Ummantelung für Tiefseekabel

Jetzt können Tiefseekabel mit noch höherer Spannung und in größeren Tiefen als bisher betrieben werden.

Hochspannungs-Tiefseekabel transportieren Strom zu Öl- und Gasplattformen auf hoher See sowie zu Windfarmen. Außerdem sind sie Teil von Stromleitungsnetzen. Die Ummantelung der Kabel muss mechanischen Bewegungen durch Meereswellen und Strömung widerstehen können und sie muss zuverlässig beständig gegen Materialermüdung sein.

Heute werden Kabelmäntel meistens aus Blei gefertigt. Allerdings drängt die Industrie, auf isolierte XLPE-Kabelsysteme mit 420 kV überzugehen, die über Entfernungen von bis zu 200 Kilometer und in Tiefen von bis zu 1000 Metern verlegt werden sollen. Für diese Anwendung sind Bleiummantelungen ungeeignet, weil sie die Anforderung einer 40-jährigen Nutzungsdauer nicht erfüllen.

Elektrische Isolierung

Höhere Spannungen erfordern eine dickere elektrische Isolierung. Diese Isolierung dehnt sich aus und zieht sich wieder zusammen. Ursache sind Temperaturveränderungen aufgrund von Schwankungen in der Belastung der Kabel und wegen des enormen Außendrucks des Wassers viele Hundert Meter unter der Wasseroberfläche.

Wenn sich die Isolierung erwärmt und ausdehnt, übt sie eine große mechanische Belastung auf die darumliegende wasserdichte Metallummantelung aus. Wenn sich das Kabel abkühlt, zieht sich die Isolierung zusammen und der Außendruck komprimiert den Mantel. Nach einiger Zeit bricht der Mantel aufgrund von Materialermüdung. Dann kann Wasser in die Isolierung eindringen und verursacht ein Versagen des Kabels. Diese Probleme wachsen mit dem Durchmesser des Kabels und der Tiefe, in der es verlegt wird.

Kupfer – die perfekte Lösung

Ingenieure und Wissenschaftler haben einen ermüdungsbeständigen, den Vorschriften entsprechenden Kupfermantel entwickelt. Er vermindert Gewicht und Durchmesser des Kabels und ermöglicht leichtere Kabel, die für höhere Spannungen und höhere Stromübertragungskapazitäten geeignet sind.

Der Kupfermantel ist so konstruiert, dass er nicht nur Wasser von der Isolierung fernhält, sondern auch mechanische Bewegungen und viele Zyklen aus Expansion und Kontraktion übersteht. Es wird erwartet, dass der neu entwickelte Kupfermantel in nächster Zukunft auf den Markt kommt.