Isolierung von Schaltern: Anforderungen an die Isolierung von Haushalts- und Industriekleingeräten

Der sichere Betrieb aller Arten von elektrotechnischen Geräten hängt direkt vom tatsächlichen Zustand der Isolationsmaterialien ab, die in die Konstruktion der spannungsführenden Teile jedes Installationsprodukts eingebaut sind. Wenn die Isolierung von Schaltern beschädigt wird, kann es zu Stromausfällen, Bränden und sogar zu Unfällen kommen.

Wir erklären Ihnen alles über die Isolationsarten, die für die vollständige Sicherheit bei der Verwendung von Schaltgeräten sorgen. In dem von uns vorgeschlagenen Artikel werden natürliche und synthetische, normale und verstärkte Varianten ausführlich beschrieben. Die Besonderheiten der Kennzeichnung werden erläutert und Ratschläge für Käufer gegeben.

Isolationsschutz für elektrische Geräte

Isolationsmaterialien schützen Menschen und Tiere vor Stromschlägen. Eine Bedingung: Das Dielektrikum muss richtig ausgewählt werden – Form, Dicke, Parameter der Betriebsspannung (diese kann unterschiedlich sein, ebenso wie die Konstruktion des Geräts).

Darüber hinaus können die Produktions- oder Haushaltsbedingungen, unter denen ein komplexes elektrotechnisches Gerät betrieben wird, einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Isolatoren haben. Die Qualität der Isolierung, Dicke und Grad des elektrischen Widerstands müssen den tatsächlichen Umwelteinflüssen und den Standardbetriebsbedingungen entsprechen.

Zur Überprüfung der Isolationseigenschaften wird eine Prüfspannung über das Kabel angelegt, und dann werden mit einem Multimeter oder Tester die Isolationswiderstandswerte des elektrischen Geräts abgelesen.

Informationen darüber, wie die Spannung in einer elektrischen Steckdose überprüft wird, finden Sie im folgenden Artikel, den wir Ihnen zur Lektüre empfehlen.

Die elektrische Isolierung kann sowohl aus einer dielektrischen Schicht bestimmter Dicke als auch aus einer konstruktiven Form (Gehäuse) aus dielektrischem Material bestehen. Mit dem Dielektrikum wird die gesamte Oberfläche der spannungsführenden Elemente des Geräts oder nur diejenigen spannungsführenden Elemente bedeckt, die von anderen Teilen der Konstruktion isoliert sind.

Arten von Isolationsmaterialien

Hersteller moderner elektrischer Schalter, die in Wohn-, Büro- und Industriegebäuden verwendet werden, unterscheiden folgende Arten der elektrischen Isolierung: Betriebsisolierung (Hauptisolierung), zusätzliche Isolierung, doppelte Isolierung, verstärkte Isolierung.

Betriebsisolierung (Hauptisolierung)

Im Wesentlichen ist dies der Hauptschutz für elektrische Anlagen, der ihnen einen normalen und stabilen Betrieb ohne Kurzschlüsse gewährleistet und die Verbraucher vor direktem Kontakt mit spannungsführenden Teilen schützt.

Gemäß den Normen muss die Betriebsisolierung die gesamte Oberfläche von Drähten, Kabeln und anderen stromführenden Elementen bedecken. Beispielsweise sind die Kabel von Elektrogeräten stets mit Isolierung umhüllt.

Polyvinylchlorid-Schläuche (Isolierschläuche) werden als kostengünstige und schnelle Methode zur Isolierung spannungsführender Teile von Drähten verwendet, die an Elektrogeräte angeschlossen werden.

Sie muss Beständigkeit gegen alle potenziellen äußeren Einflüsse gewährleisten, die während des Betriebs von elektrischen Schaltern bei gleichzeitiger Einwirkung von Kraftfeldern, thermischer Erwärmung, mechanischer Reibung und aggressiven Umwelteinflüssen auftreten können.

Die genannten Faktoren wirken sich negativ auf die elektrischen Eigenschaften von dielektrischen (Isolier-)Materialien aus und können zu einer irreversiblen Verschlechterung der nützlichen Eigenschaften führen, sodass die Isolierung einem schnellen Verschleiß unterliegt.

