Betriebsverhalten Abdichtsysteme

Mechanisches und umweltbezogenes Betriebsverhalten
aufblasbarer Abdichtsysteme von Wolf GmbH

Vorteile unserer luftbefüllten Abdichtsysteme

lange Brauchbarkeitsdauer bedingt durch eine
geringere Leckrate (Diffusion) des Abdichtkissens
patentierte CO2-neutrale Aufblastechnik; Befüllen
der Abdichtkissen mit Luft zur Schonung der Umwelt
wieder verwendbare Abdichtkissen reduzieren die Instandhaltungskosten
durch Einsparung von Materialkosten bei Kabelnachbelegung
Abdichtsysteme mit Ventil bieten die Möglichkeit der
Fülldrucküberwachung und ermöglichen ggf. eine Drucknachfüllung
geeignet für Betriebstemperaturbereich:
-15°C bis +30°C (+45°C (4 h)) PI 19.1 | 19.2 | 19.3 | 19.4 | 20.3 | 20.6

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

Rechnerische Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

Die Werte der Brauchbarkeitsdauer basieren auf Messwerten der Summenleckrate (Diffusion)
des Prüfinstituts GEMTEC sowie Ergebnissen aus Alterungstests des Prüflabors Fibre Optics CT

Auszug aus dem GEMTEC-Prüfbericht

(kompletter Prüfbericht auf Anfrage erhältlich)

1.1 “Bestimmung der Summenleckrate von Abdichtelementen”

Prüfablauf:

Der Prüfling wurde in ein vom Kunden bereitgestelltes Kunststoffrohr eingelegt und mit Testgas
(100 % SF6) mit einem Fülldruck von 2,8 bar (abs.) befüllt.

Swelling Sealing Bags SSB/SSB2
Prüflinge A und B. Der Einfüllschlauch wurde lt. Montageanweisung nach Druckbefüllung mit der Original-Crimpzange vercrimpt.

Abdichtkissen mit Ventil
Prüfling D wurde nach Druckbefüllung wechselweise mit und ohne Ventil-Abdichtkappe gelagert. (Anmerkung: Montagevorschrift: mit Abdichtkappe !)

Prüfdurchführung:

Der Prüfling wird in die Prüfkammer eingelegt. Danach wird die Prüfkammer auf einen Druck von 17 hPa evakuiert. Es folgt nun eine Untergrundmessung, um die Grundkonzentration an Testgas (SF6) zu bestimmen. Danach folgt eine Wartezeit von 30 Sekunden, bis eine zweite Konzentrationsmessung durchgeführt wird. Die Änderung der Konzentration ist dann ein eindeutiges Maß für die Summenleckrate am Prüfling. Die Prüfkammer hat ein Volumen von 13 Litern. Es wurde ein LTS 311 V, S/N: 05107 eingesetzt. Die Prüfmimik wurde mit einem Pulsleck PLV 40, S/N: 05107 kalibriert.

Messung der Summenleckrate:

Typen SSB/SSB2:

Summenleckrate unmittelbar nach dem Befüllen der Prüflinge (< 10 Minuten)
Summenleckrate nach 25 h

Messergebnis: (Mittelwerte über 4 Einzelmessungen)

Prüfling	Messung Nr. 1 L [mbarl/s]	Messung Nr. 2 L [mbarl/s]
A	< 2,3 x 10^-8	< 2,3 x 10^-8
B	< 2,3 x 10^-8	< 2,3 x 10^-8

Die Leckrate der Prüflinge A und B lag unterhalb der Nachweisgrenze von
L = 2,5 x 10^-8 mbarl/s (entspricht: 0,73 mbarl/ Jahr)

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

Prüfdurchführung:

Abdichtsysteme mit Ventil (V):

Summenleckrate unmittelbar nach dem Befüllen der Prüflinge (< 10 Minuten).
Auf dem Ventil war keine Abschlusskappe (AK) montiert.
Summenleckrate unmittelbar nach dem Befüllen der Prüflinge (< 30 Minuten).
Das Ventil wurde zuvor mit einer mitgelieferten Abschlusskappe verschlossen.
Summenleckrate nach einer Wartezeit von 24 Stunden.
Das Ventil war während dieser Zeit mit der Abschlusskappe verschlossen.
Summenleckrate nach einer Wartezeit von 25 Stunden, nachdem die Abschlusskappe an
dem Ventil entfernt wurde
Summenleckrate nach einer Wartezeit von 12 Tagen. Das Ventil war während dieser Zeit
mit der Abschlusskappe verschlossen.
Summenleckrate nach einer Wartezeit von 12 Tagen, nachdem die Abschlusskappe an
dem Ventil entfernt wurde.

