PE-Compounds für Kommunikationskabel: Auswahl- und Leistungsleitfaden

Das Richtige auswählen PE-Compounds für Kommunikationskabel bestimmt, ob eine Netzwerkinstallation 10 oder 40 Jahre hält. Polyethylenverbindungen sind der Industriestandard für Kabelummantelungen und -isolierungen – aber nicht jede Qualität verhält sich bei thermischer Belastung, UV-Einstrahlung oder Hochfrequenzsignalanforderungen gleich gut. Dieser Leitfaden beantwortet die vier Fragen, die sich Kabelingenieure am häufigsten stellen: Welche Sorte soll gewählt werden, wie lässt sich die Qualität überprüfen, welche Eigenschaften sind am wichtigsten und welche Formulierung widersteht der Beeinträchtigung im Freien am besten.

40 Jahrelange Nennlebensdauer für korrekt spezifizierte PE-Kabelverbindungen in Erd- und Luftinstallationen

Welche PE-Mischung eignet sich für Kommunikationskabel?

Die Antwort hängt von der Einsatzumgebung des Kabels und den Signalanforderungen ab. Drei Qualitäten dominieren den Markt für Kommunikationskabel:

HDPE

Hochdichtes PE

Bevorzugt für Kanalrohr-, erdverlegte Direkt- und Glasfaserummantelungsanwendungen. Eine Zugfestigkeit von 20–37 MPa und eine Dichte über 0,94 g/cm³ verleihen HDPE eine hervorragende Druckfestigkeit und Feuchtigkeitsbarriereleistung.

MDPE

PE mittlerer Dichte

Der Ausgleichspunkt für Stichkabel und Verteilungsnetze. Die Spannungsrissbeständigkeit ist deutlich höher als bei HDPE, was MDPE zur bevorzugten Sorte macht, wenn Kabel um Ecken oder durch enge Leitungen gebogen werden.

LLDPE

Lineares PE mit niedriger Dichte

Wird für flexible Datenkabel und Patchkabelummantelungen im Innenbereich verwendet. Die Bruchdehnung liegt bei hochwertigen Formulierungen bei über 600 % und ermöglicht so die engen Biegeradien, die für strukturierte Verkabelungsinstallationen erforderlich sind.

Für selbsttragende Luftkabel (ADSS- oder Achter-Designs) bleibt rußgefülltes HDPE die Standardspezifikation – es bietet sowohl strukturelle Steifigkeit als auch UV-Schutz in einer einzigen Verbundschicht.

So testen Sie die PE-Qualität von Kabeln

Die Qualitätsüberprüfung von PE-Kabelverbindungen erfordert eine strukturierte Reihe von Tests, die die physikalische, elektrische und umweltbezogene Leistung abdecken. Es reicht nicht aus, sich auf ein einzelnes Testergebnis zu verlassen – Kabelausfälle im Feld sind fast immer auf ungetestete Belastungskombinationen zurückzuführen.

Testmethode	Standard	Akzeptabler Schwellenwert
Zugfestigkeit	IEC 60811-501	Über 12,5 MPa
Bruchdehnung	IEC 60811-501	Über 300 % (HDPE); 500 % (LLDPE)
Hot Set (XLPE-Typen)	IEC 60811-507	Dehnung unter Last unter 175 %
Volumenwiderstand	IEC 60093	Über 1 x 10^14 Ohm-cm
Dielektrizitätskonstante	IEC 60250	Unter 2,4 bei 1 MHz (Signalqualität)
ESCR (Stress Crack)	ASTM D1693	F50 über 500 Stunden
UV-Alterung (Ruß)	IEC 62821-1	Retention über 80 % nach 1.000 h

Hinweis zur Qualitätssicherung

Die Prüfung des Schmelzindex (MFI) gemäß ISO 1133 ist die schnellste Überprüfung der Chargenkonsistenz in der Werkstatt. Eine Abweichung von mehr als 20 % vom nominalen MFI weist auf eine Mischungsschwankung hin, die eine vollständige erneute Prüfung vor der Extrusion erfordert.

Welche Eigenschaften verbessern die Kabelleistung?

Vier Materialeigenschaften unterscheiden eine Premium-PE-Kabelmischung von einer Standardqualität – und jede ist direkt auf einen realen Fehlermodus zurückzuführen, mit dem Kabelbetreiber konfrontiert sind.

