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Technischer artikel
März 2016
185
www.read-eurowire.com3 Ergebnisse und
Diskussion
3.1 Auswirkung der Isolierungsdicke
Die Auswirkung der Isolierungsdicke
auf
die
Leistung
von
mehreren
Zusammensetzungen in einem VW-1
Test, ist in der
Abb. 1
für 14 AWG
Kupfermassivleitern
dargestellt.
Die
Ergebnisse zeigen, dass für die zwei
Zusammensetzungen
mit
höherer
Flammwidrigkeit, die Brenndauer mit
zunehmender Isolierungsdicke abnimmt,
wobei keine Brenndauer für die 60mil
Isolierung mit der VB-1 Formulierung
verzeichnet wird. Diese Ergebnisse sind
im Einklang mit der Erwartung, dass für
die Isolierung oder die Artikel, die mit
flammwidrigen Materialien hergestellt
werden, es immer schwieriger wird, ein
beständiges Feuer zu entfachen.
Die Daten zeigen auch, dass für ein
weniger flammwidriges Material, z. B.
für den HB-1 Probekörper in diesem
Fall, das Gegenteil gelten könnte. Diese
Überlegung kann sich leicht dadurch
erklären lassen, dass unter einem
Mindestniveau
der
Flammwidrigkeit,
wenn dickere Materialien eine beständige
Flamme erfassen und begünstigen, sie
einfach länger brennen werden wegen
der größeren Masse an verfügbarem
brennbaren Material. In den beiden Fällen
mit der HB-1-Formulierung, brennen die
Drahtproben völlig entlang dem Anzeiger
und hinterlassen dabei keine nicht
verschmorte Länge.
Die Auswirkung der Isolierungsdicke auf
das Brennverhalten kann auch durch die
nicht verschmorte Länge der Probekörper
geäußert werden, wie in der
Abb. 2
dargestellt. Die Ergebnisse werden nur
für die VW-1 bewerteten Probekörper
dargestellt, da der horizontal verbrannte
bewerteter Probekörper durch die ganze
Länge der Leitung brennt, ohne dabei eine
nicht verschmorte Länge zu überlassen. Es
zeigt sich, dass für beide Formulierungen,
die nicht verschmorte Länge für die
dickere Probekörper höher ist, was
wiederum eine höhere Flammwidrigkeit
mit der Zunahme der Dicke angibt.
Die Daten weisen auch darauf hin, dass die
VB-1 besser als die VB-2 hinsichtlich der
Flammwidrigkeit ist, wie durch die höhere
nicht verschmorte Länge und kürzere
Brenndauer nachgewiesen wird.
3.2 Auswirkung auf den Leitertyp
(Massiv- gegen Litzenleiter)
Obwohl eine systematische Untersuchung
der Auswirkung der Isolierungsdicke
auf
die
Brenneigenschaften
für
Niederspannungsleitungen in der Literatur
nicht zur Verfügung steht, wurden
ähnliche Untersuchungen für andere
flammwidrige
Artikel
durchgeführt.
Dafür sind Stoffe für Polstermöbel oder
Kinderbekleidungen ein Beispiel
[3]
.
Der Vergleich dieser Untersuchungen
mit flammwidrigen Leitungen sollte
mit Vorsicht behandelt werden, denn
das Vorhandensein eines Metallleiters,
mit entsprechend hoher thermischen
Leitfähigkeit, bietet eine thermische
Ableitung für die heiße Isolierung
und damit steigt die Komplexität für
das
Verständnis
der
Auswirkungen
verschiedener
Konstruktionen
und
geometrischer
Parameter
der
Polymerschicht.
In dieser Studie wird auch ein weiterer
Aspekt des Kupferleiters - d. h. Massiv-
gegen Litzenleiter - hinsichtlich dessen
Auswirkung auf das Brennverhalten
des Drahts untersucht.
Abb. 3
. zeigt
die Auswirkung des Leitertyps auf die
Brenndauer für alle Formulierungen
in einer Brennprüfung VW-1 für 30mil
Isolierungsdicke.
Bei
den
beiden
vertikal
verbrannten
bewerteten
Zusammensetzungen erlischt die Flamme
viel eher beim Massivleiter als beim
Litzenleiter. Das weist darauf hin, dass
der Einsatz des Massivleiters eine bessere
Flammwidrigkeit bei den Leitungen bietet.
Ein möglicher Grund für die überlegene
Leistung des Systems mit Massivleitern
könnte durch den engen Kontakt bedingt
sein, der hier mit der Isolierung geboten
wird, die dabei als besserer Wärmeableiter
vom Polymer wirkt.
Beim Litzenleiter wirken dagegen die
Leerstellen zwischen der Polymerschicht
und
dem
massiven
Kupfer
als
Wärmeisolierung und fangen daher mehr
Wärme im Polymer ein. Es ergibt sich
ein wesentlicher Unterschied, denn das
Bestehen der VW-1 Brennprüfung fordert
eine Brenndauer unter 60 Sekunden
für die Probekörper. Bei beiden vertikal
verbrannten bewerteten Formulierungen,
mit
Einsatz
eines
Litzenleiters,
überschreiten die Probekörper die höchste
Grenze der Brenndauer, und demzufolge
wird die Prüfung nicht bestanden.
Beim VB-2 Probekörper wird die ganze
Länge der Leitung tatsächlich verbraucht,
ohne dabei eine nicht verschmorte Länge
zu hinterlassen (siehe
Abb. 5
). Andererseits
bestehen die Aufbauten mit Massivleitern
die VW-1-Prüfung mit höherem Margen.
Die in der
Abb. 3
dargestellten Angaben
der Brenndauer für die HB-1 Probekörper
könnten auch etwas irreführend sein,
ungeachtet der Tatsache, dass in beiden
Fällen (Massiv- und Litzenleiter), die
Leitungen entlang dem ganzen Anzeiger
brennen,
ohne
dabei
einen
nicht
verschmorten Probekörper zu hinterlassen.
Interessanterweise obwohl der verseilte
Probekörper VB-1 eine lange Zeit lang
brennt (>60 Sek.), hinterlässt er dennoch
eine wesentliche nicht verschmorte Länge
nach dem Erlöschen der Flamme.
Die Auswirkung von Massiv- gegen
Litzenleiter für eine 60mil Isolierungsdicke
ist in der
Abb. 4
dargestellt. Wie für
die 30mil Dicke ersichtlich, brennen
beide HB-1 Probekörper von Massiv-
und Litzenleitern völlig entlang deren
ganze Länge. Das Gleiche gilt für den
VB-2 Probekörper mit Litzenleitern. Die
Ergebnisse zeigen wieder, dass bei einer
gleichen Formulierung und Geometrie,
Litzenleiter eine schwächere Brennleistung
zeigen.
Formulierung
LOI, %
HB-1
24
VB-1
27
VB-2
27
▲
▲
Abb. 5
:
Auswirkung des Leitertyps auf die nicht verschmorte Länge für unterschiedliche Formulierungen
▲
▲
Tabelle 2
:
Sauerstoffindex der erforschten flammwidrigen Formulierungen
Massivleiter - 30 mil
Litzenleiter - 30 mil
Massivleiter - 60 mil
Litzenleiter - 60 mil
Nicht verschmorte Länge (mm)