Terug naar het overzicht

Kwaliteitscontrole van isolatiematerialen

Onze isolatiebehuizingen zijn vervaardigd van verschillende thermoplastische kunststoffen. De elektrische en mechanische eigenschappen van een kunststof bepalen de toepassing waarvoor deze het best geschikt is. Alle door Phoenix Contact toegepaste kunststoffen voldoen aan de RoHS-richtlijn. Alle kunststoffen die door Phoenix Contact worden toegepast, hebben een UL-toelating (Underwriters Laboratories Inc.) voor de Verenigde Staten.

Kwaliteitseigenschappen van het isolatiemateriaal

Thermoplast
De meeste van onze isolatiebehuizingen zijn vervaardigd van thermoplastische kunststoffen, die grofweg kunnen worden verdeeld in amorfe en deelkristallijne materialen. Thermoplast wordt economisch en milieuvriendelijk volgens het spuitgietprocédé verwerkt en is geschikt voor recycling en hergebruik. Er wordt gebruik gemaakt van een groot aantal verschillend gemodificeerde materialen om te voldoen aan de hoge eisen van elektrische en elektronische modulen, apparaten en installaties met betrekking tot mechanische, thermische en elektrische eigenschappen. Thermoplast is halogeenvrij, d.w.z. er ontstaan geen verbrandingsdampen, die zelfstandig of in combinatie met luchtvochtigheid tot corrosieve neerslag leiden. Bovendien bevat het geen siliconenverbindingen, formaldehyde, PCB en PCT.

Het effect van temperatuurinwerking op kunststoffen (gebruikstemperaturen)
Bij langdurige warmte-inwerking op kunststof treedt altijd een zogenaamde thermische veroudering op, waardoor de mechanische en elektrische eigenschappen veranderen. Uitwendige invloeden, bijv. straling, extra mechanische, chemische of elektrische belastingen, versterken dit effect. Door speciale tests op proefexemplaren uit te voeren, is het mogelijk kengetallen vast te stellen, waardoor kunststoffen onderling goed kunnen worden vergeleken. Het toepassen van deze kengetallen bij het beoordelen van kunststof is slechts beperkt mogelijk.De constructeur kan deze kengetallen uitsluitend gebruiken als grove richtlijn bij de keuze van het kunststof. In IEC 60947-7-1/EN 60947-7-1 wordt voor aansluitklemmen bij nominale belasting een toelaatbare temperatuurverhoging vastgesteld van 45 K. De klemmen van Phoenix Contact voldoen aan deze eis.

Brandbestendigheid van kunststoffen (UL 94)
De brandbaarheidstests voor kunststoffen worden door de Underwriters Laboratories (USA) in het voorschrift UL 94 gedefinieerd. Deze tests gelden voor alle toepassingsgebieden, maar vooral ook voor de elektrotechniek. In een horizontale resp. verticale proefopstelling wordt de brandbestendigheid van het kunststof materiaal door blootstelling aan een open vlam in het laboratorium getest. De beoordelingen worden met oplopende vlambestendigheid ingedeeld in HB, V1, V2, V0. De testresultaten verschijnen in de zogenaamde Yellow Cards en verschijnen jaarlijks in de Recognized Component Directory.

Thermoplast: polyamide onversterkt, PA
Wij gebruiken het moderne, deelkristallijne isolatiemateriaal polyamide dat niet meer weg te denken is uit de elektrotechniek en elektronica. Sinds geruime tijd neemt dit materiaal een dominante positie in en is goedgekeurd door de betreffende keuringsinstanties als CSA, KEMA, PTB, SEV, UL, VDE e.a. Polyamide heeft ook bij hoge gebruikstemperaturen zeer goede elektrische, mechanische, chemische en andere eigenschappen. Door stabilisering van de veroudering door warmte, zijn tijdelijk hoge temperaturen tot ongeveer 200 °C toegestaan. Afhankelijk van het type (PA 4.6, 6.6, 6.10 enz.) ligt het smeltpunt tussen de 215 °C tot 295 °C. Polyamide neemt vocht op uit de omgeving, gemiddeld 2,8 %. Het gaat daarbij echter niet om opgenomen kristalwater, maar om chemisch gebonden H2O-groepen in de molecuulstructuur. Hierdoor wordt de kunststof elastisch en breukvast, ook bij temperaturen tot -40 °C. Volgens UL 94 bereikt PA de brandbaarheidsklasse V2 tot V0.