Ein kostengünstiges und für jedermann erschwingliches Isoliermaterial. Es wird aus PVC hergestellt und ist in verschiedenen Längen und Breiten erhältlich. Die Farbpalette kann variieren, die Klebemasse ist beständig, die Haftung stark und verschleißfest.

Wenn es um den industriellen Betrieb von Schaltern geht, muss das Personal des Unternehmens regelmäßig die Abnutzungsintensität der Isolierkonstruktionen überprüfen und rechtzeitig vorbeugende Maßnahmen zur Kontrolle ihrer Schutzeigenschaften durchführen.

Die verantwortungsvolle Aufrechterhaltung eines hohen Isolationswiderstands verringert potenzielle Erdschlüsse und Körperschlüsse und reduziert Stromschläge auf null.

Der Widerstandswert charakterisiert den aktuellen Zustand der Isolationsqualität zwischen zwei leitenden Elementen und gibt Aufschluss über das Risiko von Stromlecks. Der schonende, zerstörungsfreie Charakter dieser Kontrolle ist nützlich, um den Verschleiß und die Alterung der Isolierschichten zu verfolgen.

In kleinen, wenig verzweigten Stromnetzen ist der Isolationswiderstand der Hauptsicherheitsfaktor. Die Kontrolle der Basisisolierung kann entweder eine Abnahmeprüfung sein, die unmittelbar nach Montage- oder Reparaturarbeiten durchgeführt wird, oder eine periodische Prüfung, die während des Betriebs der Anlage mindestens einmal jährlich erfolgt.

In sehr feuchten Werkhallen erfolgt die Kontrolle zwei- bis viermal pro Jahr im Dauerbetrieb. Die Messungen werden mit einem digitalen Isolationsmessgerät – einem Megohmmeter – durchgeführt.

Universelles Messgerät. Es dient nicht nur zur Bestimmung des tatsächlichen Isolationswiderstands, sondern auch zur Prüfung der elektrischen Festigkeit. Damit testen Fachleute die Isolationsschichten von Geräten auf elektrische Durchbrüche.

Die regelmäßige Überprüfung des Isolationswiderstands an installierten Schaltern erfolgt in Produktionsstätten, wo die Geräte im Laufe der Zeit den schädlichen Einwirkungen von ätzenden Dämpfen chemischer Stoffe, Feuchtigkeit, Staub und erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind. Dabei kann die Isolierung der Schalter beschädigt werden. Geräte mit beschädigter Isolierung sind lebensgefährlich.

Die in Russland geltenden PUE (Regeln für Elektroinstallationen) schreiben vor, den Isolationswiderstand von Stromnetzen ab 1 kV regelmäßig zu messen.

Der Widerstand von dielektrischen Materialien in Beleuchtungsnetzen zwischen zwei benachbarten Sicherungen, zwischen einem beliebigen Leiter und der Erde sowie zwischen zwei beliebigen Leitern darf nicht kleiner als 0,5 MOhm sein.

Dieser Wert ist in der Praxis nicht auf Freileitungen externer elektrischer Anlagen oder auf Anwendungen in extrem feuchten Räumen anwendbar, da der Widerstand dort nicht konstant ist und von der Luftfeuchtigkeit abhängt.

Es ist besonders zu beachten, dass die Unternehmensleitung, falls für solche Anlagen keine Isolationsnormen vorliegen, diesen Faktor berücksichtigen und alle Maßnahmen für einen sicheren Betrieb ergreifen sowie den aktuellen Zustand der Isolationsmaterialien sorgfältiger überwachen muss.

Wenn Sie ein Elektrowerkzeug mit doppelter Isolierung verwenden, müssen Sie dessen Isolierung monatlich mit einem Megohmmeter prüfen. Wenn das Werkzeug im Unternehmen an Mitarbeiter ausgegeben wird, sollte die Überprüfung auf Kurzschluss zum Gehäuse mit einem speziellen Gerät – einem Multimeter – durchgeführt werden.

Gemäß PUE sollte die Messung des Isolationswiderstands mit einer Spannung von mindestens 500 V durchgeführt werden, und die Prüfung der Isolierung von mehradrigen Kabeln mit einer Spannung von 6–10 kV.

