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Durchschlagspannung Die auch Durchschlagsspannung überschlagspannung oder überschlagsspannung genannt bezeichnet in der

Durchschlagspannung

Die Durchschlagspannung, auch Durchschlagsspannung, Überschlagspannung oder Überschlagsspannung genannt, bezeichnet in der Elektrotechnik die Spannung, welche überschritten werden muss, damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw. einen Stoff (z. B. einen Isolator) erfolgt.

Sie ist die charakterisierende Kenngröße von Funkenstrecken und gasgefüllten Überspannungsableitern. Während diese die Überschreitung der Durchschlagspannung kurzzeitig überstehen müssen, können Kondensatoren, Isolationen und Isolatoren bei Überschreitung der Durchschlagspannung auch dann Schaden nehmen, wenn der Spannungsdurchschlag nicht sofort zum Kurzschluss führt.

Isolationsmaterialien (fest, flüssig oder gasförmig) werden durch die Durchschlagfestigkeit (Durchschlagspannung pro Isolatordicke, meist in kV/mm) charakterisiert.

In Halbleitern wird die Durchschlagspannung als Durchbruchspannung oder Sperrspannung bezeichnet. Sie führt hier nicht zwingend zu Zerstörungen (siehe auch Zener-Effekt, Lawinen-Durchbruch).

Dickenabhängigkeit Bearbeiten

Die Durchschlagspannung steigt mit zunehmender Strecke (der Dicke oder Schlagweite ) durch den Isolator. Experimentell wurde folgender Zusammenhang beobachtet:

Weitere Einflussgrößen Bearbeiten

Entscheidend für die Höhe der Durchschlagspannung bei Festkörpern ist die Durchschlagsfestigkeit des Isolators, die Temperatur, bei Wechselspannung die Frequenz sowie die Form der anliegenden elektrischen Leiter.

Spitze Leiter und Luftzwischenräume führen zu verringerten Durchschlagspannungen pro Strecke, es kommt zu Vorentladungen, die die Luft ionisieren, das Material schädigen und so den eigentlichen Durchschlag einleiten. Zusätzlich, vor allem bei Gasen und Flüssigkeiten, steigt die Durchschlagspannung bei steigendem Druck und hängt auch noch unter anderem von der Feuchtigkeit bzw. dem Wassergehalt und dem Partikelgehalt der Stoffe ab.