Messergebnisse: (Mittelwerte über 4 Einzelmessungen)

Prüfling	Messung
Prüfling	Nr. 1 L [mbarl/s]	Nr. 2 L [mbarl/s]	Nr. 3 L [mbarl/s]	Nr. 4 L [mbarl/s]	Nr. 5 L [mbarl/s]	Nr. 6 L [mbarl/s
Messung nach	< 10 min.	< 30 min	24 h	25 h	12 d	12 d
Probenlagerung	ohne AK	mit AK	mit AK	ohne AK	mit AK	ohne AK
D	3,8 x 10^-6	2,3 x 10^-8	2,3 x 10^-8	5,2 x 10^-6	< 2,3 x 10^-8	4,9 x 10^-6

Die Leckrate betrug
mit Ventilabschlusskappe (= Montagevorschrift):
Prüfling D: L = < 2,3 x 10^-8 mbarl/s (entspricht: 0.73 mbarl/Jahr)

ohne Abdichtkappe: (Anm: diese Werte zeigen deutlich die Wichtigkeit der Abschlusskappe)
Prüfling D: L = 4,9 x 10^-6 mbarl/s (entspricht: 155 mbarl/Jahr)

ohne AK (Abschlusskappe)

mit AK (Abschlusskappe)

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

1.2 Rechnerische Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer von luftgefüllten Abdichtkissen

Relevante Faktoren:

Summenleckrate (Diffusionsrate)
Fülldruck p
Füllvolumen V (abhängig von Kissengröße und Kabelbelegung)
Min. erforderlicher Fülldruck für Abdichtwirkung 5 m Wassersäule
(= 1 bar (Wert praktischer Versuch))

[Einheit]	Wolf GmbH		Anforderung T-Com (Stand der Technik)	Wettbewerb CO2
	SSB2Q	QADK/V (Ventil)
	SSB2Q	mit Ventilkappe
mbarl/sec	* <2.3 x10^-8	* <2.3 x10^-8	≤4,4 x10^-6	≤ 6,5 x10^-6
mbarl/Jahr	0,73	0,73	138,8	205,0

*Messwerte Gemtec 10/2016

Tabelle 2:

Rechnerische Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer
aufblasbarer Kabelabdichtungen für Rohr-ID 105 mm
Anforderung: "Dichtigkeit 5 m Wassersäule"

Abdichtkissen Typ L100:
unaufgeblasen Länge l: 33,0 cm
Höhe h: 13,5 cm

					Abdichtkissen Füllmenge bei Fülldruck p				Berechnung der Lebensdauer T
									Wolf GmbH		Anforderung T-Com ADE100
									SSB2 100	QADE/V L100	Anforderung T-Com ADE100
Rohr Ø [D] [cm]	Belegungs Ø [d] [cm]	Aufblas- bare Länge l [cm]	Resultierende Höhe h [cm]	Resultierende Breite b	Füll- volumen V	Bei Instal- lation [bar]	Min. Anfor- derung [bar]	Zulässiger Verlust	Leckrate L (mbarl/year)
				b=(D-d/2)	V=lhb	p1	p2	∆p=(p1-p2)	T = ∆p/ L
				[cm]	[cm]	2.8	1.0	mbarl	0.73	66.23	138.76
10.5	0	33	5.1	5.25	884	2474	884	1590	> 20 yrs	24	11
10.5	2.9	33	7.8	3.8	978	2739	978	1761		27	13
10.5	6.5	33	10.5	2	693	1940	683	1247		19	9
10.5	7.5	33	11.2	1.5	554	1552	554	998		15	7
10.5	8.5	33	12	1	396	1109	396	713		11	5

Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer

2. Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer mittels Umweltprüfung „Alterung“
in Anlehnung an DIN EN 60794-1-22 und DIN EN 60794-1-21

Zweck:
Die Prüfung wird an Kabelabdichtkissen durchgeführt, welche nach Innendruckbeaufschlagung Ringräume gegen das Eindringen und Weiterleiten von Gasen und Wasser abdichten.
Zur Ermittlung der Brauchbarkeitsdauer der Abdichtung wird die Druckluftbeständigkeit der Kabelabdichtung unter Betriebsbedingungen ermittelt.

