Isolierschläuche

Isolierstoffklassen und Grenztemperaturen

Isolierstoffklassen dienen im Allgemeinen der Charakterisierung und Spezifizierung von Isolierstoffen hinsichtlich ihrer thermischen Beständigkeit. Es handelt sich also um eine übersichtliche, normierte Einteilung der jeweiligen Stoffe nach ihrer maximalen Einsatztemperatur. Es resultieren folglich verschiedene Klassen mit unterschiedlichen Grenztemperaturen. Um eine dauerhafte Funktionalität im Betrieb zu gewährleisten dürfen diese Grenzwerte nicht überschritten werden. Die besagten Grenztemperaturen berücksichtigen dabei neben den Schmelz- oder Zersetzungstemperaturen der Isolierstoffe auch die langfristigen Auswirkungen kontinuierlich extremer thermischer Bedingungen, sodass bei Einhaltung dieser ein thermisch bedingtes Versagen nachhaltig ausgeschlossen werden kann. Im europäischen Raum sind die Isolierstoffklassen wie folgt entsprechend der DIN EN 60085 Klassifizierung festgelegt:

Übertemperatur = max. Temperatur nach DIN EN 61558, DIN-VDE 0570 – ta

Sämtliche Temperaturen über 180° werden traditionell in Isolierstoffklasse C zusammengefasst. In Anbetracht der hier vertretenen Materialien wie Glimmer, Porzellan, Glas oder Quarz ist diese allerdings bezüglich des GREMCO-Sortiments nicht bedeutsam. Zu den gängigen Isolierstoffen der übrigen Isolierstoffklassen zählen unter anderem Isolierharze und Isolierlacke, Nutisolationen, Isolierschläuche oder auch Motorklemmbretter.

Isolierstoffe und Isolierstoffklassen im Anwendungskontext

Ein wichtiges Anwendungsgebiet von Isolierstoffen ist im Bereich der Elektrotechnik. So werden bei elektrischen Maschinen Energieverluste in Wärme umgesetzt. Da sich zu hohe Temperaturen schädigend auf Elektrogeräte auswirken können werden Isolierstoffe als schützendes Element eingesetzt. Die maximalen Grenz- und Wicklungstemperaturen des jeweiligen Geräts sind im Allgemeinen auf dem zugehörigen Typenschild angegeben.

Isolierstoffmaterialien und Isoliersysteme

Die Isolierstoffklassen beziehen sich wiederum sowohl auf einzelne elektrische Isoliermaterialien (EIM), als auch auf elektrische Isoliersysteme (EIS), die mehrere Materialelemente kombinieren. Ein Isoliersystem muss dementsprechend nicht zwingend derselben Isolierstoffklasse zugehören wie sämtliche enthaltenen Materialien. So kann beispielsweise ein Isoliersystem dank der Schutzwirkung eines umhüllenden Stoffes wie Gießharz eine höhere Klasse als die umhüllten Stoffe aufweisen.

Kategorisierung von Isolierstoffklassen

Prinzipiell sind Isolierstoffklassen nicht als klassische Werkstoffkennwerte, sondern eher als Vergleichswerte einzustufen. Grundsätzlich verschlechtern sich die Eigenschaften eines Isolierstoffes mit steigender Temperatur, zum Beispiel als Folge des Erreichens der Erweichungstemperatur des Materials. Ebenfalls weisen Isolierstoffe unter widrigen thermischen Bedingungen beschleunigt Alterungserscheinungen auf, wodurch sich dessen Eigenschaften verschlechtern. Die konkrete Alterungsgeschwindigkeit kann mittels der Arrhenius-Gleichung bestimmt werden. Folglich hängt die Kategorisierung eines Materials oder Systems primär von

• den Anforderungen an den Isolierstoff
• und der zu erwartenden Lebensdauer des Produkts ab.

Entsprechen kann selbiges Material bzw. System in verschiedenen Anwendungskontexten unterschiedlichen Isolierstoffklassen zugeordnet werden. Die Klassifizierung erfolgt basierend auf bestehenden Betriebserfahrungen und Vergleichsprüfungen mit bewährten Isolierstoffen. Die exakten Anforderungen und Betriebstemperaturen sind in den jeweiligen Produktnormen festgeschrieben. So ist beispielsweise für einen Trockentransformator der Isolierstoffklasse 155 (F) im Nennbetrieb eine mittlere Wicklungstemperatur von 120 °C zulässig. Die Temperatur am heißesten Punkt der Wicklung darf im Nennbetrieb maximal 145 °C betragen, mit maximalen kurzzeitigen Extremwerten bis zu 180 °C. In Elektromotoren für industrielle Nutzung sind die Klassen F und H üblich. Thermoschalter, Thermosicherungen und Motorschutzschalter eines Motors oder Transformators sorgen dafür, dass die Grenztemperaturen nicht überschritten werden.