Kunststoffe in der Elektrik

Ultradünne Aderisolationen – Kunststoffe mit Mehrleistung

Ein modifiziertes PTFE (Polytetrafluorethylen) ermöglicht es, die Isolationsdicke von Kabeln drastisch zu reduzieren – bei hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit und guten elektrischen Eigenschaften.

Ultradünne Aderisolationen (links) aus modifiziertem PTFE für reduzierte Kabeldurchmesser bei hoher mechanischer Beständigkeit sowie minimierter Rauschspannung. (Bild: HEW-Kabel)

Das neue, modifizierte PTFE von HEW-Kabel kombiniere die gute Gebrauchseigenschaften mit zuverlässiger Verarbeitbarkeit auch bei extrem geringen Abmessungen. Seine mechanische Festigkeit und seine elektrische Isolierfestigkeit übertreffen laut Anbieter die von herkömmlichem PTFE bei gleich breitem Einsatztemperaturbereich (260 bis -190 °C), gleich hoher Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit sowie unverändert guten Hochfrequenzeigenschaften (Permittivität und dielektrischer Verlustfaktor). Damit eigne sich diese PTFE-Spezialität für die Herstellung von Aderisolierungen, die erheblich dünner sein können als bisher.

Das Potenzial zeige eine Pilotanwendung, ein mehradriges Kabel für die rauen Umgebungsbedingungen der Erdölförderung. Hier wurde die Dicke der Aderisolationen mit dem Wechsel zum neuen, modifizierten PTFE von 0,16 Millimeter auf 0,10 Millimeter reduziert, was die Verringerung des Kabeldurchmessers um insgesamt 10 Prozent ermöglichte. Zudem biete das neue Kabel nahezu die doppelte Biegewechselfestigkeit wie das bisherige Design – ohne Änderung des Querschnitts, der Spannungsfestigkeit, der chemischen Beständigkeit oder der Zugfestigkeit.

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Die von Silent-Technology leistet einen erheblichen Beitrag zur Vermeidung von Rauschspannungen (Mikrofonie-Effekte) in Signalleitern und damit zur störungsfreien Übertragung kleiner Signale, beispielsweise in der Medizin- und Messtechnik. Solche Effekte können bei Kabeln unter mechanischer Belastung auftreten, wenn Leiter oder Schirm auf einem Nichtleiter reiben. Die dabei entstehenden elektrischen Ladungen können trotz ihrer geringen Größe ausreichen, um – ebenfalls sehr kleine – Nutzsignale zu überlagern. Diese Technologie minimiert das Auftreten solcher elektrischer Ladungen und eignet sich für koaxiale und paarige oder mehradrige Kabelkonstruktionen.

Die Basis dieser Technologie sind leitfähige Tapes auf PTFE-Basis mit einem besonders gleichmäßigen Oberflächenwiderstand im niedrigen Ohmbereich. Zur deren Herstellung hat das Unternehmen eine Produktionslinie entwickelt, auf der sich die hohen Qualitätsansprüche kontinuierlich erfüllen lassen sollen. Die Eigenfertigung ermögliche zudem eine hohe Bandbreite hinsichtlich der Ausführung und Abmessungen für eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte, mit denen sich auf Grund der sehr guten Formbarkeit auch komplexe Geometrien wie die Oberfläche eines Kabelschirms abbilden lassen. Die Wirksamkeit der Silent-Technologie zeige sich beispielhaft deren Einsatz bei einer Twisted-Pair-Leitung, bei der die Rauschspannung von kritischen 1,4 pC – bei gleichem Leitungsdesign – auf 0,2 pC (Circa-Werte) gesenkt wurde, was den Einsatz flankierender Maßnahmen erübrigte.

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