Sichere Trennung in der Elektrotechnik - Isolationsklassen aufgeschlüsselt
Ein wichtiger Grundsatz für den Betrieb von elektrischen Geräten ist der Schutz von Personen. Ziel aller Isolationsaufgaben ist die sichere Trennung zwischen Netzspannung und Niederspannungsseite z.B. eines Transformators oder von berührbaren Teilen.
(PresseBox) - Zu diesem Zweck können doppelte Isolationen oder verstärkte Isolationen verwendet werden. Bei der doppelten Isolation übernehmen die Basisisolation (grundlegender Schutz vor Körperströmen) und die Zusätzliche Isolation (Schutz vor Körperströmen, wenn Basisisolation versagt) diese Funktion. Beide Isolationen erfüllen einzeln die Anforderungen für den Basisschutz gegen elektrischen Schlag.
Neben der doppelten und verstärkten Isolation gibt es noch die Funktionsisolation. Diese bietet keinerlei Personenschutz, sondern gewährleistet nur den technisch sicheren Betrieb durch Trennung der Spannungsebenen. Die Basisisolation dagegen bietet einen grundsätzlichen Schutz vor Berührung. Die Zusätzliche Isolation ist eine ergänzende Isolation, die zusätzlich zur Basisisolation einen ergänzenden Schutz erfüllt. Der Aufbau dieser vier Isolations-Stufen wird in den verschiedenen Normen, vor allem aber in der Isolationskoordination-Norm IEC 60664-1:2007 beschrieben.
Bislang waren die meisten Normen auf sinusförmige Spannungsverläufe (bzw. weitgehend rippelfreie Gleichspannung) ausgelegt. Auch war die Arbeitsfrequenz meist 50/60 Hz beziehungsweise maximal 30 kHz.
Im heutigen, technischen Umfeld sind diese alten Festlegungen nicht mehr funktional. Deswegen gibt es Erweiterungen hin zu höheren Arbeitsfrequenzen (oder Frequenzen, die sich aus der Nichtsinusform der Spannung ergeben), höheren Spannungsebenen und Überspannungspeaks belasteten Spannungsverläufen.
Aus diesem Grund werden im Moment Normen der Isolationskoordination genauso wie weitere elektrotechnische Normen überarbeitet. Besonders wichtig ist dabei der Umstand, dass Luft- und Kriechstrecken sowie die Belastbarkeit der Isolationswerkstoffe durch die erhöhten Belastungen angepasst werden müssen. Das betrifft auch das verstärkte Auftreten von Teilentladungs-Phänomenen in Isolationssystemen.
Aus Sicht eines teilentladungsfesten Isolationsaufbaus ist die Verstärkte Isolation die bessere Variante. Durch ihren Aufbau (homogenes Material oder ?untrennbar? miteinander verbundene Schichten) ist die Gefahr von Teilentladungen in z.B. Lufteinschlüssen oder an der Oberfläche gegenüber der Doppelten Isolierung deutlich reduziert. Teilentladungsfest bedeutet wie in anderen Fällen auch, dass der Scheitelwert der Teilentladungsaussetzspannung größer dem 1,25fachen des Bemessungswertes (Betriebsspannung, Überspannungskategorie, Verschmutzungsgrad) ist. Das Maß dafür ist ein TE-Pegel unter 10pC.
In der IEC hat sich der Begriff der Überspannungskategorie etabliert. Dabei unterscheidet man sozusagen für an das Stromnetz angeschlossene Geräte die ?Nähe? zum (Überland-)Leitungsnetz der Stromversorger. Das rührt daher, dass Störungen meistens umso geringer ausfallen, desto weiter man sich im ?gefilterten? Bereich befindet. So gehören Stromzähler oder Unterbrechungsautomaten im Hausanschlußkasten zu Geräten der Überspannungsklasse IV. Haushaltsgeräte dagegen werden in die Überspannungsklasse II eingestuft, die erheblich weniger Anforderungen an die Luft- und Kriechstrecken sowie die Prüfspannung des Isoliersystems stellt.
Eine Folge des Einsatzes von Spannungsniveaus über 1000 VAC/ 1500 VDC (Konverter in Solarfeldern, Antriebsinverter) führt in mehreren Normen mittlerweile zu einer Erweiterung. Angaben für die Luft- und Kriechstrecken werden in den Tabellen nach oben hin bis 3000 VAC ergänzt, um dem erhöhten Spannungsniveau gerecht zu werden.
Weitere wichtige Material-Parameter sind die Fähigkeit des Werkstoffes, einer Kriechwegbildung zu widerstehen, die Wärmeklasse, die Brennbarkeit sowie Umwelt-Parameter wie der Verschmutzungsgrad, Inhomogenität des elektrischen Feldes und oft vernachlässigte Einsatzhöhe (bei 5000 m Höhe müssen die Luft- und Kriechstrecken fast anderthalb mal so groß sein wie bei 2000 m Höhe).
