Zweck der Isolierstoffe

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1 Zweck der Isolierstoffe
Seite 1 von 13 Allgemeines Zweck der Isolierstoffe Isolierstoffe dienen vornehmlich folgenden Zwecken 1. Isolation spannungsführender Teile gegenüber der Umgebung. 2. Isolation zwischen spannungsführenden Teilen. 3. Isolierte Befestigung und Durchführung spannungsführender Teile. 4. Unterbrechen des Stromflusses beim Öffnen von Stromkreisen.

2 Unterscheidung der Isolierstoffe
Seite 2 von 13 Allgemeines Unterscheidung der Isolierstoffe Der Stromfluss zwischen Teilen mit ungleicher Spannung soll möglichst klein sein. Man unterscheidet bei den isolierstoffen zwischen: 1. Festen Isolierstoffen 2. Flüssigen Isolierstoffen 3. Gasförmigen Isolierstoffen Bei den festen Isolierstoffen ist die mechanische Eigenschaft wichtig, da diese bei den Konstruktionen berücksichtigt werden müssen.

3 Kenngrössen der Isolierstoffe
Seite 3 von 13 Allgemeines Kenngrössen der Isolierstoffe Der Stromfluss zwischen Teilen mit ungleicher Spannung soll möglichst klein sein. Man unterscheidet bei den Isolierstoffen zwischen: 1. Isolationswiderstand 2. Durchschlagspannung 3. Durchschlagfestigkeit 4. Dielektrizitätskonstante 5. Wärmebeständigkeit

4 Widerstand Isolationswiderstand
Seite 4 von 13 Widerstand Isolationswiderstand Der Isolationswiderstand wird an einem Würfel von 1cm Kantenlänge gemessen. Der daraus resultierende spezifische Widerstand  wird in Ohm *cm angegeben.

5 Durchschlag Durchschlagfestigkeit (IEC 243)
Seite 5 von 13 Durchschlagfestigkeit (IEC 243) Die Durchschlagfestigkeit ist die Festigkeit von Isolierwerkstoffen gegen Hochspannung. Der Kennwert ist der Quotient aus der Spannung und der Probenkörperdicke (Maßeinheit kV/mm). Durchschlag Linkliste Datenblattsammlung

6 Seite 6 von 13 Ein Kriechstrom kann entstehen, wenn sich auf einer Oberfläche Schmutz ansammelt oder das Material Feuchtigkeit aufnimmt.Abhilfe schafft ein Lackieren oder Vergiessen mit Silikon oder Epoxyharz. Krichstrom

7 Dielektrikum Jeder Isolator ist ein Dielektrikum.
Seite 7 von 13 Jeder Isolator ist ein Dielektrikum. Da in einem Isolator die Ladungsträger nicht frei beweglich sind, werden sie durch ein äußeres elektrisches Feld polarisiert. Dabei wird zwischen zwei Arten der Polarisation unterschieden: Verschiebungspolarisation Elektrische Dipole werden induziert, d. h. Dipole entstehen durch geringe Ladungsverschiebung in den Atomen oder Molekülen. Der Effekt kann mit Hilfe der Clausius-Mossotti-Gleichung beschrieben werden. Orientierungspolarisation Ausrichtung der ungeordneten, permanenten Dipole eines Isolators im elektrischen Feld gegen ihre thermische Bewegung. Der Effekt kann mit der Debye-Gleichung beschrieben werden. Dielektrikum

8 Seite 8 von 13 Die Kapazität (C in [F], Farad) eines Kondensators hängt im wesentlichen vom verwendeten Dielektrikum  , der Plattenfläche A und dem Abstand d der Platten zueinander ab, für einen Plattenkondensator gilt: Dielektrikum Je höher die Dielektrizitätszahl ist, desto mehr Energie kann in dem elektrischem Feld zwischen den Platten eines Kondensators gespeichert werden. Eine weitere charakteristische Größe eines Dielektrikums ist dessen Durchschlagsfestigkeit, d. h. ab welcher Spannung das Dielektrikum seine Isolationseigenschaften verliert und es zu Überschlägen zwischen den Kondensatorplatten kommt. Der Isolator zwischen den Leitern eines Koaxialkabels wird ebenfalls als Dielektrikum bezeichnet und bestimmt wesentlich die Eigenschaften der Leitung. Außerdem wird ein Dielektrikum bei Funkenerosionsmaschinen verwendet. In diesem Fall ist es eine Flüssigkeit, die verhindert, dass die Funken der Elektrode zu weit überspringen. Animationen Kondensator mit und ohne Dielektrikum Einfluss der Polarisation

9 Seite 9 von 13 Wärmebeständig bis zu einer bestimmten Temperatur ist ein Stoff, wenn sich dabei seine elektrischen und mechanischen Eigenschaften nicht in einer dem Vewendungszweck nachteiligen Weise ändert. Für die höchstzulässige Erwärmung sind nach IEC sieben Klassen vorgesehen. Diese sind: Klasse nach VKF Klasse nach IEC Höchszulässige Temperatur °C Beispiele Y 90 Baumwolle, Papier ungetränkt A 105 Baumwolle, Papier imprägniert E 120 Hartpapier mit Phenolharz B 130 Pressmassen, Melamin, Phenol F 155 Glimmer mit organischen Trägern H 180 Glimmer mit anorganischen Trägern C >180 Glimmer, Quarz, Porzellan Wärme

10 Wärme Seite 10 von 13 Glimmer (roh) <600 2,6 ... 3,2 30 ... 50
Material Zulässige Temperatur [°C] Dichte [kg/dm3] Durchschlags- festigkeit [kV/mm] Dielektrizitäts- konstante Glimmer (roh) <600 2, ,2 Gummi (weich) <50 ,2 Luft (ruhend) 1,29 2,1 1 Polystyrol <70 100 2,6 PVC (Polyvinylchlorid) <60 Porzellan <160 2, ,8 Steatit <200 2, ,8 Wärme

11 Seite 11 von 13 Lusterklemmen Material Polyamid Beispiele

12 Seite 12 von 13 Kabel Beispiele

13 Seite 13 von 13 Beispiele Transformatoren