2.1 Temperaturwechsel IEC 60794-1-22/F1
Fibre Optics CT Prüfprotokoll Nr. 094/2016

Prüfaufbau
Belegung des Prüf-Kabelschutzrohres

Prüfkammer:

Anforderung Tiefsttemperatur T_A -15°C
Höchsttemperatur T_B +30°C
Mindesthaltezeit 4 h
Anzahl der Zyklen 20

Abdichtelemente Belegung der Temperaturkammer

096 /2016

Dichtigkeit der Abdichtsystem-Kombination

Dichtigkeit der Abdichtsystem-Kombination bei Beanspruchung durch Wärme und Überdruck

Mit nachfolgenden Prüfverfahren Prüfung Nr. 1 wurde die Dichtigkeit der QADE/V L und ZKADE/V L Abdichtkissen mit Ventil unter Temperaturbeanspruchung nachgewiesen. Änderungen der Umgebungstemperatur haben eine Auswirkung auf den Fülldruck im Inneren des Abdichtkissens. Bei Kälte fällt der Fülldruck im Inneren des Abdichtkissens ab. Untersucht wurde, ob bei Temperaturänderungen innerhalb des geforderten Temperaturbereichs die Abdichtwirkung nicht beeinträchtigt wird.

Zusätzlich wurde mit Prüfung Nr. 1 auch die anwendungsspezifische Notwendigkeit nachgewiesen, dass Überdruck im Kabelschutzrohr gezielt durch das Quellvlies entweichen kann, ohne die Abdichtwirkung gegen Wasser zu beeinträchtigen. Bei Kabelschutzrohren die beidseitig mit Abdichtsystemen gegen drückendes Wasser verschlossen sind, sind aus der Praxis Verrutschen oder Herausdrücken des Abdichtsystems bekannt.

Prüfung 1:
Fülldruck Abdichtkissen 2,8 bar.
Probenkörper Lagerung horizontal,
Wassersäule ~ 1-2 cm

Prüfung 2:
Fülldruck Abdichtkissen 2,8 bar.
Probenkörper Lagerung vertikal,
Wassersäule ~ 3-4 cm

Der Fülldruck des Abdichtkissens von anfänglich 2,8 bar verändert sich während der Temperaturwechselbeanspruchung wie folgt:

Bei Höchsttemperatur +45°C → Fülldruck max 3,0 bar
Tiefsttemperatur -15°C → Fülldruck 2,2 bar

…/ Ergebnisse aus Praxistests „Dichtigkeit der Abdichtsystem-Kombination“

Mit dem Prüfverfahren Nr. 2 wurde zur Berechnung der Brauchbarkeitsdauer der Druckverlust ermittelt, der max. möglich ist, damit die Abdichtwirkung der QADE/V L und ZKADE/V L Abdichtung gegen drückendes Wasser nicht beeinträchtigt ist. Im Test wurde hierzu der Fülldruck des Abdichtkissens schrittweise auf einen Restfülldruck von 1,0 bar reduziert.

Ürüfverfahren Dichtigkeit der Abdichtsystem-Kombination

Prüfergebnisse:

Prüfverfahren Nr. 1: Anforderungen V (1) bestanden

0,35 bar Überdruck Luft kann bei Wärme durch Quellvlies-Abdichtsystem entweichen.
Dies verhindert, dass die Abdichtkissen aus dem Rohr herausgedrückt werden.

Prüfverfahren Nr. 2: Anforderungen V (2) bestanden

5 m Wassersäule ˃ 2 d bestanden
Langzeitverhalten der Abdichtung bestanden

Leckrate Kissenfülldruck 2,8 bis 1,0 bar ≥ 4 m Wassersäule

Prüfverfahren Fibre Optics CT GmbH

Leckrate des Abdichtkissen mit Quellvlies

Abdichtkissen-Druckfüllung:

Ergebnisse:
*Das Abdichtsystem 20.6 QADE/V L 100 wurde kurzzeitig (ca. 20 min) durch eine 180°-Drehung des
Prüflings mit Wasser getränkt. Anschließend war kein Wasserdruck am Abdichtsystem!

Die Anforderung „Dichtigkeit gegen schleichende Gase und 5 m Wassersäule“ wurde somit erfüllt.
Soll-Anforderung lt. DVGW-VP601: schleichende Gase < 0,1 bar.

Download:

SE_02-02_Betriebsverhalten.pdf830 KB

Wolf GmbH Produktseite

Kabeldurchführungen für Fernmeldekabel gegen Wasserfortleitung und schleichende Gase