Thermoplast: polyamide versterkt met glasvezel, PA-F
Vezelversterkt polyamide kenmerkt zich door een grote mate aan stijfheid en hardheid en ten opzichte van onversterkt materiaal door nog hogere gebruikstemperaturen. Hierdoor is deze polyamide ook geschikt voor toepassing op het gebied van overspanningsbeveiliging. De vochtopname is geringer dan bij onversterkt polyamide. Verder komen de eigenschappen grotendeels overeen. Volgens UL 94 bereikt vezelversterkt polyamide de brandbaarheidsklasse HB tot V0, waarbij V0-materiaal meestal alleen in het zwart leverbaar is.

Thermoplast: ABS
Thermoplast ABS-isolatiemateriaal passen wij toe voor producten die naast een hoge mechanische vastheid en stijfheid ook over eigenschappen als goede slag- en kerfvastheid dienen te beschikken. De producten worden gekenmerkt door chemicaliën- en spanningsscheurvastheid bij een bijzondere oppervlaktekwaliteit en -hardheid. De karakteristieke, thermische eigenschappen duiden op een goede vormvastheid, zowel bij hogere als bij lage temperaturen. Het aanbrengen van metalen oppervlaktelagen, bijv. nikkel, is bij producten van ABS goed mogelijk. Volgens UL 94 bereikt ABS de brandbaarheidsklasse HB tot V0.

Thermoplast: polyvinylchloride PVC
PVC is bestand tegen zoutoplossingen, verdund en geconcentreerd loog, en tegen de meeste verdunde en geconcentreerde zuren, inclusief oleumhoudende zwavelzuren en geconcentreerde salpeterzuren. PVC is zonder brandwerende toevoegingen moeilijk ontvlambaar (B1 volgens DIN 4102 tot UL 94 V0).

eigenschappeneenheid/
klasse
polyamide
PA
polyamide
PA
polyamide
PA-GF
polyamide
PA-GF
polycarbonaat
PC-GF
continue gebruikstemperatuur, DIN IEC 60216[°C]< 130< 125120120130
gebruikstemperatuur (zonder mechanische belasting)[°C]- 60- 60- 60- 60- 60
spanningsvastheid, IEC 60243-1/ DIN VDE 0303-21[kV/cm]600600550475175
kruipstroomvastheid, IEC 60112 / DIN VDE 0303-1CTI...goedgoedgoedgoedgoed
tropen- en termietenbestendigheid      
specifieke isolatieweerstand
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31

[Ω cm]

1012101210121012> 1014
oppervlakteweerstand
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[W]1010101010121012> 1014
brandbaarheidsklasse volgens UL 94 V0V2V0HBV0
eigenschappeneenheid/
klasse
polyamide
PA
polyamide
PA
polyamide
PA-GF
polyamide
PA-GF
polycarbonaat
PC-GF
continue gebruikstemperatuur, DIN IEC 60216[°C]< 130< 125120120130
gebruikstemperatuur (zonder mechanische belasting)[°C]- 60- 60- 60- 60- 60
spanningsvastheid, IEC 60243-1/ DIN VDE 0303-21[kV/cm]600600550475175
kruipstroomvastheid, IEC 60112 / DIN VDE 0303-1CTI...goedgoedgoedgoedgoed
tropen- en termietenbestendigheid      
specifieke isolatieweerstand
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31

[Ω cm]

1012101210121012> 1014
oppervlakteweerstand
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[W]1010101010121012> 1014
brandbaarheidsklasse volgens UL 94 V0V2V0HBV0
Terug naar boven

