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Durchgangswiderstand

Definition des Durchgangswiderstandes

Der Durchgangswiderstand ist als der Quotient einer zwischen zwei Elektroden angelegten elektrischen Spannung und der zwischen diesen Elektroden gemessenen Stromstärke definiert.

An den Prüfkörper, der aus einem Kunststoff bzw. Elastomer besteht und dessen Kontaktflächen eben und planparallel ausgeführt sein müssen, werden an eben diesen Flächen zwei ringförmige Plattenelektroden angelegt. Es sind aber auch andere Geometrien möglich (z. B. Zylinderelektroden). Bei vorgegebener Spannung U, deren Wert in Bezug auf den Abstand der Elektroden unterhalb der Durchschlagfestigkeit liegen muss, und konstanter Stromstärke I wird der Widerstandswert ermittelt. Dabei wird der Strom entlang der Oberfläche nicht berücksichtigt und mögliche Polarisationserscheinungen an den Elektroden vernachlässigt.

Messaufbau zur Ermittlung des Durchgangswiderstandes

Der Durchgangswiderstand wird nach dem Messaufbau in Bild 1 bestimmt. Dabei ist U die Betriebsspannung und RV ein veränderbarer Widerstand, mit dem die Messspannung UV an den beiden Elektroden des Messkondensators, in dem sich das zu prüfende Dielektrikum befindet, eingestellt werden kann.

Durchgangswiderstand1.JPG

Bild 1: Prinzipskizze für die Messung des Durchgangswiderstandes

Zur Verhinderung der Deformation des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden und der Vermeidung der damit hervorgerufenen Messfehler wird die Anode (untere Elektrode in Bild 1) in eine Ringelektrode, die auf das Potenzial der Kathode gelegt wird, und eine Messelektrode geteilt, wobei zwischen diesen beiden Elektroden zur Verhinderung von Spannungsüberschlägen laut DIN IEC 60093 eine Lücke von 5 mm besteht.

Typische Kunststoffe für die Prüfung des Durchgangswiderstandes sind Isoliermaterialien wie z. B. aus Polyethylen (Kurzzeichen: PE), Polyvinylchlorid (Kurzzeichen: PVC), Polyester (Kurzzeichen: PES), Polytetraflourethylen (Kurzzeichen: PTFE bzw. Teflon) sowie Elastomere.

Die elektrischen Kennwerte Durchgangswiderstand und Durchschlagfestigkeit werden mit einem hochohmigen Widerstandsmessgerät mit angeschlossenem Messkondensator bzw. mit einem Durchschlagtester bestimmt.


Literaturhinweise

  • Hellerich, W., Harsch, G., Haenle, S.: Werkstoffführer Kunststoffe: Eigenschaften, Prüfungen, Kennwerte. Carl Hanser Verlag, München Wien (2004) (ISBN 978-3-446-22559-6)
  • DIN IEC 60093 (1993-12): Prüfverfahren für Elektroisolierstoffe; Spezifischer Durchgangswiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand von festen, elektrisch isolierenden Werkstoffen (IEC 60093:1980), Deutsche Fassung HD 429 S1:1983 (zurückgezogen; ersetzt durch DIN EN 62631-3-1 (2017-01))
  • DIN EN 62631-3-1 (2017-01): Dielektrische und resistive Eigenschaften fester Isolierstoffe – Teil 3-1: Bestimmung resistiver Eigenschaften (Gleichspannungsverfahren) – Durchgangswiderstand und spezifischer Durchgangswiderstand – Basisverahren (identisch mit VDE 0307-3-1:2017-01)
  • Schönhals, A.: Elektrische und dielektrische Eigenschaften. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 357–397 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)