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Lexikon Verschmutzungsgrad

Was bedeutet "Verschmutzungsgrad"?

Der Verschmutzungsgrad gibt die zu erwartende äußere Beeinflussung eines elektrischen Betriebsmittels an. Er ist vor allem vom Einbauort des Bauteils abhängig. Je nachdem, welcher Verschmutzungsgrad einem Einbauort zugewiesen wird, muss die entsprechende Schutzklasse für das Bauteil gewählt werden. Die Norm für die einzelnen Verschmutzungsgrade ist die DIN EN 61010-1. Sie definiert den Verschmutzungsgrad als "Parameter zur Bemessung der Luft- und Kriechstrecken elektrischer Betriebsmittel".

Solange eine elektrische Baugruppe nicht in einem Harzblock vergossen wird, muss man immer mit einer gewissen Verschmutzung rechnen. Auch ein optimal isoliertes und abgeschirmtes Gehäuse kann früher oder später geringe Mengen an Schmutzpartikeln durchlassen. Die Baugruppe muss dann auf diese Verschmutzung hin ausgerichtet sein, um keine Fehlfunktionen zu erleiden. Das ist vor allem bei gedruckten Schaltungen ein großes Problem: Bei Platinen liegen die Leiterbahnen und Lötkontakte praktisch offen nebeneinander. Eindringender, abrasiver Metallstaub würde unweigerlich Kurzschlüsse auslösen, welche die ganze Baugruppe unbrauchbar machen. In der Regel ist in dem Fall nicht nur das Bauteil irreparabel beschädigt. Es geht darüber hinaus von ihm auch eine erhebliche Brandgefahr aus. Um Konstrukteuren ein Hilfsmittel zur Hand zu geben, mit denen sie die Baugruppen auslegen können, wurden die "Verschmutzungsgrade" definiert.

Was ist eine "Kriechstrecke"?

Eine Kriechstrecke ist eine unerwünschte Verbindung zwischen zwei Leitern, die durch ionisierte Luft (Luftkriechstrecke) oder Verschmutzung hervorgerufen wird. Kriechstrecken sind Leiterbahnen für Störströme, welche die Funktion von elektronischen Baugruppen stören können. Diese Störungen können von leichten Fehlfunktionen bis zur totalen Zerstörung reichen. Die Kriechstrecke selbst ist praktisch jeder potenzielle Verbindungsweg zwischen zwei offen Stromkontakten. Die Bildung einer Kriechstrecke wird durch eine Verschmutzung begünstigt. Eine typische Kriechstrecke findet sich beispielsweise in ungeschützten Steckdosen in der Nähe von Kochstellen. Vor allem Fettdünste können sich dort mit der Zeit niederschlagen und zwischen den Kontakten eine Kriechstrecke entstehen lassen. Dies kann auch unter dem Stecker eines eingesteckten Gerätes entstehen. Deshalb wird dringend empfohlen, in einer Küche nur Steckdosen mit Klappen und Dichtringen zu verwenden und diese regelmäßig zu kontrollieren und zu reinigen.

Verschmutzungsgrad 1

Unter dem Verschmutzungsgrad 1 wird die leichteste erlaubte Verschmutzung verstanden. Im Umkehrschluss definiert sie Bereiche, in denen die Bauteile besonders empfindlich auf eine Verschmutzung reagieren und entsprechend geschützt werden müssen.

Verschmutzungsgrad 2

Der Verschmutzungsgrad 2 definiert Bereiche, in denen es zu einer leichten, nicht leitfähigen Verschmutzung kommen kann. Konkret definiert die DIN EN 6101-1 den Verschmutzungsgrad 2 als "gelegentliches Betauen" oder "Handschweiß".

Verschmutzungsgrad 3

Der Verschmutzungsgrad 3 wird als leitfähige Verschmutzung (z. B. Metallstaub) oder als Verschmutzung, die durch Betauung leitfähig wird, definiert. Bauteile, die in dieser Umgebung installiert werden, müssen entsprechend abgeschirmt sein.

Verschmutzungsgrad 4

Beim Verschmutzungsgrad 4 ist eine dauerhaft leitfähige Verschmutzung oder eine durch Nässe begünstigte dauerhafte Verschmutzung zu erwarten. Sie ist die schwerste Verschmutzungart. Bauteile in dieser Umgebung müssen vom Ansatz her entsprechend robust ausgelegt sein.

Verschmutzungsgrad 1 - 4 Beispiele

Ein Beispiel für den Verschmutzungsgrad 1 ist das Innenleben von elektronischen Baugruppen, die in Gehäusen installiert sind. Gleichgültig, ob es verschraubte Kunststoffgehäuse oder abschließbare Schaltschränke sind, offene Kontakte und Leiterbahnen sind in beiden zu finden. Jede Verschmutzung, die über einen trocknen, nicht leitfähigen Staub im geringen Umfang hinaus geht, hat unweigerlich und schnell schwere Schäden zur Folge.

Da beim Verschmutzungsgrad 2 der Handschweiß ausdrücklich als maximale gestattete Verschmutzung definiert ist, fallen praktisch alle elektrischen Handgeräte darunter. Die Bandbreite reicht von Küchengeräten wie Handmixer oder Bügeleisen bis zu elektrischen Handwerkzeugen. Weitere Beispiele sind alle Bauteile, die gelegentlich berührt werden müssen: Leuchten, Netzteile oder Stecker aller Art.

Beim Verschmutzungsgrad 3 stehen die elektronischen Baugruppen in der Nähe von Emittenten von leitfähigem Staub. Hierunter fallen praktisch alle Verarbeitungsmaschinen in der Industrie: Zerspanungsmaschinen, Schleifmaschinen und deren Steuerungen müssen passend zum Verschmutzungsgrad 3 abgeschirmt sein.

Unter den Verschmutzungsgrad 4 stehen alle elektrischen Betriebsmittel, die permanent der Witterung ausgesetzt sind. Dazu zählen alle bodennahen Sensoren eines Fahrzeugs (z. B. ABS-Sensor) oder die elektrischen Stromabnehmer auf dem Dach von Elektrozügen.

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