Strapazierfähige Torsionskabel und -leitungen für den Loop in der Windkraftanlage

Vom Winde verdreht

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Kupfer für den Kabel-Loop

Aufgrund der bei diesem Test gewonnenen Erkenntnisse verwendet der Leitungsspezialist dort ausschliesslich den wesentlich belastbareren Kupferleiter der Klasse 5 mit einer speziellen Verseilung der einzelnen Litzen. Als Isolationswerkstoff für die Aderisolation und Mantel werden spezielle hochabriebfeste Materialien eingesetzt. «Der Kabelloop ist die Achillesferse einer WKA-Installation. Nach nunmehr über 6500 km installierten Loop-Leitungen kennen wir aber diese heikle Stelle und haben sie seit langer Zeit im Griff», resümiert der Segmentleiter.

Tests unter mehr als realen Bedingungen

Um die Kabel und Leitungen unter realen Bedingungen testen zu können, hat Helukabel in Windsbach eigens für diese Aufgabe einen 8,5 m hohen Testturm mit einem Massstab getreuen Loop errichtet. Die Kabel werden in der Testanlage ständig mit der grösstmöglichen Torsion von bis zu ±150 Grad pro Meter belastet. Dabei führt eine speziell angefertigte Antriebs- und Steuerungstechnik verschiedenste Torsionszyklen und Programme in Anlehnung an realen Gegebenheiten der Drehbewegung der Gondel durch. In einer speziell konzipierten Kabelhalterung können bis zu 20 Kabel gleichzeitig montiert und getestet werden. Diese Testbedingungen sind um ein Vielfaches extremer als in der Realität und werden ergänzend zu herkömmlichen Methoden durchgeführt. Der Nachweis der Torsion auf einer gesamten Looplänge bestimme im Wesentlichen den kontinuierlichen Entwicklungs- und Verbesserungsprozess der Heluwind-WK-Serie.

«Bei herkömmlichen Methoden werden die Probanden von ein bis zwei Metern eingespannt und tordiert sowie das Eigengewicht des Loops simuliert, so dass die Leitungen überhaupt keine Chance haben, etwas anderes zu machen als sich in vorgegebenen Strukturen zu bewegen. Das ist für uns nicht ausreichend. Uns interessiert vielmehr, was auf der kompletten Länge der Leitung passiert», gibt der Segmentleiter zu bedenken. Hierbei entstehe eine spezielle Dynamik, bei der die Leitungen oben mehr wie unten drehen, teils sogar viel mehr als die 150 Grad pro Meter. «Nach dem maximalen Torsionsgrad wird die Länge des Kabel-Loops ausgelegt», so Schenk und beschreibt eine weitere Erkenntnis: «Durch diese Tests haben wir erkannt, dass Torsionsleitungen mit einem verflochtenen Schirm, dem sogenannten C-Schirm, nur sehr bedingt tordieren können, erste Schäden treten bereits nach 1000 Torsionszyklen auf. Daher haben wir die WK Serie mit einem D-Schirm für hohe Standzeiten ausgestattet.»

Grundsätzlich werden am Testturm 15 000 bis 18 000 Biegezyklen – übrigens auch von LWL-Leitungen – getestet. Die Loopleitungen in einer WKA werden in zwanzig Jahren zwischen 8000 und 12 000 Mal tordiert. Auch mit diesen Werten nehmen die Windsbacher eine Alleinstellung ein: «Die meisten Mitbewerber testen nur auf 10 000 Mal. Solch ein Test dauert bis zu vier Monate und wird dann wiederholt. Unabhängig von der kundenspezifischen Auslegung macht diese Absicherung durchaus Sinn und bietet dem Kunden eine hundertprozentige Funktionssicherheit», sagt der Segmentleiter.

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