Halogenfreie Kabel im sicheren Einsatz

Halogenfreie Kabel werden unter anderem für industrielle Anwendungen hergestellt.

Die Konstruktion von Drähten ist ein viel komplizierteres Thema, als es zunächst erscheinen mag. Es betrifft nicht nur die Adern selbst und ihre Fähigkeit, Ströme unterschiedlicher Intensität oder Signale einer bestimmten Frequenz zu leiten. Bei der Suche nach dem richtigen Produkt für eine bestimmte Anwendung erweist sich ihre Isolierung als ein sehr wichtiges Merkmal innerhalb der gesamten Verkabelung, d. h. das Material, aus dem die äußere (und innere) Beschichtung hergestellt wurde, und seine Eigenschaften sind nicht zu unterschätzen. Mehrere weit verbreitete Begriffe, Zertifizierungen und Merkmale, die von Herstellern bei der Beschreibung der angebotenen Artikel verwendet werden, sind oft unschlüssig und bedürfen einer Erläuterung.

Dazu gehört beispielsweise der Begriff „halogenfrei“, die Abkürzungen LSZH und FRNC, die Definition der sicheren Isolationsmaterialien für die Verkabelung sowie auch die Frage des „Warum sollte man auf den CPR-Standard achten?“ Weiters solte man sich mit der Frage „Wie werden Kabel hinsichtlich ihrer Entflammbarkeit klassifiziert?“ und „Was ist halogenfrei?“ auseinandersetzen.

Helukabel-Lösungen werden von TME angeboten und bieten rundum den passenden Schutz und die Anforderungen der Industrie und weiterer Einsatzgebiet.

Halogene und halogenfrei, was bedeutet das?

Halogene sind Fluor, Chlor, Brom, Jod und Astat, also chemische Elemente, die Salze bilden und Teil starker Säuren sind (einschließlich Salzsäure). Im flüchtigen Zustand sowie als Verbrennungsrauch sind diese Stoffe giftig. Halogene werden bei der Herstellung vieler Kunststoffe verwendet. Für elektrische Leiter werden sie eingesetzt, um Außenbeschichtungen herzustellen. Das gebräuchlichste Beispiel ist PVC. Der Mangel an Halogenverbindungen führt am häufigsten zu einer verringerten Schädlichkeit des Rauches, der durch das Material während der Verbrennung erzeugt wird.

Diese Eigenschaft ist im Zusammenhang mit dem Brandschutz entscheidend. Wenn eine Gefahr auftritt, sind Flammen und Temperatur eine ebenso große Bedrohung wie das Füllen des Innenraums mit giftigen Gasen. Daher wird immer mehr Wert auf die Verwendung halogenfreier Materialien gelegt – insbesondere bei Kabeln, die für den Einsatz in Wohnräumen, Büros, Verkehrsmitteln u.v.m. bestimmt sind. Bei der Herstellung einer Reihe alternativer Materialien mit begrenzter Toxizität ist bereits viel geschehen. Infolgedessen sind die Herstellungskosten solcher Materialien und ihrer Derivate, also auch halogenfreier isolierter Leiter, deutlich gesunken. Hersteller, wie Helukabel, bieten eine breite Palette dieser Produkte an.

HELUTHERM 145-Leitungen gemäß ECE R-118 sind etwa für Automotive-Anwendungen einsatzbereit.

Low Smoke Zero Halogen – LSZH

Halogenfreie Kabel werden unter anderem für industrielle Anwendungen hergestellt. Die damit in Verbindung gebrachte Abkürzung LSZH kommt von Low Smoke Zero Halogen – einer Substanz, die (bei der Verbrennung) eine begrenzte Menge Rauch emittiert und keine Halogenverbindungen enthält. Diese Abkürzung wird unter anderem verwendet, um das Material zu beschreiben, das bei der Herstellung von erwähnten Leitern verwendet wird. Helukabel offeriert derartige Artikel, z. B. die Serie der mehradrigen Steuerkabel JZ-500 und OZ500.

Flame Retardant, Non Corrosive –FRNC

FRNC ist eine weitere Abkürzung in diesem Zusammenhang. Dabei weist die Isolierung die Eigenschaft auf, sich selbst zu löschen, sprich die Flamme nicht zu verbreiten. Sie enthält auch keine korrosiven Verbindungen, was in der Praxis die Verwendung von halogenfreien Kunststoffen mit sich zieht. Bei Kontakt mit Feuer entstehen überwiegend Wasserdampf und Kohlendioxid.

Dämmstoffe

Da im Zusammenhang mit dem Kabel- und Brandschutz die zentrale Frage gestellt wird, aus welchem Material die Isolierung hergestellt ist, sollte man sich den Eigenschaften der Materialien widmen, die bei der Herstellung von Außenbeschichtungen verwendet werden. Obwohl sie alle auf die eine oder andere Weise das Risiko einer Dampfvergiftung verringern oder zumindest die thermische Toleranz der Verkabelung erhöhen, haben sie auch andere Eigenschaften, die beim Kauf zu beachten sind. Der Begriff EPDM bedeutet ausgeschrieben Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk. Dabei handelt es sich um einen synthetischen Gummi. Zu den wichtigsten Merkmalen dieses Materials gehört die Beständigkeit gegen Heißwasser und Dampf sowie gegen Alkohol, weshalb es unter anderem bei der Herstellung von Schläuchen für Kühlkreisläufe in Kraftfahrzeugen verwendet wird. Kabel aus diesem Material zeichnen sich durch Beständigkeit gegen UV-Strahlen und begrenzte Alterung durch Witterungseinflüsse aus.

