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Aus dem Facharchiv: Fachbegriffe aus der Elektrotechnik
Was versteht man unter Durchschlag und Überschlag?

Ein Durchschlag ist die vollständige elektrische Entladung in einem festen Isolierstoff.

Isolieröl im Durchschlagsversuch (Foto: Philippe Mertens/wikipedia, Lizenz C BY-SA 3.0)

Isolieröl im Durchschlagsversuch (Foto: Philippe Mertens/wikipedia, Lizenz C BY-SA 3.0)

Durchschlag

Allgemeines

Festkörperdurchschläge führen zu einer dauernden Überbrückung der Isolierung und folglich zu einem völligen Verlust der Isolationsfestigkeit des betreffenden elektrischen Betriebsmittels. Während Luftüberschläge entlang der Oberfläche eines Isolierkörpers diesen meist nicht beschädigen, führen Durchschläge unweigerlich zur Zerstörung. Die Durchschlagstrecke wird durch den Durchschlagkanal markiert.

Durchschlagbarkeit

Durchschlagbar sind Feststoffisolierungen, z. B. Porzellanisolatoren, wenn deren Luftüberschlagstrecke (Schlagweite) wesentlich größer ist als die Durchschlagstrecke. Sind die Luftüberschlagstrecke und die Durchschlagstrecke etwa gleich groß, kommt es wegen der geringeren Isolationsfestigkeit von Luft gegenüber festen Isolierstoffen, z. B. Porzellan, meist zum Überschlag, selten zum Durchschlag. Isolatoren, deren Durchschlagstrecke größer als die Luftüberschlagstrecke ist, gelten als nicht durchschlagbar. Diese Betriebsmittel sind demnach durchschlagfest.

Durchschlagfestigkeit

Elektrische Durchschlagfestigkeit (engl. electric strength) – die Beständigkeit eines festen Isolierstoffs gegen einen inneren Durchschlag – wird definiert als Quotient aus der Durchschlagspannung und dem Abstand der Elektroden, zwischen denen die Spannung unter festgelegten Bedingungen angelegt wird. Dabei gilt als „Durchschlagspannung“ (engl. breakdown) die höchste Spannung, der ein Isolierstoff (Probekörper) ohne Durchschlag über die vorgegebene Zeit standhält. Der Wert dieser Spannung (dielektrische Spannungsfestigkeit) wird insbesondere von der Dicke, Art und Temperatur der Probe, der Kurvenform der Prüfspannung, der Geschwindigkeit der Spannungssteigerung und der Dauer der Spannungsbeanspruchung bestimmt. Die Prüfung der elektrischen Durchschlagfestigkeit eines Isolierkörpers gegen Zerstörung bei Beanspruchung mit Wechselspannung von Betriebsfrequenz, Gleich- und Stoßspannung erfolgt nach der Normenreihe DIN VDE 0303.

Überschlag

Vollständige elektrische Entladung

  • in einem flüssigen oder gasförmigen Isolierstoff (Funkenüberschlag) oder
  • entlang der Oberfläche eines festen Isolierstoffs (Oberflächen- oder Kriechüberschlag),

verbunden mit dem vorübergehenden oder ständigen Verlust der Isolation [1]. Die Strecke zwischen den Punkten der elektrischen Entladung wird Überschlagstrecke genannt.

Oberflächenüberschläge an Isolierungen werden wie folgt unterschieden:

Trockenüberschläge sind Überschläge bei sauberer und trockener Oberfläche. Die Trockenüberschlagspannung der jeweiligen Isolierung wird bei Wechselspannung mit Betriebsfrequenz und unter Verwendung von Stoßspannung gemessen. Die Überschlagstoßspannung ergibt sich aus der Überschlaghäufigkeit bei verschiedenen Stoßspannungsscheitelwerten.

Regenüberschläge bezeichnen Überschläge unter dem Einfluss natürlicher Niederschläge, z. B. Regen oder Tau. Der Nachweis des verminderten Isoliervermögens bei einem Feuchtefilm erfolgt mittels Wechselspannung (Regenüberschlagspannung).

Fremdschichtüberschläge sind Überschläge bei verschmutzter oder salzverkrusteter Oberfläche, z. B. in Industriegebieten oder Meeresnähe. Der Nachweis des verminderten Isoliervermögens erfolgt mittels Wechselspannung (Fremdschichtüberschlagspannung).

Literatur: [1] DIN EN 60664-1 (VDE 0110 Teil 1):2008-01 Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen; Grundsätze, Anforderungen und Prüfungen.

Autor: R. Müller

Der Beitrag ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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