Rechner für Isolationswiderstand: Temperaturkorrektur, PI und DAR
Rechnen Sie die Anzeige des Isolationsmessgeräts auf 20 °C oder 40 °C um und berechnen Sie den Polarisationsindex (PI) und das dielektrische Absorptionsverhältnis (DAR) nach IEEE 43.
Temperaturkorrektur, Polarisationsindex und DAR
Geben Sie die Messwerte des Isolationsmessgeräts und die Temperatur der Isolierung ein. Das Werkzeug korrigiert den Widerstand auf die Bezugstemperatur und berechnet den Polarisationsindex (PI) und das dielektrische Absorptionsverhältnis (DAR).
Ergebnis
Kt = 2^((T − Tref)/10): der Isolationswiderstand halbiert sich näherungsweise je 10 °C Temperaturanstieg.
Richtwert. Die Berechnung erfolgt in Ihrem Browser und wird an keinen Server gesendet. Diese Website kann Fehler oder Auslassungen enthalten: vor jeder Entscheidung über eine Anlage müssen die Angaben von einer qualifizierten Ingenieurin oder einem qualifizierten Ingenieur geprüft und freigegeben werden. Impressum und Nutzungsbedingungen
Was dieser Rechner leistet
Er nimmt die Messwerte eines Isolationsmessgeräts und liefert vier Dinge: den auf die Bezugstemperatur umgerechneten Widerstand, den Polarisationsindex, das dielektrische Absorptionsverhältnis und den Vergleich mit dem von IEEE Std 43 empfohlenen Mindestwert. Die Berechnung läuft in Ihrem Browser; kein Messwert wird an einen Server gesendet.
Die Temperaturkorrektur
Die Leitung in einer Isolierung ist thermisch aktiviert: der Widerstand sinkt mit steigender Temperatur. Die praktische Regel in IEEE 43 lautet, dass er sich je 10 °C etwa halbiert, woraus sich der Faktor
Kt = 2^((T − Tref) / 10)
und der korrigierte Widerstand R(Tref) = R(T) × Kt ergeben.
T ist die Temperatur der Isolierung — nicht die der Luft und nicht die der Gehäuseoberfläche — und Tref die Bezugstemperatur. IEEE 43 arbeitet mit 40 °C. Bei Transformatoren und Kabeln ist es üblich, die Messungen auf 20 °C zu beziehen; entscheidend ist nicht die Wahl, sondern dass immer dieselbe verwendet wird, damit der Verlauf vergleichbar bleibt.
Die Halbierungsregel ist eine Näherung. Bei sehr trockenen Isolierungen und bei großen Maschinen kann der tatsächliche Koeffizient deutlich abweichen; wenn der Hersteller eine eigene Korrekturkurve veröffentlicht, gilt diese.
Polarisationsindex und DAR
Beim Anlegen der Gleichspannung fließen drei Ströme: der kapazitive Ladestrom, der in Sekunden verschwindet; der dielektrische Absorptionsstrom, der über Minuten abklingt; und der Ableitstrom, der konstant bleibt. Eine trockene, saubere Isolierung lässt die ersten beiden abklingen, sodass der gemessene Widerstand mit der Zeit steigt. Eine feuchte oder verschmutzte Isolierung wird vom Ableitstrom bestimmt, und der Messwert bewegt sich kaum — oder fällt.
- DAR = R(60 s) / R(30 s). Schnelle Kontrolle: unter 1,25 ist das Ergebnis verdächtig, über 1,6 gut.
- PI = R(10 min) / R(1 min). Die maßgebliche Größe: IEEE 43 fordert 2 oder mehr bei Wärmeklasse B und höher.
Von IEEE 43 empfohlene Mindestwerte
Der Rechner vergleicht den korrigierten Ein-Minuten-Widerstand mit dem Mindestwert der jeweiligen Wicklung:
| Wicklungsart | Empfohlener Mindestwert bei 40 °C |
|---|---|
| Baujahr vor 1970 | kV + 1 (in MΩ) |
| Formspulen, Baujahr nach 1970 | 100 MΩ |
| Wirrwicklung oder Formspulen unter 1 kV | 5 MΩ |
Das sind Mindestwerte für die Inbetriebnahme, keine Qualitätsziele: eine gesunde Wicklung liegt meist deutlich darüber.
Gelöstes Beispiel
6,6-kV-Motor, Formspulen von 1998. Bei einer Isolierungstemperatur von 18 °C werden 2,4 GΩ nach einer Minute und 6,0 GΩ nach zehn Minuten gemessen.
- Kt = 2^((18 − 40)/10) = 2^(−2,2) = 0,218
- R(40 °C) = 2.400 MΩ × 0,218 = 523 MΩ — weit über den geforderten 100 MΩ
- PI = 6.000 / 2.400 = 2,5 — trockene Isolierung
Der unkorrigierte Wert von 2,4 GΩ hätte noch besser ausgesehen: fast das Fünffache des Werts, der mit dem Verlauf der Maschine tatsächlich vergleichbar ist.
Was dieser Rechner nicht leistet
Er ersetzt nicht das Urteil derjenigen, die die Prüfung durchführen. Er kennt weder Luftfeuchte noch Oberflächenverschmutzung, die die Messung verfälschen, wenn der Schutzring nicht verwendet wird; er unterscheidet nicht zwischen einem örtlichen Fehler und allgemeiner Alterung; und er sagt nicht, ob die angelegte Prüfspannung für diese Wicklung richtig war, sondern schlägt nur den Bereich nach IEEE 43 vor. Ein hoher Widerstand schließt auch Fehler nicht aus, die erst unter Wechselspannung auftreten: dafür gibt es Verlustfaktor, tan δ und Teilentladungsmessung.
Womit gemessen wird
Die Messung erfolgt mit einem Isolationswiderstandsmessgerät, das die Prüfspannung über die zehn Minuten des PI stabil hält und die Kurve aufzeichnet. Für die Diagnose unter Wechselspannung ergänzen Teilentladungsdetektoren das, was die Gleichspannungsprüfung nicht sieht.
Häufige Fragen
- Warum muss der Isolationswiderstand temperaturkorrigiert werden?
- Weil sich der Widerstand einer Isolierung je 10 °C Temperaturanstieg näherungsweise halbiert. Zwei Messungen an derselben Maschine bei 15 °C und bei 45 °C können sich um den Faktor acht unterscheiden, ohne dass sich die Isolierung verändert hat. Ohne Korrektur sagt der Vergleich mit dem Verlauf nichts aus.
- Welcher Polarisationsindex ist akzeptabel?
- IEEE 43 hält einen PI von 2 oder mehr für Isolierungen der Wärmeklasse B und höher für akzeptabel. Unter 1 deutet das Ergebnis auf Feuchtigkeit oder Verschmutzung hin. Bei modernen Maschinen mit sehr hohen Ein-Minuten-Werten (über 5.000 MΩ korrigiert) weist die Norm selbst darauf hin, dass der PI seine Aussagekraft verlieren kann.
- Worin unterscheiden sich PI und DAR?
- Beide vergleichen, wie sich der Widerstand während des Anliegens der Prüfspannung entwickelt. Das DAR ist das Verhältnis des Werts nach 60 Sekunden zu dem nach 30 Sekunden und dient als schnelle Kontrolle. Der PI vergleicht den Wert nach 10 Minuten mit dem nach 1 Minute und ist die maßgebliche Größe, weil der Absorptionsstrom dann abgeklungen ist.