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Brandschutz

Brandschutz nach DIN EN 45545-2:2013-08

Die aus der technischen Spezifikation DIN CEN/TS 45545-2:2009-07 hervorgegangene und seit März 2013 ratifizierte und in nationales Recht umgesetzte DIN EN 45545-2:2013-08 legt die Anforderungen an das Brandverhalten von Materialien und Komponenten dar.

Um Kunststoffe für bestimmte Betriebs- und Bauartklassen von Schienenfahrzeugen zu qualifizieren, beschreibt die Norm auf Basis verschiedener Requirement Sets (R) Prüfmethoden zur Ermittlung von Gefährdungsstufen, sogenannte Hazard Levels (HL). Dabei entspricht HL 3 den höchsten Anforderungen.
 
Folgende Prüfungen werden zur Qualifizierung von Kunststoffen für elektrotechnische Anwendungen durchgeführt:

  • Sauerstoffindex nach DIN EN ISO 4589-2
  • Rauchgasentwicklung nach EN ISO 5659-2 (25 kW/m²)
  • Rauchgastoxizität NF X70-100-2 (600°C)
  • Glühdrahtprüfung nach EN 60695-2-11
  • Vertikale Kleinbrennerprüfung nach EN 60695-11-10

Die in Phoenix Contact Reihenklemmen eingesetzten, unverstärkten Polyamide mit der Flammschutzklasse UL 94 V0 erfüllen die höchste Anforderung des HL3, entsprechend der in den Requirement Sets R22, R23, R24, R25 und R26 beschriebenen Prüfungen.

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Brandverhalten nach DIN 5510-2

Die DIN 5510-2 Vorbeugender Brandschutz in Schienenfahrzeugen – Brennverhalten und Brandnebenerscheinungen von Werkstoffen und Bauteilen fordert im Abschnitt 5.2.2.4 für Isolierstoffe, die Strom führende Teile in ihrer Lage fixieren und die nicht in dichten Umhüllungen eingeschlossen sind, die Anforderung V0 nach DIN EN 60695-11-10, die vergleichbar ist mit der UL 94. Alternativ wird für Bereiche, die Fahrgästen nicht zugänglich sind, ein Sauerstoffindex OI ≥ 30 % nach DIN EN ISO 4589-2 gefordert.

Beide Anforderungen werden von den für Phoenix Contact Reihenklemmen eingesetzten unverstärkten Polyamiden mit der Flammschutzklasse UL 94 V0 erfüllt.

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Brandverhalten nach NF F 16-101 / NF F 16-102

Die NF F 16-101 beschreibt anhand von zwei Indizes (I und F) das Brandverhalten von Kunststoffen. Folgende Tests werden dabei durchlaufen:

  • Glühdrahtprüfung (NF EN 60695-2-10 und NF EN 60695-2-11)
  • Sauerstoffindex (NF EN ISO 4589-2)
  • Rauchgastoxizität (NF X 70-100)
  • Rauchgasopazität (NF X 10-702)

Der Index I wird anhand der Tabelle aus den Ergebnissen der Glühdrahtprüfung
und des Sauerstoffindex ermittelt. Hierbei entspricht I0 der besten und I4 der
schlechtesten Klassifizierung.

  • I0 - Sauerstoffindex 70 % - Glühdraht 960°C, keine Flammbildung
  • I1 - Sauerstoffindex 45 % - Glühdraht 960°C, keine Flammbildung
  • I2 - Sauerstoffindex 32 % - Glühdraht 960°C, keine Flammbildung
  • I3 - Sauerstoffindex 28 % - Glühdraht 850°C, keine Flammbildung
  • I4 - Sauerstoffindex 20 % - Glühdraht 850°C, Flamme verlöscht rasch

 

Der F-Index wird bestimmt aus der Messung der Rauchgasopazität und der Rauchgastoxizität. Hierbei gelten für die Rauchgastoxizität folgende Stoffkonzentrationen in mg/m³ als kritisch:

  • Kohlenmonoxid (CO) 1750
  • Kohlendioxid (CO2) 90.000
  • Salzsäure (HCl) 150
  • Bromwasserstoffsäure (HBr) 170
  • Blausäure (HCN) 55
  • Flusssäure (HF) 17
  • Schwefeldioxid (SO2) 260

Anhand der Prüfergebnisse wird ein Rauchindex notiert, der je nach Wert den Klassen F0 – F5 zuzuordnen ist. Hierbei entspricht F0 der besten, der Wert F5 der schlechtesten Klassifizierung. Die Reihenklemmen von Phoenix Contact erreichen die Klassifizierung I2 / F2.

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Oberflächenbrennbarkeit nach ASTM E 162 (NFPA 130)

Prüfung der Oberflächenbrennbarkeit  

Prüfung der Oberflächenbrennbarkeit

Zur Bewertung der Oberflächenbrennbarkeit von Kunststoffen wird nach ASTM E 162 ein Flame-Spread-Index ermittelt, der eine Aussage über die Flammausbreitung unter vorgegebenen Versuchsbedingungen darstellt.
 
