Isolierwerkstoffe

Anorganische Stoffe

Name Vorkommen Eigenschaften Verwendung
Glimmer ist ein durchsichtiges, in dünne Plättchen spaltbares Gestein. ist
  • biegsam
  • sehr hitzebeständig und
  • ein sehr guter elektrischer Isolator.
  • Kondensatoren
  • Kollektoren
  • flache Heizplatten
  • Bügeleisen etc.
  • Asbest ist ein leicht in Fasern auflösbares Gestein. ist
  • weich und biegsam.
  • säurefest und
  • sehr hitzebeständig.
  • Asbeststaub ist sehr gefährlich!
  • Drahtisolierungen
  • Heizkissen
  • Glas ist eine Legierung aus Quarz, Soda und Kalk. ist
  • säurefest
  • ein schlechter Wärmeleiter
  • nicht hygroskopisch (wasseranziehend)
  • Glühlampen
  • LSL
  • Isolatoren etc.
  • Keramik ist ein Sinterwerkstoff aus Ton und Kaolin oder Speckstein. hat
  • hohe mechanische Festigkeit und
  • lange Lebensdauer
  • und ist temperaturbeständig.
  • Kondensatoren
  • Isolatoren
  •  

    Organische Stoffe

    Organische Stoffe enthalten Kohlenstoffverbindungen. Wir unterscheiden:

    Organische Naturstoffe Vollsynthetische Stoffe (Kunststoffe)
    • Papier
    • Textilien
    • Gummi
    • Verguß- und Tränkmassen
    • Öle und Fette
    Durch chemische Synthese aus natürlichen Kohlenwasserstoffen (Erdöl) hergestellt

    (Synthese = Entstehung einer chemischen Verbindung)

    Kunststoffe oder Plaste

    Isolierstoffe (oft Kunststoffe) sind Materialien mit wenig freien Ladungsträgern. Durch Wärme, hohe Spannung, Feuchtigkeit oder Verschmutzung können sie aber leitfähig werden.

    Allgemeine Eigenschaften

    • chemische Beständigkeit
    • leicht färbbar
    • schlecht wärmebeständig
    • schlecht wärmeleitend
    • elektrisch gut isolierend
    • wasserbeständig
    • geringe Dichte (leicht)
    • gut spanlos verformbar
    • korrosionsbeständig (ist ein Problem bei der Abfallbeseitigung)

    Einteilung

    1. Härtbare Kunststoffe das sind Duroplaste oder Duromere
    2. Spritzbare Kunststoffe das sind Thermoplaste oder Plastomere
    3. Formbare Kunststoffe das sind Elaste oder Elastomere

    Duroplaste oder Duromere

    Härtbare Kunststoffe sind synthetische Harze, die durch Erwärmung bis 180°C, oder chemisch (= durch Zusatz von Härtemitteln) gehärtet werden können. Sie sind im gehärteten Zustand

    • nicht mehr erweichbar und
    • schwer brennbar.

    Wichtige Duroplaste sind:

    Phenolharz PF Spulenkörper, Klemmbretter, Schalterteile
    Epoxidharz EP Gießharz für Elektromotoren, Kabelmuffen
    Polyesterharz UP Verteiler, Disketten, Gehäuse, Videobänder
    Polyurethanharz PUR Ausschäumen von Kühlschränken, Gehäuse
    Melaminharz MF Schalter, Steck- und Abzweigdosen, Gehäuse
    Silikonharz SI Imprägnieren von Wicklungen, Formteile

    Handelsnamen sind:

    • Pertinax
    • Resopal
    • Bakelite

    Thermoplaste oder Plastomere

    Bei Erwärmung auf 80°C können diese formbaren Kunststoffe immer wieder neu verformt werden. Sie lassen sich im erwärmten Zustand spanlos durch pressen, biegen, schweißen und spritzen verformen.

    Wichtige Thermoplaste sind:

    Polyvinylchlorid PVC Leitungs- und Kabelisolation, Isolierbänder, Installationsrohre, Folien
    Polyethylen PE Leitungs- und Kabelisolation, Formteile, Schrumpfschläuche, Folien
    Polystyrol PS Drucktasten, Zeichenschablonen,
    geschäumtes PS ./. für Dämmstoffe und Verpackungsmaterial
    Polytetrafluorethylen PTFE Spulenkörper, Dichtungen, Isolierschläuche, Beschichtungen

    Elaste oder Elastomere

    Formbare Kunststoffe sind Kunststoffe mit gummiähnlichem (elastischem) Verhalten. Der wichtigste Vertreter ist Chloropren - Kautschuk.

    Elaste sind

    • Temperaturbeständig, und
    • beständig gegen verdünnte Säuren
    • und witterungsfest.

    Verwendung

    Zur Isolation von Schlauchleitungen.

    Flüssige Isolierstoffe

    Isolieröle Kabel-, Trafo-, Schaltgeräte- und Kondensatoröle
    Clophen Trafos, entwickelt bei 300 bis 1000°C hochgiftige Gase (DIOXIN); wird heute meist ersetzt durch Silikonöle
    Silikonöle Trafos und Schaltgeräte, klare, farb- und geruchlose Flüssigkeit
    Bitumen Teerähnliches Produkt als Tränk- und Vergußmasse bei Kabelmuffen

    Elektrische Prüfung

    Kriechstromfestigkeit

    Kriechströme sind Ströme an der Oberfläche von Isolatoren. Kriechstromwege entstehen hauptsächlich durch Verschmutzung und Feuchtigkeit.

    Prüfung der Kriechstromwegbildung

    Die Prüfung erfolgt mit maximal 600V Prüfspannung. Dabei darf kein Ableitstrom an der Oberfläche festgestellt werden können.

    Durchschlagsfestigkeit

    Die Spannung, bei der eine Probe mit entsprechender Dicke leitend wird, nennt man Durchschlagfestigkeit.

    Die Größe mit der Einheit V/m ist die elektrische Feldstärke.

    Isolierstoff Durchschlagsfestigkeit in kV/mm
    Luft 2,1
    Glas 10 bis 40
    Glimmer 30 bis 70
    Porzellan 35
    Polyvinylchlorid 20 bis 50
    Polyethylen 70 bis 100