Durchschlagfestigkeit

Definition

Die Durchschlagfestigkeit ist die maximale elektrische Feldstärke, die ein Isolierstoff vor dem Durchschlag aushält. Einheit: kV/mm. Prüfung nach DIN EN 60243.

Physikalisches Prinzip

Ab einer kritischen Feldstärke kommt es zur Ionisierung und zum lawinenartig anwachsenden Ladungsträgertransport – dem elektrischen Durchschlag.

Durchschlagmechanismen

• Intrinsischer Durchschlag: Lawineneffekt
• Thermischer Durchschlag: Lokale Erwärmung
• Elektromechanischer Durchschlag: Feldkraft-Kompression

Prüfverfahren nach DIN EN 60243-1

Prüfanordnung

• Elektroden: Zylindrisch, 25 oder 75 mm Durchmesser
• Probendicke: Typisch 0,5–3 mm
• Temperatur: 23 °C plusminus 2 °C

Berechnung

Durchschlagfestigkeit Ed = Ud / d (kV/mm)

Typische Werte

• Polyethylen (PE): 40–80 kV/mm
• Polyamid (PA): 15–35 kV/mm
• Epoxidharz: 15–25 kV/mm
• Polyimid (PI): 150–300 kV/mm

Einflussfaktoren

• Probendicke, Temperatur, Feuchtigkeit
• Elektrodengeometrie
• Inhomogenitäten (Hohlräume, Einschlüsse)

Normen

• DIN EN 60243-1: Prüfung bei technischen Frequenzen
• DIN EN 60243-2: Gleichspannung
• ASTM D149: Dielectric Breakdown Voltage