Hierzu wird eine Probe (152x457x25,4 mm) in einem Winkel von 30° mit einer Wärmequelle (815 °C) bestrahlt und am oberen Ende mit einer offenen Flamme entzündet. Wahrend der 15-minutigen Prüfungsdauer wird die Zeit bestimmt, in der die Flammfront zwei 76 mm auseinanderliegende Messpunkte erreicht. Aus dem Produkt dieser Flammenausbreitungszeit und einem errechneten Wärmeentwicklungsfaktor ergibt sich der Flame-Spread-Index.

Im amerikanischen Schienenverkehrswesen beträgt der maximale Grenzwert 35. Weiterhin wird bei der Prüfung das Abtropfverhalten des Kunststoffes bewertet. Die Reihenklemmen von Phoenix Contact erreichen einen Flame-Spread-Index von 5, tropfen nicht brennend ab und liegen somit weit unter den zulässigen Maximalwerten der Federal Railroad Administration (FRA) des U.S. Departments of Transportation.

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Rauchgasentwicklung nach ASTM E 662 (NFPA 130)

Rauchgasentwicklung ASTM E 662  

Rauchgasentwicklung ASTM E 662

In der Norm ASTM E 662 ist eine Verfahrensweise zur Bewertung der spezifischen optischen Dichte des Rauches während eines offenen Brandes bzw. eines Schwelbrandes vorgegeben. Dazu wird die prozentuale Lichtdurchlässigkeit im Verhältnis zum Brandkammervolumen betrachtet.

Hierzu wird eine Probe (76x76x25 mm) in eine durch die NBS (National Bureau of Standards) definierte Rauchdichtekammer eingebracht. Der Prüfling wird mit einer Wärme von 2,5 W/cm² bestrahlt. Anschließend werden über 20 Minuten die folgenden Prozesse simuliert:

  • Verbrennung bei offener Flamme
  • Schwelbrand, Vermeidung einer offenen Flamme.

Es gibt spezielle Grenzwerte der optischen Rauchdichte für beide Prozesse, die nach 1,5 und 4 Minuten aufgenommen werden:

  • Spezifische optische Rauchdichte (Ds1,5) – Grenzwert 100
  • Spezifische optische Rauchdichte (Ds4) – Grenzwert 200
  • Maximale Rauchdichte (Dm) während der 20 Minuten

Die für Phoenix Contact-Reihenklemmen eingesetzten Polyamide erfüllen nach ASTM E 662 alle Anforderungen der Federal Railroad Administration (FRA) des U.S. Departments of Transportation.

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Rauchgastoxizität SMP 800 C

Die SMP 800 C beschreibt maximal zulässige Werte von giftigen Rauchgasen während des Verbrennens eines Kunststoffes. Im Vergleich zur BSS 7239 (Boeing Standard) gibt diese Norm genauere Messverfahren zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von toxischen Rauchgasen an, die während des vollständigen Verbrennens des Prüflings entstehen. Hierzu werden der NBS­Kammer während der ASTM E 662 Prüfung zwischen der 4. und 19. Minute 6 Liter Rauchgas entnommen und der Analyse zugeführt.

SMP 800 C­Grenzwerte toxischer Rauchgase in ppm:

  • Kohlenmonoxid (CO) 3.500
  • Kohlendioxid (CO2) 90.000
  • Stickoxide (NOX) 100
  • Schwefeldioxid (SO2) 100
  • Salzsäure (HCl) 500
  • Bromwasserstoffsäure (HBr) 100
  • Flusssäure (HF) 100
  • Blausäure (HCN) 100

Die von Phoenix Contact eingesetzten Polyamide unterschreiten die kritischen Konzentrationen um ein Vielfaches.

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Halogenfreier Flammschutz

Als Halogene gelten unter anderem die chemischen Elemente Fluor, Chlor, Brom und Jod. Eine
Eigenschaft vor allem von bromhaltigen Halogenverbindungen bezieht sich auf die Reduzierung der Brennbarkeit bei Einsatz in Kunststoffen. Jedoch entstehen hier im Brandfall giftige korrosive Rauchgase, die auch zu Sekundarschäden führen können.

Aus diesem Grund verzichtet Phoenix Contact auf halogenhaltige, additiv zugesetzte Flammschutzsysteme. Sowohl Polyamid, Polycarbonat, Polycarbonat/Acrylnitril Butadien Styrol (PC/ABS) und die Polyolefine sind mit halogenfreien Flammschutzsystemen ausgerüstet.

Reihenklemmen des CLIPLINE complete­Systems sind aus Polyamid 6.6 (PA 6.6) mit der Brandschutzklassifizierung UL 94 V0 gefertigt. Diese Polyamide werden gemäß dem Stand der Technik halogenfrei mit Melamincyanurat als Flammschutzmittel eingestellt.

Phoenix Contact­Reihenklemmen sind somit durchgehend und ausnahmslos halogenfrei.

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PHOENIX CONTACT s.à r.l.

10a, op Bourmicht
L-8070 Bertrange
(+352) 45 02 35-1

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