Die umgangssprachlich als „Hausgerätenorm“ bezeichnete
Vorschrift definiert als „Hausgerät“ mechanische oder elektrische
Geräte, welche im privaten, gewerblichen und insbesondere auch im
industriellen Umfeld eingesetzt werden. Speziell der Teil 2-40 der IEC
60335 (1995, modifiziert, +A1:2000) befasst sich mit den erhöhten
Anforderungen an die sogenannten unbeaufsichtigten Geräte. Hierzu zählen
elektrisch betriebene Wärmepumpen, Klimageräte und Raumluftentfeuchter.
Ebenfalls zu dieser Klasse gehören Geräte zum Kühlen und Gefrieren,
Geräte mit Fernwirkung, klassische Regel- und Steuergeräte, die mit
Betriebsmitteln wie Elektrizität, Gas, Öl, Solar oder einer Kombination
hiervon zusammenwirken, sowie Geräte mit Zeituhr. Der neuen
„verschärften“ Norm IEC 60335-1 unterliegen somit die meisten Geräte im
Bereich Klimatechnik.
Die Norm ist zugleich eine VDE-Bestimmung im Sinne der VDE
0022. Der genannte Teil gilt für die Sicherheit elektrischer
Wärmepumpen, einschließlich Brauchwasserkonvektoren, wenn deren maximale
Bemessungsspannungen nicht mehr als 250 Volt für Einphasengeräte und
600 Volt für alle anderen Geräte betragen.
Umfassende Diskussionen über die Energiekosten haben ein
grundlegendes Umdenken bei den Spezialisten in der Heizungs-, Klima-,
Lüftungs- und Kältetechnikbranche bewirkt. Mittlerweile werden gezielt
alle Möglichkeiten ausgeschöpft, um den Energieverbrauch zu reduzieren
und die Sicherheit zu erhöhen. Das Bestreben, dem erhöhten
Sicherheitsanspruch gerecht zu werden und die einschlägigen Vorschriften
zu erfüllen, führt zu einer wesentlich intensiveren Nutzung von feuer-
und wärmebeständigen Isolierstoffen. Nach der Eliminierung von
schwermetallhaltigen Rohstoffen durch die RoHS-Richtlinie sind zukünftig
Erzeugnisse aus schwer entflammbaren Kunststoffen EU-weit
vorgeschrieben. Der Ruf nach „grünen“ und sicheren Isolier- bzw.
Kunststoffen wird immer größer.
Als Zulieferer der Gerätehersteller müssen auch die Hersteller von Komponenten zur Energie- und Signalverarbeitung
den neuen Anforderungen gerecht werden. Bild 1 zeigt deutlich die
Stellen in einer Wärmepumpe, an denen elektrische Verbindungstechnik zum
Einsatz kommt. An diesen Stellen gelten erhöhte
Anforderungen an die Brandsicherheit der stromführenden Bauteile sowie
an die Wärme- und Feuerbeständigkeit der Isolierstoffe in Geräten.
Sofern die bisherigen Anschlusselemente die Anforderungen der IEC 60335
nicht erfüllen, sind die Gerätehersteller gezwungen, Anschlusselemente
einzusetzen, welche aus neuen Kunststoffen gefertigt sind. Die
Sicherheitsanforderungen der IEC 60335 werden unter Zugrundelegung der
IEC 60695 2-10 bis 60695 2-13 definiert. Die zu bestehenden Tests sind
als Glühdrahtprüfung bekannt. Hierbei gilt folgende Aufteilung: Die IEC
60695-2-10 beschreibt die Glühdrahtprüfung samt Prüfmethode und
-durchführung, während die IEC 60695-2-11 Vorgaben für die
Glühdrahtprüfung an Fertigteilen sowie die entsprechende
Prüfdurchführung und -bewertung macht. Aus dem Ergebnis leitet sich der
GWT – Glühdrahttest am Produkt – ab.
Es gibt zwei Möglichkeiten, elektrische Verbindungen für
diese Art der Applikation zu befähigen: Zum einen über die
Qualifizierung der Kunststoffe an definierten Prüfplatten. Wenn die
Ergebnisse der Glühdrahtprüfung an Prüfplatten (GWFI und GWIT) nicht
vorliegen, kann eine Qualifizierung auch über die Glühdrahtprüfungen am
fertigen Produkt erfolgen. Im ersten Schritt muss dabei geprüft werden,
ob eine stromführende Verbindung mit I =
0,2 A vorliegt. Danach kann die Qualifizierung des Isolierstoffes
vorgenommen werden. Idealerweise findet man den GWIT und GWFI in den
UL-Angaben der „Yellow Card“, dem Beipackzettel des verwendeten
Isolierstoffes, vor. Alternativ kann ein entsprechender VDE-Nachweis
über den Kunststofflieferanten angefordert werden.
In jedem Fall müssen die für die elektrische
Verbindungstechnik eingesetzten Elemente einen Glühdrahttest am Produkt
(GWT) mit T = 850 °C erfolgreich bestanden oder eine bestimmte
Glühdrahtentflammbarkeitszahl GWFI erreicht haben. Nur mit dieser
Grundvoraussetzung kann Schritt 2 mit T = 750 °C bei der Produktprüfung
und T = 775 °C beim Prüfplattentest erfolgen. Die Anforderungen der IEC
60335 sind erfüllt, wenn die Glühdrahtprüfung nach IEC60695-2-11 am
Produkt mit 850 °C (GWT 30 Sekunden) und die Glühdrahtprüfung am Produkt
mit 750 °C (GWT 2 Sekunden) bestanden sind.
Bei dem Test an der Prüfplatte müssen ein GWFI von = 850 und
ein GWIT von = 775 vorliegen. Erst wenn beide Werte vorhanden sind,
werden auch hier die Anforderungen erfüllt. Darüber hinaus müssen die
Kunststoffe generell eine Kugeldruckfestigkeit von mindestens 125 °C
nach IEC 60695-10-2 vorweisen.
Was passiert, wenn der erste Schritt der beschriebenen
Glühdrahtprüfung zwar erfolgreich durchlaufen wurde, der zweite Schritt
jedoch nicht bestanden wird? Hier erlaubt die Norm nachfolgende
Ausweichmöglichkeit zur Qualifizierung: Die Glühdrahtprüfung am Produkt
wurde mit einer Temperatur von 850 °C, welche für 30 Sekunden anlag,
bestanden. Alternativ zur zweiten Prüfung, bei der die Glühdrahtprüfung
am Produkt mit einer mehr als 2 Sekunden anhaltenden Flamme durchgeführt
wird, kann zur Qualifizierung die sogenannte Nadelflammprüfung
angewandt werden. Eine Nadelflammprüfung am Fertigteil muss nicht
erfolgen, sofern das Material bereits nach UL 94 in die Klasse V-0
eingeordnet ist. Der Kunststoff gilt dann bereits als qualifiziert.
Wichtig ist: Der Analogieschluss von der Prüfplatte (GWFI) auf das
Fertigteil (GWT) ist nur dann zulässig, wenn die Vorzugsdicke der
Prüfplatte um nicht mehr als +/- 0,1 mm gegenüber der Dicke des zu
beurteilenden Fertigteiles abweicht. Das wird bei
Leiterplattenanschlussklemmen und -steckverbindern über die UL-Angaben
in den „Yellow Cards“ der verwendeten Kunststoffe gewährleistet.