Abhängig von der Umwelt werden Isolationen unterschiedlich belastet. So unterscheidet man zwischen einem trockenen Umfeld ohne leitfähige Verschmutzung auf der Isolationsoberfläche über nur bei Feuchtigkeit leitfähige Beläge (z.B. Staub)bis hin zu permanent leitfähige Oberflächen durch Schmutz und/oder Regen. Mehr und mehr werden für die erforderlichen Distanzen nicht nur die alten Werte für sinusförmige Spannung verwendet, sondern es wird die höchste regelmäßig erreichte Impulsspannung verwendet (z.B. Anfangsüberschwinger bei Rechteckimpulsen). Auch die erforderliche mindestens zu erreichende Durchbruchspannung liegt dadurch höher und erfordert entweder dickere Isolationsschichten oder mehr Einzellagen wie bisher.
Die allgemeine Spannungsprüfung für die Basis- und Zusatzisolierung erfolgt z.B. nach der Formel Betriebsspannung x 1,5 plus 750V, für die verstärke Isolation dann nochmals verdoppelte Werte.
CMC Klebetechnik (www.cmc.de) engagiert sich seit mehreren Jahrzehnten für die Verwendung geeigneter Elektroisoliermaterialien und Elektroisoliersysteme (EIM, EIS). Die Isolationsklebebänder, -Stanzteile und Isolationsfolien werden ausschließlich von namenhafte, in der Elektrotechnik beheimateten Herstellern gekauft bzw. die Endprodukte daraus gefertigt. Dies ist die Grundlage für nachvollziehbare, wiederholbare und zuverlässige Produktionsergebnisse.
Unabhängig von den in Normen vorgegebenen Werten für Luft- und Kriechstrecken, zu verwendenden Materialien und Konstruktionsmerkmale steht der Schutz von Personen vor gefährlichen Körperströmen immer an vorderster Stelle. Weder der Hersteller noch der Geräteanwendern dürfen aus dem Begriff ?Sichere Trennung? ableiten, dass zu keinem Zeitpunkt Gefahr besteht. Auch ein ?außerordentlicher? Betrieb sollte maximal zur Zerstörung des Gerätes führen, jedoch nicht zu einer Lebensgefahr für Menschen werden.
Über CMC Klebetechnik und die CMC Gruppe
Die CMC Klebetechnik beschichtet seit fünf Jahrzehnten folienartige Materialien mit Klebstoff- und Funktionsbeschichtungen. Auf zwei Beschichtungsanlagen und über 30 Anlagen zur Folienverarbeitung(Formatierer, Stanzanlagen, Rollenschneider) werden hochwertige Folien verarbeitet. Diese werden überwiegend in der Elektrotechnik als Isolationsmaterial eingesetzt, finden aber auch in nahezu allen anderen Industriebereichen Anwendung. Eine große Stärke des Unternehmens ist die Möglichkeit, kundenspezifische Entwicklungen durchzuführen und bedarfsgerecht auch kleinere Chargengrößen anbieten zu können.
1958 Gründung der CMC Klebetechnik GmbH
Zunächst wurde bei dem Tochterunternehmen Colorit GmbH Kohlepapier hergestellt und durch die CMC Klebetechnik vertrieben.
Doch schon bald ergab sich durch die Zusammenarbeit mit der Firma DuPont die Aufgabe, Elektroisolierfolien selbstklebend auszurüsten.
Seit 1962 werden Gewebe, Vliese und Folien beschichtet und danach weiter veredelt.
1995 ISO 9011 Qualitätsmanagement Erstzertifizierung
2001 ISO 14001 Umweltmanagement Erstzertifizierung
2004 Installation einer neuen Beschichtungsanlage für Dispersions- und Lösemittelbeschichtung inklusiv Regenerativer Nachverbrennung
2010 Inbetriebnahme einer Versuchsbeschichtungsanlage in 300mm Breite
2012 Einbindung der Firma CMC Maschinenbau GmbH in den Firmenverbund. Hauptprodukt: Schneid- und Stanzmaschinen für Folienverarbeiter
ab 2006 zunehmend:
Als kleinerer Mittelständler (100 Mitarbeiter) stand nie die Massenproduktion im Vordergrund, sondern stets die auf die Kunden zugeschnittenen Lösungen. Heute erwirtschaftet das Unternehmen deutlich über 50% des Umsatzes durch Produkte, die nur von einem oder wenigen Kunden gekauft werden. Durch die starke Nischenorientierung gibt es eine Vielzahl unterschiedlichster Rezepturen und Anwendungsprofile. Durch dieses breite Fachwissen hat die Anzahl von Lohnbeschichtungen (der Kunde stellt Trägermaterial und/oder Beschichtungsmasse bei) in den letzten Jahren deutlich zugenommen.
