Prüfmethode: Alterung im Wasserbad

Doch bis dahin müssen noch einige technische Fragen geklärt werden: Fast gar nicht wurde bisher diskutiert, ob sich Wechselspannungsleitungen der Niederspannung auch für Gleichspannung eignen. Dazu gab es bisher keinerlei Forschungsergebnisse. Dies könnte darin begründet liegen, dass viele Experten davon ausgegangen sind, dass dies ohne Weiteres möglich sei. Langzeittests der Forschungsgruppe im Fachgebiet „Elektrische Geräte und Anlagen“ an der Technischen Universität Ilmenau [1] belegen nun erstmals, dass dies ein Irrtum ist. Über einen Zeitraum von 2 h wurden hier Einzeladern mit verschiedenen Isolationsmaterialien in einem Wasserbad bei 80 °C mit DC 1 kV belastet, um die Auswirkungen im Zeitraffer nachzuvollziehen. Die Prüf­apparaturen (Bild 2) sowie die Leitungen dazu wurden von der Firma Lapp [2] zur Verfügung gestellt. 

Im Ergebnis fielen von den 238 Prüflingen unter DC-Belastung 44 % aus; bei AC-Belastung war es nur ein Prüfling. Besonders betroffen waren Leitungen mit PVC-Iso­la­tion, hier fielen alle Prüflinge aus. Ebenfalls hoch war die Ausfallrate bei Isolierung mit Polyolefin, während Leitungen mit TPE-Isolierung die Prüfung gut meisterten. Ursachen der Defekte waren in einem Drittel der Fälle Isolationsfehler. Dies liegt vor, wenn der Isolationswiderstand unter einen kritischen Wert von 10 MΩ fällt. Bei zwei Dritteln der Defekte kam es zu einem sichtbaren Durchschlag der Isolierung (Bild 3). Die Ausfälle traten deutlich früher bei Leitungen auf, die durch enge Biegeradien zusätzlich unter mechanische Belastung gesetzt wurden. Die Wand­dicke der Isolierung spielte für die Häufigkeit und den Zeitpunkt der Ausfälle dagegen keine entscheidende Rolle.

Die Forschungsergebnisse sind ein wichtiges Indiz dafür, dass das elektrische Feld, das durch die Gleichspannung hervorgerufen wird, eine andere Wirkung auf das Alterungsverhalten von Isolationsmaterialien hat als ein Wechselspannungsfeld.