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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Die Internationale Norm wurde vom IEC/TC 109 "Isolationskoordination für Niederspannungsbetriebsmittel" (vormals IEC/SC 28A) erarbeitet. Sie ist Teil der Normenreihe IEC 60664 "Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen" mit den folgenden Unterteilen:

• Teil 1: Grundsätze, Anforderungen und Prüfungen

• Teil 2: Anwendungsrichtlinie

• Teil 3: Anwendung von Beschichtungen, Eingießen oder Vergießen zum Schutz gegen Verschmutzung

• Teil 4: Berücksichtigung von hochfrequenten Spannungsbeanspruchungen

• Teil 5: Ein umfassendes Verfahren zur Bemessung der Luft- und Kriechstrecken für Abstände gleich oder unter 2 mm.

Der Anwendungsbereich von IEC 60664-1 ist auf Frequenzen bis maximal 30 kHz beschränkt. Inzwischen treten jedoch in Geräten der Niederspannungstechnik durch den Einsatz entsprechend leistungsfähiger Bauelemente zunehmend hochfrequente Arbeitsspannungen mit Frequenzen über 30 kHz auf. Es ist auch damit zu rechnen, dass in absehbarer Zeit der MHz-Bereich erreicht sein wird. Ein großer Teil der Spannungsformen ist nicht sinusförmig. Kleine Abmessungen sind zur Miniaturisierung und zur Erzielung hoher Wirkungsgrade zum Beispiel in Hochfrequenzübertragern notwendig, so dass sich für die festen Isolierungen sehr hohe Beanspruchungen ergeben.

Bei der Erhöhung der Frequenz nimmt die schädigende Wirkung von Teilentladungen ungefähr proportional mit der Frequenz zu. Im Vergleich zur Netzfrequenz ist die Bedeutung der Teilentladungen für die Bemessung der Isolierungen daher wesentlich größer.

Da voraussichtlich die Abstände bei gleichzeitiger Erhöhung der Frequenzen abnehmen werden, ist in Zukunft eine Verschärfung dieser Situation zu erwarten. In Bezug auf die Sicherheit von Personen und die Zuverlässigkeit der Betriebsmittel muss daher der Gesichtspunkt der hochfrequenten Beanspruchung bis 100 MHz bei der Isolationskoordination für Niederspannungsbetriebsmittel berücksichtigt werden. Auf dieser Grundlage fiel die Entscheidung, die vorliegende zweite Ausgabe von IEC 60664-4 als Norm herauszugeben (vormals Technischer Bericht (TR)).

In dieser Norm sind die wichtigsten verfügbaren Daten bezüglich der Hochfrequenzbeanspruchung von Isolierungen zusammengefasst und es wird aufgezeigt, wie die Isolierungen und deren Bemessung dadurch beeinflusst werden. Es werden Daten für die Bemessung der Luftstrecken, Kriechstrecken und der festen Isolierungen festgelegt. In der Norm ist auch beschrieben, wie Prüfungen in Bezug auf diese Beanspruchung durchgeführt werden können.

Die Norm hat den Status einer Sicherheits-Grundnorm in Übereinstimmung mit dem IEC Guide 104 und muss zusammen mit IEC 60664-1 oder IEC 60664-5 angewendet werden. Diese zweite Ausgabe, 2005, ersetzt die erste Ausgabe, die im Jahr 1997 als Technischer Fachbericht herausgegeben wurde. Sie stellt eine technische Überarbeitung dar und hat nun den Status einer Internationalen Norm.

Die wesentlichen Änderungen bei der Überarbeitung von IEC 60664-4 sind:

• Einbeziehung von neueren Informationen über das Stehvermögen von Isolierungen bei hochfrequenter Spannungsbeanspruchung (Anhänge A, B und C)

• Einbeziehung von Anforderungen für die Bemessung der Luftstrecken bei hochfrequenter Spannungsbeanspruchung (Abschnitt 4)

• Einbeziehung von Anforderungen für die Bemessung der Kriechstrecken bei hochfrequenter Spannungsbeanspruchung (Abschnitt 5)

• Einbeziehung von Anforderungen für die Bemessung der festen Isolierungen bei hochfrequenter Spannungsbeanspruchung (Abschnitt 6)

• Einbeziehung von Diagrammen zur Anleitung bei der Bemessung in Bezug auf die hochfrequente Spannungsbeanspruchung (Anhang F)

• Festlegung von Prüfungen in Bezug auf die hochfrequente Spannungsbeanspruchung (Abschnitt 7)

• Einbeziehung von Prüfkreisen für Stehspannungsprüfungen und Teilentladungsprüfungen mit hochfrequenten Spannungen (Anhänge D.1 und D.2.1)

• Einbeziehung von Bemessungsregeln für Teilentladungsprüfkreise mit hochfrequenten Prüfspannungen (Anhang D.2.2)

• Einbeziehung von Regeln für die Behandlung nicht sinusförmiger Spannungsbeanspruchungen (Abschnitt 8 und Anhang E).

Laut Beschluss des K 123 "Isolationskoordination für Niederspannungs-Betriebsmittel" (vormals UK 122.1) der DKE soll die Deutsche Fassung dieser Norm als DIN VDE 0110-4 (VDE 0110-4) herausgegeben werden.