Literatur / Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Durchschlag - Lexikon der Physik. In: www.spektrum.de. Abgerufen am 22. Juni 2016.
  2. Isolationsmessungen. Abgerufen am 22. Juni 2016.
  3. Engelbert Arnold, Jens Lassen La Cour: Theorie der Wechselströme. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-40353-2 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 22. Juni 2016]).
  4. (Nicht mehr online verfügbar.) In: www.wienernetze.at. Archiviert vom Original am 22. Juni 2016; abgerufen am 22. Juni 2016.
  5. Claudia Neusel, Gerold A. Schneider: Size-dependence of the dielectric breakdown strength from nano- to millimeter scale. In: Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 63. Jahrgang, Februar 2014, S. 201–213, doi:10.1016/j.jmps.2013.09.009 (englisch).
  6. Ludwig Binder: Die Wanderwellenvorgänge auf experimenteller Grundlage: Aus Anlaß der Jahrhundertfeier der Technischen Hochschule Dresden. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-91397-6 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 13. Juni 2016]).
  7. N. A. Semenoff, N. A. Walther: Die physikalischen Grundlagen der elektrischen Festigkeitslehre. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-91334-1 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 13. Juni 2016]).
  8. Karl Strecker: Hilfsbuch für die Elektrotechnik: Starkstromausgabe. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-92303-6 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 16. Juli 2016]).
  9. Liviu Constantinescu-Simon: Handbuch Elektrische Energietechnik: Grundlagen · Anwendungen. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-85061-4 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 13. Juni 2016]).
  10. Isolieröluntersuchungen der L& Z GmbH. Abgerufen am 13. Juni 2016.
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Die Durchschlagspannung auch Durchschlagsspannung Uberschlagspannung oder Uberschlagsspannung genannt bezeichnet in der Elektrotechnik die Spannung welche uberschritten werden muss damit ein Spannungsdurchschlag durch ein Material bzw einen Stoff z B einen Isolator erfolgt 1 2 3 4 Sie ist die charakterisierende Kenngrosse von Funkenstrecken und gasgefullten Uberspannungsableitern Wahrend diese die Uberschreitung der Durchschlagspannung kurzzeitig uberstehen mussen konnen Kondensatoren Isolationen und Isolatoren bei Uberschreitung der Durchschlagspannung auch dann Schaden nehmen wenn der Spannungsdurchschlag nicht sofort zum Kurzschluss fuhrt Isolationsmaterialien fest flussig oder gasformig werden durch die Durchschlagfestigkeit Durchschlagspannung pro Isolatordicke meist in kV mm charakterisiert In Halbleitern wird die Durchschlagspannung als Durchbruchspannung oder Sperrspannung bezeichnet Sie fuhrt hier nicht zwingend zu Zerstorungen siehe auch Zener Effekt Lawinen Durchbruch Dickenabhangigkeit BearbeitenDie Durchschlagspannung U d displaystyle U mathrm d nbsp steigt mit zunehmender Strecke der Dicke d displaystyle d nbsp oder Schlagweite s displaystyle s nbsp durch den Isolator Experimentell wurde folgender Zusammenhang beobachtet 5 U d d d displaystyle U mathrm d d sim sqrt d nbsp Weitere Einflussgrossen BearbeitenEntscheidend fur die Hohe der Durchschlagspannung bei Festkorpern ist die Durchschlagsfestigkeit des Isolators die Temperatur bei Wechselspannung die Frequenz sowie die Form der anliegenden elektrischen Leiter 6 7 8 Spitze Leiter und Luftzwischenraume fuhren zu verringerten Durchschlagspannungen pro Strecke es kommt zu Vorentladungen die die Luft ionisieren das Material schadigen und so den eigentlichen Durchschlag einleiten Zusatzlich vor allem bei Gasen und Flussigkeiten steigt die Durchschlagspannung bei steigendem Druck und hangt auch noch unter anderem von der Feuchtigkeit bzw dem Wassergehalt und dem Partikelgehalt der Stoffe ab 9 10 Literatur Einzelnachweise Bearbeiten Durchschlag Lexikon der Physik In www spektrum de Abgerufen am 22 Juni 2016 Isolationsmessungen Abgerufen am 22 Juni 2016 Engelbert Arnold Jens Lassen La Cour Theorie der Wechselstrome Springer Verlag 2013 ISBN 978 3 662 40353 2 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche abgerufen am 22 Juni 2016 Wiener Netze Begriffserklarungen Isolierole Prufanstalt fur Isolierole Dienstleistungen Nicht mehr online verfugbar In www wienernetze at Archiviert vom Original am 22 Juni 2016 abgerufen am 22 Juni 2016 Claudia Neusel Gerold A Schneider Size dependence of the dielectric breakdown strength from nano to millimeter scale In Journal of the Mechanics and Physics of Solids 63 Jahrgang Februar 2014 S 201 213 doi 10 1016 j jmps 2013 09 009 englisch Ludwig Binder Die Wanderwellenvorgange auf experimenteller Grundlage Aus Anlass der Jahrhundertfeier der Technischen Hochschule Dresden Springer Verlag 2013 ISBN 978 3 642 91397 6 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche abgerufen am 13 Juni 2016 N A Semenoff N A Walther Die physikalischen Grundlagen der elektrischen Festigkeitslehre Springer Verlag 2013 ISBN 978 3 642 91334 1 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche abgerufen am 13 Juni 2016 Karl Strecker Hilfsbuch fur die Elektrotechnik Starkstromausgabe Springer Verlag 2013 ISBN 978 3 642 92303 6 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche abgerufen am 16 Juli 2016 Liviu Constantinescu Simon Handbuch Elektrische Energietechnik Grundlagen Anwendungen Springer Verlag 2013 ISBN 978 3 322 85061 4 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche abgerufen am 13 Juni 2016 Isolieroluntersuchungen der L amp Z GmbH Abgerufen am 13 Juni 2016 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Durchschlagspannung amp oldid 234724496