Die Bestimmung der Unversehrtheit der stromführenden Adern eines Kabels und die Überprüfung mit einem Megohmmeter auf Phasenkorrektheit sollten von mindestens zwei Personen durchgeführt werden. Die Vorschriften verlangen, dass eine von ihnen mindestens die Qualifikationsgruppe IV und die andere mindestens die Gruppe III haben muss.

Gründe für die Einrichtung eines zusätzlichen Schutzes

Eine zusätzliche Isolierung wird in elektrischen Anlagen mit einer Betriebsspannung bis 1 kV angebracht. Es handelt sich um eine unabhängige Isolierung, die zusammen mit der Hauptisolierung des Geräts installiert wird, um die Schalter in schwierigen und gefährlichen Betriebsfällen bei indirekter Berührung mit beschädigenden Elementen zu schützen.

Hauptsächlich dient sie dem Schutz vor Stromschlägen, falls die Hauptisolierschicht beschädigt wird. Ein praktisches Beispiel für eine zusätzliche Isolierung – das Kunststoffgehäuse eines Schalters, Isolierhülsen, Kambrik, Kunststoffrohre und andere Arten von Dielektrika.

Für diese Art der Isolierung werden Materialien verwendet, die sich in ihren physikalischen Eigenschaften von den Standardformen der Dielektrika unterscheiden, die die Hauptisolierung von Elektrogeräten darstellen.

Zur Imprägnierung von Glaslackgewebe werden Lacke auf Öl-, Polyester-, Polyester-Epoxid-, Silikonbasis oder unter Verwendung von Fluorkunststoff oder Gummi verwendet. Alle erzeugen hervorragend lackierte, dielektrische Oberflächen auf dem Gewebe.

Dies geschieht unter der Berücksichtigung, dass selbst unter den ungünstigsten Betriebs- oder Lagerbedingungen von Elektrogeräten Schäden an der Haupt-, Betriebs- und Zusatzisolierung gleichzeitig unwahrscheinlich wären.

Vorteil der doppelten Isolierung

Eine solche potenzielle Gefahr für Personen wie ein Stromschlag bei indirektem Kontakt mit Geräteteilen kann durch die Installation einer doppelten Isolierung erheblich reduziert werden.

Diese robusten Schutzmaterialien werden in elektrotechnischen Geräten verwendet, in denen Spannungen bis zu 1 kV anliegen. Hier werden zwei Schutzstufen eingesetzt – die Haupt- und die Zusatzisolierung. Die doppelte Isolierung wird von Herstellern in verschiedene elektrische Geräte eingebaut: Handlampen, handgeführte Elektrowerkzeuge, Trenntransformatoren.

In der Produktion sind viele Arten von Schaltern im Einsatz, die gemäß GOST sowohl eine doppelte als auch eine verstärkte Isolierung aufweisen müssen; der konkrete Fall hängt von der Komplexität der Fertigungstechnologie ab.

Der praktische Sinn der doppelten Isolierung besteht darin, dass neben der Haupt-Dielektrikschicht eine zweite Isolierschicht auf die stromführenden Teile der Schalter aufgebracht wird. Diese schützt Personen vor der Berührung von metallischen, stromführenden Teilen, die möglicherweise unter Hochspannung stehen.

Um dies zu vermeiden, werden die Metallgehäuse von hochtechnologischen Elektrogeräten mit einer Isolierschicht überzogen, Griffe, Tasten und Bedienfelder werden aus Dielektrika hergestellt.

Bei Haushaltsgeräten werden auch Tasten, Leitungen und die aus Metall gefertigte Gehäusehülle isoliert. Als Nachteil dieser Art von Beschichtungen gilt eine relativ hohe mechanische Sprödigkeit: Es besteht die theoretische Möglichkeit einer Zerstörung der Isolierschicht durch wiederholte mechanische Einwirkungen.

Dadurch können metallische, nicht stromführende Teile elektrischer Geräte unter Spannung geraten. Daher ist es sehr wichtig, den physikalischen Zustand der Isolierung mit entsprechenden Geräten gemäß dem elektrischen Schaltplan zu messen.

