EuroWire March 2016

Technischer artikel

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.

Massivleiter - 30 mil Litzenleiter - 30 mil Massivleiter - 60 mil Litzenleiter - 60 mil

Nicht verschmorte Länge (mm)

▲ ▲ Abb. 5 : Auswirkung des Leitertyps auf die nicht verschmorte Länge für unterschiedliche Formulierungen

Formulierung

LOI, %

HB-1 VB-1 VB-2

24 27 27

▲ ▲ Tabelle 2 : Sauerstoffindex der erforschten flammwidrigen Formulierungen

3 Ergebnisse und Diskussion

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.

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

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März 2016