Zpět na přehled

Kontrola kvality izolačních materiálů

Naše izolační pouzdra jsou složena z různých termoplastických plastů. V závislosti na použití se vybere optimální plast podle jeho elektrických a mechanických vlastností. Všechny plasty používané společností Phoenix Contact jsou ve shodě s RoHS. Všechny plasty, které se používají ve společnosti Phoenix Contact, jsou zapsány u UL (Underwriters Laboratories Inc.) v USA.

Charakteristické vlastnosti izolačních materiálů

Termoplast
Většina našich izolačních pouzder je vytvořena z termoplastů, které lze zhruba rozdělit na amorfní a semikrystalické materiály. Termoplasty jsou hospodárně a ekologicky zpracovány v procesu tlakového lití a lze je dobře recyklovat a znovu použít. Řada rozdílně modifikovaných materiálů pokrývá vysoké požadavky elektrických a elektronických modulů, přístrojů a zařízení na jejich mechanické, tepelné a elektrické vlastnosti. Termoplast je bezhalogenový; tzn. že nevznikají žádné spaliny, které samy nebo společně se vzdušnou vlhkostí vedou ke korozivním srážkám. Dále nejsou obsaženy žádné silikonové sloučeniny, formaldehyd, PCB a PCT.

Chování plastů při působení teploty (provozní teploty)
Při dlouhotrvajícím vlivu tepla na plasty dochází vždy k tzv. tepelnému stárnutí, které vyvolává změnu mechanických a elektrických vlastností. Vnější vlivy, např. radiace, dodatečné mechanické, chemické nebo elektrické namáhání, zesilují tento efekt. Speciálními zkouškami vzorků lze zjistit ukazatele, které dovolují dobré vzájemné porovnání plastů. Přenositelnost těchto hodnot k posouzení lisovaných plastových dílů je však možná pouze podmíněně a pro konstruktéra může sloužit pouze jako hrubá orientační hodnota při výběru plastového materiálu. Normy IEC 60947-7-1 / EN 60947-7-1 stanoví pro řadové svornice při jmenovitém zatížení přípustné zvýšení teploty 45 K. Svornice od společnosti Phoenix Contact tento požadavek splňují.

Chování plastů při hoření (UL 94)
Zkoušky hořlavosti plastů byly definovány Underwriters Laboratories (USA) v předpise UL 94. Platí pro všechny oblasti použití, zvláště také v elektrotechnice. V horizontálním, příp. vertikálním testu se hořlavost plastového materiálu testuje ve zkušební laboratoři za působení otevřeného plamene. Stupně hodnocení jsou rozděleny podle zvyšujícího se samozhášivého chování na HB, V1, V2, V0. Výsledky zkoušky jsou uvedeny v tzv. „Yellow Cards“ a vycházejí každý rok v seznamu ‍Recognized Component Directory.

Termoplast: polyamid nezesílený, PA
Používáme moderní, semikrystalický izolační polyamid, bez kterého si oblasti elektrotechniky a elektroniky již nelze představit. Již dlouho zaujímá dominantní postavení a je atestován příslušnými aprobačními místy jako CSA, KEMA, PTB, SEV, UL, VDE atd. Polyamid má i při vysokých provozních teplotách velmi dobré elektrické, mechanické, chemické a jiné vlastnosti. Stabilizací stárnutí v důsledku tepla jsou krátkodobě přípustné nejvyšší teploty až cca 200 °C. Bod tání leží dle typu (PA 4.6, 6.6, 6.10 atd.) v rozsahu od 215 °C do 295 °C. Polyamid přijímá z okolí vlhkost, průměrně 2,8 %. Nejedná se však o uloženou krystalickou vodu, ale o chemicky vázané skupiny H2O ve struktuře molekuly. Tím plast zůstává elastický a nerozbitný i při teplotách do −40 °C. Dle UL 94 dosahuje PA třídy hořlavosti V2 až V0.

Termoplast: polyamid zesílený vlákny, PA-F
Polyamidy zesílené vlákny se vyznačují velkou tuhostí a tvrdostí, dále oproti nezesílenému materiálu ještě vyššími provozními teplotami. Tím jsou vhodné také pro použití např. v oblasti přepěťové ochrany. Přijímání vlhkosti je nižší než u nezesíleného polyamidu. Jinak se vlastnosti maximálně shodují. Dle předpisu UL 94 dosahují polyamidy zesílené vlákny třídy hořlavosti HB až V0, přičemž materiály V0 jsou k dostání většinou jen v černém zabarvení.

