5 Normen, die jeder Projektleiter in der Elektrotechnik kennen sollte
In der Elektrotechnik sind bei Kunststoffen zur Isolierung oder zur Befestigung von Bauteilen zahlreiche Normen zu beachten. Projektleiter sollten diese kennen, um den richtigen Werkstoff auszuwählen. Wir stellen Ihnen hier die wichtigsten Normen vor und erläutern kurz, was sie im Einzelnen regeln.
Viele Anforderungen an technische Kunststoffe in der Elektrotechnik ergeben sich aus Vorschriften und Normen.
Wie muss sich das Material im Brandfall verhalten? Wie sicher muss der Kunststoff gegen elektrischen Stromschlag schützen? Gibt es besondere Anforderungen bezüglich Kriechstrom? Wie steht es mit gesundheitsgefährdenden Inhaltsstoffen?
Normen sorgen dafür, dass Materialen und Werkstoffe, die wir bei der Herstellung von Kunststoffprofilen verarbeiten, klar definierte Eigenschaften aufweisen. So kann man für jede Anforderung in einem Projekt den richtigen Werkstoff finden. Welcher das im Einzelfall ist, übernehmen wir als Partner für Sie. Es lohnt sich jedoch, eine grobe Vorstellung davon zu haben, welche Normen wichtig sind.
Einige der im folgenden beschriebenen Normen beziehen sich auf den Werkstoff Kunststoff. Andere beziehen sich auf das fertige Produkt, das aus technischen Kunststoffen hergestellt wird. Wichtig in der Elektrotechnik sind vor allem die Brennbarkeit und die Isolierfähigkeit von Kunststoffen.
1. Brennbarkeit: UL94
Diese Vorschrift der Underwriters Laboratories (UL) beschreibt ein Verfahren zur Beurteilung und Klassifizierung der Brennbarkeit von Kunststoffen. Folgende Klassen werden dabei unterschieden:
| Klasse | Anforderung |
|---|---|
| HB 75 | Horizontalbrennprüfung - bei Dicke <3 mm; Rate <75 mm/min. |
| HB 40 | Horizontalbrennprüfung - bei Dicke 3-13 mm; Rate <40 mm/min. |
| V-2 | Vertikalbrennprüfung - Verlöschen innerhalb von 30 Sekunden, brennendes Abtropfen von Kunststoffschmelze zulässig. |
| V-1 | wie V-2, jedoch kein brennendes Abtropfen von Kunststoffschmelze zulässig; maximal 60 Sekunden nachglimmen. |
| V-0 | wie V-1, jedoch Verlöschen der Flamme innerhalb von 10 Sekunden; maximal 30 Sekunden nachglimmen. |
| 5VB | mindestens V-2, zusätzlich mit der 500-Watt-Flamme (125 mm Flammhöhe) geprüft; fünfmalige Beflammung für je fünf Sekunden, kein Abtropfen zulässig. |
| 5VA | wie 5VB, zusätzlicher Test an einer horizontal eingespannten Platte; weder Abtropfen noch Bildung von Brandlöchern mit einem Durchmesser >1 mm sind zulässig. |
2. Schutz gegen elektrischen Stromschlag: DIN EN 61140 / VDE 0140-1
Diese Norm dient dem Schutz von Personen und Nutztieren. Über vier verschiedene Schutzklassen lassen sich elektrische Betriebsmittel einteilen und kennzeichnen, die gegebenenfalls mit Kunststoffbauteilen isoliert sind. Für die Schutzklassen 2 und 3 ergeben sich dabei besonders hohe Anforderungen an die Isolierung des Bauteils.
| Schutzklasse | Anforderung |
|---|---|
| 0 | Basisisolierung; kein besonderer Schutz gegen elektrischen Schlag |
| 1 | Schutzleiter; Alle elektrisch leitfähigen Gehäuseteile des Betriebsmittels sind mit dem Schutzleitersystem der festen Elektroinstallation verbunden (Erdpotential) |
| 2 | Schutzisolierung; verstärkte oder doppelte Isolierung in Höhe der Bemessungsisolationsspannung zwischen aktiven und berührbaren Teilen |
| 3 | Schutzkleinspannung; mit verstärkter und/oder doppelter Isolierung |
3. Kriechstromfestigkeit: DIN IEC 60112
Während die inneren Isolationseigenschaften eines Kunststoffes durch dessen spezifischen elektrischen Widerstand bestimmt werden, kann die Stromleitung an der Oberfläche wesentlich davon abweichen. Die Kriechstromfestigkeit beschreibt die Isolationsfestigkeit der Oberfläche von Isolierstoffen, insbesondere unter Einwirkung von Feuchtigkeit und Verunreinigungen.
DIN IEC 60112 definiert den maximalen Kriechstrom, der sich unter genormten Prüfbedingungen in einer definierten Prüfanordnung einstellen darf. Als Kenngrößen zur Charakterisierung der Kriechstromfestigkeit werden die Vergleichszahl der Kriechwegbildung CTI (Comparative Tracking Index) und die Prüfzahl der Kriechwegbildung PTI (Proof Tracking Index) verwendet.
4. Isolierstoffgruppen: DIN EN 50124
Anhand der CTI-Werte gemäß DIN IEC 60112 lassen sich Kunststoffe in Isolierstoffgruppen einteilen:
| Isolierstoffgruppe | Anforderung |
|---|---|
| I | 600 ≤ CTI |
| II | 400 ≤ CTI < 600 |
| IIIa | 175 ≤ CTI < 400 (FR4) |
| IIIb | 100 ≤ CTI < 175 |
5. Halogenfreiheit: DIN IEC 61249-2-21
Besonders im Brandfall können Brom und Chlor ätzende, giftige Verbindungen bilden. Aus diesem Grund kommen in der Elektrotechnik zunehmend Werkstoffe ohne Halogene zum Einsatz. Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) definiert halogenfrei auf der Basis der im Kunststoff enthaltenen Chlor- und Brommengen.
Als halogenfrei gilt ein Produkt, wenn folgende Grenzwerte eingehalten werden:
- 900 ppm Chlor
- 900 ppm Brom
- 1’500 ppm Halogene total
Die oben beschriebenen Normen definieren die Anforderungen, die in der Elektrotechnik eine Rolle spielen. Dadurch lassen sich Materialen und Werkstoffe vom Hersteller eindeutig kennzeichnen, was bei der Wahl des richtigen Kunststoffes für Ihr Projekt hilft. Um sicher zu gehen, ist es immer sinnvoll, sich von Experten für technische Kunststoffe beraten zu lassen, besonders wenn es um spezielle Anforderungen geht, die in der Elektrotechnik nicht so häufig vorkommen.
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