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Trommelleitung für den Schaufelradbagger eines polnischen Bergbaubetriebs: 12/20 kV (N)TSCGECEWÖU mit Werksprüfung im Beisein des Käufers

Ein polnisches Bergbauunternehmen benötigte eine Trommelleitung für einen Schaufelradbagger: eine 12/20 kV Zuleitung, die auf die motorbetriebene Kabeltrommel des Baggers gewickelt wird und die Maschine mit dem Tagebautransformator verbindet. TEBAOFLEX fertigte zwei Trommeln mit 500 m und 480 m (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV 3×35+3×25/3 mit Leitern aus verzinntem Kupfer, EPR-Isolierung, einem eigenen Schirm aus verzinnten Kupferdrähten auf jeder Ader und einem roten Außenmantel aus Gummi. Am 27. September 2026 wohnte der Qualitätsprüfer des Käufers der Werksabnahmeprüfung in unserem Werk bei: 29 kV AC über 5 Minuten ohne Durchschlag, Teilentladung von 2.0 pC bei einem Grenzwert von 10 pC und ein Leiterwiderstand von 0.529 Ω/km. Anschließend wurden beide Trommeln versandt.

Projekt auf einen Blick

Welche Trommelleitung braucht ein Schaufelradbagger?

Eine Trommelleitung für Schaufelradbagger ist eine flexible, geschirmte Mittelspannungs-Gummileitung, die auf die motorbetriebene Kabeltrommel des Baggers auf- und von ihr abgewickelt wird. Die Maschine fährt auf Raupen entlang der Strosse, daher wird die Leitung, die sie vom Tagebautransformator aus speist, bei jeder Fahrt der Maschine abgewickelt und wieder aufgewickelt, unter Zug, Biegung und Torsion, in Schlamm, Frost und Sonne. Für diesen polnischen Tagebau gab der Käufer (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV 3×35+3×25/3 vor, eine Konstruktion in Anlehnung an DIN VDE 0250-813.

Bei 12/20 kV muss die Leitung das elektrische Feld steuern und zugleich den Betrieb auf der Kabeltrommel überstehen. Jede Leistungsader hat daher auf beiden Seiten ihrer EPR-Isolierung eine halbleitende Schicht und darum einen geerdeten Schirm aus verzinnten Kupferdrähten, innerhalb von Gummimänteln, die den Aderverband rund und flexibel halten. Die Buchstaben einer Bezeichnung wie dieser erläutern wir, soweit der VDE-Bezeichnungsschlüssel sie definiert, in unserem Leitfaden zum Lesen von VDE-Kabelbezeichnungen. Dieselbe Bezeichnung wird auch als Tauchpumpenkabel mit separaten Schutzleiteradern und einem schwarzen Mantel 5GM3 gebaut, beschrieben auf der Seite zum Tauchkabel (N)TSCGECEWÖU.

(N)TSCGECEWOEU 12/20 kV 3×35+3×25/3: Aufbau und gemessene Abmessungen

Die Leitung (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV dieses Auftrags hat drei Leistungsadern mit 35 mm² aus verzinntem Kupfer der Klasse 5, jede mit halbleitendem Leiter- und Isolierungsschirm, EPR-Isolierung vom Typ 3GI3 und einem eigenen Schirm aus verzinnten Kupferdrähten; die drei Schirme bilden den Schutzleiter mit 25 mm². Ein Innenmantel GM1b und ein roter Außenmantel 5GM5 vervollständigen sie. Bei der Werksabnahmeprüfung wurden 5.5 mm Isolierung an jeder Ader und ein Außendurchmesser von 60.57 mm gemessen.

Die Vorgabewerte sind die aus dem Bericht der Werksabnahmeprüfung für diesen Auftrag, mit Ausnahme der Leiterklasse und der Isolierqualität 3GI3, die aus dem Konstruktionsblatt des Auftrags stammen. Warum flexible Trommelleitungen EPR- statt XLPE-Isolierung verwenden, erklärt unser Leitfaden zur EPR-Isolierung.

Was bedeutet 3×35+3×25/3 auf dieser Mittelspannungs-Trommelleitung?

