Durchschlagspannung

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Die Durchschlagspannung, auch Durchschlagsspannung, Überschlagspannung oder Überschlagsspannung genannt, bezeichnet in der Elektrotechnik die Spannung, welche überschritten werden muss, damit ein Funke ein Material bzw. einen Stoff (z.B. einen Isolator) durchschlägt.[1][2][3][4] Es kommt dann zum elektrischen Durchschlag bzw. Spannungsdurchschlag.

Die Durchschlagspannung 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.

Die Durchschlagspannung ist materialspezifisch mehr oder weniger proportional zur Strecke durch den Isolator. Entscheidend für die Höhe der Durchschlagspannung bei Festkörpern ist die Durchschlagsfestigkeit des Isolators, die Temperatur, die Frequenz sowie die Form der anliegenden elektrischen Leiter.[5][6] 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 Durchschlagsspannung bei steigendem Druck und hängt auch noch unter anderem von der Feuchtigkeit bzw. dem Wassergehalt und dem Partikelgehalt der Stoffe ab.[7][8]
Isolationsmaterialien werden durch die Durchschlagsfeldstärke (Durchschlagspannung pro Isolatordicke, meist in kV pro 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).

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur / Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Durchschlag - Lexikon der Physik. In: www.spektrum.de. Abgerufen am 22. Juni 2016.
  2. Isolationsmessungen. Abgerufen am 22.06.2016.
  3. Engelbert Arnold, Jens Lassen La Cour: Theorie der Wechselströme. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-40353-2 (google.com [abgerufen am 22. Juni 2016]).
  4. Wiener Netze |  Begriffserklärungen Isolieröle  |  Prüfanstalt für Isolieröle  |  Dienstleistungen. In: www.wienernetze.at. Abgerufen am 22. Juni 2016.
  5. Ludwig Binder: Die Wanderwellenvorgänge auf experimenteller Grundlage: Aus Anlaß der Jahrhundertfeier der Technischen Hochschule Dresden. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-91397-6 (google.com [abgerufen am 13. Juni 2016]).
  6. N. A. Semenoff, N. A. Walther: Die physikalischen Grundlagen der elektrischen Festigkeitslehre. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-91334-1 (google.com [abgerufen am 13. Juni 2016]).
  7. Liviu Constantinescu-Simon: Handbuch Elektrische Energietechnik: Grundlagen · Anwendungen. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-85061-4 (google.com [abgerufen am 13. Juni 2016]).
  8. Isolieröluntersuchungen der L& Z GmbH. Abgerufen am 13.06.2016.