Prüfmethode

Die erforderliche Höhe der Prüfspannung, die Dauer der Prüfung, die Art der Prüfung sowie der maximal zulässige Ableitstrom sind in den entsprechenden Normen eindeutig festgelegt.

1. Hochspannungsprüfung mit Fokus auf Überstrom und Durchschlag

Der klassische Zweck der Hochspannungsprüfung besteht darin, die Spannungsfestigkeit der Isolation zu überprüfen und gefährliche Fehler wie Durchschläge oder unzulässig hohe Ableitströme zu erkennen. In dieser Betrachtung wird nicht der exakte Isolationswiderstand bestimmt, sondern ausschließlich überwacht, ob der fließende Prüfstrom unterhalb eines festgelegten Grenzwertes bleibt.

Bei jeder Hochspannungsprüfung darf der Prüfstrom einen definierten Maximalwert nicht überschreiten. Wird dieser Grenzwert überschritten, erfolgt aus Sicherheitsgründen eine automatische und schnelle Abschaltung der Prüfspannung. Diese Art der Bewertung ist typisch für Hochspannungsprüfungen und dient primär dem Nachweis der elektrischen Sicherheit.

Zusätzlich kann ein Mindeststrom vorgegeben werden. Dies ist insbesondere bei Prüflingen mit nennenswerten kapazitiven Anteilen sinnvoll. Sobald ein Mindeststrom gemessen wird, ist sichergestellt, dass der Prüfling tatsächlich unter Hochspannung steht. Bei der DC‑Hochspannungsprüfung wird beim Einschalten der Prüfspannung die Kapazität des Prüflings kurzzeitig aufgeladen. Der dabei entstehende Ladestromstoß kann zur Erkennung und Überwachung dieses Mindeststroms genutzt werden.

2. Zusätzliche Bestimmung des Isolationswiderstands unter Hochspannung

Wird über die reine Überstrom- und Durchschlagserkennung hinaus der Isolationswiderstand bestimmt, müssen zusätzliche zeitabhängige Effekte berücksichtigt werden. Nach dem Anlegen der DC‑Hochspannung treten oft Phänomene wie dielektrische Absorption, Polarisationsvorgänge sowie Effekte auf, wie sie beispielsweise bei der Bestimmung von DAR (Dielectric Absorption Ratio) oder PI (Polarization Index) bekannt sind.

Diese Effekte führen dazu, dass der gemessene Strom beziehungsweise der berechnete Isolationswiderstand zeitabhängig ist und sich erst nach einer gewissen Wartezeit stabilisiert. Um den Isolationswiderstand möglichst genau zu bestimmen, müssen diese transienten Effekte vollständig oder weitgehend abgeklungen sein. Erst dann repräsentiert der gemessene Strom im Wesentlichen den tatsächlichen ohmschen Leckstrom durch die Isolation.

In diesem erweiterten Prüfansatz kombiniert die Hochspannungsprüfung somit zwei Aspekte: Zum einen die sicherheitsrelevante Bewertung hinsichtlich Überstrom und Durchschlag, zum anderen – bei ausreichender Messdauer und geeigneter Auswertung – die qualitative und quantitative Beurteilung des Isolationszustands über den ermittelten Isolationswiderstand.

Hochspannungsprüfpistolen: an mehreren Prüfpunkte manuell prüfen

Hochspannungsprüfungen werden häufig an mehreren Prüfpunkten durchgeführt, indem die einzelnen Prüfstellen manuell mit einer Hochspannungsprüfpistole abge­tastet werden.

Alternativ lassen sich vollautomatische Prüfgeräte und Prüfsysteme mit umfangreichen Matrix‑ bzw. Umschaltfeldern realisieren, die eine automatische Hochspannungsprüfung an mehreren HV‑Prüfpunkten ermöglichen. Die Anzahl der schaltbaren Matrixpunkte ist dabei nahezu unbegrenzt und kann flexibel an die jeweilige Prüfaufgabe angepasst werden.

Bei der Hochspannungsprüfung mit Gleichspannung wird die im Prüfling vorhandene Kapazität während der Prüfung aufgeladen. Nach dem Abschalten der Prüfspannung bleibt diese Ladung zunächst erhalten, sodass am Prüfling weiterhin eine gefährliche Restspannung anliegen kann. Dadurch besteht eine akute Berührungsgefahr für Personen und ein Risiko für nachfolgende Arbeitsschritte.

Aus diesem Grund ist es zwingend erforderlich, den Prüfling nach Abschluss der DC‑Hochspannungsprüfung kontrolliert zu entladen. Moderne Hochspannungsprüfgeräte verfügen hierzu über integrierte Entladeeinrichtungen, die den Prüfling automatisch und sicher auf ein ungefährliches Spannungsniveau entladen. Erst nach vollständiger Entladung darf der Prüfling berührt oder weiterverarbeitet werden.

Eine zuverlässige und überwachte Entladung ist somit ein wesentlicher Bestandteil der DC‑Hochspannungsprüfung und unverzichtbar für die Sicherheit von Bedienpersonal und Prüfumgebung.