Isolatie-eigenschappen - IEC 60210-1 / UL 746 B

In de volgende tests wordt gedurende langere tijd een verhoogde belasting van de aansluitklem gesimuleerd. Beschreven wordt het gedrag van kunststoffen met betrekking tot de trekvastheid en de isolatie-eigenschappen bij constant hoge temperaturen. IEC 60216 en UL 746 B geven een temperatuurindex aan, die informatie geeft over de levensduur van kunststoffen onder warmtebelasting. Karakteristieke waarden voor deze twee eigenschappen worden

  • mechanisch volgens IEC 60216 als TI-waarde
  • elektrisch volgens UL 746 B als RTI-waarde

aangegeven.

IEC 60216 – TI-waarde
De trekvastheid wordt gedurende 5000 uur gemeten en het resultaat wordt op 20.000 h geëxtrapoleerd. Daarbij wordt de temperatuur op een bepaald niveau gehouden, waarbij de trekvastheid na de genoemde 20.000 uur met de helft is afgenomen.
UL 746 B – RTI-waarde
De RTI-waarde geeft de maximale gebruikstemperatuur aan, voordat er onder bepaalde testomstandigheden een elektrische doorslag ontstaat. De door Phoenix Contact gebruikte polyamiden zijn als volgt ingedeeld:

 UL 94 V2UL 94 V0
TI105 °C125 °C
RTI125 °C130 °C

Voor toepassing bij hogere temperaturen zijn bijv. klemmen van keramiek leverbaar.

Terug naar boven

Oppervlaktebrandbaarheid - ASTM E 162

Oppervlaktebrandbaarheidstest  

① warmtestraler ② vlam ③ kunststoftestexemplaar

In de hierboven genoemde norm wordt de uitbreiding van een brand onder invloed van warmte getest en beoordeeld. Om de oppervlaktebrandbaarheid van kunststoffen te beoordelen, wordt er volgens ASTM E 162 een „Flame Spread Index“ opgesteld, die informatie geeft over de vlamuitbreiding onder bepaalde testomstandigheden.

Hiertoe wordt een testexemplaar (152 mm x 457 mm x maximaal 25,4 mm) onder een hoek van 30° met een warmtebron (815 °C) bestraald en aan het bovenste deel blootgesteld aan een open vlam. Tijdens de 15 minuten durende test wordt de tijd bepaald waarin de voorzijde van de vlam twee 76 mm uit elkaar liggende meetpunten bereikt. Aan de hand van het resultaat van deze vlamuitbreidingstijd en een berekende wamteontwikkelingsfactor wordt de „Flame Spread Index“ samengesteld. In het Amerikaanse railverkeer bedraagt de maximum grenswaarde 35. Verder wordt tijdens de test het smeltgedrag van de kunststof geobserveerd en beoordeeld. De aansluitklemmen van Phoenix Contact bereiken een Flame Spread Index van 5 en vormen geen brandende druppels. Daarmee ligt de waarde van de aansluitklemmen ver onder de maximaal toelaatbare waarden van de „Federal Railroad Administration (FRA)“ van het Amerikaanse Department of Transportation.

Terug naar boven

Rookgasontwikkeling - ASTM E 662

Rookontwikkeling in de rookdichte kamer  

① warmtestraler ② vlam ③ kunststoftestexemplaar

In de norm ASTM E 662 is een procedure opgenomen ter beoordeling van de specifieke optische dichtheid van rook (rookvertroebeling) tijdens een open brand resp. een smeulende brand. Hiertoe wordt de procentuele lichtdoorlaatbaarheid gemeten in verhouding tot de omvang van de brand. Een testexemplaar (76 mm x 76 mm x maximaal 25 mm) wordt in een door de NBS (National Bureau of Standards) gedefinieerde rookdichte kamer geplaatst (zie afbeelding). Het testexemplaar wordt bestraald met een warmte van 2,5 W/cm2. Vervolgens worden gedurende 20 minuten de volgende processen gesimuleerd:

  1. verbranding bij open vlam
  2. smeulende brand, vermijding van open vlam

Voor beide processen zijn er speciale grenswaarden m.b.t. de optische rookdichtheid, die na 1,5 en 4 minuten worden opgenomen.

a. Specifieke optische rookdichtheid (Ds1,5) – grenswaarde 100
b. Specifieke optische rookdichtheid (Ds4) – grenswaarde 200
c. Maximale rookdichtheid (Dm) tijdens de 20 minuten.

