Der CTI-Wert: Ein Maß für die Kriechwegbeständigkeit von Isolierstoffen

Der CTI-Wert (Comparative Tracking Index) ist ein wichtiger Kennwert in der Elektrotechnik, der die Kriechwegbeständigkeit eines Isolierstoffes beschreibt. Vereinfacht ausgedrückt gibt er an, wie gut ein Material in der Lage ist, einer elektrischen Oberflächenentladung und der daraus resultierenden Bildung des sogenannten Kriechwegs, zu widerstehen. Diese Entladungen können unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise bei hoher Luftfeuchtigkeit (Betauung) oder Verschmutzung, an der Oberfläche eines Isolierstoffs auftreten und zu einem Isolationsfehler führen.

Was bedeutet Kriechweg?

Ein Kriechweg entsteht, wenn sich auf der Oberfläche eines Isolierstoffs unter Spannung ein leitfähiger Pfad bildet. Dieser Pfad kann durch Verschmutzungen, Kondenswasser oder andere leitfähige Stoffe entstehen und ermöglicht den Durchgang von Strom, obwohl der Isolierstoff eigentlich eine Barriere darstellen sollte.

Der "CTI-Test" nach IEC 60112

Um den CTI-Wert eines Materials zu bestimmen, wird ein standardisierter Test durchgeführt. Dabei wird zwischen zwei unter Spannung stehenden Platinelektroden eine definierte Prüflösung (Mischung aus leitfähig machenden Salzen und Wasser) auf die Oberfläche des Prüfkörpers getropft. Der CTI-Wert gibt die höchste Spannung an, bei der noch keine kontinuierliche leitfähige Bahn, also kein Kriechweg, entsteht (detaillierte Beschreibung in der IEC 60112, Verfahren zur Bestimmung der Prüfzahl und der Vergleichszahl der Kriechwegbildung von festen, isolierenden Werkstoffen).

Unterschied zwischen CTI und PTI

• CTI (Comparative Tracking Index): Der CTI-Wert gibt die höchste Spannung an, bei der noch kein kontinuierlicher Kriechweg entsteht.
• PTI (Proof Tracking Index): Der PTI-Wert hingegen gibt die niedrigste Spannung an, bei der sicher kein Kriechweg entsteht. Es ist also ein Ein-Punkt-Messung und wird oft zur Nachweisprüfung von Werkstoffen verwendet.

Der PTI-Wert ist somit ein konservativerer Wert als der CTI-Wert und wird häufig für sicherheitskritische Anwendungen verwendet.

Bedeutung des CTI-Werts

Ein hoher CTI-Wert (also Versagen erst bei hohen Prüfspannungen) ist besonders wichtig für Isolierstoffe, die in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, Verschmutzung oder bei hohen Spannungen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind:

• Leiterplatten:     Hier ist eine hohe Kriechwegbeständigkeit entscheidend, um einen frühen Ausfall durch Kriechwegbildung zu vermeiden.
• Elektromobilität:     In Elektroautos sind die Isolierstoffe neben den hohen elektrischen     Belastungen zusätzlich mechanischen und ggf. chemischen Belastungen ausgesetzt.

Bei der Auswahl von Isolierstoffen sollte der CTI-Wert immer in Zusammenhang mit anderen Eigenschaften wie Temperaturbeständigkeit, elektrischer Spannungsfestigkeit und chemischer Beständigkeit betrachtet werden. Dies wird durch die Niederspannungsrichtlinie IEC 60664 auch berücksichtigt, die neben dem CTI-Wert weitere benötigte Eigenschaften für einen zuverlässigen elektrischen Isolierwerkstoff angibt.

Einschränkend muß man sagen, dass für Einsatzspannungen über 600 V die Prüfung nach IEC 60211 mittels des CTI-Tests keine sinnvollen Ergebnisse erbringt. Der Abstand der Prüfelektroden (4 mm) ist für höhere Spannungen ungeeignet).

Für Entwickler und Hersteller ist der nach IEC 60112 ermittelte CTI-Wert ein wichtiger Parameter zur Beurteilung der Eignung eines  Isolierstoffes für bestimmte Anwendungen. Ein guter CTI-Wert ermöglicht  auch reduzierte Abstände (Kriechstrecken) in elektronischen  Einrichtungen, die dadurch kompakter ausfallen können. Ein hoher  CTI-Wert stellt insgesamt eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit  elektrischer Einrichtungen sicher.