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Sicherheitshinweise zu Isolationsmaterialien 1: Was ist der Unterschied zwischen Isolierschuhen und normalen Schuhen? Isolierstiefel und -schuhe unterscheiden sich in ihrer Konstruktion von gewöhnlichen Stiefeln und Schuhen. Bei Isolierstiefeln und -schuhen wird für die Konstruktion ein Rand aus isolierendem Gummimaterial verwendet; die Isolierschicht bildet so ein geschlossenes Isolierungssystem, das den Fuß schützt. Gewöhnliche Stiefel und Schuhe sind anders – ihre Sohlen sowie das Schaummaterial bestehen nicht aus isolierenden Materialien. Dadurch ist die Isolationsleistung sehr gering, wodurch leicht ein Stromleck entstehen kann. Bei einigen Geräten beträgt der Leckstrom bis zu 30 mA – das liegt weit über dem zulässigen Wert. Die Isolierschuhe werden einzeln auf ihre elektrischen Eigenschaften überprüft; nur diejenigen, die die Prüfung bestehen, dürfen in den Verkauf gelangen. Für gewöhnliche Stiefel gilt diese Anforderung nicht. 2. Warum müssen Isolierschutzausrüstungen in trockenem Zustand getragen werden? Ein wichtiger Punkt, den die Benutzer bei der Verwendung von Isolierschutzkleidung berücksichtigen müssen, ist, dass diese in trockenem Zustand getragen werden sollte. Denn wenn die Isolierschutzkleidung einen gewissen Wassergehalt aufweist, sinken der Volumenwiderstand sowie der Oberflächenwiderstand des Isolators. Wasser ist ein Leiter; durch seine Anwesenheit wird die Isolierfähigkeit von Isolatoren **verringert oder sogar zerstört**. Da die Atome des Wassers einen Winkel von ∠HOH = 105° bilden, weist Wasser eine starke Polarität auf, wodurch Ionen entstehen können, die für die Leitfähigkeit sorgen. Zudem enthalten Wasser viele Verunreinigungen, die unter dem Einfluss von Wärme, Licht oder Elektrizität chemische Reaktionen eingehen können und so Leiter erzeugen – dadurch wird die Isolierfähigkeit des Wassers beeinträchtigt. Daher kann die Aufrechterhaltung der Trockenheit von Isolationsmaterialien die Sicherheit erheblich verbessern. 3. Welcher Indikator ist der wichtigste für die Qualität der Isoliereigenschaften von Isolierschutzgeräten? Der Zweck von Isolierschutzmitteln wie Isolierschuhen, -stiefeln und -handschuhen besteht darin, Stromunfälle zu verhindern – insbesondere solche, die durch elektrischen Strom verursacht werden. Die Wirksamkeit des Isoliermaterials hängt daher vor allem von der Größe des Leckstroms ab, der bei einem bestimmten Spannungspegel fließt. Wenn der Leckstrom innerhalb des sicheren Wertes liegt, ist das sicher; andernfalls ist es unsicher. Wenn eine bestimmte Spannung angelegt wird, kann auch ein zu hoher Leckstrom Schäden am Körper verursachen – selbst wenn es nicht zu einem Durchbruch kommt. 4. Warum müssen Isolierschutzmittel präventiv getestet werden? Präventive Tests sind eine strenge Vorschrift in der Elektrizitätsbranche, um die Sicherheit von Menschen zu gewährleisten. Bei einigen Isolierschutzprodukten ist die Garantiezeit relativ lang. Während dieser Zeit können aufgrund von Alterung oder anderen Lagerbedingungen Veränderungen auftreten. Aus Gründen der Sicherheit ist es daher notwendig, dass die Nutzer vor der Verwendung präventive Tests durchführen. Bei Isolierstiefeln können, falls sie über den dreijährigen Garantiezeitraum hinausgehen, vorbeugende Prüfungen durchgeführt werden. Erst nach Bestehen dieser Prüfungen dürfen sie verwendet werden. 