De voor de aansluitklemmen van Phoenix ‍Contact toegepaste polyamiden voldoen volgens ASTM E 662 aan alle eisen van de „Federal Railroad Administration (FRA)“ van het Amerikaanse Department of Transportation.

Terug naar boven

Brandbaarheid - NF F 16-101

NF F 16-101 beschrijft aan de hand van twee indices (I en F) de brandbaarheid van kunststoffen. De volgende tests worden daarbij doorlopen: gloeidraadtest, zuurstofindex, rookgasopaciteit, rookgastoxicologie.

indexzuurstofindexgloeidraad
I 070 %960 °C, geen vlamvorming
I 145 %960 °C, geen vlamvorming
I 232 %960 °C, geen vlamvorming
I 328 %850 °C, geen vlamvorming
I 420 %850 °C, geen vlamvorming

1. Bepaling van index I (0 - 4) Index I wordt aan de hand van de volgende tabel berekend uit de resultaten van de gloeidraadtest en de zuurstofindex. Hierbij is I 0 de beste en I 4 de slechtste classificatie.
2. Bepaling van ondoorzichtigheidsindex F (0 - 5) De basis wordt gevormd door de rookgasopaciteit en de rookgastoxiteit. De volgende stofconcentraties in [ppm] gelden als kritisch:

koolmonoxide (CO) – 1750
kooldioxide (CO2) – 90.000
zoutzuur (HCl) – 150
broomwaterstofzuur (HBr) – 170
blauwzuur (HCN) – 55
vloeizuur (HF) – 17
zwaveldioxide (SO2) – 260

Aan de hand van de testresultaten wordt een ondoorzichtigheidsindex bepaald, die afhankelijk van de waarde de classificatie F 0 - F 5 krijgt toegewezen. Hierbij is F 0 de beste en F 5 de slechtste classificatie. De aansluitklemmen van Phoenix Contact bereiken de classificatie I 2/F 2.

Terug naar boven

Rookgastoxiteit - SMP 800-C

SMP 800-C beschrijft de maximaal toelaatbare waarden van giftige rookgassen tijdens de verbranding van kunststof. Vergeleken met de BSS 7239 (Boeing Standard), geeft deze norm nog nauwkeurigere meetprocedures voor de kwalitatieve en kwantitatieve bepaling van toxische rookgassen, die tijdens de volledige verbranding van het testexemplaar ontstaan. De rookgassen voor deze metingen zijn afkomstig uit de NBS-testkamer van de ASTM E 662-test. Ook hier is hetzelfde tijdschema van toepassing als bij de ASTM E 662. De gegevens worden gedurende 20 minuten vastgelegd. SMP 800-C-grenswaarden toxische rookgassen in [ppm]:

koolmonoxide (CO) – 3500
kooldioxide (CO2) – 90.000
stikstofoxide (NOX) – 100
zwaveldioxide (SO2) – 100
zoutzuur (HCl) – 500
broomwaterstofzuur (HBr) – 100
vloeizuur (HF) – 100
blauwzuur (HCN) – 100

De door Phoenix Contact toegepaste polyamiden onderschrijden de kritische concentraties met een veelvoud.