Die Kennzeichnung 3×35+3×25/3 bedeutet drei Leistungsadern mit 35 mm² sowie einen Schutzleiter mit 25 mm², der in drei gleiche Teile aufgeteilt ist. Bei dieser Leitung (N)TSCGECEWÖU ist jeder Teil der Schirm aus verzinnten Kupferdrähten um eine Leistungsader, sodass die Leitung keine separaten Schutzleiteradern hat: Jede Ader trägt ihren eigenen geerdeten Schirm, und die drei Schirme zusammen sind der Schutzleiter.

Diese Anordnung ist bei 12/20 kV wichtig. Jede Leistungsader ist von ihrem eigenen geerdeten Drahtschirm umschlossen, sodass das elektrische Feld innerhalb der Isolierung dieser Ader bleibt und ein Isolationsfehler über den umgebenden Schirm direkt zur Erde abgeleitet wird. Der Schutzleiter ist gleichmäßig auf die drei Adern verteilt, und der Innenmantel füllt die Zwickel zwischen ihnen, sodass der runde, kompakte Aderverband entsteht, den eine Kabeltrommel braucht. Zum Vergleich: Die Niederspannungs-Trommelleitung, die derselbe Käufer bestellte, führt ihren Schutzleiter als drei separate grün-gelbe Adern in den äußeren Zwickeln, wie beschrieben im Projektbericht zur (N)SHTÖU-J für das Absetz- und Rückladegerät.

Wie werden die drei Mittelspannungs-Leistungsadern am Bagger und am Transformator gekennzeichnet?

Jede 35-mm²-Leistungsader der Leitung (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV in diesem polnischen Auftrag für einen Schaufelradbagger ist auf ihrer Isolierung mit 1, 2 oder 3 nummeriert. Der Käufer fragte, wie der Errichter die Adern beim Anschluss von Bagger und Transformator unterscheiden würde; dank der Nummern lässt sich jede Ader an beiden Enden derselben Phase zuordnen, ohne sie durch die Leitung verfolgen zu müssen.

Werksabnahmeprüfung der 12/20 kV Leitung: Spannungsprüfung mit 29 kV, Teilentladung, Widerstand und Abmessungen

Der Bericht der Werksabnahmeprüfung für diesen Auftrag über (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV umfasst beide Trommeln, 500 m und 480 m, mit einem Satz Ergebnisse: eine Wechselspannungsprüfung mit 29 kV über 5 Minuten ohne Durchschlag, eine Teilentladungsmessung von 2.0 pC bei einem Grenzwert von 10 pC, einen Leiterwiderstand von 0.529 Ω/km bei einem Grenzwert von 0.565 Ω/km, Isolationswiderstand, Durchgang, Schichtdicken, Außendurchmesser, Bedruckung und Trommellänge. Der Qualitätsprüfer des Käufers wohnte den Prüfungen am 27. September 2026 bei.

Wechselspannungsprüfung: 29 kV über 5 Minuten

Die Leitung wurde an eine Resonanzprüfanlage angeschlossen und 5 Minuten lang auf 29 kV AC gehalten; das ist die Prüfspannung, die im Bericht für diesen 12/20 kV Auftrag festgelegt ist. Es trat kein Durchschlag auf. Ein Durchschlag würde eine Schwachstelle an beliebiger Stelle in der Isolierung über die gesamte Trommellänge anzeigen.

Isolationswiderstand und Durchgang

Das Isolationsmessgerät legt eine DC-Prüfspannung an, die auf seiner Digitalanzeige erscheint (hier 2.54 kV); der Widerstand wird auf der Analogskala abgelesen, auf der der Zeiger bei etwa 5 000 MΩ stand. Der Isolationswiderstand pro Kilometer ist der Messwert multipliziert mit der Länge in Kilometern, sodass ein Messwert von 5 000 MΩ den im Bericht festgelegten Mindestwert von 20 MΩ·km bei jeder Länge über 4 m erfüllt. Der Durchgang wurde an jeder Leistungsader an den Trommelenden geprüft.

Abmessungen: Isolierung, Schirme und Außendurchmesser

An Scheiben, die vom Trommelende abgeschnitten wurden, wurden Isolier-, Schirm- und Manteldicke gemessen; die Fotos zeigen eine Scheibe der Isolierung auf dem Messprojektor und ein Dickenmessgerät mit Messuhr auf dem Isolierungsschirm, und der Bericht führt Messwerte von Mikrometer und Messschieber auf. Gemessen wurden 5.5 mm Isolierung an jeder Ader, 0.5 mm an beiden halbleitenden Schirmen, 4.31 mm am Außenmantel und ein Außendurchmesser von 60.57 mm.

