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Technischer artikel
März 2016
182
www.read-eurowire.comAuswirkung des
Kabelaufbaus auf die
Flammwidrigkeit in
feuchtigkeitsaushärtenden
Compounds
von Peter C Dreux, Abhijit Ghosh-Dastidar, Kurt A Bolz, The Dow Chemical Company
Übersicht
Flammenwidrige
Füllstoffe
werden
bei Isolierungen und Mänteln zur
Herstellung
von
Gebäude-
und
Industriekabeln
eingesetzt,
um
die
grundlegenden Normen und Codes
für den Brandschutz zu erfüllen. Diese
flammwidrigen Additive grenzen die
inhärenten
Brenneigenschaften
der
eingesetzten Grundharze ein, um die
darunter liegenden Leitern mit elektrischer
Isolierung zu versehen.
Dabei wird die Ausbreitung des Feuers
verzögert und, sollte sich ein Brand
entfachen, notwendige Zeit zur Flucht
geboten werden. VW-1 (UL 44 und UL
2556) ist eine Industriespezifikation zur
Beschreibung der Flammwidrigkeit einer
polymerbeschichteten Leitung sowie zur
Wahrscheinlichkeit der Ausbreitung eines
Brandes, nachdem die ursprüngliche
Wärmequelle beseitigt wurde.
Mit
dem
Aufkommen
feuchtigkeitsaushärtender
vernetzter
Formulierungen
in
Leitungs-
und
Kabelsystemen, und dem Einsatz einer
zugluftfreien Brennkammer, fanden es
Compound- und Kabelhersteller immer
herausfordernder die VW-1 zu bestehen.
Neben dem kritischen Parameter der
Polymercompound-Formulierung,
ist
beim Entwurf der Systeme eine detaillierte
Kenntnis des Kabelaufbaus - darunter
Isolationswanddicke
und
Leiterader
(Massiv- gegen Litzenleiter) - erforderlich,
der dieses Niveau der Brennleistung
erfüllen wird.
In
diesem
Artikel
werden
die
Auswirkungen
des
Leitungsaufbaus,
einschließlich
Isolierungsdicke
und
Leitertyp, hinsichtlich der Brennleistung
verschiedener
flammwidriger
Formulierungen
untersucht.
Feuchtigkeitsaushärtende
Isolierungen
für Niederspannungsleitungen werden
durch das Mischen von Ethylenvinylsilan-
Copolymer,
Dibutylzinndilaurat-
Katalysatormasterbatch und verschiedener
Niveaus flammwidriger Masterbatches
sowie durch die Extrusion an den
Leitungen hergestellt. Die Brennleistungen
werden durch die Brenndauer und
die verschmorte Länge der Leitungen
beschrieben, die die VW-1 bestehen,
als wären sie in einer UL-zertifizierten
Brennkammer geprüft worden.
1 Einleitung
Underwriters Laboratories Inc (UL®) hat
die Spezifikation UL-44 (Duroplastische
Isolierung von Leitungen und Kabeln)
für isolierte Leitungen des Typs XHH,
XHHW, XHHW-2 RHH, RHW, RHW-2, RH
und SIS erstellt. Neben der Bestimmung
der
höchsten
Betriebsspannungen,
der
Leitereigenschaften
(Abmessung,
Metalltyp, Massiv- gegen Litzenleiter,
usw.) und der Isolierungsdicken, werden
die Leistungsanforderungen für das
Isolierungsmaterial von UL-44 spezifiziert.
Diese Leistungskriterien sind in Bezug
auf
physikalische
und
elektrische
Eigenschaften, Flüssigkeitsbeständigkeit
und
thermo-mechanische
Leistungen
definiert. Darüber hinaus wird die
Flammwidrigkeit über die FV-2/VW-1,
Vertikalprobe, bestimmt. Es handelt
sich dabei um eines der strengsten
Konformitätskriterien im Bereich Brand.
Um eine Kennzeichnung VW-1 zu
erreichen, soll eine fertige Leitung
- entweder ein 14 AWG (2,08mm
2
)
Kupferleiter oder ein 12 AWG (3,31mm
2
)
Aluminiumleiter
mit
einer
30mil
(0,76mm) Isolierungsschicht - entlang der
entsprechenden Länge oder in dessen
Nähe, Flammen nicht übertragen, wie in
der Prüfung bestimmt
[1]
.
Während
die
Spezifikation
keine
ausdrückliche Bestimmung über den
Einsatz von Massiv- gegen Litzenleiter
enthält,
werden
normalerweise
Probekörper mit Einsatz von Massivleitern
von den Formulierern der Isolierung
geprüft. Dies ist vor allem darauf
zurückzuführen,
dass
für
andere
physikalische und elektrische Prüfungen,
neben der Flammenleistung, der Einsatz
von Massivleitern erforderlich ist. Dank
deren Flexibilität und relativ einfachen
Handhabung während der Installation,
stellen jedoch Kabelhersteller im Großen
und Ganzen nur Litzenleiter her, auch bei
kleineren Abmessungen.
Demzufolge
werden
die
von
Kabelherstellern
vorgelegten
Probekörper für die Prüfung VW-1,
entweder für die Einführung neuer
Produkte oder für die Konformität eines
bestehenden
Produkts,
üblicherweise
mit Litzenleitern durchgeführt. Daher
müssen Compound-Hersteller unbedingt
in der Lage sein, die Brennleistungen der
flammwidrigen Compounds, bezogen auf
einen bestimmten Leitertyp, feststellen
und voraussagen zu können.
Es ist bekannt, dass die Leitergröße ein
Schlüsselparameter in der Brennleistung
von Leitungs- und Kabelkonstruktionen
ist, mit größeren Leitern, die eine