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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Dieser Teil von DIN EN 61857 legt ein allgemeines und standardisiertes Prüfverfahren zur vergleichenden thermischen Bewertung der Lebenserwartung und Kennzeichnung elektrischer Isoliersysteme (EIS) fest und führt ein Verfahren ein, das das Betriebsverhalten eines Prüflings-EIS mit dem eines Vergleichs-EIS vergleicht. Diese Norm gilt für vorhandene oder zur Anwendung vorgeschlagene Isoliersysteme (EIS), die in elektrotechnischen Betriebsmitteln mit einer Anschlussspannung bis zu 1 000 V eingesetzt werden und bei denen der thermische Faktor der wesentliche Alterungsfaktor ist.
Ein EIS enthält viele verschiedene Bestandteile, die nach dem Gesichtspunkt ausgewählt wurden, den unterschiedlichen elektrischen, mechanischen und thermischen Beanspruchungen in den verschiedenen Teilen der Struktur eines elektrotechnischen Erzeugnisses standzuhalten. Die nutzbare Lebensdauer eines EIS hängt davon ab, wie die einzelnen Bestandteile angeordnet sind, welche Wechselwirkungen zwischen ihnen auftreten und vom Beitrag, den jede einzelne Komponente zur elektrischen und mechanischen Funktionsfähigkeit leistet. Es ist daher unmöglich, ein einzelnes Prüfobjekt stellvertretend für alle elektrotechnischen Betriebsmittel vorzuschreiben. Es obliegt den technischen Komitees für Betriebsmittel der IEC, sich mit den Prüfobjekten und der Anwendung dieses Prüfverfahrens zu befassen, damit diese ihren speziellen Erfordernissen gerecht werden können. Es ist beabsichtigt, in Zusammenarbeit mit anderen technischen Komitees der IEC diese Arbeit fortzuführen, um eine Serie von Normen zu entwerfen, wobei jeder Normenteil ein spezielles Prüfobjekt und/oder eine besondere Anwendung behandelt. Das hier vorgestellte Verfahren ermöglicht nur angenäherte Vergleiche und kann nicht herangezogen werden, um die Vorzüge eines jeden besonderen EIS vollständig zu bestimmen. Dies kann nur anhand umfangreicher Betriebserfahrungen abgeleitet werden.
Als EIS wird eine isolierende Anordnung aus einem oder mehreren elektrischen Isoliermaterialien (EIM), angewendet zusammen mit elektrisch leitenden Teilen in einem elektrotechnischen Betriebsmittel, bezeichnet. EIMs mit unterschiedlichen Temperaturindizes (ATE/RTE nach IEC 60216-5) können miteinander nach IEC 60505 ein EIS bilden, das einer höheren oder niedrigeren thermischen Klasse entspricht als jede ihrer einzelnen Komponenten.
Dieses thermische Alterungsverfahren beruht auf der allgemein anerkannten Tatsache, dass die thermische Alterung durch Temperaturerhöhung beschleunigt wird und dass das Maß der Beschleunigung oft dem Arrhenius-Gesetz über die chemische Reaktionsgeschwindigkeit folgt. Auf der Grundlage dieser Beziehung kann eine annehmbare Extrapolation von Alterungsversuchsergebnissen zur Bestimmung der erwarteten thermischen Lebensdauer des Prüflings-EIS erfolgen. Beschleunigte thermische Prüfung erfordert den Nachweis, dass gleiche oder gleichwertige Alterungsmechanismen wie unter Betriebsbedingungen wirken.
Prüflinge des zu bewertenden EIS werden thermischen Alterungszyklen bei ausgewählten Temperaturen ausgesetzt. Jeder Alterungszyklus besteht aus einem festgelegten Zeitabschnitt mit Beanspruchung bei einer erhöhten Temperatur und einem Unterzyklus von Beanspruchungen durch vordiagnostische Behandlungen und diagnostische Prüfungen. Vordiagnostische Behandlungen können mechanische Beanspruchung, Kälteschock und Feuchteeinwirkung umfassen. Zur Bestimmung der Prüflebensdauer wird eine dielektrische Nachweisprüfung durchgeführt. Ein Vergleichs-EIS wird nach dem gleichen Prüfverfahren geprüft. Die Prüflebensdauer des EIS wird bei jeder Alterungstemperatur ermittelt. Auf Grundlage dieser Prüflebensdauern wird die thermische Klasse des Prüflings-EIS im Verhältnis zur Lebensdauer des Vergleichs-EIS bei seiner Klassentemperatur ermittelt.
Die Funktionsprüfung und Bewertung entsprechend diesem Prüfverfahren muss auf der Grundlage eines Vergleiches erfolgen, unter Verwendung eines betriebserprobten, mit dem Prüflings-EIS in gleicher Weise geprüften EIS, als Maßstab des Vergleiches.
Für die Norm ist das DKE/K 183 "Bewertung und Qualifizierung von elektrischen Isolierstoffen und Isoliersystemen" (AK 183.0.6 "Verfahren zur Bewertung elektrischer Isolierungen") zuständig.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN 61857-1 (VDE 0302-11):2005-09 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) der Begriff "Konditionierung" wurde herausgenommen; b) Bezüge und Verweisungen im Text wurden aktualisiert; c) die normativen Verweisungen wurden auf den aktuellen Stand gebracht. d) einzelne Angaben und Anweisungen wurden präzisiert. e) es wurden editorielle Änderungen eingebracht, um diese Norm an die Teile 21 und 22 anzugleichen.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 183 - Bewertung und Qualifizierung von elektrischen Isolierstoffen und Isoliersystemen