Untersuchungen der inneren und äußeren Festigkeit von Epoxidharzisoliersystemen

Innere und äußere Festigkeit sind Anteile der dielektrischen Festigkeit eines Epoxidharzisoliersystems. Die Bewertung beider Anteile wird mit Hilfe von verschiedenen Messverfahren durchgeführt. Eine aussagekräftige Bewertung ist nur möglich nach der Trennung von störenden Einflüssen, die möglicherweise die Ergebnisse verfälschen können. Einflussparameter können die äußere und innere Festigkeit verändern, wobei die innere Festigkeit im Allgemeinen in Verbindung mit inneren Entladungen (Teilentladungen) und die äußere Festigkeit in Verbindung mit Überschlägen und (Korona) zu sehen ist.
Einflussparameter der inneren Festigkeit sind mechanische, elektrische oder thermische Belastungen. Die mechanische Belastung ist nur bedingt ein Einflussparameter der inneren Festigkeit in Epoxidharzisoliersystemen, da eine feste Verbindung zwischen Isolierung und Elektroden erreicht werden kann. Die elektrische Belastung ist dagegen der stärkste Einflussparameter der inneren Festigkeit, da die Leitungsverluste, Ionisationsverluste und Polarisationsverluste in Form von Teilentladungen oder Erwärmungen des Isolierstoffs Schädigungen bis zum vollständigen Durchschlag verursachen können. Eine thermische Belastung tritt in Verbindung mit einer elektrischen Belastung und/oder mit chemischen Reaktionen als Einflussparameter der inneren Festigkeit auf, da bei Überschreitung der thermischen Grenzen eine Veränderung des Isoliersystems und ein elektrischer Durchschlag erfolgt. Chemische Reaktionen wie Depolymerisation, zufällige Kettenabspaltung oder Abspaltung von Randgruppen können durch thermische und/oder elektrische Belastung zusätzlich angeregt werden.
Wesentlicher Einflussparameter der äußere Festigkeit ist die Länge des Kriechwegs, wobei eine Erhöhung des Kriechwegs durch Wahl der Konturen und der Form erreicht werden kann. Der Luftdruck hat auch einen Einfluss auf die äußere Festigkeit in Verbindung mit dem Durchschlagverhalten in Gasen. Die Temperatur trägt durch Konvektion, Kondensation oder Diffusion in Verbindung mit Feuchtigkeit und Fremdstoffen zur Beeinflussung der äußeren Festigkeit bei, wobei sich insbesondere Feuchtigkeit bei Belastung mit Gleichspannung auswirkt. Rauigkeit und Luftströmung sind weitere Einflussparameter der äußere Festigkeit. Das Aufeinandertreffen von drei verschiedenen Stoffen (Elektrode, Isolierung, Umgebungsgas) stellt eine kritische Situation in dem Winkel bezüglich des Entladungsverhaltens dar, wobei die Zuordnung der Materialen zueinander die wesentliche Einflussgröße darstellt.