Termoplast: ABS
Termoplastická formovací hmota ABS se u nás používá pro výrobky, které musí vedle vysoké mechanické pevnosti a tuhosti disponovat také dobrými vlastnostmi rázu a vrubové houževnatosti. Výrobky se vyznačují odolností vůči chemikáliím a proti trhlinám vyvolaným pnutím při zvláštní kvalitě povrchu a tvrdosti. Charakteristické, tepelné vlastnosti vykazují dobrou tvarovou stálost jak při vyšších, tak i velmi nízkých teplotách. Na výrobky z ABS je možné bez problému nanášet kovové povrchové systémy, např. nikl. Třída hořlavosti používané formovací hmoty je dle UL 94 HB až V0.

Termoplast: polyvinylchlorid PVC
PVC je odolný vůči roztokům soli, zředěným a koncentrovaným louhům, jakož i většině zředěných a koncentrovaných kyselin, kromě kyseliny sírové s obsahem dýmavé kyseliny sírové a koncentrované kyseliny dusičné. PVC je bez protipožárního vybavení těžko vznětlivý (B1 dle DIN 4102 až UL 94 V0).

VlastnostiJednotka/
stupeň
Polyamid
PA
Polyamid
PA
Polyamid
PA-GF
Polyamid
PA-GF
Polykarbonát
PC-GF
Trvalá provozní teplota, DIN IEC 60216[°C]< 130< 125120120130
Použití při teplotě (bez mechanického zatížení)[°C]- 60- 60- 60- 60- 60
Elektrická pevnost, IEC 60243-1/ DIN VDE 0303-21[kV/cm]600600550475175
Odolnost proti plazivým proudům, IEC 60112 / DIN VDE 0303-1CTI...dobrádobrádobrádobrádobrá
Odolnost tropická a proti termitům      
Specifický průchozí odpor
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[Ω cm]1012101210121012> 1014
Povrchový odpor
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[W]1010101010121012> 1014
Třída hořlavosti dle UL 94 V0V2V0HBV0
VlastnostiJednotka/
stupeň
Polyamid
PA
Polyamid
PA
Polyamid
PA-GF
Polyamid
PA-GF
Polykarbonát
PC-GF
Trvalá provozní teplota, DIN IEC 60216[°C]< 130< 125120120130
Použití při teplotě (bez mechanického zatížení)[°C]- 60- 60- 60- 60- 60
Elektrická pevnost, IEC 60243-1/ DIN VDE 0303-21[kV/cm]600600550475175
Odolnost proti plazivým proudům, IEC 60112 / DIN VDE 0303-1CTI...dobrádobrádobrádobrádobrá
Odolnost tropická a proti termitům      
Specifický průchozí odpor
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[Ω cm]1012101210121012> 1014
Povrchový odpor
IEC 60093 / VDE 0303-30, IEC 60167 / VDE 0303-31
[W]1010101010121012> 1014
Třída hořlavosti dle UL 94 V0V2V0HBV0
Zpět nahoru

Vlastnosti izolačních materiálů – IEC 60210-1 / UL 746 B

V následujících testech je simulováno zvýšené zatěžování řadové svornice po delší dobu. Chování plastů při konstantně vyšších teplotách je popsáno ve vztahu k pevnosti v tahu a izolačním vlastnostem. Normy IEC 60216 a UL 746 B uvádějí teplotní index, který vypovídá o životnosti plastů při tepelném zatížení. Charakteristické hodnoty pro obě tyto vlastnosti se udávají

  • mechanicky podle IEC 60216 jako hodnota TI
  • elektricky podle UL 746 B jako hodnota RTI.

IEC 60216 – hodnota TI
Pevnost v tahu se měří 5 000 h a výsledek se extrapoluje na 20 000 h. Přitom se zjišťuje teplota, při které po daných 20 000 h klesne pevnost v tahu na polovinu.
UL 746 B – hodnota RTI
Hodnota RTI uvádí maximální provozní teplotu dříve, než dojde za určitých podmínek pokusu k elektrickému průrazu. Polyamidy používané společností Phoenix Contact jsou klasifikovány následovně:

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

K použití při vyšších teplotách jsou v nabídce např. svornice z keramiky.

