Dielektrische Fluideigenschaften

Messspektrum des EPSILON+ - Laborsystem gemäß DIN 51111

Spezifische elektrische Leitfähigkeit / Konduktivität ϰ

Die spezifische elektrische Leitfähigkeit, oder auch Konduktivität, ist eine Größe, die häufig mit dem Formelzeichen κ gekennzeichnet wird und die Fähigkeit eines Stoffes angibt, elektrischen Strom zu leiten. Ihre SI-Einheit lautet S/m (Siemens pro Meter).

Unser Fluidimpedanz-Messsystem EPSILON+ liefert Messwerte in nS/m bzw. μS/m.

Die Eignung eines Fluides zum Leiten von Strom wird durch Anzahl und Beweglichkeit der hierin freien Ladungsträger bestimmt.

Dielektrischer Verlustfaktor tan δ

Der dielektrische Verlustfaktor tan δ ist ein Maß dafür, welche Energiemenge ein Stoff im Wechselfeld absorbiert und in Verlustwärme umwandelt. Werkstoffe mit hohem Verlustfaktor sind nicht als Isolierstoff bei Hochfrequenzanwendungen geeignet.

Der Verlustfaktor stellt etwa bei Transformatorenölen ein Indiz auf unerwünschte Wärmeentwicklung und das somit erhöhte Risiko von thermischem Durchschlag dar.

 

Wie in folgender exemplarischen Grafik zu erkennen ist, sind sowohl spezifische elektrische Leitfähigkeit als auch der Verlustfaktor tan δ einer Flüssigkeit von deren Temperatur abhängig:

Messkurven des EPSILON+

tan delta & kappa over temperature (measured with flucon's EPSILON+)
tan delta & kappa over temperature - logarithmic (measured with flucon's EPSILON+)

Relatives Dielektrikum / Permittivität / Dielektrizitätskonstante ε r

Das relative Dielektrikum, auch relative Permittivität (lat.: permittere = durchlassen) genannt, ist ein Maß für die Durchlässigkeit eines Stoffes für elektrische Felder.

Die elektrische Feldkonstante ε 0, die der Permittivität des Vakuums entspricht, dient als Faktor für die Bestimmung der Permittivität eines Stoffes:

ε = ε 0 ε r

Hierbei ist ε r die stoffabhängige relative Permittivität. Diese Größe ist dimensionslos und zudem ebenfalls temperaturabhängig, wie Messungen mit dem EPSILON+ zeigen:

Messkurven des EPSILON+

relative permittivity over temperature (measured with flucon's EPSILON+)

Die neue DIN-Norm DIN 51111:

Die Messvorschrift DIN 51 111 "Elektrische Eigenschaften von frischen und gebrauchten Ölen aus Elektroantrieben im Fahrzeug – Messung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit, der relativen Permittivität (εr) und des dielektrischen Verlustfaktors (tan δ)" wurde im März 2023 veröffentlicht.

Sie beschreibt die Bestimmung der oben aufgeführten Kenngrößen mittels EPSILON+.

Für Öle werden die Isothermen 50°C, 100°C und 150°C empfohlen. Somit kann der Trockenblock-Thermostat mit dem EPSILON+ eingesetzt werden.

Bei der Analyse von Fetten werden hingegen die drei Prüftemperaturen 50°C, 80°C, 100°C festgelegt.