Nieuw isolatiemateriaal: Arabische gom (1 april 2022)
De opkomst van XLPE als isolatiemateriaal heeft in grondkabeltechniek de rol van oliegedrenkt papier overgenomen. Dat is met een goede reden, maar XLPE kent recyclingsproblemen. Diverse fabrikanten experimenteren daarom met alternatieve materialen zoals P-Laser of DLPE. Daar is nog eentje bij gekomen in de vorm van Arabische gom, beter bekend als drop.
De afkorting XLPE staat voor Cross-Linked PolyEthyleen. Dit is een kunststof met een grote sterkte en opmerkelijk hoge isolatiewaarde. Daardoor is het ideaal voor grondkabelisolatie, hoewel er ook nadelen aan het materiaal zitten, zoals tunneling in natte milieus. Dat probleem met waterbomen speelt vooral bij DC-toepassingen. Door interactie met water onder invloed van het elektromagnetisch veld ontstaan er minuscule kanaaltjes in de isolatie die daardoor poreus wordt. De gevolgen laten zich raden en heel eufemistisch gezegd heet dat een ONB. De hele elektriciteitssector zit daardoor eigenlijk een beetje verlegen om een materiaal dat daar minder moeite mee heeft.
Toevalstreffer
Daarvoor volgen netbeheerders allemaal hun eigen pad, maar meerdere partijen hebben onafhankelijk van elkaar aan GVD NL (voorheen KEMA) gevraagd om met een ander materiaal te komen. Dat materiaal moet een hoge isolatiewaarde hebben, niet poreus zijn, soepel buigbaar zijn zodat het makkelijk op een haspel te wikkelen valt met een krappe boogstraal en het moet toch een hoge treksterkte hebben. Daar komt bij dat het binnen een beschermende buitenwand bij voorkeur biologisch afbreekbaar moet zijn zodat grondkabels ook na het einde van hun levensduur makkelijker gerecycled kunnen worden.
Dat bleek niet eenvoudig, totdat een van de onderzoekers op een idee werd gebracht door een van zijn kinderen die bezig was met wat te vlechten met een zakje dropveters. Drop wordt voor het grootste deel gemaakt uit Arabische gom, een materiaal dat sterke overeenkomst heeft met rubber, elektrisch isoleert en vrij goedkoop is, en iedereen die wel eens heeft geprobeerd een dropveter in tweeën te breken weet dat treksterkte van het materiaal is prima in orde is, net als de buigbaarheid.
Verschillende smaken
De ingeving groeide een jaar en twee maanden geleden uit tot een serieus experiment waar 1,4 miljoen euro tegenaan werd gegooid. Daarom werd Venko uit Hoogeveen om een paar ton Arabische gom gevraagd, het hoofdbestanddeel van drop. De samenwerking met kabelfabrikant Flexans, voorheen alleen in gebruik voor maatwerk bij kortsluitproeven, werd ingezet om een batch proefkabels te maken zonder dat concurrentiebedingen of marktissues zouden opspelen die in de Nederlandse wet verboden zijn. Daarna zijn er toepassingsproeven gedaan m.b.t. hoe het materiaal zich hield als de kabel heet wordt en hoe is de isolatiewaarde als functie van de temperatuur verandert. De bekende XLPE-kabels mogen vanbinnen 140 graden worden. Dat bleek voor Arabische gom wat te heet zodat de geleiderkern dikker moet zijn. De praktijk komt neer op 14 mm meer geleiderdoorsnede om de temperatuur beneden 90 graden te krijgen.
De proeven onthulden dat het aanzoeten van de Arabische gom (zoete drop) een betere elektrische isolatiewaarde gaf dan zoute drop. Dat klinkt als een grote open deur aangezien zout geleidend is, maar zoet is gevoeliger voor bacteriegroei in het biologisch afbreekbare materiaal. Dat bleek op zijn beurt weer te beperken door een beetje salmiak aan toe te voegen aan de mix. Diverse DSO’s hebben aangegeven dat er inmiddels een variant dropmix is gevonden die voldoende geschikt is om in productie te gaan en daadwerkelijk te worden toegepast bij verkabelingsprojecten in de netten tot 50 kV in natte gebieden. Daarmee heeft Nederland een wereldprimeur: een isolatiemateriaal gebaseerd op ’s lands favoriete snoepgoed. Dat betekent dat er nu nog maar één groot probleem over is: hoe voorkomen we dat de werknemers van de kabellegbedrijven zich gaan gedragen als kinderen in de snoepwinkel en hun tandenin de grondkabel gaan zetten?
Afbeeldingen
Header: een kabel heeft een isolatiemantel nodig, en XLPE (kunststof) kent diverse beperkingen die Arabische gom niet heeft. Aerikel: de bekendste toepassing van Arabische gom.