Aus dem Facharchiv: Lernen und Können
Werkstoffkunde - Elektrische Isolierstoffe – Oxide, Öle und Gase (10)
Isolierwerkstoffe gelten in der Elektrotechnik als nichtleitendes Material. Isolierstoffe werden in der Elektrotechnik verwendet, um den elektrischen Stromfluss auf die spannungsführenden Teile zu begrenzen. Bereits im letzten Teil wurden erste anorganische Isolierstoffe besprochen. Daran anknüpfend werden in diesem Beitrag gasförmige, flüssige und natürliche organische Isolierstoffe vorgestellt.
Oxide
Nachdem man in der metallurgischen Entwicklung entdeckt hatte, dass vor allem Metalloxide gute isolierende Wirkung besitzen, wurden und werden diese Oxide hauptsächlich bei der Herstellung elektronischer Bauelemente verwendet.
Ein typisches Einsatzgebiet von Metalloxiden ist die Verwendung als Dielektrikum in Elektrolytkondensatoren. Man unterscheidet dabei die
- Aluminium-Elektrolytkondensatoren und
- Tantal-Elektrolytkondensatoren (Bild 1).
In beiden Fällen wird die μm-dicke Isolationsschicht elektrolytisch aufgebracht. Man erreicht mit diesem Verfahren, dass sich Kondensatoren in kleiner Bauform mit relativ hohen Kapazitäten herstellen lassen.
Flüssige Isolierstoffe und Isolieröle
Flüssige Isolierstoffe werden in der Elektrotechnik zum Isolieren und zum Tränken von Papier und Geweben sowie als Vergussmassen benutzt. Sie haben die Aufgabe, die Isolationsfähigkeit der festen Stoffe zu verbessern sowie Hohlräume auszufüllen und Verlustwärme abzuführen. Beispielsweise sind Hochspannungstransformatoren mit „Trafoöl“ gefüllt.
Allgemeine Anforderungen
Zu den allgemeinen Eigenschaften flüssiger Isolierstoffe zählen:
- hohe Druckfestigkeit,
- große Wärmeleitfähigkeit,
- alterungsbeständig,
- geringe Wasseraufnahme,
- geringer Stockpunkt,
- hoher Flammpunkt,
- Lichtbogenfestigkeit,
- geringe Viskosität.
Zu beachten ist der Temperaturbereich ihrer Einsatzmöglichkeiten. Bei tiefen Temperaturen erhöhen sich die Viskosität bzw. das Festwerden. Hohe Temperaturen verschlechtern die Isoliereigenschaften. Bei Aufnahme von Wasser und anderen Verunreinigungen sinken die Widerstandswerte und verringert sich die Durchschlagsfestigkeit.