Am Standort in Frankenthal / Pfalz arbeiten rund 100 Mitarbeiter in der inhabergeführten CMC-Gruppe (Umsatz > 35 Mio ?). Zur CMC Gruppe gehören neben der CMC Klebetechnik die Colorit GmbH (Produktion, Beschichtung), die Coloprint Tech-Films GmbH & Co. KG (technische Folien, Stanzteile), die CMC Maschinenbau (Stanz- und Schneidanlagen) und die CMC B+V GmbH (Holding). Weitere Standorte und Unternehmen gibt es in Düsseldorf und in Limburgerhof.
Über die Zusendung eines Belegexemplars/Links wären wir dankbar.
---------------------------- English ----------------
For five decades CMC has been coating foil-like materials with adhesive and functional coatings. 150 employees are refining premium films on two coating facilities and over 30 downstream facilities (formatting machines, die-cutting machines, rotative cutting machines). These insulation materials are mainly used in electrical engineering but also across a broad range of industries. The company focuses on the implementation of customer-specific developments as well as professional advice. For more information please visit : www.cmc.de
Themen in diesem Fachartikel:
Unternehmensinformation / Kurzprofil:
Über CMC Klebetechnik und die CMC Gruppe
Die CMC Klebetechnik beschichtet seit fünf Jahrzehnten folienartige Materialien mit Klebstoff- und Funktionsbeschichtungen. Auf zwei Beschichtungsanlagen und über 30 Anlagen zur Folienverarbeitung(Formatierer, Stanzanlagen, Rollenschneider) werden hochwertige Folien verarbeitet. Diese werden überwiegend in der Elektrotechnik als Isolationsmaterial eingesetzt, finden aber auch in nahezu allen anderen Industriebereichen Anwendung. Eine große Stärke des Unternehmens ist die Möglichkeit, kundenspezifische Entwicklungen durchzuführen und bedarfsgerecht auch kleinere Chargengrößen anbieten zu können.
1958 Gründung der CMC Klebetechnik GmbH
Zunächst wurde bei dem Tochterunternehmen Colorit GmbH Kohlepapier hergestellt und durch die CMC Klebetechnik vertrieben.
Doch schon bald ergab sich durch die Zusammenarbeit mit der Firma DuPont die Aufgabe, Elektroisolierfolien selbstklebend auszurüsten.
Seit 1962 werden Gewebe, Vliese und Folien beschichtet und danach weiter veredelt.
1995 ISO 9011 Qualitätsmanagement Erstzertifizierung
2001 ISO 14001 Umweltmanagement Erstzertifizierung
2004 Installation einer neuen Beschichtungsanlage für Dispersions- und Lösemittelbeschichtung inklusiv Regenerativer Nachverbrennung
2010 Inbetriebnahme einer Versuchsbeschichtungsanlage in 300mm Breite
2012 Einbindung der Firma CMC Maschinenbau GmbH in den Firmenverbund. Hauptprodukt: Schneid- und Stanzmaschinen für Folienverarbeiter
ab 2006 zunehmend:
Als kleinerer Mittelständler (100 Mitarbeiter) stand nie die Massenproduktion im Vordergrund, sondern stets die auf die Kunden zugeschnittenen Lösungen. Heute erwirtschaftet das Unternehmen deutlich über 50% des Umsatzes durch Produkte, die nur von einem oder wenigen Kunden gekauft werden. Durch die starke Nischenorientierung gibt es eine Vielzahl unterschiedlichster Rezepturen und Anwendungsprofile. Durch dieses breite Fachwissen hat die Anzahl von Lohnbeschichtungen (der Kunde stellt Trägermaterial und/oder Beschichtungsmasse bei) in den letzten Jahren deutlich zugenommen.
Am Standort in Frankenthal / Pfalz arbeiten rund 100 Mitarbeiter in der inhabergeführten CMC-Gruppe (Umsatz > 35 Mio ?). Zur CMC Gruppe gehören neben der CMC Klebetechnik die Colorit GmbH (Produktion, Beschichtung), die Coloprint Tech-Films GmbH & Co. KG (technische Folien, Stanzteile), die CMC Maschinenbau (Stanz- und Schneidanlagen) und die CMC B+V GmbH (Holding). Weitere Standorte und Unternehmen gibt es in Düsseldorf und in Limburgerhof.
Über die Zusendung eines Belegexemplars/Links wären wir dankbar.
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For five decades CMC has been coating foil-like materials with adhesive and functional coatings. 150 employees are refining premium films on two coating facilities and over 30 downstream facilities (formatting machines, die-cutting machines, rotative cutting machines). These insulation materials are mainly used in electrical engineering but also across a broad range of industries. The company focuses on the implementation of customer-specific developments as well as professional advice. For more information please visit : www.cmc.de
Datum: 14.12.2015 - 13:31 Uhr
Sprache: Deutsch
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Frankenthal
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Elektro- & Elektronik
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