokalen Speicher, von wo aus sie auf eine CF-Karte ausgelesen werden. Die CF-Kartendatei kann direkt von Excel für die Konformitätsberichterstattung, von Origin für die Kurvenanpassung und von MATLAB für die Regelkreismodellierung eingelesen werden. An jedem Messanzeigeausgang steht ein extern abgetastetes 0-5-V-Analogsignal zur Verfügung, sodass ein externer Steuerrechner oder ein SCADA-System die Datenredundanz überwachen und die Testsequenz fernsteuern/anzeigen kann. Das Gerät ist außerdem mit einem Ethernet-Anschluss für die Fernüberwachung ausgestattet.