Schaltplan des elektrischen Stromkreises zur Messung des Isolationsableitstroms gemäß GOST IEC 60335-1-2008 unter Berücksichtigung der Bedürfnisse der nationalen Wirtschaft der Russischen Föderation

Es ist zu beachten, dass die Zerstörung der zweiten Isolationsschicht keinerlei Auswirkungen auf den normalen Betrieb der Geräte haben kann und in der Regel bei der Prüfung nicht erkannt wird. Eine doppelte Isolierung ist sinnvoll für diejenigen Arten von elektrischen Geräten einzusetzen, die im Haushaltsgebrauch keinen mechanischen Stößen und keinem Druck auf stromführende Teile ausgesetzt werden.

Den zuverlässigsten Schutz für Personen bietet die Methode der doppelten Isolierung bei Geräten, deren Gehäuse aus nichtleitendem, isolierendem Material besteht: Dieses dient als Garantie gegen gefährliche Stromschläge.

Das nichtleitende Gehäuse von Geräten schützt nicht nur bei Durchschlägen des Dielektrikums im Inneren des Produkts vor Strom, sondern auch bei zufälligem Kontakt einer Person mit stromführenden Teilen. Im Falle einer Zerstörung des Gehäuses wird die konstruktive Anordnung von Teilen und Elementen gestört, und das Gerät funktioniert nicht mehr.

Wenn ein Schutz vorhanden ist, löst er automatisch aus und trennt das fehlerhafte Gerät vom Netz. Bei Metallgehäusen von Geräten übernehmen spezielle Buchsen die Funktion der zusätzlichen Isolierung.

Durch sie verläuft das Netzkabel in das Gehäuse, und isolierende Abstandshalter trennen den Elektromotor des Geräts vom Gehäuse. Das Typenschild eines elektrotechnischen Geräts mit doppelter Isolierung trägt die Abbildung eines speziellen Symbols: ein Quadrat, das sich innerhalb eines anderen Quadrats befindet.

Wozu dient die verstärkte Isolierung?

Unter Produktionsbedingungen gibt es Situationen, in denen die doppelte Isolierung aufgrund der konstruktiven Besonderheiten von elektrischen Geräten nur schwer anzuwenden ist. Beispielsweise bei Schaltern, Bürstenhaltern usw. Dann muss eine andere Schutzart verwendet werden – die verstärkte Isolierung.

Die verstärkte Isolierung wird bei elektrischen Anlagen mit einer Nennspannung bis 1 kV eingesetzt. Sie kann einen Schutzgrad gegen elektrischen Schlag bieten, der den Eigenschaften der doppelten Isolierung gleichwertig ist.

Gemäß den Anforderungen von GOST R 12.1.009-2009 SSBT kann die verstärkte Isolierung mehrere Schichten Dielektrikum aufweisen, von denen jede nicht einzeln auf Kurzschlussdurchschlag geprüft werden darf, sondern nur in der gesamten Form.

Übereinstimmung der Isolierung mit den normativen Anforderungen an die Grenzwerte, die durch die Prüfungen festgelegt wurden. Das Prüfverfahren und die Grenzwerte sind in GOST IEC 60335-1-2008 festgelegt.

Natürliche und synthetische Dielektrika

Isolierstoffe, auch Dielektrika genannt, werden nach ihrem Ursprung in natürliche (Glimmer, Holz, Latex) und synthetische unterteilt:

• Folien- und Bandisolatoren auf Polymerbasis;
• Elektroisolierlacke, Emaille – Lösungen von filmbildenden Substanzen, hergestellt auf Basis organischer Lösungsmittel;
• Isolierkitte, die im flüssigen Zustand sofort nach dem Auftragen auf stromführende Elemente aushärten. Diese Stoffe enthalten keine Lösungsmittel und werden nach ihrem Verwendungszweck in Tränkungsmittel (Behandlung von Wicklungen elektrischer Geräte) und Vergussmassen unterteilt, mit denen Kabelmuffen und Hohlräume von Geräten und elektrischen Aggregaten zur Abdichtung ausgegossen werden;
• Blatt- und Rollenisoliermaterialien, die aus ungetränkten Fasern sowohl organischen als auch anorganischen Ursprungs bestehen. Dies können Papier, Karton, Fiber oder Gewebe sein. Sie werden aus Holz, Naturseide oder Baumwolle hergestellt;
• Isolierlackgewebe – spezielle plastische Materialien auf Gewebebasis, die mit einer Elektroisolierverbindung getränkt sind, die nach dem Aushärten eine Isolierschicht bildet.

