Aus Lexikon der Kunststoffprüfung
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Durchschlagfestigkeit

Elektrische Durchschlagsfestigkeit – Definition

Die Durchschlagfestigkeit ist jene elektrische Feldstärke, bei der die Leitfähigkeit eines Isolators um mehrere Größenordnungen ansteigt.

Ermittlung der Durchschlagfestigkeit

Zur Prüfung wird der Isolationswerkstoff zwischen zwei Elektroden geklemmt, an die eine elektrische Spannung angelegt wird. Während des Versuches wird die angelegte Spannung kontinuierlich erhöht, bis die Durchschlagsfestigkeit erreicht ist. Dabei erwärmt sich der Prüfkörper zwischen den Elektroden. Die größere elektrische Feldstärke verändert mit der Temperaturentwicklung den Isolator in seiner Struktur, woraus sich eine irreversible Schädigung des Werkstoffes ergibt, verbunden mit dem Verlust seiner isolierenden Eigenschaften.

Die elektrische Durchschlagfestigkeit ist eine materialspezifische Eigenschaft. Neben der chemischen Struktur des Kunststoffes ist sie stark von der Dicke des Prüfkörpers, der Art der Spannungsbeanspruchung und den Umgebungsbedingungen abhängig.

Erscheinungsformen des elektrischen Durchschlages

Je nach Mechanismus können drei Grundformen des elektrischen Durchschlages unterschieden werden:

  • der rein elektrische Durchschlag (Felddurchschlag, innerer Durchschlag),
  • der Wärme- oder thermische Durchschlag und
  • der Langzeitdurchschlag (teilladungsinduzierter Durchschlag, elektrische Alterung).

Gerätesystem zur Messung von Kennwerten

Die elektrischen Kennwerte Durchschlagfestigkeit sowie der Durchgangswiderstand werden mit einem Durchschlagtester bzw. mit einem hochohmigen Widerstandsmessgerät mit angeschlossenem Messkondensator bestimmt (Bild 1).

Durchschlagfestigkeit1.jpg

Bild 1: Hochspannungsprüfgerät RMG 15 AC mit Elektrodenanordnung und Prüfkäfig


Literaturhinweise

  • DIN EN 60243-1 (1999-03): Elektrische Durchschlagfestigkeit von isolierenden Werkstoffen – Prüfverfahren – Teil 1: Prüfungen bei technischen Frequenzen (IEC 60243-1:2013), Deutsche Fassung EN 60243-1:1998
  • DIN EN 60243-2 (2014-08): Elektrische Durchschlagfestigkeit von isolierenden Werkstoffen – Prüfverfahren – Teil 2: Zusätzliche Anforderungen für Prüfung mit Gleichspannung (IEC 60243-2:2013), Deutsche Fassung EN 60243-2:2014