Terug naar boven

Halogeenvrije vlambeveiliging - DIN EN ISO 1043-4

Kleurvarianten  

Kleurvarianten

Onder halogenen vallen de chemische elementen fluor, chloor, broom en jodium. Eén van de eigenschappen van halogeenverbindingen heeft betrekking op het reduceren van de brandbaarheid bij toepassing in kunststoffen. Bij het brandbeveiligingstechnisch onderzoek werd het verband tussen vrijgekomen gifgassen en halogenen vastgesteld. De aansluitklemmen van het CLIPLINE complete-systeem zijn vervaardigd van polyamide 6.6 (PA 6.6) en beschikken over de brandbeveiligingsclassificatie UL 94 V0. In plaats van halogeenhoudende vlambeveiligingsmiddelen worden er melaminecyanuraten toegepast. De aansluitklemmen van Phoenix Contact zijn hierdoor zonder uitzondering halogeenvrij.

Terug naar boven

Kruipwegvorming (CTI) - DIN EN 60112

Kruipwegvorming op een testlichaam  

Kruipwegvorming

Vocht en vuil vereenvoudigen de kruipwegvorming op kunststofoppervlakken. Kruipwegvorming is de vorming van geleidende verbindingen tussen naast elkaar liggende potentialen. Dit is afhankelijk van het spanningsverschil tussen de potentialen onder elektrolytische invloeden. De CTI-waarde van een kunststof toont aan in hoeverre deze kruipwegvorming wordt gehinderd. Op een testlichaam van 20 mm x 20 mm x 3 mm worden met een tussenafstand van 4 mm twee platina elektroden geplaatst. Op beide elektroden wordt een volgens de norm opgegeven testspanning aangesloten. Vervolgens worden de elektroden elke 30 seconden met een testoplossing bedruppeld. De test beoordeelt de maximale spanningswaarde, waarbij 50 druppels > 0,5 A kunnen doorstaan zonder kortsluiting te veroorzaken. De door Phoenix Contact gebruikte kunststoffen zijn met een CTI-waarde van 600 ingedeeld in de hoogste testspanningscategorie.

Terug naar boven

Gloeidraadtest - IEC 60695-2-11

Gloeidraadtest bij een aansluitklem  

Gloeidraadtest

Bij een overbelasting kunnen de stroomvoerende delen van de aansluitklem of aangesloten ader zeer sterk worden verwarmd. Deze extra warmte heeft effect op de kunststofbehuizing. De gloeidraadtest simuleert deze gevarenbron bij elektrotechnische componenten. Een gloeidraad wordt tot een bepaalde temperatuur, 550 °C, 650 °C, 750 °C, 850 °C of 960 °C, verhit. Zoals in de afbeelding weergegeven, wordt deze gloeidraad vervolgens onder een rechte hoek op het dunste deel van de behuizing gedrukt. De hierbij uitgeoefende kracht bedraagt 1 N. De test is doorstaan – wanneer er tijdens de test geen vlammen of smeulende delen ontstaan – wanneer de vlammen resp. smeulende delen binnen 30 seconden na het verwijderen van de gloeidraad doven – wanneer het onder de gloeidraad geplaatste zijdepapier niet door lekkende, brandende druppels ontsteekt. De bij Phoenix Contact als behuizingsmateriaal gebruikte polyamiden voldoen aan de hoogste eisen van de gloeidraadtest bij een temperatuur van 960 °C (hoogste niveau).

Terug naar boven

Naaldbrandertest - IEC 60947-7-1/-2

Naaldbrandertest bij een aansluitklem  

Naaldbrandertest

Bij de toepassing van aansluitklemmen is de brandbaarheid bij rechtstreeks contact met een ontstekingsbron een belangrijk criterium. Dergelijke ontvlambare ontstekingsbronnen kunnen bijv. vlambogen bij een kruipweg zijn. Klemmen mogen de brand niet stimuleren of versnellen, de kunststoffen dienen zelfdovend te zijn. Met deze brandtest wordt het gedrag gesimuleerd van de componenten ten opzichte van een externe ontstekingsbron, die van buitenaf rechtstreeks op de componenten inwerkt. Tijdens de test wordt een zijde of vlak van het testexemplaar langer dan 10 seconden onder een hoek van 45° blootgesteld aan een butagasvlam (zie afbeelding). Aansluitend wordt het gedrag van het testexemplaar zonder ontstekingsbron geobserveerd. De test is doorstaan

