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Elektrische Eigenschaften

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Die elektrischen Eigenschaften thermoplastischer Polyurethane (TPU) sind entscheidend, wenn die Anwendung beispielsweise Kabel betrifft. Wir testen den elektrischen Widerstand und die dielektrischen Eigenschaften unserer TPU-Typen, um für Sicherheit und Leistungskraft zu garantieren.

Wie alle Kunststoffe besitzt Desmopan® eine relativ geringe elektrische Leitfähigkeit. Aus diesem Grund eignet es sich für die Verwendung als Isolationsmaterial für beispielsweise Kabelverkleidungen oder Kabelverbinder. Dank ihrer herausragenden mechanischen Eigenschaften wurden sogar vollständig aus TPU bestehende Kabel als Spezialanfertigungen hergestellt. In diesem und ähnlichen Fällen sind die elektrischen Eigenschaften von Desmopan®, insbesondere sein elektrischer Widerstand und seine dielektrischen Eigenschaften, wichtige Faktoren. Die gemessenen Widerstände und dielektrischen Parameter sind immer eine Funktion aus dem Feuchtigkeitsgehalt und der Temperatur der Probe sowie der Messfrequenz.
Alle Proben müssen daher vor dem Testverfahren in Übereinstimmung mit den gültigen Normen akklimatisiert werden (Normklima). Prüflabore bestimmen die elektrischen Eigenschaften von Desmopan®-Typen basierend auf den unten aufgelisteten Tests.

Elektrische Widerstände

Oberflächen- und Durchgangswiderstand sind zwei Schlüsselwerte, die den elektrischen Widerstand eines TPU angeben. Beide Werte werden gemäß der Norm IEC 60093 gemessen. Der Oberflächenwiderstand von Desmopan® reicht von 1013 bis 1015 Ω. Sein Durchgangswiderstand hingegen liegt zwischen 1011 und 1015 Ω x cm. Für beide Widerstände nimmt der gemessene Wert in unmittelbarem Zusammenhang mit der Härte des Materials ab. Typen mit einer Härte von etwa 70 Shore D weisen einen Widerstand von 1015 Ω auf, wohingegen weichere und flexiblere Typen (z. B. 70 Shore A) einen geringeren Widerstand aufweisen.

Durchschlagsfestigkeit

Das ist die elektrische Feldstärke, bei der das isolierende Material zu versagen beginnt. Daher misst diese die Isolationskapazität elektrischer Isolatoren.
Die Tests bezüglich der Durchschlagsfestigkeit werden im gemäß IEC 60243–1 durchgeführt und in einem schematischen Diagramm dargestellt. Die Durchschlagsfestigkeit von Desmopan®-Typen auf Basis von Polyester steigt mit zunehmender Härte von 22 bis auf 32 kV/mm. Die Durchschlagsfestigkeit von Desmopan®-Typen auf Basis von Polyether ist höher: Sie beginnt bei 35 kV/mm (geringere Materialhärte) und steigt bei höheren Härtegraden auf bis zu 38 kV/mm.

Dielektrische Konstante

Die dielektrische Konstante ist eine wichtige dielektrische Eigenschaft von Thermoplasten (TPU). Es handelt sich um eine unbenannte Verhältniszahl, die den Faktor bestimmt, um den die Kapazität eines gegebenen Kondensators steigt, wenn sich anstatt eines Vakuums ein isolierendes Material zwischen den Kondensatorplatten befindet. Dieser Wert stellt also eine Messung der Kapazität isolierender Materialien dar, elektrische Ladungen zu trennen. Die dielektrische Konstante ist temperatur- und frequenzabhängig und wird auf Basis der Norm IEC 60250 bestimmt. Die für Desmopan® gemessenen Werte der dielektrischen Konstante reichen von 4,0 bis 8,0. Diese Werte nehmen in direktem Zusammenhang mit der Härte des Materials ab, genau wie bei den Werten des elektrischen Widerstands. Typen auf Basis von Polyether weisen in der Regel leicht höhere Werte für die dielektrische Konstante auf als Typen auf Basis von Polyester. Ein Typ weist bei steigender Messfrequenz einen leicht abfallenden Wert auf.

dielektrischer Verlustfaktor

Der dielektrische Verlustfaktor ist eine weitere wichtige dielektrische Eigenschaft von Thermoplasten (TPU). Dieser Wert misst die im Wechselfeld des Isolators absorbierte Energie. Er ist temperatur- und frequenzabhängig und wird auf Basis der Norm IEC 60250 bestimmt. Der für Desmopan® gemessene Verlustfaktor reicht von 0,03 bis 0,10. Diese Werte verhalten sich antiproportional zur Härte. Das heißt, sie steigen bei abnehmender Materialhärte. Zwischen Typen auf Basis von Polyether und Typen auf Basis von Polyester konnten keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Bei steigender Messfrequenz steigt der Verlustfaktor.

Kriechstrom

Aufgrund von elektrolytischen Verunreinigungen können sich auf der Oberfläche von festen Isolationsmaterialien elektrische Leiterbahnen bilden. Dieser „Kriechstom“ entsteht, wenn das Material unter Spannung gesetzt wird. Gemessen wird er anhand der Kriechstromfestigkeit (CTI). Alle bis heute gemessenen Desmopan®-Typen weisen einen CTI von 600 auf.

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