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Thermoleitungen und Ausgleichsleitung

In den meisten Fällen kann der Messwertaufnehmer nicht in unmittelbarer Nähe zur Messstelle betrieben werden, da sich diese in Maschinen oder ähnlichen heißen, schmutzigen Umgebungen befindet. Somit ist es notwendig, das Messsignal über eine bestimmte Strecke zu übertragen. Hierfür kommen entweder Thermoleitungen (extension cables) oder Ausgleichsleitungen (compensating cables) zum Einsatz. Die Leiter einer Thermoleitung bestehen aus demselben Material wie die Leiter des Thermoelementes. Die Thermospannung entsteht so erst bei Anschluss an das Gerät und wird nicht verfälscht. Bei Ausgleichsleitungen hingegen werden Materialien verwendet, die denen des Thermoelements ähnlich sind. Thermoleitung werden standardmäßig mit einer Grenzabweichung in Toleranzklasse 1 geliefert. Ausgleichsleitungen hingegen sind nur in Toleranzklasse 2 verfügbar. Wir verwenden ausschließlich Thermoleitungen der Toleranzklasse 1. Die Grenzwertabweichungen gelten nur für den Temperaturbereich, welcher unter der Anwendungstemperatur gegeben ist (DIN EN 60584-3). Die Anwendungstemperatur bezieht sich auf die Temperatur der Leitung, für angeschlossene Thermoelemente gelten andere Grenzabweichungen. Das Verbinden einer Thermoleitung oder Ausgleichsleitung mit einem Thermoelement eines anderen Typs ist nicht möglich.

1 Isolierungen

Thermoleitungen werden überwiegend mit Kapton, Glasfaser, Teflon oder Silikon Isoliert. Ein Kupfergeflecht wird bei einigen Leitungen eingearbeitet, um die Leiter vor elektromagnetischen Störeinflüssen abzuschirmen.

Bei besonders intensiver mechanischer Beanspruchung der Leitung sollte diese durch einen Edelstahlmantel geschützt werden. Ein Edelstahlmantel lässt sich mit allen Isolationsmaterialien kombinieren.

Zur Isolierung von Ausgleichsleitungen wird häufig PVC oder Silikon verwendet, da die Einsatztemperaturen mit denen der Ausgleichleitung übereinstimmen.

(Polymid) ist chemisch sehr beständig, besitzt gute Isolierungseigenschaften und ist hitzebeständig bis +285 °C. Zudem erreicht man schon bei geringem Durchmesser des Kaptons gute elektrische Isolationseigenschaften.

Glasfaser wird als Gewebe um die Adern gelegt oder geflochten und mit einem Harz versiegelt. Glasfaserisolierte Leitungen besitzen eine Hitzebeständigkeit von bis zu +1.100 °C. Für mechanisch beanspruchte Anwendungen bietet sich eine weitere Ummantelung der glasfaserisolierten Leitung mit einem VA-geflecht an.

Teflon ist chemisch beständig gegen Säuren, Basen, Alkohole, Benzine und Öle. Es ist flexibel und rutscht sehr gut aufgrund seines geringen Reibungskoeffizienten. Zusätzlich ist es schwer zu bekleben, da es kaum Stoffe gibt, die auf Teflon haften. Die Einsatztemperatur streckt sich je nach Art des Teflons von –190 °C bis +260 °C. Zur Leitungsisolation verwenden wir FEP-Teflon (–100 °C bis +205 °C), PTFE-Teflon (–190 °C bis +260 °C) oder PFA-Teflon (–190 °C bis +260 °C).

Silikon ist sehr flexibel und wird auch bei niedrigen Temperaturen nicht biegesteife. Die Gebrauchstemperatur ist von –50 °C bis +180 °C.

PVC ist ein häufig verwendeter Isolations-Werkstoff in der Elektrotechnik. Die Gebrauchstemperatur ist von –20° C bis +90 °C.

1.1 Eigenschaften von Isolationswerkstoffen

Werkstoff

Gebrauchstemperatur

dauernd (°C)

ca. 25.000 h

Gebrauchstemperatur

kurzzeitig (°C)

(Stunden)

Durchschlagfestigkeit

kV/mm (20 °C)

Allgemeine

chemische

Beständigkeit

PVC

–20 bis +90

+120

25

bedingt

FEP

–100 bis +205

+230

25

sehr gut

PTFE

–190 bis +260

+300

20

sehr gut

PFA

–190 bis +260

+280

25

sehr gut

Kapton

–190 bis +220

+400

287

sehr gut

Silikon

–50 bis +180

+250

30

bedingt

3 Farbkennzeichnung für Thermo- und Ausgleichsleitungen

Land Flagge WeltFlagge DeutschlandFlagge USAFlagge GroßbritannienFlagge Frankreich
Typ Werkstoff IEC 60584-3 DIN 43714 ANSI MC 96.1 BS 1843 NF C 42-324
+
T Cu CuNi Typ T nach IEC 60584-3Typ T nach ANSI MC 96.1Typ T nach BS 1843Typ T nach NF C 42-324
U Cu CuNi Typ U nach DIN 43714
J Fe CuNi Typ J nach IEC 60584-3Typ J nach ANSI MC 96.1Typ J nach BS 1843Typ J nach NF C 42-324
L Fe CuNi Typ L nach ANSI MC 96.1
E NiCr CuNi Typ E nach IEC 60584-3Typ E nach DIN 43714Typ E nach ANSI MC 96.1Typ E nach BS 1843Typ E nach NF C 42-324
K NiCr Ni Typ K nach IEC 60584-3Typ K nach DIN 43714Typ K nach ANSI MC 96.1Typ K nach BS 1843Typ K nach NF C 42-324
N NiCrSi Ni Typ N nach IEC 60584-3
R PtRh13 Pt Typ R und Typ S nach IEC 60584-3Typ R und Typ S nach DIN 43714Typ R und Typ S nach ANSI MC 96.1Typ R und Typ S nach BS 1843Typ R und Typ S nach NF C 42-324
S PtRh10 Pt
B PtRh30 Pt6Rh Typ B nach IEC 60584-3Typ B nach DIN 43714Typ B nach ANSI MC 96.1Typ B nach NF C 42-324

Bilder zu Thermoleitungen und Ausgleichsleitungen