5. Welche Beziehung besteht zwischen der Prüfspannung und dem maximalen Einsatzbereich? Isolierende Schutzausrüstung wird vor der Auslieferung einzeln bei einer bestimmten Wechselstromfrequenzspannung getestet, beispielsweise wird in Anwendungen mit 5 KV eine Spannung von 380 V zwischen den Leitungen verwendet. Die Prüfspannung ist mit einem Sicherheitsfaktor von 13,2 gegenüber der Betriebsspannung, wobei sich die Anwendungsbedingungen und -umgebungen sowie die Vorschriften von Land zu Land unterscheiden. Unter Verwendung der Erfahrungsgleichungen aus den USA wird die Beziehung zwischen der Prüfspannung und dem maximalen Einsatzbereich bestimmt. Nach der empfohlenen Erfahrungsgleichung gemäß ASDTMD120-79 der USA: Maximale Spannung = Prüfspannung × 0,95 – 2000 V. 6. In Umgebungen, in denen Schutzkleidung gegen statische Elektrizität getragen werden muss – was sollte man außerdem beachten, nachdem die Schutzkleidung angezogen wurde? Ein umgebung, die vor statischer Elektrizität schützt, dient hauptsächlich dazu, zu verhindern, dass durch Reibung Ladungsströme entstehen, die zu einer Ladungskonzentration führen und somit eine statische Induktion auslösen, oder dass durch statische Hochspannungen Schäden entstehen. Nach dem Tragen von antistatischen Schutzkleidungen können sich angesammelte Ladungen rechtzeitig über diese Schutzkleidungen zum Erdboden leiten. Gleichzeitig darf man keine Unterwäsche oder Socken aus Materialien wie Pelz tragen, da diese isolierend wirken und somit die Leitung der statischen Ladungen vom Körper zum Erdboden verhindern. (Die Widerstandswerte der leitfähigen Schuhe dürfen 100 KΩ–1000 KΩ nicht überschreiten.) 7. Wie hoch ist der sichere Stromstrom, den der menschliche Körper ertragen kann? Der Isolationswiderstand des menschlichen Körpers liegt bei 800–1000 Ohm. Doch dieser Wert variiert je nach Körpergröße, Gewicht, Dicke der Haut sowie Alter. Natürlich hängt er auch von der körperlichen Kraft des Menschen ab. Der Standardwert für die Sicherheitsstromstärke bei Wechselstrom in den USA beträgt 16 mA, in unserem Land liegt dieser Wert bei 14 mA. Im Allgemeinen verspürt der Mensch bei einer Wechselspannung von 1 mA oder einer Gleichstromstärke von 5 mA ein Kribbelgefühl. Bei einer Wechselspannung unter 14 mA kann man sich noch von der Stromquelle lösen. Bei einer Wechselstromstärke von 20–25 mA bzw. einer Gleichstromstärke von 80 mA entsteht beim Menschen ein Kribbelgefühl oder starke Schmerzen, außerdem kann es zu Atembeschwerden kommen. In solchen Fällen ist es nicht möglich, sich vom Strom zu befreien. Auf Dauer kann das lebensbedrohlich sein. 8. Welche weiteren Punkte muss man bei der Arbeit beachten, nachdem man Isolierschuhe getragen hat? Beim Elektroarbeiten ist es vorgeschrieben, aus Isolationsgründen Isolierschuhe zu tragen. Doch manchmal ist die Arbeitsbelastung hoch oder die Wetterbedingungen sind ungünstig – in solchen Fällen kann es passieren, dass Körperteile gegen Wände oder geerdete Geräte stoßen. In solchen Situationen kann es zu Stromschlägen kommen. Deshalb muss man auch dann, wenn Isolierschuhe getragen werden, verhindern, dass andere Körperteile mit dem Boden in Berührung kommen. Bei regnerischem Wetter muss man, auch wenn man Isolationsstiefel oder -handschuhe trägt, über die notwendigen Regenausstattungen verfügen. Verhindern, dass Isoliermaterialien aufgrund von Feuchtigkeit leitfähig werden und so Stromschläge an den Gliedmaßen verursachen. 9: Welchen Einfluss hat die Ersetzung des Wassers durch Metallkugeln als Elektrode in Hochspannungs-Isolierschuhen auf die Testergebnisse gemäß den neuen nationalen Standards? Dass die neuen nationalen Standards Metallkugeln anstelle von Wasser als innere Elektroden für die Tests verwenden, dient der Anpassung an die internationalen Standards. Die ursprünglichen nationalen Testverfahren waren strenger als die ausländischen Standards. Bei Isolierschuhen führte die Verwendung von Wasser als innere Elektrode dazu, dass durch die Feuchtigkeitsbelastung die Isoliereigenschaften der Schuhe beeinträchtigt wurden. Im Vergleich zu den internationalen Standards ist das unangemessen. Deshalb ist es bei der Überprüfung der Spannung nicht zulässig, Wasser als innere Elektrode zu verwenden – und es ist erst recht nicht zulässig, bei präventiven Tests eine höhere Spannung als die vorgeschriebene zu verwenden. 