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Kabelentgasung

Bei der Herstellung XLPE-isolierter Hochspannungs- und Offshorekabel entstehen während der Vernetzung flüchtige Reaktionsprodukte. Durch die kontrollierte Erwärmung des Kabels und eine gezielte Luftführung werden insbesondere Methan und weitere gasförmige Bestandteile aus der Isolierung entfernt.

Münstermann entwickelt kundenspezifische Anlagen für diesen als Cable Degassing bezeichneten Prozess. Abhängig von Kabeltyp, Produktionsablauf, Chargengröße und Materialhandling werden die Systeme als Entgasungskammer oder als Entgasungsanlage mit integriertem Cable Carousel ausgeführt. Thermoprozesstechnik, Luftführung, Sicherheitstechnik und Automatisierung werden dabei als abgestimmtes Gesamtsystem geplant.

Rendering einer Münstermann Entgasungskammer für Hochspannungskabel

Einsatzbereiche

Hochspannungs- und Höchstspannungskabel

Die kontrollierte Entgasung ist ein wichtiger Prozessschritt bei der Herstellung XLPE-isolierter Hochspannungs- und Höchstspannungskabel. Definierte Temperaturen, Behandlungszeiten und Strömungsverhältnisse unterstützen die zuverlässige Entfernung flüchtiger Reaktionsprodukte aus der Kabelisolierung.

Offshore- und Subsea-Kabel

Offshore- und Subsea-Kabel weisen große Querschnitte, hohe Gewichte und anspruchsvolle Kabelaufbauten auf. Münstermann passt die Entgasungsanlage an die jeweiligen Kabeldimensionen, Prozessanforderungen und notwendigen Speicherkapazitäten an.

Integration in die Kabelproduktion

Die Anlagen können als eigenständige Prozessstation oder als Bestandteil einer automatisierten Fertigungs- und Handlinglinie ausgeführt werden. Mechanische, elektrische und steuerungstechnische Schnittstellen werden auf die vor- und nachgelagerten Produktionsschritte abgestimmt.

Funktionsweise & Ausführungsoptionen

Während des Entgasungsprozesses wird das Kabel über einen definierten Zeitraum kontrolliert erwärmt. Dadurch diffundieren Methan und weitere flüchtige Reaktionsprodukte aus der XLPE-Isolierung. Eine abgestimmte Umluft- und Abluftführung verteilt die Wärme möglichst gleichmäßig und führt die freigesetzten Gase kontrolliert aus dem Prozessraum ab.

Temperatur, Behandlungsdauer, Luftvolumenstrom und weitere Prozessparameter werden an den jeweiligen Kabelaufbau angepasst. Sensorik und Anlagensteuerung überwachen den Prozess und ermöglichen reproduzierbare Abläufe sowie die Dokumentation relevanter Betriebsdaten. Je nach Anforderung sind unterschiedliche Heizsysteme, Beladungskonzepte, Automatisierungsstufen und Schnittstellen zu übergeordneten Prozessleitsystemen möglich.

CFD-Simulation der Luft- und Temperaturverteilung in einem Degassing Vessel

Technische Daten

ca. 80 °C

Typische Prozesstemperatur

bis ±1 K

Erreichbare Temperaturgleichmäßigkeit, abhängig von Anlagengröße und Prozessanforderungen

bis 35 m

Turntable-Durchmesser beim Vessel Design

bis 2.000 t

Kabelkapazität beim Vessel Design

Entgasungskammer im Chamber Design

Beim Chamber Design erfolgt die thermische Behandlung in einer kundenspezifisch ausgelegten Entgasungskammer. Dieses Anlagenkonzept ermöglicht eine flexible Anpassung an unterschiedliche Kabeltypen, Chargengrößen und Beladungssituationen. Die Kabel können je nach Projekt auf Trommeln oder anderen abgestimmten Trägersystemen in die Kammer eingebracht werden.

Heizleistung, Luftführung, Kammerabmessungen und Zugänge werden auf den jeweiligen Prozess abgestimmt. Eine CFD-gestützte Auslegung unterstützt die gleichmäßige Umströmung der Charge und hilft, Temperaturunterschiede und strömungstechnische Toträume zu reduzieren.

Mögliche Ausführungen:

  • Individuell dimensionierte Entgasungskammer
  • Anpassung an unterschiedliche Kabeltrommeln und Trägersysteme
  • Manuelle oder automatisierte Be- und Entladung
  • Kundenspezifische Tür- und Torkonzepte
  • Geregelte Zu-, Um- und Abluftführung
  • Unterschiedliche Heizsysteme
  • Rezeptverwaltung für verschiedene Kabelprodukte
  • Integration in bestehende Produktions- und Logistikprozesse
Degassing Chamber zur Entgasung von XLPE-isolierten Hochspannungskabeln
Rendering eines Degassing Vessels mit integriertem Cable Carousel

Entgasungsanlage im Vessel Design

Beim Vessel Design wird die thermische Prozessanlage mit einem Cable Carousel beziehungsweise Turntable kombiniert. Das Kabel wird kontrolliert auf dem Carousel abgelegt und innerhalb der Anlage entgast. Dieses Konzept eignet sich insbesondere für große und schwere Kabellängen, die nicht auf konventionellen Kabeltrommeln gehandhabt werden können.