Synthetische Dielektrika verfügen über elektrische und physikalisch-chemische Eigenschaften, die für den zuverlässigen Betrieb von Geräten wichtig sind und durch die spezifische Herstellungstechnologie vorgegeben werden.

Sie werden in der modernen Elektrotechnik und Elektronikindustrie häufig für die Markteinführung folgender Produktarten eingesetzt:

• dielektrische Ummantelungen von Kabel- und Leitungsprodukten;
• Grundgestelle elektrotechnischer Erzeugnisse wie Induktionsspulen, Gehäuse, Ständer, Paneele usw.;
• Elemente von Elektroinstallationsgeräten – Verteilerdosen, Steckdosen, Fassungen, Kabelsteckverbinder, Schalter usw.

Außerdem werden funkenelektronische Leiterplatten hergestellt, einschließlich Paneele, die für die Verlegung von Leitern verwendet werden.

Klassifizierung von Isolationsmaterialien

Die elektrotechnische Isolierung in Haushaltsgeräten wird in folgende Klassen unterteilt:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Geräte mit der Isolationsklasse «0» verfügen über eine Arbeitsschicht der Isolierung, jedoch ohne Erdungselemente. In ihrer Konstruktion gibt es keine Klemme zum Anschluss des Schutzleiters.

Geräte mit der Isolationsklasse «0I» haben eine Isolierung + ein Element zur Nullung, enthalten jedoch ein Kabel zum Anschluss an die Stromquelle, das keinen Nullleiter hat.

Die Isolierung verfügt über eine spezielle Kennzeichnung. Die Erdung wird als separates Symbol an der Anschlussstelle des Leiters angegeben. Dies dient dem Potentialausgleich. Der gelb-grüne Leiter wird an die Kontakte von Steckdosen, Kronleuchtern usw. angeschlossen.

Geräte mit Isolationsklasse „I“ haben ein dreiadriges Kabel und einen Stecker mit drei Kontakten. Elektroinstallationsgeräte dieser Kategorie unterliegen der Installation mit Erdungsanschluss.

Elektrogeräte mit Isolationsklasse «II», also doppelter oder verstärkter Isolierung, sind im Haushaltsgebrauch häufig anzutreffen. Eine solche Isolierung schützt die Benutzer zuverlässig vor einem elektrischen Schlag, falls die Grundisolierung im Gerät beschädigt wird.

Geräte mit robuster Doppelisolierung werden in der Stromversorgungsausrüstung mit dem Symbol B gekennzeichnet, das „Isolierung in der Isolierung“ bedeutet. Geräte mit diesem Zeichen dürfen weder genullt noch geerdet werden.

Alle modernen elektrischen Geräte mit Isolationsklasse „III“ können in Stromversorgungsnetzen betrieben werden, deren Nennspannung 42 V nicht überschreitet.

Absolute Sicherheit beim Aktivieren von Elektrogeräten bieten berührungslose Schalter, deren Geräteeigenschaften, Funktionsprinzip und Typen Ihnen der von uns empfohlene Artikel vorstellt.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Das Video enthält eine Einweisung zur Verwendung einer beliebten Marke von Megohmmeter:

Ein kleiner Videoüberblick über Isoliermaterialien und Methoden zum Schutz stromführender Teile von Elektroinstallationszubehör:

Besondere Isolationsarten werden bei der Ausstattung von Industrieschaltern verwendet, beispielsweise solchen vom Luft- oder Öltyp. Im Haushalt werden sie nicht eingesetzt. Sollten Sie auf eine Störung der Isolierung von Schaltern in der Produktion stoßen, wenden Sie sich bitte an die Fachkräfte, die die elektrischen Anlagen warten.

Bitte schreiben Sie Kommentare in den unten stehenden Block. Teilen Sie nützliche Informationen zum Thema des Artikels, die den Besuchern der Website hilfreich sein werden. Stellen Sie Fragen zu strittigen und unklaren Punkten und fügen Sie Fotos hinzu.