10. Welche Hauptunterschiede gibt es zwischen Isolierhandschuhen für Arbeiten unter Strom und Gummisohlen-Isolierhandschuhen für Niedrig- und Hochspannung? Isolierhandschuhe für Arbeiten unter Spannung ermöglichen das Ausführen von Arbeiten unter Spannung in verschiedenen Spannungsbereichen. Isolierhandschuhe für hohe und niedrige Spannungen sind Hilfsmittel zur Sicherheit und dürfen nicht bei arbeitenden Stromquellen verwendet werden. Isolierhandschuhe für Arbeiten unter Spannung müssen gemäß den Vorgaben der Internationalen Elektrotechnischen Kommission IEC 60903 sowie GB 17622-1998 Unterdruck- und Stichprobenprüfungen durchlaufen. Dabei sollen die Prüfproben zunächst 16 Stunden lang in einer Standardwassertiefe eingeweicht werden, bevor die Spannungsprüfung durchgeführt wird. Die Prüfdauer beträgt 3 Minuten. Dabei muss der Teil der Handschuhe, der nicht im Wasser ist, trocken bleiben. Bei den Typ- und Stichprobenprüfungen nach der IEC-Norm Typ 02 werden zunächst die Isolierhandschuhe für Arbeiten unter Spannung in der gemäß der Norm vorgeschriebenen Tauchtiefe getaucht (Abstand vom Ärmelende der Handschuhe bis zur Prüfspannung: 65 Millimeter bei der Mindesttoleranzspannung, 75 Millimeter). Anschließend wird die Spannung in einem Tempo von 3000 V pro Sekunde auf 20 kV erhöht; dabei wird eine Zeitdauer von 3 Minuten gemessen. Wenn es nicht zu einem Durchbruch kommt und der Leckstromwert 20 Milliampere nicht überschreitet, ist die Prüfung bestanden. In diesem Fall wird die Spannung sofort gesenkt und die Stromzufuhr unterbrochen. Minimale Toleranzspannung, d.h. bei derselben Spannungssteigerungsrate erreicht 30 kV die Spannung sofort den Wert, ab dem sie durch Absenken der Spannung abgeschaltet wird. Die Standardprüfung (Anforderung der Serienprüfung) besteht darin, die verschiedenen Modelle bei der jeweiligen Prüfspannung 1 Minute lang zu testen (keine 16-stündige Immergetests notwendig). Aber um die Sicherheit zu gewährleisten, betragen die Prüfzeiten bei unserer Firma 3 Minuten. Bei Isolierhandschuhen für Hoch- und Niederspannung gibt es keine Vorschriften bezüglich eines vorherigen Einweichens in Wasser – und auch keine Prüfung auf eine Mindesttoleranzspannung, die über der Prüfspannung liegt. Käufer von Isolierhandschuhen für Arbeiten unter Strom können diese nach verschiedenen Modellen durch reguläre Prüfungen überprüfen lassen. Ob es den Anforderungen entspricht, ob der Leckstrom unter 16 mA liegt (für die Spezifikation mit einer Länge von 410 Millimetern). 11. Warum werden bei Isolierhandschuhen für Arbeiten unter Spannung im Test Risse festgestellt? Bei Arbeiten unter Hochspannung mit isolierenden Handschuhen kann es aufgrund einer nicht standardmäßigen Wassermenge oder weil die nicht mit Wasser bedeckten Teile der Handschuhärmel nicht trocken sind, zu einem Entstehen von Bogenströmen zwischen den verschiedenen Schichten unter hohem Druck kommen. Dadurch kommt es zur Entladung in der Luft – mit dem resultierenden „Pfeifgeräusch“. Gleichzeitig wird die Luft ionisiert; der Sauerstoff in der Luft wird dabei in Ozon umgewandelt. Wenn die Konzentration an Ozon zunimmt, verursacht das erhebliche Oxidationsschäden am Gummi, wodurch dieser Risse bekommt. Hochspannungsprüfungen stellen somit eine Art Zerstörungstest für Gummi dar – bei jeder Prüfung wird der Gummi beschädigt. Deshalb sind vorbeugende Prüfungen während der Nutzung erforderlich, um die Sicherheit der Benutzer zu gewährleisten.