  • als de vlammen resp. smeulende delen binnen 30 seconden na het verwijderen van de vlam doven
  • als het onder het testexemplaar liggende zijdepapier niet door naar beneden vallende, brandende druppels ontsteekt

Alle aansluitklemmen van Phoenix Contact doorstaan dankzij de toegepaste hoogwaardige kunststoffen en de constructie de test met de vlam.

Terug naar boven

Verwarmingswaarde van de kunststof - DIN 51900-2/ASTM E 1354

Dankzij de ervaringen bij brandrampen worden technische installaties steeds vaker ingedeeld aan de hand van de warmteafgifte tijdens een brand. De achterliggende gedachte is het begrenzen van de warmteontwikkeling met betrekking tot het oppervlak.

Brandbelasting

Brandbelasting is gedefinieerd als die bij een brand vrijgekomen hoeveelheid energie op een bepaald oppervlak. De waarde voor de brandbelasting wordt uitgedrukt in MJ/m2. Hoe hoger de waarde en de aanwezigheid van een stof, des te groter is de bij een brand vrijgekomen hoeveelheid energie. De brandwaarden van polyamiden zijn relatief hoog. Daarom worden steeds vaker ook de brandwaarden van de aansluitklemmen bij het berekenen van de brandbelasting betrokken. Brandwaarden van de bij Phoenix Contact gebruikte kunststoffen volgens:

DIN 51900-2: ASTM E 1354: 
polyamide 66 V2ca. 30 MJ/kgpolyamide 66 V2ca. 22 MJ/kg
polyamide 66 V0ca. 32 MJ/kgpolyamide 66 V0ca. 24 MJ/kg
  ter vergelijking: stookolieca. 44 MJ/kg

Om de brandbelasting van afzonderlijke componenten te berekenen, wordt de brandwaarde van de betreffende polyamide met het betreffende gewicht vermenigvuldigd.

Terug naar boven

Brandbaarheidsclassificatie - UL 94

Testopstelling volgens UL 94  

Testopstelling volgens UL 94

UL 94 beschrijft brandbaarheidstests, die van bijzondere betekenis zijn voor de elektrotechniek. Het brandgedrag staat daarbij centraal. De indeling vindt plaats in UL 94 HB (Horizontal Burn) of UL 94 V (Vertical Burn). Uit de testopbouw komt naar voren dat de 94 V0/1/2-indelingen hoogwaardiger zijn dan de 94 HB-indeling.

UL 94 V0/1/2

Na een conditionering wordt het testexemplaar verticaal geplaatst en gedurende 10 seconden een aantal keer aan vuur blootgesteld. Tussen de blootstellingen wordt de tijd gemeten tot het testexemplaar is gedoofd. Vervolgens worden de nabrandtijd en het smeltgedrag beoordeeld. De voor de aansluitklemmen van Phoenix Contact toegepaste kunststof voldoet aan de veeleisende criteria voor een indeling als V0-materiaal.

Terug naar boven
indelingUL 94 V0UL 94 V1UL 94 V2
brandduur na elke blootstelling< 10 s< 30 s< 30 s
totale brandduur na tien blootstellingen< 50 s< 250 s< 250 s
smeulduur na de tweede blootstelling< 30 s< 60 s< 60 s
volledige verbrandingneeneenee
ontsteking van de watten onder het testexemplaarneeneenee

PHOENIX CONTACT nv/sa

Minervastraat 10-12
1930 Zaventem-Keiberg II
+32 (0)2/723 98 11

Deze website maakt gebruik van cookies. Als u onze site blijft gebruiken gaat u akkoord met het gebruik van deze cookies.
Lees onze privacy policy voor meer informatie.

Sluiten