Teilentladungsprüfung an einer Mittelspannungs-Trommelleitung: was 2.0 pC bedeutet

Eine Teilentladung ist eine örtlich begrenzte elektrische Entladung, die die Isolierung nur teilweise überbrückt, typischerweise in einem gasgefüllten Hohlraum, an einer Verunreinigung oder einem Vorsprung oder an einem Spalt zwischen der Isolierung und einem halbleitenden Schirm. Gemessen als scheinbare Ladung in Pikocoulomb (pC), zeigt sie Fehlstellen auf, die eine Spannungsfestigkeitsprüfung bestehen können, die Isolierung aber über Jahre hinweg abtragen. An der 12/20 kV Leitung dieses Auftrags wurden 2.0 pC gemessen, bei einem Grenzwert von 10 pC im Bericht der Werksabnahmeprüfung.

Die Messung erfolgte in einem geschirmten Prüfraum, der äußere elektrische Störungen von einem Messwert von wenigen Pikocoulomb fernhält. Das Foto ist eine Momentaufnahme des Prüfpults während der Prüfung, mit 1.2 pC auf der Entladungsanzeige und 19.6 kV auf der Spannungsanzeige; das im Bericht eingetragene Ergebnis ist 2.0 pC.

Was sollte ein Werksprüfbericht für eine Mittelspannungs-Trommelleitung enthalten?

Ein Werksprüfbericht für eine Mittelspannungs-Trommelleitung sollte zu jeder Anforderung die Messwerte angeben, nicht nur bestanden/nicht bestanden. Der polnische Käufer dieser 12/20 kV Leitung verlangte die Prüfungen an jeder Trommel, den auf 20 °C umgerechneten Widerstand von Leiter und Schutzleiter, das Ergebnis der Spannungsprüfung, den Isolationswiderstand, die verifizierten Abmessungen sowie die Ergebnisse der Teilentladungsmessung und der Schirmprüfung, zur Abnahme vor dem Versand übermittelt, mit einer Konformitätserklärung in den Lieferdokumenten.

1. Jede Trommel oder Fertigungslänge erfasst, mit Angabe der Längen, damit der Käufer sieht, für welche Trommeln die Messwerte gelten.
2. Messwerte neben jeder Anforderung: auf 20 °C umgerechneter Widerstand von Leiter und Schutzleiter, Prüfspannung und Prüfdauer, Isolationswiderstand, Teilentladungspegel, Schichtdicken und Außendurchmesser.
3. Schirmprüfung bei Mittelspannungsleitungen: halbleitende Schirme und der metallische Schirm oder das Geflecht auf Durchgang und Aufbau geprüft.
4. Prüfverfahren und Prüfmittel, damit der Käufer sieht, wie jeder Wert ermittelt wurde.
5. Der Bericht vor dem Versand, zur Prüfung und Abnahme, und eine Konformitätserklärung mit den Lieferdokumenten.

Der Bericht dieses Auftrags erfasst beide Trommeln, 500 m und 480 m, in einer Tabelle: Er gibt Messwerte für die halbleitenden Schirme, die Isolierung, den Außenmantel, den Außendurchmesser, den Isolationswiderstand, den Leiterwiderstand und die Teilentladung an sowie für die übrigen Punkte, darunter die Wechselspannungsprüfung, Durchgang, Bedruckung und Länge, das Ergebnis „Bestanden“.

Der Käufer hatte zunächst eine Vorlage mit den geplanten Prüfungen erhalten. Sie führte nicht jeden Punkt auf, den seine Anforderungen abdeckten, und der Käufer verlangte den vollen Umfang. TEBAOFLEX markierte die wichtigsten Prüfungen auf dieser Vorlage gelb, damit der Käufer prüfen konnte, ob seine Anforderungen abgedeckt waren, und sandte nach der Prüfung im Beisein des Käufers den endgültigen Bericht mit den Messwerten. Welche Norm, welche Ausgabe und welche Abnahmenachweise in einer Anfrage für Mittelspannungs-Bergbaukabel genannt werden sollten, behandelt Schritt 7 in unserem Auswahlleitfaden für Mittelspannungs-Bergbaukabel.