Zpět nahoru

Povrchová hořlavost – ASTM E 162

Zkouška povrchové hořlavosti  

① Teplomet ② Plamen ③ Vzorek plastu

Šíření požáru při působení tepla se kontroluje a hodnotí podle výše uvedené normy. K vyhodnocení povrchové hořlavosti plastů se podle předpisu ASTM E 162 zjišťuje tzv. „Flame-Spread-Index“, který vypovídá o šíření plamene za daných podmínek pokusu.

V tomto případě se vzorek (152 mm x 457 mm x max. 25,4 mm) ozařuje pod úhlem 30° zdrojem tepla (815 °C) a na horním konci se zapálí otevřeným plamenem. Během 15minutové zkoušky se určuje čas, kdy čelo plamene dosáhne dvou bodů vzájemně od sebe ležících 76 mm. Ze součinu této doby šíření plamene a vypočítaného koeficientu vývoje tepla se vypočte „Flame-Spread-Index“. V americkém železničním provozu je maximální mezní hodnota 35. Dále se při zkoušce sleduje a vyhodnocuje chování při odkapávání plastu. Řadové svornice od společnosti Phoenix Contact dosahují indexu Flame-Spread-Index ve výši 5 a odkapávají bez hoření. Tím se řadové svornice nacházejí daleko pod přípustnými maximálními hodnotami „Federal Railroad Administration (FRA)“ U.S. Department of Transportation.

Zpět nahoru

Tvorba spalin – ASTM E 662

Tvorba kouře v komoře s hustým kouřem  

① Teplomet ② Plamen ③ Vzorek plastu

V normě ASTM E 662 je popsán postup hodnocení specifické optické hustoty kouře (kouřivost) během otevřeného požáru, příp. požáru s nedokonalým spalováním. Kromě toho se hodnotí procentuální propustnost světla v poměru k objemu komory. Testuje se vzorek (76 mm x 76 mm x max. 25 mm) v komoře s hustým kouřem definované prostřednictvím NBS (National Bureau of Standards) (viz obrázek). Zkušební kus se ozařuje teplem 2,5 W/cm2. Následně se po dobu 20 minut simulují následující procesy:

  1. spalování s otevřeným plamenem,
  2. požár s nedokonalým spalováním, bez existence otevřeného plamene.

Existují zvláštní mezní hodnoty optické hustoty kouře pro oba procesy, které se zaznamenávají po 1,5 a 4 minutách.

a. specifická optická hustota kouře (Ds1,5) – mezní hodnota 100
b. specifická optická hustota kouře (Ds4) – mezní hodnota 200
c. maximální hustota kouře (Dm) během 20 minut.

Polyamidy používané společností Phoenix Contact pro řadové svornice splňují podle normy ASTM E 662 veškeré požadavky Federálního železničního úřadu (FRA – Federal Railroad Administration) amerického ministerstva dopravy.

Zpět nahoru

Chování při hoření – NF F 16-101

Norma NF F 16-101 popisuje na základě dvou indexů (I a F) chování plastů při hoření. Probíhají následující testy: zkouška žhavým drátem, index kyslíku, opacita spalin, toxikologie spalin.

IndexIndex kyslíkuŽhavicí drát
I 070 %960 °C, plamen se netvoří
I 145 %960 °C, plamen se netvoří
I 232 %960 °C, plamen se netvoří
I 328 %850 °C, plamen se netvoří
I 420 %850 °C, plamen se netvoří

1. Určení indexu I (0–4): index I se zjišťuje za pomoci následující tabulky z výsledků zkoušky žhavým drátem a indexu kyslíku. Hodnota I 0 odpovídá nejlepšímu výsledku a I 4 nejhoršímu výsledku klasifikace.
2. Určení indexu kouře F (0–5): základem je opacita a toxikologie spalin. Za kritické jsou považovány následující koncentrace látek [ppm]:

oxid uhelnatý (CO) – 1 750
oxid uhličitý (CO2) – 90 000
kyselina sodná (HCl) – 150
kyselina bromovodíková (HBr) – 170
kyanovodík (HCN) – 55
kyselina fluorovodíková (HF) – 17
oxid siřičitý (SO2) – 260

Na základě výsledků zkoušek se zjištěný index kouře přiřadí do tříd F0–F5. Hodnota F 0 přitom odpovídá nejlepšímu výsledku a F 5 nejhoršímu výsledku klasifikace. Řadové svornice od společnosti Phoenix Contact dosahují klasifikace I 2/F 2.

