Bestimmung der Kriechstromfestigkeit – Kriechwegbildung

Für Kunststoffe, die im Bereich der Elektrotechnik als Isolationswerkstoff eingesetzt werden, ist eine hohe Kriechstromfestigkeit von besonderer Bedeutung. In der Praxis wird die Kunststoffoberfläche nicht nur durch Teilentladungen belastet, sondern auch durch Staub, Chemikalien und andere Verschmutzungen verunreinigt. Im Unterschied zu sauberen, trockenen Kunststoffoberflächen kann es in Verbindung mit Feuchtigkeit zu einem Stromfluss zwischen zwei Elektroden schon bei niedrigeren Spannungen kommen. Im Laufe der Zeit wird die Oberfläche durch eine lückenlose Aneinanderreihung von Kriechspuren und somit der Ausbildung eines Kriechweges zerstört. Da die Kunststoffoberfläche auch einer thermischen Belastung ausgesetzt ist, kann es sogar zu einer Entzündung kommen.

Zur Bestimmung der Kriechstromfestigkeit, der Widerstandsfähigkeit eines Kunststoffs gegenüber Kriechströmen, hat sich in der industriellen Praxis das Tropfenverfahren (beispielsweise genormt in DIN EN ISO 60112) durchgesetzt. Bei diesem Verfahren werden zwei Platinelektroden mit einer Prüfspannung zwischen 100 V und 600 V in einem bestimmten Abstand auf die Kunststoffoberfläche gesetzt. Alle 30 Sekunden wird ein Tropfen einer entsprechenden Prüflösung 40 mm über der Kunststoffoberfläche zwischen die zwei Platinelektroden abgegeben. Als Kriechstromfestigkeit wird die Spannung ermittelt, bei der nach 50 Tropfen gerade noch kein Überstrom bei einer Stromstärke von 0,5 A nach 2 Sekunden ausgelöst wird. Kenngrößen zur Charakterisierung der Kriechstromfestigkeit sind die Vergleichszahl der Kriechwegbildung (CTI) und die Prüfzahl der Kriechwegbildung (PTI).

Was ist der CTI Wert (Comparative Tracking Index)?

Der CTI-Wert ist eine Maßzahl für die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Kriechstrombildung. Ein hoher CTI-Wert bedeutet, dass das Material eine bessere Leistung in Umgebungen bietet, in denen die Gefahr von Kriechströmen besteht. Der CTI-Wert wird in Volt gemessen und gibt die höchste Spannung an, bei der das Material noch keinen Kriechweg bildet.

Was ist Kriechwegbildung (PTI – Proof Tracking Index)?

Der PTI-Wert, oder Proof Tracking Index, ist ähnlich dem CTI-Wert, bezieht sich jedoch auf die spezifischen Bedingungen einer bestimmten Anwendung oder eines Prüflings. Er misst die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen die Bildung von Kriechwegen unter vorgegebenen Bedingungen.

Was sind Isolierstoffgruppen und Isolationsstrecken?

Isolierstoffe werden je nach ihrer Fähigkeit, Kriechströmen zu widerstehen, in verschiedene Gruppen eingeteilt. Diese Einteilung hilft bei der Auswahl des geeigneten Materials für elektrische Anwendungen, wobei eine längere Isolationsstrecke eine höhere Sicherheit gegen elektrische Durchschläge bietet. Diese Gruppen basieren auf dem Comparative Tracking Index (CTI), einer Messung in Volt, die angibt, wie gut das Material Kriechströme verhindern kann. Die spezifischen Gruppen variieren, aber typischerweise werden Materialien mit höheren CTI-Werten als widerstandsfähiger gegen Kriechstrombildung angesehen und daher für anspruchsvollere elektrische Anwendungen bevorzugt.

Der CTI-Wert einiger bekannter Kunststoffe

• Polyethylen (PE): 600 V
• Polypropylen (PP): 600 V
• Polycarbonat (PC): 250 V
• Polyamid (PA): 175 V
• Polyester (PBT): 250 V

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