Spannungsrissbeständigkeit (ESCR)

ESCR misst, wie sich PE verhält, wenn mechanische Beanspruchung und chemische Einwirkung kombiniert werden – die genauen Bedingungen in Kabelkanälen, in denen Reinigungsmittel oder Schneidöle transportiert werden. Verbindungen mit niedrigem ESCR-Wert brechen innerhalb von Wochen; HDPE-Typen mit hohem ESCR-Wert und einer Bewertung von F50 über 1.000 Stunden bleiben jahrzehntelang intakt.

Dielektrizitätskonstante and Dissipation Factor

Für Hochfrequenz-Datenkabel, die Signale über 500 MHz übertragen, ist eine Dielektrizitätskonstante unter 2,35 entscheidend. Geschäumte PE-Compounds erreichen Werte von bis zu 1,5, indem sie die Polymermasse durch Luftzellen ersetzen und so die Signaldämpfung im Vergleich zu festen PE-Manteln um bis zu 30 % reduzieren.

Thermische Stabilität und Oxidationsinduktionszeit (OIT)

Der OIT-Test gemäß ASTM D3895 misst die Antioxidantienreserve in einer PE-Verbindung. Kabelverbindungen mit OIT-Werten über 20 Minuten bei 200 Grad Celsius behalten ihre mechanische Integrität, wenn Kabel in der Nähe von Wärmequellen oder durch der Sonne ausgesetzte Leitungsführungen verlaufen.

Biegeermüdungsbeständigkeit

Kabel, die auf Brücken, Windkraftanlagen oder Schleppanlagen installiert werden, durchlaufen im Laufe ihrer Lebensdauer Millionen von Biegezyklen. Hochermüdungsfähige PE-Compounds mit metallocenkatalysiertem LLDPE behalten nach 500.000 Biegezyklen eine Dehnungsretention von über 85 %, im Vergleich zu 60 % bei Standardqualitäten.

Welcher PE-Typ ist am besten UV-beständig?

Rußstabilisiertes HDPE ist der Branchenmaßstab für UV-Beständigkeit bei Kabelanwendungen im Außenbereich. Bei einer Beladung von 2,0–2,5 % Ruß pro Gewicht – gemäß den Spezifikationen der IEC 60811-409 – blockiert diese Formulierung über 99 % der UV-Strahlung und hat eine 25-jährige Bewitterungsleistung im Freien in tropischen Klimazonen bewiesen.

Carbon Black HDPE

UV-Absorption über 99 %
Lebensdauer: 25–40 Jahre im Freien
Entspricht IEC 62821-1 bei 2,0–2,5 % Belastung
Standard für ADSS- und Luftabzweigkabel
Farbe: nur schwarz

HALS-stabilisiertes PE

UV-Stabilisierung: 85–95 % Blockierungsrate
Lebensdauer: 10–20 Jahre im Freien
Erhältlich in voller Farbpalette
Wird für farbcodierte Innen-/Außenkabel verwendet
Erfordert eine erneute Dosierung für tropisches Klima

Für Installationen in äquatorialen Regionen, hochgelegenen Standorten (erhöhter UV-Index) oder Kabeln mit nach Süden ausgerichteten Luftspannweiten ist kohlenstoffschwarzes HDPE der einzige Verbundtyp mit dokumentierter UV-Beständigkeit über mehrere Jahrzehnte. Formulierungen mit gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren (HALS) bieten Farbflexibilität, erfordern jedoch höhere Additivbeladungen – typischerweise 0,5–1,0 Gew.-% – um vergleichbare Leistungswerte für den Außenbereich zu erreichen. Wenn die Leistung einer langfristigen Luft- oder Direktbestattung nicht verhandelbar ist, spezifizieren Sie PE-Compounds für Kommunikationskabel mit verifizierter Rußdispersion gemäß IEC 60811-409 ist der Ansatz mit dem geringsten Risiko.

Erkenntnisse zu den wichtigsten Spezifikationen

Passen Sie den PE-Dichtegrad an die mechanische Anforderung an: HDPE für Erd-/Luftleitungen, MDPE für die Verteilung, LLDPE für flexible Innenbereiche
Führen Sie die vollständige IEC 60811-Testsuite – elektrisch und mechanisch – durch, bevor Sie eine neue Compound-Charge genehmigen
Geben Sie für alle Kabel, die in der Nähe von Wärmequellen verlaufen, eine OIT von mehr als 20 Minuten bei 200 °C an
Ruß-HDPE mit einer Beladung von 2,0–2,5 % ist die einzige nachweislich 25-jährige UV-beständige Option für Außenkabel
Geben Sie bei signalkritischen Hochfrequenzkabeln einer Dielektrizitätskonstante unter 2,35 Vorrang vor mechanischer Güte