Hochspannungsprüfung von Beschichtungen und Umhüllungen
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1 / 6 Die “richtige“ Spannungsform – nur eine Geschmacksfrage? Inhalt 1. Stabilität der eingestellten Prüfspannung 2. Steigerung der Messsicherheit durch Gleitentladung 3. Restladungen auf der Beschichtung 4. Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung 5. Materialbeanspruchung 6. Prüfung von Materialien mit leitenden Beimischungen 7. Sicherheit Seite 2 2 3 4 5 5 6 Einführung Für die Prüfung der Porenfreiheit von isolierenden Beschichtungen auf elektrisch leitfähigen Objekten (z.B. Rohre, Tanks, Behälter) hat sich die Hochspannungsprüfung langjährig als erfolgreiche und sichere Messmethode bewährt. Bei der Porenprüfung mit Hochspannung kann zwischen drei verschiedenen Typen von Prüfgeräten unterschieden werden: Prüfgeräte mit Impulshochspannung (ELMED ISOTEST® Geräte) (unipolare Kurzzeitimpulse) Prüfgeräte mit Gleichspannung Prüfgeräte mit Wechselspannung In der folgenden Gegenüberstellung sollen diese unterschiedlichen Konzepte anhand der wichtigsten Kriterien verglichen werden. Vor- und Nachteile werden erläutert und anhand von Lösungen praxisrelevanter Fragen dargestellt.

2 / 6 1. Stabilität der eingestellten Prüfspannung Als Richtwert für die Wahl der Prüfspannung gilt z.B. nach DIN 30672: Uprüf = 5 kV / mm + 5 kV Beispiel: Eine 3 mm starke PE-Werksumhüllung soll auf Porenfreiheit geprüft werden. Uprüf = 3 mm x 5 kV / mm + 5 kV = 20 kV (Die oben angegebene Faustformel für die Prüfspannung geht von einem Arbeitsbereich von 20 kV - 25 kV aus, wobei der angegebene Wert genügend Toleranz für die Abweichung durch Feuchtigkeit, Luftdruck etc. bietet.) Frage: Ist die Prüfung von verschmutzten oder feuchten Prüfobjekten möglich? Impuls-Hochspannung (ELMED ISOTEST®)...

3 / 6 Frage: Was passiert bei der Prüfung von Umhüllungen mit überlappenden Bereichen? schräg verlaufenden Porenkanälen? höheren Prüfgeschwindigkeiten? ( >30cm/s) Impuls-Hochspannung (ELMED ISOTEST®) Optimale Messsicherheit durch starke Gleitentladungen. Begründung: Gleitentladungen werden durch unipolare Kurzzeitimpulse stark begünstigt. (physikalische Ursache ist die Änderung der elektrischen Feldstärke) Gleichspannung Keine Ausbildung von Gleitentladungen. Sichere Messung ist nicht realisierbar. Begründung: Bei dem Einsatz von Gleichspannung als Prüfspannung besteht nur eine geringe...

4 / 6 4. Die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung Die Prüfung von Materialien mit Hochspannung zählt zur Kategorie der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung - solange der kritische Grenzwert, die Durchschlagsspannung*, nicht überschritten wird. Eine wichtige Größe in diesem Zusammenhang ist der Stoßfaktor. Der Stoßfaktor ist das Verhältnis der Durchschlagsspannung* von kurzen Hochspannungsimpulsen U peak zur Höhe der Durchschlagsspannung* bei sinusförmiger Wechselspannung U AC U peak (kurze Hochspannungsimpulse) Stoßfaktor = ---------- U AC (sinusförmige Wechselspannung, 50 Hz) Der Stoßfaktor...

5 / 6 5. Materialbeanspruchung Frage: Wird durch die Prüfung mit Hochspannung das Beschichtungs- bzw. Umhüllungsmaterial zusätzlich beansprucht? Impuls-Hochspannung (ELMED ISOTEST®) Durch die unipolaren, kurzen Hochspannungsimpulse wird eine minimale Materialbeanspruchung erzielt. Gleichspannung Starke Belastungen des Umhüllungsmaterials. Begründung: Die beim Prüfen - im Vergleich mit der Impulsprüfung - lange anliegende hohe Gleichspannung stellt eine erhebliche Materialbelastung dar. Wechselspannung (50-60 Hz) Starke Belastungen des Umhüllungsmaterials. Begründung: Die dauernde...

6 / 6 7. Sicherheit Frage: Ist die Sicherheit beim Umgang mit Hochspannung gewährleistet? Impuls-Hochspannung (ELMED ISOTEST®) Impulse im Mikrosekundenbereich fallen nicht in den Geltungsbereich der VDE 0104. Begründung: Die ELMED ISOTEST® Geräte unterschreiten den durch die Internationale Elektrotechnische Kommission (I.E.C.) eingesetzten maximalen Stromwert für die Schmerzschwelle um den Faktor 5. Den Wert, der beim Menschen zum lebensgefährliche Herzkammerflimmern führen kann, wird sogar um den Faktor 1000 unterschritten (siehe IEC - Veröffentlichung 479/2 "Wirkung von unidirektionalen...