Zpět nahoru

Toxicita spalin – SMP 800-C

Hodnota SMP 800-C popisuje maximální přípustné hodnoty jedovatých spalin při spalování plastu. Ve srovnání se standardem BSS 7239 (Boeing) udává tato norma přesnější postupy měření pro kvantitativní a kvalitativní stanovení množství jedovatých spalin, které vznikají při úplném spalování zkušebního kusu. Spaliny se během tohoto měření odebírají ze zkušební komory NBS dle normy ASTM E 662. I zde platí stejné časové schéma jako při zkoušce ASTM E 662. Záznam dat probíhá během 20 minut. Mezní hodnoty toxických spalin SMP 800-C v [ppm]:

oxid uhelnatý (CO) – 3 500
oxid uhličitý (CO2) – 90 000
oxidy dusíku (NOX) – 100
oxid siřičitý (SO2) – 100
kyselina sodná (HCl) – 500
kyselina bromovodíková (HBr) – 100
kyselina fluorovodíková (HF) – 100
kyanovodík (HCN) – 100

Polyamidy používané společností Phoenix Contact několikanásobně nedosahují kritických koncentrací.

Zpět nahoru

Bezhalogenová ochrana proti ohni – EN ISO 1043‑4

Barevné varianty  

Barevné varianty

Mezi halogeny patří chemické prvky fluor, chlor, brom a jód. Jedna vlastnost halogenových sloučenin brómu a chlóru se týká snížení hořlavosti při použití v plastech. Na základě výzkumů zaměřených na ochranu před požárem byla zjištěna souvislost mezi uvolňovanými jedovatými plyny a halogeny. Řadové svornice systému CLIPLINE complete jsou vyrobeny z polyamidu 6.6 (PA 6.6) s protipožární klasifikací UL 94 V0. Namísto prostředků na ochranu proti vzplanutí se používají melamin kyanuráty. Řadové svornice od společnosti Phoenix Contact jsou tedy bez výjimky zcela bez obsahu halogenů.

Zpět nahoru

Vznik drah plazivých proudů (CTI) – DIN EN 60112

Vznik drah plazivých proudů na zkušebním vzorku  

Vznik drah plazivých proudů

Vlhkost a znečištění podporují vznik drah plazivých proudů na povrchu plastů. Dráhy plazivých proudů vznikají vytvořením vodivých spojení mezi sousedními potenciály. V úvahu se bere závislost potenciálů k rozdílu jejich napětí při působení elektrolytických vlivů. Hodnota CTI plastu udává, nakolik je vzniku těchto drah plazivých proudů zabráněno. Na zkušebním vzorku o rozměrech 20 mm x 20 mm x 3 mm jsou ve 4 mm odstupech instalovány dvě platinové elektrody. Na obě elektrody se přivede normou určené zkušební napětí. Poté zařízení se zkušebním roztokem pokape elektrody každých 30 sekund jednou kapkou. Tento pokus vyhodnocuje maximální hodnotu napětí, při které lze nakapat 50 kapek, aniž by vznikl zkratový proud > 0,5 A. Plasty používané společností Phoenix Contact jsou zařazeny s hodnotou CTI 600 do nejvyšší kategorie zkušebních napětí.

Zpět nahoru

Zkouška žhavým vláknem – IEC 60695‑2‑11

Zkouška žhavým drátem na řadové svornici  

Zkouška žhavým drátem

Při přetěžování se mohou vodivé kovové díly řadové svornice nebo připojených vodičů silně zahřívat. Toto dodatkové teplo působí také na plastové pouzdro. Tento zdroj nebezpečí simuluje u elektronických komponentů zkouška žhavým drátem. Žhavicí drát se zahřeje na určitou teplotu 550 °C, 650 °C, 750 °C, 850 °C nebo 960 °C. Jak ukazuje obrázek, žhavicí drát se pak v pravém úhlu přitiskne na nejtenčí místo pouzdra zkušebního kusu. Síla činí 1 N. Zkouška se považuje za úspěšně splněnou, pokud během zkoušky nedojde ke vznícení nebo žhavení, pokud se plameny, příp. žhavení, uhasí během 30 sekund po odstranění žhavicího drátu, a nebo pokud se podložka z hedvábného papíru, která se nachází pod žhavicím drátem, nevznítí v důsledku padajících, žhnoucích kapek. Polyamidy používané společností Phoenix Contact jako materiály v pouzdrech splňují průběžně požadavky zkoušky žhavým drátem při teplotě 960 °C (nejvyšší stupeň).