Polyethylen ist wiederum eine Art von Thermoplast, dessen flexible, mechanische und thermische Parameter die Bedürfnisse vieler Arten von Kabeln erfüllen. Es wird oft in vernetzter Form verwendet. Diese Art wird in der Produktionsphase durch die Einwirkung eines Elektronenstrahls verstärkt, der eine chemische Reaktion hervorruft und zu einer zusätzlichen Verstärkung der Beschichtung führt. Dadurch zeichnet sich die äußere Beschichtung neben der Feuerbeständigkeit und der Fähigkeit zur elektrischen (und thermischen) Isolierung auch durch eine hohe mechanische Haltbarkeit mit einer längeren Lebensdauer als Beschichtungen aus beispielsweise PVC aus.

Polyethylen gehört zu einer breiteren Gruppe chemischer Verbindungen, Polyolefine (manchmal ist dies der Name, der verwendet wird, um das Material zu beschreiben, aus dem die Isolierung besteht). Leiter in der Polyethylenbeschichtung werden aufgrund ihrer stabilen chemischen Zusammensetzung unter sehr rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt, z. B. zum Antrieb von Tauchpumpen.

Weitere Materialien und ihre Eigenschaften

Eine Besonderheit der Polyurethan-Isolierung ist, dass sie ihre elastischen Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich beibehält. Sie zeichnet sich auch durch mechanische Beständigkeit (Abrieb, Durchrieb) aus und zeigt auch Beständigkeit gegen UV-Strahlung, also auch Sonnenlicht. Leider bietet die PUR-Isolierung aufgrund der Struktur keinen Widerstand gegen Feuchtigkeit, da sie anfällig für Hydrolyse und langsame Zersetzung des Materials unter dem Einfluss der Reaktion mit Wasser ist.

Die Verkabelung in einer Silikonhülle ist eine der teureren, aber dafür extrem widerstandsfähigen Lösungen. Zu den Vorteilen gehören ein hoher Flammpunkt, Beständigkeit gegen eine Reihe chemischer Verbindungen, eine breite thermische Toleranz (auch über 200 °C) und eine sehr gute Flexibilität. Aufgrund dieser hohen Qualität werden Silikondrähte für Mess- oder Montageanwendungen verwendet. Im TME-Katalog wurden Silikonkabel in eine eigene Kategorie gruppiert.

CPR und EN50575-Norm

Die CPR-Richtlinie ist in der EU in Kraft. Ihr Hauptzweck ist die Regulierung von Fragen im Zusammenhang mit Materialien, die im Bauwesen verwendet werden, vor allem in Bezug auf ihre Flammenanfälligkeit und ihr Verhalten bei der Verbrennung. In der Richtlinie hat der Gesetzgeber die Einstufung der Verkabelung in Bezug auf den Zündzeitpunkt, bei der Verbrennung sichtbarer chemischer Verbindungen usw. vorgesehen. Die Vorschriften ermöglichen eine genaue Bestimmung, zu welcher Klasse ein bestimmtes Produkt gehört – was mittels Labortests erfolgt (dies ist in der Norm EN50575 beschrieben).

Das letzte (und dem CPR-Standard ähnliche) Thema, das im Thema Kabelsicherheit behandelt werden sollte, ist die Entflammbarkeitsklasse. Hier treffen mehrere Symbole aufeinander, und zu den beliebtesten, deren Bedeutung wissenswert ist, gehören die Normen UL94 und ECE R-118. UL94 ist ein Standard, der in den USA entwickelt wurde, um vorherzusagen, wie sich ein bestimmtes Material während eines Brandes oder besser gesagt bei jedem Kontakt mit Flammen verhalten wird. Dies ist eine mehrstufige Klassifizierung, die für Kunststoffe gilt.

Im Falle der Kabelisolierung sind die gebräuchlichsten Bezeichnungen UL94V-0 und UL94V-2. Diese erste Markierung informiert den Käufer, dass das Material innerhalb von 10 Sekunden nach dem Entfernen der Flamme gelöscht wird. Es ist zulässig, das geschmolzene Material abzutropfen, solange das Kondensat nicht flammend ist. Niedrigere Entflammbarkeitsklasse, V-2 ermöglicht das Vorhandensein solcher brennender Partikel, und gleichzeitig wird die Löschzeit auf 30 Sekunden verlängert. Tests zur Bestimmung der UL94-Klassifizierung werden durchgeführt, indem eine vertikal platzierte Materialprobe mit einer Länge von ca. 12 cm gezündet wird. ECE R-118

Die Bezeichnung 118 ist in vielen Ländern zu finden, da sie sich aus der UN-Regelung Nr. 118 ableitet. Die Abkürzung ECE stammt von der Europäischen Wirtschaftskommission (United Nations Economic Commission for Europe). Diese Verordnung zielt darauf ab, die internationalen technischen Vorschriften auf dem Gebiet der Entflammbarkeit von Materialien, die beim Bau von Personenkraftwagen verwendet werden, zu harmonisieren. Die Einhaltung der Norm ECE R-118 ist eines der Hauptmerkmale für Kabel, die in der_Automobilindustrie_verwendet werden.

Ein Beispiel für ein solches Produkt ist die HELUTHERM 145 Serie von Helukabel. Ihre hohe thermische Beständigkeit wurde durch eine vernetzte Isolierung erreicht, dank der sie auch in Kontakt mit einem Lötkolben mit einer auf 380 °C erhitzten Spitze schmelzbeständig ist.