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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Isolationswiderstand


Autor: R.Hess (Gast)
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Hallöchen zusammen

Kennt sich jemand gut mit dem Thema isolationswiderstandsmessung aus?

Konkret frage ich mich wiso bei einer Wiederstandmessung eines Isolators 
der Widerstand während der Mesung stetig ansteigt.

zB. am anfang der Messung R=95Gohm --> nach 60 Sekunden R=123 Gohm

weiter finde ich es seltsam das bei verschiedenen Messspannungen 
verschiedene Widerstandswerte gemessen werden. Der Widerstand steht doch 
prportional zum zur Spannung und zum Strom...

gruss R.Hess

Autor: tex (Gast)
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<< am anfang der Messung R=95Gohm --> nach 60 Sekunden R=123 Gohm  >>
Deine Leitung stellt im Normalfall einen Kondensator dar. (2 Leiter, ein 
Dielektrikum)

Beim laden und entladen wirkt der Kondensator wie Kurzschluss

<< Der Widerstand steht doch
prportional zum zur Spannung und zum Strom... >>

Ja, aber geht darum herauszufinden ob der Widerstand auch für hohe 
Spannungen taugt (min. 1000 Ohm je Volt). Dann ist nicht nur reiner 
Widerstand gefragt, sondern auch Abstand, von z.B. Einschlüssen, 
Verunreinigungen oder durchgescheuerten / durchgedrückten 
Isolierungen...

Autor: johnny.m (Gast)
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Eine Spannungsabhängigkeit des Isolationswiderstandes kann durch 
physikalische Prozesse innerhalb des Isolators entstehen. Dadurch ergibt 
sich eine Art "Halbleitereffekt", der dazu führen kann, dass bei einer 
Erhöhung der Spannung überproportional mehr Strom fließen kann als 
ursprünglich. In bestimmten Stoffen (gerade bei Isolierstoffen und 
Halbleitern) exisiteren im Innern des Stoffes Ladungsträger, die eine 
hohe Aktivierungsenergie benötigen. Wird diese Energie durch ein kleines 
elektrisches Feld (niedrige Messspannung) nicht erreicht, dann sitzen 
diese Ladungsträger fest und können nicht zum Stromtransport beitragen. 
Erhöht man die Feldstärke, dann können diese Ladungsträger aus ihren 
Positionen herausgelöst werden und entsprechend Strom transportieren.

Allerdings ist gerade das Thema "Leitprozesse in Isolatoren" ein sehr 
komplexes Thema und die Realität liegt noch um einiges komplizierter als 
die obige Beschreibung. Wichtig ist (wie von tex schon angedeutet), dass 
man den Isolationswiderstand eines Hochspannungsisolationssystems nicht 
mit 5 V misst, sondern mit einer möglichst hohen Spannung (und möglichst 
auch mit unterschiedlichen Spannungen, um eine Art Kennlinie aufzunehmen 
und daraus auf das Verhalten bei anderen [noch höheren] Spannungen 
schließen zu können).

Autor: johnny.m (Gast)
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Ach ja, zu der Kapazitätsgeschichte: Ein Isoliersystem stellt im Prinzip 
(Ersatzschaltbild) eine Kapazität mit einem Parallelwiderstand dar.

Viele Messgeräte zur Messung hoher Widerstände arbeiten mit 
Konstantstromquellen und messen die aus dem konstanten (und bekannten) 
Strom resultierende Spannung über dem Prüfling. Wenn man einen 
Kondensator mit einem Konstantstrom speist, dann lädt der Strom den 
Kondensator (also die Kapazität des Prüfligs) auf. Ohne einen 
Parallelwiderstand würde die Spannung am Kondensator linear ansteigen. 
Jedoch fließt, je höher die Spannung ist, ein immer größerer Anteil des 
Stromes über den Parallelwiderstand ab (I_R = U/R), was zu einem 
exponentiellen Verlauf der Spannung an der Gesamtanordnung (Prüfling) 
führt:
mit
Wenn Du also bei der Messung unendlich lange wartest (unendlich lange 
heißt wesentlich länger als die Zeitkonstante tau in der Formel), dann 
ist die Spannung weitgehend konstant und der vom Messgerät angezeigte 
Wert repräsentiert den ohmschen Widerstand des Prüfligs.

Autor: johnny.m (Gast)
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Upps, muss natürlich heißen
Sorry...

Autor: erol (Gast)
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Vielen dank für den schnellkurs. leuchtet ein!
ich werde mal experimentieren.

um die Messwerte zu überprüfen müsste aber ein normaler Widerstand mit 
zB. R=100Mohm auch messbar sein, wenn ich das richtig verstanden habe.

ich traue dem Messgerät eben nicht!

Autor: johnny.m (Gast)
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Bei einem "normalen" Widerstand sollte die Kapazität vergleichsweise 
gering sein, weshalb die Spannung sehr schnell ansteigen dürfte. Mit was 
für einem Gerät misst Du überhaupt?

Autor: R.Hess (Gast)
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Mit einem Quad tech 1865

Messspannung bis 1000V

Autor: Der gute (Gast)
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Den Isolationswiderstand misst man mit einem 
Isolationswiderstandsmessgerät.

Autor: R.Hess (Gast)
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eine sehr sinnvolle antwort!

Autor: tex (Gast)
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@ erol

Es gibt für solche Zwecke spezielle Widerstände. Die 0,5W Kohleschicht 
reichen in der Regel nicht aus. Siehe Erklärung johnny.m

Autor: johnny.m (Gast)
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> Mit einem Quad tech 1865

> Messspannung bis 1000V
Ah, ein QuadTech. Die Geräte messen (im Gegensatz zur obigen 
Beschreibung) mit einer konstanten Spannung und messen den Strom. Ist 
aber vom Prinzip her das selbe, nur umgekehrt.

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