FAT im Beisein des Käufers: was sein Qualitätsprüfer im Werk sah

Am 27. September 2026 besuchte der Qualitätsprüfer des Käufers das Werk von TEBAOFLEX und wohnte der Werksabnahmeprüfung der Trommeln mit (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV bei: den Wechselspannungs- und Teilentladungsprüfungen im geschirmten Prüfraum, den Prüfungen von Isolationswiderstand und Durchgang, dem Abschneiden der Proben, den Dickenmessungen und den Abisolierprüfungen an Leiter und Schirmen.

Wie prüfen Sie, ob Leiter und Schirmdrähte aus verzinntem Kupfer sind?

Isolieren Sie die Ader ab und sehen Sie sich die Einzeldrähte des Leiters und die Schirmdrähte der Länge nach an: Verzinntes Kupfer ist auf seiner ganzen Länge silbergrau, blankes Kupfer ist kupferrot. Die Widerstandsprüfung zeigt dann, dass der Leiter den Grenzwert für seinen Querschnitt einhält: Für den 35-mm²-Leiter dieses Auftrags weist der Bericht der Werksabnahmeprüfung 0.529 Ω/km aus, innerhalb des Höchstwerts von 0.565 Ω/km bei 20 °C, den IEC 60228 für einen verzinnten Leiter der Klasse 5 mit 35 mm² festlegt.

Betrachten Sie nach dem Abisolieren die Oberflächen der Einzeldrähte, nicht eine Sägeschnittfläche, die auch bei verzinntem Draht den Kupferkern jedes Einzeldrahts zeigt. Auch der Widerstand allein kann verzinntes nicht von unverzinntem Kupfer unterscheiden: Für Leiter der Klasse 5 mit 35 mm² betragen die Grenzwerte der IEC 60228 0.554 Ω/km für unverzinntes Kupfer und 0.565 Ω/km für verzinntes Kupfer, nur etwa 2 % auseinander, und der Messwert eines Leiters beider Arten liegt in der Regel unter beiden Grenzwerten, so wie bei diesem.

Wie bestätigen Sie, dass eine Mittelspannungs-Trommelleitung keine gebrochenen Leiter hat?

Durchgangs- und Spannungsprüfungen an der vollständigen Trommel bestätigen, dass eine Mittelspannungs-Trommelleitung keine gebrochenen Leiter hat. Jede Leistungsader dieser 12/20 kV Leitung wurde von Ende zu Ende auf Durchgang geprüft, und die gesamte Trommellänge hielt 29 kV AC über 5 Minuten stand und bestand die Teilentladungsmessung. Ein vollständig durchgebrochener Leiter fällt bei der Durchgangsprüfung durch, und eine Isolierung, die so stark beschädigt ist, dass sie durchschlägt oder Entladungen zeigt, fällt bei der Spannungs- oder Teilentladungsprüfung durch. Einzelne gebrochene Drähte oder eine fachgerecht ausgeführte Reparatur können die Prüfungen dennoch bestehen; die Prüfungen zeigen also, dass die Trommel keine unterbrochenen Leiter oder Isolationsfehler hat, beweisen aber nicht, dass sie nie repariert wurde.

Die Trommeln dieses Auftrags wurden als durchgehende Längen ohne Verbindungsstellen geliefert.

Warum eine Trommel mit 480 m ausgeliefert wurde: Die ersten 20 m wurden abgeschnitten

Der polnische Auftrag für den Schaufelradbagger umfasste zwei Trommeln mit je 500 m Leitung (N)TSCGECEWÖU 12/20 kV. Bei einer Fertigungslänge kamen die ersten etwa 20 m des roten Mantels mit ungleichmäßiger Farbe aus der Vulkanisationslinie, weil sich noch Pigment der vorherigen Charge im Spritzkopf befand; nach diesem Abschnitt war die Farbe gleichmäßig. TEBAOFLEX bewertete den Unterschied als kosmetisch, schnitt die 20 m aber ab, statt sie auszuliefern, und die Trommel wurde mit 480 m ausgeliefert, nachdem sie dieselbe Werksabnahmeprüfung bestanden hatte.

Der Käufer bat um eine Erklärung für die kürzere Trommel, und dies war die Erklärung. TEBAOFLEX erläuterte dem Käufer die Ursache, den Schnitt und die verbleibende Länge schriftlich, und der Prüfbericht erfasst beide Trommeln, 500 m und 480 m.

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