Münstermann stimmt Turntable, Verlegeeinrichtungen, Heiztechnik, Luftführung, Sensorik und Steuerung als Gesamtsystem aufeinander ab. Dadurch lassen sich die Lagerung, thermische Behandlung und Weiterführung des Kabels in einen durchgängigen Produktionsprozess integrieren.

Mögliche Ausführungen:

  • Integriertes Cable Carousel beziehungsweise Turntable
  • Turntable-Durchmesser bis 35 m
  • Kabelkapazitäten bis 2.000 t
  • Elektrisch oder hydraulisch angetriebener Verlegearm
  • Kameraüberwachung des Verlegeprozesses
  • Abstands- und Druckmessung am Kabel
  • Einbindung von Kabelzugeinheiten
  • Automatisierte Prozess- und Handlingabläufe
  • Anbindung an übergeordnete Steuerungs- und Prozessleitsysteme

Technische Besonderheiten

CFD-optimierte Luft- und Temperaturverteilung

Mithilfe von CFD-Simulationen werden Strömungswege und Temperaturverteilung bereits während der Anlagenplanung untersucht. Auf dieser Grundlage lassen sich Zu- und Abluftpositionen, Umluftführung und Heizleistung gezielt auf den Prozessraum und die jeweilige Kabelanordnung abstimmen. Das unterstützt eine gleichmäßige Erwärmung und reproduzierbare Prozessbedingungen.

Sicherheit und DIN EN 1539

Beim Entgasen von XLPE-Kabeln können brennbare gasförmige Stoffe freigesetzt werden. Deshalb werden Luftführung, Überwachung, Steuerung und Sicherheitseinrichtungen auf die anfallenden Stoffmengen und Prozessbedingungen abgestimmt. Die Anwendbarkeit der DIN EN 1539 wird projektbezogen geprüft. Abhängig von der Risikobeurteilung können unter anderem Luftstrom- und Konzentrationsüberwachung, Spülphasen, Sicherheitsverriegelungen sowie automatische Abschaltungen vorgesehen werden.

Thermoprozesstechnik und Kabelhandling aus einer Hand

Münstermann verbindet das Know-how aus der industriellen Thermoprozesstechnik mit langjähriger Erfahrung im automatisierten Kabelhandling. Entgasungskammer, Turntable, Verlegearm, Kabelzugeinheiten, Sensorik und Automatisierung können so als technisch abgestimmte Gesamtlösung realisiert werden.

Cable Carousel / Turntable

Ihre Ansprechpartner

Michael Ahlers

Stellv. Leitung Vertrieb und F&E und Vertrieb Thermoprozessanlagen

michael.ahlers@muenstermann.com +49 2504 9800-792

Matthias Evermann

Projektierung und Vertrieb Automatisierungssysteme

matthias.evermann@muenstermann.com +49 2504 9800-127

Häufig gestellte Fragen

Bei der Kabelentgasung werden flüchtige Reaktionsprodukte kontrolliert aus der XLPE-Isolierung entfernt. Dazu wird das Kabel über einen festgelegten Zeitraum erwärmt und gezielt mit Luft umströmt. International wird dieser Prozess als Cable Degassing bezeichnet.

Während der Vernetzung von XLPE entstehen flüchtige Nebenprodukte, insbesondere Methan. Diese Stoffe verbleiben zunächst in der Kabelisolierung und diffundieren erst nach und nach heraus. Die thermische Kabelentgasung beschleunigt diesen Vorgang unter definierten und überwachten Prozessbedingungen.

Beim Chamber Design wird das Kabel in einer kundenspezifischen Entgasungskammer behandelt. Beim Vessel Design ist ein Cable Carousel beziehungsweise Turntable direkt in die thermische Prozessanlage integriert. Das Vessel Design eignet sich besonders für große und schwere Kabellängen, die nicht auf einer konventionellen Kabeltrommel gelagert werden können.

Die Anlagen sind insbesondere für XLPE-isolierte Hochspannungs-, Höchstspannungs-, Offshore-, Subsea- und HVDC-Kabel vorgesehen. Auslegung und Prozessparameter werden an Kabelaufbau, Kabeldurchmesser, Isolationsstärke, Gewicht und geforderten Entgasungsgrad angepasst.

Die erforderliche Prozesstemperatur hängt vom Kabelaufbau und den kundenseitigen Vorgaben ab. Bei bisherigen Münstermann-Anlagen liegt sie typischerweise bei etwa 80 °C. Eine abgestimmte Heiz- und Umlufttechnik verteilt die Wärme im Prozessraum. CFD-Simulationen unterstützen die Optimierung der Luftführung; Sensoren überwachen die Temperaturen während des Anlagenbetriebs.

Die DIN EN 1539 enthält Sicherheitsanforderungen für Trockner und Öfen, in denen brennbare Stoffe freigesetzt werden. Da beim Entgasen von XLPE-Kabeln Methan austreten kann, wird projektbezogen geprüft, welche Anforderungen für die konkrete Anlage relevant sind. Die sicherheitstechnische Auslegung basiert auf den Prozessdaten und der zugehörigen Risikobeurteilung.