Zpět nahoru

Zkouška plamenem jehlového hořáku – IEC 60947-7-1/-2

Zkouška plamenem jehlového hořáku na svornici  

Zkouška plamenem jehlového hořáku

K použití řadových svornic je důležitým kritériem chování při hoření při přímém kontaktu se zápalným zdrojem. Takové zápalné zdroje mohou být například elektrické oblouky na dráze plazivých proudů. Svornice nesmějí podporovat ani urychlovat hoření, plasty musí reagovat samozhášením. V této zkoušce požární odolnosti se simuluje chování jednotlivých dílů vůči externímu zápalnému zdroji, který na díly působí přímo zvenčí. V testu se otevřený plamen podporovaný v hoření butanem zamíří pod úhlem 45° po dobu 10 sekund na hranu nebo plochu zkušebního kusu (viz obrázek). Poté se sleduje chování zkušebního kusu nebo bez zápalného zdroje. Zkouška se považuje za úspěšně splněnou:

  • pokud plamen, případně žhnutí, uhasne do 30 sekund po odstranění plamene,
  • pokud se kapky odkapávající na podložku z hedvábného papíru pod zkušebním kusem nevznítí.

Všechny řadové svornice od společnosti Phoenix Contact jsou schopny obstát ve zkoušce jehlovým hořákem díky vysoce kvalitním plastům a díky konstrukci zkušebních vzorků.

Zpět nahoru

Výhřevnost plastu – DIN 51900-2/ASTM E 1354

Na základě zkušeností při velkých požárech se technická zařízení stále častěji klasifikují také podle množství uvolňovaného tepla v případě požáru. Důvodem je omezení uvolňování tepla ve vztahu k ploše.

Požární zatížení

Požární zatížení je definováno jako množství energie uvolňující se při požáru na určité ploše. Tato hodnota se vyjadřuje v MJ/m2. Čím vyšší je výhřevnost a výskyt určité látky, tím větší je množství energie uvolňované při požáru. Hodnoty výhřevnosti polyamidů jsou relativně vysoké. Proto se stále častěji zahrnuje také výhřevnost řadových svornic do celé požární zátěže. Výhřevnost plastů používaných společností Phoenix Contact podle normy:

DIN 51900-2: ASTM E 1354: 
Polyamid 66 V2cca 30 MJ/kgPolyamid 66 V2cca 22 MJ/kg
Polyamid 66 V0cca 32 MJ/kgPolyamid 66 V0cca 24 MJ/kg
  Pro srovnání: topný olejcca 44 MJ/kg

Pro výpočet požární zátěže jednotlivých dílů se vynásobí výhřevnost příslušného polyamidu hmotností dílu.

Zpět nahoru

Klasifikace hořlavosti – UL 94

Průběh zkoušky podle normy UL 94  

Průběh zkoušky podle normy UL 94

Předpis UL 94 popisuje zkoušky hořlavosti, které pro elektrotechniku dosáhly mimořádného významu. Hlavní je přitom chování při hoření. Klasifikace probíhá podle UL 94 HB (horizontální hoření) nebo UL 94 V (vertikální hoření). Z průběhu zkoušky vyplývá, že klasifikace 94 V0/1/2 je hodnotnější než zatřídění 94 HB.

UL 94 V0/1/2

Po nastavení podmínek se zkušební tyč svisle upne a několikrát se ohřívá plamenem vždy po 10 sekundách. Mezi jednotlivými působeními plamene se měří doba do zhasnutí zkušební tyče. Poté se vyhodnocují doby dohořívání a chování při odkapávání. Plast používaný společností Phoenix Contact pro řadové svornice splňuje vysoká kritéria pro zařazení do kategorie materiálu V0.

Zpět nahoru
KlasifikaceUL 94 V0UL 94 V1UL 94 V2
Doba hoření po každém působení plamene< 10 s< 30 s< 30 s
Celková doba hoření po deseti působeních plamene< 50 s< 250 s< 250 s
Doba žhavení po druhém působení plamene< 30 s< 60 s< 60 s
Úplný opalNeNeNe
Zapálení vaty pod vzorkemNeNeNe

PHOENIX CONTACT, s.r.o.

Dornych 47
CZ-617 00 Brno
+420 542 213 401

Tato webová stránka používá soubory cookies , pokračováním v prohlížení stránek souhlasíte s naší cookie politikou. Více informací naleznete v našich zásadách o ochraně osobních údajů.

zavřít